CN109641483A

CN109641483A - 包括非充气轮胎和嵌体的车轮组件

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Publication number: CN109641483A
Application number: CN201780051721.7A
Authority: CN
Inventors: 凯文·萨沙·凯斯特罗; 尼尔·约翰内斯·范登哈克
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-07-01
Filing date: 2017-06-30
Publication date: 2019-04-16
Also published as: CA3029533A1; US20230150306A1; EP3478517B1; DK3478517T3; WO2018004344A1; NL2017091B1; NL2017091A; CA3029533C; EP3478517A1

Abstract

本发明涉及一种车轮组件，其包括：1)轮辋，其具有两个相对的圆形轮辋凸缘；2)外胎，其具有固定在所述圆形轮辋凸缘处的两个胎圈；3)嵌体；4)非充气内胎，其包括膨胀热塑性聚氨酯(E‑TPU)，所述内胎被所述外胎、所述嵌体和所述轮辋包围。所述组件中的所述内胎处于压缩状态S1，该状态与所述内胎未被所述外胎包围时的松弛状态S2相比被压缩，所述压缩使得所述内胎的横截面表面积SA在状态S时小于状态S2时，所述横截面表面积垂直于轮胎的平面。

Description

包括非充气轮胎和嵌体的车轮组件

技术领域

本发明涉及车轮组件，涉及包括这种组件的车辆以及制造这种组件的方法。

背景技术

用充气轮胎骑行的主要缺点之一是当轮胎被刺破时，内部的加压空气可能逸出。这导致所谓的爆胎，这使得轮胎基本上不适合进一步骑行。只有在诸如密封或更换已刺破轮胎的处理之后才可以继续使用该轮胎骑行。

已经进行了许多努力来克服这个缺点。最突出的解决方案之一是使用非充气轮胎。此类轮胎不需要注入气体以获得特定的形状和弹性，而是由固体介质制成并且没有用于充气的空气隔室。然而，此类轮胎的性能仍然远差于充气轮胎的性能。例如，与充气轮胎相比，乘坐具有非充气轮胎的车辆的人通常仍然经历不充分的舒适度。此外，许多非充气轮胎的滚动阻力显著高于充气轮胎的滚动阻力。许多非充气轮胎的另一个不利特性是，在静止期间，它们在其自身重量和它们安装在的车辆的重量下在与地面的界面处缓慢变形。因此，轮胎的螺纹不再是完全圆形的，每当螺纹的变形部分在轮胎旋转期间接触地面时，这可作为重复碰撞而被注意到。虽然这种变形通常是暂时的并且在使用轮胎的行驶期间可能消失，但它是不希望的并导致不便。

常规充气轮胎在大多数情况下是内胎，在所述内胎周围存在向充气轮胎提供保护的外胎。外胎也可以通过特定螺纹来提供表面附着性(即抓地力)。鉴于消费者市场中的外胎的丰富程度、其可被制造的多样性以及轮辋和外胎已作为相互关联的产品发展的事实，提供一种可适当地安装到常规外胎和常规轮辋上的非充气内胎可能是有益的。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种可用作充气轮胎的替代物的非充气轮胎。具体地，目的是提供一种可放置在具有外胎、内胎和轮辋的常规组件中的非充气内胎。

另一个目的是提供一种相对于已知的非充气组件具有改进的性能的具有非充气内胎、外胎和轮辋的组件。具体地，目的是克服一个或多个上述缺点。

现在已经发现，可能以特定方式使用特定内胎以达到这些目标中的一个或多个。

因此，本发明涉及一种车轮组件，其包括：

-轮辋，其具有轮辋底部和彼此相对的两个相对的圆形轮辋凸缘；

-外胎，其具有固定在圆形轮辋凸缘上的两个胎圈；

-非充气内胎，其至少部分地被外胎包围；

其特征在于，

1)组件中的内胎处于压缩状态S1，所述压缩状态与内胎未被外胎包围时的松弛状态S2相比被压缩，压缩使得内胎的横截面表面积SA(该面积垂直于轮胎的平面)在状态S1时小于状态S2时；以及

2)在轮辋底部与内胎之间存在嵌体，其中嵌体与内胎以及轮辋底部接触。

本发明的组件中的非充气内胎具体地包括膨胀聚合物，例如膨胀塑料和/或膨胀橡胶。膨胀聚合物意味着材料在其形成和/或成形期间已经通过发泡剂膨胀以由此在材料中产生闭孔结构。因此，处于膨胀形式的材料与其未膨胀形式相比具有显著减小的密度。本发明的组件中的膨胀聚合物的密度通常在150-750kg m^-3的范围内，具体地在200^100kg m^-3的范围内。它例如是700kg m^-3或更小、600kg m^-3或更小、550kg m^-3或更小、500kg m^-3或更小、450kg m^-3或更小、400kg m^-3或更小、350kg m^-3或更小、300kg m^-3或更小、250kg m^-3或更小、或200kg m^-3或更小。

膨胀聚合物可以选自由以下组成的组：膨胀聚丙烯、膨胀聚(乙烯-乙酸乙烯酯)、膨胀聚乙烯和膨胀橡胶，诸如乙烯丙烯二烯单体(EPDM)橡胶、硅橡胶、聚四氟乙烯橡胶和氯丁二烯橡胶。

优选地，内胎由膨胀热塑性聚氨酯(E-TPU)制成。

本发明的组件包括轮辋和外胎的常规组合物。外胎具有两个胎圈并且轮辋具有两个相对的圆形轮辋凸缘。通过将胎圈拉到轮辋凸缘上来将外胎安装到轮辋上，使得两个胎圈出现在轮辋底部周围(即在两个轮辋凸缘之间存在的轮辋后退部分周围)。以此方式，胎圈固定在凸缘处并且外胎牢固地连接到轮辋。

根据惯例，充气内胎或非充气内胎可以放置在外胎中。充气内胎可以填充有气体以形成特定形状的可充气垫。非充气内胎不需要注入气体以获得特定形状和充当垫的能力。它的形式和弹性来自固体介质的存在，而不是用于膨胀的主要空气隔间。这种与充气轮胎的区别通常用“块状轮胎”(massive tire)的措辞来提供。然而，在较小规模上，块状轮胎仍可以包括空气隔室，例如当内胎的材料由多孔材料(诸如具有封孔结构或开孔结构的材料)制成时。

在本发明的车轮组件中，内胎是非充气内胎。通常，内胎的最大部分由外胎包围。内胎在外胎中的这种放置通常也发生在常规车轮组件中。

此外，嵌体存在于本发明的组件中。嵌体存在于轮辋上，通常位于轮辋凸缘之间并搁置在轮辋底部上。嵌体沿轮辋的整个周长存在。因此，嵌体原则上是圆形的。它可以被认为是细长的形状(例如，管状)，其中两端彼此连接以使得形成无端形状(环形)。

除了最大部分由外胎包围之外，内胎也部分地由嵌体包围。

在本发明的组件中，内胎优选包括膨胀热塑性聚氨酯(E-TPU)。具体地，它基本上由E-TPU构成。该材料与热塑性聚氨酯(TPU)的不同之处在于它是膨胀的，即它含有包括气体(例如，空气)的孔并且因此具有显著更低的密度，例如，600kg m^-3或更低、450kg m^-3或更低、350kg m^-3或更低、300kg m^-3或更低、250kg m^-3或更低、或200kg m^-3或更低。

