CN105829141B - 用于滚动组件的适配器和包括该适配器的滚动组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于滚动组件的适配器，所述滚动组件具有旋转轴线且包括：轮胎、轮辋(J)，所述轮胎具有两个胎圈(B)，所述适配器提供胎圈之一与轮辋之间的连接，所述轮辋具有两个轮辋座(7)，所述适配器具有：轴向内端部(10)、轴向外端部(15)、本体(11)、大致柱形的适配器座(18)和适配器支撑面(21)，所述轴向内端部(10)旨在安装在轮辋座(7)上并包括内增强体元件(16)，所述轴向外端部(15)旨在安装在轮辋座(7)上并包括外增强体元件(15)，所述本体(11)连接所述外端部(9)和所述内端部(10)从而形成单个件且包括至少一个主要的增强件，所述增强件提供所述外增强体(15)与所述内增强体(16)之间的连接，所述适配器座(18)旨在容纳所述胎圈(B)之一，所述适配器支撑面(21)或多或少地包含在垂直于轴线的平面中。该适配器的特征在于，轴向外端部(9)的增强体元件(15)完全设置在支撑面(21)的轴向外侧，且本体(11)包括面对适配器座(7)的环形座增强体(19)。

Description

用于滚动组件的适配器和包括该适配器的滚动组件
技术领域
本发明涉及用于滚动组件的适配器，该滚动组件主要由轮胎和轮辋形成，本发明还涉及包括所述适配器的滚动组件。
背景技术
下面给出本发明中所使用的定义的提示：
-“轴向方向”为平行于轮胎的旋转轴线的方向，
-“径向方向”为与轮胎的旋转轴线相交并与其垂直的方向，
-“周向方向”为垂直于半径且包含在垂直于轮胎旋转轴线的平面中的方向，
-“径向截面”为在包括轮胎旋转轴线的平面中的截面，
-“赤道平面”为垂直于旋转轴线并且穿过胎面中间的平面。
通过申请WO00/78565已知在轮辋与轮胎胎圈之间插入弹性适配器。该适配器可以在径向和轴向方向上弹性变形。所述适配器可以将滚动组件的能够看成是实际上起到轮胎作用的部分与滚动组件的能够看成是实际上起到轮辋作用的部分分离。
然而，尽管所述组件能够保证常规轮胎的功能，特别是在向轮胎施加漂移角之后轮胎的漂移推力响应，从而使组件具有足够的弹性以避免任何表面劣化或深度劣化，但是这种组件在受到边石或路面坑洞(例如坑洼)的冲击的情况下其不能完全确保轮胎具有足够的可变形性。
这是因为安装有现有技术的适配器的组件不能获得接触补丁区域内的局部变形。该文献的教导还具有以下缺点，即不能够轻易实现适配器在通过坑洼时提供吸收大变形的高能力而不残留塑性变形的实施方案。
这些文献没有对这样的结构调整给出建议，即能够使得外增强体变形局限在接触补丁的区域从而使弯曲度减小并由此使安装完毕的组件较少地侵入车辆。
通过文献FR2,491,836也已知设置在轮辋与轮胎的每个胎圈之间并且旨在便于安装/移除轮胎的适配器。所述适配器主要包括两个环形胎圈线，所述两个环形胎圈线彼此隔开并且安装在包括帘布层的环形本体内。胎圈线通过环绕胎圈线的帘线连接。所述适配器允许安装在更大的轮辋直径上，但是胎圈的轴向间距相同。
因此，需要新型的适配器，其确保在轮胎由于在恶劣条件下于道路上使用而受到冲击的情况下更好地保护轮胎，从而尽可能地使对其内部结构的局部损害甚至是总体损害最小化，同时使轮胎的抓地性能(特别是其具有高漂移推力的能力)保持在高水平。此外，无论如何，在由于不正常的不慎使用而造成损害的情况下，问题是在使组件破坏的冲击之后保持车辆在短距离内移动的安全性。
