用于搬運(yùn)車(chē)輛的輪胎的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種用于搬運(yùn)車(chē)輛的由安裝于輪輞上的輪胎組成的安裝組件。本發(fā)明還涉及一種用于制備這種安裝組件的方法，所述安裝組件包括安裝于輪輞（5）上的輪胎（1），所述輪胎包括胎面（2）、兩個(gè)胎側(cè)（3）和兩個(gè)胎圈（4），胎面（2）、兩個(gè)胎側(cè)（3）、兩個(gè)胎圈（4）和輪輞（5）一起限定內(nèi)部腔體（6），內(nèi)部腔體（6）包含填充成分（7），所述填充成分（7）由至少一種不可壓縮的固體構(gòu)件組成。根據(jù)本發(fā)明，所述填充成分（7）由顆粒構(gòu)件組成，所述顆粒構(gòu)件通過(guò)包含至少氣體的間隙而至少部分地彼此分離，且填充率至少等于0.8，所述填充率為顆粒構(gòu)件的總體積與內(nèi)部腔體（6）的體積的比值，所述顆粒構(gòu)件的總體積即顆粒構(gòu)件的基本體積的總和。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于搬運(yùn)車(chē)輛的輪胎
[0001]本發(fā)明涉及一種用于搬運(yùn)車(chē)輛的輪胎，所述搬運(yùn)車(chē)輛設(shè)計(jì)用于在短距離內(nèi)以低速運(yùn)輸重負(fù)載，例如在地下礦山中使用的材料搬運(yùn)車(chē)輛。本發(fā)明更精確地涉及一種由安裝于輪輞上的輪胎組成的安裝組件。
[0002]本發(fā)明的另一個(gè)主題為一種用于制備這種安裝組件的方法。
[0003]搬運(yùn)車(chē)輛通常配備固體輪胎而非常規(guī)的充氣輪胎。固體輪胎為環(huán)形物體，其最通常由橡膠制得，設(shè)計(jì)用于安裝在車(chē)輪上，但不具有設(shè)計(jì)為用充氣氣體充氣的內(nèi)部腔體。施加至固體輪胎的載荷由固體輪胎的結(jié)構(gòu)支承。
[0004]固體輪胎具有優(yōu)于充氣輪胎的一些優(yōu)點(diǎn)。首先，由于不存在充氣氣體，因此其不會(huì)放氣，也不會(huì)爆炸，這確保了就可靠性和安全性而言的優(yōu)點(diǎn)。然后，由于固體輪胎的減震能力大于充氣輪胎的減震能力，因此固體輪胎在裝載和卸載操作過(guò)程中提供更好的搬運(yùn)車(chē)輛動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性，所述裝載和卸載操作導(dǎo)致動(dòng)力載荷在車(chē)輛的前軸與后軸之間傳遞。此外，由于固體輪胎的高豎直剛性以及相對(duì)于具有相同負(fù)載能力的充氣輪胎降低的空間要求，固體輪胎具有相當(dāng)大的負(fù)載能力。最后，固體輪胎需要減少的維護(hù):因?yàn)椴淮嬖诔錃鈿怏w，因此不存在待檢查的壓力。
[0005]在另一方面，固體輪胎相對(duì)于具有相同負(fù)載能力的充氣輪胎具有某些缺點(diǎn)。首先，固體輪胎由于其固體結(jié)構(gòu)而具有更高的重量。另外，在機(jī)械應(yīng)力的作用下的使用中，固體輪胎的固體結(jié)構(gòu)耗散更多的熱量，這意味著在負(fù)載下的使用、速度和使用時(shí)間的限制。由于在固體輪胎的胎面與地面的接觸表面中在地面上的壓力分布被較少優(yōu)化，因此固體輪胎關(guān)于磨損方面的使用壽命低于充氣輪胎的使用壽命。由于更大的材料體積，固體輪胎的制造成本更高。由于在壽命結(jié)束時(shí)磨損的固體輪胎構(gòu)成更難以回收的重的大量的廢品，固體輪胎的環(huán)境影響是相當(dāng)大的。最后，固體輪胎在輪輞上的安裝可能需要特定的安裝設(shè)備，所述特定的安裝設(shè)備對(duì)于確保在輪輞上的充分緊密性以提供有效的扭矩傳輸是必要的。
[0006]常規(guī)輪胎包括設(shè)計(jì)為與地面接觸的胎面、從所述胎面的端部徑向向內(nèi)延伸的兩個(gè)胎側(cè)，和使所述胎側(cè)徑向向內(nèi)延伸并與輪輞接觸的兩個(gè)胎圈。當(dāng)常規(guī)輪胎安裝于輪輞上以形成安裝組件時(shí)，胎面、兩個(gè)胎側(cè)、兩個(gè)胎圈和輪輞限定了內(nèi)部腔體。
