ШИНА С ВКЛАДЫШЕМ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫМ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИЗНОСА ПРОТЕКТОРА Российский патент 2020 года по МПК B60C11/24 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к шинам с электрическими индикаторами износа. Изобретение относится к шинам с индикаторами износа, в основе которых лежит LC- или LCR-резонатор, индуктивность и/или частота колебаний в котором изменяется по мере износа поверхности шины.

Уровень техники

Системы дистанционного контроля, в которых используются LCR-цепь (индуктивно-емкостно-резистивная) или LC (индуктивно-емкостная), известны, например, из документа США 2005/0007239. Вместе со средствами опроса такие цепи (схемы) позволяют осуществлять контроль множества характеристик, включая деформацию, температуру, давление, идентифицирующий признак, поведение, изменение химической фазы (например, плавление или отверждение), уровень жидкости, износ, скорость вращения, местоположение и приближение. Как правило, LC или LRC-схема является пассивной, т.е. в ней отсутствует электрический источник, который преобразует химическую энергию в электричество, даже если индуктивность сама используется для получения электричества за счет изменяющегося магнитного поля. Однако, средства опроса являются активными, и включают в себя электрический источник, который преобразует химическую энергию в электричество. Обычно средства опроса представляют собой устройство, которое держат в руке, или устройство, закрепленное в системе. Положение средств опроса относительно LC или LCR-схемы может быть выбрано свободно, целесообразным образом. Однако, потребление энергии средствами опроса зависит от дистанции считывания.

Такие устройства могут быть применены для измерения износа шины, как это раскрыто в патентной заявке США 2005/0061069. Однако, отмечено, что крепление LC- или LCR-схемы к шине надежным образом представляет трудную задачу. Во-первых, из-за того, что для измерения износа, LC- или LCR-схема должна быть прикреплена к протектору шины или внедрена в протектор. Крепление LC- или LCR-схемы во время изготовления шины, например, во время вулканизации, может быть затруднительным, поскольку для точного измерения износа требуется хорошо контролировать расположение схемы. Если указанную схему вводить в шину после вулканизации, то крепление схемы к остальной шине представляет проблему. В процессе эксплуатации шина вращается, что создает центробежные силы, которые действуют на LC- или LCR-схему, выталкивая схему из протектора. Например, в легковом автомобиле, движущемся со скоростью 100 км/ч, центробежные силы могут соответствовать ускорению, в 200 раз превышающему ускорение свободного падения. Установлено, что такие силы часто выталкивают схему из протектора. Более того, даже если не происходит полного выталкивания LC- или LCR-схемы из протектора, смещение схемы внутри шины влияет на точность измерения износа. Патентная заявка США 2005/0061069 указывает, что данная проблема могла бы быть решена путем внедрения схемы в шину с ее внутренней стороны. Однако, в таком случае пришлось бы проникать сквозь присутствующие в шине армирующие структуры, что ухудшало бы механические характеристики шины. Кроме того, подвергалась бы риску воздухонепроницаемость шины.

Раскрытие изобретения

Установлено, что LC- или LCR-схема может быть надежно закреплена в шине в точно заданном положении, когда указанная схема образует вкладыш, обладающий такой формой, которая, благодаря свои особенностям, фиксирует вкладыш в шине. Соответственно, поперечное сечение вкладыша имеет больший размер в области, расположенной глубже внутри шины, чем в области более близкой к протектору (т.е. к поверхности шины). Кроме того, чтобы расположить вкладыш в точно заданном месте, он может быть размещен в глухом пазу протектора шины. Это раскрыто более конкретно в независимом пункте 1 формулы изобретения. Дополнительно, для улучшения крепления вкладыша к шине может быть использован клей. Соответствующий способ раскрыт в независимом пункте 14 формулы изобретения.

Кроме того, в таком вкладыше различные элементы LC- или LCR-схемы могут быть прикреплены к различным частям вкладыша. При такой конструкции, если индуктивный элемент расположить в той части вкладыша, которая имеет большое поперечное сечение, то это улучшает считывание сигнала LC- или LCR-схемы.

Предпочтительные варианты осуществления изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения. Эти и другие варианты осуществления раскрыты в описании изобретения и прилагаемых чертежах.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 изображена шина,

На фиг. 2а1 и 2а2 представлен вариант осуществления индикатора износа (вид сбоку),

На фиг. 2b изображен вкладыш, у которого в оболочке размещена схема,

На фиг. 2 с и 2d изображен индикатор износа, вставленный в блок протектора шины (вид сбоку),

На фиг. 2е изображен вкладыш, оснащенный дополнительным сенсором,

На фиг. 2f и 2g изображен индикатор износа, содержащий резистивный элемент, выполненный с возможностью износа (вид сбоку),

На фиг. 3а изображена половина поперечного сечения шины, содержащей индикатор износа и опрашивающее устройство, интегрированные в шину,

На фиг. 3b изображена половина поперечного сечения шины, содержащей опрашивающее устройство, размещенное снаружи шины,

На фиг. 4а и 4b изображен принцип работы индикатора износа,

На фиг. 5 изображена часть шины, содержащая вкладыш, соответствующий первому варианту осуществления (вид сбоку),

На фиг. 6 изображена часть шины, содержащая вкладыш, соответствующий второму варианту осуществления (вид сбоку),

На фиг. 7а изображена часть шины, содержащая вкладыш, соответствующий третьему варианту осуществления (вид сбоку),

На фиг. 7b изображена часть шины, содержащая вкладыш, соответствующий фиг. 7а и вставленный в глухой паз (вид сбоку),

На фиг. 8 изображена часть шины, содержащая вкладыш, соответствующий четвертому варианту осуществления (вид сбоку),

На фиг. 9а - 9d изображена конструкция первичных емкостных элементов,

На фиг. 9е изображена конструкция первичного резистивного элемента,

На фиг. 10 изображены размеры типичного вкладыша,

На фиг. 11а и 11b представлен способ вставления вкладыша в шину,

На фиг. 12а изображена схема, содержащая электронные элементы вкладыша,

На фиг. 12b изображена оболочка для размещения схемы фиг. 12а, и

На фиг. 12с изображен вкладыш, сформированный путем размещения схемы в оболочке.

Осуществление изобретения

Согласно фиг. 1, варианты осуществления изобретения относятся к шине 100, содержащей часть индикатора 190 износа. В предпочтительном варианте шина 100 представляет собой пневматическую шину. В общем, шина 100 содержит протектор 120. Протектор 120 это часть шины, которая выполнена с возможностью контакта с поверхностью 900, такой как дорожное покрытие или грунт, когда осуществляется эксплуатация шины 100. Обычно протектор 120 построен из блоков 110. Соответственно, часть протектора сформирована посредством блока 110 протектора. Верхняя поверхность блока 110 протектора является частью протектора 120. Шина 100 может представлять собой шину непневматического типа. Шина 100 может являться шиной пассажирского транспортного средства, такого как легковой автомобиль, т.е. это может быть пневматическая шина легкового автомобиля. Шина 100 может являться тяжелой шиной, т.е. шиной для тяжелой машины, такой как форвардер, погрузчик, грузовик или машина на гусеничном ходу. Шина 100 может являться шиной для мотоцикла.

Индикатор 190 износа содержит опрашивающее устройство 300 и схему 290, как показано на фиг. 2а1, 2а2 и 2b. Согласно фиг. 2b, схема 290 размещена внутри вкладыша 200, который может быть вставлен в шину 100. Вкладыш 200 может дополнительно содержать оболочку 295, в которой размещена схема 290. Схема 290 содержит по меньшей мере некоторые электронные элементы, такие как первичный индуктивный элемент 220. Согласно фиг. 2а1 и 2а2, опрашивающее устройство 300 выполнено с возможностью беспроводного взаимодействия со схемой 290, что будет подробно рассмотрено ниже. При использовании индуктивные элементы 320, 220 опрашивающего устройства и соответственно вкладыша 200 могут быть расположены рядом друг с другом, как показано на фиг. 2а1. В ином варианте, между индуктивными элементами 320, 220 могут быть расположены другие компоненты схемы, как показано на фиг. 2а2.

