ШИНА С УСТРОЙСТВОМ МОНИТОРИНГА Российский патент 2023 года по МПК B60C23/04 

Область техники

Настоящее изобретение относится к шине, снабженной устройством мониторинга, например, устройством, содержащим датчик давления и/или датчик температуры и/или датчик ускорения и/или деформации, на внутренней поверхности шины.

Уровень техники

В течение длительного времени ощущалась потребность в мониторинге состояния шины во время эксплуатации на автотранспортном средстве и определения характеристических параметров, которые характеризуют ее рабочее состояние как в статических условиях, так и в особенности при движении транспортного средства, для повышения безопасности движения автотранспортных средств.

Параметром шины, который можно контролировать, является внутреннее давление в шине. Шина, которая не накачана надлежащим образом, может приводить к большему расходу топлива, ухудшению маневренности транспортного средства и возникновению неравномерного износа шины, если упомянуть лишь некоторые из наиболее важных проблем. Следовательно, были разработаны системы для мониторинга внутреннего давления в шинах во время эксплуатации, при этом данные системы информируют водителя о любом падении давления и, как следствие, о необходимости восстановить оптимальное состояние для устранения вышеупомянутых проблем.

Другим параметром, который может обеспечить очень важную информацию о состоянии шины во время эксплуатации, является температура шины. Аномальное повышение температуры является признаком наличия критических условий работы, которые могут вызвать неустранимое повреждение шины. Кроме того, поскольку температура влияет на давление, измерение температуры позволяет пересчитать мгновенное измеренное значение давления для мониторинга его перенормированного значения при температуре внутри помещения.

В публикации WO 2004110794 A1 описана шина, снабженная устройством мониторинга, приклеенным к внутренней поверхности шины. Описанное устройство мониторинга представляло собой устройство жесткого типа (то есть выполненное на жесткой печатной плате или печатных платах) в отличие от шины, которая вместо этого характеризуется динамическим поведением с непрерывными и циклическими деформациями. Жесткость устройства мониторинга обусловлена необходимостью гарантировать то, что сварные соединения с платой, металлические дорожки, проходящие через платы, и сами интегральные схемы не разрушатся вследствие изгиба.

Проблема, которая встала, относилась к созданию надежного и стабильного соединения между шиной и жестким устройством мониторинга, поскольку радиальные механические напряжения, возникающие из-за вращения шины во время эксплуатации, вызывали отсоединение жесткого устройства. Предложенное решение состояло в размещении по меньшей мере одного слоя демпфирующего материала, имеющего твердость по шкале А Шора (измеренную при 23°C согласно стандарту ASTM D2240 (Американское общество по испытанию материалов)), составляющую от приблизительно 1 до приблизительно 40, и упругое восстановление (измеренное при 23°C согласно стандарту ASTM D1054), составляющее менее приблизительно 60, между внутренней поверхностью шины и устройством мониторинга.

В последние годы возникли технологии применения электронных средств на основе гибких и/или растяжимых подложек, изготовленных, например, посредством органических и неорганических полупроводников и/или гибких пластиков.

Были предложены устройства мониторинга, выполненные на гибких или даже растяжимых подложках для установки внутри шины или на ободе, как описано, например, в публикациях US 4862486 A, US 2007013503 A1, US 2010271191 A1, US 2014118134 A1 и US 2015097662 A1.

Сущность изобретения

Заявитель осознал, что создание устройств мониторинга на гибких подложках, подлежащих прикреплению к внутренней поверхности шины, может быть особенно предпочтительным по разным причинам. Прежде всего, данные подложки, как правило, очень легкие: это позволяет уменьшить массу устройства мониторинга по сравнению с эквивалентным устройством, выполненным на жесткой печатной плате, следствием чего являются преимущества, связанные с меньшим дисбалансом, возникающим в шине во время вращения, меньшим воздействием нагрузок, передаваемых на само устройство в радиальном направлении, возможностью прикрепления самого устройства к внутренней поверхности шины посредством простых адгезивов, склеивающих при надавливании (PSA). Кроме того, гибкость данных устройств должна была обеспечить возможность естественной адаптации самих устройств к деформациям, которым подвергается сама шина во время вращения, в отличие от устройств, выполненных на жестких печатных платах.

Однако Заявитель удостоверился в том, что данная идея была слишком упрощенной.

В частности, Заявитель выполнил длинную серию испытаний с шинами, содержащими устройства мониторинга, выполненные на гибких подложках, растяжимых или нерастяжимых, закрепленных на внутренней поверхности шины, и удостоверился в том, что данные устройства имеют различные проблемы, связанные со стойкостью и/или долговечностью с течением времени при разных условиях эксплуатации шины.

Например, Заявитель удостоверился в том, что устройства мониторинга, выполненные на гибких и растяжимых подложках, могут подвергаться повреждению, такому как разрушение соединительных схем между компонентами самого устройства.

Из испытаний на сопротивление усталости, проведенных на шинах, Заявитель также удостоверился в том, что устройства, выполненные на гибких подложках, имели различные проблемы, зависящие от того, были ли такие подложки также растяжимыми или нет.

В частности, Заявитель установил в результате наблюдений, что устройства, выполненные на гибких, но нерастяжимых подложках (например, из полиимида и полиэтиленнафталата), сохраняли проводимость соединительных схем между различными компонентами устройства, но продемонстрировали плохое адгезионное сцепление с многочисленными и заметными местами отсоединения от внутренней поверхности шины; с другой стороны, устройства, выполненные на гибких, а также растяжимых подложках (например, из полиуретана), продемонстрировали хорошее адгезионное сцепление, но нарушения проводимости вследствие разрушений и/или разрывов в проводящих дорожках электронной схемы.

Кроме того, Заявитель удостоверился в том, что даже использование растяжимых паст для создания проводящих дорожек на гибких и растяжимых подложках не могло решить проблему их разрушения и/или разрыва, которые также возникали при испытаниях на высокоскоростных шинах.

Посредством анализа результатов, полученных из длинной серии экспериментальных испытаний, Заявитель сформулировал некоторые гипотезы, относящиеся к наблюдаемым проблемам.

Не желая быть ограниченным какой-либо объясняющей теорией, Заявитель полагает, что миллионы циклов, воздействию которых устройство мониторинга, выполненное на гибкой подложке, растяжимой или нерастяжимой, закрепленной на внутренней поверхности шины, подвергается во время вращения шины при различных условиях ее эксплуатации (скорости, нагрузке и т.д.), приводят к созданию сил разной природы и величины, действующих на само устройство.

В частности, Заявитель установил в результате наблюдений, что во время прохождения в зоне контакта устройство подвергается воздействию циклических равнодействующих сил в продольном (а также в боковом) направлении вследствие деформирования, которому подвергается шина во время вращения при контакте с дорогой.

Например, устройство подвергается циклам растяжения/удлинения и сжатия/укорачивания при входе в зону пятна контакта и выходе из нее вследствие деформаций внутренней поверхности шины.

Компоненты устройства мониторинга могут также способствовать вышеупомянутым сложным циклическим напряжениям, которым подвергается само устройство, вследствие действия инерциальных сил, вызываемых массами данных компонентов при их подвергании изменениям скорости в продольном (а также боковом) направлении, которые возникают при входе устройства мониторинга в зону пятна контакта и выходе из нее.