E-TPU通常是可商购获得的闭孔颗粒泡沫。E-TPU颗粒泡沫本身作为轻质胎圈的集合存在，而成型产品可以通过在高温下在模具中处理其而由E-TPU颗粒泡沫制造。然后通常通过空气压力将预发泡胎圈引入模具中，使得它们在模具中压在一起。此后，在模具中将它们暴露于热蒸汽以使它们结合在一起。

在本发明的组件中，内胎中的E-TPU的密度通常在150-400kg m^-3的范围内。具体地，密度在200-300kg m^-3的范围内。这些值指的是E-TPU本身，即没有被压缩，对应于如下文所限定的松弛状态S2。

在本发明中，例如以名称“Infinergy”^TM从BASF获得E-TPU作为胎圈。根据本领域已知的程序，在蒸汽压力下在模具中处理膨胀胎圈以产生具有特定形状和尺寸的内胎。用于本发明的车轮组件的内胎具有约250kg m^-3的密度。然而，本发明不限于这种密度的E-TPU内胎。如上所述，它也可以在150-400kg m^-3的范围内。

在本发明的组件中，内胎被外胎和嵌体压缩。这意味着相对于在没有外胎和嵌体的情况下(即当它完全松弛时)它将占据的体积，它被压缩。这例如是当它位于表面上而没有其他物体在轮胎上的任何地方施加压力时的情况。为了本发明的目的，当内胎处于压缩状态时(即在外胎中)，则将该状态限定为状态S1。当内胎没有被压缩时，它处于被限定为状态S2的松弛状态。

压缩程度可以通过轮胎从S2到S1的尺寸变化来限定，例如轮胎厚度的改变(即直径)、轮胎的横截表面积的改变、或轮胎体积的改变。优选地，压缩的程度基于的是横截表面积经历的改变，这是垂直于轮胎平面的区域(即当存在于车辆中的车轮组件中时，垂直于其中轮胎正常旋转的平面)。出于本发明的目的，该横截表面积将被称为轮胎圆柱体的横截表面积并且将缩写为SA。当轮胎处于状态S1时，则该横截表面积被限定为SA_S1，并且当轮胎处于S2时，则该横截表面积被限定为SA_S2。然后可以将基于SA的压缩程度限定为C_SA＝SA_S1/SA_S2，其是无量纲数。

当SA_S2和SA_S1都是圆形时，轮胎的直径(DM)也可以用于限定压缩程度，从而导致公式C_DM＝DM_S1/DM_S2。然而，在本发明的大多数车轮组件中，内胎在其表面处未被均匀地压缩，从而导致轮胎圆柱体的横截面表面积在状态S1时并非圆形。然后，压缩程度优选基于表面积本身并因此优选由C_SA表示。然而，在压缩之前，轮胎圆柱体确实可以具有圆形横截表面区域，因为它可能以此方式制造。这允许通过DM_S2限定松弛的内胎。这对于快速识别内胎的特定尺寸是有用的，因为市售轮胎的尺寸通常主要由其(外)直径指定。

在本发明的组件中，C_SA总是小于1.00。它可以是0.99或更小、0.98或更小、0.97或更小、0.96或更小、0.95或更小、0.94或更小、0.93或更小、0.92或更小、0.91或更小、0.90或更小、0.89或更小、0.88或更小、0.87或更小、0.86或更小、0.85或更小、0.84或更小、0.83或更小、0.82或更小、0.81或更小、0.80或更小、0.79或更小、0.78或更小、0.77或更小、0.76或更小、0.75或更小、0.74或更小、0.73或更小、0.72或更小、0.71或更小、0.70或更小、0.69或更小、0.68或更小、0.66或更小、0.64或更小、0.62或更小、0.60或更小、0.58或更小或0.55或更小。这些值对应于可以计算的C_DM的其他值。例如，0.94的C_SA对应于0.97的C_DM；0.90的C_SA对应于0.95的C_DM；并且0.81的C_SA对应于0.90的C_DM。

通常，C_SA不小于0.50。它可以是0.50或更大、0.55或更大、0.60或更大、0.65或更大、0.68或更大、0.70或更大、0.72或更大、0.74或更大、0.76或更大、0.78或更大、0.80或更大、0.82或更大、0.84或更大、0.86或更大、0.88或更大、0.90或更大、0.92或更大、0.94或更大、0.96或更大、或0.98或更大。

充气轮胎通常仅在其被外胎和(任选地)轮辋包围之后才完全充气，否则基本上不可能将其放置在外胎中。另一方面，非充气内胎通常难以安装在轮辋上和外胎中，因为它不能放气并且具有不能容易改变的体积。此外，虽然良好的骑行性能通常需要轮胎的一定刚度，但这种刚度经常妨碍将非充气轮胎(手动)安装到外胎中并安装到轮辋上。因此，常规非充气内胎通常与外胎和轮辋没有良好的匹配。这对于乘坐性能和外胎的磨损是不利的。

在本发明的组件中，外胎的(最大可实现的)体积(即由外胎、嵌体和可能的轮辋限定的空间的体积)小于未组装的内胎的体积。因此，内胎在组装后处于压缩状态，即其处于张紧状态。因此，预期组装本发明的组件至少与将组件与诸如PU内胎的常规非充气内胎组装的难度一样。然而，这似乎并非如此。例如，组装可以通过常规安装工具容易地进行，最终特别适合于此目的。这对于想要在其常规车轮组件(例如，其自行车或轮椅)中使用本发明的E-TPU轮胎的消费者来说是很重要的，因为他们(或其自行车修理店)可以通过新的非充气E-TPU轮胎代替(刺破的)充气内胎而不需要太多努力。此外，在常规车轮组件中这样使用E-TPU内胎不需要在其没有磨损的情况下购买新的外胎和/或新的轮辋。

另外，令人惊讶地发现，本发明的组件的骑行性能足以与具有充气轮胎的常规组件的骑行性能相当。而且，相对于具有非充气轮胎的常规组件的性能，它们甚至得到了改进。

在其中外胎的胎圈固定在轮辋凸缘后面的具有外胎和(充气或非充气)内胎的常规车轮组件中，内胎的大部分被外胎包围，即内胎的大部分外表面与外胎的内表面接触。仅仅是存在于胎圈之间的内胎的表面未被外胎覆盖。因为后退的轮辋底部(由于轮辋凸缘的存在，这是轮辋的固有特性)，所以在轮辋底部与存在于胎圈之间的内胎的表面之间通常存在空腔。因此，内胎的该表面部分处于与空气的界面处并且因此不由车轮组件的任何实心结构部分支撑。

特别是对于轮辋凸缘之间的距离(诸如16-22mm)相对较小的轮辋，在内胎与轮辋底部之间保持空腔。当距离为23mm或更大时，则内胎可能接触轮辋底部。

对于其中包括膨胀聚合物(诸如膨胀热塑性聚氨酯)的非充气内胎在压缩下放置在外胎中的车轮组件，令人惊讶地发现，用坚硬且坚固的材料填充空气腔导致车轮组件的高度改善的骑行性能。然后至少部分地填充空气腔，填充物均匀地分布在轮辋的圆周周围并且其与内胎接触。通过根据本发明的嵌体来执行该填充。

