专利名称：具有连续曲率的安装构件的制作方法
技术领域：
本发明涉及机动车轮胎的技术领域。
背景技术：
尤其是根据文献EP 1544 001 A9，在现有技术中已知一种附着至轮胎内表面的橡胶构件，该橡胶构件形成用于诸如压力或温度传感器的电子装置的安装件。该橡胶构件有时候也称为“衬垫或补块(patch) ”。该构件的作用主要是在通常极其刚硬的电子装置与通常挠性的轮胎表面之间提供机械去耦，因为该构件由橡胶制成。具体地说，不可能将电子装置直接安全附着至轮胎表面，因为这会由于装置与轮胎之间的大刚度差的原因而导致形成力集中区域。具体地说，力集中区域将导致过早损坏轮胎表面或构件表面并因而过早破坏装置至轮胎的附着的风险。尽管使用了此橡胶构件且因为轮胎维持减弱构件至轮胎的附着的加速或变形，经常在构件表面上发现裂纹，这种裂纹可能扩展，直至危害电子装置的附着。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种形成安装件(或支架)的构件，该构件的机械强度在轮胎的整个寿命期间均得到增强。因此，本发明的主题是一种形成装置的安装件的构件，其包括-用于与轮胎连接的基本上平坦的底表面，其由轮廓限界；-用于安装装置的顶表面，其由轮廓限界；-外周表面，其形成用于将底表面的轮廓连接至顶表面的轮廓的裙部，其中，包括以下参数-顶表面轮廓的曲率，以及-在任何剖切平面中的外周表面廓线(profile)的曲率，其中所述剖切平面与底表面垂直且在其与所述轮廓的交点处与底表面轮廓的切线正交，的组件(或组装)参数中的至少一个是可变的且分别沿所述轮廓和所述廓线连续变化。请注意，轮廓点处的轮廓曲率被定义为在此点处密切轮廓的圆(轮廓的密切圆) 的半径的倒数，也就是说，在所述点附近与轮廓尽可能贴合的圆的半径的倒数。有时，这也称为在一点处的轮廓曲率半径，以指定此点处的密切圆的半径。通常，意欲结合在轮胎中的电子装置呈平行六面体形。这明显由于这些电子装置通常包括在方形或矩形板上制成的印刷电路而导致。形成装置的安装件的构件被如此成形，以使得其平坦顶表面具有与装置基本上相同的形状，也就是说，大体矩形形状。顶表面的拐角可选地是圆形的。这种示例性实施例在文献EP 1 544 001 A9的图8中示出，该文献示出了一个构件，其中顶表面轮廓包括一组通过曲线接合在一起的直线。坐落在直线部分与曲线部分之间的界面处的构件的顶表面轮廓区域形成力集中区域，这是附着至轮胎表面的构件过早损坏的原因之一。此外，曲率半径越小，通过轮胎传递的力越局部化且因而更有害。本发明因此提出通过消除顶表面轮廓的曲率半径变化而尽可能减少这些力集中区域。为此，根据本发明的构件的顶表面轮廓具有可变曲率，且沿着轮廓连续变化。换言之， 沿顶表面轮廓的曲率半径从轮廓的直线部分(如果有的话)处的无限半径变化至曲线部分上的大约几毫米的有限半径。该曲率半径的变化是连续的且不具有急剧变化。借助本发明，压力平均分配在顶表面轮廓周围，因而其强度较小。具体言之，通过提出顶表面轮廓的曲率半径的连续变化，可以使通过在其曲线部分上的轮廓实现的最小曲率半径最大化。发明人发现的另一个优化轮胎表面上的构件的夹持性的特征在于，如此成形构件，以使得在任何剖切平面中，外周表面具有将顶表面连接至底表面的廓线，所述廓线的曲率可变且连续变化，其中所述剖切平面与底表面垂直且在其与所述轮廓的交点处与底表面轮廓的切线正交。这意味着，竖直平面中的构件轮廓的变化也是连续的，其允许角区域受限。以上限定的两个特征源于一个相同的发明概念赋予构件具有连续变化的曲率的形状，从而限制角区域，所述角区域可能为限制附着至轮胎表面的构件的使用寿命的力集中的原因。自然，这两个特征可单独或相互组合应用至构件。根据本发明的构件还可包括以下特征中的一个或多个-顶表面是基本上平坦的。-顶表面呈大致细长形。-顶表面轮廓包括呈直线状且大致平行的至少两个相对部分。-顶表面轮廓包括连接直线部分的至少两个相对曲线部分。-轮廓曲率半径在两者均为有限值的最小半径和最大半径之间变化。-顶表面轮廓由样条(spline)限定(定义)，所述样条优选为三次或五次样条。请注意，样条是由多项式项部限定的函数。顶表面轮廓的这种限定尤其有意义，因为样条是多项式曲线，其曲率半径的变化是连续的。此外，样条是多项式曲线，其定义相对简单，从而使得可以定义它以使其最小曲率半径最大化。-外周表面的剖面廓线是样条，优选为三次或五次样条。-外周表面剖面中的廓线以在9°和15°之间、在优选10°和12°之间的角度与底表面接合。构件的边缘的角度是一个需要考虑的重要参数，以使得构件至轮胎的附着持久。具体言之，倘若此角度小于9°，则会出现边缘的起伏，从而使得安装时出现难以正确平坦化的构件外周边缘皱折的风险。如果角度大于15°，则构件外周边缘太刚硬，从而很可能在轮胎表面上产生过大应力，因而导致在行驶时破裂或分离。-外周表面剖面中的轮廓根据需要以给定角度与顶表面接合，当需要在轮胎与电子器件之间传递一定的力时，该角度可在0°和25°之间；当相反需要使电子器件与轮胎传递的力去耦时，角度也可以是负的，例如在-25°和0°之间。-顶表面和底表面平行。-构件由橡胶制成，优选为整体件。本发明的另一个目的在于包括上述构件的轮胎。
