CN103079842A - 轮胎空腔噪音吸收器 - Google Patents

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Abstract

一种轮胎空腔噪音吸收器，具有吸声材料的主体(1)和支撑物(2)。该吸收器被布置为：当被安装于轮胎空腔内并且轮胎静止时，所述支撑物将所述吸声材料的主体支撑在与所述轮胎的内部圆周壁间隔开的位置。所述支撑物为可弯曲的并且当所述轮胎转动时，允许所述吸声材料的主体朝向所述轮胎扩展并与所述轮胎的内部相接触。

Description

轮胎空腔噪音吸收器
技术领域
本发明涉及一种轮胎空腔噪音吸收器，尤其涉及一种包括轮胎空腔噪音吸收器的车轮和轮胎组件。
背景技术
当充气时，气动车轮和轮胎组件为声学共振的环状结构，就汽车车轮而言，其具有的空腔频率通常约为200Hz。通过驱动汽车穿越粗糙的路面(例如混凝土或含有大石头的沥青)，在充气环形物中激荡驻波而产生共振。由此产生的空腔噪声可通过空气或结构传递路径被传送至车辆的内部。该噪声的振幅可足以引起车上乘客的不适，并且可降低车辆的感知质量。
可以通过改变车辆的强制函数(forcing function)，传递函数(transferfunction)或响应函数来控制轮胎噪声。通常最有效的介入是在强制函数中，即在轮胎空腔本身中。为此，已知的是：将空腔噪音吸收器引入至气动轮胎中，通过划分腔体空间来防止驻波的形成，或通过吸收在声阻尼材料中的驻波的能量中的任一种来使得空腔谐振减弱。
传统轮胎噪音吸收器具有许多不足。有些是安装在轮胎的圆周壁的内部。在该位置，它们妨碍液体轮胎穿孔修补系统(liquid puncture repair system)的使用，目前该修补系统越来越多地被适当地提供于汽车的备胎，以降低成本和车辆质量。其他的可被安装至车轮的外部，在该位置，它们能妨碍将轮胎装配至车辆的工序，还存在吸收器在高转动速度下的耐久性和稳定性问题。
本发明的实施方式的目的在于解决这些问题中的一些或全部。
发明内容
根据本发明的第一个方面，提供了一种轮胎空腔噪音吸收器，该轮胎空腔噪音吸收器包括吸声材料的主体和支撑物，被布置为：当噪音吸收器被安装于轮胎空腔内并且轮胎静止时，支撑物接触轮胎的内壁从而将吸声材料的主体支撑在与轮胎的内部圆周壁间隔开的位置。
将吸声材料的主体支撑在与轮胎的内部圆周壁间隔开的位置便于使用液体轮胎穿孔修补。
支撑物可为单结构，或支撑物可包括多个结构。支撑物可被布置为接触轮胎的内侧壁和/或内圆周壁。支撑物被布置为接触轮胎的内圆周壁，优选布置为仅与轮胎的圆周壁的表面积的小部分接触，例如小于5％，优选小于1％，从而不会妨碍液体轮胎穿孔修补的操作。支撑物可布置为铺放在轮胎的内圆周壁与吸声材料的主体之间。优选地，支撑物不吸收液体。支撑物可由基本实心的塑料材料制成。
支撑物可独立形成，或者与吸声材料的主体一体成型。支撑物可以是有弹性的。在一种布置中，当轮胎转动时，在离心力的作用下，支撑物能够使吸声材料的主体朝向轮胎的内部圆周壁移动，但是，当轮胎的转动变慢或停止时，吸声材料的主体返回至与轮胎壁间隔开的位置。
在一种实施方式中，支撑物包括弹性可变形的网状物。网状物可由塑料材料形成。网状物可形成环。在环的相对侧的网状物的自由边缘可联结至从一块材料例如也可弹性可变形的塑料材料形成的环。环的外部圆周表面可为凹形的，从而环的边缘将与放置环的轮胎的内圆周壁相接触。