[0007]內(nèi)部腔體至少部分由固體填充成分填充的常規(guī)輪胎為固體輪胎的有價(jià)值的替代品。已提出該類(lèi)型的各種技術(shù)方案。
[0008]第一組技術(shù)方案基于使用聚合物材料的同心層來(lái)填充輪胎的內(nèi)部腔體。文獻(xiàn)W09703850和US6578613描述了一種內(nèi)部腔體由固體填充成分填充的輪胎，所述固體填充成分由任選包含伸縮縫的聚合物材料的同心層組成。文獻(xiàn)US7678216提出了一種輪胎，所述輪胎的內(nèi)部腔體包含包封于彈性體泡沫中的由固體材料制得的芯。
[0009]第二組技術(shù)方案基于使用包含腔體或孔的聚合物泡沫類(lèi)型的材料來(lái)填充輪胎的內(nèi)部腔體。文獻(xiàn) US3022810、US3381735、US3866652、US3907018 和 US4060578 描述了 內(nèi)部腔體由多孔彈性體泡沫材料填充的輪胎，所述多孔彈性體泡沫材料的孔任選包含壓縮氣體。
[0010]第三組技術(shù)方案基于使用與連接劑混合的橡膠粒子來(lái)填充輪胎的內(nèi)部腔體，在插入輪胎中之前，所述混合物設(shè)計(jì)為特別地通過(guò)固化而硬化，以形成整體式固體填充成分。文獻(xiàn)US1097824公開(kāi)了一種內(nèi)部腔體由彈性固體粒子(如硫化橡膠的粒子)填充的輪胎，所述彈性固體粒子由連接材料(如硫化橡膠接合劑)永久連接在一起。文獻(xiàn)JP57058501描述了一種固體輪胎，所述固體輪胎由填充橡膠粉末和液體聚氨酯的硫化混合物的輪胎制得。文獻(xiàn)JP2001252989和JP04088168描述了通過(guò)如下方式制造基于常規(guī)輪胎的固體輪胎的方法:用在插入輪胎之前與連接劑(例如聚氨酯或酚樹(shù)脂)混合的回收橡膠粉末填充常規(guī)輪胎，由此形成的混合物在輪胎內(nèi)硬化以形成整體式填充成分。
[0011]前述技術(shù)方案均描述了輪胎的內(nèi)部腔體的固體填充成分，所述固體填充成分或者由整體式構(gòu)件(如多孔聚合物泡沫或橡膠粒子的硫化混合物)組成，或者由有限量的構(gòu)件(聚合物材料的同心層)組成。然而，這種固體填充成分的設(shè)計(jì)和制造具有一定程度的復(fù)雜性。
[0012]此外，固體填充成分具有機(jī)械剛性，所述機(jī)械剛性和輪胎本身的結(jié)構(gòu)剛性提供用填充成分填充的輪胎的豎直剛性。選擇固體填充成分的剛性有可能調(diào)節(jié)由固體填充成分填充的輪胎的豎直剛性，并因此將對(duì)于施加至輪胎的給定豎直負(fù)載的輪胎的相對(duì)撓曲調(diào)節(jié)至所需水平。輪胎的相對(duì)撓曲定義為輪胎的徑向高度的變化相比于輪胎的外徑與在輪輞邊緣上測(cè)得的輪輞的最大直徑之間的差的一半的比值，所述輪胎的外徑在未負(fù)載狀態(tài)下在靜止時(shí)測(cè)得。
[0013]在調(diào)節(jié)固體填充成分的剛性以獲得輪胎所需的豎直剛性之后，例如如果存在施加至輪胎的豎直負(fù)載的顯著變化，在不是完全改變固體填充成分的情況下難以改變輪胎的豎直剛性。
[0014]本發(fā)明的目的在于提出一種用于搬運(yùn)車(chē)輛的安裝組件的輪胎的填充成分，所述搬運(yùn)車(chē)輛設(shè)計(jì)為在短距離內(nèi)以低速運(yùn)輸重負(fù)載，所述填充成分易于施用，并允許通過(guò)調(diào)節(jié)填充成分的剛性而更容易地調(diào)節(jié)輪胎的豎直剛性。
[0015]該目的通過(guò)一種用于搬運(yùn)車(chē)輛的安裝組件實(shí)現(xiàn)，所述搬運(yùn)車(chē)輛設(shè)計(jì)為在短距離內(nèi)以低速運(yùn)輸重負(fù)載，所述安裝組件包括:
[0016]-安裝于輪輞上的輪胎，
[0017]-所述輪胎包括設(shè)計(jì)為與地面接觸的胎面、從所述胎面的端部徑向向內(nèi)延伸的兩個(gè)胎側(cè)以及使所述胎側(cè)徑向向內(nèi)延伸并與所述輪輞接觸的兩個(gè)胎圈，
[0018]-所述胎面、兩個(gè)胎側(cè)、兩個(gè)胎圈和輪輞限定內(nèi)部腔體，