Вкладыш 200 размещен в шине 100, как показано на фиг. 3а и 3b. В варианте осуществления, изображенном на фиг. 3а, шина 100 дополнительно содержит опрашивающее устройство 300. В данном варианте индуктивные элементы 320, 220 опрашивающего устройства 300 и вкладыша 200 расположены аналогично фиг. 2а1. В варианте осуществления, изображенном на фиг. 3b, опрашивающее устройство 300 расположено в другом месте, например, в узле транспортного средства, где находится шина 100. В данном варианте осуществления индуктивные элементы 320, 220 опрашивающего устройства 300 и вкладыша 200 расположены аналогично фиг. 2а2, когда производится считывание сигнала вкладыша.

Согласно варианту осуществления изобретения, вкладыш 200 размещен в шине 100 таким образом, что емкостный элемент 210 изнашивается, когда происходит износ протектора 120.

Вкладыш 200 содержит первичный емкостный элемент 210 и первичный индуктивный элемент 220. Первичный емкостный элемент 210 электрически соединен с первичным индуктивным элементом, так что образован электрический колебательный контур. Вкладыш 200 может дополнительно содержать резистивный элемент 250 (фиг. 2f и 2g). Таким образом данный колебательный контур является контуром LC-типа или LRC-типа. Вкладыш 200 в предпочтительном варианте является энергетически пассивным, т.е. в нем отсутствует батарея, преобразующая химическую энергию в электричество. Первичный индуктивный элемент 220 преобразует магнитную энергию в электрическую, которая временно накапливается в первичном емкостном элементе 210, что само по себе известно из техники колебательных контуров LC-типа или LCR-типа. Частота колебаний и/или индуктивное сопротивление вкладыша 200 зависит(-ят) от емкости первичного емкостного элемента 210 и индуктивности первичного индуктивного элемента 220. Обычно, угловая частота резонанса вкладыша (контура) выражается формулой: ω=1/√(L0 × с0), где L0 - индуктивность первичного индуктивного элемента 220, а с0 - емкость первичного емкостного элемента 210. Как будет более подробно рассмотрено ниже, согласно варианту осуществления изобретения, первичный емкостный элемент 210 выполнен с возможностью износа в процессе использования шины, в силу чего его емкость с0 изменяется. Это оказывает влияние, например, на угловую частоту ω резонанса. Это также оказывает влияние на взаимную индуктивность, в частности на определенной частоте, первичного индуктивного элемента 220 и вторичного индуктивного элемента 320 (например, вторичного индуктивного элемента 320 опрашивающего устройства 300). Таким образом, к примеру указанные величины являются показателями степени износа первичного емкостного элемента 210. Однако, также и другие величины могут оказывать влияние на емкость с0 первичного емкостного элемента 210. Таким образом, например, вышеуказанные величины могут характеризовать также и другие параметры первичного емкостного элемента 210 или среды, которая окружает первичный емкостный элемент 210, например, наличие влаги вблизи первичного емкостного элемента 210 и/или наличие влаги, например, между двумя электродами (214, 216) первичного емкостного элемента 210.

Первичный емкостный элемент 210 не обязательно должен испытывать износ во время измерений. Можно, например, измерять влажность окружающей среды, там, где вкладыш внедрен в шину. Как известно, влажность влияет на диэлектрическую постоянную конденсатора, и таким образом, на угловую частоту со резонанса LC-контура вкладыша. Дополнительно или как вариант, на индуктивность первичного индуктивного элемента 220 может оказывать влияние окружающая среда и/или эксплуатация шины 100. Например, если блок 110 протектора шины 100 содержит магнитный материал, то индуктивность первичного индуктивного элемента 220 может изменяться по мере износа блока 110 протектора. Дополнительно или как вариант, вкладыш 200 может содержать первое сенсорное устройство 240 (фиг. 2е) для измерения некоторых других величин. Первое сенсорное устройство может заключать в себе датчик или несколько датчиков, которым для работы требуется незначительное электропитание. Первое сенсорное устройство 240 может заключать в себе, к примеру, один из следующих датчиков: датчик давления, датчик влажности и датчик температуры.

Кроме того, не обязательно должна изменяться емкость с0 первичного емкостного элемента 210. Согласно конструкции, показанной на фиг. 2f и 2g, схема содержит первичный резистивный элемент 250, выполненный с возможностью износа. Схема дополнительно содержит первичный емкостный элемент 210 для образования колебательного контура. Однако, когда сопротивление первичного резистивного элемента 250 изменяется, к примеру, увеличивается в результате устранения некоторых из соединенных параллельно резисторов, изменяется и передаточная характеристика цепи, в частности, на частоте резонанса. Это может быть измерено посредством опрашивающего устройства 300 для определения сопротивления первичного резистивного элемента 250 и/или износа вкладыша 200.

Опрашивающее устройство 300 содержит источник 330 электропитания, схему 310 коммуникации, и вторичный индуктивный элемент 320. Источник электропитания необходим для снабжения опрашивающего устройства энергией. Источник 330 электропитания может быть выполнен с возможностью преобразования, например, механической и/или химической энергии в электрическую энергию. Дополнительно или как вариант, источник электропитания может содержать элемент, выполненный с возможностью преобразования магнитной энергии в электричество. Дополнительно или как вариант, источник электропитания может содержать конденсатор большой емкости (например, суперконденсатор), запасающий электрическую энергию, как таковую. Такой конденсатор большой емкости можно заряжать, например, индуктивно или механически при помощи компонента, который преобразует магнитную или механическую энергию, соответственно, в электрическую энергию. Термин «конденсатор большой емкости» в данном контексте относится к конденсатору, обладающему электрической емкостью по меньшей мере 1 мкФ.

Вторичный индуктивный элемент 320 используется, чтобы выполнять опрос вкладыша 200. Таким образом, благодаря формированию магнитного поля во вторичном индуктивном элементе 320, магнитное поле также пронизывает и первичный индуктивный элемент 220, оказывая таким образом влияние на взаимную индукцию опрашивающего устройства 300 и вкладыша 200. Таким образом, может быть измерен по меньшей мере один из следующих параметров: коэффициент взаимной индукции, угловая частота резонанса (или резонансная частота), ширина полосы частот и коэффициент добротности вкладыша 200 (конкретно схемы 290). Если конструкция предполагает изменение емкости, то предпочтительно измерять по меньшей мере взаимную индукцию или угловую частоту резонанса (или резонансную частоту). Если конструкция предполагает изменение сопротивления, то предпочтительно измерять по меньшей мере ширину полосы частот или коэффициент добротности.

Схема 310 коммуникации может быть использована для передачи измеренных данных в шлюз. Схема 310 коммуникации может содержать управляющую схему для измерения коэффициента взаимной индукции и/или резонансной частоты, и/или ширины полосы частот, и/или коэффициента добротности вкладыша (контура). В ином варианте опрашивающее устройство 300 может содержать отдельную управляющую схему для указанной цели. Согласно одному варианту осуществления изобретения, опрашивающее устройство 300 выполнено с возможностью измерения по меньшей мере одной из следующих величин: [i] коэффициента взаимной индукции вторичного индуктивного элемента 320 и вкладыша 200, [ii] индуктивного сопротивления вкладыша 200, и [iii] резонансной частоты колебаний во вкладыше 200. Согласно варианту осуществления изобретения, опрашивающее устройство 300 выполнено с возможностью измерения по меньшей мере одной из следующих величин: [iv] ширины полосы частот вкладыша 200 и [v] коэффициента добротности вкладыша 200.

