CN113423591A - 包括密封剂层和吸音元件的轮胎 - Google Patents
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Abstract
一种无内胎轮胎(1)，其包括胎面(2)，限定内腔(4)的胎体(3)，设计成确保胎体(3)的内腔(4)中容纳的空气保持在压力下的气密层(5)，设置在所述内腔(4)中的与气密层(5)接触的密封剂层(6)，和同样设置在所述内腔(4)中的吸音层(7)。所述轮胎包括容纳在所述内腔(4)内并设计成支承所述吸音层(7)、始终使吸音层(7)与密封剂层(6)分隔的支承结构(8)。支承结构(8)包括具有与所述气密层(5)接触并部分侵入所述密封剂层(6)中的端部的间隔部(9)和固定有吸音层(7)的支承部(10)。
Description
技术领域
本发明涉及一种轮胎，其包括即使在轮胎被刺破后也确保轮胎本身的功能的密封剂层和用于降低使用期间产生的噪音的吸音元件二者。
背景技术
为了即使在轮胎被刺破后也确保轮胎的功能，长期以来已知使用设置在轮胎内腔中的粘性密封剂层。特别是，密封剂层在胎冠区域中与不渗透层(下文称为“气密层”)接触设置。
密封剂层的作用在于，在穿透胎面的物体周围建立一种瞬时“密封”，从而防止空气从轮胎中漏出。此外，假使上述物体出来，密封剂层的材料具有填充由该物体留下的孔的作用，从而将孔密封。
密封剂层的粘度是使密封剂层有效地执行上述任务的最重要的参数之一。实际上，密封剂层的粘度必须确保如上所述在很短的时间内对穿透胎面的物体和由该物体本身留下的孔施加密封作用，并确保在轮胎的滚动阶段或静止阶段期间在轮胎的内腔中的尺寸稳定性。
在轮胎工业中，使用吸音层是已知的，吸音层也设置在轮胎的空腔内。实际上，由运行轮胎产生的噪音之一是由其内腔中存在的受压空气的振动所产生的共振腔声音，众所周知，该内腔被气密层覆盖并填充有受压空气。吸音层通常由泡沫材料制成，并且应用在气密层的面向空腔的表面上。
用于此目的的最广为人知的材料是聚氨酯泡沫。实际上，聚氨酯泡沫具有吸水率低的优势，因此，随着时间的推移重量增加较少，因此，在滚动阻力和由此产生的车辆消耗方面具有优势。
如果需要将密封作用和吸声作用结合在一个轮胎中，轮胎的内腔应同时容纳密封剂层和吸音层二者。显然，考虑到密封剂层的工作机理，实验工程采用了密封剂层与气密层接触设置，而泡沫材料与密封剂层的相对于气密层的相对侧接触设置。
该解决方案被证明是无效的，因为实验表明，泡沫材料与密封剂层发生物理相互作用，其结果是危及前者的吸音性能和后者的密封性能。
因此，需要依赖一种允许制造商在轮胎的内腔中使用密封剂层和吸音元件二者，同时使各自的密封性能和吸音性能保持不变的解决方案。
发明内容
本发明的发明人设计了一种能够以简单且经济的方式满足上述需求的解决方案。
本发明的主题是一种无内胎轮胎，其包括胎面、限定内腔的胎体、设计成确保胎体的内腔中容纳的空气保持在压力下的气密层、设置在所述内腔中的与气密层接触的密封剂层、同样设置在所述内腔中的由发泡材料制成的吸音层；所述轮胎的特征在于，其包括容纳在所述内腔内并设计成支承所述吸音层、始终使吸音层与所述密封剂层分隔的支承结构；所述支承结构由非发泡聚合物材料制成，并且包括间隔部和固定有所述吸音层的支承部，所述间隔部具有与所述气密层接触并且部分侵入所述密封剂层中的端部。
所述支承结构优选地包括多个支腿，每个支腿具有与所述气密层接触的端部。
如此，气密层的未被密封剂层覆盖的表面尽可能地最小化。
所述支承结构优选地由杨氏模量在1000～2900N/m2范围内的材料制成，并且更优选地，支承部与所述密封剂层的自由表面之间的距离为至少2mm。
以这种方式，在轮胎的转动期间，防止支承部弯曲，该弯曲会导致吸音材料与密封剂层接触，进而危及二者的功效。
构成支承结构的材料优选为丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)。ABS具有高硬度和高耐冲击性。ABS的另一个优势在于其可回收性。
可以优选地制造支承结构的其他材料是有机硅。该材料的优势是能够容易地从轮胎中去除，从而确保轮胎本身的恰当回收。
支承结构优选地通过3D打印或注射成形或挤出来制造。
密封剂层的厚度优选在0.5～6mm的范围内；另一方面，吸音层的厚度优选在2～50mm的范围内。
所述支承部的宽度优选在5～50mm的范围内。
附图说明