[0019]-所述內(nèi)部腔體包含填充成分，所述填充成分由至少一種不可壓縮的固體構(gòu)件組成，
[0020]所述填充成分為顆粒狀填充成分，所述顆粒狀填充成分由通過(guò)包含至少一種氣體的間隙而至少部分地彼此分離的顆粒組成，
[0021]填充率至少等于0.8，所述填充率為所述顆粒的總體積(即所述顆粒的基本體積的總和)與所述內(nèi)部腔體的體積的比值。
[0022]根據(jù)定義，填充成分設(shè)計(jì)為至少部分填充輪胎的內(nèi)部腔體。顆粒填充成分由顆粒組成，所述顆粒為小尺寸的粒子，由不可壓縮的材料組成，并能夠相對(duì)于彼此移動(dòng)。小尺寸的粒子具有比輪胎的內(nèi)部腔體的體積小得多的基本體積，其為內(nèi)部腔體的體積的至多等于10_4倍，并為內(nèi)部腔體的體積的至少等于10_7倍。舉例而言，對(duì)于體積等于40.10_3m3的內(nèi)部腔體，Icm3的顆粒的基本體積等于內(nèi)部腔體的體積的0.25.10_4倍，Imm3的顆粒的基本體積等于內(nèi)部腔體的體積的0.25.1O-7倍。根據(jù)定義具有通過(guò)增加壓力不會(huì)縮小的體積的不可壓縮的材料可為撓性的(如橡膠)或剛性的(如砂子)。
[0023]所述顆粒通過(guò)包含至少一種氣體的間隙而至少部分地彼此分離。由于其形狀，顆粒的外表面的僅一部分與相鄰顆粒接觸，因此顆粒之間存在間隙。當(dāng)輪胎的內(nèi)部腔體填充顆粒時(shí)，大氣空氣被捕獲于顆粒之間的間隙中。此外，也可預(yù)期在用顆粒填充輪胎的內(nèi)部腔體之后將輪胎充氣，充氣氣體隨后分布于間隙中，并具有高于大氣壓的壓力，例如輪胎的使用壓力，如ETRTO (歐洲輪胎輪輞技術(shù)組織)標(biāo)準(zhǔn)所推薦。
[0024]由于在輪胎的使用條件下輪胎的內(nèi)部腔體的體積為基本上恒定的，因此本發(fā)明人已顯示，至少等于0.8的填充率(其定義為顆粒的總體積(即顆粒的基本體積的總和)與內(nèi)部腔體的體積的比值)確保具有顆粒填充成分的輪胎的豎直剛性，所述的具有顆粒填充成分的輪胎的豎直剛性至少等于不具有顆粒填充成分，并對(duì)于給定使用負(fù)載而充氣至輪胎的使用壓力的相同輪胎的豎直剛性
[0025]0.8以下的填充率導(dǎo)致豎直剛性對(duì)于輪胎的優(yōu)化操作而言過(guò)低，類(lèi)似于不充分充氣的輪胎。
[0026]通過(guò)在輪胎的內(nèi)部腔體內(nèi)壓實(shí)顆粒獲得填充率。壓實(shí)包括對(duì)顆粒填充成分施加壓力以減小顆粒之間的間隙的體積。顆粒的基本體積越小，則顆粒之間的間隙的體積越小，且越?jīng)]有必要壓實(shí)顆粒填充成分以獲得預(yù)期填充率。
[0027]內(nèi)部腔體填充有顆粒填充成分，并經(jīng)受機(jī)械運(yùn)行應(yīng)力的輪胎具有不同于固體輪胎或內(nèi)部腔體填充固體填充成分的輪胎的機(jī)械行為，也具有不同于常規(guī)充氣輪胎的機(jī)械行為。
[0028]在固體輪胎或具有固體填充成分的輪胎的情況中，施加至輪胎的豎直負(fù)載被固體輪胎或固體填充成分的固體壓縮吸收。隨輪胎的撓曲而變化的施加至輪胎的負(fù)載的改變?yōu)榛旧暇€性的。
[0029]在常規(guī)充氣輪胎的情況中，施加至輪胎的豎直負(fù)載被輪胎結(jié)構(gòu)和充氣氣體吸收。因此，輪胎的豎直剛性源自輪胎的結(jié)構(gòu)剛性和由充氣氣體所產(chǎn)生的氣動(dòng)剛性。隨輪胎的撓曲而變化的施加至輪胎的負(fù)載的改變?yōu)榛旧暇€性的，但最通常地具有比更剛性的固體輪胎的情況更平緩的斜率。
[0030]在具有顆粒填充成分的輪胎的情況中，施加至輪胎的豎直負(fù)載被顆粒填充成分的壓縮所吸收，所述顆粒填充成分的壓縮隨輪胎的內(nèi)部腔體的填充率而變化。填充率越高，則顆粒填充成分的體積越不可壓縮。隨輪胎的撓曲而變化的施加至輪胎的負(fù)載的改變?yōu)闃O大非線性的。對(duì)于小的負(fù)載，由于行駛時(shí)顆粒填充成分的壓實(shí)，撓曲作為顆粒的基本體積和填充率的函數(shù)而快速增加。在更高負(fù)載下，由于構(gòu)成高度壓實(shí)的顆粒填充成分的顆粒的材料的不可壓縮性，撓曲變化大大降低，輪胎的機(jī)械行為傾向于固體輪胎的機(jī)械行為。