Согласно фиг. 2с и 2d, индикатор 190 износа может быть использован для измерения износа протектора 120. При использовании такого индикатора 190 износа вкладыш 200 прикрепляют к протектору 120 таким образом, чтобы износ части вкладыша происходил вместе с износом протектора 120. Согласно варианту осуществления (фиг. 2а1-2е), первичный емкостный элемент 210 выполнен с возможностью износа, когда происходит износ протектора 120. Согласно варианту осуществления (фиг. 2f и 2g), первичный резистивный элемент 250 выполнен с возможностью износа, когда происходит износ протектора 120. Хоть это и не показано, но возможет вариант, при котором и первичный емкостный элемент 210, и первичный резистивный элемент 250 выполнены с возможностью износа, когда происходит износ протектора 120.

Изнашиваемый компонент (первичный емкостный элемент 210 и/или первичный резистивный элемент 250) не обязательно должен доходить до верха нетронутой изнашиваемой поверхности протектора 120, поскольку может быть достаточно измерять у протектора только износ, составляющий обоснованно необходимую величину. При этом предпочтительно, чтобы происходил износ только изнашиваемого компонента (например, первичного емкостного элемента 210), но не первичного индуктивного элемента 220. Поэтому, согласно фиг. 2с и 2d и варианту осуществления, вкладыш 200 размещен в шине 100 таким образом, что предполагается износ первичного емкостного элемента 210, когда происходит износ протектора 120. Кроме того, по меньшей мере часть первичного емкостного элемента 210 расположена на первом расстоянии d1 от первой поверхности блока протектора (основы) и внутри блока 110 протектора. Далее, по меньшей мере часть первичного индуктивного элемента 220 расположена на втором расстоянии d2 от первой поверхности протектора 120 и внутри блока 110 протектора. В шине 100 в предпочтительном варианте второе расстояние d2 больше первого расстояния d1. Таким образом, когда протектор 120 изнашивается, износ первого емкостного элемента 210 начинается прежде, чем начнется износ первичного индуктивного элемента 220. Вкладыш 200 предпочтительно размещать так, чтобы при нормальной эксплуатации шины не происходил износ первичного индуктивного элемента 220.

В варианте осуществления, в котором изнашивается первичный резистивный элемент 250, а не первичный индуктивный элемент 220, вкладыш 200 размещен в шине 100 таким образом, чтобы при износе протектора 220 происходил износ первичного резистивного элемента 250. Согласно такому варианту, по меньшей мере часть первичного резистивного элемента 250 размещают на четвертом расстоянии d4 от первой поверхности блока протектора и внутри блока 110 протектора. Кроме того, по меньшей мере часть первичного индуктивного элемента 220 размещают на втором расстоянии d2 от первой поверхности протектора 120, и внутри блока 110 протектора. В такой шине 100 второе расстояние d2 предпочтительно больше четвертого расстояния d4. В общем, второе расстояние d2 предпочтительно больше расстояния (d1, d4), на котором размещают по меньшей мере часть изнашиваемого компонента (210, 250). Таким образом, когда протектор 120 изнашивается, износ изнашиваемого компонента (т.е. первичного емкостного элемента 210 и/или первичного резистивного элемента 250) начинается прежде, чем начнется износ первичного индуктивного элемента 220. Вкладыш 200 предпочтительно размещать так, чтобы при нормальной эксплуатации шины износ первичного индуктивного элемента 220 не происходил.

Кроме того, как было указано выше, в некоторых других вариантах осуществления изобретения второе расстояние d2 может быть меньше первого расстояния d1 (и, как вариант, также меньше и четвертого расстояния d4), поскольку не требуется, чтобы происходил износ каких-либо частей вкладыша, например, в случае, если вкладыш 200 работает только как датчик влажности.

Согласно фиг. 2а1 и 3а и варианту осуществления, шина 100 содержит опрашивающее устройство 300. В таком варианте опрашивающее устройство 300 расположено относительно вкладыша 200 таким образом, что вторичный индуктивный элемент 320 находится с той же стороны от первой поверхности 120, что и первичный индуктивный элемент 220. Вторичный индуктивный элемент 320 может быть размещен внутри шины 100 или на другой поверхности шины 100. К тому же, по меньшей мере часть вторичного индуктивного элемента 320 расположена на третьем расстоянии d3 от первой поверхности протектора 120 шины, причем третье расстояние d3 больше, чем второе расстояние d2. В результате этого износ вторичного индуктивного элемента 320 не начнется, пока не начнется износ первичного индуктивного элемента 220 (если такой износ вообще предусмотрен). Дополнительный эффект такого размещения заключается в улучшении магнитной связи между первичным индуктивным элементом 220 и вторичным индуктивным элементом 320.

Согласно фиг. 3а, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления, опрашивающее устройство 300 расположено на второй поверхности 130 шины 100, причем вторая поверхность 130 противоположна протектору 120. В качестве второй поверхности может выступать поверхность полости, которую ограничивает шина 100. Например, второй поверхностью 130 может служить внутренняя поверхность пневматической шины 100. В частности, когда опрашивающее устройство 300 размещено внутри пневматической шины, это устройство можно использовать для измерения также и других величин, например, давления и/или температуры. С этой целью, согласно варианту осуществления, опрашивающее устройство 300 содержит второе сенсорное устройство 340. Такое второе сенсорное устройство 340 содержит датчик или датчики, выполненные с возможностью измерения параметров среды, в которой находится опрашивающее устройство 300. Второе сенсорное устройство 340 может содержать, к примеру, по меньшей мере один из следующих датчиков: датчик температуры, датчик давления и датчик ускорения.

Согласно фиг. 4а, в общем величина износа обозначена символом "w". На фиг. 4а показаны две величины износа w1 и w2. Величина износа w1 относится к степени износа w1 поверхности 120 фиг. 4а. Поверхность 120 на фиг. 4а может быть, например, неизношенной, и величина износа w1 может быть равна нулю.

На фиг. 4b изображена шина 100 фиг. 4а после того, как произошел некоторый износ поверхности протектора 120. Величина износа на фиг. 4b соответствует w2. Таким образом, если сравнить фиг. 4а и фиг. 4b, то износ протектора 120 составил величину w2-w1.

Поскольку первичный емкостный элемент 210 и/или первичный резистивный элемент 250 выполнены с возможностью износа на ту же самую величину, что и протектор 120, предпочтительно, чтобы вкладыш 200 оказывал сопротивление износу максимум в той же степени, что и блок 110 протектора. Другими словами, предпочтительно, чтобы материал первичного емкостного элемента 210 и верхней части вкладыша оказывал сопротивление износу максимум в той же степени, что и материал блока 110 протектора. Верхняя часть вкладыша 200 содержит верхнюю поверхность 204 (см. например фиг. 5) вкладыша. Это гарантирует, что в процессе эксплуатации первичный емкостный элемент 210 будет изнашиваться на ту же величину, что и протектор 120; по меньшей мере, когда протектор 120 будет изношен до границы, откуда начинается износ первичного емкостного элемента 210. Установлено, что некоторые полимеры, в частности полиамид, оказывают сопротивление износу, по существу, в такой же степени, что и блок 110 протектора. На износ вкладыша может оказать влияние применение армирующего материала, такого как стекловолокно, арамидное волокно или углеродное волокно. Согласно варианту осуществления, вкладыш содержит полимер. Согласно варианту осуществления, вкладыш содержит полимер и волоконный материал, такой как стекловолокно, арамидное волокно или углеродное волокно. Согласно варианту, вкладыш содержит полиамид. Согласно варианту, вкладыш содержит полиамид и волоконный материал, такой как стекловолокно, арамидное волокно или углеродное волокно.

