СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ ШИН ДЛЯ КОЛЕС ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
METHOD AND DEVICE FOR CONTROL OF CONDUCTIVITY OF VEHICLE WHEEL TIRES

Область техники
Настоящее изобретение относится к способу и устройству для контроля электропроводности шин для колес транспортных средств. Настоящее изобретение находится в области процессов и устройств для контроля шин для колес транспортных средств.
Шина для колес транспортных средств, как правило, содержит каркасную конструкцию, содержащую по меньшей мере один слой каркаса, имеющий концевые клапаны, введенные в контактное взаимодействие с соответствующими кольцевыми фиксирующими конструкциями. Брекерная конструкция присоединена в радиально наружном месте к каркасной конструкции и содержит один или более брекерных слоев, наложенных в радиальном направлении друг на друга и на слой каркаса и имеющих текстильные или металлические корды с ориентацией с перекрещиванием и/или по существу параллельные направлению протяженности шины вдоль окружности. В месте, радиально наружном по отношению к брекерной конструкции, наложен протекторный браслет, который также изготовлен из эластомерного материала подобно другим полуфабрикатам, образующим шину. Комплект из по меньшей мере указанной брекерной конструкции и указанного протекторного браслета образует коронную конструкцию шины. Соответствующие боковины из эластомерного материала дополнительно наложены на боковые поверхности каркасной конструкции, при этом каждая из боковин проходит от одного из боковых краев протекторного браслета до соответствующей кольцевой фиксирующей конструкции в бортах. В «бескамерных» шинах слой каркаса покрыт внутри слоем из эластомерного материала предпочтительно на основе бутила, обычно называемым «герметизирующим слоем», который имеет оптимальные характеристики воздухонепроницаемости и проходит от одного до другого из бортов.
Циклы изготовления шины предусматривают процесс сборки, в котором различные компоненты конструкции шины изготавливают и/или собирают на одном или более барабанах. Собранные невулканизированные шины перемещают на линию формования в пресс-формах и вулканизации, на которой выполняют процесс формования в пресс-форме и вулканизации для образования конструкции шины в соответствии с заданными геометрией и рисунком протектора.
Определения
«Шина», если не указано иное, означает как невулканизированную шину, так и отформованную в пресс-форме и вулканизированную шину.
«Компонент» шины означает одну или более частей шины, выполняющих некоторую функцию, или участок каждой из них. Например, компоненты представляют собой герметизирующий слой, слой каркаса, брекерную (-ые) ленту (-ы), слой с кордами, расположенными под углом, составляющим ноль градусов, проводящий слой, проводящую вставку, протекторный браслет, подбрекерные вставки, вставки боковин, боковины, сердечники бортов, наполнительный элемент сердечников бортов, армирующие вставки из эластомерного материала, самого по себе или армированного кордами, каркасную конструкцию, коронную конструкцию и т.д.
Термины «радиальный» и «аксиальный» и выражения «радиально внутренний/наружный» и «аксиально внутренний/наружный» используются по отношению соответственно к направлению, перпендикулярному к оси вращения шины, и направлению, параллельному оси вращения шины.
Вместо этого термины «окружной» и «в направлении вдоль/по окружности» используются по отношению к направлению протяженности шины по кольцу.
Под «жестким элементом» подразумевается элемент, который не деформируется очевидным образом в области упругих деформаций при его подвергании воздействию рабочих нагрузок или воздействию нагрузок/давлений, обычно имеющихся, когда данный элемент выполняет свою функцию, или который в присутствии указанных нагрузок/давлений не адаптируется к форме элемента, внешнего по отношению к нему, с которым он входит в контакт.
Под «податливым элементом» подразумевается элемент, который заметно деформируется в области упругих деформаций при его подвергании воздействию рабочих нагрузок, то есть нагрузок/давлений, обычно имеющихся, когда данный элемент выполняет свою функцию, или который адаптируется в присутствии указанных нагрузок/давлений к форме элемента, внешнего по отношению к нему, с которым он входит в контакт.
Термины «низкий», «ниже», «нижний» или «снизу» и «высокий», «выше», «верхний» или «сверху» используются для обозначения относительного взаимного расположения двух элементов или одного элемента относительно грунта при нормальных условиях эксплуатации.
Уровень техники
В документе EP 1887367 проиллюстрировано устройство, предусмотренное с первыми электродами, опирающимися на множество участков радиально наружной поверхности шины, и со вторым электродом, размещенным в контакте с внутренней периферийной зоной самой шины, для измерения величины электрического сопротивления между протектором и бортом указанной шины.
В документе JP 2017110958 раскрыты радиально наружный электрод, образованный посредством пластины, выполненной с множеством проводящих частей, находящихся в контакте с радиально наружной частью шины, и внутренний электрод, который электрически соединен с радиально внутренней частью самой шины.
В документе US 20150241491 раскрыто устройство для измерения электрического сопротивления шины, предусмотренное с наружным электродным зондом, выполненным с возможностью опирания на часть протектора шины, и внутренним электродом, выполненным с возможностью опирания на часть борта шины. Заданный ток для измерений подают между наружным электродом и внутренним электродом, и измерительный прибор определяет напряжение и измеряет электрическое сопротивление между зондами.
В документе KR 101462429 раскрыто устройство для измерения электрического сопротивления полуфабриката, предназначенного для образования протекторного браслета. Устройство содержит верхний ролик и нижний ролик из проводящего материала, размещаемые соответственно на верхней стороне и на нижней стороне полуфабриката. Схема для измерения электрического сопротивления соединена с верхним роликом и нижним роликом.
В документе WO 2018/099704 раскрыт способ изготовления протекторного браслета. Способ включает экструзию протекторного браслета и электропроводящей полоски, проходящей через браслет от его наружной стороны до его внутренней стороны. Способ предусматривает измерение электрического сопротивления электропроводящей полоски между наружной стороной и внутренней стороной полоски посредством наружного колесика и опорного ролика, образующих соответственно наружный электрод и внутренний электрод. Способ предусматривает выдачу сигнала неисправности, если измеренное сопротивление превышает заданное максимальное сопротивление.
В документе EP 1083425 раскрыты способ и устройство для контроля компонентов невулканизированной шины, таких как непрерывная экструдированная лента, образующая невулканизированный протекторный браслет. Устройство содержит станцию управления и контроля, расположенную вдоль конвейера и содержащую верхний контакт и нижний контакт, выполненные с возможностью электрического соединения соответственно с верхней поверхностью и с нижней поверхностью компонента. Контакты представляют собой ролики из проводящего материала.