嵌体原则上位于轮辋底部。轮辋底部可以覆盖有薄的保护层，该保护层覆盖轮辋中的允许轮突连接的孔。在这种情况下，保护层可以被认为是轮辋底部并且然后嵌体位于其上。

嵌体具有内圆周。当安装在本发明的车轮组件中时，这是面向轮辋底部和整个车轮组件的中心的圆周。嵌体还具有外圆周。当安装在本发明的车轮组件中时，这是面向内胎的圆周。

嵌体具有厚度，其被限定为内圆周与外圆周之间的距离。当安装在车轮组件中时，嵌体的厚度限定了轮辋底部与内胎之间的距离。嵌体的厚度是在车轮组件的径向上的距离。由于通常要求车轮组件是完美的圆形，因此本发明的嵌体的厚度原则上在其整个圆周上是恒定的。

看起来在其中内胎没有由嵌体支撑的组件中，E-TPU显著变形。发生这种变形是因为E-TPU被压靠在由凸缘形成的小开口上，并且一小部分甚至可以通过开口并移动到空腔中。因此，当没有嵌体时，E-TPU内胎的一小部分处于高张力下并且被高度压缩。这增加了E-TPU的磨损，这是不希望的。此外，当在缺乏嵌体的车轮组件上骑行时，通过由外胎的两个胎圈形成的小开口挤压E-TPU并且缺乏对压入空腔中的材料的固体支撑导致低效的能量吸收和能量释放。

相反，当轮辋上存在嵌体时，不允许E-TPU内胎进入外胎的胎圈之间的小开口。以此方式，胎圈附近的材料中的强烈局部变形和伴随的高局部张力极大地减小。此外，装载车轮组件不会导致通过胎圈之间的开口使材料挤压空气。这增加了内胎的寿命。

另外，测量证明了本发明的组件(即具有嵌体)的滚动阻力明显低于缺少嵌体的组件的滚动阻力。这证实了在本发明的组件中能量损失在较小程度上发生。

然而，相反，在包括充气内胎或非充气(块状)内胎(诸如聚氨酯内胎)的常规车轮组件中，没有观察到嵌体的显著有益效果。

嵌体在这样的车轮组件中也是有利的，在该车轮组件中内胎已经接触轮辋底部，诸如具有相对较大的凸缘到凸缘距离的组件。同样在这种组件中，内胎已经变形，具体是由于挤压通过外胎的胎圈之间的开口，更具体是由于E-TPU在压力下存在于外胎中的事实。在此类组件中，嵌体的存在防止了不利的变形和挤压通过胎圈之间的开口。

嵌体的另一个优点是它可用于调节轮胎的硬度。例如，可以使硬度适应自行车的重量、骑自行车的人的重量以及自行车(行李)的最终进一步加载的重量。以此方式，当需要更软或更硬的轮胎时，不需要更换E-TPU内胎，也不需要库存多个E-TPU内胎。在此类情况下仅改变嵌体(原则上比E-TPU内胎更便宜)就足够了。

内胎的压缩程度随时间推移而稳定。嵌体似乎在本文中起重要作用，因为在没有嵌体的情况下，内胎被缓慢地挤压通过由外胎的两个胎圈限定的开口。这导致SAS1的增加并从而导致随着时间推移而向一靠近的CSA。因此，1)压缩的E-TPU内胎和2)嵌体这两个特征协同地一起操作并且也作为负责本发明的有利效果的整体。

为了有效，本发明的组件中的嵌体必须至少接触轮辋底部以及E-TPU内胎。通常，嵌体在内胎与轮辋底部之间被挤压，即内胎以及轮辋底部在基本相反的方向上压靠嵌体。以此方式，在车轮上骑行期间，至少部分地防止内胎被挤压通过外胎的胎圈之间的开口。由于骑行(包括由于不平坦的路面而引起的最终冲击的吸收)而导致的在组件中的内胎的压缩然后在内胎的材料中更均匀地发生，并且不仅仅大部分在外胎的胎圈的附近。

因此，为了有效，嵌体应当至少具有足以接触轮辋底部以及内胎的厚度。因此，嵌体的绝对厚度主要取决于轮辋的尺寸和固定胎圈的凸缘的设计。通常，嵌体的厚度为4mm或更大。它也可以是5mm或更大、6mm或更大、7mm或更大、8mm或更大、10mm或更大、12mm或更大、15mm或更大、或20mm或更大。

例如，对于具有相互距离在20-22mm范围内的轮辋凸缘的轮辋，嵌体的厚度优选地在10-12mm的范围内。在这种车轮组件中，内胎的直径优选为36-38mm。

嵌体具有主内径，其被限定为由嵌体包围的圆的直径。主内径取决于轮辋凸缘的直径，所述轮辋凸缘的直径是由轮辋凸缘形成的圆的直径。嵌体的主内径优选小于轮辋凸缘的内径，使得嵌体必须被拉伸以便将其拉到轮辋凸缘上。主内径例如为轮辋凸缘内径的99％或更低、98％或更低、97％或更低、96％或更低、95％或更低、94％或更低、92％或更低、或90％或更低。太小的主内径使得几乎不可能将嵌体拉到轮辋凸缘上，而太大的直径导致嵌体起皱并形成不规则的形状。

如上所述，本发明的嵌体限制了内胎朝向轮辋底部的移动。因此，嵌体优选由难以压缩的材料制成。例如，嵌体的材料的硬度为肖氏75A或更高、80A或更高、85A或更高、90A或更高、或95A或更高。或者，其杨氏模量为10MPa或更高。

嵌体可以由具有所需硬度的橡胶或塑料制成。

在与嵌体通常旋转时所处的平面垂直的平面中的嵌体横截面可以是圆形、椭圆形、矩形、正方形或任何其他合适的形状。

嵌体可以是中空的，就像管子一样。它也可以是块状的，即具有连续和固体的介质。中空嵌体具有较低质量的优点，当车轮组件是车辆的一部分时，这通常是有益的。中空管原则上需要比块状嵌体更高的硬度的材料，因为中空物体通常更易压缩。例如，对于中空嵌体，可以使用材料硬度为肖氏95A或更高的管。该管的壁厚可以在1-3mm的范围内，总直径可以在5-14mm的范围内，具体地在8-12mm的范围内。

原则上，压缩程度与轮胎的绝对尺寸无关。因此，内胎原则上可以具有任何SA_S2和DM_S2。取决于其中使用本发明的组件的车辆的类型，内胎和外胎的尺寸可以不同。例如，为了自行车和轮椅的目的，内胎的DM_S2优选地在20-50mm的范围内(对应于在314-1963mm²范围内的SA_S2)。它也可以在30-40mm的范围内(对应于在707-1257mm²范围内的SA_S2)或在33-37mm的范围内(对应于在855-1075mm²范围内的SA_S2)。

DM_S2也可以是48mm或更低、46mm或更低、44mm或更低、42mm或更低、40mm或更低、39mm或更低、38mm或更低、37mm或更低、36mm或更低、35mm或更低、34mm或更低、33mm或更低、32mm或更低、31mm或更低、30mm或更低、29mm或更低、28mm或更低、27mm或更低、26mm或更低、25mm或更低、24mm或更低、23mm或更低、22mm或更低、或21mm或更低。

DM_S2可以是20mm或更大、21mm或更大、22mm或更大、23mm或更大、24mm或更大、25mm或更大、26mm或更大、27mm或更大、28mm或更大、29mm或更大、30mm或更大、31mm或更大、32mm或更大、33mm或更大、34mm或更大、35mm或更大、36mm或更大、37mm或更大、38mm或更大、39mm或更大、40mm或更大、42mm或更大、44mm或更大、46mm或更大、或48mm或更大。