Заявитель полагает, что проблемы, наблюдаемые в вышеописанных испытаниях, могут быть в значительной степени обусловлены повторяющимися сдвиговыми напряжениями, возникающими вследствие равнодействующих циклических сил, создаваемых в продольном и боковом направлениях. Однако данные напряжения не наносили особого вреда устройствам мониторинга, выполненным на жестких печатных платах, на которые, как полагали, значительно бóльшие напряжения в радиальном направлении оказывали большее влияние.

Следовательно, Заявитель предположил, что было бы целесообразно уменьшить передачу продольных и боковых сдвиговых напряжений/нагрузок, в частности, в зоне соединения между шиной и устройством, которые могли бы быть причиной разъединений и/или разрушений проводящих дорожек.

Например, Заявитель обнаружил, что использование акриловой двусторонней адгезивной ленты, содержащей вязкоупругий акриловый вспененный материал, стойкий к динамическим сдвиговым напряжениям, обеспечило возможность получения хорошего адгезионного сцепления устройства мониторинга, выполненного на нерастяжимых гибких подложках, с внутренней поверхностью шины.

Посредством дополнительного экспериментирования Заявитель дополнительно установил в результате наблюдений, что наилучшие результаты были получены при использовании малой, но не пренебрежимо малой толщины двусторонней адгезивной ленты, составляющей, например, от 0,4 до 2,4 мм.

Впоследствии Заявитель дополнительно установил в результате наблюдений, что хорошие результаты в отношении адгезионного сцепления устройства мониторинга, выполненного на нерастяжимых гибких подложках, с внутренней поверхностью шины можно было получить посредством густых и мягких адгезивов и/или посредством вспененного полимерного материала (или даже материала в виде геля), такого как каучук на основе сополимера этилена, пропилена и диенового мономера (EPDM) или полиуретан, который соответственно выполнен двусторонними посредством слоев акрилового адгезива, нанесенных на его поверхности.

Следовательно, первый аспект настоящего изобретения относится к шине, имеющей внутреннюю поверхность и снабженной по меньшей мере одним устройством мониторинга, приклеенным к данной внутренней поверхности, при этом такое устройство мониторинга выполнено на гибкой подложке (предпочтительно нерастяжимой), и при этом адгезионное сцепление указанной гибкой подложки с данной внутренней поверхностью достигнуто посредством элемента для устранения взаимовлияния, размещенного между указанным по меньшей мере одним устройством мониторинга и указанной внутренней поверхностью шины.

Такой элемент для устранения взаимовлияния способен выдерживать, в частности, динамические сложные сдвиговые напряжения, которые создаются (в разных направлениях) вследствие циклического деформирования, которому подвергается шина в зоне пятна контакта. На практике он, похоже, действует подобно подложке, которая выдерживает данные сдвиговые напряжения так, что она деформируется (например, растягивается и/или укорачивается) циклически без разрушения для уменьшения или устранения напряжений, передаваемых гибкой подложке и вызываемых деформациями внутренней поверхности, и/или выдерживает напряжения, передаваемые гибкой подложкой и создаваемые под действием сил инерции, обусловленных массами компонентов устройства мониторинга. Это предпочтительно позволило использовать также нерастяжимые подложки, более подходящие для надлежащей защиты целостности электропроводящих дорожек, соединяющих различные компоненты устройства мониторинга. Кроме того, это позволило получить отличное состояние адгезионного сцепления устройства мониторинга с внутренней поверхностью шины без значительных разъединений.

Указанный элемент для устранения взаимовлияния может представлять собой двустороннюю адгезивную ленту, содержащую (i) вязкоупругий акриловый пеноматериал или (ii) основу из вспененного полимерного материала (или даже в виде геля), такого как каучук на основе сополимера этилена, пропилена и диенового мономера (EPDM) или полиуретан, или (iii) по меньшей мере один слой из акрилового адгезива с толщиной, равной или превышающей 0,4 мм, или (iv) комбинации вышеуказанного, при этом указанная двусторонняя адгезивная лента обладает стойкостью к динамическому сдвиговому напряжению (например, измеренному согласно ASTM D-1002), превышающему 50 кПа, предпочтительно превышающему 150 кПа, например, составляющему от 50 до 3000 кПа.

В соответствии с другим аспектом настоящее изобретение относится к способу установки устройства мониторинга, выполненного на гибкой подложке (предпочтительно нерастяжимой), на шине, имеющей внутреннюю поверхность по существу тороидальной формы, при этом способ включает:

- выбор участка внутренней поверхности шины, на котором желательно установить устройство мониторинга;

- обеспечение адгезионного сцепления между указанной гибкой подложкой (предпочтительно нерастяжимой) и указанным участком внутренней поверхности шины;

- при этом указанное адгезионное сцепление обеспечивают посредством элемента для устранения взаимовлияния, размещенного между указанной гибкой подложкой и указанным участком внутренней поверхности шины.

Подробное описание изобретения

В настоящем описании и в нижеприведенной формуле изобретения выражение «устройство мониторинга» означает любое электрическое, электронное или пьезоэлектрическое устройство, выполненное с возможностью измерения и/или обработки и/или сохранения и/или передачи внешнему устройству (например, закрепленному устройству, имеющемуся на транспортном средстве, или мобильному устройству, такому как смартфон, или устройству, расположенному в месте, мимо которого проходит указанное транспортное средство) по меньшей мере одного характеристического параметра шины в цифровом или аналоговом виде.

Характеристический параметр может представлять собой мгновенное значение или значение, усредненное по времени, и может относиться к:

- рабочим параметрам шины, например, внутреннему давлению в шине и/или внутренней температуре шины или любой из ее частей (см., например, US 5540092, US 5900808 и US 5562787); и/или

- данным, относящимся к динамическим характеристикам шины, например, ускорению или смещению любой точки шины по меньшей мере в одном направлении, выбранном из направления от периферии к центру, продольного направления и бокового направления (см., например, патенты EP 887211, WO 01/36241 и US 6204758); и/или

- данным, относящимся к силам взаимодействия между бортом и ободом; и/или

- данным, относящимся к идентификации шины, например, данным по изготовлению или однородности (см., например, патент US 6217683).

Следовательно, устройство мониторинга может содержать электронный блок, содержащий по меньшей мере один датчик для измерения по меньшей мере одного характеристического параметра шины (например, датчик давления, датчик температуры, акселерометр, датчик движения, датчик деформаций или датчик скорости) и/или электронное запоминающее устройство, которое содержит данные по идентификации шины (например, чип или транспондер) и по меньшей мере один передатчик для передачи данных измерений внешнему устройству.

Устройство мониторинга может дополнительно содержать по меньшей мере одно устройство подачи электропитания. Термин «устройство подачи электропитания» означает компонент, который выполнен с конструкцией, обеспечивающей возможность подачи электропитания к электронному блоку, и который может содержать один или более аккумуляторов, в которых энергия, подлежащая подаче, аккумулирована заранее (например, аккумуляторных батарей или конденсаторов), или может содержать генератор электроэнергии и/или устройство приема электроэнергии на месте, выполненный (выполненное) с возможностью подачи электропитания непосредственно к электронному блоку и/или с возможностью перезарядки аккумуляторов (например, устройство рекуперации энергии или устройство «собирания или захвата энергии», или устройство для индуктивной зарядки).