[0031]具有顆粒填充成分的輪胎的行為顯著地但非排他地源自顆粒的不可壓縮性特性、顆粒填充成分的低剪切強(qiáng)度，和顆粒環(huán)境的各種特定的復(fù)雜現(xiàn)象(如晶粒之間的摩擦或聚結(jié))。
[0032]顆粒填充成分有利地為均勻的，即由相同材料和類(lèi)似尺寸的顆粒組成。“類(lèi)似尺寸”意指在最小基本體積與最大基本體積之間變化的顆粒的基本體積，所述最大基本體積接近所述最小基本體積，例如至多等于最小基本體積的1.2倍。[0033]顆粒填充成分的顆粒優(yōu)選由便宜的材料組成。由便宜的撓性材料制得的顆粒源自，例如，輪胎的橡膠胎面的切碎和研磨的回收。由便宜的剛性材料制得的顆粒為例如砂子晶粒。
[0034]填充率有利地至少等于0.95。該高填充率表現(xiàn)了內(nèi)部腔體被完美填充的輪胎的特征。即使對(duì)于低負(fù)載，該完美填充也確保顆粒填充成分的剛性。在另一方面，如果輪胎未得以完美填充，則豎直剛性最初極低，如同未充氣輪胎的情況那樣。
[0035]根據(jù)第一實(shí)施方案，所述顆粒填充成分的顆粒有利地為彈性的。當(dāng)負(fù)載不再施加至輪胎時(shí)，顆粒填充成分因此恢復(fù)其初始形狀，這確保了輪胎形狀隨時(shí)間的穩(wěn)定性。
[0036]根據(jù)第一實(shí)施方案的第一變體，形成所述顆粒填充成分的顆粒的彈性材料有利地具有至多等于IOOMPa的在10%伸長(zhǎng)下的彈性模量，這是可高度變形的材料(例如彈性體基聚合物材料)所特有的。根據(jù)定義，在10%伸長(zhǎng)下的彈性模量為對(duì)于所述材料的測(cè)試試樣的10%伸長(zhǎng)而測(cè)得的拉伸應(yīng)力。在彈性體基聚合物材料的情況中，在固化之后，根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法，例如根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IS037，在由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IS0471所定義的通常溫度條件下(23+或-2°C )和通常濕度條件下(50+或-5%相對(duì)濕度)，隨所述材料的拉伸變形而變化的應(yīng)力特性通過(guò)測(cè)試試樣上的拉伸測(cè)試確定。
[0037]根據(jù)第一實(shí)施方案的第二優(yōu)選變體，有利的是在彈性材料中選擇由聚合物材料，且優(yōu)選由彈性體基聚合物材料組成的顆粒。具體而言，從經(jīng)濟(jì)和環(huán)境角度而言，有價(jià)值的是使用來(lái)自輪胎的回收橡膠(其為彈性體基聚合物材料，如翻新粉末或者部分或完全研磨的輪胎)作為材料。通過(guò)研磨源自翻新的輪胎胎面而獲得翻新粉末。如果需要，則有可能使用特別設(shè)計(jì)用作例如具有最低的可能的滯后性水平的顆粒的彈性體基聚合物材料，以限制顆粒中熱量的耗散。
[0038]根據(jù)第一實(shí)施方案的第三變體，顆粒之間的間隙包含導(dǎo)熱粉末，所述導(dǎo)熱粉末優(yōu)選具有至少等于50W/m.K的導(dǎo)熱率。該導(dǎo)熱粉末有可能在顆粒填充成分中分布耗散熱。具體而言，由于顆粒之間以及顆粒與內(nèi)部腔體的壁之間的摩擦接觸，顆粒耗散熱量或發(fā)熱能。此外，顆粒的變形也產(chǎn)生熱量。因此，這防止了熱點(diǎn)的產(chǎn)生，所述熱點(diǎn)能夠損壞顆粒，并因此損害顆粒填充成分的剛性。
[0039]在第一實(shí)施方案的第四變體中，顆粒之間的間隙有利地包含與所述顆粒相互作用的粉末，以產(chǎn)生化學(xué)鍵，從而有可能限制所述顆粒的相對(duì)的相互移動(dòng)性。這些化學(xué)鍵通過(guò)升高顆粒填充成分內(nèi)的溫度而生成，升高顆粒填充成分內(nèi)的溫度通過(guò)在行駛時(shí)的使用過(guò)程中施加在輪胎上的機(jī)械應(yīng)力而產(chǎn)生。
