CN115431682A - 轮胎散热器及制作内置方法 - Google Patents

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朱健鹏
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    • B60C23/00—Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
    • B60C23/18—Tyre cooling arrangements, e.g. heat shields
    • B60C23/19—Tyre cooling arrangements, e.g. heat shields for dissipating heat
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
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Abstract

本发明公开了一种轮胎散热器结构及内置方法。该技术在轮胎胎面下方置入有散热装置。以上结构使轮胎滚动过程中可通过风冷或水冷使轮胎内部温度降低。该技术适合各种类型的实心胎、充气式轮胎、翻新轮胎，包括轿车胎、卡客车胎、工程胎、巨胎及特种轮胎等，特别适合速度较慢、载荷较高的工程胎和巨胎。

Description

轮胎散热器及制作内置方法
技术领域
本发明涉及轮胎制造技术领域，具体涉及一种轮胎散热器结构及制作内置方法。
背景技术
轮胎结构包括胎面、基部胶、带束层、胎体、软三角、硬三角、子口耐磨胶、胎侧胶、气密层、过渡层等。经过近百年的发展，橡胶轮胎在性能、油耗等方面优势明显，目前在全球范围内得到了广泛推广。
轮胎的生热是造成损坏的主要原因，内部生热主要是橡胶材料在高频、大形变下发生的，特别是在高速或高承载条件下生热巨大，同时橡胶又属于不良导体，内部热量很难传递到外部，造成胶料性能降低、磨耗性能下降。特别是轮胎肩部部位厚度较大，生热最高，因此肩部成为最容易出现损坏的部位。
轮胎内部热量的传导问题主要受限于橡胶材料，即便在材料中添加入导热性能较好的炭黑等导热填料，散热效果依然有限。由于橡胶粘度较大，与金属结合力较弱且难控制，因此轮胎中较难嵌入金属类散热部件。
橡胶轮胎生产工艺延续近百年时间，无法从根本上解决导热问题。
随着技术的发展，液体原材料实现轮胎的生产简化了整个工艺流程，液体原材料的流动性、渗透性、附着性及粘合强度等优势明显，相关技术参考CN 201910815970.X、CN201911421934.1、CN201911300250.6。本发明提供了一种适应液体原料生产轮胎的工艺中的轮胎散热器结构及制造方法。
发明内容
本发明的目的在于公开了一种适应液体原料生产轮胎的工艺中的轮胎散热器结构及制造方法。该散热器结构可将轮胎内部热量通过高导热材料传递到外界，从而降低轮胎内部温度，延长轮胎寿命。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
散热器由轮胎内外两部分组成，内外部表面均为有孔洞或凸起的圆环，由导热良好的金属或高分子复合材料等制成，内部深入胎面下方，可与承压圈相连接(图1所示)，外部件裸露于轮胎外部，内部件置于轮胎内部。内部件将轮胎产生的热量传递到外部件上，外部件通过冷却进行降温，达到降低轮胎内部温度的目的。散热器制造时可采用金属加工工艺或注塑工艺、3D打印技术进行生产，并进行表面处理，完成后进行可连接承压圈，一同置入轮胎模具，按照专利CN110561979A进行轮胎的生产。
作为优选，所述散热器分轮胎内部件及轮胎外部件两部件，内外两部件可以为一体或分体式。
作为优选，所述散热器材料可以为高导热高分子材料、金属板、碳纤维、复合材料。
作为优选，所述散热器内、外部件装置表面有各种形状的孔洞，例如圆形、三角形、椭圆形等。
作为优选，所述散热器轮胎外部件可为多种形状，如图2所示。
作为优选，所述散热器轮胎内部件，如图3所示。可设置螺丝加强与高分子材料之间的附着力。
作为优选，所述散热器可以通过焊接、螺丝、胶黏剂等固定于承压圈上。
作为优选，所述散热板装置可与承压圈一体制造，如图4所示，也可单独置入。
作为优选，所述散热器可根据轮胎种类及需要设置多层散热器。
作为优选，所述散热器为金属材质时的制造工艺如下；将金属散热板通过加工制造成所需形状，并在上面进行钻孔或切割，各切口进行倒角或圆滑处理，涂抹胶水，晾干，将散热器固定在承压圈上，一同置入轮胎模具，按照专利CN110561979A方法进行轮胎生产。