Устройство подачи электропитания предпочтительно может содержать один или более аккумуляторов электроэнергии, более предпочтительно содержит от двух до четырех аккумуляторов электроэнергии и еще более предпочтительно содержит два аккумулятора электроэнергии.

Электронный блок и устройство подачи электропитания закреплены на гибкой подложке устройства мониторинга и электрически соединены посредством схемы электрических соединений.

Схема электрических соединений предпочтительно закреплена на гибкой подложке, более предпочтительно образована путем печати на указанной гибкой подложке посредством проводящей пасты, еще более предпочтительно образована путем трафаретной печати/сеткографии, литографической печати, струйной печати и т.д. В одном варианте осуществления схема электрических соединений содержит медные проводящие дорожки, предпочтительно полученные химическим травлением тонкого слоя меди (например, с толщиной в несколько десятков микрон). Данные технологии особенно подходят для гибких подложек и обеспечивают возможность создания проводящих дорожек, стойких к изгибам.

Гибкая подложка может быть изготовлена посредством эластомерного или термопластичного материала, стойкого к температурам эксплуатации, ожидаемым для шины, как правило, находящимся в широком диапазоне, которые могут изменяться от приблизительно -40°С при эксплуатации зимой до приблизительно 150-160°С при использовании в спортивных автомобилях. Более конкретно, предпочтительно используются материалы без фазовых переходов первого и/или второго порядков (например, плавления, стеклования) в диапазоне температур, ожидаемом для заданного использования.

В контексте настоящего описания и нижеследующей формулы изобретения под «гибкой подложкой» по существу подразумевается подложка, образованная из материала (включая многослойный/композиционный материал), который в случае его использования для создания листа квадратной формы со стороной, значительно большей, чем определяемая в направлении вдоль окружности протяженность зоны входа в пятно контакта или выхода из пятна контакта шины, (например, плиты с площадью поверхности, составляющей 120 мм × 120 мм), и с толщиной, равной толщине подложки, обеспечивает возможность адаптации формы такого листа - при температуре внутри помещения - к форме цилиндрической поверхности с радиусом, который меньше радиуса нормальной кривизны шины, накачанной до ее номинального внутреннего давления (например, цилиндрической поверхности с радиусом 200 мм, предпочтительно 100 мм, более предпочтительно 50 мм), без разрыва или подвергания возникновению остаточной деформации.

В контексте настоящего описания и нижеследующей формулы изобретения под «нерастяжимой подложкой», как правило, подразумевается подложка с толщиной от приблизительно 10 мкм до приблизительно 400 мкм, предпочтительно от приблизительно 50 мкм до приблизительно 200 мкм, изготовленная из материала (включая многослойный/композиционный материал), имеющего модуль упругости при растяжении, предпочтительно превышающий 0,1 ГПа, более предпочтительно превышающий 0,5 ГПа при 23°С.

Указанная гибкая подложка предпочтительно представляет собой пленку из эластомерного или термопластичного материала, выбранного из нейлона, полиэтилентерефталата (ПЭТ), полиэтиленнафталата (PEN), полиимида и полиуретанового материала. Также может быть использована кремниевая фольга (или фольга/тонкие листы из других полупроводников). Было доказано, что такие гибкие подложки пригодны для технологий, в которых электрические соединительные дорожки образуют путем формования или осаждения на подложке или получают химическим травлением, и заранее изготовленные электронные компоненты прикрепляют посредством приклеивания, и соединение между компонентами и электрическими соединительными дорожками может быть образовано посредством использования проводящих адгезивов и/или посредством пайки с помощью олова или его сплавов (например, сплава олова и висмута).

Гибкая подложка предпочтительно изготовлена из материалов на основе полиимида, полиэфиримида, фторполимеров или сложного полиэфира, частности, полуароматических сложных полиэфиров, таких как полиэтилентерефталат, полибутилентерефталат, политриметилентерефталат и полиэтиленнафталат. Подложки из полиимидов промышленно изготавливаются и поставляются на рынок, например, компанией Dupont под маркой Kapton™. Подложки из сложных полиэфиров промышленно изготавливаются и поставляются на рынок компанией Teijin под маркой Teonex™.

Гибкая подложка может быть изготовлена с самыми разными формами, не имеющими особых ограничений. Гибкая подложка может иметь, например, квадратную, прямоугольную, ромбовидную, круглую форму или их комбинацию для образования определенных форм, таких как Z- или М-образная форма.

Края гибкой подложки могут быть перпендикулярными, или они могут быть предпочтительно скошены, срезаны или скруглены.

Гибкая подложка предпочтительно имеет удлиненную прямоугольную или сигарообразную форму, то есть прямоугольную форму со скругленными краями, подобную показанной на фиг.2.

В альтернативном варианте гибкая подложка имеет Z-образную форму, подобную показанной на фиг.3, или квадратную форму, подобную показанной на фиг.4.

Размеры гибкой подложки не имеют особых ограничений и зависят от размеров электронного блока и устройства подачи электропитания.

Как правило, размеры гибкой подложки представляют собой длину, составляющую от 20 до 150 мм, предпочтительно от 40 до 120 мм, и ширину, составляющую от 10 до 90 мм, предпочтительно от 20 до 50 мм. Длина гибкой подложки предпочтительно составляет 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 105 или 110 мм. Ширина гибкой подложки предпочтительно составляет 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85 или 90 мм.

Согласно настоящему изобретению элемент для устранения взаимовлияния размещен между устройством мониторинга и внутренней поверхностью шины.

В частности, элемент для устранения взаимовлияния может представлять собой акриловую двустороннюю адгезивную ленту. Эта акриловая двусторонняя адгезивная лента предпочтительно выдерживает динамическое сдвиговое напряжение (например, измеренное согласно ASTM D-1002), превышающее 50 кПа, предпочтительно превышающее 150 кПа, например, составляющее от 50 до 3000 кПа.

В первом варианте осуществления элемент для устранения взаимовлияния может представлять собой акриловую двустороннюю адгезивную ленту, содержащую вязкоупругий акриловый вспененный материал с толщиной, равной или превышающей 0,4 мм.

Подходящие примеры элемента для устранения взаимовлияния согласно настоящему изобретению представлены адгезивными лентами 3M™ VHB™ семейства 4941, семейства 4956 и семейства 5952 или адгезивными лентами 3M™ семейства RP45 и семейства RP62, или адгезивными лентами Nitto Hyperjoint семейства H8004-H8008-H8012-H9004-H9008-H9012.

Такие ленты состоят из конформного акрилового вспененного адгезива, предусмотренного с обеих сторон. Для повышения адгезионной способности акриловый адгезив, склеивающий при надавливании (PSA) (например, адгезивы 3M™ 9469, 3M™ 468, 3M™ 93430 или Nitto 5925) может (могут) быть дополнительно нанесен (-ы) на одну или обе из поверхностей вышеуказанных лент.

