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用于车轮/轮胎的扰动补偿的方法和系统

基本信息

  • 申请号 CN00810349.6 
  • 公开号 CN1361728A 
  • 申请日 2000/05/11 
  • 公开日 2002/07/31 
  • 申请人 国际销售公司  
  • 优先权日期  
  • 发明人 老R·D·福加尔  
  • 主分类号  
  • 申请人地址 美国宾夕法尼亚州 
  • 分类号  
  • 专利代理机构 中国专利代理(香港)有限公司 
  • 当前专利状态 发明专利申请公布 
  • 代理人 崔幼平 
  • 有效性 发明公开 
  • 法律状态
  •  

摘要

一种用于将补偿材料(20)引入一个轮胎/车轮组件(10)内的方法,该补偿材料以独立批量(30、40)设置,以便于运输和处理。
当将该批补偿材料引入该轮胎内,且该轮胎随后转动时,该批独立的补偿材料在整个轮胎内部散布,以对在轮胎/车轮组件的轮胎/路面车轮痕上的径向和横向力的变化进行补偿。
该批独立的补偿材料可采取结块(30)形式,或可密封在一个可破碎的袋(40)中。
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权利要求书


1.一种用于将补偿材料引入一个轮胎/车轮组件内的方法,其包 括下列步骤: 提供至少一批独立的补偿材料,所述至少一批独立的补偿材料包 括: 包括一个预定数量的所述材料,由此,所述至少一批独立的补偿 材料可以有选择地传送到所述轮胎的内部,以及由此所述至少一批独 立的补偿材料基本上保持独立,直到所述轮胎/车轮组件转动时为止; 将所述至少一批独立的补偿材料传送到所述轮胎的内部;以及 将所述轮胎/车轮组件安装在一辆用于运转的车辆上。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述补偿材料是颗 粒状材料。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述颗粒状材料包 括聚合物。

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述颗粒状材料包 括尿素甲醛树脂和纤维素填充剂。

5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述颗粒状材料包 括金属材料。

6.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述颗粒状材料包 括无机材料。

7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述补偿材料包括 至少一部分液体材料。

8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述批独立的补偿 材料被设置在一个用来容纳所述材料的装置中。

9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,用来容纳所述材料 的所述装置是一个袋。

10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述袋是纸袋或 塑料袋。

11.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述袋适合用于 在其位于所述轮胎的内部以后并且当所述组件转动时释放所述补偿材 料。

12.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述袋是由这样 一种材料制成的,当该材料在所述组件内作转动时将被打碎,从而释 放出所述材料。

13.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述袋在其中具 有多孔。

14.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述袋具有一个 主密封和一个辅助密封,其中,所述主密封是一个比所述辅助密封更 坚固的密封。

15.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,所述主密封在所 述袋引入轮胎内以前就被拆去。

16.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述传送步骤是 从包括手工传送和机械传送的一组方法中选择出来的。

17.一种用于对在轮胎/车轮组件的轮胎/路面车轮痕上的径向 和横向力的变化进行补偿的方法,其包括下列步骤,确定在轮胎/车 轮组件内的轮胎的尺寸并且选择至少一批独立的补偿材料,以便提供 一个用于引入该轮胎内部的预定数量的补偿材料,其中,所述至少一 批独立的补偿材料在将该轮胎安装到车辆上以前被引入到该轮胎内, 然后,将该轮胎安装到该车辆上以便在其上运转,其中,当所述组件 转动时,至少一批独立的补偿材料散布在所述轮胎内。
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说明书