[0040]最后，在第一實(shí)施方案的第五變體中，有利的是所述顆粒之間的間隙包含具有高粘度的粘性產(chǎn)品。產(chǎn)品的粘度必須足夠低，以在經(jīng)由安裝組件的輪輞氣門(mén)將產(chǎn)品插入顆粒填充成分的過(guò)程中，產(chǎn)品為流體相。但該粘度必須足夠高，以在將產(chǎn)品插入之后產(chǎn)品不會(huì)流動(dòng)至輪輞的外部(在未密封輪輞的情況中)。在將剩余的顆粒填充料設(shè)置于輪胎的內(nèi)部腔體之后，使用該粘性產(chǎn)品調(diào)節(jié)輪胎的剛性。此外，可預(yù)期使用在顆粒填充成分中固化，從而產(chǎn)生顆粒的至少局部附聚(這也有助于增加輪胎的剛性)的粘性產(chǎn)品。
[0041]在第二實(shí)施方案中，所述顆粒填充成分的顆粒由不可變形的材料組成。由于顆粒的不可變形性，不可變形或剛性的顆粒不固有地產(chǎn)生熱量。此外，在顆粒壓實(shí)中的穩(wěn)定階段之后，由不可變形的顆粒組成的顆粒填充成分有利地在整個(gè)使用中保持恒定體積，這防止了在輪胎壽命中額外填充內(nèi)部腔體?？深A(yù)期多種不可變形的材料，舉例而言但非排他地，例如礦物質(zhì)，如砂子或玻璃。
[0042]第二實(shí)施方案的優(yōu)選變體為選擇砂子晶粒作為顆粒。砂子作為一種便宜的材料，以多種粒子尺寸的形式存在，即具有多種晶粒尺寸。選擇合適的粒子尺寸有可能更容易地調(diào)節(jié)隨輪胎的預(yù)期豎直剛性而變化的填充率。
[0043]在輪胎的內(nèi)部腔體的填充過(guò)程中，大氣空氣被自然捕獲于顆粒之間的間隙中。在密封輪輞的特定情況中，根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施方案，有利的是使用諸如空氣或氮?dú)獾某錃鈿怏w將輪胎充氣，使得顆粒之間的間隙由壓力高于大氣壓的氣體填充。實(shí)際上存在兩種類(lèi)型的輪輞:管狀類(lèi)型的輪輞和無(wú)內(nèi)胎輪輞，所述管狀類(lèi)型的輪輞需要在輪胎中使用內(nèi)胎以密封安裝組件，所述無(wú)內(nèi)胎輪輞確保密封而無(wú)需內(nèi)胎。因此通過(guò)設(shè)計(jì)，不密封管狀形式的輪輞，而密封無(wú)內(nèi)胎輪輞。在用于搬運(yùn)車(chē)輛的安裝組件的情況中，內(nèi)胎的經(jīng)常缺失導(dǎo)致兩種類(lèi)型的輪輞選擇填充成分的不同。因此，無(wú)內(nèi)胎的安裝組件僅在無(wú)內(nèi)胎輪輞的情況中充氣。
[0044]此外，本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，內(nèi)部腔體填充顆粒填充成分,并用充氣氣體充氣至給定壓力的輪胎在某一負(fù)載以下具有基本上等于不具有填充成分并充氣至該相同壓力的輪胎的豎直剛性的豎直剛性，并在該負(fù)載以上具有基本上等于固體輪胎的豎直剛性的豎直剛性。換言之，這種輪胎在輕負(fù)載下表現(xiàn)像常規(guī)充氣輪胎一樣，并在重負(fù)載下表現(xiàn)像固體輪胎一樣。
[0045]這種剛性改變對(duì)于動(dòng)態(tài)運(yùn)行負(fù)載與靜態(tài)調(diào)動(dòng)負(fù)載之間存在差別的用途(如吊車(chē)，更通常地起重機(jī)的情況)而言具有特別的價(jià)值。因此，具有顆粒填充成分的輪胎的豎直剛性借助于填充率和充氣壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得輪胎在未負(fù)載形式階段中表現(xiàn)像常規(guī)充氣輪胎一樣，并在負(fù)載起重調(diào)動(dòng)階段中表現(xiàn)像固體輪胎一樣。
[0046]根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施方案，所述顆粒之間的間隙包含液體，從而有可能在使用過(guò)程中通過(guò)攪拌所述顆粒而分布所述顆粒填充成分中的耗散熱。僅在密封輪輞的情況中可預(yù)期使用液體。取決于顆粒之間的接觸壓力，包含于間隙中的液體也可插入顆粒之間、顆粒間接觸的區(qū)域中。在顆粒之間的間隙中，氣相可與液相共存。
