CN113661053B - 用于缆索铁路的滚轮的由弹性体材料制成的实心轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于缆索铁路或缆车系统的滚轮(4)的由弹性体材料制成的实心轮胎(1)，所述实心轮胎(1)包括由弹性体材料制成的实心体(2)和至少一个环状嵌入件(3)，所述环状嵌入件(3)优选一体化形成，并由与所述实心体的材料不同的材料制成，所述环状嵌入件(3)沿径向设置在实心体(2)的内侧，并形成轮胎内表面的至少一部分。

Description

用于缆索铁路的滚轮的由弹性体材料制成的实心轮胎

技术领域

本发明涉及一种用于高空电车的滚轮的由弹性体材料制成的实心轮胎，所述实心轮胎包括由弹性体材料制成的实心体。

背景技术

通过缆索进行的人员运输(例如借助于例如缆椅、高空缆车或高空电车等装置)在城市交通部门中取得了重大发展，其限制与要求不同于山区度假区的人员运输。

这种交通系统在城市地区中具有许多优势。具体地，由于其在地面上的迹线较小，因此其侵扰性较低，这在城市环境中通常很重要。与公交线路或有轨电车线路相比，其相对安静。最后，由于通过电力驱动，因此其是无污染的。这解释了许多大都市的交通机构对缆索运输感兴趣的原因。

在选择城市交通解决方案的决定性标准中，以人/小时表示的最大运输能力是一个非常重要的标准。运输能力是不同参数的组合，例如：

-舱室的尺寸，每个舱室都能够容纳相对较多或较少的人。舱室及其承载的人的总质量增加到缆索的质量中，所述缆索的尺寸也取决于舱室的质量。因此，待支撑的负载随着舱室尺寸的增加而整体增加。

-舱室的密度，即两个连续的舱室之间的距离。舱室距离越近，线性负载越大，因此待支撑的负载越大。

-缆索的行驶速度，其限定了舱室的上车/下车节奏，并决定了高空电车线路的最大承载能力。

高空运输线路的总质量由一系列索塔支撑，每个索塔均具有相对较多或较少的滚轮。每个滚轮均覆盖有弹性体层，以确保一定的舒适度并保护缆索的结构。这是因为，缆索是这类运输方式的安全性的基本因素，其不能因与大量滚轮的重复接触而受到损害、磨损或损坏。由弹性体制成的该部件(称作轮胎)的模量受法规限制，以不损害缆索。

轮胎安装在滚轮的金属装置周围，并通过机械紧固和夹持系统固定。

尽可能地限制或减少缆索运输线路的滚轮数量是至关重要的。这是因为，从经济角度来看，任何额外的滚轮都会产生两个主要的成本来源：

-索塔的数量增加，但索塔的支撑能力(每个索塔头的负载和滚轮数量)保持不变。除了成本之外，每个额外的索塔也会造成更大的安装限制；

-当滚轮的数量增加时，在索塔头的所有滚轮之间分配负载的系统将变得越来越复杂和昂贵。

因此，与在地面上运输人员的常规系统相比，具有更大承载能力的滚轮能够使高空运输系统更高效，并因此更具有竞争力。限制该特性的因素是橡胶轮胎，所述橡胶轮胎确保与缆索的接触并因此受到待支撑的负载的挤压。轮胎的使用寿命可能长达数年，特别是在山区使用的情况下。对于城市缆索运输线路，由于几乎永久性的使用节奏和较大的日常频繁振幅，该使用寿命可能更短。在某些最严重的情况下，轮胎的使用寿命仅为三个月左右。这将在两个方面不利于运输线路的运营商：由维护中断导致的用户使用和服务的损失，以及与维护操作和购买轮胎相关的成本。

因此，非常需要一种能够提供比现有轮胎更长的使用寿命的用于缆索运输系统的滚轮的轮胎。

在目前提出的解决方案中，没有真正有效的解决方案。

例如，文献FR2661865描述了一种由弹性体类型的材料制成的实心轮胎，所述实心轮胎设置有织物增强体。增强体以复杂的轮廓设置，使得轮胎的制造特别复杂且昂贵。

文献FR2106897描述了一种具有至少一个环形增强件的实心轮胎。增强件通过缠绕制造，从而产生在多个相邻的缠绕之间没有粘合的非一体化组件。通过缠绕进行的制造也非常耗时且昂贵。