发明内容
本发明的主题因此是用于滚动组件的适配器，所述滚动组件具有旋转轴线并且包括：
-轮胎，所述轮胎具有两个胎圈，以及
-轮辋，
所述适配器提供胎圈之一与轮辋之间的连接，所述轮辋具有两个轮辋座，
所述适配器具有：
-轴向内端部，所述轴向内端部旨在安装在轮辋座上并且包括内增强体元件，
-轴向外端部，所述轴向外端部包括外增强体元件，
-本体，所述本体连接所述外端部和所述内端部从而形成单个件并且包括至少一个主要的增强件，所述增强件提供所述外增强体与所述内增强体之间的连接，
-大致柱形的适配器座，所述适配器座旨在容纳所述胎圈之一，所述座设置在所述本体的轴向外端部处，
-适配器支撑面，所述适配器支撑面基本上包含在垂直于旋转轴线的平面中，所述支撑面设置在轴向外端部的轴向内面上。
所述适配器的特征在于，轴向外端部的增强体元件完全设置在支撑面的轴向外侧，并且本体包括与适配器座相对的环形座增强体。
根据本发明的适配器具有设计简单和容易安装的优势。此外，由于在轮胎胎圈下的夹紧作用的提高，根据本发明的适配器能够防止适配器在高的侧应力下旋转。
最后，根据本发明的适配器具有以下优势：在冲击的情况下显著降低对于底盘的机械力水平，从而能够使得车辆的车身壳体更轻。
本发明的另一个主题是滚动组件，所述滚动组件具有旋转轴线并且包括：
-轮胎，所述轮胎具有两个胎圈，
-轮辋，
-所述适配器提供胎圈之一与轮辋之间的连接，
所述轮辋具有两个轮辋座，
所述适配器具有：
-轴向内端部，所述轴向内端部旨在安装在轮辋座上并且包括内增强体元件，
-轴向外端部，所述轴向外端部包括外增强体元件，
-本体，所述本体连接所述外端部和所述内端部从而形成单个件并且包括至少一个主要的增强件，所述增强件提供所述外增强体与所述内增强体之间的连接，
-大致柱形的适配器座，所述适配器座旨在容纳所述胎圈之一，所述座设置在所述本体的轴向外端部处，
-适配器支撑面，所述适配器支撑面基本上包括在垂直于旋转轴线的平面中，所述支撑面设置在轴向外端部的轴向内面上。
该滚动组件的特征在于，轴向外端部的增强体元件完全设置在支撑面的轴向外侧，并且本体包括与适配器座相对的环形座增强体。
在轮胎的使用过程中同时轮胎被充气至公称压力，适配器允许滚动组件具有轮胎胎圈与轮辋之间的足够的径向变形，从而允许针对侧向冲击提供希望的保护。
适配器的轴向外端部在轴向上界定“旨在容纳轮胎的胎圈的壳体”。轴向外端部的支撑面用于与轮缘以相同的方式在轴向方向上支撑轮胎的胎圈。
以这种方式，壳体容纳轮胎的胎圈，正如轮辋座那样以常规方式容纳。轮胎则由于充气压力而沿轴向不动，且抵靠该轴向外端部的支撑面挤压(与轮胎的胎圈常规地抵靠轮辋的轮缘挤压的方式相同)。
由于适配器的轴向内端部旨在将适配器联接至轮辋的轮缘(与轮胎的胎圈常规地将轮胎联接至轮辋的方式相同)，因而适配器的轴向内端部可以表示成“适配器胎圈”。
因此，当根据本发明的滚动组件在操作中并且在其设计的操作应力下时，轮胎相对于轮辋沿轴向不动，更特别地是轮胎的胎圈相对于轮辋沿轴向不动(与轮胎的胎圈直接安装至轮辋座的常规的滚动组件以相同的方式)，轮胎的胎圈相对于轮辋沿径向不是固定的，更特别地，轮胎的胎圈能够相对于轮辋进行一定程度的径向移动。在标准的滚动状况下，可以说实际上适配器没有轴向变形，或者轴向变形相对于径向变形可以忽略。
另一方面，在冲击的过程中，适配器的轴向变形可以很大，因而有助于减小安装完毕的组件上的应力。
优选地，轴向外端部的增强体元件沿径向设置在适配器座的外侧。
