[发明专利]用于轮的热屏蔽结构

说明书

本发明涉及一种用于轮(1)的热屏蔽结构(8)，所述轮包括至少部分地由复合材料制成的基部结构(11)。所述热屏蔽结构(8)被布置在所述基部结构(11)上并且至少部分地覆盖所述基部结构(11)。

技术领域

本发明涉及热屏蔽结构，特别涉及可用于轮的热屏蔽结构，该热屏蔽结构特别用于由适用于机动车辆的碳纤维增强塑料制成的轮，并且涉及包括这种热屏蔽结构的轮。

背景技术

当制动时，车辆的动能转换为热能，导致制动系统产生高温。在盘式制动系统中，特别是在广泛用于机动车辆的碳陶瓷制动器中，可能会发生高达1000℃的操作温度。在驾驶时，这样高的温度并不是危急的，因为制动系统和相邻轮两者均被围绕车辆、分别围绕并通过轮和制动系统流动的空气有效地冷却。

然而，如果车辆从高速制动并在之后立即停放，则这种主动空气冷却是缺失的。因此，在制动后最多30分钟内，可能会发生从热的制动系统到轮的显著热传递。因为制动系统通常不会与相邻轮直接物理接触，所以这种传递主要通过辐射和对流进行，而传导几乎可忽略。对于盘式制动器，轮与制动卡钳以及制动盘之间的距离通常非常小，因此在该区域中通过辐射和对流的热传递可能非常高。而对于由金属制成的常规轮，这样的热传递不足以引起对轮的热损伤，对于由诸如纤维增强塑料的其它材料制成的轮可能变得至关重要。

1982年7月3日提交的DE3224929以美国Motor Wheel公司的名义，并描述了由纤维增强树脂材料制成的车轮。在内侧盘面处设置有热障板，使得在使用中防止了从车辆轮毂向树脂盘的热传递，以防止树脂盘材料在轮安装螺栓孔的区域中的蠕变。

1994年12月19日提交的US5538114以Jay D.White和Ralph W.Larson的名义，并展示了一种绝热轮安装系统，用于减少传统轮中使用的鼓式制动系统的热传递。根据该专利，在轮的轮毂区域处形成有绝热环，其被设置成夹紧在与柱形主鼓附接的鼓延伸部上。在另选实施方式中，鼓延伸部涂覆有绝热材料，使得绝热材料层设置在轮毂区域和鼓延伸部之间。

2010年1月22日提交的US2010194179以古德里奇公司的名义，并展示了一种包括屏蔽部分和散热部分的热管理复合热屏蔽件。屏蔽部分可以包括热侧蒙皮、传导层、绝热层和冷却侧蒙皮。散热部分可以包括翅片阵列。由屏蔽部分吸收的热量被部分地或完全地传导到散热部分，以传递到周围环境。根据公开的应用，热管理系统可以例如用于飞行器和汽车轮。

2009年4月21日提交的WO2009130229以Zircotec有限公司的名义，并且公开了将锆酸镁层施加在碳纤维增强塑料材料上以便获得良好的耐磨性和其它机械损伤耐受性。该公报还提到，这样的层还耐腐蚀和化学侵蚀并且具有良好的耐热性，形成保护碳纤维增强塑料材料的热障。

发明内容

为了获得具有低总质量和低惯性矩的轮，包括例如碳纤维或玻璃纤维的纤维增强塑料可以用于轮辋和轮中心。在本发明的上下文中，“轮中心”应被理解为包括任何类型的轮中心，诸如轮辐结构，分别是轮辐条(spider)或轮盘。根据另一种方法，只有轮辋可以由纤维增强塑料制成，而轮中心由金属制成，反之亦然。这种类型的轮也可以被称为“混合轮”。

从结构机械观点来看，碳纤维增强塑料提供了获得轻质轮的巨大潜力，因此被广泛使用，不幸的是，碳纤维增强塑料仅具有非常有限的耐热性，同时具有相对较高的导热性。特别地，与碳纤维增强塑料组合使用的许多基体的特征在于耐热性相当有限。这使得包括纤维增强塑料的轮容易受到车辆制动系统引起的热损伤。因此，需要对制动系统发出的热能进行有效保护，特别是对包括碳纤维增强塑料的轮进行有效保护。

尽管从现有技术中可以看出，减少从制动系统到轮的热传递的几个系统是已知的，但是所有这些系统都需要必须布置在制动系统(分别是悬架)和轮之间的附加部件。对于许多车辆而言，这是不可行的，因为轮和悬架之间的空间是非常有限的，因此从现有技术已知的系统不能应用。