技术领域 本发明涉及一种用于将一个预定数量的力补偿材料引入到一个车 轮/轮胎组件内,以便抵消在充气轮胎的轮胎/路面车轮痕上的径向 和横向力的变化的方法和系统。
背景技术 一个典型的车辆的特征在于,它通常包括一个非悬挂质量和一个 悬挂质量。
非悬挂质量通常包括所有不由车辆悬挂系统支承的所有车 辆部件,例如轮胎/车轮组件、转向节、制动器和轴。
相反地,悬挂 质量则包括所有由车辆悬挂系统所支承的部件。
非悬挂质量可能受到 来自各种来源,例如磨损的接头、车轮的不对准、制动阻力、不规则 的轮胎磨损等的扰动和振动。
由于车辆的轮胎将车辆的悬挂质量支承 在路面上而且这种轮胎是弹性的,因而任何在轮胎的均匀性或尺寸方 面的不规则性、任何在轮圈的尺寸方面的不规则性和/或轮胎/车轮 组件的任何动力不平衡或不对准都将引起被传递到车辆的悬挂质量上 去的扰动和振动,由此将产生一种不希望的或颠簸的车辆行驶,以及 将降低车辆的操纵和稳定特性。
严重的振动还可能产生某些危险的情 况,例如车轮跳动或跳跃以及车轮摆动(左右摇动)。
目前的标准处理规程是利用平衡机和用夹子夹上去的铅锤重量通 过平衡轮圈和轮胎组件来减少某些有害的振动效应。
铅锤平衡重量将 根据平衡机的指向设置在车轮的轮圈凸缘上并且在适当的位置上固定 就位。
这种平衡过程可以减少在轮胎/车轮组件内的不平衡,但是, 很难获得精确的平衡。
平衡不是一项精确的技术,其结果取决于轮胎 /车轮组件安装在一个特定的平衡机上的那个时刻的具体安装情况。
平衡是一个改进,与一个不平衡的轮胎/车轮组件相比较,它将减少 轮胎/车轮组件的振动。
但是,即使是轮胎/车轮组件的精确的平衡 也不一定意味着轮胎将平稳地转动。
轮胎/车轮组件的平衡必须在空 载条件下完成。
当平衡的轮胎安置在车辆上以后,车辆的重量就通过 轮胎与路面的界面或接触区域作用在轮胎上,该接触面积通常被叫做 轮胎的车轮痕。
轮胎中的不均匀性是常见的,以致即使是一个精确地 平衡的轮胎也可能由于在轮胎车轮痕内引起不均衡力的轮胎中的不均 匀性而产生严重的振动。
不均匀的程度在所有轮胎中是固有的。
在充气轮胎的制造工艺中, 在模具中的橡胶流动或者在皮带、胎缘、衬套、轮胎面、涂了橡胶的 帘布的线网层或类似物的尺寸方面的微小差异,有时将在成形的轮胎 中引起不均匀性。
当该不均匀性足够大时,它们将在一个轮胎抵靠在 其上滚动的一个表面,例如路面上引起力的变化,并由此在其上装有 该轮胎的车辆中产生振动和声音的干扰。
与力变化的原因无关,当这 些变化超过可以接受的最小值时,使用了这些轮胎的车辆行驶将受到 损害。
轮胎的平衡还可以通过使用与平衡机和铅锤重量不同的其他方法 来完成。
例如,Fogal在美国专利5,073,217中公开了一种通过把粉状 的合成塑料引入到轮胎/车轮组件的内腔中来平衡车辆轮胎/车轮组 件的方法。
该粉状合成材料对于在轮胎路面的界面处产生的径向和横 向力的变化具有附加的补偿作用。
粉状合成塑料在轮胎内的运动与车 辆重量的向下的力和由于轮胎转动所产生的离心力成比例。
在已发现使用引入轮胎内部的补偿材料能够有效的工作的同时, 也发现了在如何将该材料引入轮胎中这方面的局限性。
在现有方法中, 该材料是先被悬浮在气流中,然后再通过用于轮胎充气的软管和阀门 杆将它引入轮胎内。
虽然这种方法能够有效地工作,但是这种补偿材 料的输送方法在某些情况下是一种不方便的输送方法,并且可能引起 车轮组件正在进行平衡的工作场所的污染。
这种输送装置已经在车辆 零件市场中得到了应用,以便于更换轮胎的平衡,但是,在最初的制 造场合却还没有提供任何用来将这种材料引入轮胎/车轮组件内去的 有效方法。
因此,有需要提供一种用于以简单和有效的方式把补偿材料输送 到轮胎内部的改进的方法和装置。
发明内容 因此,本发明的一个目的是提供一种用于将补偿材料引入轮胎的 内部,以便提供对于在轮胎/路面车轮痕上的径向和横向力的补偿的 方法和系统。
本发明的另一个目的是提供一种用于将一个预定数量的补偿材料 引入轮胎的内部的方法和系统,以便使操作者可以方便地将该材料引 入并且不会污染工作环境。
