[发明专利]具有热电设备的轮胎

说明书

技术领域

本发明涉及用于机动车的轮胎的技术领域。

背景技术

向车轮或轮胎提供功能构件是众所周知的，例如：压力传感器、温度传感器或用于测量车轮或轮胎变形的设备。

概况地说，功能构件是能起到作用的，它需要以电力方式供给动力。向功能构件以电力方式供给动力是众所周知的，例如，通过电池或通过传输电磁波并将所述波转换成电。

另一种已知的向构件供给动力的方法在于使用基于塞贝克效应(Seebeck effect)的热电发电机。塞贝克效应热电发电机是传统设备，它通过分别与发电机的冷电极和热电极相接触的热元件和冷元件之间存在的温度差产生电。通过发电机输送的电随着温度差的增加而增加。然而，由于已知的是塞贝克效应仅仅提供少量的电，产生足够的电力以向功能构件的供给动力需要非常特别的发电机使用和安装条件。

文献US-B2-7209032提出使用塞贝克效应热电发电机来向车轮和轮胎组件携带的电功能构件供给动力。然而，该文献没有详细说明哪个热元件和冷元件需要与热电发电机相连接以获得用于向功能构件供给动力的足够的电。

发明内容

本发明的一个特别目的是确定用于连接塞贝克效应热电发电机的热元件和冷元件，以便向车轮和轮胎组件携带的电功能构件有效地输送动力。

为此，本发明提供一种具有用于以电力方式向构件供给动力的塞贝克效应热电发电机的轮胎，该发电机包括冷电极和热电极，分别与冷元件和热元件连接，该热元件为形成轮胎的一部分的元件。

当它旋转时，轮胎变形，特别是通过与地面接触的区域时。特别地，轮胎侧壁承受反复的弯曲。这种变形导致了轮胎在相当程度上被加热。

因而本发明提出使用形成轮胎的一部分并且被轮胎旋转加热的元件作为热元件，用于连接到塞贝克效应热电发电机的热电极。

将发电机定位在轮胎上还具有其他的优势。

首先，轮胎具有大的内表面区域，该区域能够用于支撑发电机。众所周知为了增加热电发电机产生的电的量，一个解决方法是将多个发电机串联放置，因此需要大尺寸的支撑。

另外，在使用时，轮胎温度相对稳定，不象车轮的温度那样，其中车轮受温度可以变化的刹车盘的影响。因此这使得以充分稳定的方式产生电变得可能。

本发明的轮胎还可包括一个或多个以下特征。

·热元件形成为轮胎橡胶内衬层的一部分。橡胶内衬层，尤其是与轮胎内部空气接触的橡胶内衬层的表面，很容易从轮胎内部到达。从而热电发电机能够简单地安装在所述内表面上并放置为与热元件接触。

·热元件放置在轮胎的胎肩区域。轮胎的胎肩区域将轮胎胎面连接到侧壁，轮胎的胎肩区域是当胎面通过接触区域时承受大量弯曲的区域。该区域温度的上升特别大。因此将热元件放置在这样的区域是有利的。

·热元件放置在轮胎侧壁的底部区域。

·热元件放置在轮胎侧壁的底部区域承受弯曲的区域。轮胎侧壁的底部区域承受较高程度的弯曲，因此产生特别大的温度上升。因此将热元件放置在这样的区域是有利的。

·冷元件形成轮胎的一部分。

·冷元件形成轮胎橡胶内衬层的一部分。当热元件和冷元件放置在轮胎橡胶内衬层上时，热电发电机能够容易地安装在轮胎橡胶内衬层上，例如通过整合在用于粘接结合到轮胎橡胶内衬层上的橡胶片中。

·冷元件包括轮胎内与冷电极相接触的空气。轮胎内的空气通常具有比轮胎温度低很多的温度，特别是比橡胶内衬层弯曲区域的温度低很多。因此，在内部空气和轮胎橡胶内衬层之间具有相当的温度差。该温度差被塞贝克效应热电发电机有利地利用。

·轮胎包括安装到轮胎橡胶内衬层上的元件，该元件以一定的方式布置并成形以便在轮胎旋转的过程中加热，从而构成热元件。通过提供具有产生局部应力的单独功能的安装的元件，人为地升高轮胎橡胶内衬层的温度成为可能。这种局部应力的存在使得在轮胎表面上产生热点。

·安装的元件由橡胶制成，其具有比橡胶内衬层更大的耗散性(dissipation)。

·轮胎进一步包括用于在轮胎旋转的过程中使安装的元件变形的装置。

附图说明

在阅读后续描述后本发明能够得到更好的理解，后续描述完全是通过实例给出的并且以附图为参考，其中：

·图1为说明塞贝克效应的图；

·图2为用于安装到本发明轮胎上的塞贝克效应热电发电机的图；

·图3为通过图2中的热电发电机向功能构件供给动力的回路的示意图；

·图4为本发明第一实施例中轮胎的轴向截面图，显示了热电发电机两个可能的位置；