在参照附图阅读仅作为实例给出的下文描述后，将可以更好地了解本发明，附图中-图1是现有技术的构件的透视图；-图2是图1中的构件的顶表面轮廓的示意图；-图3是根据本发明的构件的透视图；-图4是图1中的构件的顶表面轮廓与图3中的构件的顶表面轮廓叠置的示意图；-图5是图3的构件的外周表面的横截面的示意图。
具体实施例方式图1和3示出了分别由附图标记10和12指示的形成装置的安装件的两个构件。 图1所示的构件10是根据现有技术的构件，而图3所示的构件12是根据本发明的构件。在下面的描述中，将参照正交坐标系xyz识别构件10和12，其中方向χ沿构件10 或12的主方向延伸，方向ζ沿竖直方向定向。每个构件10和12分别包括-用于与轮胎(未图示)连接的平坦底表面14和16，其由轮廓18和20限界；-在图1和3中由虚线曲线示意性示出的用于安装装置沈的顶表面22和24，顶表面22和M由轮廓28和30限界且在示出的实例中是平坦的；-外周表面32和34，其形成用于将底表面14和16的轮廓18和20连接至顶表面 22和M的轮廓28和30的裙部。在构件10和12中，底表面14和16分别平行于顶表面22和Μ，这些表面基本上平行于平面xy。表面22和M的总体形状呈凸起状且沿方向χ是细长的，现有技术的构件10的顶表面22呈大体矩形，而本发明的构件12的顶表面M则呈大体卵形或椭圆形。顶表面22和M的形状适用于安装构件26。构件沈在图1和3中由虚线卵形曲线示出。这种表示在任何情况下均不代表限制。具体地说，构件沈可具有任何形状和任何尺寸。通常，此构件沈是在方形或矩形印刷电路上生成的电子芯片。举例而言，此电子装置沈可以是温度或压力传感器，或者是设计成收集有关轮胎制造或其特性的装置。如图2所示，现有技术的构件10的轮廓28呈大体矩形且包括两个长边40和42 以及两个短边44和46，两个长边40和42基本上呈直线状且平行于方向x，两个短边44和 46基本上呈直线状并与边40和42正交，且因而基本上与方向y平行。因此，轮廓42包括一连串长边和短边。长边与短边之间的过渡通过由圆区段组成的曲线48实现，所述圆区段在本例子中为四分之一圆。轮廓42的给定点处的曲率在图2中由线段50表征，线段50的长度是绘出点的曲率的函数。从图中可以看出，在直线边40、42、44和46上，未示出线段50，因为曲率半径是无限的(无穷大)，曲率为零。另一方面，在用于连接直线区段的曲线部分上，可以看到，表征轮廓观的曲率的线段50具有给定长度1，其沿着轮廓观的曲线部分48的整个长度相同。此曲率沿着曲线部分48的整个长度恒定，因为该曲线全部分是一个圆的圆弧。
请注意，轮廓观的曲率在曲线部分48与直线部分之间的接合部处从0急剧变化至1。因此，轮廓观的曲率可变，但其变化不是连续的。图4示出了其形状已参照图2描述的构件10的轮廓28与构件12的顶表面M的轮廓30的叠置情况。可以按照与轮廓观相同的方式分析轮廓30。轮廓30沿方向χ呈大体细长形。它包括两个直线部分60和62，其呈直线状且大体上与方向χ平行。直线部分60和62通过曲线部分64和66彼此连接。以与图2相同的方式，图4示出了与轮廓30正交设置的区段68的组合或组装情况，以在所有点处量化此轮廓的曲率。请注意，在直线部分60和62上，轮廓的曲率为零。另一方面，在曲线部分64和66 上，轮廓30的曲率变化且不为零。可以看出，轮廓30的曲率的变化是连续的且不包括急剧变化。此外，请注意，曲线部分64和66实现的最大曲率小于现有技术的构件10的轮廓观的曲线部分48上的曲率。换句话说，根据本发明的构件12的顶表面M的轮廓30具有可变曲率且沿着整个轮廓30连续变化。请注意，就相同长度和相同宽度的各构件10和12的顶表面22和M而言，本发明的构件的表面M的最小曲率半径例如为6. 2毫米，而现有技术的构件的表面22的最小曲率半径为4. 9毫米。因此，本发明使得可以最大化构件的顶表面的最小曲率半径。本发明的构件12的轮廓30的形状通过样条形曲线以数学方式获得。