SA_S2可以是1,800mm²或更小、1,500mm²或更小、1,300mm²或更小、1,150mm²或更小、1,000mm²或更小、900mm²或更小、800mm²或更小、700mm²或更小、600mm²或更小、500mm²或更小、或400mm²或更小。SA_S2可以是350mm²或更大、400mm²或更大、500mm²或更大、600mm²或更大、700mm²或更大、800mm²或更大、900mm²或更大、1,000mm²或更大、1,150mm²或更大、1,300mm²或更大、1,500mm²或更大或、1,700mm²或更大。

必须指出的是，手动压缩由具有特定可压缩性的E-TPU制成的内胎的限制实际上取决于1)内胎的直径和2)要实现的压缩程度C_SA。只有当C_SA更接近一时才可以使用更高的直径，并且当C_SA更偏离一时，也可以使用更小的直径。

在一个实施方案中，车轮组件由具有37mm的DM_R2(对应于1075mm²的SA_R2)的内胎制成。将该内胎放置在其尺寸需要压缩内胎的特定外胎中。在购买轮胎时通常不指定外胎内侧的尺寸；外胎通常在出售时的名称仅带有其中轮胎宽度。在这种特殊情况下，宽度为40mm。当分析本发明的所得组件时，SA_S1被测量为800mm²，由此计算出0.74的C_SA。

如上所述，自行车和轮椅是其中可应用本发明的车轮组件的车辆。对于该应用，内胎的DM_S2优选在20-50mm的范围内。然而，本发明的车轮组件可以得到更广泛的应用，例如在电动自行车中(即具有用于推进的集成电动机的自行车，通常称为电动自行车)，滑板车、电动滑板车、摩托车、汽车、卡车、独轮车、手推车、手推童车、婴儿车和手推平车。在这些应用中，内胎的DM_S2通常大于自行车的DM_S2。例如，它在40-250mm的范围内(SA_S2则在1,257-49,087mm²的范围内)、50-200mm(SA_S2则在1,964-31,416mm²的范围内)、75-150mm(SA_S2则在4,418-17,671mm²的范围内)、或在100-250mm的范围内(SA_S2则在7,854-49,087mm²的范围内)。

本发明的内胎的轮胎圆柱体的横截表面在状态S2时不一定是圆形的。它也可以具有卵形或椭圆形或适合于特定外胎的任何其他形状。卵形或椭圆形可以具体地定向成使得其最长直径是轮胎平面(即其中轮胎正常旋转的平面)中的线。以此方式，由外胎施加的压力可以围绕横截表面的周边变化，其方式使得沿着轮胎的螺纹与面向螺纹的嵌体之间的线施加最高压力。由于这种形状，内胎在固定在凸缘处的两个胎圈之间具有更好的配合。此外，还有更多的力将内胎推向嵌体。这些效果导致以更高百分比填充由外胎和轮辋限定的空间，这可以改善车轮组件的性能(特别是滚动阻力)、道路保持和沿曲线骑行时的组件稳定性。

除了轮胎圆柱体的直径(其垂直于轮胎将正常旋转的平面)之外，本发明的组件中的轮胎在轮胎正常旋转的平面中也具有直径。出于本发明的目的，该直径将被称为轮胎的主直径。自行车外胎的常见主直径例如是12英寸、16英寸、20英寸、24英寸、26英寸或28英寸。轮胎的主直径可以是由轮胎包围的圆的直径(“主内径”)，或轮胎的外周边的直径(“主外径”，对应于轮胎的最大尺寸)。

状态S1中的内胎的主外径通常等于外胎的主外径减去外胎的螺纹厚度的两倍。

当内胎要安装在具有特定尺寸的轮辋上时，状态S2中的内胎的主内径可以在一定范围内。由于在S1中内胎可以使其尺寸和形状适应外胎的尺寸和形状，因此可以在外胎中容纳不同的直径。状态S2中的内胎可以例如具有小于轮辋凸缘的直径的主内径。这意味着内胎需要被拉伸以便将其拉到轮辋凸缘上，这通常也是常规外胎安装在轮辋上的情况。主内径通常是轮辋凸缘直径的90％或更大。它也可以是93％或更大、95％或更大、97％或更大、或99％或更大。

状态S2中的内胎的主内径也可以大于轮辋凸缘的直径，这通常是常规膨胀的充气内胎的情况。主内径可以是轮辋凸缘直径的101％或更大、103％或更大、105％或更大、107％或更大、110％或更大、或113％或更大。它通常是轮辋凸缘直径的115％或更小。它也可以是轮辋凸缘的直径的110％或更小、107％或更小、105％或更小、103％或更小、101％或更小、98％或更小或95％或更小。通常，它在轮辋凸缘直径的92-118％范围内或在94-110％范围内。太大的主内径可能妨碍内胎在外胎中的良好定位，因为内胎可能在外胎中起皱，从而导致内胎和外胎的不规则和/或变形的组装。在组件上骑行期间，此类不规则和/或变形可能在其每次接触地面时导致重复的碰撞。

如以上已指示的，本发明的组件中的内胎通常不会围绕轮胎圆柱体的横截表面区域的周边均匀地压缩，其结果是状态S1中的表面区域的形状通常与状态S2中的表面区域的形状不同。与螺纹侧面相比，与原始形状的偏差特别发生在轮辋侧面。外胎的两个胎圈由轮辋凸缘挤压在一起，使得压缩的内胎的横截面达到类似于梨形的形式。它的主要部分是圆形或卵形(在螺纹和侧面处)，其在一侧(嵌体处)具有小延伸部。

具体实施方式

图1显示了当轮胎从状态S1到状态S2时，内胎的横截表面积SA如何变化。图1中的左图是内胎(1)的轮胎圆柱体的横截面图，表示状态S2中的内胎。图1中的右图也是内胎的轮胎圆柱体的横截面图，但在这种情况下内胎存在于本发明的组件(2)中，表示状态S1中的内胎。组件(2)包括外胎(3)和轮辋(4)，所述轮辋(4)包括两个轮辋凸缘(5)和轮辋底部(6)。外胎(3)通过固定在轮辋凸缘(5)后面的两个胎圈(7)连接到轮辋(4)。此外，根据本发明的嵌体(8)存在于轮辋底部(6)和E-TPU内胎(1)之间。由于压缩而引起的轮胎圆柱体横截表面的形状改变可以在图1中清楚地看到，因为当内胎存在于本发明的组件(2)中时它不再是圆形的。

图2表示本发明的组件(2)的三维表示，示出了内胎(1)、包括两个胎圈(7)(仅示出一个)的外胎(3)、包括两个轮辋凸缘(5)、轮辋底部(6)的轮辋(4)和嵌体(8)。

图3展示嵌体(8)对车轮组件(2)中的内胎(1)的形状的影响。右侧的图像显示了本发明的组件(2)的横截面视图，其中内胎(1)压靠在嵌体(8)。左侧的图像显示相同的组件(2)，但不同之处在于缺少嵌体。该图展示由于嵌体(8)而引起的内胎(1)的形状差异和变形。

图4至图7显示舒适度测量值的曲线图。在不同压力范围下将本发明的组件的舒适度与缺少嵌体的对应组件的舒适度、与具有非充气PU内胎的组件的舒适度、以及与具有充气内胎的组件的舒适度进行比较。图4和图6是通过Schwalbe Energizer Plus外胎获得的，并且图5和图7是通过CST Xpedium safe外胎获得的。图6.1包含四个曲线图：一个曲线图表示本发明的组件，并且三个曲线图表示具有2、3、4巴下的充气内胎的组件。为清楚起见，图6.2和6.3中示出从图6.1中的四个曲线图中的选择。图7.1也包含四个曲线图：一个曲线图表示本发明的组件，并且三个曲线图表示具有2、3、4巴下的充气内胎的组件。为清楚起见，图7.2和7.3中示出从图7.1中的四个曲线图中的选择。