В альтернативном варианте элемент для устранения взаимовлияния может представлять собой акриловую двустороннюю адгезивную ленту, содержащую основу из вспененного полимерного материала (или даже материала в виде геля) с толщиной, равной или превышающей 0,4 мм, например, такого как пористый каучук на основе сополимера этилена, пропилена и диенового мономера (EPDM) или пенополиуретан, которая выполнена двусторонней посредством слоев из акрилового адгезива, нанесенных на обе поверхности основы.

Пористый каучук на основе сополимера этилена, пропилена и диенового мономера (EPDM) относится к семейству синтетических каучуков, полученных совместной полимеризацией этилена и пропилена в присутствии порообразователя, как правило, углеводородов, CO₂ или других смесей.

Аналогичным образом пенополиуретан относится к семейству полимеров, характеризующихся наличием уретановых связей (-N-CO-O-) и полученных посредством осуществляемой в присутствии порообразователя реакции ди-, три-, полиизоцианатов с полиолом, как правило, полиэфирполиолом, полученным полимеризацией эпоксисоединения, или полиэфирполиолом, полученным поликонденсацией многофункциональных карбоновых кислот и полигидроксильных соединений.

В обоих случаях получают мягкий губчатый материал, содержащий во его внутренней части закрытые или открытые поры и характеризующийся плотностью, составляющей от 10 до 800 кг/м³, предпочтительно от 20 до 700 кг/м³.

Неограничивающие примеры пористого каучука на основе сополимера этилена, пропилена и диенового мономера (EPDM), подходящие для целей настоящего изобретения и имеющиеся на рынке, представлены слоями из пористого каучука на основе сополимера этилена, пропилена и диенового мономера (EPDM), производимого компанией Tekspan Automotive, например, такими как слой каучука EPDM SE30 (например, выполненный двусторонним посредством акриловых адгезивов, склеивающих при надавливании (PSA) и размещенных на обеих поверхностях данного слоя).

Неограничивающие примеры пенополиуретана, подходящие для целей настоящего изобретения и имеющиеся на рынке, представлены слоями из пенополиуретана из линейки Cirene, производимого компанией Cires SpA, например, такими как слои из пенополиуретана Cirene 20, 25 и 30 (например, выполненные двусторонними посредством акриловых адгезивов, склеивающих при надавливании (PSA) и размещенных на обеих поверхностях слоя), и адгезивными лентами 3M™ из семейства “Double Coated Urethane Foam Tapes” («Пенополиуретановые ленты с двусторонним покрытием») 4004-4008-4016-4026-4032-4052-4056-4085.

Дополнительные подходящие примеры элемента для устранения взаимовлияния согласно настоящему изобретению представлены акриловой двусторонней адгезивной лентой, содержащей по меньшей мере один слой акрилового адгезива, с толщиной, равной или превышающей 0,4 мм, например, такой как адгезивние ленты 3М™ из семейства Extreme Sealing 4411 и 4412, выполненные двусторонними посредством акрилового адгезива, склеивающего при надавливании (PSA) (например, адгезивов 3M™ 9469, 3M™ 468, 3M™ 93430 или Nitto 5925).

Толщина элемента для устранения взаимовлияния, включая адгезивные слои, нанесенные на его поверхности, предпочтительно составляет от 0,4 до 2,4 мм, более предпочтительно от 0,6 до 2,2 мм, еще более предпочтительно от 0,8 до 2,2 мм и предпочтительно от 1,0 до 1,8 мм.

Другие размеры элемента для устранения взаимовлияния, а именно длина и ширина, зависят от размеров гибкой подложки устройства мониторинга. Длина и ширина элемента для устранения взаимовлияния предпочтительно по меньшей мере равны длине и ширине гибкой подложки устройства мониторинга. Более предпочтительно, если длина и/или ширина элемента для устранения взаимовлияния превышают соответственно длину и/или ширину гибкой подложки. Длина и/или ширина элемента для устранения взаимовлияния предпочтительно превышают соответственно длину и ширину гибкой подложки по меньшей мере на 0,5 мм, предпочтительно по меньшей мере на 2 мм и более предпочтительно на величину, находящуюся в диапазоне от 3 до 5 мм.

Отсутствуют особые ограничения в отношении свойств любого адгезива, используемого для элемента для устранения взаимовлияния, при условии, что он является стойким к температурам эксплуатации, ожидаемым для шины, как правило, находящимся в широком диапазоне, который, как упомянуто выше, может охватывать температуры от приблизительно -40°C при эксплуатации зимой до приблизительно 150-160°C при использовании для спортивных автомобилей.

Защитный слой предпочтительно добавлен к устройству мониторинга для закрывания и защиты компонентов устройства (электронных устройств, проводящих дорожек, аккумуляторов и т.д.). Защитный слой не имеет особых ограничений: для этой цели могут быть использованы пленки из полимерного материала, такие как покрывающий слой из нейлона (нейлоновая литая пленка Domo™ Filmon™ CSX18), присоединенный путем ламинирования с помощью акрилового адгезива.

Длина и ширина защитного слоя зависят от размера гибкой подложки устройства мониторинга. Длина и ширина защитного слоя предпочтительно по меньшей мере равны длине и ширине гибкой подложки. Более предпочтительно, если длина и/или ширина защитного слоя превышают соответственно длину и/или ширину гибкой подложки. Длина и/или ширина защитного слоя предпочтительно превышают соответственно длину и ширину гибкой подложки по меньшей мере на 0,5 мм, предпочтительно по меньшей мере на 2 мм и более предпочтительно на величину, находящуюся в диапазоне от 3 до 5 мм.

Способ согласно настоящему изобретению может быть применен для шин любого типа и может быть предпочтительно осуществлен пользователем при замене старых шин на новые. Это возможно, поскольку операция вставки устройства в шину может выполняться просто и быстро и необязательно требует ее выполнения специализированным персоналом.

Участок внутренней поверхности, на котором устанавливают устройство мониторинга, может быть предпочтительно выбран в зоне, в которой напряжения при изгибе шины являются относительно низкими.

В частности, предпочтителен участок в коронной зоне шины, предпочтительно вблизи экваториальной плоскости шины. В альтернативном варианте устройство мониторинга может быть установлено на участке внутренней поверхности в бортовой зоне шины.

Установку устройства мониторинга предпочтительно выполняют на чистом участке внутренней поверхности шины при отсутствии усилителей адгезии (или грунтовок). Чистый участок поверхности может быть получен, например, посредством очистки моющими средствами и/или растворителями и/или посредством механического воздействия и/или посредством операции лазерного полирования. В другом варианте осуществления защитная пленка может быть размещена на невулканизированной шине до вулканизации, на участке внутренней поверхности, предназначенном для установки устройства мониторинга. Защитная пленка сохраняет данный участок внутренней поверхности шины по существу свободным от загрязнения разделительными средствами (или в любом случае от загрязнения или нежелательных веществ из процесса вулканизации), и защитную пленку затем удаляют после процесса вулканизации перед установкой устройства мониторинга. Такая пленка может быть изготовлена из материала, стойкого к рабочему режиму температуры и давления, типовому для процесса вулканизации, например, из такого, как нейлон или сложный полиэфир.

Дополнительные признаки и преимущества станут очевидными из подробного описания предпочтительных, но неограничивающих вариантов осуществления настоящего изобретения.