请注意，样条是通过多个项部限定的多项式曲线。优选地，所使用的样条是三次或五次样条。根据本发明的另一个方面，注意本发明的构件12的外周表面34的剖面形状。为此，定义了与平面yz平行的平面70，也就是说，其与构件的底表面16垂直，且在该平面与底表面16的轮廓20的交点I处与点I处的轮廓20正交72。图5示出了平面70上的外周表面34的剖面，其中一方面，以连续实线示出了图1 中的构件10的情况，另一方面以不连续的虚线示出了图3中的构件12的情况。请注意，在图5中，根据本发明的构件12的外周表面在此平面中具有将顶表面M 连接至底表面16的廓线74，且此廓线74具有连续变化的可变曲率。与现有技术中包括急剧连接至曲线部分的直线部分的构件10的外周表面的廓线不同，廓线74不具有任何急剧变化。根据本发明，构件的外周表面34形成为使得无论所使用的剖面70如何并验证上述特征，外周表面34的廓线74具有连续变化的可变曲率。此外，表面34的廓线74在9°和15°之间的角度α与底表面接合。测试表明，通过设计曲率连续的构件，该构件与轮胎表面的附着寿命显著延长。最后，请注意，图中示出的示例性实施例仅仅是示意性的。具体言之，本发明的构件可包括包含例如一端比另一端宽的非对称形状的顶表面，顶表面的曲率可局部为负或正，顶表面和底表面可平行或不平行等。
权利要求
1.一种形成装置06)的安装件的构件(12)，其特征在于，该构件(12)包括 -用于与轮胎连接的基本上平坦的底表面(16)，其由轮廓OO)限界； -用于安装所述装置06)的顶表面(M)，其由轮廓(30)限界；-外周表面(34)，其形成用于将所述底表面(16)的轮廓OO)连接至所述顶表面04) 的轮廓(30)的裙部， 其中，包括以下参数-所述顶表面04)的轮廓(30)的曲率，以及-在任何剖切平面(70)中的外周表面(34)的廓线(74)的曲率，其中所述剖切平面 (70)与所述底表面(16)垂直且在所述剖切平面(70)与所述轮廓OO)的交点(I)处与所述底表面(16)的轮廓OO)的切线(72)正交，的组件参数中的至少一个是可变的且分别沿所述轮廓(30)和所述廓线(74)连续变化。
2.如前述权利要求所述的构件，其特征在于，所述顶表面04)是基本上平坦的。
3.如前述权利要求中任一项所述的构件(12)，其特征在于，所述顶表面04)呈大体细长形。
4.如前述权利要求所述的构件，其特征在于，所述顶表面04)的轮廓(30)包括呈直线状且基本上平行的至少两个相对部分(60，62)。
5.如前述权利要求所述的构件(12)，其特征在于，所述顶表面04)的轮廓(30)包括连接所述直线部分(60，62)的至少两个相对的曲线表面(64，66)。
6.如权利要求3所述的构件，其特征在于，所述轮廓(30)的曲率半径在两者均为有限值的最小半径和最大半径之间变化。
7.如前述权利要求中任一项所述的构件(12)，其特征在于，所述顶表面04)的轮廓 (30)由样条、优选为三次或五次样条限定。
8.如前述权利要求中任一项所述的构件(12)，其特征在于，所述外周表面(34)的剖面中的廓线(74)为样条，优选为三次或五次样条。
9.如前述权利要求所述的构件(12)，其特征在于，所述外周表面(34)的剖面中的廓线以在9度和15度之间的角度与所述底表面(16)接合。
10.如权利要求8和9中任一项所述的构件(12)，其特征在于，所述外周表面(34)的剖面中的廓线(74)以在-25度和25度之间的角度与所述顶表面04)接合。
11.如前述权利要求中任一项所述的构件(12)，其特征在于，所述顶表面04)与所述底表面(16)平行。
12.如前述权利要求中任一项所述的构件(12)，其特征在于，所述构件(12)由橡胶制成。
13.一种轮胎，其特征在于，该轮胎包括如前述权利要求中任一项所述的构件(12)。
全文摘要
本发明涉及一种构件(12)，其形成装置(26)的安装件，并包括用于与轮胎连接的基本上平坦的底表面(16)，其由轮廓(20)限界；用于安装装置(26)的顶表面(24)，其由轮廓(30)限界；外周表面(34)，其形成用于将底表面(16)的轮廓(20)连接至顶表面(24)的轮廓(30)的裙部，其中，顶表面(24)的轮廓(30)具有可变曲率且沿所述轮廓连续变化。
文档编号B60C23/04GK102164759SQ200980137658
公开日2011年8月24日 申请日期2009年9月21日 优先权日2008年9月24日
发明者R·埃尔-贝里奇 申请人:米其林技术公司, 米其林研究和技术股份公司