轮辋凸缘可以具有在14-30mm范围内的间距。它也可以在16-18mm的范围内，在18-21mm的范围内或在22-26mm的范围内。

根据本发明的车轮组件通过在实际重量的载荷下测量它们的滚动阻力、驾驶舒适度和变形来研究。将这些值与以下情况时获得的值进行比较：

1)E-TPU轮胎+嵌体仅用常规充气内胎替换；或者

2)E-TPU轮胎+嵌体用常规非充气PU内胎+嵌体替换；或者

3)从本发明的车轮组件中移除嵌体。

通过使用“世界上最省油的车辆”(ISBN-10:3728131342)中描述的钟摆滚动阻力测试来执行对滚动阻力的测量。测量值是车轮运动的时间，即较长的时间对应于较低的滚动阻力。

当包括本发明的车轮组件的自行车在某个轨迹上骑行时，通过随时间测量垂直加速度和减速度来确定驾驶舒适度。由于轨迹不是平坦的，因此自行车在骑行时会遇到碰撞，所述碰撞由安装在自行车上的加速度计记录。所获得的曲线图的峰高度和谷深度指示自行车的振动程度。高振动程度由高峰和低谷表示。骑自行车者经历的这种情况不如低振动程度那样舒适。在特定骑行期间，最初获得一组1060个数据点。出于美观原因和易于观看，选择代表性的32个最高和最低振幅并将其绘制成曲线图(图4至图7)。

除了图4至图7中的可视化之外，还通过取每个轮胎的1060个数据点的平均来计算每个轮胎的平均垂直加速度来比较不同轮胎的舒适度。表3提供了由此获得的平均垂直加速度的概述，其针对每个测试轮胎指定。这些数据与图4至图7中显示的曲线图一致。

在将在本发明的组件上的骑行与具有2-3巴的充气轮胎的常规车轮组件上的骑行进行比较时，令人惊讶的是，本发明的组件中的外胎的磨损似乎比具有2-3巴的充气轮胎的常规车轮组件的磨损慢得多，因为具有充气轮胎的外胎比具有E-TPU的外胎承受更多的压痕-在两种情况下，压痕都是由于轮胎骑在其上的表面处存在隆起的结果。特别是最大的压痕(即其中轮辋凸缘直接撞到障碍物上并且受到损坏的压痕)可以用E-TPU轮胎来防止。

因此，在本发明的组件中的外胎的侧面(即螺纹与胎圈之间的外胎部分；该区域或多或少垂直于轮胎的螺纹)可以由不太严格要求的材料制成。原则上，本发明的组件中的外胎的主要功能是包含所需的螺纹并且能够紧密地包围内胎以及具有压缩内胎的强度。因此，它可以由较少的材料和/或不必承受大量(最大)压痕的材料制成。此外，由于内胎无法放气(因为内胎是非充气的)，因此外胎不需要是防刺破的。轮胎可以例如更薄，尤其是在侧面处，由此它将吸收更少的能量。这允许制造具有较低滚动阻力的车轮组件。在本发明的组件中的外胎的至少部分侧面中，厚度例如为1.5mm或更小、1.2mm或更小、1.0mm或更小、0.9mm或更小、0.8mm或更小、0.7mm或更小、0.65mm或更小、0.55mm或更小、0.50mm或更小、0.45mm或更小、0.4mm或更小、0.35mm或更小、或0.3mm或更小。

本发明的组件的另一个意想不到的优点是，当使用车轮组件时，内胎和外胎不会相对于轮辋滑动或滚动。与常规非充气内胎相比，压缩内胎在外胎上施加更大的向外力，使得外胎与轮辋的摩擦增加。此外，内胎也对嵌体施加压力，这也增加了与轮辋的摩擦。

本发明的组件的另一个惊人的优点是在静止期间，它在其自身重量以及其安装在的车辆的重量下在与地面的界面处不会明显变形。在常规非充气轮胎中，每当螺纹的变形部分接触地面时通常会发生重复的碰撞，但对于本发明的组件，没有观察到或注意到此类不规则性。这是意想不到的优点并且有助于本发明的组件的行驶舒适度。

在对舒适度、滚动阻力和静止期间的变形进行了定量测试之后，人们认识到并非车轮组件的所有特性都可以通过客观测量来获得。骑自行车是受到许多因素支配的骑行者的总体验。为了研究自行车中的本发明的组件是否使骑在自行车上更愉快或快乐，用一组45个骑行者执行测试。要求这些骑行者在(1)具有本发明的车轮组件的自行车和(2)具有充气轮胎的比较自行车上遵循特定轨迹。然后要求他们对有关他们对大体骑行体验、滚动阻力、舒适度和轮胎张力的感知的问题做出回答。

令人惊讶的是，具有本发明的车轮组件的自行车似乎提供了与具有常规的充气轮胎的自行车所提供的骑乘体验(关于单独测试的特性中的每一者以及整体)几乎相同的骑行体验。特别是，在两种自行车上体验到的舒适度和滚动阻力几乎相同。这是令人惊讶的，因为-通过客观测量以及主观测试-从常规的大量内胎中已知的是滚动阻力的改进总是以牺牲舒适度为代价的，反之亦然。因此，本发明的组件能够使两种特性基本上达到常规的充气轮胎的水平。这使得本发明的组件的性能类似于常规的充气轮胎，并且可以被认为与其等效。

然而，两种类型的车轮组件之间的差异在于，本发明的组件不会放气，这对于自行车骑行者来说是非常有利的。因此，现在可以在不损失常规充气轮胎的有益特性的情况下用块状轮胎来替换常规的充气轮胎。

根据已知方法来制造本发明的内胎。E-TPU在工业上可用作小胎圈，通过将胎圈在模具中暴露于蒸汽压力(例如，在1.6-3.0巴的范围内)来制备内胎。胎圈可具有球状或蛋状形状。

例如，本发明的组件可以通过将外胎的两个胎圈中的一个拉到轮辋的轮辋凸缘中的一个上，然后在将内胎压入外胎中的同时将嵌体和内胎拉到轮辋凸缘上来制备。一旦内胎在其整个周边上被外胎包围，外胎的第二胎圈就可以被拉到轮辋凸缘以形成本发明的车轮组件。可替代地，内胎可以放置在外胎中，然后可以通过将外胎的两个胎圈中的第一个拉到轮辋的轮辋凸缘中的一个上并将外胎的第二胎圈拉到轮辋凸缘上来将该组合物安装到轮辋上，所述轮辋包括处于轮辋凸缘之间的嵌体。

因此，本发明还涉及一种用于制备车轮组件的方法，其中内胎存在于外胎中，其中内胎处于压缩状态，所述状态与内胎未被外胎包围时的松弛状态相比被压缩，所述方法包括

-首先提供1)具有两个相对的圆形轮辋凸缘的轮辋；以及2)具有能够固定在轮辋的圆形轮辋凸缘处的两个胎圈的外胎；以及3)包括膨胀热塑性聚氨酯(E-TPU)的非充气内胎；其中当外胎固定在圆形轮辋凸缘处时，由外胎、嵌体和最终轮辋限定的最大可实现体积小于非充气内胎的最大可实现体积；4)嵌体；然后

