[发明专利]轮胎模块及其配备的轮胎

说明书

技术领域

本发明涉及一种轮胎模块，尤其涉及一种轮胎模块及其配备的轮胎。

背景技术

这种轮胎模块在文献，例如DE 10 2004 031 810 A1中，有所披露。已知的轮胎模块安装在车辆充气轮胎的内侧。它包括一个用于测量和/或检测轮胎气压的装置以及一个用于传送无线电信号的发射器，该无线电信号内包含了轮胎中的气压信息。轮胎模块所需的电能由带有一可弯曲的压电元件的机电转换器输送，每次由轮胎滚动造成的压电元件形状的交替变化转换成了电能。压电元件的交替变形是由行驶时轮胎连续变形导致的，特别是在从轮胎足迹（胎面曳行）转换到与路面没有接触的轮胎胎面区域时。由机电转换器提供的电能输送到一存储设备，特别是电容器或一蓄电池，来自存储设备的电能能够用于运行测量和/或检测空气压力的装置和用于运行发射器。利用压电效应的机电转换器可以取代其他的在轮胎模块中需要的长寿命电池。 

文献DE 10 2004 031 810 A1中披露的轮胎模块有一作为压电元件的弯曲梁，该弯曲梁安装在固定于轮胎内侧的外壳中。  

发明内容

本发明的目的在于提供一种特别易于安装的轮胎模块。 

上述目的通过具有权利要求所述特征的轮胎模块实现。此外，本发明的目的在于提供一种该种轮胎模块配备的轮胎。本发明的其他改进方面在从属权利中有所描述。 

本发明的轮胎模块有一用于测量和/或检测轮胎气压的装置、一用于传送包含轮胎气压信息的无线电信号的发射器、一配备了可弯曲的压电元件的电气转换器以及一与转换器相连用于存储电能的存储装置，其中每次由轮胎滚动造成的压电元件形状的交替变化转换成了电能。该转换器包括一圆的、圆盘形压电元件（在下文是指压电光盘），并且该压电光盘上由压电效应产生的电压在接触点处分接，所述接触点位于与压电光盘相对的一侧。 

本发明的轮胎模块具有的显著优点在于：

·    通过使用圆的、圆盘形压电元件，所述轮胎模块以一种有利的方式排布，即圆形压电光盘的中心线垂直于行驶的轮胎胎面，因此与轮胎的旋转轴径向相关，这样附带的轮胎模块能够以任何方向固定在轮胎内侧。轮胎模块绕圆形压电光盘的中心线的旋转也没有对机电转换器的效率产生明显的影响； 

·    用于轮胎模块的圆形压电光盘的使用可以结合一平的、圆柱形外壳，该外壳的直径由压电光盘的直径限定。这会使轮胎模块的结构特别紧凑，同时质量最小； 

·    质量最小意味着出现的失衡最少，同时产生的惯性力最小，对于其本身来说则保证了较长的使用寿命； 

·    带有平的、圆柱形外壳的轮胎模块特别容易操纵和固定，并且能够持久的固定在轮胎内侧； 

·    轮胎模块优选地固定在轮胎内侧行驶胎面的中心区域。本发明的轮胎模块不会出现任何错误的安装。 

圆的、圆盘形压电元件优先地由压电陶瓷组成，例如锆钛酸铅。但压电元件也可以是涂覆了压电材料的基板,尤其是金属基板。在这种情况下，基板作为压电材料的载体。本专利的两个实施例也采用“压电光盘”一词。压电光盘安装在轮胎模块中的方式为，行驶的轮胎胎面形状的变化引起压电光盘形状的变化，特别是发生在胎面曳行（tread shuffle）驶入（run-in）和驶出（run-out）时。压电光盘形状的交替改变在其上产生了一电压，该电压能够在接触点分接，所述接触点位于与压电光盘相对的一侧。 

用于分接电压的一个接触点优选地由金属圆盘形成，该金属圆盘能够完全覆盖压电光盘的第一面。该金属圆盘非常薄，并且是可弯曲的，当通过胎面曳行区域时，它并不妨碍压电光盘所需的弯曲，同时能够保护压电材料，特别防止破损。在金属基板涂覆了压电材料的实施例中，所述金属基板可以作为压电光盘的一个接触点。 

金属圆盘完全覆盖压电光盘的第一面并且用来作为电气接触点，该金属圆盘的直径优选地比压电光盘的直径略大。 

压电光盘的第二面优选地仅部分设置有一个或多个接触点。这使得它更方便构成由压电光盘、压电光盘的第一面上的接触金属圆盘以及压电光盘的第二面上的电接触材料形成的混合主体。所述混合主体具有中性纤维，当弯曲所述压电光盘时，其不在压电光盘的中心，而是在压电光盘的边界上，或者甚至在金属圆盘中。这一点对于保证以压电为基础的机电转换器的良好的效率很重要。