Первичный емкостный элемент 210 может содержать конденсаторы 210₁, 210₂, 210₃, 210₄, как показано на фиг. 7а, 7b, 9а, 9b, 9с, 9d и 10. Дополнительно или как вариант, первичный емкостный элемент 210 может содержать первый электрод 214 и второй электрод 216, выполненные так, что образуют электрическую емкость и предусмотрены для износа, когда происходит износ вкладыша 200. Примеры некоторых конфигураций электродов представлены в Европейской патентной заявке ЕР17397517.8, которая включена в настоящее изобретение посредством ссылки. Также, как указывает данная заявка, в предпочтительном варианте первичный емкостный элемент 210 имеет такую конфигурацию, что

- для первой величины износа w1 производная емкости с0 первичного емкостного элемента 210 по величине износа w имеет первое значение dc0/dw|w1 (скорость изменения емкости),

- для второй величины износа w2 производная емкости с0 первичного емкостного элемента 210 по величине износа w имеет второе значение dc0/dw|w2 (скорость изменения емкости), причем

- первое значение скорости изменения емкости dc0/dw|w1 отличается от второго значения скорости изменения емкости dc0/dw|w2.

Согласно предпочтительному варианту:

- первая величина износа w1 меньше второй величины износа w2

- по абсолютной величине первое значение скорости изменения емкости dc0/dw|w1 больше второго значения скорости изменения емкости dc0/dw|w2

Вышеупомянутая Европейская патентная заявка ЕР17397517.8, иллюстрирует примеры предпочтительных конфигураций конденсаторов 210₁, 210₂, 210₃, 210₄ и электродов 214, 216. Например, согласно фиг. 7а настоящей заявки, такой эффект может быть получен, когда конденсатор 210₁ ближний к поверхности протектора 120, имеет емкость большую, чем конденсатор 210₂, расположенный дальше от поверхности протектора 120.

Как было указано в разделе «Уровень техники», одной проблемой, связанной с измерениями данного типа, является надежность крепления вкладыша в шине 100. В принципе, надежное крепление можно было бы выполнять во время вулканизации шины 100. Однако, это удвоило бы число производственных линий (т.е. потребовалась бы одна линия для шины без вкладыша, и другая линия для шины с вкладышем), что усложнило бы процесс изготовления с точки зрения логистики. Другим способом могло бы быть изготовления вкладыша, содержащего фланец, и внедрение вкладыша с внутренней стороны в шину 100 так, чтобы фланец оставался внутри шины. Однако, когда шина изнашивается, такой вкладыш проходил бы сквозь шину, что создавало бы проблему утечки газа.

Нетрудно догадаться, что вкладыш 200 может быть вставлен в глухой паз 112 шины 100. Более того, если ширина глухого паза 112 больше вблизи дна паза 112, чем у вершины паза, то вкладыш, имеющий аналогичную форму, может надежно оставаться внутри паза 112. Такой глухой паз 112 может быть выполнен в шине, например, путем использования формы при вулканизации шины 100.

Согласно фиг. 11а и 11b, вариант осуществления способа содержит подготовку вкладыша 200, какой был рассмотрен выше. Соответственно, вкладыш содержит изнашиваемый элемент 210, 250, такой как первичный емкостный элемент 210, у которого по меньшей мере часть расположена на первом вспомогательном расстоянии di1 от верхней поверхности 204 вкладыша 200, и первичный индуктивный элемент 220, у которого по меньшей мере часть расположена на втором вспомогательном расстоянии di2 от верхней поверхности 204 вкладыша 200. В варианте осуществления, в котором предполагается износ первичного емкостного элемента 210, второе вспомогательное расстояние di2 больше первого вспомогательного расстояния di1. Вкладыш 200 проходит в продольном направлении z200 от своей нижней поверхности 202 до своей верхней поверхности 204. Кроме того, чтобы обеспечить механическую фиксацию вкладыша 200 в уширенной части глухого паза 112, у вкладыша 200 предусмотрено первое поперечное сечение А1 на первом продольном расстоянии r1 от нижней поверхности 202, и второе поперечное сечение А2 на втором продольном расстоянии r2 от нижней поверхности 202, причем первое продольное расстояние r1 соответствует положению более близкому к верхней поверхности 204, чем второе продольное расстояние r2, а второе поперечное сечение А2 больше первого поперечного сечения А1. Указанные поперечные сечения А1 и А2 определены в плоскости, нормаль к которой параллельна продольному направлению z200. Даже если это не показано на чертежах (к примеру, на фиг. 2f и 2g), как вариант или дополнительно, вкладыш 200 может содержать первичный резистивный элемент 250, у которого по меньшей мере часть расположена на первом вспомогательном расстоянии di1 от верхней поверхности 204 вкладыша 200. Площадь второго поперечного сечения А2 может быть, например, по меньшей мере на 10%, 25%, 50% или по меньшей мере на 100% больше площади первого поперечного сечения А1. Отношение площади второго поперечного сечения А2 к площади первого поперечного сечения А1 может таким образом составлять, например, от 1,1 до 10, или к примеру от 1,25 до 7, или к примеру от 1,5 до 5, или к примеру от 2 до 4.

Кроме того, способ содержит подготовку шины 100, в которую должен вставляться вкладыш 200. На шине 100, как говорилось выше, был устроен глухой паз 112. Согласно способу, шина содержит такой глухой паз 112, причем у глухого паза 112 имеется первое поперечное сечение С1 на первой глубине de1 и второе поперечное сечение на второй глубине de2, при этом второе поперечное сечение С2 больше первого поперечного сечения С1, а вторая глубина de2 больше первой глубины de1. В результате этого вкладыш 200 может удерживаться на своем месте за счет запирания вкладыша 200 в глухом пазу 112, благодаря форме паза и вкладыша. Также следует отметить, что, согласно варианту осуществления, второе поперечное сечение А2 вкладыша больше первого поперечного сечения С1 глухого паза 112. Кроме того, глухой паз 112 выполнен таким образом, что он проходит в продольном направлении z200 от своей нижней поверхности 112а до отверстия 112b в блоке 110 протектора. Продольное направление z200 параллельно радиальному направлению SR (см. фиг. 11а) шины в месте расположения глухого паза 112, или образует угол а (см. фиг. 6) максимум 75° с радиальным направлением SR шины в месте расположения глухого паза 112. Можно считать, что вышеупомянутое отверстие 112b в блоке 110 протектора является вершиной глухого паза 112. Поперечные сечения С1 и С2 определены плоскостью, нормаль к которой параллельна продольному направлению z200. Все, что было сказано о размерах поперечных сечений А1 и А2 вкладыша по отношению друг к другу, применимо и к первому и второму поперечным сечениям С1 и С2 глухого паза 112.

Более того, вкладыш 200 вставлен в глухой паз 112 так, что нижняя поверхность 202 вкладыша 200 внедрена глубже в глухой паз 112, чем верхняя поверхность 204 вкладыша 200. Пример шины 100, которая сформирована таким образом, представлен на фиг. 7b. Следует также отметить, что часть глухого паза 112, имеющая меньшее поперечное сечение С1, нуждается в расширении в то время, когда вкладыш 200 вставляют в глухой паз 112. Это может быть сделано, например, подходящим раздвижным устройством, поскольку материал блока 110 протектора является достаточно эластичным. Таким образом, согласно варианту осуществления изобретения, блок 110 протектора выполнен из материала, обладающего эластичностью. Согласно варианту осуществления, материал протектора обладает твердостью 50-80 единиц по Шору А при температуре 23°С. Единица твердости по Шору А относится к испытанию твердости при помощи дюрометра типа «А», согласно стандарту ASTM D2240-00. По меньшей мере блоки 110 протектора, обладающие твердостью по Шору в указанном диапазоне, могут быть расширены вышеупомянутым образом.