-将外胎的胎圈中的一个(第一胎圈)拉到轮辋的轮辋凸缘中的一个上；

-将嵌体拉到轮辋的另一个轮辋凸缘上，使得其位于两个轮辋凸缘之间；

-将内胎压入外胎中；

-最后，将外胎的第二胎圈拉到与用于拉动第一胎圈的轮辋凸缘相同的轮辋凸缘上，以形成本发明的车轮组件。

在上述方法中，最优选在将嵌体拉到另一个轮辋凸缘上的步骤之后执行将内胎压入外胎中的步骤。原则上也可以在将第一胎圈拉到轮辋凸缘中的一个上之前执行将内胎压入外胎中的步骤。所述步骤中的最后一步始终是将第二胎圈拉到自由轮辋凸缘中的一个上。

原则上也可以将嵌体拉到轮辋凸缘上并将其放置在两个轮辋凸缘之间，并且此后仅安装外胎。然后可以通过以下者执行后者：1)将第一胎圈拉到轮辋凸缘上并拉到嵌体上；2)将内胎压入外胎中；3)最后将外胎的第二胎圈拉到同一轮辋凸缘上。同样，也可以在将第一胎圈拉到轮辋凸缘中的一个上之前将内胎压入外胎中。

发现嵌体在制备车轮组件期间提供了意想不到的优点，其中内胎具有特定的压缩程度。由于内胎在车轮组件中就位时也在嵌体上施加力，因此嵌体也是压缩的至少一部分的原因。在安装过程中，嵌体上的压力仅在最后步骤中建立，即在将外胎的第二胎圈拉到轮辋凸缘上的过程中。此外，在该步骤期间，轮胎的作用类似于围绕其中一个轮辋凸缘旋转的杠杆。这使得更容易完成到目标压缩程度的压缩。另外，在该步骤中，内胎基本上被压入外胎中，使得由两个胎圈限定的开口减小，这进一步有助于制备本发明的车轮组件的容易性。

如上所述，在某些情况下，可能难以在轮辋上将内胎手动安装在外胎中以制备本发明的组件。特别是在内胎的必要压缩程度需要太大的力来手动执行此操作的情况下。这个问题可以通过暂时将内胎暴露于减小的压力(即，小于一个大气压的压力)来解决。以这种方式，将在闭孔与周围环境之间产生压力差，因为E-TPU不能膨胀太多以致闭孔中的压力与周围环境的压力保持一致。然而，闭孔与内胎的周围环境相平衡，即孔内的压力与周围环境中的压力齐平。这通过使过量空气从闭孔通过闭孔的壁扩散到周围环境中而发生。当压力再次增加(通常达到大气压)时，闭孔破裂，因为E-TPU由于其弹性而不能承受增加的压力。因此，内胎占据了减小的体积并且变得更易于管理。在这种状态下，轮胎被放置在外胎中和轮辋周围，优选地还将两个胎圈固定在轮辋凸缘后面。与内胎处于其初始松弛状态的情况相比，该方法更容易实施。在内胎长时间暴露于增加的压力(特别是大气压)期间，闭孔中的压力与周围环境中的压力齐平。最后，内胎以压缩方式存在于外胎中，这与在从状态S2到状态S1的正常(例如手动)压缩之后发生的情况相同。这种组装车轮的方式可以用于辅助手动组装，或者当不可能仅通过手动方法组装时可以使用所述方式。当预期的组件具有更极端的C_SA值(例如，0.75或更低)时和/或当轮胎圆柱体的横截表面积大时(40mm或更大)，可能发生后一种情况。

因此，在根据本发明的用于制备车轮组件的方法的实施方案中，内胎在被压入外胎中之前被：

-暴露于小于1巴的压力；然后

-暴露于大气压。

小于一巴的压力例如为0.7巴或更小、0.5巴或更小、0.3巴或更小、0.1巴或更小、0.5巴或更小或0.01巴或更小。优选地，逐渐施加该压力以确保闭孔不会被损坏。暴露于小于1巴的压力的时间可以是10分钟或更长、30分钟或更长、1小时或更长、2小时或更长、5小时或更长、12小时或更长、或24小时或更长。

本领域技术人员将知道如何在不损坏材料的情况下逐渐施加减小的压力，并且将知道施加该压力的持续时间，或者能够在不进行过度实验的情况下并且在不需要付出创造性的努力的情况下找到这些持续时间。

使内胎压缩更方便的另一种方法是使用压缩模具，其中在将内胎放置在本发明的组件中之前对其进行预压缩。在这种模具中，内胎的形状和尺寸被暂时改变，使得它可以更容易地放置在本发明的组件的外胎中。由于此改变的暂时性，预压缩轮胎在从压缩模具中释放之后直接被压入外胎中。

如上所述，本发明的组件中的内胎和外胎不会彼此粘附。原则上，当拆卸组件时，内胎和外胎也可以容易地分开。然而，在特定实施方案中，内胎和外胎彼此连接，即它们彼此粘附。这具有以下效果：当用车轮组件骑行时，内胎与外胎之间不发生摩擦。另外，内胎和外胎在使用期间不会(暂时地)彼此分离。例如，外胎上的侧面不会与内胎的侧面松散接触，这导致外胎疲劳和损坏较少，并且降低了车轮组件的滚动阻力。另外，由于磨损而导致内胎发生较小的损坏，因为其与外胎的连接不允许两个轮胎的相对运动，从而不会有机会产生磨擦力。

两个轮胎之间的连接可以通过将它们熔合在一起来实现，例如通过将两个轮胎的组合加热到两种材料都熔化的温度。在此类情况下，外胎可以由PU制成。由于与内胎的E-TPU的化学和物理相容性，使用PU的外胎特别有益。用于连接两个轮胎的另一种方法依赖于使用胶水。

示例

材料

制备本发明的不同车轮组件并将其与已知的车轮组件进行比较。

在根据本发明的组件中，使用Schwalbe Energizer Plus外胎、CST PlatinumProtector或CST Xpedium Safe外胎。它们都是可商购获得的28英寸和40mm宽的外胎，并且是荷兰常用的轮胎。

内胎的E-TPU以名称“Infinergy”^TM从BASF获得。通过在蒸汽压力下在模具中处理膨胀的TPU的球状胎圈来获得该材料的内胎。E-TPU具有约250kg m^-3的密度。E-TPU内胎在压力下存在于外胎中，使得状态S1下的SA为状态S2下的SA的约0.74倍。状态S2下的E-TPU内胎的直径为37m，其中SA_S2为1075m²，SA_S1为800m²。

出于比较目的而测试的组件也是外胎和内胎的组件。测试的外胎也是上述类型的轮胎，而内胎涉及针对一系列空气压力进行测试的常规的充气轮胎，以及常规的非充气聚氨酯轮胎。

方法

根据本发明的车轮组件通过在实际重量的载荷下测量它们的滚动阻力、驾驶舒适度和变形来研究。将这些值与当相同的车轮组件设置有常规的充气轮胎或常规的非充气轮胎而不是E-TPU轮胎时获得的值进行比较。