Сущность изобретения
Современные шины, даже шины с наилучшими эксплуатационными характеристиками и с протектором, имеющим высокое процентное содержание диоксида кремния, который придает им хорошую управляемость, но высокое электрическое сопротивление, должны обеспечивать возможность разряда в землю электростатического заряда, обусловленного разностью потенциалов между транспортным средством и грунтом, для избежания образования разрядов, которые могут вызывать серьезное повреждение, например, во время заправки топливом, или даже просто для избежания раздражающих ударов по людям, которые касаются транспортного средства.
В этой связи Заявитель ощутил потребность в усовершенствовании технических решений такого типа, как проиллюстрированные в EP 1887367, JP 2017110958, US 20150241491, KR 101462429, WO 2018/099704 и EP 1083425.
Заявитель установил в результате наблюдений, что поверхности шин, невулканизированных или вулканизированных, и/или компонентов, предназначенных для образования шин, таких как протекторный браслет, к которым подводят один из электродов для получения значения электрического сопротивления/электропроводности, не являются гладкими и регулярными, а обычно имеют вогнутости и выпуклости, что делает контакт с электродом неровным.
В частности, Заявитель отметил, что шины, не смонтированные на ободе или смонтированные, но ненакачанные, невулканизированные или вулканизированные, могут иметь нерегулярную и вогнутую, радиально наружную поверхность протекторного браслета или иметь углубления в одной или более зонах вследствие воздействия, например, натяжения, которому армирующие элементы брекерной конструкции, такие как металлические и/или текстильные и/или гибридные нити, подвергаются во время сборки (в соответствии с техническими требованиями). Кроме того, протекторный браслет вулканизированных шин имеет канавки и блоки.
Заявитель также отметил, что компоненты, предназначенные для формирования шин, такие как непрерывные экструдированные ленты, описанные в KR 101462429, WO 2018/099704 и EP 1083425, могут иметь нерегулярные поверхности, также образующие углубления.
Следовательно, Заявитель установил в результате наблюдений, что неоднородный контакт электрода с соответствующей поверхностью может привести к искажению получаемого значения электрического сопротивления, что приводит к отбраковке пригодных шин и/или полуфабрикатов или наоборот.
В частности, Заявитель отметил, что в случае, если протекторный браслет содержит электропроводящую ленту (проводящую вставку), которая, как правило, расположена в зоне центральной линии протекторного браслета, существует возможность того, что указанная лента будет расположена в вогнутости, выраженной в большей или меньшей степени, и того, что по этой причине электрод не будет касаться ее. В случаях, подобных этому, контроль проводимости приводит к ложноотрицательному результату.
Следовательно, Заявитель ощутил потребность в обеспечении возможности более точного контроля электропроводности шин и/или отдельных компонентов или групп компонентов, принадлежащих шине в конце сборки, с тем, чтобы шины, признанные пригодными после такой (-их) операции (-й) контроля, после установки на транспортном средстве обеспечивали разряд статического электричества, когда транспортное средство является неподвижным и проходит испытания, требуемые правилами.
,
Заявитель также ощутил потребность в нахождении решения, которое может быть использовано для контроля электропроводности полуфабрикатов, частей шин, находящихся в процессе изготовления, невулканизированных шин и шин, подвергнутых формованию в пресс-форме и вулканизации, независимо от используемого процесса сборкито есть независимо от того, используются ли полуфабрикаты, намотанные на один или более сборочных барабанов, или используются элементарные полуфабрикаты в виде непрерывных удлиненных элементов из эластомерного материала, намотанных на сборочные барабаны в соответствии с витками, расположенными рядом друг с другом и/или по меньшей мере частично наложенными друг на друга, и лентообразные элементы, размещаемые рядом друг с другом на сборочных барабанах и полученные посредством отрезки по размеру ленты из эластомерного материала, армированного металлическими и/или текстильными и/или гибридными кордами.
Заявитель осознал, что необходимая точность может быть получена посредством обеспечения равномерного прилипания электрода или электродов к поверхности, на которую он/они опирается (-ются), для надежного получения значения электрического сопротивления/электропроводности, при этом должно быть обеспечено точное повторение формы углублений и должно отсутствовать воздействие чрезмерных давлений, которые могут повредить саму шину.
В завершение Заявитель установил, что этот результат может быть получен посредством изготовления электродов, которые при их деформировании во время использования повторяют форму вогнутостей/углублений указанной поверхности.
Согласно первому аспекту настоящее изобретение относится к устройству для контроля электропроводности шин для колес транспортных средств.
Предпочтительно предусмотрен по меньшей мере первый электрод, выполненный с возможностью опирания на поверхность компонента шины.
Предпочтительно предусмотрен по меньшей мере второй электрод, выполненный с возможностью замыкания электрической цепи с указанным компонентом указанной шины.
Предпочтительно предусмотрен по меньшей мере один измерительный прибор, который функционально соединен с первым электродом и со вторым электродом.
Измерительный прибор предпочтительно выполнен с возможностью генерирования напряжения между первым электродом и вторым электродом и получения значения электрического сопротивления между указанным первым электродом и указанным вторым электродом.
Первый электрод предпочтительно содержит жесткий элемент и часть для контактного взаимодействия, более податливую, чем данный компонент.
Первый электрод предпочтительно деформируется, когда он опирается на поверхность данного компонента, и по меньшей мере частично копирует по меньшей мере вогнутость указанной поверхности данного компонента.
Согласно второму аспекту настоящее изобретение относится к способу контроля электропроводности шин для колес транспортных средств.
Предпочтительно предусмотрено опирание по меньшей мере первого электрода на поверхность компонента шины.
Предпочтительно предусмотрено опирание по меньшей мере второго электрода на другую часть данного компонента или шины.
Предпочтительно предусмотрены генерирование напряжения между первым электродом и вторым электродом и получение значения электрического сопротивления между указанными первым электродом и вторым электродом.
Опирание первого электрода предпочтительно включает: опирание части первого электрода, предназначенной для контактного взаимодействия, на поверхность данного компонента, при этом указанная часть для контактного взаимодействия является более податливой, чем данный компонент, для деформирования, когда первый электрод опирается на указанную поверхность данного компонента.