Это описание приведено ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 - сечение шины, смонтированной на предназначенном для нее, опорном ободе и предусмотренной с устройством мониторинга, установленным на внутренней поверхности шины согласно изобретению; и

фиг.2-4 - схематический вид в плане соответствующих вариантов осуществления устройства мониторинга, используемого в настоящем изобретении.

Фиг.1 показывает колесо, содержащее шину 11 такого типа, которая обычно известна как «бескамерная», другими словами, шину без камеры, и опорный обод 12. Данную шину накачивают посредством клапана 13 для накачивания, расположенного, например, в пазе указанного обода.

Шина 11, схематическое изображение которой представлено на фиг.1, имеет полую внутри, тороидальную конструкцию, образованную множеством компонентов. Каркасная конструкция 16 с металлическими или текстильными кордами имеет два борта 14 и 14’, каждый из которых образован вдоль внутреннего окружного периферийного края каркасной конструкции 16 для фиксации шины 11 относительно соответствующего опорного обода 12 колеса. Каждый из бортов 14 и 14’ содержит по меньшей мере один кольцевой упрочняющий сердечник 15 и 15’, известный как сердечник борта.

Каркасная конструкция 16 образована по меньшей мере одним слоем каркаса, который содержит текстильные или металлические корды, проходящие в аксиальном направлении от одного борта 14 до другого борта 14’ с тороидальным профилем, и который имеет концы, каждый из которых соединен с соответствующим сердечником 15 и 15’ борта. В радиальных шинах вышеупомянутые корды расположены по существу в плоскостях, содержащих ось вращения шины.

Кольцевая конструкция 17, известная как брекерная конструкция, образованная обычно посредством по меньшей мере одного слоя из металлических или текстильных кордов, включенных в эластомерный материал, расположена на коронной зоне каркасной конструкции 16. Брекерная конструкция 17 обычно содержит две брекерные ленты (не показанные на фиг.1), которые включают в себя множество армирующих кордов, обычно металлических кордов, которые параллельны друг другу в каждой ленте и перекрещиваются по отношению к кордам соседней ленты, будучи ориентированными таким образом, чтобы образовать заданный угол относительно направления вдоль окружности. Можно при необходимости наложить по меньшей мере один дополнительный упрочняющий слой (не показанный на фиг.1) на брекерную ленту, наиболее удаленную от центра в радиальном направлении, при этом указанный дополнительный слой образован посредством включения в него множества армирующих кордов, обычно текстильных кордов, расположенных под углом, составляющим несколько градусов, относительно направления вдоль окружности, покрытых и соединенных вместе посредством эластомерного материала.

В радиально наружном месте по отношению к брекерной конструкции 17 наложен протекторный браслет 18, образованный из эластомерного материала и обычно имеющий рисунок протектора на поверхности, наиболее удаленной от центра в радиальном направлении и предназначенной для контакта шины с дорогой при качении.

Кроме того, две боковины 19 и 19’ из эластомерного материала, каждая из которых проходит в радиальном направлении наружу от наружного края соответствующего борта 14 и 14’, расположены на каркасной конструкции в боковых местах, противоположных в аксиальном направлении.

В шинах такого типа, которые известны как бескамерные, внутренняя поверхность шины обычно покрыта герметизирующим слоем 111, то есть по меньшей мере одним слоем из воздухонепроницаемого эластомерного материала. В завершение, шина может содержать другие известные элементы, например, дополнительные упрочняющие элементы, резиновые наполнители и т.д., в соответствии с конкретной моделью шины.

В целом система мониторинга шины обычно содержит зафиксированное устройство, предпочтительно расположенное на транспортном средстве, на котором смонтирована шина, и мобильное устройство, то есть устройство 3 мониторинга, содержащее датчик и взаимодействующее с поверхностью герметизирующего слоя 111 шины 11, как показано на фиг.1, посредством элемента 4 для устранения взаимовлияния.

Как проиллюстрировано на фиг.2-4, устройство 3 мониторинга содержит по меньшей мере один электронный блок 11, содержащий датчик S для измерения по меньшей мере одного характеристического параметра шины (например, давления, температуры, ускорения, деформации и т.д.), передатчик Т для передачи данных в зафиксированное устройство и устройство подачи электропитания, содержащее по меньшей мере один аккумулятор 34 и предназначенное для подачи электроэнергии в электронный блок 31.

В качестве примера датчик может представлять собой датчик модели FXTH870911DT1, продаваемый NXP Semiconductors®, пригодный для определения всех трех физических величин: температуры, давления и ускорения, в частности, по меньшей мере радиальной составляющей и тангенциальной составляющей ускорения.

В качестве примера передатчик Т может представлять собой приемопередатчик Bluetooth модели SmartBond DA1458, продаваемый Dialog Semiconductor®.

Фиг.2-4 показывают два аккумулятора 34, но устройство 3 мониторинга также может содержать только один аккумулятор 34 или даже более двух аккумуляторов, например, три или четыре аккумулятора, расположенных симметрично относительно электронного блока 31.

В качестве примера аккумуляторы 34 могут быть представлять собой электрические батареи, например, батареи таблеточного типа CR2032HR, продаваемые Maxell® (емкость 200 мА∙ч, масса 3 г, диаметр и толщина 20 × 3,2 мм), или BR1632A, продаваемые Panasonic®, (емкость 120 мА∙ч, 1,5 г, 16 × 3,2 мм). Типовое напряжение равно приблизительно 3 В, и рабочие температуры находятся в диапазоне от -40°C до +125°C.

Электронный блок 31 и аккумуляторы 34 электрически соединены посредством схемы 32 электрических соединений, схематически показанной на фиг.2-4.

В одном варианте осуществления дорожки схемы 32 электрических соединений образованы посредством проводящей пасты (например, серебряной проводящей пасты DuPont® 5025), нанесенной посредством технологии трафаретной печати непосредственно на гибкую подложку 33.

Электронный блок 31 и аккумулятор или аккумуляторы 34 размещены и приклеены на гибкой подложке 33, например, посредством проводящего адгезива (например, Henkel 3104 WXL) и конструкционного адгезива (например, Henkel А312).

В варианте осуществления, показанном на фиг.2 и 3, два аккумулятора 34 расположены с противоположных сторон электронного блока 31.

Например, в варианте осуществления согласно фиг.2 размеры вдоль продольного направления и вдоль ортогонального направления (в плоскости фиг.2) могут быть равны 110×30 мм или 80×25 мм. Расстояние D между двумя аккумуляторами 34 равно приблизительно 70 мм в случае размеров 110×30 мм, в то время как при размерах, равных 80×25 мм, расстояние D равно приблизительно 50 мм.

В варианте осуществления, показанном на фиг.4, устройство 3 мониторинга имеет плоскость (например, определяемую плоскостью гибкой подложки 33) с удлиненной формой вдоль направления L преобладающей продольной протяженности, и два аккумулятора 34 расположены на концах устройства 3 мониторинга, противоположных в продольном направлении.

Подложка 33 устройства 3 мониторинга предпочтительно изготовлена из гибкого, но нерастяжимого материала. Например, подложка 33 изготовлена из полиимида или сложного полиэфира (в частности, полиэтиленнафталата). Полиимидные подложки промышленно изготавливаются и поставляются на рынок, например, компанией Dupont под маркой Kapton™. Полиэфирные подложки промышленно изготавливаются и поставляются на рынок компанией Teijin под маркой Teonex™.