通过使用“世界上最省油的车辆”(ISBN-10:3728131342)中描述的钟摆滚动阻力测试来执行对滚动阻力的测量。实验数据中所提供的值是三次测量值的平均值。

当包括要测试的两种类型的车轮组件的自行车在某个轨迹上骑行时，通过随时间测量垂直加速度和减速度来确定驾驶舒适度。为此，在自行车上安装了加速度计。最初针对每个轮胎获得一组1060个数据点，通过对1060个数据点求平均得到单个值。对于每个轮胎，表示轮胎的舒适度的实验数据中所提供的值是三次测量值的平均值(即，三组1060个数据点的平均值)。出于美观原因和易于观看的目的，选择代表性的32个最高和最低振幅并将其绘制成曲线图(图4至图7)。

为了确定具有实际重量的载荷下的变形程度，测量轮胎与地面的接触表面积。为此，包括轮胎的车轮组件安装在自行车车架的后部(自行车的前部包含另一个车轮组件，其具有不相关的规格)。后轮胎安放在平坦且坚硬的表面上，所述后轮胎适合涂上涂料。外胎的螺纹的一部分通过辊设置有薄的涂料层。然后，抬起自行车的后部，并通过使车轮组件旋转来将螺纹的涂漆部分放置在地面的前面。此后，缓慢释放后部，使轮胎与地面接触。然后，自行车的后座逐渐装载约95kg的人的重量，由此形成轮胎在表面上的印刷。此后，从座位上小心地释放重量并且自行车被移走，从而留下印记。在涂料干燥之后，使用3D CAD软件(Autodesk Inventor 2015)确定印记的表面积。在整个印刷过程中，后轮的制动器被完全阻挡，从而防止车轮组件滚动，滚动会导致太大的印记。

通过切开内胎并将所得的横截面放置在二维中具有毫米规模的透明玻璃板上来测量实验中所使用的非充气内胎的横截面表面积。通过从玻璃板的另一侧拍摄的照片并通过使用标准微积分手段，计算横截面的表面积。如果内胎是状态S1下的E-TPU内胎(即，在压缩状态下)，则将本发明的组件中的内胎连同包围它的外胎一起切开。在切开之后直接将横截面放置在玻璃板上并拍摄照片。以这种方式，可以在内胎的任何实质膨胀发生之前进行测量。

结果

1.测量滚动阻力、骑行舒适度、接触表面积

1.1.a.滚动阻力-嵌体的影响。

对于三种外胎中的每一者，将本发明的组件的滚动阻力与缺少嵌体的对应组件的滚动阻力和/或与包含聚氨酯而不是E-TPU的块状轮胎的对应组件的滚动阻力进行比较。

结果显示在表1中(本发明的组件以灰色突出显示)。表1表明嵌体的效果仅在具有E-TPU内胎的组件中体现。

表1：滚动阻力-嵌体的影响。

1.1.b.滚动阻力-与常规充气和非充气组件的比较结果

此外，将本发明的组件的滚动阻力与具有充气轮胎或块状PU轮胎的常规组件的滚动阻力进行比较。

表2表明，本发明的组件(以灰色突出显示)滚动阻力相对于常规的块状PU内胎的滚动阻力得到改进。对于具有特定外胎的每种组件，滚动阻力仍然略低于具有充气轮胎的对应组件的滚动阻力。考虑到充气轮胎上的许多骑自行车者使轮胎的压力太低(例如，2巴)，与充气轮胎的差异实际上更小。此外，具有高端外胎(Schwalbe Energizer Plus，33.4s)的本发明的组件的滚动阻力甚至低于具有2巴充气轮胎和中等质量外胎(CSTPlatium Protector,31.3s)的常规组件的滚动阻力。

表2：滚动阻力-与常规组件的比较结果。

1.2.a.舒适度-嵌体的影响。

对于Schwalbe Energizer Plus外胎，将本发明的组件的舒适度与缺少嵌体的对应组件的舒适度进行比较。

结果显示在图4中。该图表明，当存在嵌体时(与不存在嵌体相比)，具有E-TPU内胎的组件失去一点舒适度。

1.2.b.舒适度-与常规的非充气组件的比较结果

对于Schwalbe Energizer Plus外胎和CST Xpedium Safe外胎，将本发明的组件的舒适度与包含具有聚氨酯的块状轮胎的常规组件(没有嵌体-存在或不存在嵌体与常规的聚氨酯内胎的组合对于舒适度没有显著的差异，发现滚动阻力的情况也是如此)进行比较。

结果显示在图4(Schwalbe Energizer Plus)和图5(CST Xpedium Safe)中。在此，证明了本发明的组件的舒适度远高于具有PU内胎的常规组件的舒适度。

1.2.C.舒适度-与常规的充气组件的比较结果

对于Schwalbe Energizer Plus外胎和CST Xpedium Safe外胎，将本发明组件的舒适度与具有不同压力的充气内胎的一系列对应组件(无嵌体)的舒适度进行比较。结果显示在图6(Schwalbe Energizer Plus)和图7(CST Xpedium Safe)中。在此，证明了本发明的组件的舒适度(对于两种类型的外胎)与具有在约3巴的压力下的充气内胎的组件的舒适度相当。图6.1和图7.1各自包含成套四个曲线图：一个曲线图表示本发明的组件，并且三个曲线图表示具有2、3、4巴下的充气内胎的组件。为清楚起见，图6.2、图6.3、图7.2和图7.3包含其选择。

除了图4至图7中的可视化之外，还基于每个轮胎的平均垂直加速度来比较轮胎的舒适度。通过对轮胎的1060个数据点求平均来计算轮胎的平均垂直加速度。由此获得的平均加速度的值列于表3中。可以看出，这些与图4至图7中所示的舒适度测量中出现的图像一致。例如，充气轮胎中的较高气压给出较高的平均加速度，因此舒适度较低；并且块状PU轮胎导致目前为止的最高加速度，并且因此产生了具有最低舒适度的组件。另一方面，本发明的组件在2-4巴的范围内加压时给出了充气组件的舒适度。特别地，可以看出，对于40mmSchwalbe Energizer Plus外胎，本发明的组件的舒适度对应于充气至略高于3巴的压力的充气轮胎(平均加速度分别为1.37和1.34)的舒适度。在小组测试中使用具有该轮胎的组件(参见下面的点2)。

表3：具有不同轮胎的车轮组件的平均垂直加速度。

此外，对于40mm CST Xpedium Safe外胎，本发明的组件的舒适度对应于充气至约3.5巴的压力的充气轮胎的舒适度(相应的平均加速度为1.39和1.37，后者通过插入1.32(3巴)和1.42(4巴))。

1.3.a.接触表面积-嵌体的影响

对于Schwalbe Energizer Plus外胎，将本发明的组件与地面的接触表面积与缺少嵌体的对应组件的接触表面积进行比较。前者的表面是2916mm²，而后者的表面是3190mm²(参见表4)，这与上述发现一致，即嵌体的存在降低了滚动阻力并且略微降低舒适度。

1.3.b.接触表面积-与常规充气组件的比较结果

对于CST Xpedium Safe外胎，将本发明的组件的接触表面积与具有2和3巴的压力下的充气内胎(没有嵌体)的两个对应组件的接触表面积进行比较。结果显示在表4中(本发明的组件以灰色突出显示)。在此，证明了本发明的组件的接触表面积与具有在约3巴的压力下的充气内胎的组件的接触表面积相当。

表4：车轮组件与地面的接触表面积-与常规组件的比较结果。

2.小组测试

由45名荷兰经验丰富的自行车骑行者组成的小组使用其两个车轮是本发明的组件的自行车。作为对比，他们还使用具有常规的充气车轮组件的自行车，充气至3巴的压力。除了车轮组件之外，在该小组测试中使用的两种自行车基本相同。选择3巴的压力是因为该压力在舒适度测量中给出了与本发明的特定组件类似的垂直加速度(也参见示例的第1.2.c节和表3)。换句话说，在该压力的情况下，轮胎的硬度达到与具有E-TPU的内胎的轮胎的硬度相当。