在另一实施方式中，支撑物包括多个腿，腿可以是有弹性的。腿可为细长的。腿可由塑料材料制成并且可形成网状物的一部分或者为张开布置的腿。在另一实施方式中，支撑物结构包括设置在吸声材料的主体的外部表面上的多个支脚。在另一实施方式中，支撑物结构包括设置在吸声材料的主体的外部表面上的一个脊或多个脊。可提供有分别设置在吸声材料的主体的相对的圆周边缘上的两个脊。
吸声材料的主体可由发泡塑料材料形成。可使用任何其他合适的声阻尼材料。吸声材料的主体为可弯曲的，具体可为弹性可弯曲的。吸声材料的主体可通常为环形截面且可通常为环形形状。吸声材料的主体被布置为：当轮胎以超过预定的速率转动时，在离心力的作用下，扩展至抵靠装配有吸声材料的主体的轮胎的内部圆周壁，支撑物变形或被吸收。孔可延伸穿过吸声材料的主体以允许液体轮胎穿孔修补流经主体。孔可延伸穿过环状主体。吸声材料的主体可被提供有覆盖物。覆盖物可由纤维制成。
优选地，噪音吸收器被布置为：当被装配至车轮和轮胎组件的轮胎时，噪音吸收器与车轮间隔开。
附图说明
为了更清楚地理解实施方式，以下将通过实例并结合附图来进行描述，其中：
图1为根据本发明的轮胎空腔噪音吸收器的第一实施方式的立体图；
图2为车轮静止时的装配有图1的噪音吸收器的车轮和轮胎组件的部分的剖视图；
图3为车轮运动时的与图2相对应的视图；
图4为根据本发明的轮胎空腔噪音吸收器的第二实施方式的立体图；
图5为装配有图4的噪音吸收器的车轮和轮胎组件的部分的剖视图；
图6为根据本发明的轮胎空腔噪音吸收器的第三实施方式的立体图；
图7为图6的噪音吸收器的支撑物的立体图；以及
图8为根据本发明的轮胎空腔噪音吸收器的第四实施方式的立体图。
具体实施方式
参照图1至图3，一种轮胎噪音吸收器，包括大体环状的吸声材料的主体1。该材料的主体由设置在可拉伸的纤维覆盖物中的弹性的可弯曲的开放的发泡聚丙烯材料形成，以包含所有可能破裂(break off)的发泡材料。也可使用其他合适的材料。该主体具有基本环形的轴向截面，以及基本矩形的径向截面。该主体被由塑料材料模制的通常圆柱形的弹性网状物2的内部圆周表面环绕，并联结至该内部圆周表面。网状物2可嵌入或部分地嵌入至主体。可选地，(或附加地)使用粘合剂将主体粘接至网状物。
网状物2的自由端轴向凸出超出主体1的边缘，并联结至相应的弹性塑料材料的环3，环3分别位于主体的各个轴向面。网状物2的外部圆周表面是凹形的。
图2和图3为车轮和轮胎组件的部分的剖视图，示出了支撑气动轮胎5的车轮的轮辋。使用时，轮胎噪音吸收器设置在车轮和轮胎组件的轮胎5中。噪音吸收器各侧面的环3的外直径选定为等同于或略大于轮胎的内直径。噪音吸收器是可变形的以便能够进入轮胎内，此后，由于形成噪音吸收器的材料的弹性，其将恢复至其原始形状，使得环3在轮胎的侧壁的内部表面与轮胎的内圆周表面交界的区域抵靠轮胎的内壁。由于其形状，网状物2因此支撑吸声材料的主体1处于与轮胎的内圆周表面隔开的位置。
噪音吸收器在该位置时，由于轮胎的侧壁的自由端可被挤压在一起以迫使轮胎在车轮上而不干扰吸声材料的主体，则轮胎能够被装配至车轮。
当吸声材料的主体与轮胎5的内圆周壁隔开时，其允许使用液体轮胎穿孔修补，因为通过装配至车轮的膨胀阀6进入轮胎的液体能够绕轮胎的内部圆周表面流动而不会被吸声材料的主体1阻塞或吸收。环3和网状物2可由实心的(solid)塑料材料制成，将不会吸收轮胎穿孔修补液体，并且仅仅与轮胎的表面作最小化的接触。
