Опора для измерительного устройства и шина, содержащая такую опору

ОПОРА ДЛЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА И ШИНА, СОДЕРЖАЩАЯ ТАКУЮ ОПОРУ Согласно изобретению создана опора (12) для измерительного устройства (26). Опора содержит,по существу, плоскую нижнюю поверхность (16), предназначенную для соединения с шиной и ограниченную контуром (20); верхнюю поверхность (24) для опоры измерительного устройства(26), ограниченную контуром (30); периферийную поверхность (34), образующую юбку для соединения контура (20) нижней поверхности (16) с контуром (30) верхней поверхности (24). По меньшей мере один из параметров опоры (12), представляющих собой: кривизну контура(30) верхней поверхности (24) и кривизну профиля (74) периферийной поверхности (34) в сечении в любой плоскости (70), перпендикулярной нижней поверхности (16) и ортогональной по отношению к касательной (72) к контуру (20) нижней поверхности (16) в точке (1) пересечения плоскости (70) с контуром (20), является переменным и непрерывно изменяется соответственно вдоль контура (30) и профиля (74). Также, согласно изобретению создана шина, содержащая такую опору (12) для измерительного устройства (26).(71)(73) Заявитель и патентовладелец: КОМПАНИ ЖЕНЕРАЛЬ ДЕЗ ЭТАБЛИССМАН МИШЛЕН (FR); МИШЛЕН РЕШЕРШ Э ТЕКНИК С.А. (CH) Предлагаемое изобретение относится к области пневматических шин для автомобильного транспорта. Из уровня техники, в частности, из документа ЕР 1544001 А 9 известен изготовленный из резины орган, который приклеивается к внутренней поверхности пневматической шины и представляет собой опору для электронного устройства, такого, например, как датчик давления или датчик температуры. Этот изготовленный из резины опорный орган иногда называют "заплатой". Функция этого органа состоит, в частности, в обеспечении механического разъединения между электронным устройством, обычно имеющим высокую жесткость, и поверхностью пневматической шины, которая, как правило, является гибкой вследствие того, что она изготавливается из резины. Действительно, невозможно будет жестко закрепить электронное устройство непосредственно на поверхности пневматической шины, поскольку такое соединение будет создавать зоны концентрации усилий, возникающие вследствие больших различий в жесткости между этим устройством и пневматической шиной. Действительно, эти зоны концентрации усилий создают опасность преждевременного повреждения поверхности пневматической шины или упомянутого органа и, таким образом, преждевременного разрушения крепления этого устройства на пневматической шине. Несмотря на использование такого изготовленного из резины органа и вследствие того, что пневматическая шина подвергается воздействию ускорений и деформаций, которые делают непрочным крепление этого опорного органа к пневматической шине, обычно отмечается появление трещин на поверхности упомянутого органа, которые могут распространяться вплоть до того, чтобы поставить под угрозу крепление электронного устройства. Технической задачей данного изобретения, в частности, является создание опоры, механическая прочность которой усовершенствована на протяжении всего срока службы шины. Для решения указанной задачи объектом предлагаемого изобретения является опора для измерительного устройства, содержащая: по существу, плоскую нижнюю поверхность, предназначенную для соединения с шиной и ограниченную контуром; верхнюю поверхность для опоры измерительного устройства, ограниченную контуром; периферийную поверхность, образующую юбку для соединения контура нижней поверхности с контуром верхней поверхности,при этом по меньшей мере один из параметров опоры, представляющих собой: кривизну контура верхней поверхности и кривизну профиля периферийной поверхности в сечении в любой плоскости, перпендикулярной нижней поверхности и ортогональной по отношению к касательной к контуру нижней поверхности в точке пересечения плоскости с контуром,является переменным и непрерывно изменяется соответственно вдоль контура и профиля. Следует напомнить, что кривизна контура в некоторой точке этого контура определяется как величина, обратная радиусу окружности, соприкасающейся с упомянутым контуром в этой точке, то есть окружности, прилегающей к контуру в непосредственной близости к данной точке. Также иногда говорят о радиусе кривизны контура в некоторой его точке, обозначаемой радиусом окружности, соприкасающейся с этой точкой. Как правило, электронные устройства, предназначенные для встраивания в шину, имеют форму параллелепипеда. Это связано, в частности, с тем, что эти электронные устройства часто содержат печатные платы, формируемые на квадратных или прямоугольных пластинах. Орган, образующий опору для