本发明提供了用于解决上述各种缺点的各种技术手段。

发明内容

首先，本发明的第一目的在于提供一种用于缆索运输系统的滚轮的轮胎，所述轮胎的使用寿命比现有轮胎的使用寿命更长。

本发明的另一个目的在于提供一种能够支撑比现有轮胎更大的负载的轮胎。

为此，本发明提供了一种用于高空电车或高空缆车的滚轮的由弹性体材料制成的实心轮胎，所述实心轮胎包括由弹性体材料制成的实心体和至少一个由与实心体的材料不同的材料制成的优选整体的环状嵌入件，所述环状嵌入件沿径向设置在实心体的内侧，并形成轮胎内表面的至少一部分。

这种两部分的结构能够提供单独的元件，每个元件以互补的方式有助于优化轮胎的机械性能。术语整体意指嵌入件一体式形成，而没有增强丝线、缆线或织物。

在使用中，作为与金属车轮的界面，增强体提供保护并有助于提高轮胎的抗性。在制造过程中，增强体能够使用有利且有效的模制技术。

有利地，环状嵌入件的可见宽度为轮胎内表面的宽度的至少10％，更优选至少25％，甚至更优选至少50％。可见宽度理解为沿径向位于内侧并形成轮胎内表面的部分，当轮胎未安装至滚轮车轮上时，其肉眼可见。

根据一个有利的实施方案，环状嵌入件的厚度在轮胎总厚度的5％和10％之间。

根据另一个有利的实施方案，环状增强体最宽点处的宽度占轮胎宽度的至少90％，更优选100％。

上述实心轮胎有利的通过压缩传递模塑或注塑成型获得。

所使用的方法能够简单、快速且廉价地制造轮胎，特别是与现有技术中通过多层组装而进行的成型相比。

根据一个有利的实施方案，环状嵌入件包括外周中心环，所述外周中心环设置有多个侧向翼片，所述侧向翼片在中心环的两侧侧向地延伸。

该实施方案能够使用宽度小于轮胎宽度的嵌入件，并且在模制和硫化之前，翼片能够使嵌入件在模具的空腔中正确地定位。

有利地，环状嵌入件的材料在轮胎的周向方向中的模量MA10(在单轴拉伸下在10％伸长下)大于1000MPa。该模量优选地比实心体的材料的模量大至少100％，优选大至少200％，甚至更优选大300％。实心体的材料的模量MA10有利地在5MPa和15MPa之间。其可以大于这些值，但是不能超过5000MPa。

本发明还提供了一种通过压缩传递模塑或注塑成型在模具中制造如上所述的实心轮胎的方法，所述模具包括形成具有对应于待模制的轮胎的形状的空腔的两个半体，所述空腔包括径向内壁、侧壁和径向外壁。

所述方法包括以下步骤：

i)抵靠模具空腔的径向内壁设置环状嵌入件；

ii)闭合模具，并向模制空腔注入对应于轮胎体积的一定量的待注入的弹性体材料，以填充模具的空腔；

iii)使轮胎的弹性体部分升温，并保持对应于其交联的时间；

iv)打开模具，取出经交联的轮胎。

该方法能够以严格、可靠且经济的工业方法制造轮胎。具有预先形成的材料内层的轮胎结构使得能够更容易地将待注入的材料引入模具中。由于内部环的存在，在交联之后，轮胎的脱模变得更加容易。

根据一个有利的实施方案，模具还包括通过多个进料通道供应待注入的材料的供应区域和设置成与所述供应区域接合的注入活塞，所述进料通道设置在所述供应区域和空腔之间，所述方法还包括通过活塞对所述材料的作用将待注入的材料从供应区域传递至模具的空腔的步骤。