作为优选，所述散热器为高导热高分子材质时的制造工艺如下；采用高导热高分子材料，直接在散热器模具内进行注塑或浇注，脱模后涂抹胶水，晾干，并固定在承压圈上，一同置入轮胎模具，按照专利CN110561979A方法进行轮胎生产。
作为优选，所述散热器为高导热高分子及金属复合材质时的制造工艺如下：将已经制好的环金属置入散热器模具，采用浇注或注塑的方法进行局部或全部附胶，脱模后涂抹胶水，晾干，将散热器固定在承压圈上，一同置入轮胎模具，按照专利CN110561979A方法进行轮胎生产。
作为优选，对于各类材料制作的散热器还可直接置入轮胎模具，与轮胎实现一次性成型。
使用液体原料生产轮胎的工艺使得散热器结构可在轮胎内部实现内置，采用散热器结构的轮胎具备以下特点。(1)轮胎内部热量可传递到外部，延长了轮胎的使用寿命；(2)在胎肩处增加刚性体，使轮胎胎面更加稳定具有更大的接地面积，提高了抓地力；(3)散热器的增加在一定程度上可以提高轮胎的载荷；(4)散热器轮胎外部件可对胎侧进行一定的保护，降低了胎侧的刮碰造成的轮胎损伤；(5)散热器可使用各类导热较高的材料，例如金属、高分子、碳纤维，扩展了轮胎材料应用范围；(6)可通过监测散热器轮胎外部件对轮胎内生热进行评估，对轮胎的保养维护有更好的参考意义；(7)轮胎散热器的使用，可延伸出更多轮胎结构，适合不同场合使用。
本发明所提供的轮胎散热器，加快了轮胎的内生热的传导，延长了轮胎的寿命，适合各种类型的实心胎、充气式轮胎、翻新轮胎，包括轿车胎、卡客车胎、工程胎、巨胎及特种轮胎等，特别适合速度较慢、载荷较高的工程胎和巨胎。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为散热器组件及与承压圈连接示意图
图2为散热器外部件形状示意图；
图3为散热器内部件结构示意图；
图4为散热器与承压圈一体示意图；
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。
以12.00-10叉车轮胎规格为例，散热器制造及内置方法如下
实施例1
散热器轮胎内部件及外部件为金属为例进行描述。
采用激光切割钢片，钢片长度157cm，钢片宽度为25cm，厚度为0.5cm，生产内部件。外部件为圆环，将其焊接在内部件上。通过设备校正、找圆。打磨焊接口，两侧抛光、圆滑。将散热器部件进行表面粗糙化处理，然后涂抹环氧胶黏剂，热风吹至干燥，完成散热器的制作。将散热器焊接到承压圈上。按照专利CN110561979A方法置入模具中实现轮胎成型。
实施例2
散热器轮胎内部件及外部件为高导热高分子材料为例进行描述。
使用注塑机直接在模具中注塑出表面带有各类孔洞或形状的散热器部件。将高分子散热器进行表面粗糙化处理，然后涂抹环氧胶黏剂，热风吹至干燥，完成散热器的制作。将散热器通过胶黏剂连接到承压圈上。按照专利CN110561979A方法置入模具中实现轮胎成型。
实施例3
以多层散热器为例进行描述。
采用激光切割钢片，钢片一长度157cm，钢片二长度156cm，钢片宽度为25cm，厚度为0.5cm，加工成环后，生产内部件。外部件为圆环，将其焊接在内部件上。通过设备校正、找圆。打磨焊接口，两侧抛光、圆滑。将散热器部件进行表面粗糙化处理，然后涂抹环氧胶黏剂，热风吹至干燥，完成2套散热器的制作。将散热器通过焊接连接到承压圈上下面上。按照专利CN110561979A方法置入模具中实现轮胎成型。
在上述技术方案中，本发明提供的轮胎承压圈及制造方法，具有以下有益效果：
使用液体原料生产轮胎的工艺使得散热器结构可在轮胎内部实现内置，采用散热器结构的轮胎具备以下特点。(1)轮胎内部热量可传递到外部，延长了轮胎的使用寿命；(2)在胎肩处增加刚性体，使轮胎胎面更加稳定具有更大的接地面积，提高了抓地力；(3)散热器的增加在一定程度上可以提高轮胎的载荷；(4)散热器轮胎外部件可对胎侧进行一定的保护，降低了胎侧的刮碰造成的轮胎损伤；(5)散热器可使用各类导热较高的材料，例如金属、高分子、碳纤维，扩展了轮胎材料应用范围；(6)可通过监测散热器轮胎外部件对轮胎内生热进行评估，对轮胎的保养维护有更好的参考意义；(7)轮胎散热器的使用，可延伸出更多轮胎结构，适合不同场合使用。
本发明所提供的轮胎散热器，加快了轮胎的内生热的传导，延长了轮胎的寿命，适合各种类型的实心胎、充气式轮胎、翻新轮胎，包括轿车胎、卡客车胎、工程胎、巨胎及特种轮胎等，特别适合速度较慢、载荷较高的工程胎和巨胎。