В случае, если затолкнуть вкладыш 200 в глухой паз 112 трудно, процедуру можно облегчить путем нанесения на вкладыш 200 или глухой паз 112 подходящего компаунда, уменьшающего трение, перед заталкиванием вкладыша в глухой паз. К подходящим компаундам, уменьшающим трение, относятся масло, консистентная смазка и мыло.

Сцепление может быть усилено путем нанесения клея 114 между вкладышем 200 и блоком 110 протектора.

Соответственно, глухой паз 112 оказывается по меньшей мере частично заполненным вкладышем 200. Фигуры 3а, 3b, 5, 6, 7а, 7b и 8 изображают часть шины 100, которая выполнена указанным способом.

В частности, согласно фиг. 3а и 5, такая шина 100 содержит блок 110 протектора выполненный из трущегося материала, и протектор 120, часть которого образована блоком 110 протектора. Протектор 120 выполнен с возможностью нахождения в контакте с поверхностью 900 при эксплуатации шины 100. Шина 100 дополнительно содержит вкладыш 200. Как говорилось выше, вкладыш 200 содержит первичный емкостный элемент 210 и первичный индуктивный элемент 220. Согласно варианту осуществления изобретения, по меньшей мере часть изнашиваемого элемента (210, 250), такого как первичный емкостный элемент 210 расположена на первом расстоянии d1 (или четвертом расстоянии d4) от поверхности протектора 120, и находится внутри блока 110 протектора. Дополнительно, по меньшей мере часть первичного индуктивного элемента 220 расположена на втором расстоянии d2 от поверхности протектора 120 в направлении внутренней части шины 100. Вкладыш 200 проходит в продольном направлении z200 от своей нижней поверхности 202 к своей верхней поверхности 204. Согласно варианту осуществления изобретения, продольное направление z200 параллельно радиальному направлению SR шины в месте расположения вкладыша 200 (см. фиг. 5). Согласно варианту осуществления изобретения, продольное направление z200 образует угол α максимум 75° с радиальным направлением SR шины в месте расположения вкладыша 200 (см. фиг. 6).

Чтобы получился эффект запирания за счет формы, у вкладыша 200 предусмотрено первое поперечное сечение А1 на первом продольном расстоянии r1, и второе поперечное сечение А2 на втором продольном расстоянии r2. Первое продольное расстояние г1 соответствует положению более близкому к верхней поверхности протектора 120 шины 100, чем второе продольное расстояние r2, при этом второе поперечное сечение А2 больше первого поперечного сечения А1.

Кроме того, поскольку вкладыш вставляют в глухой паз 112, выполненный в протекторе 120 (а не с внутренней стороны шины 100), по меньшей мере часть верхней поверхности 204 вкладыша 200 не будет сопрягаться с материалом протектора блока 110. Верхняя поверхность 204 вкладыша может располагаться вровень с протектором 120. Таким образом, верхняя поверхность 204 вкладыша 200 может быть расположена на том же уровне, что и протектор 120. Однако, вкладыш 200 может быть расположен глубже в глухом пазу 112 (и/или часть 205 тела вкладыша может быть сделана короткой), так что сверху верхней поверхности 204 вкладыша 200 может оставаться свободное пространство. Дополнительно, указанное свободное пространство может быть заполнено некоторым материалом.

Когда верхняя поверхность 204 вкладыша расположена заподлицо с протектором 120, вышеупомянутое первое расстояние d1 равно первому вспомогательному расстоянию di1, а второе расстояние d2 равно второму вспомогательному расстоянию di2. Однако, как было сказано выше, верхняя поверхность 204 вкладыша не обязательно должна располагаться вровень с протектором 120.

Когда вкладыш 200 вставляют в глухой паз 112, согласно варианту осуществления изобретения, шина 100 ограничивает глухой паз 112, расположенный в блоке 110 протектора. Более того, по меньшей мере часть вкладыша 200 оказывается размещенной в глухом пазу 112; и в момент наблюдения по меньшей мере часть вкладыша 200 находится в глухом пазу 112. Предпочтительно, чтобы вкладыш 200 не выступал из протектора. Таким образом, согласно варианту осуществления, весь вкладыш оказывается размещенным в глухом пазу 112; и в момент наблюдения вкладыш 200 целиком находится в глухом пазу 112.

Кроме того, если в рассматриваемом способе используется клеящее вещество 114, то шина 100 содержит клеящее вещество 114 между вкладышем 200 и блоком 110 протектора.

Согласно варианту осуществления, в котором предусмотрено, что износ первичного емкостного элемента 210 будет происходить прежде первичного индуктивного элемента 220, первое расстояние d1 меньше второго расстояния d2.

В типичном случае шина 100 содержит армирующий брекер 150, назначение которого - усиление шины 100. Армирующий брекер 150 может представлять собой проволочную сетку или пояс, расположенный внутри шины 100. Поскольку назначение армирующего брекера 150 состоит в упрочнении шины 100, предпочтительно, чтобы армирующий брекер 150 не служил границей для больших отверстий. Таким образом, предпочтительно, чтобы глухой паз 112 не проходил сквозь армирующий брекер 150. В таком случае в шине 100 вкладыш 200 (т.е. вкладыш 200 в целом) остается с внешней стороны армирующего брекера 150. Точнее, предпочтительно, чтобы армирующий брекер 150 не служил границей для отверстия площадью по меньшей мере 0,5 см². Согласно варианту осуществления, часть первой армирующей структуры (брекера) 150 расположена между первичным индуктивным элементом 220 и вторичным индуктивным элементом 320.

Первый армирующий брекер 150 может содержать металл. Первый армирующий брекер 150 может содержать сталь, или он может состоять из стали. Первый армирующий брекер 150 может содержать стальную сетку. Дополнительно или как вариант, первый армирующий брекер 150 может содержать волоконный материал. Волокна первого армирующего брекера 150 могут содержать по меньшей мере один из следующих материалов: хлопок, вискозу, полиамид (Найлон), полиэстер, ролиэтилентерефталат и полипарафенилен терефталамид (Кевлар).

Согласно фиг. 3а и 3b и варианту осуществления, шина содержит слой 155. Также часть слоя 155 может быть расположена между первичным индуктивным элементом 220 и вторичным индуктивным элементом 320. Слой 155 может содержать волоконный материал. Волокна второй армирующей структуры 155 могут содержать по меньшей мере один из следующих материалов: хлопок, вискозу, полиамид (Найлон), полиэстер, ролиэтилентерефталат и полипарафенилен терефталамид (Кевлар). Назначение слоя 155 также заключается в усилении шины 100. Согласно варианту осуществления, вкладыш 200 (т.е. вкладыш 200 в целом) остается с внешней стороны слоя 155. Согласно варианту осуществления, вкладыш 200 (т.е. вкладыш 200 в целом) остается с внешней стороны армирующего брекера 150 и слоя 155.

Придание вкладышу такой формы также создает синэргетический эффект, когда вкладыш 200 содержит первичный индуктивный элемент 220. Было замечено, что магнитная связь между первичным индуктивным элементом 220 и вторичным индуктивным элементом 320 может быть сделана более сильной, если увеличить площадь поперечного сечения первичного магнитного элемента 220. Также, чтобы вкладыш можно было фиксировать в пазу за счет геометрии формы, вкладыш 200 имеет большое поперечное сечение А2 на втором продольном расстоянии r2 (см. выше). Таким образом, установлено, что первичный индуктивный элемент 220 может быть размещен в таком месте, поскольку именно в этом месте имеется свободное пространство. Поэтому, согласно варианту осуществления, плоскость Pmax (см. фиг. 7а) пересекает первичный индуктивный элемент 220. Плоскость Pmax определена своей нормалью, которая параллельна продольному направлению z200 вкладыша 200 в точке r2 плоскости, т.е. плоскость Pmax находится в положении, которое соответствует второму продольному расстоянию r2. Положение, соответствующее второму продольному расстоянию r2 это положение большого поперечного сечения А2. Предпочтительно, чтобы большое поперечное сечение А2 также равнялось максимальному поперечному сечению Amax, как показано на фиг. 7а. Однако, по меньшей мере в принципе, часть первичного индуктивного элемента 220 может быть расположена на уровне поперечного сечения А2 (см. фиг. 5). Тем не менее это не является предпочтительным решением, поскольку предпочтительно, чтобы площадь поперечного сечения первичного индуктивного элемента 220 была максимально большой. Когда большое поперечное сечение А2 одновременно является и максимальным поперечным сечением Amax, положение, соответствующее расстоянию r2, также является и положением максимального поперечного сечения вкладыша 200.