Деформированная часть для контактного взаимодействия предпочтительно образует по меньшей мере один электропроводящий контактный участок, копирующий по меньшей мере частично по меньшей мере одну вогнутость указанной поверхности данного компонента.
Согласно его третьему аспекту настоящее изобретение относится к установке для сборки шин для колес транспортных средств.
Установка предпочтительно содержит устройство согласно первому аспекту.
Согласно его четвертому аспекту настоящее изобретение относится к технологическому процессу сборки шин для колес транспортных средств.
Способ предпочтительно включает способ согласно второму аспекту.
Заявитель полагает, что настоящее изобретение обеспечивает возможность точного измерения электрического сопротивления/электропроводности собранной, невулканизированной или вулканизированной шины и/или одного или более из ее компонентов и/или одного или более полуфабрикатов независимо от используемого процесса сборки.
В частности, Заявитель полагает, что настоящее изобретение обеспечивает возможность получения точного контакта первого электрода также в углублениях, образованных на поверхности компонента, электрическое сопротивление которого должно быть получено, для обеспечения точных результатов измерений, которые не искажаются вследствие неровностей указанной поверхности.
Заявитель полагает, что настоящее изобретение обеспечивает возможность получения указанного точного контакта даже без приложения высоких давлений, таких, которые способны вызывать повреждение шины и/или одного или более из ее компонентов.
Настоящее изобретение по меньшей мере в одном из его вышеуказанных аспектов может иметь один или более из нижеприведенных предпочтительных признаков.
Деформированная часть для контактного взаимодействия предпочтительно образует по меньшей мере один электропроводящий контактный участок.
Замыкание электрической цепи с указанным компонентом указанной шины предпочтительно включает опирание второго электрода на другую часть данного компонента или шины.
Контактный участок предпочтительно представляет собой выступ, выполненный с возможностью копирования указанной по меньшей мере одной вогнутости указанной поверхности.
Когда указанный по меньшей мере один контактный участок копирует по меньшей мере частично указанную по меньшей мере одну вогнутость, указанный по меньшей мере один контактный участок предпочтительно расположен в указанной по меньшей мере одной соответствующей вогнутости поверхности.
Первый электрод предпочтительно копирует форму вогнутости при его поджиме к указанной поверхности и посредством деформирования части для контактного взаимодействия.
Часть для контактного взаимодействия предпочтительно является упругоподатливой.
Часть для контактного взаимодействия предпочтительно принимает снова ее собственную недеформированную форму при перемещении первого электрода от данного компонента.
Часть для контактного взаимодействия предпочтительно имеет недеформированную конфигурацию, когда первый электрод удален от указанной поверхности.
Часть для контактного взаимодействия предпочтительно имеет множество деформированных конфигураций, соответствующих форме вогнутостей указанной поверхности.
Часть для контактного взаимодействия предпочтительно содержит упругоподатливый и электропроводящий материал.
Упругоподатливый и электропроводящий материал предпочтительно имеет удельное электрическое сопротивление, которое равно или меньше удельного электрического сопротивления стали.
-1
-6
Упругоподатливый и электропроводящий материал предпочтительно имеет удельное электрическое сопротивление, которое равно или меньше 10 Ом×м при 20°С, более предпочтительно равно или меньше 10 Ом×м при 20°С.
Упругоподатливый и электропроводящий материал предпочтительно выбран из группы, включающей электропроводящий силикон, электропроводящий вспененный полимерный материал, стальную вату.
Жесткий элемент предпочтительно является более жестким, чем указанный по меньшей мере один компонент.
Жесткий элемент предпочтительно изготовлен из металла, более предпочтительно из стали.
Упругоподатливый и электропроводящий материал предпочтительно покрывает жесткий элемент снаружи.
Жесткий элемент предпочтительно представляет собой стержень, более предпочтительно имеющий круглое сечение.
Стержень предпочтительно выполнен с возможностью оставаться неподвижным относительно указанной поверхности.
Жесткий элемент предпочтительно представляет собой ролик или колесико.
Периферийная окружная часть ролика или колесика предпочтительно выполнена с возможностью опирания на указанную поверхность, предпочтительно с возможностью качения по указанной поверхности.
Часть для контактного взаимодействия предпочтительно расположена в виде кольца вокруг стержня или ролика, или колесика.
Часть для контактного взаимодействия предпочтительно расположена на периферийной окружной части ролика или колесика.
Упругоподатливый и электропроводящий материал предпочтительно размещен в виде кольца вокруг стержня или ролика, или колесика.
Упругоподатливый и электропроводящий материал предпочтительно размещен на периферийной окружной части ролика или колесика.
Часть для контактного взаимодействия предпочтительно содержит спиральную пружину, содержащую множество витков и имеющую центральную ось, образованную с возможностью ее расположения поперек к направлению продольной протяженности данного компонента.
Центральная ось спиральной пружины предпочтительно по существу параллельна продольной оси стержня.
Спиральная пружина предпочтительно изготовлена из металла, более предпочтительно из стали.
Часть для контактного взаимодействия предпочтительно содержит множество пружин, выступающих от жесткого элемента.
Пружины из указанного множества предпочтительно проходят по существу перпендикулярно к продольной оси стержня.
Пружины из указанного множества предпочтительно изготовлены из металла, более предпочтительно из стали.
Часть для контактного взаимодействия предпочтительно содержит множество дисков, более предпочтительно изготовленных из металла и закрепленных на завершающих концах пружин из указанного множества пружин.
Часть для контактного взаимодействия предпочтительно содержит множество шариков или роликов, более предпочтительно металлических, отталкиваемых указанными пружинами от жесткого элемента.
Шарики или ролики предпочтительно отталкиваются вдоль направлений, перпендикулярных к продольной оси стержня.
Пружины из указанного множества пружин и более предпочтительно диски и/или шарики и/или ролики предпочтительно представляют собой часть одной электрической цепи первого электрода, соединенного с указанным измерительным прибором.
Жесткий элемент предпочтительно имеет по меньшей мере одно гнездо.
Часть для контактного взаимодействия предпочтительно размещена в указанном гнезде по меньшей мере частично.
Упругоподатливый и электропроводящий материал предпочтительно размещен в указанном гнезде по меньшей мере частично.
Спиральная пружина предпочтительно размещена в указанном гнезде по меньшей мере частично.