本发明的再一个目的是提供一种用于根据轮胎/车轮组件的特性 将一个预定数量的补偿材料引入轮胎的内部的方法。
本发明的以上这些和另外的目的可以通过一种用于将补偿材料引 入一个轮胎/车轮组件内的方法来实现,该方法包括以下步骤,提供 至少一批独立的补偿材料,该至少一批独立的补偿材料包括预定数量 的补偿材料并且在轮胎没有安装在组件的车轮上以前有选择地被传送 到该轮胎内。
该至少一批补偿材料基本上保持独立以便于进行处理。
然后将该至少一批补偿材料输送到该未安装的轮胎内,随后再将该轮 胎安装在该车轮上。
本发明的另一个方面提供了一种用于将包括在一个独立部件内的 预定数量的补偿材料引入到轮胎/车轮组件内的系统,其中,所述一 批补偿材料适合于在处理时基本上保持独立,并且在轮胎与车轮进行 装配以前被引入到该轮胎内,然后在轮胎/车轮组件转动时,散布在 该轮胎内。
本发明还提供了一种用于对在轮胎/车轮组件的轮胎/路面车轮 痕上的径向和横向力的变化进行补偿的方法,其包括下列步骤,确定 在轮胎/车轮组件内的轮胎的尺寸并且选择至少一批独立的补偿材 料,以便提供用于引入该轮胎内部的预定数量的补偿材料。
该预定数 量的补偿材料在把轮胎安装到车轮上以前引入该轮胎内,然后,将该 轮胎安装到该车轮上以便在车辆上运转。
附图说明 下面将参照附图对本发明进行更详细的说明,附图中: 图1是一个包括一个由轮圈所支承的轮胎的常规的车轮组件的局 部的侧视图,并且图示出一个置于并压靠在相关的支承表面,例如路 面上的轮胎面的下部或“车轮痕”; 图2是一个通过图1所示的车轮组件截取的一个直立的轴向剖视 图,并且图中还示出当轮胎承受载荷作用下置于路面上时车轮痕的横 向尺寸; 图3是一个与图2相同的放大的剖视图,并且图中示出将合成聚 合树脂的粉状材料通过一个相关的轮胎阀门沉积在轮胎的内部的方 式; 图4是图3所示的车轮组件在转动时的一个剖视图,并且图中示 出了多个当轮胎转动时作用在轮胎与路面之间的不同的变化或大小的 径向负载力,并且示出了迫使聚合物的粉状材料与该变化的径向冲击 负载力成比例地从图3中所示的位置离开的方式; 图5示出了一个用来将一批独立的补偿材料引入本发明的轮胎内 的优选实施例;以及 图6示出了另一个用来将一批独立的补偿材料引入本发明的轮胎 内的优选实施例。
具体实施方式 下面本发明将参照其优选实施例进行详细的说明。
首先参看附图中的图1和2,图中示出总体上用标记10表示的常 规的车轮组件,该组件包括一个轮胎11和一个金属轮圈12,该轮圈载 装一个轮胎阀门或空气阀门13,该阀门包括一个具有内螺纹的阀门杆 14。
在正常的运行/路面情况下,可以将一个阀门芯螺纹拧入该轮胎 阀门13的阀门杆14中。
阀门杆14还可以包括常规的外螺纹。
轮胎11 是一个子午线轮胎。
斜线轮胎基本上不能沿径向弯曲,而子午线轮胎 则能沿径向弯曲,并且在使用时后者的弯曲可以通过侧壁SW1、SW2(图 1、2、3和5)表现出来,当它置于或运行在一个表面,例如路面R上 时,该侧壁在负载作用下将向外凸出。
弯曲量的大小将取决于诸如车 辆的总负载、车辆的速度等情况,并且在小型客车和大型车辆,例如 牵引拖车两种情况下,负载力都将因车轮组件而不同。
例如,一辆以 每小时六十英里的速度运行的携带着重型钢材的满载的牵引拖车具有 较大的径向负载力,因而比同样的牵引拖车,如在拖运业中常常发生 的情况那样,在空载运行时具有更大的轮胎弯曲。
此外,随着负载的 增加,轮胎的弯曲将增加而总的半径将减小。
显然,如果车轮组件常 规地通过利用施加在轮圈上的铅鍾重量来进行“平衡”的情况,该铅 锤重量只能对一个特定的负载和在一个有限的速度范围内实现平衡, 而不能对负载力的全部变化和在所有的速度下实现平衡。
同样,在车 辆总重小得多的客车的情况下,径向和横向力的变化可能由于在轮胎 均匀性和尺寸方面的任何不规则性、轮圈内的任何尺寸的不规则性和 /或轮胎/车轮组件的任何动态不平衡或不同心度而产生。