Согласно фиг. 7а, в предпочтительном случае вкладыш 200 содержит тело 205 и фланец 207, который отходит от тела 205 по меньшей мере в двух направлениях, которые перпендикулярны продольному направлению z200 вкладыша 200. К примеру, фланец 207 может отходить от тела 205 во всех направлениях, которые перпендикулярны продольному направлению z200. В предпочтительном варианте поперечное сечение тела 205 представляет собой круг. Согласно варианту, поперечное сечение фланца 207 также представляет собой круг. Указанные поперечные сечения также определены на плоскости, нормаль к которой параллельна продольному направлению z200.

Когда вкладыш 200 содержит фланец 207, предпочтительно, чтобы по меньшей мере часть первичного индуктивного элемента 220 была размещена во фланце 207. Такой вариант осуществления изображен на фиг. 7а, 7b, 8, 9а, 9b, 9с и 9d. Когда вкладыш 200 содержит фланец 207, предпочтительно, чтобы по меньшей мере часть первичного емкостного элемента 210 была размещена в положении, соответствующем продольному положению фланца 207. Такой вариант осуществления изображен на фиг. 7а, 7b, 8, 9а, 9b, 9с и 9d. Когда вкладыш 200 содержит фланец 207, предпочтительно, чтобы по меньшей мере часть первичного емкостного элемента 210 была размещена во фланце 207. Такой вариант осуществления изображен на фиг.9b, 9с и 9d, при этом во фланце 207 была размещена печатная плата 230, которая образует часть первичного емкостного элемента 210.

Согласно фиг. 8 и 9b и варианту осуществления, первичный емкостный элемент 210 содержит электропроводящий компонент, выполненный с возможностью износа вместе с протектором 120 шины 100. Такой электропроводящий компонент может представлять собой электрод (обкладку) конденсатора. Дополнительно или как вариант, электропроводящий компонент может представлять собой проводник 212, износ которого предусмотрен.

В варианте осуществления фиг.8 первичный емкостный элемент 210 содержит первый электрод 214 и второй электрод 216, которые вместе образуют конденсатор. Как первый электрод 214, так и второй электрод 216 являются примерами электропроводящего компонента, выполненного с возможностью износа вместе с протектором 120 шины 100. Когда происходит износ электродов 214, 216, электрическая емкость с0 первичного емкостного элемента 210 уменьшается. Более подробные сведения по конфигурации электродов приведены в Европейской патентной заявке ЕР17397517.8.

В варианте осуществления фиг. 9b первичный емкостный элемент 210 содержит проводники 212 (или шины). Такие проводники представляют собой другой пример электропроводящего компонента, выполненного с возможностью износа вместе с протектором шины 100. Как показано на фиг 9b, конденсаторы 210₁, 210₂, 210₃ и 210₄ соединены электрически параллельно, так что проводники 212 соединены с первой стороной конденсаторов, а вторые проводники 213 соединены со второй стороной конденсаторов. Кроме того, как показано на фиг. 9b, когда вкладыш 200 изнашивается, часть проводников 212 также изнашивается, в силу чего конденсаторы перестают все быть соединенными электрически в параллель. К примеру, когда вкладыш 200 фиг. 9b изнашивается сверху, вначале первая сторона первого конденсатора 210₁ оказывается электрически изолированной от других конденсаторов. Затем первая сторона второго конденсатора 2102 становится изолированной от других конденсаторов, и так далее. Таким образом по мере износа вкладыша 200 электрическая емкость с0 уменьшается. Таким образом, согласно варианту осуществления изобретения, первичный емкостный элемент 210 содержит проводники 212, которые соединяют конденсаторы 210₁, 210₂, 210₃ и 210₄ электрически параллельно. По меньшей мере некоторые из проводников 212 предусмотрены для износа вместе с шиной 100. Когда проводники 212 изнашиваются, электрическое соединение по меньшей мере между двумя конденсаторами 210₁, 210₂, 210₃ и 210₄ разрывается. За счет этого изменяется электрическая емкость с0 первичного емкостного элемента 210. Согласно фиг. 9с, проводники 212 могут быть размещены на печатной плате 230, 235. В случае, если конденсаторы 210₁, 210₂, 210₃ и 210₄ размещены на первой печатной плате 230, то указанные проводники могут быть размещены (но не обязательно должны быть размещены) в/на первой печатной плате 230 или в/на второй печатной плате 235. Конденсаторы 210₁, 210₂, 210₃ и 210₄ могут представлять собой дискретные конденсаторы, т.е. электронные компоненты.

Согласно фиг. 9е и варианту осуществления, первичный резистивный элемент 250 содержит резисторы 250₁, 250₂, 250₃ и 250₄. Указанные резисторы могут быть соединены электрически параллельно с проводниками 212, 213, как было подробно рассмотрено в отношении конденсаторов 210₁, 210₂, 210₃ и 210₄. Таким образом, когда вкладыш 200 изнашивается, будет происходить разрыв проводников 212, что будет приводить к увеличению электрического сопротивления первичного резистивного элемента 250. Как показано на фиг. 2g, резисторы сами по себе могут изнашиваться по мере износа вкладыша 200.

Согласно фиг. 7b и 9а и варианту осуществления, первичный емкостный элемент 210 содержит конденсаторы 210₁, 210₂, 210₃ и 210₄, которые выполнены с возможностью износа вместе с протектором 120 шины 100. Конденсаторы 210₁, 210₂, 210₃ и 210₄ могут представлять собой дискретные конденсаторы, т.е. электронные компоненты. Как показано на фиг. 7b и 9а, конденсаторы 210₁, 210₂, 210₃ и 210₄ соединены электрически параллельно. Когда происходит износ вкладыша 200, то первым изнашивается первый конденсатор 210₁, и таким образом электрическая емкость уменьшается. Затем изнашивается второй конденсатор 210₂, и таким образом емкость еще уменьшается, и так далее. Конденсаторы могут быть размещены на печатной плате 230, как показано на фиг. 9а. Конденсаторы не обязательно размещать на печатной плате, что показано на фиг. 7b.

Согласно фиг. 9а-9с и варианту осуществления, вкладыш 200 содержит первую печатную плату 230 с конденсаторами 210₁, 210₂, 210₃ и 210₄, которые присоединены к печатной плате 230. Как говорилось выше, конденсаторы 210₁, 210₂, 210₃ и 210₄ могут быть соединены электрически параллельно. В предпочтительном варианте первая печатная плата представляет собой гибкую плату. Это помогает изготовлению вкладыша 200. Даже если на фиг. 7а, 7b, 9а, 9b, 9 с и 9d показаны только четыре конденсатора 210_N, где N=1, 2, 3 или 4, число конденсаторов, из которых состоит первичный емкостный элемент 210, можно свободно выбирать согласно необходимости. Например, число конденсаторов 210_N, которые входят в состав первичного емкостного элемента 210, может быть равно точно двум, по меньшей мере двум, точно трем, по меньшей мере трем, точно четырем, по меньшей мере четырем, точно пяти, по меньшей мере пяти, точно шести, по меньшей мере шести, или более шести. Поскольку располагаемое пространство для размещения конденсаторов, может быть ограниченным, число конденсаторов 210_N может составлять, например, менее 5000.