упомянутого устройства, формируется таким образом, чтобы его верхняя плоская поверхность представляла по существу ту же самую форму, что и само это устройство, то есть по существу прямоугольную форму. При этом углы этой верхней поверхности в случае необходимости выполняются закругленными. При этом пример реализации подобного рода представлен на фиг. 8 патентного документа ЕР 1544001 А 9, который демонстрирует орган, контур верхней поверхности которого содержит совокупность прямых линий, сопряженных между собой при помощи кривых линий. Зоны контура верхней поверхности опоры, располагающиеся на поверхности соединения между прямолинейными участками и криволинейными участками, образуют зоны концентрации усилий, которые представляют собой одну из причин преждевременного отрыва упомянутого органа от поверхности пневматической шины. Кроме того, чем меньшую величину имеет радиус кривизны, тем в большей степени усилия, передаваемые через пневматическую шину, являются локализованными и оказываются,таким образом, наносящими определенный ущерб. Таким образом, в данном изобретении предлагается в максимально возможной степени уменьшить эти зоны концентрации усилий, устраняя отрыв контура верхней поверхности по радиусам кривизны. Для этого контур верхней поверхности опоры в соответствии с предлагаемым изобретением представляет изменяющуюся кривизну с непрерывным ее изменением вдоль упомянутого контура. Говоря другими словами, радиус кривизны вдоль контура верхней поверхности изменяется от радиуса, имеющего бесконечно большую величину на уровне прямолинейных участков этого контура, если таковые имеются в этом контуре, до радиуса, имеющего некоторую конечную величину, порядка несколько миллиметров на уровне криволинейных участков. Изменение этого радиуса кривизны является непрерывным и не имеет резких изменений. При использовании предлагаемого изобретения механические напряжения равномерно распределяются вокруг контура верхней поверхности и интенсивность этих механических напряжений соответствующим образом оказывается уменьшенной. Действительно, предлагая непрерывное изменение радиуса кривизны контура упомянутой верхней поверхности, появляется возможность максимизировать минимальный радиус кривизны контура на уровне его криволинейных участков. Одной из других характеристик предлагаемого изобретения, идентифицированных изобретателями для того, чтобы оптимизировать поведение упомянутой опоры на поверхности пневматической шины,является формирование опоры таким образом, чтобы ее периферийная поверхность имела, в сечении по любой плоскости, перпендикулярной его верхней поверхности и ортогональной к касательной к контуру этой верхней поверхности в точке пересечения упомянутой плоскости с упомянутым контуром, профиль,связывающий верхнюю поверхность с нижней поверхностью, кривизна которого является изменяющейся и изменяется непрерывным образом. Это означает, что изменение контура опоры в вертикальной плоскости также является непрерывным, что позволяет ограничить угловатые зоны. Обе определенные выше характеристики исходят из одной и той же изобретательской концепции: придать опоре форму, кривизна которой изменяется непрерывным образом, ограничивая тем самым угловатые зоны, которые могут быть источниками концентрации усилий, ограничивающей срок службы опоры, закрепленной на шине. Разумеется, две эти характеристики могут быть использованы на одной опоре либо поодиночке, либо в сочетании друг с другом. Опора в соответствии с предлагаемым изобретением дополнительно может содержать одну или несколько из перечисленных ниже характеристик. Верхняя поверхность является по существу плоской. Верхняя поверхность имеет в целом удлиненную форму. Контур верхней поверхности содержит по меньшей мере два противоположных друг другу прямолинейных и по существу параллельных между собой участка. Контур верхней поверхности содержит по меньшей мере два противоположных друг другу криволинейных участка, связывающих между собой упомянутые прямолинейные участки. Радиус кривизны контура изменяется между минимальным радиусом и максимальным радиусом,каждый из которых имеет конечную величину. Контур верхней поверхности определяется при помощи сплайновой кривой степени 3 или 5. Следует напомнить, что сплайновая кривая представляет собой кусочно-заданную при помощи полиномов функцию. Это определение контура верхней поверхности является особенно интересным, поскольку принимая во внимание то обстоятельство, что сплайновая кривая представляет собой полиномиальную кривую, причем изменение ее радиуса кривизны является непрерывным. Кроме того, поскольку сплайновая кривая представляет собой полиномиальную кривую, определение которой является относительно