Пружины из указанного множества пружин предпочтительно размещены в указанном гнезде по меньшей мере частично.
Шарики и/или ролики и/или диски предпочтительно размещены в указанном гнезде по меньшей мере частично.
Часть для контактного взаимодействия по меньшей мере тогда, когда она находится в недеформированной конфигурации, предпочтительно выступает из указанного гнезда.
Диски и/или шарики и/или ролики по меньшей мере тогда, когда пружины из указанного множества находятся в недеформированной конфигурации, предпочтительно выступают из указанного гнезда.
Гнездо предпочтительно образовано посредством паза, выфрезерованного в жестком элементе.
Указанное по меньшей мере одно гнездо предпочтительно образовано в боковой стенке стержня.
Часть для контактного взаимодействия по меньшей мере тогда, когда она находится в недеформированной конфигурации, предпочтительно выступает в радиальном направлении из гнезда, образованного в стержне.
Предпочтительно предусмотрена опорная рама для шины.
Опорная рама, более предпочтительно электрически изолированная, предпочтительно выполнена с возможностью обеспечения опоры для шины, лежащей на ее боковине.
Указанный по меньшей мере один первый электрод предпочтительно расположен в месте, радиально наружном по отношению к шине, и выполнен с возможностью опирания на протекторный браслет шины.
Указанный по меньшей мере один второй электрод предпочтительно расположен в месте, радиально внутреннем по отношению к шине, и более предпочтительно выполнен с возможностью опирания на по меньшей мере один борт шины.
Указанная поверхность предпочтительно представляет собой контактную поверхность протекторного браслета, предназначенную для опирания на грунт, когда шина установлена на транспортном средстве.
Предпочтительно предусмотрено размещение шины на опорной раме.
Боковина шины предпочтительно опирается на данную раму.
Первый электрод предпочтительно опирается на протекторный браслет шины.
Второй электрод предпочтительно опирается на по меньшей мере один борт шины.
Указанный компонент предпочтительно представляет собой протекторный браслет, и указанная поверхность представляет собой контактную поверхность протекторного браслета, предназначенную для опирания на грунт, когда шина установлена на транспортном средстве.
Напряжение предпочтительно генерируют и значение электрического сопротивления получают в то время, когда указанные первый электрод и второй электрод опираются на шину, будучи зафиксированными, то есть не перемещаются относительно шины.
Стержень, образующий жесткий элемент, предпочтительно является по существу параллельным оси вращения шины.
Предпочтительно предусмотрен сборочный барабан, имеющий радиально наружную поверхность, выполненную с возможностью приема компонентов шины, находящейся в процессе изготовления.
Предпочтительно предусмотрен двигатель, соединенный или выполненный с возможностью соединения со сборочным барабаном и выполненный с возможностью обеспечения вращения сборочного барабана вокруг центральной оси указанного сборочного барабана.
Предпочтительно предусмотрено по меньшей мере одно устройство для наложения, расположенное рядом с радиально наружной поверхностью сборочного барабана и выполненное с возможностью наложения по меньшей мере одного из компонентов шины, находящейся в процессе изготовления, вокруг радиально наружной поверхности, когда двигатель обеспечивает вращение сборочного барабана.
Первый электрод предпочтительно расположен в месте, радиально наружном по отношению к радиально наружной поверхности сборочного барабана, и обращен к указанной радиально наружной поверхности.
Второй электрод предпочтительно электрически соединен или выполнен с возможностью электрического соединения со сборочным барабаном.
Указанная поверхность предпочтительно представляет собой радиально наружную поверхность по меньшей мере одного из компонентов шины, находящейся в процессе изготовления, который намотан вокруг сборочного барабана.
Предпочтительно предусмотрена намотка по меньшей мере одного компонента шины, находящейся в процессе изготовления, на сборочный барабан.
Первый электрод предпочтительно опирается на указанный по меньшей мере один компонент.
Второй электрод предпочтительно электрически соединен со сборочным барабаном.
Указанная поверхность предпочтительно представляет собой радиально наружную поверхность указанного по меньшей мере одного компонента.
Указанный по меньшей мере один компонент предпочтительно содержит протекторный браслет.
Указанный по меньшей мере один компонент предпочтительно содержит брекерную конструкцию и протекторный браслет, расположенный в месте, радиально наружном по отношению к брекерной конструкции.
Напряжение предпочтительно генерируют и значение электрического сопротивления получают в то время, когда ролик или колесико, образующий (-ее) первый электрод, катится по радиально наружной поверхности указанного по меньшей мере одного компонента.
Предпочтительно предусмотрен конвейер, проходящий вдоль направления транспортирования и выполненный с возможностью обеспечения опоры и транспортирования компонента, выполненного с формой эластомерной ленты, вдоль направления транспортирования.
Первый электрод предпочтительно расположен над конвейером.
Второй электрод предпочтительно электрически соединен или выполнен с возможностью электрического соединения с конвейером.
Указанная поверхность предпочтительно представляет собой верхнюю поверхность эластомерной ленты.
Эластомерную ленту предпочтительно транспортируют на конвейере и вдоль направления транспортирования.
Первый электрод предпочтительно опирается на эластомерную ленту.
Второй электрод предпочтительно электрически соединен с конвейером.
Указанный компонент предпочтительно представляет собой эластомерную ленту, и указанная поверхность представляет собой верхнюю поверхность эластомерной ленты.
Напряжение предпочтительно генерируют и значение электрического сопротивления получают в то время, когда ролик или колесико, образующий (-ее) первый электрод, катится по верхней поверхности эластомерной ленты.
Ролик или колесико предпочтительно имеет ширину в аксиальном направлении, по существу равную ширине компонента или шины.
Ролик или колесико предпочтительно имеет ширину в аксиальном направлении, которая меньше ширины компонента или шины.
Протекторный браслет предпочтительно содержит проводящую вставку, выполненную с возможностью образования поверхности на радиально наружной поверхности указанного протекторного браслета.
Проводящая вставка предпочтительно имеет электропроводность, которая больше электропроводности протекторного браслета, или электрическое сопротивление, которое меньше электрического сопротивления протекторного браслета.
Проводящая вставка предпочтительно проходит через всю толщину протекторного браслета.
Проводящая вставка предпочтительно находится в электрическом контакте с брекерной конструкцией.