这些扰动 和振动将被传递给车辆的悬挂质量上,从而产生的不希望的或颠簸的 车辆行驶,并且使车辆的操纵和稳定特性降低。
因此,即使在轮胎/车轮组件使用目前的高级电子平衡装置来进 行平衡时,也不能在所有的速度和所有的径向力变化范围内对车轮进 行平衡。
因此,希望在大型牵引车/拖车的轮胎/车轮组件和较小的 客车的轮胎/车轮组件两种情况下,通过把一种补偿材料引入轮胎内, 以便提供对于径向和横向力变化的动态补偿。
子午线轮胎11包括一个由长度L和横向幅度或宽度W所限定的轮 胎的下部或车轮痕B,当车轮组件10处于静止或转动状态时,该长度 和该宽度共同地限定出与支承表面或路面R相接合的轮胎下部B的瞬 时截面积。
轮胎T包括以常规的方式与轮圈12接合的相应的侧壁SW1、 SW2的一个常规的外胎面T和轮胎圈B1、B2。
如果该车轮组件10和与车辆(未示出)相关联的类似的车轮组件 没有经过适当地/正确地平衡,当车轮转动时,其伴随的不平衡情况 将引起车胎不均匀地磨损,车轮的轴承将发生过度地磨损,减振器将 工作在异常高的振幅和速度下,转向连杆/机构将过度的振动并且引 起磨损,以及车辆的总的行驶情况将不但是颠簸的和危险的,而且将 使整个车辆的零件产生过度的磨损。
这些问题在汽车中是有重要意义 的,并且在与特别大的轮胎,例如载重车辆的轮胎相关联的车辆中问 题将更加严重,这些轮胎最初就比较昂贵,如果完全忽视不平衡的行 驶,将对载重车辆的轮胎寿命、安全性以及同样重要的轮胎胎面翻新 都将产生有害的影响。
显然,即使把车轮组件10尽可能完善地利用铅锤重量进行平衡, 不管是静态平衡,还是动态平衡,但是,当路面情况发生变化,轮胎11 产生磨损,车辆的负载产生变化等情况发生时,车轮组件10的这种“完 善的”平衡条件就离完善相差很远。
因此,不但车轮组件10必须进行 平衡,而且希望该平衡条件也必须在工作情况下,随着路面条件、负 载力的变化、速度的改变等方面,如同在常规的使用情况下可能发生 的情况那样,例如,在承载与空载的牵引拖车的情况下仍能保持在平 衡的状态。
因此,根据车轮组件10相对于路面R转动时发生的力的变 化,希望使用一种在轮胎内部的补偿材料来动态地补偿该力的变化, 该补偿材料可以在轮胎内部动态地运动,以便于保持负载力的平衡。
根据本发明,可以通过加入一种补偿材料,最好是采取一种与一 种其网目尺寸范围在8与200之间的初始的粉状材料结合的干润滑剂 形式来实现有效的轮胎平衡和/或作用在轮胎/车轮组件上的径向和 横向力的减少。
对于本发明目的来说,平衡一台车辆和减少作用在轮 胎上的外径向力和横向力的概念称为“全车轮平衡”。
虽然本发明将 参照特定的包括干燥粒子的补偿材料进行说明,但是在本发明的范围 内的补偿材料还包括液体,颗粒状固体及其组合物。
在本发明的固体补偿材料组成中的基本的或主要的组分材料可以 是一种通常为颗粒状,更准确地说是粉状形式的无机材料或有机材料。
颗粒状材料是那些能通过可产生相当小的分散的固体的任何工艺方法 所制出的。
这些工艺方法包括,但不限制,沉淀、聚合、喷射、固化 和破碎。
粉状材料是那些通过一种适当的尺寸减小工艺,例如磨碎、 研磨或其他的破碎工艺将尺寸减小的颗粒状材料。
适当的无机材料例 如包括粉状碳、铁粉或铁屑,其他的金属颗粒例如铅粒,滑石粉和碳 酸钙,即石灰石或方解石。
有机材料可以是大部分聚合的。
该聚合材 料为颗粒状或粉状形式,它们可以是小颗粒/粉末或者是粉尘。
其比重大于1以及在轮胎使用的所有情况下性能稳定并能保持自 由流动的任何补偿材料都适合用来作为本发明的补偿材料。
在该优选 实施例中,一种将在下面说明的包括各种尺寸的颗粒的颗粒状材料可 以用来作为车轮的平衡材料。
一个重要的条件是,当在所有的轮胎运 行条件下使用时,该颗粒材料必须比轮胎的热稳定性更好。
实施本发明所用的有机聚合材料可以是均聚物(单体聚合物)或 共聚物(双体或多体聚合物)。
虽然只要在轮胎所承受的温度极限范 围内性能可保持稳定的任何材料都可以考虑使用,但它们多半是热固 性的或热塑性的材料。