простым, что позволяет определить эту кривую таким образом, чтобы ее минимальный радиус кривизны был максимизирован. Профиль в сечении периферийной поверхности представляет собой сплайновую кривую, предпочтительно степени 3 или 5. Профиль в сечении периферийной поверхности соединяется с нижней поверхностью под углом от 9 до 15 и предпочтительно от 10 до 12. Угол кромок опоры представляет собой параметр, который необходимо учитывать, чтобы крепление опоры было долговременным. Действительно, если этот угол имеет величину менее 9, появляется волнистость кромок, вызывающая момент прикладывания опасности сгибания периферийной кромки опоры, которую трудно выровнять правильно. Если же этот угол превышает 15, периферийная кромка опоры оказывается слишком жесткой и способной создавать слишком сильные механические напряжения на поверхности пневматической шины и вызывать, таким образом,появление трещин или отслаивания в процессе качения. Профиль в сечении периферийной поверхности соединяется с верхней поверхностью под углом, заданным в зависимости от потребностей, причем величина этого угла может быть от 0 до 25 в том случае, когда желательно, чтобы имела место определенная передача усилий между пневматической шиной и электронным устройством, и этот угол может иметь отрицательную величину, например, от -25 до 0, в том случае когда, напротив того, желательно отсоединить электронное устройство от воздействия усилий, передаваемых пневматической шиной. Верхняя и нижняя поверхности являются параллельными между собой. Опора изготавливается из резины и предпочтительным образом выполняется в виде единой детали. Объектом предлагаемого изобретения также является пневматическая шина, содержащая указанную опору. Предлагаемое изобретение будет лучше понято из приведенного ниже только в качестве примера описания этого изобретения, где даются ссылки на приведенные в приложении чертежи, на которых фиг. 1 представляет собой вид в изометрии опоры из существующего уровня техники; фиг. 2 представляет собой схему контура верхней поверхности опоры, показанной на фиг. 1; фиг. 3 представляет собой вид в изометрии опоры в соответствии с предлагаемым изобретением; фиг. 4 представляет собой схему, демонстрирующую наложенные один на другой контуры верхних поверхностей опоры, показанной на фиг. 1, и опоры, показанной на фиг. 3; фиг. 5 представляет собой схему в поперечном сечении периферийной поверхности опоры, показанной на фиг. 3. На фиг. 1 и 3 представлены две опоры, обозначенных соответственно позициями 10 и 12 и образующих опору для измерительного устройства. Опора 10, проиллюстрированная на фиг. 1, представляет собой опору в соответствии с существующим уровнем техники, тогда как опора 12, проиллюстрированная на фиг. 3, представляет собой опору в соответствии с предлагаемым изобретением. В последующем изложении опоры 10 и 12 позиционируются по отношению к ортонормированной системе координат xyz, в которой направление х проходит вдоль главного направления опоры 10 или 12 и в которой направление z ориентировано вдоль вертикального направления. Каждая опора 10 и 12 содержит соответственно: плоскую нижнюю поверхность 14 и 16 связи с пневматической шиной (не показана) и ограниченную контуром 18 и 20; верхнюю поверхность 22 и 24 опоры измерительного устройства 26 и схематически представленную на фиг. 1 и 3 пунктирной кривой, причем эта верхняя поверхность 22 и 24 ограничивается контуром 28 и 30 и является плоской в представленном примере; периферийную поверхность 32 и 34, представляющую собой юбку связи контура 18 и 20 нижней поверхности 14 и 16 с контуром 28 и 30 верхней поверхности 22 и 24. На обеих опорах 10 и 12 нижние поверхности 14 и 16 являются параллельными соответственно верхним поверхностям 22 и 24, причем эти поверхности являются по существу параллельными плоскости ху. Общая форма поверхностей 22 и 24 является выпуклой и удлиненной вдоль направления х, причем верхняя поверхность 22 опоры 10 из существующего уровня техники является по существу прямоугольной, тогда как верхняя поверхность 24 опоры 12 в соответствии с предлагаемым изобретением является по существу овальной или эллипсоидальной. Форма верхних поверхностей 22 и 24 адаптирована для опоры 26. Эта опора 26 представлена на фиг. 1 и 3 при помощи овальной пунктирной кривой. Такое представление ни в коем случае не является ограничительным. Действительно, опора 26 может иметь любую другую форму и любые размерные параметры. Обычно опора 26 представляет собой электронную микросхему, реализованную на печатной плате квадратной или прямоугольной формы. Электронное измерительное устройство 26 может представлять собой, например, датчик температуры или датчик давления, или