[0047]該液相具有雙重功能。液體具有如下第一功能:在使用過(guò)程中當(dāng)顆粒被攪拌時(shí)(即在輪胎行駛時(shí)在顆粒的相對(duì)移動(dòng)過(guò)程中)，分布顆粒填充成分中的熱量。液體的第二功能在于在晶粒之間提供潤(rùn)滑以降低顆粒間摩擦，并因此降低由摩擦產(chǎn)生的熱量。
[0048]液體的選擇可促進(jìn)所述功能中的一種或另一種。水或更通常的能夠在輪胎使用的整個(gè)溫度范圍內(nèi)保持為液相的水溶液為對(duì)于熱分布而言有效的冷卻劑的一個(gè)例子。潤(rùn)滑液體(如油)促進(jìn)顆粒間滑動(dòng)，并因此限制通過(guò)摩擦而導(dǎo)致的能量損耗。
[0049]本發(fā)明也涉及一種用于制造由輪胎和輪輞組成的安裝組件的方法，所述輪胎的內(nèi)部腔體由顆粒填充成分填充。
[0050]用于制備這種安裝組件的方法包括如下步驟:
[0051]a)安裝直徑等于輪輞直徑的圓柱形罩，以封閉輪胎的內(nèi)部腔體；借助填充裝置使用顆粒填充成分填充輪胎的內(nèi)部腔體；并壓實(shí)所述顆粒，以獲得預(yù)期填充率并形成包括由顆粒填充成分填充的輪胎以及罩的中間組件。
[0052]b)將所述中間組件安裝于包括轉(zhuǎn)移裝置和輪輞的轉(zhuǎn)移框架上，由顆粒填充成分填充的輪胎待安裝于所述輪輞上。[0053]c)通過(guò)由所述轉(zhuǎn)移裝置施加平行于輪胎的旋轉(zhuǎn)軸的力，將由顆粒填充成分填充的輪胎由罩轉(zhuǎn)移至所述輪輞上，以形成安裝組件。
[0054]在第一步驟中，設(shè)置直徑等于輪輞的直徑的圓柱形罩以封閉輪胎的內(nèi)部腔體。輪輞的直徑為座位處的直徑，即與輪胎的徑向內(nèi)部部分接觸的輪輞的部分的直徑。直徑等于輪輞的直徑的圓柱形罩的使用有可能獲得預(yù)期的填充率。
[0055]借助適當(dāng)?shù)奶畛溲b置，例如借助泵類(lèi)型，輪胎的內(nèi)部腔體通過(guò)圓柱形罩由顆粒填充成分填充。
[0056]顆粒的壓實(shí)使用對(duì)顆粒填充成分施加壓力的適當(dāng)?shù)难b置(例如活塞)進(jìn)行。隨顆粒的性質(zhì)和尺寸而變化的所述壓實(shí)有可能獲得預(yù)期的填充率。
[0057]因此，在填充和壓實(shí)之后，結(jié)果得到包括由顆粒填充成分填充的輪胎和罩的中間組件。
[0058]第二步驟包括將所述中間組件設(shè)置于包括轉(zhuǎn)移裝置和輪輞的轉(zhuǎn)移框架上。設(shè)置所述中間組件，使得圓柱形罩與其上待安裝由顆粒填充成分填充的輪胎的輪輞共軸。一種轉(zhuǎn)移裝置為，例如，在輪胎上施加平行于輪胎的旋轉(zhuǎn)軸的力以將輪胎從罩轉(zhuǎn)移至輪輞的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。
[0059]第三且最后的步驟為通過(guò)由所述轉(zhuǎn)移裝置施加平行于輪胎的旋轉(zhuǎn)軸的力，將由顆粒填充成分填充的輪胎由罩轉(zhuǎn)移至輪輞上，以形成安裝組件。
[0060]制備由安裝于圓柱形罩上的輪胎所組成的中間組件的優(yōu)點(diǎn)在于分離了填充裝置和用于轉(zhuǎn)移至輪輞的裝置。這允許在根據(jù)本發(fā)明的安裝組件的制造中的靈活性:在轉(zhuǎn)移至轉(zhuǎn)移裝置以將輪胎安裝至其輪輞上之前，可并行制備并儲(chǔ)存數(shù)個(gè)中間組件。
[0061]該方法涉及使用直接的顆粒填充成分制備安裝組件而不添加如上所述的補(bǔ)充成分:粉末、充氣氣體、液體。
[0062]借助附圖1至3C，將更好地理解本發(fā)明的特征:
[0063]-圖1A顯示了由安裝于輪輞上的輪胎組成的安裝組件的子午平面中的截面視圖，所述輪胎的內(nèi)部腔體由顆粒填充成分填充。
[0064]-圖1B顯示了顆粒填充成分的放大視圖。
[0065]-圖2顯示了負(fù)載改變隨輪胎撓曲而變化的曲線。
[0066]-圖3A至3C顯示了制備根據(jù)本發(fā)明的安裝組件的步驟。
[0067]圖1A至3C未按比值顯示，以使它們更易于理解。