Проводящая вставка предпочтительно проходит на всей протяженности протекторного браслета в направлении вдоль окружности.
Проводящая вставка предпочтительно представляет собой непрерывный удлиненный элемент, заделанный в протекторный браслет.
Проводящая вставка предпочтительно расположена в зоне центральной линии протекторного браслета.
Ролик или колесико предпочтительно имеет ширину в аксиальном направлении, по существу равную ширине проводящей вставки в аксиальном направлении.
Во время генерирования напряжения и получения значения электрического сопротивления электрод предпочтительно обеспечивает приложение давления к поверхности данного компонента, которое больше или равно 0,5 бар.
Во время генерирования напряжения и получения значения электрического сопротивления электрод предпочтительно обеспечивает приложение давления к поверхности указанного компонента, которое меньше или равно 6 бар.
Это давление достаточно для обеспечения равномерного контакта между первым электродом и поверхностью данного компонента даже внутри вогнутостей без повреждения шины.
Указанная по меньшей мере одна вогнутость предпочтительно содержит углубления радиально наружной поверхности протекторного браслета шины, вызываемые, например, натяжением, воздействию которого армирующие элементы брекерной конструкции, такие как металлические и/или текстильные и/или гибридные корды, подвергаются во время сборки.
Указанная по меньшей мере одна вогнутость предпочтительно содержит канавки, образующие рисунок протектора в протекторном браслете вулканизированной шины.
Дополнительные признаки и преимущества станут более очевидными из подробного описания предпочтительных, но не единственных вариантов осуществления способа и устройства для контроля электропроводности шин для колес транспортных средств согласно настоящему изобретению.
Краткое описание чертежей
Такое описание приведено в дальнейшем со ссылкой на сопровождающие чертежи, представленные только для иллюстрации и, следовательно, не для ограничения, на которых:
- фиг.1 иллюстрирует устройство для контроля электропроводности шин для колес транспортных средств согласно настоящему изобретению;
- фиг.2 представляет собой увеличенное изображение устройства по фиг.1;
- фиг.3 иллюстрирует вариант устройства для контроля электропроводности шин для колес транспортных средств согласно настоящему изобретению;
- фиг.4 представляет собой увеличенный вид спереди устройства по фиг.3;
- фиг.5 иллюстрирует дополнительный вариант устройства для контроля электропроводности шин для колес транспортных средств согласно настоящему изобретению;
- фиг.6 представляет собой увеличенный вид спереди устройства по фиг.5;
- фиг.7 иллюстрирует вариант осуществления элемента устройства по фиг.1 и 2;
- фиг.8 представляет вид сверху элемента по фиг.7, выполненный в разрезе;
- фиг.9 представляет собой вид с частичным разрезом другого варианта осуществления элемента по фиг.7;
- фиг.10 представляет собой вид с частичным разрезом дополнительного другого варианта осуществления элемента по фиг.7;
- фиг.11 иллюстрирует дополнительный другой вариант осуществления элемента по фиг.7;
- фиг.12 представляет собой частичное сечение элемента по фиг.11;
- фиг.13 представляет собой половину радиального сечения шины для колес транспортных средств.
Подробное описание изобретения
Фиг.1 схематически иллюстрирует устройство для контроля электропроводности шин 2 для колес транспортных средств согласно настоящему изобретению.
Шина 2 показана на фиг.13 и по существу содержит каркасную конструкцию 3, имеющую один/два слой/слоя 4а/4а, 4b каркаса. Воздухонепроницаемый слой из эластомерного материала или так называемый герметизирующий слой 5 наложен внутри на слой/слои 4а/4а, 4b каркаса. Две кольцевые фиксирующие конструкции 6, каждая из которых содержит так называемый сердечник 6а борта, несущий эластомерный наполнитель 6b в радиально наружном месте, введены в контактное взаимодействие с соответствующими концевыми клапанами слоя или слоев 4а/4а, 4b каркаса. Кольцевые фиксирующие конструкции 6 встроены вблизи зон 7, обычно указываемых посредством названия «борта», в которых происходит контактное взаимодействие между шиной 2 и соответствующим монтажным ободом. Брекерная конструкция 8, содержащая, например, брекерные слои 8а, 8b, наложена по окружности вокруг слоя/слоев 4а/4а, 4b каркаса, и протекторный браслет 9 перекрывает брекерную конструкцию 8 и проходит в направлении вдоль окружности. Брекерная конструкция 8 может быть соединена с так называемыми непоказанными «подбрекерными вставками», каждая из которых расположена между слоем/слоями 4а/4а, 4b каркаса и одним из противоположных в аксиальном направлении, концевых краев брекерной конструкции 8. Две боковины 10, каждая из которых проходит от соответствующего борта 7 до соответствующего бокового края протекторного браслета 9, наложены в местах, противоположных в боковом направлении, на слой/слои 4а/4а, 4b каркаса. Часть каждой боковины 10, близкая к боковому краю протекторного браслета 9, известна как плечевая зона шины. Шина 2 имеет осевую плоскость «М» симметрии (фиг.13), расположенную на одинаковых расстояниях от соответствующих бортов 7 и перпендикулярную к оси “X-X” вращения шины при эксплуатации шины 2.
В проиллюстрированном варианте осуществления шина 2 дополнительно содержит проводящую вставку 11 и проводящий слой 12. Проводящий слой 12 расположен в месте, радиально внутреннем по отношению к протекторному браслету 9, и в месте, радиально наружном по отношению к брекерным слоям 8а, 8b. Проводящая вставка 11 образует поверхность на радиально наружной поверхности протекторного браслета 9, проходит через всю толщину указанного протекторного браслета 9 и находится в контакте с проводящим слоем 12. Проводящая вставка 11 представляет собой непрерывный удлиненный элемент, заделанный в протекторный браслет 9, и проходит на всей протяженности протекторного браслета 9 в направлении вдоль окружности. Проводящая вставка 11 в примере, показанном в данном документе, расположена в зоне центральной линии протекторного браслета 9.
Проводящий слой 12 проходит до противоположных в аксиальном направлении, концевых частей 13 протекторного браслета 9, образующих часть боковин 10 и предпочтительно образованных из того же материала, что и указанные проводящая вставка 11 и проводящий слой 12. Проводящая вставка 11 может быть образована выступом проводящего слоя 12.