优选地，环形座增强体具有大于或等于1Gpa，优选大于4MPa，更优选大于10GPa的压缩模量。环形增强体可以由被弹性体所环绕的芯部制成，或者由以任何可能的组合设置的连续的弹性体组合物层和金属层和/或织物增强体层构成。芯部可以包括选自金属、复合材料、热塑性材料及其混合物的至少一个元件。复合材料可以由植入树脂基质的玻璃纤维制成。
可以使用的弹性体系列包括，首先，通过利用硫桥的化学硫化反应、通过利用过氧化物反应或者辐射电离形成的碳-碳键、通过其它特殊的弹性体分子的原子链而可交联的橡胶；其次，热塑性弹性体(TPE)，其中弹性可变部分在不变形的“硬质”区域之间形成网，这些不变形的“硬质”区域的内聚(高于其玻璃化转变温度的结晶或无定形区域)是物理连接的结果；之后是非热塑性弹性体；最后是热固性树脂。
环形座增强体可以由至少两个连续交替设置的不同成分的层构成。交替设置意味着连续地设置第一层之后是第二层，重复几次。
环形座增强体的整体轴向长度可以大于或者等于轮胎胎圈的宽度的30％，并小于该宽度的150％，更优选地在轮胎胎圈的宽度的40％与110％之间。
基于轮胎的用途和尺寸，环形座增强体可以具有大于或者等于0.3mm且小于或者等于20mm的平均径向厚度。因此，对于轿车轮胎，该厚度优选为在0.5mm与10mm之间。
所述环形座增强体优选包括选自金属、复合材料、热塑性材料及其混合物中的至少一个元件。该芯部或者该多层优选为包含在基质的两个层之间，该基质包括选用上述的弹性体、树脂或者其混合物。
环形座增强体优选地由弹性体复合物的不同层堆叠形成，所述不同层具有相同的或者不同的化学性质。
当其是层堆叠的形式的时候，优选地增强体的轴向长度大于5mm且小于25mm，径向厚度大于或者等于0.1mm且小于或者等于4mm。
堆叠的增强体的每个元件可以具有大于1mm且小于25mm的轴向长度，其可以具有大于或者等于0.1mm且小于或者等于2mm的相同的径向厚度或者不同的径向厚度。
环形座增强体也可以是在基质的层之间堆叠单个丝线的形式，所述基质包括选用弹性体、热塑性复合物、树脂或者其混合物。单个丝线可以是常规使用的丝线，例如织物丝线(聚酯、尼龙、PET、芳纶、人造纤维、天然纤维(棉、亚麻、大麻)、金属丝线、复合丝线(碳、玻璃增强塑料)或者这些成分的混合物)。
环形座增强体也可以是一个或者多个帘布层的形式，帘布层的增强体相对于轮胎的周向方向以0与90°之间的角度布置。
优选地，环形增强体可以设置在适配器的本体的径向外侧或者径向内侧，在所述本体的每一侧，或者在适配器的本体的增强元件的帘布层之间。
外增强体元件可以由金属(钢)、尼龙、PET或者芳纶构成。可以包括树脂基质和/或增强纤维(诸如人造纤维、芳纶、PET、尼龙、玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯(PEN)或者聚乙烯醇(PVA))。
所述本体的主要增强件可以具有大于或者等于4Gpa的模量；其可以由金属(钢)、织物帘线(人造纤维、芳纶、PET、尼龙、玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯(PEN)或者聚乙烯醇(PVA))构成。
优选地，该适配器可以设置在轮辋的一侧，且优选地在车辆的外侧。在这种情况下，轮辋具有不对称的几何形状以便与在一侧存在的适配器相适配。
根据本发明的适配器的本体的轴向长度L可以大于2.54cm并且小于8cm，优选大于3.17cm并且小于5.10cm。