Согласно настоящему изобретению элемент 4 для устранения взаимовлияния размещен между устройством 3 мониторинга и внутренней поверхностью 111 шины.

Например, элемент 4 для устранения взаимовлияния представлен адгезивными лентами 3M™ VHB™ из семейства 4941, семейства 4956 и семейства 5952 или адгезивными лентами 3M™ из семейства RP45 и семейства RP62, или адгезивными лентами Nitto Hyperjoint из семейства H8004-H8008-H8012-H9004-H9008-H9012.

В дополнительных примерах элемент 4 для устранения взаимовлияния представлен основой из пенополиуретана из линейки Cirene, производимого компанией Cires SpA, или основой из пористого каучука SE30 на основе сополимера этилена, пропилена и диенового мономера (EPDM), производимого компанией Tekspan Automotive, при этом основа выполнена двусторонней посредством слоев из акрилового адгезива (например, адгезивов 3M™ 9469, 3M™ 468, 3M™ 93430 или Nitto 5925), нанесенного на обе поверхности основы, или двусторонней основой из пенополиуретана из линейки 3M™ адгезивных лент из семейства “Double Coated Urethane Foam Tapes” («Пенополиуретановые ленты с двусторонним покрытием») 4004-4008-4016-4026-4032-4052-4056-4085. В дополнительных примерах элемент 4 для устранения взаимовлияния представлен слоями из густого акрилового адгезива, такого как ленты 3M™ 4411 и 4412, выполненные двусторонними посредством адгезива, склеивающего при надавливании (PSA) (например, адгезивов 3M™ 9469, 3M™ 468, 3M™ 93430 или Nitto 5925).

Толщина элемента для устранения взаимовлияния, включая слои из адгезива, нанесенные на его поверхности, предпочтительно составляет от 0,4 до 2,4 мм, более предпочтительно от 0,6 до 2,2 мм, еще более предпочтительно от 0,8 до 2,0 мм и предпочтительно от 1,0 до 1,8 мм.

Настоящее изобретение далее будет проиллюстрировано дополнительно посредством нижеприведенных примеров.

Пример 1 - Сравнение

Образцы для испытаний были изготовлены посредством создания проводящей дорожки с помощью гибкой проводящей пасты ECM CI-1036 на серебряной основе на прямоугольных подложках, имеющих размеры 90×60 мм, изготовленных посредством разных гибких материалов, как растяжимых, так и нерастяжимых. В частности, были использованы следующие материалы:

Подложка 1 Полиуретановая лента 3M™ 8616 - толщина 100 мкм - выполненная с акриловым адгезивом Гибкая
Растяжимая Подложка 2 Пленка Delstar™ EU94DS из термопластичного полиуретана (TPU) - толщина 80 мкм - без адгезива Гибкая
Растяжимая Подложка 3 Пленка из сшитого полибутиленового каучука - толшина 100 мкм - без адгезива Гибкая
Растяжимая Подложка 4 Пленка из полиимида Kapton™ - толщина 76 мкм - без адгезива Гибкая
Нерастяжимая Подложка 5 Пленка из полиимида Kapton™ - толщина 127 мкм - без адгезива Гибкая
Нерастяжимая Подложка 6 Полиэтилентерефталатная (ПЭТ) пленка - толщина 127 мкм - без адгезива Гибкая
Нерастяжимая Подложка 7 Пленка из полиэтиленнафталата (PEN) Teonex Q65HA - толщина 127 мкм - без адгезива Гибкая
Нерастяжимая

Для приклеивания подложек 2-7 к внутренней поверхности шины (герметизирующему слою) была использована акриловая двусторонняя адгезивная лента 3M™ 93430.

Используемые шины представляли собой шины Pirelli P ZERO™ 265/35ZR22 (103W) SC.

Испытание для определения сопротивления усталости выполняли для шин, накачанных до контролируемого давления, поддерживаемого постоянным в течение длительности испытания, при этом шина подвергалась воздействию постоянной вертикальной нагрузки и подвергалась качению с постоянной скоростью.

Испытание выполняли на машине Indoor с барабаном, имеющим диаметр 1,7 метра и угол развала, равный 0°.

В конце испытания шины снимали, и проверяли адгезионное сцепление и прочность проводящей дорожки (по сравнению со значениями, зарегистрированным до испытания). Результаты представлены в обобщенном виде в нижеприведенной Таблице 1.

Таблица 1

Подложка Сопротивление (Ом) Адгезионное сцепление До После 1 3,0 Бесконечное Отсутствует разъединение 2 7,5 Бесконечное Отсутствует разъединение 3 3,0 Бесконечное Отсутствует разъединение 4 2,6 70 Большие зоны разъединения при наличии адгезива на подложке 5 2,3 6 Большие зоны разъединения при наличии адгезива на подложке 6 3,0 17 Большие зоны разъединения при исчезновении адгезива 7 2,5 4,5 Большие зоны разъединения на краях при исчезновении адгезива или остатках на герметизирующем слое

Результаты испытаний показали, что применение подложек из гибких и растяжимых материалов (подложек 1-3) обеспечило возможность получения хорошего адгезионного сцепления посредством акриловых адгезивов (например, типа 3М 93430), но деформации, которым подвергались данные материалы, вызывали разрушение проводящей дорожки, в то время как, напротив, применение только гибких материалов (подложек 4-7) обеспечило возможность сохранения проводящей дорожки, но в ущерб адгезионному сцеплению, которое заметно ухудшилось.

Пример 2 - Сравнение

Испытание по примеру 1 повторили с теми же материалами, но при использовании покрывающего слоя из нейлона (нейлоновой литой пленки Domo™ Filmon™ CSX18), присоединенной путем ламинирования с помощью адгезива (3M™ 9502), выступающей за площадь образца.

Результаты представлены в обобщенном виде в нижеприведенной Таблице 2.

Таблица 2

Подложка Сопротивление (Ом) Адгезионное сцепление До После 1 3,0 Бесконечное Отсутствует разъединение 2 7,5 Бесконечное Отсутствует разъединение 3 3,0 Бесконечное Отсутствует разъединение 4 2,4 13 Большие зоны разъединения при наличии адгезива на подложке 5 2,3 6 Большие зоны разъединения при наличии адгезива на подложке 6 3,1 4,5 Большие зоны разъединения при исчезновении адгезива 7 2,5 2,5 Большие зоны разъединения на краях при исчезновении адгезива или остатках на герметизирующем слое

Таким образом, результаты испытаний были аналогичны результатам по примеру 1. Протестированное решение не дало никакого улучшения в отношении адгезионного сцепления только гибких подложек (1-3) и в отношении целостности проводящей дорожки гибких и растяжимых подложек (4-7).