当车轮在车辆上使用并且车辆被驱动时，轮胎空腔吸收器将与车轮一起转动。当车轮的转动速度增加时，在离心力的作用下，吸声材料的主体将沿着图3标识的方向7上径向地向外扩展(expand)，使得网状物紧贴至轮胎的内圆周壁，被夹在轮胎与吸声材料的主体1之间。这能使得网状物的自由边彼此分离，环3彼此滑动跨过轮胎5的内部表面。车轮的转动速率越大，迫使噪音吸收器与轮胎接触的力就越大，这就更安全地相对于轮胎放置吸声材料的主体降低由于主体失去平衡力的风险。当车辆减慢至停止时，吸声材料的主体1和网状物2的弹性性质将使得主体基本返回至其在图2中示出的车轮内的原始位置。
现参照图4和图5，在替代实施方式中，吸声材料的发泡塑料材料主体1具有细长的基本矩形径向截面。环绕吸声材料的主体的圆周外表面分布有多个支脚(feet)8。该支脚为环绕主体1均匀地圆周地隔开的四个在轴向延伸成一排地布置。支脚8为基本平锥(frustro-conical)形状且由主体的材料模制而成，主体1和支脚8模制为一个整体。在替代的实施方式中，支脚由与主体的材料不同的材料制成。
在各个排的支脚之间是一排三个基本圆形的孔9，孔9延伸穿过主体1。其他形状的孔和设置也是可以的。
主体1的大小应选定为当被装配至车轮和轮胎组件时，主体迫使支脚8与轮胎的内圆周表面相接触，支脚8使主体与该表面间隔开。当主体在径向方向相对较薄时，其并不妨碍轮胎至车轮的装配。支脚8使主体1与轮胎间隔开，以便能够使用液体轮胎穿孔修补，此外，孔9使轮胎修补液流动穿过主体以确保在轮胎的整个内部表面上的良好分布。
在车轮转动时，将更加稳固地迫使主体与轮胎的内部圆周表面接触，稳固地放置轮胎噪音吸收器并降低其失去平衡力的风险。
参照图6和图7，轮胎噪音吸收器的该实施方式包括与图1至图3的实施方式中基本相似的吸声材料的主体1。然而，该主体被提供有多个圆周地隔开的支撑物10，而不是网状物支撑物2。支撑物9由柔性的弹性塑料模制而成并且包括轴11，轴11在其一端具有箭状头部12，在另一端具有五个张开的腿(splayed legs)13。
支撑物10径向地插入穿过主体1，使得箭状头部12从主体的内圆周表面凸出并且腿13从主体的外圆周表面凸出。箭状头部12有效地防止支撑物从主体脱落，且张开的腿从主体的表面径向向外地凸出，从而在使用中，它们与设置有噪音吸收器的轮胎的内圆周壁接触。支撑物使主体与内轮胎壁间隔开，但是由于它们的弹性可弯曲的性质，当承受离心力时允许主体与轮胎接触，腿13将进一步张开，且当该力移除或减小时，主体将基本返回至原始位置。从而，该实施方式提供有与图1至图3中的实施方式相似的优点。
参照图8，该吸收器通常为环状且由可弯曲的弹性发泡塑料材料模制为一个整体。吸收器的外圆周表面是凹形的，从而当设置在轮胎中，吸收器仅与轮胎的内圆周表面以脊(ridge)14相接触，该脊14位于吸收器的各自相对的轴向边缘上。从而，吸收器将仅与轮胎的内部圆周壁的边缘相接触，将与轮胎的接触减至最低的程度，并且允许液体轮胎穿孔修补的使用。
吸收器的轴向侧面为有圆齿的，从而进一步降低吸收器和吸收器装配的轮胎的接触。
孔9径向地形成穿过吸收器并且环绕吸收器圆周地分布以允许液体车轮修补流经吸收器。
该吸收器可由弹性可压缩的材料例如发泡材料形成，从而当安装有吸收器的轮胎转动时，使得吸收器与轮胎的内部表面较大地接触。
描述的所有的轮胎噪音吸收器的尺寸为，当被装配在装配至车轮的轮胎时，使得噪音吸收器与车轮间隔开。