当安装完毕的组件包括两个适配器的时候，适配器可以对称或者不对称。通过适配器本体的轴向长度来限定适配器的对称的概念或者不对称的概念。当两个适配器中的一个的本体具有大于另一个的轴向长度的时候，两个适配器不对称。
优选地，根据本发明的滚动组件包括第一适配器和第二适配器，每个适配器具有长度不同或者长度相同的本体。
附图说明
现在将借助于如下实施例和附图描述本发明，所述附图仅用于解释并且其中：
-图1示意性地显示了根据现有技术的适配器，
-图2以径向截面示意性地显示了安装在两个根据本发明的适配器上的轮胎，所述适配器本身以可拆卸方式装配在轮辋上；
-图3以径向截面显示了未安装的根据本发明的适配器的示意图。
具体实施方式
图1(显示了根据现有技术的适配器)包括轮胎P(部分显示)、适配器A和轮辋J。
轮胎(在本发明中就其自身而言不改变设计)包括由胎冠增强件加强的胎面，胎冠增强件由两个胎侧1在赤道平面XX’的每一侧连接至两个胎圈B。主要加强胎侧1的胎体增强件2在至少一个胎圈金属线(在这种情况下是“编织”型3)处锚固在每个胎圈B中，以便形成通过具有类似三角形形状的成形元件5而与胎体增强件的主要部分分离的卷边4。
重要的是，应当注意本发明可以用多种类型的轮胎(径向轮胎或者对角线轮胎，或者甚至具有自支撑胎侧的类型的轮胎)实施。
轮辋J包括凹槽6(已知为安装凹槽)，该凹槽6在赤道平面的每一侧连接两个轮辋座7，该轮辋座7通过轮缘8在轴向上延伸，该轮缘8的径向外缘是弯曲的。
适配器A主要包括轴向外端部9、轴向内端部10以及本体11，该本体11连接所述端部9和所述端部10。
轴向外端部9包括外增强体元件20，该外增强体元件20由第二部分20b和连接至第二部分20b的第一部分20a组成，该第二部分20b和第一部分20a在彼此之间形成大致垂直的角度。在安装轮胎的过程中，胎圈B的胎圈座装配在由该外部增强体元件20形成的空间内。
图2显示安装完毕的组件，该组件包括根据本发明的适配器A，所述适配器A将轮胎P的胎圈B连接至轮辋J的两个轮缘8。该图2的适配器可以从轮辋J和轮胎的胎圈B移除。
设置在轮胎的每个胎圈B处的适配器A可以是对称的或者非对称的。对称意味着在两个适配器上本体11的整体长度相等。当组件(轮胎、轮辋和适配器)安装完毕的时候，轮胎的胎圈B设置在适配器座14上，且在轴向抵靠支撑面21支撑。
图3显示未安装在轮辋上的根据本发明的适配器。该适配器在一侧包括具有外增强体15的轴向外端部9，在另一侧包括具有金属增强体16的轴向内端部10，该适配器还包括本体11，该外增强体15的截面具有大致圆形的几何形状，该外增强体15由复合材料(诸如玻璃增强塑料)构成，该本体11由两个包括织物帘线的帘布层17组成。每个帘布层的帘线互相平行。在一侧，所述帘布层17在内部沿轴向连接且在外部沿径向连接至增强体15的壁，在另一侧，这些帘布层17在端部10锚固至金属增强体16(诸如在每个端部形成卷边的胎圈金属线)。
本体11包括大致柱形的适配器座18，该适配器座18旨在容纳设置在本体11的轴向外端部处的轮胎的胎圈。
本体11还包括适配器支撑面21，该适配器支撑面21大致上包含在与旋转轴线垂直的平面内，并位于轴向外端部的轴向内面上，并旨在将胎圈保持在其壳体中的位置。该适配器座18包括环形座增强体19，该环形座增强体19具有等于100GPa的压缩模量。根据此图3所示，增强体19的全部设置在本体11的表面的径向外表面处。