附图说明

在如下描述中给出了所有实施方案的细节，并且通过仅以非限制性实施例的方式给出的图1至图7进行补充，其中：

-图1为轮胎示例的横向示意图；

-图2为图1的轮胎的横截面图；

-图3为具有安装在车轮上的轮胎的滚轮的示例的横向示意图；

-图4为图3的滚轮的横截面图；

-图5为绘示通过压缩传递模塑生产轮胎的装置在注入待模制的配混物之前的示例的示意图；

-图6为绘示通过压缩传递模塑生产轮胎的装置在注入待模制的配混物之后的示例的示意图；

-图7为绘示模制轮胎的方法的示例的主要步骤的功能流程图。

具体实施方式

图1至图4绘示了轮胎和滚轮的示例。图1至图2绘示了轮胎本身的示例。轮胎包括由弹性体材料制成的实心体2和由与实心体的材料不同的材料制成的优选整体的环状嵌入件3。如图2和图4所示，轮胎具有凹槽，所述凹槽形成用于使缆索行驶的区域7。该区域的存在促进直线规则行驶，尽管存在横向应力(例如风)，这可能使高空电车的舱室或座位偏离，并因此使缆索向轮胎胎面的一个边缘偏移。

图3和图4绘示了具有安装在车轮5上的轮胎1的滚轮4的示例，所述车轮5的外表面形成轮胎的支撑表面6。

环状嵌入件3沿径向设置在实心体的内侧。在图1和图2的示例中，如图2和图4所示，嵌入件具有基本矩形的横向轮廓。在该示例中，其占据了轮胎的所有径向内部区域。

实心体2的低模量弹性体配混物(例如热固性或热塑性二烯弹性体配混物)提供了有利于装置的缆索的耐久性的胎面表面。为了增加轮胎的承载能力并提高其耐久性，已证明加入环状嵌入件3(其作为与车轮5的支撑面6的界面)在增加负载和增加使用寿命方面具有特别有利的结果。

使用与实心体的材料不同的材料生产嵌入件3。嵌入件的材料在轮胎的周向方向中的模量MA10大于1000MPa。

为了生产环状嵌入件，例如使用一种或多种以下材料：

-热塑性材料：丙烯腈丁二烯苯乙烯ABS、聚甲醛POM、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚酰胺PA、热塑性聚酯(PETPBT)、聚碳酸酯PC、聚芳砜PAS、聚苯砜PPS、热塑性聚氨酯TPU、基于PET的COPE或基于PA的PEBA；

-热固性材料：环氧基质及其衍生物(环氧复合材料)、聚酰亚胺PI、电木类型的刚性硫化体系(大量的硫)、聚氨酯及其衍生物、热固性塑料(电木类型)、聚酯树脂及其衍生物、乙烯基酯及其衍生物。

根据未示出的各种变体，环状嵌入件的横向轮廓为T形或V形或W形、或者波形和/或轴向并排设置的两个或三个部分。其它轮廓变体也是可能的。

在一个特定的实施方案中，轮胎包括外周中心环，多个侧向翼片从所述外周中心环沿径向在中心环的两侧延伸。翼片优选地延伸直至实心轮胎的外部轴向边缘。

在注入或传递之前，翼片将嵌入件很好地保持在模具的空腔中，并且在注入或传递的过程中确保嵌入件保持在合适的位置。

制造方法

图5和图6绘示了制造如上所述的实心轮胎1的方法的示例。优选使用已知的注塑成型或压缩传递模塑技术。图7是确认通过模制制造轮胎的方法的主要步骤的功能流程图。

如图所示，模具10包括形成具有对应于待模制的轮胎1的形状的空腔12的两个半体11。模具的空腔12由多个壁(即径向内壁13、侧壁18和径向外壁19)界定。

所示出的示例还具有以下实施步骤：

i)在步骤20中，抵靠模具10的空腔12的径向内壁13设置预制的环状嵌入件3；

ii)在步骤21中，闭合模具10，并向模制空腔12注入对应于轮胎体积的一定量的待注入的弹性体材料8，以填充模具的空腔12；

iii)在步骤22中，使轮胎的弹性体部分升温(至少达到交联温度)，并在该温度下保持对应于其交联的时间；

iv)在循环结束时，打开模具，取出经交联的轮胎。

该方法易于实施，并且能够以有利的成本生产具有随时间稳定的高品质水平的轮胎。

有利地通过模制制造环状嵌入件。在图5和图6所示的示例性实施方案中，在嵌入件覆盖轮胎的整个内表面的情况下，脱模更加容易。

如图5和图6的示例(其示意性地显示了通过压缩传递进行的制造)所示，模具10包括至少一个通过多个进料通道15供应待注入的材料8的供应区域14，所述进料通道15分布在空腔的外周并在所述供应区域14和空腔12之间。至少一个注入活塞17设置为与供应区域接合。