4
3
Протектор 9 образован, например, из непроводящего эластомерного материала, который после вулканизации имеет удельное электрическое сопротивление, которое больше или равно 10 Ом×м при температуре внутри помещения. Проводящая вставка 11 и проводящий слой 12 образованы, например, из проводящего эластомерного материала, который после вулканизации имеет удельное электрическое сопротивление, которое меньше или равно 3×10 Ом×м при температуре внутри помещения. Проводящая вставка 11 имеет электропроводность, превышающую электропроводность протекторного браслета 9, или имеет электрическое сопротивление, которое ниже электрического сопротивления протекторного браслета 9.
Когда шина 2 смонтирована на ободе для образования колеса и колесо установлено на транспортном средстве, проводящая вставка 11 находится в контакте с грунтом и обеспечивает возможность разряда статического электричества транспортного средства в грунт через обод, борт (-а) 7 и другие проводящие элементы шины 2, которые обеспечивают электрическое соединение борта (-ов) 7 с проводящей вставкой 11.
Например, проводящая вставка 11, проводящий слой 12 и концевые части 13 образуют проводящий контур, который электрически соединен со слоями 4а, 4b каркаса и, следовательно, с бортами 7. В альтернативном варианте, если брекерная конструкция 8 является проводящей, проводящий слой 12 может отсутствовать, и проводящая вставка 11 соединена непосредственно с указанной брекерной конструкцией 8.
Устройство 1 для контроля электропроводности, проиллюстрированное на фиг.1 и 2, выполнено с возможностью осуществления указанного контроля на собранной шине 2 в невулканизированном или вулканизированном состоянии.
Устройство 1 для контроля электропроводности, проиллюстрированное на фиг.3 и 4, выполнено с возможностью осуществления указанного контроля на шине 100, находящейся в процессе изготовления или содержащей по меньшей мере один компонент шины, намотанный на сборочный барабан 14.
Устройство 1 для контроля электропроводности, показанное на фиг.5 и 6, выполнено с возможностью осуществления указанного контроля на эластомерной ленте 200, уложенной ровно и транспортируемой на конвейере 15 вдоль направления “F” транспортирования.
Устройство 1 по фиг.1 и 2 содержит опорную раму 16, предпочтительно изготовленную из изоляционного материала и выполненную с возможностью приема шины 2 и обеспечения опоры для шины 2, лежащей на ее боковине. Устройство 1 содержит первый электрод 17, расположенный в месте, радиально наружном по отношению к шине 2, опирающейся на опорную раму 16. Первый электрод 17 выполнен с возможностью опирания на протекторный браслет 9 шины 2, предназначенный для опирания на грунт, когда шина 2 установлена на транспортном средстве. Устройство 1 содержит второй электрод 18, расположенный в месте, радиально внутреннем по отношению к шине 2, и выполненный с возможностью опирания на борт 7 шины 2. Первый электрод 17 и второй электрод 18 электрически соединены с измерительным прибором 19, например, с прибором для измерения сопротивления изоляции. Измерительный прибор 19 выполнен с возможностью генерирования напряжения между первым электродом 17 и вторым электродом 18, измерения электрического тока между указанным первым электродом 17 и указанным вторым электродом 18 и получения в конце значения электрического сопротивления между указанным первым электродом 17 и указанным вторым электродом 18.
В варианте осуществления по фиг.1 и 2 второй электрод 18 представляет собой металлический штырь, который опирается на борт 7 шины 2, ближайший к опорной раме 16. Второй электрод 18 выполнен с возможностью замыкания электрической цепи с шиной 2.
Первый электрод 17 содержит жесткий элемент 20, образованный стальным стержнем с круглым сечением, который проходит параллельно оси “X-X” вращения шины 2, когда шина 2 опирается на опорную раму 16. Как лучше проиллюстрировано на фиг.7 и 8, стержень имеет гнездо 21, образованное профрезерованным пазом, выполненным в его боковой стенке и имеющим форму, удлиненную вдоль направления продольной протяженности самого стержня (фиг.8).
Упругоподатливая часть 22 для контактного взаимодействия, образованная посредством упругоподатливого и электропроводящего материала, частично размещена в гнезде 21 и частично выступает в радиальном направлении из гнезда 21. Часть 22 для контактного взаимодействия представляет собой своего рода прокладку, имеющую по существу форму параллелепипеда и частично размещенную в гнезде 21.
В непоказанных вариантах осуществления стержень покрыт упругоподатливым и электропроводящим материалом, который образует кольцо или полый цилиндр вокруг самого стержня.
-1
-6
Упругоподатливый и электропроводящий материал имеет удельное электрическое сопротивление, которое равно или меньше удельного электрического сопротивления стали. Упругоподатливый и электропроводящий материал предпочтительно имеет при 20°С удельное электрическое сопротивление, которое равно или меньше 10 Ом×м, более предпочтительно равно или меньше 10 Ом×м. Упругоподатливый и электропроводящий материал представляет собой, например, электропроводящий силикон, электропроводящий вспененный полимерный материал или стальную вату.
Радиально наружная поверхность протекторного браслета 9 шины 2 (в частности, если шина не установлена на ободе или установлена без накачивания) имеет вогнутости/углубления и выпуклости, например, вследствие натяжения, которому армирующие элементы брекера подвергаются во время сборки (фиг.2). Кроме того, если шина 2 вулканизирована, такая радиально наружная поверхность имеет канавки и блоки, образующие рисунок протектора (фиг.2 и 13).
При использовании и в соответствии со способом контроля электропроводности шин для колес транспортных средств по настоящему изобретению первый электрод 17 вводят в контакт с протекторным браслетом 9 при опирании упругоподатливой части 22 для контактного взаимодействия на протекторный браслет 9 и ее поджиме к протекторному браслету 9 с давлением, предпочтительно составляющим от 0,5 бар до 6 бар.
Поскольку часть 22 для контактного взаимодействия является более гибкой, чем протекторный браслет 9, указанная часть 22 для контактного взаимодействия упруго деформируется и образует электропроводящие контактные участки 23, которые копируют неровности радиально наружной поверхности указанного протекторного браслета 9 (то есть вогнутости/углубления и выпуклости, обусловленные натяжением, которому армирующие элементы брекерной конструкции и/или рисунок протектора подвергаются во время сборки). В частности, контактные участки 23 представляют собой выступы, которые копируют форму вогнутостей, образованных на радиально наружной поверхности протекторного браслета 9, расположены в указанных вогнутостях и касаются дна указанных вогнутостей. Следовательно, часть 22 для контактного взаимодействия имеет множество деформированных конфигураций, которые зависят от формы указанной радиально наружной поверхности указанного протекторного браслета 9. Часть 22 для контактного взаимодействия снова принимает ее собственную недеформированную форму, когда первый электрод 17 снова перемещается от радиально наружной поверхности протекторного браслета 9.