[0068]圖1A顯示了沿著通過(guò)輪胎的旋轉(zhuǎn)軸的平面，安裝于輪輞5上的輪胎I的子午截面。輪胎I包括設(shè)計(jì)為與地面接觸的胎面2、從胎面2的端部徑向向內(nèi)延伸的兩個(gè)胎側(cè)3以及使胎側(cè)3徑向向內(nèi)延伸并與輪輞5接觸的兩個(gè)胎圈4。胎面2、兩個(gè)胎側(cè)3、兩個(gè)胎圈4和輪輞5限定內(nèi)部腔體6。內(nèi)部腔體6包含由顆粒組成的顆粒填充成分7。
[0069]圖1B為所述顆粒填充成分的放大視圖。顆粒71由包含至少一種氣體的間隙72分隔。
[0070]圖2顯示了隨輪胎的撓曲f而變化的施加至輪胎的負(fù)載Z的改變的三條曲線Cp(:2和(:3。在點(diǎn)(Z，f)處與曲線C相切的直線的斜率定義了該點(diǎn)處的輪胎的豎直剛性。曲線C1顯示了隨不具有顆粒填充成分并充氣至壓力P的輪胎的撓曲f而變化的負(fù)載Z的改變。曲線C2顯示了隨具有顆粒填充成分但未充氣的輪胎的撓曲f而變化的負(fù)載Z的改變。曲線C3表示隨具有顆粒填充成分并充氣至與曲線C1相同的壓力P的輪胎的撓曲f而變化的負(fù)載Z的改變。對(duì)于在轉(zhuǎn)變值以下的負(fù)載值，曲線C3與曲線C1無(wú)法區(qū)分，并顯示常規(guī)充氣輪胎的特征，然后在轉(zhuǎn)變區(qū)域之后，曲線C3與曲線C2無(wú)法區(qū)分，并顯示固體輪胎的特征。
[0071]圖3A至3C示意性地顯示了用于制備根據(jù)本發(fā)明的安裝組件的方法的步驟。
[0072]圖3A顯示了方法的第一步驟。將直徑等于輪輞的直徑的圓柱形罩8置于適當(dāng)位置，以封閉輪胎I的內(nèi)部腔體6。然后借助通過(guò)圓柱形罩8的填充裝置9，進(jìn)行使用顆粒填充成分7對(duì)由圓柱形罩8封閉的輪胎I的內(nèi)部腔體6的填充。借助適當(dāng)?shù)难b置(未顯示)壓實(shí)顆粒，以獲得預(yù)期的填充率。第二步驟的結(jié)果是中間組件1、7、8的形成。
[0073]圖3B示出了方法的第二步驟，所述第二步驟包括將中間組件1、7、8設(shè)置于轉(zhuǎn)移框架上，所述轉(zhuǎn)移框架包括轉(zhuǎn)移裝置10和其上待安裝輪胎I的輪輞5。
[0074]最后，圖3C示出了方法的第三步驟，所述第三步驟為通過(guò)由轉(zhuǎn)移裝置10施加平行于輪胎的旋轉(zhuǎn)軸的力，將由顆粒填充成分7填充的輪胎I由罩8轉(zhuǎn)移至輪輞5上，以形成安裝組件1、7、5。
[0075]本發(fā)明人根據(jù)所述的填充方法已制得用于搬運(yùn)車(chē)輛上的根據(jù)本發(fā)明的安裝組件。所用的顆粒填充成分由翻新粉末的顆粒組成，所述翻新粉末的顆粒源自在輪胎翻新過(guò)程中胎面的回收。粉末顆粒之間的間隙填充大氣空氣。所獲得的填充率等于大約0.85。也根據(jù)所述的各個(gè)實(shí)施方案進(jìn)行了測(cè)試:具有輪胎使用壓力下的充氣空氣、具有諸如水的液體，以及具有炭黑基粉末。
【權(quán)利要求】
1.用于搬運(yùn)車(chē)輛的安裝組件(1、5、7)，所述搬運(yùn)車(chē)輛設(shè)計(jì)為在短距離內(nèi)以低速運(yùn)輸重負(fù)載，所述安裝組件(1、5、7)包括: -安裝于輪輞(5)上的輪胎(1)， -所述輪胎包括設(shè)計(jì)為與地面接觸的胎面(2)、從胎面(2)的端部徑向向內(nèi)延伸的兩個(gè)胎側(cè)(3)以及使所述胎側(cè)(2)徑向向內(nèi)延伸并與所述輪輞(5)接觸的兩個(gè)胎圈(4)， -所述胎面(2)、兩個(gè)胎側(cè)(3)、兩個(gè)胎圈(4)和輪輞(5)限定內(nèi)部腔體(6)， -所述內(nèi)部腔體(6)包含填充成分(7)，所述填充成分(7)由至少一種不可壓縮的固體構(gòu)件組成， 其特征在于，所述填充成分(7)為顆粒狀填充成分，所述顆粒狀填充成分由通過(guò)包含至少一種氣體的間隙(72)而至少部分地彼此分離的顆粒(71)組成， 填充率至少等于0.8，所述填充率為所述顆粒(71)的總體積與所述內(nèi)部腔體(6)的體積的比值，所述顆粒(71)的總體積即所述顆粒(71)的基本體積的總和。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的安裝組件(1、5、7)，其特征在于，所述填充率至少等于0.95。