Пример 3 - Изобретение

Из результатов испытаний на сопротивление усталости, описанных выше, следовало то, что проводящие дорожки, образованные на гибких и растяжимых подложках, имели склонность ко все большему разрушению во время испытания до тех пор, пока не достигались по существу бесконечные величины сопротивления (то есть до нарушения целостности самих дорожек) вследствие миллионов циклов входа в зону/выхода из зоны пятна контакта, которым шина подвергается во время испытания. С другой стороны, проводящие дорожки, образованные на гибких и нерастяжимых подложках, вместо этого сохраняли оптимальные значения проводимости, но адгезионное сцепление подложки с герметизирующим слоем шины не было гарантировано, при этом в конце испытания на усталость имели место значительные зоны разъединения между подложкой и адгезивом, а также между адгезивом и герметизирующим слоем.

Поэтому Заявитель выполнил дополнительную серию испытаний на сопротивление усталости при использовании гибких и нерастяжимых подложек вместе с элементом для устранения взаимовлияния, размещенным между ними и шиной. Используемые образцы (с размером 60×30 мм) показаны в нижеприведенной Таблице 3.

Таблица 3

Образец Подложка Элемент для устранения взаимовлияния 1A Пленка из полиимида Kapton™
Толщина 127 мкм
Без адгезива Полиуретан Cyrene 30 2,3 мм
Адгезив 3M™ 93430 на обеих сторонах 2A Пленка из полиимида Kapton™
Толщина 127 мкм
Без адгезива Пеноматериал EPDM SE30 2,6 мм
Адгезив 3M™ 93430 на обеих сторонах 3A Пленка из полиимида Kapton™
Толщина 127 мкм
Без адгезива 3M™ 4956, 1,6 мм
Адгезив 3M™ 93430 на обеих сторонах 4A Пленка из полиимида Kapton™
Толщина 127 мкм
Без адгезива 3M™ VHB™ 4941, 1,1 мм, с двумя адгезивными поверхностями
Адгезив 3M™ 93430 на стороне, обращенной к герметизирующему слою 5A Пленка из полиимида Kapton™
Толщина 127 мкм
Без адгезива 3M™ VHB™ 5962, 1,6 мм, с двумя адгезивными поверхностями
Адгезив 3M™ 93430 на стороне, обращенной к герметизирующему слою 6A Пленка из полиимида Kapton™
Толщина 127 мкм
Без адгезива 3M™ RP45, 1 мм, с двумя адгезивными поверхностями
Адгезив 3M™ 93430 на стороне, обращенной к герметизирующему слою 7A Пленка из полиимида Kapton™
Толщина 127 мкм
Без адгезива 3M™ RP62, 1,6 мм с двумя адгезивными поверхностями
Адгезив 3M™ 93430 на стороне, обращенной к герметизирующему слою

В нижеприведенной таблице 4 показаны результаты испытаний на сопротивление усталости, выполненных таким же образом, как в примерах 1 и 2.

Таблица 4

Образец Сопротивление (Ом) Адгезионное сцепление До После 1А 0,8 2,0 Отсутствует разъединение 2А 0,8 1,0 Отсутствует разъединение 3А 8,0 16,0 Минимальная зона разъединения с размером 3 мм с одной стороны 4А 6,2 12,3 Минимальная зона разъединения с размером 3 мм с одной стороны 5А 1,4 2,8 Отсутствует существенное разъединение 6А 7,3 12,5 Отсутствует существенное разъединение 7А 2,0 2,9 Минимальная зона разъединения с размером 5 мм с одной стороны

Результаты испытаний показали, что наличие элемента для устранения взаимовлияния обеспечило возможность получения хорошего адгезионного сцепления без негативного воздействия на целостность проводящих дорожек, которые сохраняли достаточно приемлемые величины сопротивления даже после испытания на сопротивление усталости.

Образец 2А продемонстрировал наилучшие результаты при минимальном увеличении долговечности и отсутствии разъединения, при этом за ним следуют образцы 1А и 5А. Тем не менее для остальных образцов были получены хорошие результаты, которые удовлетворяли определенным требованиям как в отношении адгезионного сцепления с шиной, так и в отношении целостности проводящих дорожек.

Пример 4 - Изобретение

Ввиду хороших результатов, полученных в примере 3, образцы для испытаний (1-7 из таблицы 5) были изготовлены с подложками, имеющими сигарообразную форму (фиг.2) с размерами 110×30 мм и выполненными посредством пленки из полиимида Kapton™, имеющей толщину 127 мкм. Две батареи Panasonic BR1632 с массой, составляющей приблизительно 1,8 г, и с размерами 16×3,2 мм были приклеены к концам каждого образца посредством использования покрывающего слоя из нейлона (нейлоновой литой пленки Domo™ Filmon™ CSX18), присоединенной посредством ламинирования с помощью адгезива (3M™ 9502).

Несмотря на недостаточное сопротивление усталости в испытании на усталость, образцы 1 и 7 без слоя, предназначенного для устранения взаимовлияния, были использованы в качестве сравнительных для проверки их эксплуатационных характеристик в испытании при высоких скоростях. Образец 2 был изготовлен без проводящих дорожек, поскольку уже была продемонстрирована способность данного слоя, предназначенного для устранения взаимовлияния, обеспечивать поддержание целостности проводящих дорожек. На образцах 3-6 проводящая дорожка была образована также посредством гибкой проводящей пасты ECM CI-1036 на серебряной основе. Для образцов 1-2 и 7 оценивали только способность к адгезионному сцеплению, а также возможное наличие повреждений самих образцов или шины.

Для приклеивания образцов к внутренней поверхности шины (герметизирующему слою) были использованы адгезивы различных типов согласно таблице 5 со слоем для устранения взаимовлияния или без него. Общая масса образцов показана в таблице 5.

Таблица 5

Обра-зец Мас-са
(г) Адгезив Слой для устранения взаимовлияния Примечания 1 5 Адгезивная лента
3M™ 93430 - Образец без проводящих дорожек 2 7 Адгезивная лента
3M™ 93430 на обеих сторонах Tekspan EPDM SE30 2 мм Образец без проводящих дорожек 3 8 Адгезивная лента
3M™ 93430 на стороне, обращенной к герметизирующему слою 3M™ VHB 5962
1,6 мм Адгезивная лента имеет только функцию адгезива 4 7 3M™ VHB 5962 1,6 мм Адгезивная лента также выполняет функцию устранения взаимовлияния 5 7 Адгезивная лента
3M™ 93430 на стороне, обращенной к герметизирующему слою 3M™ VHB 4941
1,1 мм Адгезивная лента имеет только функцию адгезива 6 8 3M™ VHB 5962 1,6 мм Адгезивная лента (с функцией устранения взаимовлияния) была приблизительно на 3 мм шире подложки 7 5 Адгезивная лента
3M™ 93430 - Образец без проводящих дорожек
Был добавлен покрывающий слой из нейлона, как в примере 2

Используемые шины представляли собой шины Pirelli P ZERO™ 305/30 ZR20 (103Y).

Испытание при высоких скоростях было выполнено для накачанных шин, нагруженных постоянной вертикальной нагрузкой, при увеличивающихся скоростях и скоростях, периодически увеличивающихся ступенчато.

Испытание выполняли на машине Indoor с барабаном, имеющим диаметр 1,7 метра и угол развала, равный 0°.

В конце испытания шины снимали, и проверяли адгезионное сцепление и прочность проводящей дорожки при ее наличии. Результаты представлены в обобщенном виде в нижеприведенной Таблице 6.