实施本发明时所使用的热固性树脂包括尿素甲醛、蜜胺甲醛和酚 醛树脂。
所有这些材料都是众所周知的模制的化合物,粒状或粉状形 式的这类材料都可以买到。
尿素甲醛和蜜胺甲醛塑料粉通常含有一种 填充剂,特别是α纤维素。
适当的热塑性聚合物包括聚氯乙烯和氯乙烯-偏氯乙烯共聚物(它 们通常含有大量的氯乙烯和少量的偏氯乙烯),这两种材料都是可以 被塑化的;以及尼龙。
在本发明的实践中也使用芳族聚酰胺纤维。
龙和芳族聚酰胺都是聚酰胺,虽然它们具有完全不同的化学成分和性 能。
特别值得优先选用的一种粉状材料是聚合尿素甲醛热固性树脂, 粒状、粉状或粉尘状的这类材料都可以买到。
一种可以买到的这样的 材料是由美国俄亥俄州的Technology Corporation of Canton制造的 商标名称为POLYPLUS的商品。
这种粉状材料是一种不挥发的、无毒的、 无腐蚀性的材料,它包括在下表中所示出的特性。
  硬度(Barcol)
    54至62
  硬度(Rockwell)
    M110-120
  硬度(MOHS Scale)
    3.5
  比重(g/cc)
    1.47-1.52
  体积密度
    58-60
  点火温度
    530℃
  热分解
    450℃
  最大工作温度
    300°F
  艾卓德(Izod)撞击试验
    (ASTM D256A-0.25-0.40)
  水吸收率(ASTM D570-24小时)
  水吸收率(MIL-A-85891A)
    0.4-0.8%
    最大10%
  化学性质
    惰性
一种优选的粉状材料包括尿素模制化合物(重量百分比70%)、α 纤维素填充剂(重量百分比28%)以及色素和添加剂(重量百分比2 %)。
虽然优选的化合物是70%的尿素,28%的α纤维素和2%的添加 剂,但是100%的尿素甲醛或者各种材料(这些材料的例子上面已经述 及)的组合也是可能的。
此外,本发明可以考虑使用具有上述物理性 能的各种适当的材料,并不受本文中所提出的优选的补偿材料的限制。
在实施本发明时所使用的优先选用的颗粒状材料的颗粒尺寸可以 在约从8至425网目(美国标准筛网尺寸)的很大的范围内变动。
此 外,该材料可以包括一个包含在不同颗粒尺寸范围内的材料的颗粒尺 寸的多形态分布。
良好的效果就由于在此范围内的颗粒尺寸的混合或 分布而获得。
精细的颗粒将响应较小的径向力和横向力更快地运动, 而较大的颗粒将响应较大的力更慢地运动。
使用在至少两种不同尺寸 或尺寸范围内的颗粒,将使不同尺寸的颗粒响应不同大小的力而运动。
例如,人们相信,较小的颗粒将首先响应较小的力而运动。
然后,较 大的颗粒在平衡或均衡的第二阶段中当力较大时进行运动。
人们可以 使用一种具有一个双形态颗粒尺寸分布的颗粒混合物,例如,一种由 具有颗粒尺寸为20-40网目的较大的颗粒与较小的颗粒相混合的混合 物。
该较小颗粒尺寸以50-100网目为主,另一个实施例使用了一种 具有颗粒尺寸为60、80、100、120、240、270网目的多形态混合物, 其中,不同尺寸的颗粒的重量百分比是不同的,以便使一个特定的应 用场合的性能最优化。
这些颗粒的比重必须大于1,以便它们响应外力确实地进行运动, 并且尽可能快地从一个位置运动到另一个位置。
此外,人们还发现, 干粉润滑剂或抗结块剂的添加可以显著地增加主要的颗粒材料的有效 性。
干粉润滑剂可用来覆盖在轮胎的内表面以及主要的颗粒材料上。
这样,颗粒材料的颗粒与颗粒间的摩擦力就减少为在颗粒状粒子与轮 胎标面的界面处的摩擦力。
该减少的摩擦使得颗粒材料在抵消作用在 车辆的车轮组件上的径向和横向力时能够更快的反应。
人们还预计, 粉状材料的大于美国标准的200网目的较小的颗粒尺寸,将起着一种 润滑材料的作用,由此可使润滑材料的添加成为不必要。
当提供足够数量的干粉润滑剂为车辆使用时,在该车辆内的粉状 材料就可以在轮胎内自由地流动或沿横向和周边方向运动。