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2中的任一項(xiàng)所述的安裝組件(1、5、7)，其特征在于，所述顆粒填充成分(7)的顆粒(71)由彈性材料組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的安裝組件(1、5、7)，其特征在于，形成所述顆粒填充成分(7)的顆粒(71)的所述彈性材料具有至多等于IOOMPa的在10%伸長(zhǎng)下的彈性模量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的安裝組件(1、5、7)，其特征在于，顆粒填充成分(7)的顆粒(71)由聚合物材料組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的安裝組件(1、5、7)，其特征在于，所述顆粒(71)之間的間隙(72)包含導(dǎo)熱率至少等于50W/m.K的導(dǎo)熱粉末，從而能夠分布顆粒填充成分(7)中的耗散熱。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的安裝組件(1、5、7)，其特征在于，所述顆粒(71)之間的間隙(72)包含與所述顆粒(71)相互作用的粉末，以產(chǎn)生化學(xué)鍵，從而能夠限制所述顆粒(71)的相對(duì)的相互移動(dòng)性。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的安裝組件(1、5、7)，其特征在于，所述顆粒(71)之間的間隙(72 )包含具有高粘度的粘性產(chǎn)品。
9.根據(jù)權(quán)利要求1和2中的任一項(xiàng)所述的安裝組件(1、5、7)，其特征在于，所述顆粒填充成分(7)的顆粒(71)由不可變形的材料組成。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的安裝組件(1、5、7)，其特征在于，所述顆粒填充成分(7)的顆粒(71)由砂子組成。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中的任一項(xiàng)所述的安裝組件(1、5、7)，所述輪輞(5)為密封輪輞，其特征在于，所述顆粒(71)之間的間隙(72)包含壓力高于大氣壓的氣體。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中的任一項(xiàng)所述的安裝組件(1、5、7)，所述輪輞(5)為密封輪輞，其特征在于，所述顆粒(71)之間的間隙(72)包含液體，從而能夠通過(guò)在使用過(guò)程中攪拌所述顆粒(71)而分布所述顆粒填充成分(7)中的耗散熱。
13.用于制備根據(jù)權(quán)利要求1至5、9和10中的任一項(xiàng)所述的安裝組件(1、5、7)的方法，其包括如下步驟: a)安裝直徑等于輪輞直徑的圓柱形罩(8)，以封閉輪胎(I)的內(nèi)部腔體(6);借助填充裝置(9)使用顆粒填充成分(7)填充輪胎(I)的內(nèi)部腔體(6);并壓實(shí)顆粒(71)，以獲得預(yù)期填充率并形成包括由顆粒填充成分(7)填充的輪胎(I)以及罩(8)的中間組件(1、7、8)， b)將中間組件(1、7、8)安裝于包括轉(zhuǎn)移裝置(10)和輪輞(5)的轉(zhuǎn)移框架上，由顆粒填充成分(7)填充的輪胎(I)待安裝于所述輪輞(5)上， c)通過(guò)由所述轉(zhuǎn)移裝置(10)施加平行于輪胎的旋轉(zhuǎn)軸的力，將由顆粒填充成分(7)填充的輪胎(I)從所述罩(8 )轉(zhuǎn)`移至所述輪輞(5 )上，以形成安裝組件(1、5、7 )。
【文檔編號(hào)】B60C7/00GK103492195SQ201280017893
【公開(kāi)日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2012年4月12日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月14日
【發(fā)明者】O·費(fèi)蘭, G·博爾 申請(qǐng)人:米其林集團(tuán)總公司, 米其林研究和技術(shù)股份有限公司