各种实施方式均能够使用液体轮胎穿孔修补同时维持与车轮的间隔以便于将轮胎装配至车轮。使用时，离心力将有助于定位或改善吸收器至轮胎的位置以降低产生不良的平衡力的风险。在纤维或任何其他合适的覆盖物(cover)例如薄膜中封装吸声材料的发泡主体，含有可破碎的任何材料的主体以防止其干扰车轮阀或产生任何其他问题。
仅通过示例性的方式描述了上述实施方式。在不违背所附的权利要求所限定的本发明的范围的情况下，可进行多种变动。

Claims (20)

1.一种轮胎空腔噪音吸收器，包括吸声材料的主体和支撑物，被布置为：当所述噪音吸收器被安装于轮胎空腔内并且所述轮胎静止时，所述支撑物接触所述轮胎的内壁从而将所述吸声材料的主体支撑在与所述轮胎的内部圆周壁间隔开的位置。
2.根据任一前述权利要求所述的轮胎空腔噪音吸收器，其中，所述支撑物被布置为接触所述轮胎的所述内圆周壁。
3.根据任一前述权利要求所述的轮胎空腔噪音吸收器，其中，所述支撑物被布置为与少于所述轮胎的所述圆周壁的表面积的5％相接触。
4.根据任一前述权利要求所述的轮胎空腔噪音吸收器，其中，所述支撑物不吸收液体。
5.根据任一前述权利要求所述的轮胎空腔噪音吸收器，其中，所述支撑物由基本实心的塑料材料制成。
6.根据任一前述权利要求所述的轮胎空腔噪音吸收器，其中，所述支撑物是有弹性的。
7.根据任一前述权利要求所述的轮胎空腔噪音吸收器，其中，当所述轮胎转动时，在离心力的作用下，所述支撑物能够使所述吸声材料的主体朝向所述轮胎的所述内部圆周壁移动，但是，当所述轮胎的转动变慢或停止时，所述吸声材料的主体返回至与所述轮胎壁间隔开的位置。
8.根据任一前述权利要求所述的轮胎空腔噪音吸收器，其中，所述支撑物包括网状物。
9.根据权利要求8所述的轮胎空腔噪音吸收器，其中，所述网状物为环形的，并且所述吸声材料的主体被支撑在所述网状物的内圆周表面上。
10.根据权利要求9所述的轮胎空腔噪音吸收器，其中，所述网状物的外部圆周表面是凹形的。
11.根据权利要求1至7中任一项所述的轮胎空腔噪音吸收器，其中，所述支撑物包括多个可变形的腿。
12.根据权利要求1至7中任一项所述的轮胎空腔噪音吸收器，其中，所述支撑结构包括设置在所述吸声材料的主体的外部表面上的多个支脚。
13.根据权利要求1至7中任一项所述的轮胎空腔噪音吸收器，其中，所述支撑结构包括设置在所述吸声材料的主体的外部表面上的一个脊或多个脊。
14.根据任一前述权利要求所述的轮胎空腔噪音吸收器，其中，所述吸声材料的主体由发泡塑料材料制成。
15.根据任一前述权利要求所述的轮胎空腔噪音吸收器，其中，所述吸声材料的主体为可弯曲的。
16.根据任一前述权利要求所述的轮胎空腔噪音吸收器，其中，所述吸声材料的主体为有弹性的。
17.根据任一前述权利要求所述的轮胎空腔噪音吸收器，其中，所述吸声材料的主体被布置为：当所述轮胎以超过预定的速率转动时，扩展至抵靠装配有所述吸声材料的主体的轮胎的内部圆周壁。
18.根据任一前述权利要求所述的轮胎空腔噪音吸收器，其中，所述吸声材料的主体被提供有覆盖物。
19.一种车轮和轮胎组件，包括如任一前述权利要求所述的轮胎空腔噪音吸收器。
20.根据权利要求19所述的车轮和轮胎组件，其中，所述轮胎噪音吸收器的吸声材料的主体与所述车轮间隔开。
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