Claims (10)

1.一种轮胎散热器结构及制作内置方法，其特征在于，散热器分内部件及外部件两部分，外部件裸露于轮胎外部，内部件置于轮胎内部；内部件将轮胎产生的热量传递到外部件上，外部件通过冷却进行降温，达到降低轮胎内部温度的目的；该散热器可通过固定在承压圈(CN2021106136768)上或直接在侧面置入的方法固定。
2.根据权利要求1所述的一种轮胎散热器结构及制作内置方法，其特征在于，所述散热器材料可以为高导热高分子材料、金属板、碳纤维、复合材料。
3.根据权利要求1所述的一种轮胎散热器结构及制作内置方法，其特征在于，所述散热器内外部件装置表面有各种形状的孔洞，例如圆形、三角形、椭圆形。
4.根据权利要求1所述的一种轮胎散热器结构及制作内置方法，其特征在于，所述散热器外部件可为多种形状，例如螺旋形。
5.根据权利要求1所述的一种轮胎散热器结构及制作内置方法，其特征在于，所述散热器内部件可设置机械连接加强与高分子之间的剪切强度。
6.根据权利要求1所述的一种轮胎散热器结构及制作内置方法，其特征在于，所述散热器内部件可以通过焊接、螺丝、胶黏剂固定于承压圈上。
7.根据权利要求1所述的一种轮胎散热器结构及制作内置方法，其特征在于，所述散热器可与承压圈一体制造。
8.根据权利要求1所述的一种轮胎散热器结构及制作内置方法，其特征在于，所述散热器可单独置入轮胎内部。
9.根据权利要求1所述的一种轮胎散热器结构及制作内置方法，其特征在于，所述散热器可根据轮胎种类及需要设置为单层或多层。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的一种轮胎散热器结构及制作内置方法，所述散热器制造内置方法如下：
将金属散热器通过加工制造成所需形状，并在上面进行钻孔或切割，各切口圆滑处理，涂抹胶水，晾干，将散热器内部件固定在承压圈是哪个，一同置入轮胎模具，按照专利CN110561979A方法进行轮胎生产；
采用高导热高分子材料时，直接在散热器模具内进行注塑或浇注，脱模后涂抹胶水，晾干，将散热器固定在承压圈上，一同置入轮胎模具，按照专利CN110561979A方法进行轮胎生产；
采用覆有高分子的金属散热板时，需要将已经制好的金属板置入散热器模具，采用浇注或注塑的犯法进行局部或全部覆胶，脱模后涂抹胶水，晾干，将散热器固定在承压圈上，一同置入轮胎模具，按照专利CN110561979A方法进行轮胎生产；
对于各类材料制作的散热器还可直接置入轮胎模具，与轮胎实现一次性成型。
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