же устройство, предназначенное для сбора информации, относящейся к изготовлению пневматической шины или к ее идентификации. Как это представлено на фиг. 2, контур 28 опоры 10 из существующего уровня техники имеет по существу прямоугольную форму и содержит две по существу прямолинейные и параллельные направлению х большие стороны 40 и 42 и две по существу прямолинейные малые стороны 44 и 46, перпендикулярные упомянутым сторонам 40 и 42 и, вследствие этого, по существу параллельные направлению у. Контур 42 содержит, такимобразом, последовательность больших сторон и малых сторон. Переход между большой стороной и малой стороной реализуется посредством кривых линий 48, образованных сегментами окружности, в рассматриваемом здесь случае представляющими собой четверти окружности. Кривизна контура 42 в данной точке символически представлена на фиг. 2 при помощи отрезка 50,длина которого представляет собой функцию кривизны в рассматриваемой точке. Как это можно констатировать, на уровне прямолинейных сторон 40, 42, 44 и 46 никакой отрезок 50 не представлен, поскольку радиус кривизны здесь является бесконечно большим, и кривизна является нулевой. Зато на уровне криволинейных участков соединения между прямолинейными отрезками можно констатировать, что отрезки 50, символизирующие кривизну контура 28, представляют заданную длину l, которая является одинаковой вдоль всего криволинейного участка 48 контура 28. Эта кривизна является постоянной вдоль всего криволинейного участка 48, поскольку этот криволинейный участок представляет собой дугу окружности. Также можно констатировать, что кривизна контура 28 резко изменяется от 0 до l на уровне соединения между криволинейными участками 48 и прямолинейными участками. Таким образом, кривизна контура 28 является изменяющейся, но ее изменение не является непрерывным. На фиг. 4 представлено наложение контура 28 опоры 10, форма которого была описана выше со ссылками на фиг. 2, на контур 30 верхней поверхности 24 опоры 12 в соответствии с предлагаемым изобретением. Контур 30 может быть проанализирован таким же образом, как и контур 28. Контур 30 имеет общую форму, удлиненную вдоль направления х. Этот контур содержит два прямолинейных участка 60 и 62, по существу параллельных направлению х. Эти прямолинейные участки 60 и 62 связаны друг с другом посредством криволинейных участков 64 и 66. Таким же образом, как и на фиг. 2, на фиг. 4 представлена совокупность отрезков 68, располагающихся перпендикулярно по отношению к контуру 30 для того, чтобы количественно оценить кривизну этого контура в любой точке. Здесь можно констатировать, что на уровне прямолинейных участков 60 и 62 кривизна контура является нулевой. Зато на уровне криволинейных участков 64 и 66 кривизна контура 30 изменяется и не является нулевой. Как это можно констатировать, изменение кривизны контура 30 является непрерывным и не содержит резких прерываний. В то же время следует отметить, что максимальная кривизна,достигаемая при помощи криволинейных участков 64 и 66, имеет меньшую величину, чем кривизна контура 28 опоры 10 из существующего уровня техники на уровне его криволинейных участков 48. Говоря другими словами, контур 30 верхней поверхности 24 опоры 12 в соответствии с предлагаемым изобретением имеет изменяющуюся кривизну с непрерывным изменением этой кривизны вдоль контура 30. Следует отметить, что для одной и той же длины и для одной и той же ширины верхних поверхностей 22 и 24 соответствующих опор 10 и 12 минимальный радиус кривизны поверхности 24 опоры в соответствии с предлагаемым изобретением составляет, например, 6,2 мм, тогда как минимальный радиус кривизны поверхности 22 опоры в соответствии с существующим уровнем техники составляет 4,9 мм. Вследствие этого предлагаемое изобретение позволяет максимизировать минимальный радиус кривизны верхней поверхности этой опоры. Форма контура 30 опоры 12 в соответствии с предлагаемым изобретением получается математическим образом посредством сплайновой кривой. Здесь можно напомнить, что сплайновая кривая представляет собой кусочно-заданную полиномиальную кривую. Предпочтительным образом используемая сплайновая кривая представляет собой кривую 3 или 5 степени. В соответствии с другим аспектом предлагаемого изобретения представляет интерес форма в разрезе периферийной поверхности 34 опоры 12 в соответствии с предлагаемым изобретением. Для этого определяют плоскость 70, располагающуюся параллельно плоскости yz, то есть перпендикулярно к нижней поверхности 16 этой опоры и перпендикулярной, в точке 1 пересечения этой плоскости с контуром 20 нижней поверхности 16, с касательной 72 к контуру 20 в этой точке 1. На фиг. 5 представлен вид в разрезе по плоскости 