Предусмотрено генерирование напряжения и получение значения электрического сопротивления посредством измерительного прибора 19 в то время, когда первый электрод 17 и второй электрод 18 зафиксированы относительно шины 2, то есть они не перемещаются относительно шины 2.
Например, приложенное напряжение может быть фиксированным или переменным и может составлять от 0 В до 5000 В при электрической мощности от 0 Вт до 5 Вт. Измерительный прибор 19 или электронный блок управления, соединенный с измерительным прибором 19, обеспечивает возможность получения кривой электрического сопротивления/электропроводности во время измерения и/или значения электрического сопротивления/электропроводности. За время измерения из вышеуказанного измерения получают кривую электрического сопротивления. Эту полученную кривую электрического сопротивления сравнивают, например, с эталонной/нормативной кривой электрического сопротивления. Если полученная кривая имеет значения ниже эталонной кривой в течение всего выбранного времени измерения, то в соответствии с возможным критерием оценки электропроводность является приемлемой. Вместо полного сравнения вышеуказанных кривых можно получить и сравнить одно полученное значение сопротивления с одним контрольным значением сопротивления. Например, полученное и контрольное значения представляют собой максимальные значения соответствующих кривых. В альтернативном варианте полученное и контрольное значения представляют собой по существу постоянные асимптотические значения, которые кривые принимают после исходного переходного процесса. Например, контрольное значение максимального электрического сопротивления, ниже которого электропроводность является приемлемой для вулканизированной шины, может составлять 100 МОм, или для других специфических потребностей она может составлять 10 ГОм. Если кривая и/или полученное значение электрического сопротивления является (-ются) неприемлемой (-ым, -ыми), измерительный прибор 19 выдает уведомление и/или сигнал неисправности.
В варианте осуществления по фиг.9 часть 22 для контактного взаимодействия содержит вместо прокладки в виде параллелепипеда, образованной из упругоподатливого и электропроводящего материала, спиральную стальную пружину 24, содержащую множество витков и имеющую центральную ось, по существу параллельную продольной оси “Y-Y” стержня. Противоположные концы спиральной пружины 24 прикреплены к противоположным стенкам гнезда 21, и указанная спиральная пружина 24 частично вставлена в гнездо 21. Витки спиральной пружины 24 выступают за гнездо 21 по меньшей мере тогда, когда спиральная пружина 24 не нагружена/не деформирована, с возможностью перемещения и деформирования вдоль радиального направления относительно продольной оси “Y-Y” стержня, когда спиральная пружина 24 опирается на протекторный браслет 9. Также и в данном варианте осуществления часть 22 для контактного взаимодействия, образованная спиральной пружиной 24, является более податливой, чем протекторный браслет 9, и упруго деформируется, образуя электропроводящие контактные участки 23, которые копируют неровности радиально наружной поверхности протекторного браслета 9.
В варианте осуществления по фиг.10 часть 22 для контактного взаимодействия содержит множество стальных пружин 25, которые выступают от жесткого элемента 20. В частности, каждая из пружин 25 прикреплена к донной стенке гнезда 21 и проходит консольно от указанной донной стенки вдоль радиального направления относительно продольной оси “Y-Y” стержня. Завершающие концы пружин 25 выступают за пределы гнезда 21 и несут металлические диски 26. Когда диски 26 первого электрода 17 опираются на протекторный браслет 9, пружины 25 упруго деформируются за счет копирования неровностей радиально наружной поверхности протекторного браслета 9.
В варианте осуществления по фиг.11 и 12 часть 22 для контактного взаимодействия содержит множество стальных шариков 27, которые частично выступают из отверстий, образованных в боковой стенке 28 стержня. Боковая стенка 28 закрывает гнездо 21, и между каждым шариком 27 и донной стенкой гнезда 21 расположена пружина 25, которая отталкивает соответствующий шарик 27 в радиальном направлении наружу. Шарики 27 удерживаются посредством краев соответствующих отверстий, и, когда шарики 27 опираются на протекторный браслет 9, пружины 25 упруго деформируются, и шарики 27 частично или полностью отводятся, копируя неровности радиально наружной поверхности протекторного браслета 9. В непоказанном варианте вместо шариков 27 могут быть предусмотрены ролики.
Витки спиральной пружины по фиг.9 (и, следовательно, пружины 25 и диски 26 по фиг.10, а также пружины 25 и шарики 27 по фиг.11 и 12) находятся в электрическом контакте друг с другом и в электрическом контакте с соответствующим стержнем для формирования одной электрической цепи первого электрода 17, соединенного с измерительным прибором 19. Таким образом, какой/какая бы виток или пружина 25, или диск 26, или шарик 27 ни входил (-а) в контакт с проводящей частью протекторного браслета 9, подобной проводящей вставке 11, электрическая схема/цепь со вторым электродом 18 замыкается.
Первый электрод 17 устройства 1 для контроля электропроводности, проиллюстрированного на фиг.3 и 4 (выполненного с возможностью осуществления указанного контроля на шине 100, находящейся в процессе изготовления и образуемой посредством намотки на сборочный барабан 14), содержит ролик 29, опирающийся с возможностью вращения на соответствующую раму 30, проиллюстрированную только частично, и свободно вращающийся вокруг соответствующей оси “K-K” вращения.
Сборочный барабан 14 представляет собой часть установки для сборки шин для колес транспортных средств также в соответствии с настоящим изобретением. Сборочный барабан 14 имеет радиально наружную поверхность 31, выполненную с возможностью приема компонентов шины 100, находящейся в процессе изготовления. Радиально наружная поверхность 31 образована из электропроводящего материала, например, стали.