此外,由 于润滑剂的特别微小的颗粒尺寸,大量的润滑剂本身就可以在轮胎内 快速地运动到各个位置,以便抵消作用在车辆车轮组件上的径向力和 横向力。
能以这种方式起作用的其他的抗结块剂也可以考虑使用。
目前,优选的干粉润滑剂或抗结块剂可以从一组包括滑石粉(或 滑石)、石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯和人们所知的可用来作为固体 润滑剂的各种聚合物、金属氧化物和盐中选出。
与主要的粉状材料相 同,润滑剂也应在轮胎的所有工作条件下具有热和化学稳定性,并且 与主要的粉状材料物理和化学相容。
在目前使用的这些材料中,最优 选的润滑剂是滑石粉。
在另一个实施例中,车轮平衡材料可以采取液体或液体/固体组 合的形式。
参看图5和6,如上所述的本发明的补偿材料可被制成用来引入充 气轮胎中的几批包括较大的块状物或结块,例如丸粒、团块、挤出物 的独立的补偿材料,或者被制成包括自由流动的颗粒状物或液体的独 立部件。
这些较大的块状物或结块包括许多颗粒,通常为大量的颗粒, 在图5的实施例中,这些颗粒被足够紧密地粘附或粘合地固定在一起, 以便于运输、处理和引入轮胎内而不会过早的破碎。
在图5中,团块30 包括以常规形式包装的预定数量的补偿材料,以便在轮胎与车轮进行 装配以前进行处理并通过把团块30简单地放入轮胎内部而引入该轮胎 内。
在把轮胎安装在车轮上以及把该轮胎/车轮组件安装在车辆上以 后,该组件的转动将使团块30被破碎成许多单个的颗粒,团块就是由 这些颗粒制成的。
团块30的形状可以通过把这些单个的颗粒暂时粘合 在一起而构成一个形状,该形状应便于处理并且可使预定数量的补偿 材料容易被选定和加入到轮胎内的常用的工艺方法来实现。
这些颗粒 在团块30内粘合在一起可使这些颗粒粘着在一起,以便于运输和处理, 但该结块一旦被引入轮胎中以后,它将被破碎而释放出许多单个颗粒, 然后,这些颗粒将以上述方式实现其平衡和减振功能。
因此,在图5 的实施例中,一批补偿材料是独立的,以使结块材料在运输、处理和 引入时能保持其结块形状并且没有颗粒材料的明显的损失,即,该批 补偿材料可以基本上保持独立,直到装有该批材料的轮胎安装在车轮 上,并且例如当车辆运行时该车轮高速转动以后为止。
为了把一个足以平衡车轮组件的数量的平衡材料以结块的形式引 入轮胎内,就必须引入至少一独立的平衡材料,当采取丸粒的形式时, 可能需要引入一批以上的独立的平衡材料,或者当采取团块30的形式 时,只需要引入单个独立的平衡材料。
一批独立的平衡材料的尺寸大 小最好应能使它能作为一批(例如一个团块),或者多批(例如丸粒) 引入。
为了在轮胎/路面车轮痕上提供径向和横向力变化的所希望的 补偿而要求的独立的补偿材料的分批次数还将取决于轮胎/车轮组件 10的特性以及其中使用该组件的车辆的特性。
例如,为了提供所希望 的补偿功能所要求的补偿材料的数量将随着轮胎的尺寸的增加和车辆 总重量的增加而增加。
此外,它还可以由轮胎不平衡到某种可能要求 更大量的补偿材料的程度所决定。
轮胎/车轮组件的其他的特性,例 如不均匀性也可以使所需要的补偿材料的数量发生变化。
因此,根据 本发明,几批的独立的补偿材料可以形成各种预定尺寸,以使所需要 的材料数量容易地选定并且简单地和有效地引入一个特定的轮胎/车 轮/车辆组合内。
通常,对于客车和轻型载重车辆来说,优选的补偿 材料的优选数量在0.20-2.0盎司的范围内,而较大型的车辆可以使 用较大的数量,例如在1.5-24盎司之间。
这些数量可以根据轮胎/ 车轮/车辆的具体的特性而变化。
更详细地说,优选的补偿材料的下 列范围对以下的轮胎尺寸通常认为是有效的。
对于一个13英寸的轮胎 /车轮来说,结合于其中的补偿材料的数量的范围可以在约0.2-0.6 盎司之间。
一个14英寸的轮胎/车轮所需要的补偿材料的数量的范围 可以在约0.4-0.9盎司之间,而一个15英寸的轮胎/车轮所需要的 补偿材料的数量则可以在约0.8-1.4盎司之间。