本体具有约3.175cm(1.25英寸)的长度。该长度在支撑面21与轴向内端部10的轴向外唇22之间测得。
与已知设备(图1)不同，环形座增强体19不固定至外增强体15。这两个增强体19、15彼此完全地独立。
增强体19由包括线形式的金属增强体的三层构成，所述线与橡胶树脂类型的弹性体交替。增强体19具有大约1.5mm的径向厚度和大约15mm的轴向长度。
增强体19的弹性体层具有大约0.3mm的径向厚度和大约15mm的轴向长度。
弹性体层20覆盖形成适配器的所有元件，即增强体15、增强体16、本体11和增强体19的径向外表面。
如下实施例显示了利用根据本发明的适配器获得的结果。
实施例：边石冲击测试
该测试包括使安装完毕的组件以30°的攻角爬坡边石。选择该角度基于的事实是：其对轮胎构成非常有害的应力。使用两种不同的边石高度(90mm和110mm)进行测试。
该测试以如下方式进行。使车轮以不同的速度数次通过直至轮胎被刺穿。开始的速度是20km/h，之后在每一次重新通过时速度增加5km/h。
没有适配器的常规的组件(对照1)与设置有根据文献WO00/78565的适配器的组件(对照2)和设置有根据本发明的适配器的组件(本发明)进行比较。这些组件都是具有6.5J16轮辋的205/55R16规格。在下面的表I中对结果进行对照，结果以百分比给出：
表I
大于100的结果表示在遭受侧向冲击的时候性能方面的提高。
以90mm的边石高度进行的测试造成对照轮胎在30km/h的速度下刺穿，而根据本发明的组件在相同的速度下或者甚至在50km/h的速度下没有受到任何损坏。
以110mm的边石高度进行的测试造成对照轮胎在20km/h的速度下刺穿，而根据本发明的组件在相同的速度下或者甚至在50km/h的速度下没有受到任何损坏。

Claims (20)

1.用于滚动组件的适配器，所述滚动组件具有旋转轴线并且包括：
-轮胎(P)，所述轮胎(P)具有两个胎圈(B)，
-轮辋(J)，
-所述适配器提供胎圈(B)中的一个与轮辋(J)之间的连接，
所述轮辋具有两个轮辋座(7)，
所述适配器具有：
-轴向内端部(10)，所述轴向内端部(10)旨在安装在轮辋座(7)上并且包括内增强体元件(16)，
-轴向外端部(9)，所述轴向外端部(9)包括外增强体元件(15)，
-本体(11)，所述本体(11)连接所述外端部(9)和所述内端部(10)从而形成单个件并且包括至少一个主要的增强件，所述增强件提供所述外增强体元件和所述内增强体元件之间的连接，
-大致柱形的适配器座(18)，所述适配器座(18)旨在容纳所述胎圈(B)中的一个，所述适配器座(18)设置在所述本体(11)的轴向外端部(9)处，
-适配器支撑面(21)，所述适配器支撑面(21)基本上包含在垂直于旋转轴线的平面中，所述支撑面设置在轴向外端部(9)的轴向内面上，
其特征在于，轴向外端部(9)的增强体元件(15)完全设置在支撑面(21)的轴向外侧，并且本体(11)包括与适配器座(18)相对的环形座增强体(19)，环形座增强体(19)由至少两个交替设置的具有不同成分的层制成。
2.根据权利要求1所述的适配器，其特征在于，轴向外端部(9)的增强体元件(15)沿径向设置在适配器座(18)的外侧。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的适配器，其特征在于，环形座增强体(19)具有大于或等于1Gpa的压缩模量。