在自行车中使用的本发明的组件是在以上章节“材料”中描述的那些。自行车骑行者在繁忙的荷兰自行车路线上的一个休息地点被拦截，并被要求参加小组测试。

所述测试以所谓的双盲方式进行，即，小组成员和负责小组测试的调查员小组都不知道两种自行车中的哪一者包含充气内胎或E-TPU内胎。为了保持自行车在视觉上相同，具有本发明组件的自行车在每个轮辋上配备有假气阀。

关于小组成员必须注意其体验的表格包含10个问题。回答这些问题需要选择一个李克特量表的适当点。所述量表包含五个选择：1.差；2.合格；3.良好；4.很好；5.优秀。问题如下：

1.您的总骑行体验如何？

2.您在平坦(红色)沥青上的骑行体验是什么？

3.您在砖路上的骑行体验是什么？

4.您对滚动阻力有何总的看法？

5.您对砖路上的舒适度有何看法？

6.在驾驶到路缘上时，您对舒适度有何看法？

7.在驶离路缘时，您对舒适度有何看法？

8.您对转弯中自行车的驾驶行为有何看法？

9.您对自行车的制动有何看法？

10.您对轮胎的张力有何看法？

最后，表格中包含一个备注部分，其中小组成员可以自行决定提出额外的评论。

表5总结了所有45位受访者对这些问题的答案。自行车1具有本发明的车轮组件，而自行车2具有常规的充气车轮组件。

表5.小组测试结果摘要。

问题1-3针对的是骑行体验，这是所有因素的结果，这些因素有助于如何感知特定自行车的骑行。这三个问题的答案表明，具有本发明的车轮组件的自行车给予受访者与具有充气轮胎的对比自行车的体验基本相同的体验。

在问题4中，受访者被要求就滚动阻力发表意见。答案表明，对于两辆自行车而言，滚动阻力的感知基本相同。

问题5-7针对的是舒适度。发现具有本发明的组件的自行车在砖路上具有类似于具有充气轮胎的自行车的舒适度，而对于具有本发明的组件的自行车而言，上坡路缘的体验更舒适。

在问题8和9中，要求受访者分别就自行车在转弯和自行车制动时的行为发表意见。在这两个区域的每一个中，具有本发明的组件的自行车的性能略微落后于具有充气轮胎的对比自行车的性能。

问题10是关于轮胎的张力。受访者的判断证实，本发明的轮胎的硬度被认为与3巴下的充气轮胎的硬度相当。此外，他们似乎对这种压力感到满意，因为45位受访者中有29位认为压力“很好”，而其中16位甚至认为压力“优秀”。没有受访者将E-TPU轮胎的张力评为“差”、“合格”或“良好”。

通过计算李克特量表上的选择的加权和，可以将所有十个问题中的两辆自行车的总得分记录成一个值。这些结果显示在表6中。两辆自行车的总分相差约0.26％，这可以忽略不计。

此外，在某些形式上，备注部分的评论中包含的说法是，两辆自行车之间实际上没有发现任何差异。在其他情况下，在完成两辆自行车的骑行之后，受访者也口头提供了此消息。

总之，可以说小组测试的答案表明，具有本发明组件的自行车具有的性能和骑行感觉与具有充气轮胎的对比自行车的性能和骑行感觉类似。

表6.测试结果的加权和以及两辆自行车的总分。

Claims

1.一种车轮组件(2)，包括：

-轮辋(4)，其具有轮辋底部(6)和彼此相对的两个圆形轮辋凸缘(5)；

-外胎(3)，其具有固定在所述圆形轮辋凸缘上的两个胎圈(7)；

-非充气内胎(1)，所述内胎(1)至少部分地被所述外胎(3)包围；

其特征在于，

1)所述组件(2)中的所述内胎(1)处于压缩状态S1，所述压缩状态与所述内胎(1)未被所述外胎(3)包围时的松弛状态S2相比被压缩，所述压缩使得所述内胎(1)的横截面表面积SA在状态S1时小于状态S2时，所述横截面表面积SA垂直于所述轮胎的平面；以及

2)在所述轮辋底部(6)与所述内胎(1)之间存在嵌体(8)，其中所述嵌体(8)与所述内胎(1)以及所述轮辋底部(6)接触；

3)所述非充气内胎(1)包括膨胀热塑性聚氨酯(E-TPU)。

2.根据权利要求1所述的车轮组件(2)，其中当处于所述松弛状态S2时，所述内胎(1)的密度在150-400kg m^-3的范围内，尤其在200-300kg m^-3的范围内。

3.根据权利要求1或2所述的车轮组件(2)，其中状态S1中的所述SA是状态S2中的所述SA的0.96倍或更小，尤其是0.90倍或更小。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的车轮组件(2)，其中所述内胎(1)在状态S2时的直径DM_S2在30-40mm的范围内，或者其中所述内胎(1)在状态S2时的表面积SA_S2在700-1250mm²的范围内。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的车轮组件(2)，其中所述轮辋凸缘(5)之间的距离在16-26mm的范围内。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的车轮组件(2)，其中所述内胎(1)和所述外胎(3)彼此连接。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的车轮组件(2)，其中所述嵌体(8)具有至少5mm的厚度，所述厚度被定义为沿所述车轮组件(2)的径向方向测量的从所述轮辋底部(6)到所述嵌体(8)的外圆周的距离。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的车轮组件(2)，其中所述嵌体(8)由具有肖氏85A或更高的硬度的材料制成。

9.根据权利要求1-6中任一项所述的车轮组件(2)，其中在所述组件(2)中的所述外胎(3)的侧面的至少一部分中，所述厚度为0.75mm或更小、尤其是0.50mm或更小。

10.一种车辆，包括根据前述权利要求中任一项所述的车轮组件(2)，其中所述车辆选自包含以下项的组：自行车、轮椅、电动自行车、电动滑板车、滑板车、摩托车、汽车、卡车、独轮车、手推车、手推童车、婴儿车以及手推平车。

11.一种用于制备根据权利要求1-9中任一项所述的车轮组件(2)的方法，包括：

-提供：

1)轮辋(4)，其具有彼此相对的两个圆形轮辋凸缘(5)；

2)外胎(3)，其具有能够固定在所述轮辋(4)的所述圆形轮辋凸缘(5)上的胎圈(7)；

3)非充气内胎(1)，其包括膨胀热塑性聚氨酯(E-TPU)；然后-将所述外胎(3)的所述胎圈(7)中的一个拉到所述轮辋(4)的所述轮辋凸缘(5)中的一个上；

-将所述嵌体(8)拉到所述轮辋(4)的另一个轮辋凸缘(5)上，使所述嵌体位于所述两个轮辋凸缘(5)之间；

-将所述内胎(1)压入所述外胎(3)中；

-最后将所述外胎(3)的第二胎圈(7)拉到所述轮辋凸缘(5)上，以形成本发明的车轮组件(2)。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述内胎(1)在被压入所述外胎(3)中之前在压缩模具中被预压缩。

13.根据权利要求11所述的方法，其中在被压入所述外胎(3)中之前，所述内胎(1)被：

-暴露于小于1巴的压力；并且此后

-暴露于大气压。