对于一个16英寸的 轮胎/车轮来说,所需要的补偿材料的数量的范围可以在1.0-1.7盎 司之间,而一个17英寸的轮胎/车轮所需要的补偿材料的数量则可以 在约1.2-2.0盎司之间。
对于载重车辆来说,为了平衡径向和横向力 的变化所需要的补偿材料的数量的范围在2.0-6.0盎司之间。
此外, 需要的材料的数量是可以根据材料本身和轮胎/车轮/车辆的不同而 变化的。
通常,该材料的数量是足以平衡车轮组件和补偿在车轮痕上 的径向和横向力的变化。
因此,对于其范围从客车到载重车辆的任何 尺寸的轮胎都可以用本发明的合成物进行处理,以便平衡车轮组件和 /或均衡负载力。
每个轮胎所使用的粉状材料的数量(或重量)可在 一个很大的范围内变化,这与轮胎的尺寸和该轮胎的不平衡的数量有 关,不管该数量表示为一个适当的范围,还是一个最佳的数量。
所用 材料的一个适当的数量可以由经验确定,实际上也需要由经验确定, 因为轮胎失去平衡的量也是由经验确定的。
根据以上所述,在本发明范围内的独立的补偿材料将可使所需要 材料数量通过把一批或多批独立的补偿材料设置而添加在轮胎的内 部。
因此,团块30可以制成一个单一尺寸,然后用一个或多个团块来 达到所需要的数量,或者可以将该团块制成一个适合于作为一个例子 的每个轮胎尺寸的预定的数量。
所用的该数量的较小的调整可以通过 小颗粒或其同类物来补充,以便精确调整到适合于特定的轮胎/车轮 组件的数量。
在图5的实施例中,一个结块(例如丸粒、团块、挤出物)的合 成物可以是:(1)一个无粘合剂的结块,在该结块内颗粒自粘接地保 持在一起;(2)一个包括许多颗粒,例如粉状材料和一种粘合剂的结 块,或者(3)一个带涂层的产品。
一个基本上包括100%粉状的或其他的颗粒状材料自粘接地保持在 一起的如上所述的无粘合剂的丸粒或团块是本发明的第一实施例的合 成物。
该粉状的或其他的颗粒材料必须能充分地自粘接,以便形成例 如丸粒或团块这样的无粘合剂的结块。
丸粒可以通过将一种最初为颗粒状材料在一个制丸机上压缩成所 需要的尺寸和形状(例如球形)而制备,这种颗粒状材料通常是轻的 和松散的。
团块可以通过将一种颗粒状材料在一个团块模内利用加温 和加压成形而制成。
其他的预制的形状可以使用连续的成形方法产生, 例如使用在斩碎后挤压的方法。
无粘合剂的丸粒、团块和挤出物需要 一种有足够粘结力的起动颗粒状材料,以便使所制出的丸粒,或团块, 或挤出物将保持其结构整体性,直到根据本发明的方法将它引入轮胎 内为止。
此外,加工条件(例如压缩的程度)必须使得该丸粒、团块 或挤出物在运输、保持和引入轮胎中时,能基本上保持独立,但当轮 胎转动时,它将在该轮胎中分裂,释放出随后将实施其所希望功能的 许多单个颗粒。
根据补偿材料不同,这些加工条件无需过分的实验即 可由本技术领域内的一个普通技术人员容易地确定。
合成物的第二种类型包括粉状材料的颗粒和一种粘合剂。
该粘合 剂使粉状材料的颗粒保持为形成一个例如丸粒、团块或挤出物这样的 粘结块。
粘合剂可以是无机的或有机的化学制品。
例如,某些树脂材 料就能够实现这项功能。
某些无机材料,例如硅酸钠(“水玻璃”), 也可以使用。
通常,该粘合剂在高温下将软化,而在室温下则变硬。
粘合剂主要构成合成物总重量的约1%至约20%,更典型地是构成总 重量的约2%至约10%。
本发明的合成物的第三种形式是带涂层的产品。
该涂层材料是可 磨蚀的或热激活的。
可磨蚀的涂层是一种这样的涂层,它将由于在转 动的轮胎内的作用在其上的机械力而产生破裂和破碎。
可磨蚀材料可 以是一层薄聚合物或无机的涂层材料。
无机的涂层材料包括液体的硅 酸钠。
热激活的涂层材料是一种具有低熔化温度的材料,该熔化温度 低于在车辆正常运行时由于热量的积累而在轮胎内所达到的温度。
多低熔化温度的材料都是适用的。
该涂层材料可以涂在单个颗粒上或 者可以形成一个丸粒或团块的外层,粉状材料的颗粒则形成其内部。
在该两种情况下,涂层剂的数量都约为合成物总重量的1%至20%, 最好是,约为合成物总重量的2%至10%。
上述合成物可以通过已知方法制成。