Таблица 6

Образец Сопротивление (Ом) Адгезионное сцепление До После 1 - - Отсутствие разъединения. Почти идеальное 2 - - Усадка адгезива: 1 мм
Хорошее адгезионное сцепление, отсутствие разъединения. 3 0,07 1 Хорошее адгезионное сцепление, отсутствие разъединения.
Небольшая усадка (неизмеряемая) 4 0,01 0,2 Минимальная зона разъединения с размером 2 мм только с одной стороны
Небольшая усадка (неизмеряемая) 5 5 4 Смещение на 3 см по направлению к внутренней стороне шины
Минимальная зона разъединения с размером 3 мм на скругленном конце 6 2,2 1,6 Идеальное адгезионное сцепление, незначительная волнистость в центре 7 - - Идеальное адгезионное сцепление, воздушный пузырек под нейлоновой пленкой вокруг батарей

Результаты испытания при высоких скоростях, выполненного при использовании слоя 3M™ VHB 5962, предназначенного для устранения взаимовлияния, подтвердили хорошие результаты испытания на сопротивление усталости, при этом были продемонстрированы хорошее адгезионное сцепление и в то же время поддержание целостности проводящей дорожки.

Для образца 2 со слоем для устранения взаимовлияния, образованным из пористого каучука Tekspan SE30 на основе сополимера этилена, пропилена и диенового мономера (EPDM), были подтверждены хорошие характеристики адгезионного сцепления даже при испытании при высоких скоростях.

Для образцов 1 и 7 были получены хорошие характеристики адгезионного сцепления при высокой скорости, но, как показано в примерах 1 и 2, они не смогли гарантировать надлежащего адгезионного сцепления подложки при испытаниях на сопротивление усталости.

Все образцы также обеспечивали сохранение целостности шины без образования пузырей и/или других повреждений, связанных с датчиком.

Пример 5 - Изобретение

Дополнительные испытания при высоких скоростях были проведены (так же, как в примере 4) также с медными проводящими дорожками, полученными химическим травлением на пленке из полиимида Kapton™, имеющей толщину 127 мкм и приклеенной к внутренней поверхности шины посредством материала VHB 5962, имеющего толщину 1,6 мм и размещенного в качестве элемента для устранения взаимовлияния (и адгезива). Также и в данном случае в конце испытаний наблюдалась целостность проводящих дорожек при значении сопротивления, равном по существу 0,5 Ом, вместе с поддержанием надлежащего адгезионного сцепления подложки.

Изобретение относится к автомобильной промышленности. Шина (11), имеющая внутреннюю поверхность (111), снабжена по меньшей мере одним устройством (3) мониторинга, приклеенным к внутренней поверхности (111). Устройство (3) мониторинга выполнено на гибкой подложке, причем адгезионное сцепление гибкой подложки с внутренней поверхностью (111) достигнуто посредством элемента (4) для устранения взаимовлияния, размещенного между указанным по меньшей мере одним устройством (3) мониторинга и внутренней поверхностью (111) шины (11). Технический результат – повышение надежности крепления устройства мониторинга к шине. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил., 6 табл.

1. Шина, имеющая внутреннюю поверхность и по меньшей мере одно устройство мониторинга, приклеенное к указанной внутренней поверхности, при этом устройство мониторинга выполнено на гибкой подложке, причем адгезионное сцепление гибкой подложки с указанной внутренней поверхностью достигнуто посредством элемента для устранения взаимовлияния, размещенного между указанным по меньшей мере одним устройством мониторинга и указанной внутренней поверхностью шины, при этом указанный элемент для устранения взаимовлияния представляет собой двустороннюю адгезивную ленту, причем двусторонняя адгезивная лента является стойкой к динамическому сдвиговому напряжению, превышающему 50 кПа.

2. Шина по п.1, в которой указанная двусторонняя адгезивная лента представляет собой компонент, выбранный из группы, состоящей из (i) вязкоупругого акрилового пеноматериала, (ii) основы из вспененного полимерного материала, (iii) по меньшей мере одного слоя из акрилового адгезива или (iv) их комбинаций, при этом указанный компонент (i), (ii) и (iii) имеет толщину, равную или превышающую 0,4 мм.

3. Шина по п.1, в которой двусторонняя адгезивная лента является стойкой к температурам эксплуатации шины, составляющим от приблизительно -40°С до приблизительно 160°С.

4. Шина по п.1, в которой двусторонняя адгезивная лента является стойкой к динамическому сдвиговому напряжению, превышающему 150 кПа, например, находящемуся в диапазоне от 50 до 3000 кПа.

5. Шина по п.2, в которой вспененный полимерный материал выбран из группы, состоящей из пористого каучука на основе сополимера этилена, пропилена и диенового мономера (EPDM), пенополиуретана и их комбинаций.

6. Шина по п.2, в которой основа из вспененного полимерного материала содержит слой из акрилового адгезива, нанесенный в виде покрытия на обе поверхности указанной основы.

7. Шина по п.2, в которой указанный вспененный полимерный материал имеет плотность в диапазоне от 10 до 800 кг/м³, предпочтительно в диапазоне от 20 до 700 кг/м³.

8. Шина по любому из предшествующих пунктов, в которой элемент для устранения взаимовлияния имеет толщину, с учетом адгезивных слоев, нанесенных на его поверхности, в диапазоне от 0,4 до 2,4 мм, предпочтительно в диапазоне от 0,6 до 2,2 мм, более предпочтительно в диапазоне от 0,8 до 2,0 мм.

9. Шина по любому из предшествующих пунктов, в которой длина и/или ширина элемента для устранения взаимовлияния равны соответственно длине и/или ширине или превышают соответственно длину и/или ширину гибкой подложки.

10. Шина по любому из предшествующих пунктов, в которой на устройстве мониторинга размещен защитный слой для закрывания и защиты компонентов указанного устройства.

11. Шина по п.10, в которой длина и/или ширина защитного слоя равны соответственно длине и/или ширине или превышают соответственно длину и/или ширину устройства мониторинга.

12. Шина по п.1, в которой гибкая подложка изготовлена из эластомерного или термопластичного материала, выбранного из группы, состоящей из нейлона, сложного полиэфира, полиимида и полиуретана.

13. Шина по п.12, в которой эластомерный или термопластичный материал является стойким к температурам эксплуатации шины, которые находятся в диапазоне от приблизительно -40°С до приблизительно 160°С.

14. Способ установки устройства мониторинга, выполненного на гибкой подложке, на шине, имеющей внутреннюю поверхность по существу тороидальной формы, при этом способ включает:

- выбор участка внутренней поверхности шины, на котором желательно установить устройство мониторинга;

- обеспечение адгезионного сцепления между гибкой подложкой и указанным участком внутренней поверхности шины;

причем адгезионное сцепление обеспечивают посредством элемента для устранения взаимовлияния, размещенного между гибкой подложкой и указанным участком внутренней поверхности шины,

при этом элемент для устранения взаимовлияния представляет собой двустороннюю адгезивную ленту,

причем двусторонняя адгезивная лента является стойкой к динамическому сдвиговому напряжению, превышающему 50 кПа.

15. Способ по п.14, при котором элемент для устранения взаимовлияния имеет характеристики по любому из пп.2-9.