Двигатель, непоказанный и соединенный или выполненный с возможностью соединения со сборочным барабаном 14, выполнен с возможностью обеспечения вращения сборочного барабана 14 вокруг его центральной оси “J-J”. Установка для сборки шин содержит по меньшей мере одно непоказанное устройство для наложения, расположенное вблизи радиально наружной поверхности сборочного барабана 14 и выполненное с возможностью намотки по меньшей мере одного из компонентов шины 100, находящейся в процессе изготовления, вокруг радиально наружной поверхности 31 в то время, когда двигатель обеспечивает вращение сборочного барабана 14, в соответствии с процессом сборки шин для колес транспортных средств также согласно настоящему изобретению.
В варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг.3 и 4, шина 100, находящаяся в процессе изготовления, содержит коронную конструкцию, уже полностью наложенную на сборочный барабан 14. Как показано на фиг.4, коронная конструкция содержит два брекерных слоя 8а, 8b, проводящий слой 12, расположенный в месте, радиально наружном по отношению к двум брекерным слоям 8а, 8b, и протекторный браслет 9 с концевыми частями 13 и проводящей вставкой 11, расположенный в радиальном направлении снаружи по отношению к проводящему слою 12. Концы проводящего слоя 12, противоположные в аксиальном направлении, и концевые части 13 касаются радиально наружной поверхности 31 сборочного барабана 14.
Ролик 29 расположен в месте, радиально наружном по отношению к радиально наружной поверхности 31 сборочного барабана 14, и обращен к указанной радиально наружной поверхности 31.
В данном варианте осуществления жесткий элемент 20 образован центральной частью ролика 29, и упругоподатливая часть 22 для контактного взаимодействия образована вышеупомянутым упругоподатливым и электропроводящим материалом, намотанным вокруг жесткого элемента 20.
Измерительный прибор 19 соединен с роликом 29, а также соединен со сборочным барабаном 14, например, посредством скользящих контактов. Следовательно, сборочный барабан 14 и, в частности, радиально наружная поверхность 31 сборочного барабана 14 находится в электрическом контакте со вторым электродом 18 или выполняет функцию второго электрода.
Ролик 29 опирается на радиально наружную поверхность протекторного браслета 9 при оси “K-K” вращения ролика 29, которая параллельна центральной оси “J-J”, и поджимается к протекторному браслету 9 с давлением, предпочтительно составляющим от 0,5 бар до 6 бар, например, от 2 бар до 3 бар. Ролик 29 катится по указанной поверхности при приведении его во вращение посредством сборочного барабана 14, который приводится во вращение посредством непоказанного двигателя.
Упругоподатливый и электропроводящий материал, образующий периферийную окружную часть ролика 29, является более гибким, чем протекторный браслет 9, упруго деформируется и образует электропроводящие контактные участки 23, которые повторяют форму вогнутостей радиально наружной поверхности указанного протекторного браслета 9. Следовательно, упругоподатливый и электропроводящий материал касается проводящей вставки 11, даже если она расположена в вогнутости вышеупомянутой радиально наружной поверхности (фиг.4).
Предусмотрены генерирование напряжения и получение значения электрического сопротивления посредством измерительного прибора 19 в то время, когда ролик 29 катится по радиально наружной поверхности.
В альтернативном варианте получение значения электрического сопротивления шины 100, находящейся в процессе изготовления, может быть обеспечено в статическом режиме посредством выполнения измерений на нескольких участках (предпочтительно, по меньшей мере 3) радиально наружной поверхности указанной шины 100, находящейся в процессе изготовления, при этом каждый раз осуществляется вращение сборочного барабана 14 посредством вышеупомянутого двигателя.
Первый электрод 17 устройства 1 для контроля электропроводности, проиллюстрированного на фиг.5 и 6 (выполненного с возможностью осуществления указанного контроля на эластомерной ленте 200, уложенной ровно и транспортируемой на конвейере 15), также содержит ролик 29, который аналогичен ролику, только что описанному выше (и для которого используются те же ссылочные позиции).
Эластомерная лента 200, проиллюстрированная на фиг.5 и 6 и транспортируемая посредством конвейера 15, представляет собой протекторный браслет 9, содержащий проводящий слой 12, концевые части 13 и проводящую вставку 11. Конвейер 15 содержит, например, конвейерную ленту 32, намотанную на приводные ролики 33, и эластомерная лента 200, в частности, проводящий слой 12 опирается на верхнюю ветвь конвейерной ленты 32. В альтернативном варианте конвейер 15 содержит ряд приводных роликов, расположенных последовательно и близко друг к другу без какой-либо конвейерной ленты, и эластомерная лента 200 опирается непосредственно на данные приводные ролики.
Ролик 29 расположен над конвейером 15 и обращен к верхней поверхности протекторного браслета 9, так что он может опираться на вышеупомянутую верхнюю поверхность.
Второй электрод 18 электрически соединен с верхней ветвью конвейерной ленты 32 или, если конвейерная лента 32 отсутствует, с одним из приводных роликов, выровненным в вертикальном направлении относительно ролика 29.
Ролик 29 опирается на верхнюю поверхность протекторного браслета 9 при оси “K-K” вращения ролика 29, перпендикулярной к направлению “F” транспортирования, и поджимается к протекторному браслету 9 с давлением, предпочтительно составляющим от 0,5 бар до 6 бар, например, от 2 бар до 3 бар. Ролик 29 катится по указанной поверхности при приведении его во вращение посредством конвейера 15.
Упругоподатливый и электропроводящий материал, образующий периферийную окружную часть ролика 29, является более гибким, чем протекторный браслет 9, упруго деформируется и образует электропроводящие контактные участки 23, которые повторяют форму вогнутостей верхней поверхности указанного протекторного браслета 9 (фиг.6).
Предусмотрены генерирование напряжения и получение значения электрического сопротивления посредством измерительного прибора 19 в то время, когда ролик 29 катится по верхней поверхности.
Как проиллюстрировано в иллюстративных вариантах осуществления по фиг.3, 4 и 5, 6, ролик 29 имеет ширину в аксиальном направлении, которая по существу равна ширине протекторного браслета 9, но в любом случае меньше ширины, определяемой между концевыми частями 13, для избежания протекания тока, который привел бы к искажению данных измерений электропроводности. В непоказанных вариантах осуществления данная ширина ролика 29 в аксиальном направлении может быть другой, например, может быть меньше ширины протекторного браслета 9. Например, ролик 29 выполнен с размерами, подобными колесику, опирающемуся на протекторный браслет 9 только в зоне проводящей вставки 11, и имеет ширину в аксиальном направлении, по существу равную ширине проводящей вставки 11.