70 периферийной поверхности 34, принадлежащей, с одной стороны, опоре 10, показанной на фиг. 1, представленной сплошной линией, а с другой стороны, принадлежащей опоре 12, показанной на фиг. 3, представленной прерывистой линией. На фиг. 5 можно констатировать, что периферийная поверхность 34 опоры 12 в соответствии с предлагаемым изобретением имеет в этой плоскости профиль 74, связывающий верхнюю поверхность 24 с нижней поверхностью 16, и что этот профиль 74 имеет кривизну, изменение которой является непрерывным. Профиль 74 не имеет резкого разрыва наклона в отличие от профиля периферийной поверхности опоры 10 из существующего уровня техники, который содержит прямой участок, скачкообразно связанный с криволинейным участком. В соответствии с предлагаемым изобретением периферийная поверхность 34 опоры выполнена таким образом, чтобы в любой используемой плоскости 70 сечения, проверяющей упомянутые выше характеристики, профиль 74 периферийной поверхности 34 имел меняющуюся кривизну, изменение которой является непрерывным. Кроме того, профиль 74 поверхности 34 соединяется с нижней поверхностью под углом , имеющим величину от 9 до 15. Тестовые испытания показали, что, разрабатывая опору, показатели кривизны которой являются непрерывными, появляется возможность существенно увеличить срок службы крепления этой опоры на поверхности пневматической шины. И наконец, здесь следует отметить, что примеры реализации, представленные на приведенных в приложении фигурах, имеют всего лишь иллюстративный характер. Действительно, опора в соответствии с предлагаемым изобретением может содержать верхнюю поверхность асимметричной формы, представляющую, например, один конец, который является более широким, чем другой ее конец, кривизна верхней поверхности локально может быть отрицательной или положительной, верхняя и нижняя поверхности могут быть параллельными между собой или не являться таковыми и т.п. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Опора (12) для измерительного устройства (26), отличающаяся тем, что она содержит,по существу, плоскую нижнюю поверхность (16), предназначенную для соединения с шиной и ограниченную контуром (20); верхнюю поверхность (24) для опоры измерительного устройства (26), ограниченную контуром(30); периферийную поверхность (34), образующую юбку для соединения контура (20) нижней поверхности (16) с контуром (30) верхней поверхности (24),при этом по меньшей мере один из параметров опоры (12), представляющих собой кривизну контура (30) верхней поверхности (24) и кривизну профиля (74) периферийной поверхности (34) в сечении в любой плоскости (70), перпендикулярной нижней поверхности (16) и ортогональной по отношению к касательной (72) к контуру (20) нижней поверхности (16) в точке (1) пересечения плоскости (70) с контуром (20),является переменным и непрерывно изменяется соответственно вдоль контура (30) и профиля (74). 2. Опора (12) по п.1, отличающаяся тем, что верхняя поверхность (24) является, по существу, плоской. 3. Опора (12) по п.1 или 2, отличающаяся тем, что верхняя поверхность (24) имеет в целом удлиненную форму. 4. Опора по п.3, отличающаяся тем, что контур (30) верхней поверхности (24) содержит по меньшей мере два противоположных друг другу прямолинейных и, по существу, параллельных между собой участка (60, 62). 5. Опора (12) по п.4, отличающаяся тем, что контур (30) верхней поверхности (24) содержит по меньшей мере два противоположных друг другу криволинейных участка (64, 66), связывающих прямолинейные участки (60, 62). 6. Опора по п.3, отличающаяся тем, что радиус кривизны контура (30) изменяется между минимальным радиусом и максимальным радиусом, каждый из которых имеет конечную величину. 7. Опора (12) по любому из пп.1-6, отличающаяся тем, что контур (30) верхней поверхности (24) определяется при помощи сплайновой кривой, предпочтительно степени три или пять. 8. Опора (12) по любому из пп.1-7, отличающаяся тем, что профиль (74) в сечении периферийной поверхности (34) представляет собой сплайновую кривую, предпочтительно степени три или пять. 9. Опора (12) по п.8, отличающаяся тем, что профиль в сечении периферийной поверхности (34) соединяется с нижней поверхностью (16) под углом от 9 до 15. 10. Опора (12) по п.8 или 9, отличающаяся тем, что профиль (74) в сечении периферийной поверхности (34) соединяется с верхней поверхностью (24) под углом от -25 до 25. 11. Опора (12) по любому из пп.1-10, отличающаяся тем, что верхняя поверхность (24) и нижняя поверхность (16) являются параллельными друг другу. 12. Опора (12) по любому из пп.1-11, отличающаяся тем, что она выполнена из резины. 13. Шина, отличающаяся тем, что она содержит опору (12) по любому из пп.1-12.