本发明的丸粒、团块和其他 的结块或挤出物可以被制成任何合适的尺寸和形状。
丸粒一般为球形 或椭圆形。
团块一般为在图5中示出的枕形。
挤出物一般为圆柱形。
在这些形状中没有一种形状是要求严格的。
尺寸也是不严格的,除非 需要结块不能更大,需要包含使用一批独立的补偿材料就足以装填一 个给定的轮胎尺寸的车轮平衡材料。
结块的尺寸可以做得足够小,以 便使多批独立的补偿材料的引入成为可能。
在图6中所示的另一个实施例中,颗粒状车轮平衡材料的一批独 立的补偿材料被制成装有自由流动的补偿材料的袋40的形状。
该袋还 适合用于液体和液体/固体材料的独立的形状。
最好是,该袋用一种 当装配好的车轮转动时将会产生磨损、撕裂或碎裂的材料制成。
适当 的材料通常包括纸和塑料。
在图6中,袋40被设计成能容纳一个预定 数量的补偿材料,以便于轮胎组件的运输、处理和引入而不会有显著 的材料损失,并且随后能被打碎以释放自由流动的颗粒或其他材料。
在袋40的一个实施例中,可使用一种纸材料以常规的方式使用利用成 形、装填和密封设备来制造袋40。
在这种设备中,袋40最初被制成具 有一个敞口,再将补偿材料引入其中,然后再将顶部封闭。
在一个特 定的实施例中,一个20磅的纸用来制造袋40,并且使用一种5磅的低 密度聚乙烯胶将其边缘进行热封。
其他磅重的纸或胶对于一个给定的 轮胎/车轮组件也可能是适合的。
因此,补偿材料袋是独立的,因为 它基本上可以保持所有在袋内的材料批量,直到该袋被传送到轮胎内 为止。
此外,在该实施例中,袋40可以由聚合薄膜制成,该袋与典型的 聚合袋相类似。
在该实施例中,可以对袋的边缘方便的进行热封从而 取消了对胶接的需要。
还可以对袋40进行双重密封,以便于处理以及 随后的袋的降解,以释放出补偿材料。
在该实施例中,主密封42最好 在袋40的顶部边缘形成。
密封42最好是一个比较坚固的密封,以便 经得起运输和处理。
在袋40内还可以形成一个辅助密封44,该密封最 好是较薄弱的密封,从而可以更方便地将它打开,将补偿材料从袋40 内释放出来。
在使用中,主密封可以被撕掉或者用别的方式取下,以 便对轮胎进行装填,只留下辅助密封46,该密封将在以后当组件转动 时方便地释放出材料。
为使释放更加方便,可以在密封42与44之间 形成一条穿孔线46。
为便于该过程,其他适当的密封技术也可以考虑 使用。
在一批独立的补偿材料的另一个实施例中,使用了一个用于自由 流动的材料的容器,例如一个袋40,如果需要的话,在袋材料(不管 是纸还是聚合物)中还可以使用多个穿孔48,以便使袋40的破碎和释 放补偿材料更加方便。
这种穿孔可以使用常规的穿孔设备制成。
应当 理解,任何这类穿孔都应具有不允许补偿材料从袋40内漏出的特征, 直到袋40已被引入轮胎内为止。
这些穿孔或微孔,如果有的话,应当 足够小,以便防止车轮补偿材料通过该穿孔遗失,但是当轮胎转动时 应有利于袋40的破碎。
对于那些不容易结块的材料,例如金属小丸或其他金属材料来说, 袋的使用是优先的。
因此,使用一个袋作为容纳装置是不受限制的, 它可以用于任何补偿材料,包括颗粒状或粉状材料、液体材料或其组 合,都在本发明的范围内。
本发明的多批独立的补偿材料,例如材料的结块和袋可以以任何 希望的方式装填或引入到轮胎内。
如果该多批独立的补偿材料被加工 成适当的尺寸,例如小丸粒,就可以将这些丸粒通过阀门引入到轮胎 内。
但是,使用较大尺寸的结块(丸粒、团块或挤出物)或袋,并且 把它们在轮胎安装到轮圈上以形成一个车轮组件以前引入该轮胎内, 通常将是更方便的。
无论在最初制造时或在更换或修理时,多批独立 的补偿材料都可以在轮胎安装在车轮上以前引入该轮胎内。
把多批独 立的补偿材料引入或传送到轮胎内的工作可以通过手工传送或通过机 械的自动传送来完成。
虽然本发明已经参照其优选实施例进行了说明,但应当指出,这 种说明只是作为举例,而不是对本发明的限制。
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