压缩传递方法提供了通过活塞17对所述材料的作用将待注入的材料8从供应区域14传递到模具的空腔12的步骤。

附图中使用的附图标记

1	实心轮胎
		2	实心体
3	径向内部环状嵌入件
		4	滚轮
5	车轮
		6	轮胎支撑面
7	缆索行驶区域
		8	待注入的弹性体材料
9	弹性体材料的内层
		10	压缩传递模塑的模具
11	半体
		12	模制空腔
13	径向内壁
		14	待注入的材料的供应区域
15	进料通道
		16	排气通道
17	压机
		18	侧壁
19	径向外壁

Claims (12)

1.用于高空电车或高空缆车的滚轮(4)的由弹性体材料制成的实心轮胎(1)，所述实心轮胎(1)包括由弹性体材料制成的实心体(2)和至少一个由与实心体的材料不同的材料制成的整体的环状嵌入件(3)，所述环状嵌入件(3)沿径向设置在实心体(2)的内侧，并形成轮胎内表面的至少一部分，其中，所述整体的环状嵌入件中的整体是指嵌入件一体式形成，而没有增强丝线、缆线或织物。

2.根据权利要求1所述的实心轮胎(1)，其中，所述环状嵌入件(3)的可见宽度为轮胎内表面的宽度的至少10％。

3.根据权利要求1所述的实心轮胎(1)，其中，所述环状嵌入件(3)的可见宽度为轮胎内表面的宽度的至少25％。

4.根据权利要求1所述的实心轮胎(1)，其中，所述环状嵌入件(3)的可见宽度为轮胎内表面的宽度的至少50％。

5.根据权利要求1和2中任一项所述的实心轮胎(1)，其中，所述环状嵌入件的厚度在轮胎总厚度的5％和10％之间。

6.根据权利要求1所述的实心轮胎(1)，其中，所述环状嵌入件最宽点处的宽度占轮胎宽度的至少90％。

7.根据权利要求1所述的实心轮胎(1)，其中，所述环状嵌入件最宽点处的宽度占轮胎宽度的100％。

8.根据权利要求1所述的实心轮胎(1)，所述实心轮胎(1)通过压缩传递模塑或注塑成型获得。

9.根据权利要求1所述的实心轮胎(1)，其中，所述环状嵌入件(3)包括外周中心环，所述外周中心环设置有多个侧向翼片，所述侧向翼片在中心环的两侧侧向地延伸。

10.根据权利要求1所述的实心轮胎(1)，其中，环状嵌入件的材料在轮胎的周向方向中的模量MA10大于1000MPa。

11.通过压缩传递模塑或注塑成型在模具(10)中制造根据权利要求1至10中任一项所述的实心轮胎(1)的方法，所述模具(10)包括形成具有对应于待模制的轮胎(1)的形状的空腔(12)的两个半体(11)，所述空腔(12)包括径向内壁(13)、侧壁(18)和径向外壁(19)，

所述方法包括以下步骤：

i)抵靠模具(10)的空腔(12)的径向内壁(13)设置(20)环状嵌入件(3)；

ii)闭合(21)模具(10)，并向模制空腔(12)注入对应于轮胎体积的一定量的待注入的弹性体材料(8)，以填充模具的空腔(12)；

iii)使轮胎的弹性体部分升温，并保持对应于其交联(22)的时间；

iv)打开模具，取出经交联的轮胎。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述模具(10)还包括通过多个进料通道(15)供应待注入的材料(8)的供应区域(14)和设置成与所述供应区域接合的注入活塞(17)，所述进料通道(15)设置在所述供应区域(14)和空腔(12)之间，所述方法还包括通过活塞(17)对所述材料的作用将待注入的材料(8)从供应区域(14)传递至模具的空腔(12)的步骤。

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