4.根据权利要求1或2所述的适配器，其特征在于，环形座增强体(19)具有大于4MPa的压缩模量。
5.根据权利要求1或2所述的适配器，其特征在于，环形座增强体(19)具有大于10GPa的压缩模量。
6.根据权利要求1或2所述的适配器，其特征在于，环形座增强体(19)由被弹性体所环绕的芯部制成。
7.根据权利要求6所述的适配器，其特征在于，芯部包括选自复合材料的至少一个元件。
8.根据权利要求6所述的适配器，其特征在于，芯部包括选自金属、热塑性材料及其混合物的至少一个元件。
9.根据权利要求7所述的适配器，其特征在于，复合材料由植入树脂材料的玻璃纤维制成。
10.根据权利要求1所述的适配器，其特征在于，环形座增强体(19)具有的整体轴向长度大于或等于轮胎胎圈的宽度的30％，并且小于轮胎胎圈的宽度的150％。
11.根据权利要求10所述的适配器，其特征在于，环形座增强体(19)具有的轴向长度介于轮胎胎圈的宽度的40％与110％之间。
12.根据权利要求1所述的适配器，其特征在于，环形座增强体(19)具有的平均径向厚度大于或等于0.3mm并且小于或等于20mm。
13.根据权利要求1或2所述的适配器，其特征在于，本体(11)具有的轴向长度大于2.54cm并且小于8cm。
14.根据权利要求13所述的适配器，其特征在于，本体(11)具有的轴向长度大于3.17cm并且小于5.10cm。
15.滚动组件，所述滚动组件具有旋转轴线并且包括：
-轮胎(P)，所述轮胎(P)具有两个胎圈(B)，
-轮辋(J)，以及
-适配器，
-所述适配器提供胎圈(B)中的一个与轮辋(J)之间的连接，
所述轮辋具有两个轮辋座(7)，
所述适配器具有：
-轴向内端部(10)，所述轴向内端部(10)旨在安装在轮辋座(7)上并且包括内增强体元件(16)，
-轴向外端部(9)，所述轴向外端部(9)包括外增强体元件(15)，
-本体(11)，所述本体(11)连接所述外端部(9)和所述内端部(10)从而形成单个件并且包括至少一个主要的增强件，所述增强件提供所述外增强体元件与所述内增强体元件之间的连接，
-大致柱形的适配器座(18)，所述适配器座(18)旨在容纳所述胎圈(B)中的一个，所述适配器座(18)设置在所述本体(11)的轴向外端部(9)处，
-适配器支撑面(21)，所述适配器支撑面(21)基本上包含在垂直于旋转轴线的平面中，所述支撑面设置在轴向外端部(9)的轴向内面上，
其特征在于，轴向外端部(9)的增强体元件(15)完全设置在支撑面(21)的轴向外侧，并且本体(11)包括与适配器座(18)相对的环形座增强体(19)，环形座增强体(19)由至少两个交替设置的具有不同成分的层制成。
16.根据权利要求15所述的滚动组件，其特征在于，所述滚动组件包括第一适配器和第二适配器，每个适配器包括具有不同长度的本体(11)。
17.根据权利要求15所述的滚动组件，其特征在于，所述滚动组件包括第一适配器和第二适配器，每个适配器包括具有相同长度的本体(11)。
18.根据权利要求15所述的滚动组件，其特征在于，本体(11)具有的轴向长度大于2.54cm并且小于8cm。
19.根据权利要求18所述的滚动组件，其特征在于，本体(11)具有的轴向长度大于3.17cm并且小于5.10cm。
20.根据权利要求19所述的滚动组件，其特征在于，轴向外端部(9)的增强体元件(15)沿径向设置在适配器座(18)的外侧。
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