Гибкая печатная плата может содержать один из следующих материалов: полиэтилентерефталат, полиимид, полиэтиленнафталат и полиэфирэфиркетон.

Магнитная связь между первичным индуктивным элементом 220 и вторичным индуктивным элементом 320 должны быть достаточно сильной. На это может влиять, например, конструкция первичного индуктивного элемента 220. Первичный индуктивный элемент 220 может содержать первичную катушку 222. Первичная катушка 222 может быть выполнена путем намотки электрического провода. Первичная катушка 222 может быть выполнена в виде витков на печатной плате. Обычно более высокую индуктивность можно получить путем намотки катушки 222. Первичная катушка 222 может содержать, к примеру, по меньшей мере десять витков независимо от типа первичной катушки 222.

Согласно фиг. 8, магнитная связь может быть улучшена также путем использования первичного сердечника 224 и/или первичной пластины 225. Фиг. 8 изображает вариант осуществления, в котором имеется и первичный сердечник 224 и первичная пластина 225. Вариант осуществления может содержать только один из указанных элементов. [i] первичный сердечник 224, [ii] первичная пластина 225 или [iii] первичный сердечник 224 и первичная пластина 225 содержит(-ат) парамагнитный или ферромагнитный материал. Первичный сердечник 224 расположен так, что первичная катушка 222 с боковых сторон окружает сердечник 224. Первичная пластина 225 расположена так, чтобы магнитное поле, формируемое первичной катушкой 222, пронизывало первичную пластину 225. Например, центральная ось первичной катушки 222, вокруг которой обернуты витки первичной катушки 222, пронизывает первичную пластину 225; при этом расстояние между первичной пластиной 225 и первичной катушкой 222 невелико, например, максимум 10 мм или максимум 5 мм. Кроме того, первичная пластина 225 расположена на такой стороне первичной катушки 222, что по меньшей мере часть первичной катушки 222 остается между первичной пластиной 225 и вторичным индуктивным элементом 320 опрашивающего устройства 300. Соответственно, в варианте осуществления, изображенном на фиг. 8, опрашивающее устройство 300 при его использовании было бы расположено, как показано на фиг. 2а1, т.е. на стороне армирующего брекера 150. Таким образом, первичный сердечник 224 и/или первичная пластина 225 расположена(-ны) так, чтобы была обеспечена их магнитная связь с первичной катушкой 222. Это увеличивает индуктивность первичной катушки 222 и улучшает магнитную связь между индуктивными элементами 220, 320.

На фиг. 10 представлены предпочтительные размеры вкладыша 200. Такие размеры применимы, в частности, для вкладыша 200 для легкового автомобиля. Тяжелые шины, т.е. шины для более крупных транспортных средств, таких как машины для перемещения земляных масс, могут иметь более крупные вкладыши.

Фиг. 10 изображает размер d220 первичного индуктивного элемента 220 в направлении перпендикулярном продольному направлению z200. Размер d220 может представлять, к примеру, диаметр первичной катушки 222. Размер d220 может представлять, к примеру, длину диагонали первичной катушки 222. Согласно варианту осуществления, размер d220 первичного индуктивного элемента 220 составляет по меньшей мере 5 мм, и лежит в интервале, например, от 5 мм до 50 мм. Установлено, что такой размер является подходящим с точки зрения магнитной связи между индуктивными элементами 220, 320. Предпочтительно, чтобы размер d220 был в интервале от 5 мм до 15 мм. Это относится к шинам, например, для легковых машин. В шинах более крупных машин данный размер может быть больше.

Фиг. 10 изображает размер d210 первичного емкостного элемента 210 в направлении параллельном продольному направлению z200. Размер d210 может быть, например, практически равен длине тела 205 (см. фиг. 7а). Согласно варианту осуществления, размер d210 первичного емкостного элемента 210 составляет по меньшей мере 3 мм. Такой размер, в частности, является подходящим, когда первичный емкостный элемент 210 рассчитан на износ. В таком случае обнаружение величины износа можно было бы производить для длины 3 мм. К примеру, вкладыш 200 в неизношенной шине 100 мог бы быть расположен сравнительно глубоко, при этом такой вкладыш мог бы измерять только последние 3 мм износа (последние, прежде чем шина 100 будет изношена полностью). Однако, предпочтительно, чтобы размер d210 первичного емкостного элемента 210 был больше, так чтобы износ можно было измерять на протяжении всего срока службы шины 100. Поэтому, согласно одному варианту осуществления, размер d210 первичного емкостного элемента 210 составляет по меньшей мере 6 мм или по меньшей мере 8 мм. Однако, вкладыш 200 может влиять на характеристики шины 100, если он чересчур большой. Поэтому, согласно одному варианту осуществления, размер d210 первичного емкостного элемента 210 лежит в интервале от 3 мм до 100 мм. Однако, предпочтительно, чтобы вкладыш не проникал сквозь армирующий брекер 150. Таким образом, в шинах для легковых автомобилей размер d210 может, к примеру, быть от 3 мм до 25 мм, скажем, от 6 мм до 15 мм.

Согласно фиг. 12а-12с, вкладыш 200 может быть выполнен так, что схема 290, которая содержит электронные компоненты вкладыша 200, может быть выполнена отдельно от оболочки 295 вкладыша 200. Соответственно, схема 290 содержит по меньшей мере первичный емкостный элемент 210 и первичный индуктивный элемент 220. Схема 290 может дополнительно содержать первичный резистивный элемент 250, по меньшей мере печатную плату (230, 235) и/или первое сенсорное устройство 240. Оболочка 295 может представлять собой пустотелый объект, обладающий наружной формой, какая была рассмотрена выше, и внутренней формой, подходящей для приема схемы 290. Вкладыш 200 может быть изготовлен путем введения схемы 290 в оболочку 295. Таким образом, согласно одному варианту осуществления, вкладыш 200 содержит схему 290 и оболочку 295. Оболочка 295 может окружать схему по меньше мере с боковых сторон, т.е. в направлениях перпендикулярных продольному направлению z200 (например, радиально). После ведения схемы 290 в оболочку 295 оболочка может быть заполнена материалом, который может быть отвержден, чтобы образовался полимер. То, что было сказано о материале вкладыша 200, применимо и к материалу оболочки 295 и/или к материалу, который используется для заполнения оболочки 295 (если вообще используется наполнитель).

Согласно одному варианту осуществления, оболочка 295 содержит запорную часть 296, выполненную с возможностью фиксации схемы 290 на своем месте после введения в оболочку 295. Форма запорной части 296 может быть адаптирована, например, к форме первичного индуктивного элемента 220.

Согласно одному варианту осуществления, оболочка 295 (или вкладыш 200, если он не содержит отдельной оболочки 295) не содержит острых углов. В данном контексте угол считается острым, если имеет радиус кривизны меньше 1 мм Таким образом, согласно варианту осуществления, оболочка 295 (или вкладыш 200, если он не содержит отдельной оболочки 295) содержит только такие углы, радиус кривизны которых равен по меньшей мере 1 мм, предпочтительно по меньшей мере 2 мм. Такой вкладыш изнашивает шину меньше, чем вкладыш с острыми углами.