在下文中，可以借助于附图仅通过示例获得对本发明的实施方案的描述，附图示出根据本发明的轮胎的截面。
在上述图中，数字1表示作为整体的根据本发明的轮胎。
具体实施方式
轮胎1包括胎面2，限定轮胎1的内腔4的胎体3，面向内腔4并设计成确保内腔4中容纳的空气保持在压力下的气密层5，在胎面2的区域中与不渗透层5接触设置的密封剂层6，和设置在空腔4内的用于减弱由运行轮胎产生的共振腔声音的吸音层7。
轮胎1还包括设计成支承吸音层7、但使吸音层7与密封剂层6保持分隔的支承结构8。
支承结构8包括间隔部9和支承部10，间隔部9在此处所示的示例中由多个支腿9a组成，吸音层7设置在支承部10上。
间隔部9具有与气密层5接触的第一端部和固定到支承部10的第二端部。根据附图，间隔部搁置在气密层5上并穿过密封剂层6，间隔部从密封剂层6延伸出来，以保持支承部10—以及因此固定到其上的吸音层7—与密封剂层6适当地间隔开。这样，确保了由发泡材料制成的吸音层7不会与密封剂层6接触，否则会危及二者的功能。实际上，与密封剂层接触的只有支承部10，支承部10不是由非发泡材料制成的，不会与密封剂层发生物理相互作用。
本领域技术人员可以立即理解，在运行轮胎的转动期间，支承结构8必然受到可能使其变形的力。为了防止支承结构8变形而不再能确保密封剂层6和吸音层7之间分隔，制造支承结构8的材料必须优选具有在1000～2900N/m2的范围内的杨氏模量，并且支承部8与密封剂层6的自由表面之间的距离优选为至少2mm。
特别地，构成支承结构8的材料的示例为ABS，ABS具有非常适合本发明的需要的机械特性。
可以有利地用于制造支承结构8的其他材料为有机硅。有机硅的优势是能够容易地从轮胎中去除，从而确保轮胎本身的恰当回收。两种可能的材料可以在支承结构内共存。
由于上述原因，很明显，由于支承结构的存在，本发明允许制造商生产同时并以有效方式包括密封剂层和吸音层的轮胎，而不受现有技术的问题的影响。这导致轮胎的技术特征既能够通过密封剂层抵消被刺破的轮胎的影响，又能够通过吸音层减弱内腔内产生的噪音。
Claims (9)
1.一种无内胎轮胎(1)，其包括胎面(2)，限定内腔(4)的胎体(3)，设计成确保胎体(3)的内腔(4)中容纳的空气保持在压力下的气密层(5)，设置在所述内腔(4)中的与气密层(5)接触的密封剂层(6)，和同样设置在所述内腔(4)中的由发泡材料制成的吸音层(7)；所述轮胎的特征在于，其包括容纳在所述内腔(4)内并设计成支承所述吸音层(7)、始终使所述吸音层(7)与所述密封剂层(6)分隔的支承结构(8)；所述支承结构(8)由非发泡聚合物材料制成，并且包括间隔部(9)和固定有所述吸音层(7)的支承部(10)，所述间隔部(9)具有与所述气密层(5)接触并部分侵入所述密封剂层(6)中的端部。
2.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述支承结构(8)包括多个支腿(9a)，每个支腿具有与所述气密层(5)接触的端部。
3.根据权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于，所述支承结构(8)由杨氏模量在1000～2900N/m2范围内的材料制成。
4.根据权利要求3所述的轮胎，其特征在于，所述支承部(10)与所述密封剂层(7)的自由表面之间的距离为至少2mm。
5.根据权利要求3或4所述的轮胎，其特征在于，构成所述支承结构的材料为丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)。
6.根据权利要求3或4所述的轮胎，其特征在于，构成所述支承结构的材料为有机硅。
7.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎，其特征在于，所述支承结构(8)通过3D打印或注射成形或挤出来制造。
8.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎，其特征在于，所述密封剂层的厚度在0.5～6mm的范围内；所述吸音层的厚度优选在2～50mm的范围内。
9.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎，其特征在于，所述支承部(10)的宽度(L)在5～50mm的范围内。
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