Изобретение относится к автомобильной промышленности. Раскрыта шина (100), содержащая блок (110) протектора, выполненный из материала протектора, протектор (120), часть которого сформирована блоком (110) протектора, и вкладыш (200), содержащий первичный емкостный элемент (210) и первичный индуктивный элемент (220). Вкладыш (200) проходит в продольном направлении (z200) от своей нижней поверхности (202) до своей верхней поверхности (204). Вкладыш (200) имеет первое поперечное сечение (А1) в первой продольной позиции (r1) и второе поперечное сечение (А2) во второй продольной позиции (r2), при этом первая продольная позиция (r1) находится ближе к протектору (120) шины (100), чем вторая продольная позиция (r2), и второе поперечное сечение (А2) больше первого поперечного сечения (А1). По меньшей мере часть верхней поверхности (204) вкладыша (200) не образует сопряжения с материалом протектора. Раскрыт способ крепления вкладыша в шине (100). Вкладыш (200) вставляют в глухой паз (112) шины, так что нижняя поверхность (202) вкладыша (200) внедряется в глухой паз (112) глубже, чем верхняя поверхность (204) вкладыша (200). Технический результат – повышение надежности фиксации вкладыша. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Шина (100), выполненная с возможностью вращения вокруг оси (AXR) вращения,и содержащая:

- блок (110) протектора, выполненный из материала протектора;

- протектор (120), часть которого сформирована блоком (110) протектора, выполненный с возможностью контакта с поверхностью (900) при эксплуатации шины (100);

- вкладыш (200), содержащий:

• первичный емкостный элемент (210) и

• первичный индуктивный элемент (220), причем

- вкладыш (200) проходит в продольном направлении (z200) от своей нижней поверхности (202) до своей верхней поверхности (204), при этом продольное направление (z200) параллельно радиальному направлению (SR) шины в месте расположения вкладыша (200), или образует угол (α) максимум 75° с радиальным направлением (SR) шины в месте расположения вкладыша (200),

- вкладыш (200) имеет первое поперечное сечение (А1) в первой продольной позиции (r1) и второе поперечное сечение (А2) во второй продольной позиции (r2), причем

• первая продольная позиция (r1) находится ближе к протектору (120) шины (100), чем вторая продольная позиция (r2), и

• второе поперечное сечение (А2) больше первого поперечного сечения (А1), и

- по меньшей мере часть верхней поверхности (204) вкладыша (200) не образует сопряжения с материалом протектора.

2. Шина (100) по п. 1, отличающаяся тем, что

- по меньшей мере часть первичного индуктивного элемента (220) расположена на втором расстоянии (d2) от протектора (120) в направлении внутренней части шины (100), причем шина (100) дополнительно содержит:

- опрашивающее устройство (300), содержащее:

• источник (330) электропитания,

• схему (310) коммуникации и

• вторичный индуктивный элемент (320), при этом

- вторичный индуктивный элемент (320) расположен на той же стороне протектора (120), что и первичный индуктивный элемент (310), при этом

- по меньшей мере часть вторичного индуктивного элемента (320) расположена на третьем расстоянии (d3) от протектора (120), причем третье расстояние (d3) больше второго расстояния (d2).

3. Шина (100) по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что содержит

- армирующий брекер (150), такой как стальной брекер (150), причем вкладыш (200) оставлен на внешней стороне армирующего брекера (150), при этом предпочтительно шина (100) дополнительно содержит

- слой (155) или слои (155), содержащие волоконный материал.

4. Шина (100) по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что

- плоскость (Pmax), нормаль к которой параллельна продольному направлению (z200) вкладыша (200) и которая находится на второй продольной позиции (r2), пересекает первичный индуктивный элемент (220);

при этом предпочтительно

- второе поперечное сечение (А2) представляет собой максимальное поперечное сечение (Amax) вкладыша (200).

5. Шина (100) по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что

- вкладыш (200) содержит тело (205) и фланец (207), проходящий от тела (205) по меньшей мере в двух направлениях, которые перпендикулярны продольному направлению (z200) вкладыша (200).

6. Шина (100) по п. 5, отличающаяся тем, что

по меньшей мере часть первичного индуктивного элемента (220) и/или по меньшей мере часть первичного емкостного элемента (210) размещена во фланце (207).

7. Шина (100) по любому из пп. 1-6, отличающаяся тем, что содержит

- глухой паз (112), выполненный в блоке (110) протектора, при этом

- по меньшей мере часть вкладыша (200) расположена в глухом пазу (112).

8. Шина (100) по любому из пп. 1-7, отличающаяся тем, что содержит

- клеящее вещество (114) между вкладышем (200) и блоком (110) протектора.

9. Шина (100) по любому из п.п. 1-8, отличающаяся тем, что

- первичный индуктивный элемент (220) содержит

• первичную катушку (222) и

• первичный сердечник (224) и/или первичную пластину (225), причем

- первичный сердечник (224) и/или первичная пластина (225) расположен/расположены так, что имеет/имеют магнитную связь с первичной катушкой (222), при этом

- первичный сердечник (224) и/или первичная пластина (225) содержит/содержат парамагнитный или ферромагнитный материал.

10. Шина (100) по любому из пп. 1-9, отличающаяся тем, что вкладыш (200) является энергетически пассивным элементом.

11. Шина (100) по любому из пп. 1-10, отличающаяся тем, что содержит

- первую печатную плату (230) и

- конденсаторы (210₁, 210₂, 210₃ и 210₄) прикрепленные к первой печатной плате (230), при этом предпочтительно

- первая печатная плата (230) представляет собой гибкую печатную плату.

12. Шина (100) по п. 11, отличающаяся тем, что

- конденсаторы (210₁, 210₂, 210₃ и 210₄) электрически соединены параллельно, при этом

- по меньшей мере некоторые из конденсаторов (210₁, 210₂, 210₃ и 210₄) выполнены с возможностью износа по мере износа шины (100).

13. Шина (100) по п. 11 или 12, отличающаяся тем, что

- первичный емкостный элемент (210) содержит проводники (212), которые соединяют конденсаторы (210₁, 210₂, 210₃ и 210₄) электрически параллельно, причем

- по меньшей мере некоторые из проводников (212) выполнены с возможностью износа по мере износа шины (100), и тем самым с возможностью разрыва электрического соединения между по меньшей мере двумя конденсаторами (210₁, 210₂, 210₃ и 210₄), и изменения электрической емкости первичного емкостного элемента (210);

при этом, согласно варианту осуществления,

- указанные проводники расположены в или на первой печатной плате (230) или второй печатной плате (235).

14. Способ крепления вкладыша в шине (100), включающий этапы, на которых:

- обеспечивают шину (100), содержащую блок 110 протектора, оснащенный таким глухим пазом (112), который

• имеет первое поперечное сечение (С1) на первой глубине (de1) и второе поперечное сечение (С2) на второй глубине (de2), причем второе поперечное сечение (С2) больше первого поперечного сечения (С1), а вторая глубина (de2) больше первой глубины (de1), и

• проходит от своей нижней поверхности (112а) до отверстия (112b) в блоке (110) протектора в продольном направлении (z200), которое параллельно радиальному направлению (SR) шины в месте расположения глухого паза (112), или образует угол (α) максимум 75° с радиальным направлением (SR) шины в месте расположения глухого паза (112),

- обеспечивают вкладыш (200), который

• содержит первичный емкостный элемент (210) и первичный индуктивный элемент (220),

• проходит в продольном направлении (z200) от своей нижней поверхности (202) до своей верхней поверхности (204),

• имеет первое поперечное сечение (А1) в первой продольной позиции (r1), измеряемой от нижней поверхности (202), и второе поперечное сечение (А2) во второй продольной позиции (r2), измеряемой от нижней поверхности (202), при этом первая продольная позиция (r1) находится ближе к верхней поверхности (204), чем вторая продольная позиция (r2), а второе поперечное сечение (А2) больше первого поперечного сечения (А1), и

- вставляют вкладыш (200) в глухой паз (112), так что нижняя поверхность (202) вкладыша (200) внедряется в глухой паз (112) глубже, чем верхняя поверхность (204) вкладыша (200).

15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что включает

- нанесение клеящего вещества (114) между вкладышем (200) и блоком (110) протектора.