Forschung zur Dichtungsfunktion von Kunststoffschalen bei der Reifenherstellung

Kunststoffschaleist eine der Kernkomponenten des Reifenwulstsystems und seine Dichtleistung wirkt sich direkt auf die Luftdichtheit, Sicherheit und Lebensdauer des Reifens aus. Mit der Popularität von schlauchlosen Reifen (Vakuumreifen) wird die Dichtfunktion vonRunde Kunststoffklappes hat zunehmend an Bedeutung gewonnen. Dieser Artikel befasst sich mit der Dichtungsfunktion vonPerlenkappein der Reifenherstellung unter den Aspekten Dichtungsprinzip, Strukturdesign, Materialauswahl und Leistungstests.

1. Dichtungsprinzip der Reifenwulsttrennung

Die synergetische Wirkung der luftdichten Schicht und der Felge

DerPerlenwickelBildet durch den festen Sitz mit der Felge eine physikalische Dichtungsbarriere. Die luftdichte Schicht von schlauchlosen Reifen (meist aus halogeniertem Butylkautschuk) ersetzt zusammen mit einem Wulsttrenner die Funktion des herkömmlichen Schlauchs. Nach dem Aufpumpen dehnt sich der Apex Holder unter dem Einfluss des Luftdrucks nach außen aus, wodurch eine Presspassung mit der Kontaktfläche der Felge entsteht und der Gasaustrittskanal blockiert wird. Daten zeigen, dass diese Konstruktion den durchschnittlichen jährlichen Reifendruckverlust auf 5 % begrenzen kann (Tire Airtightness, 2015).

Dynamischer Dichtungsmechanismus

Während des Fahrzeugbetriebs muss die Apex-Scheibe wechselnden radialen und seitlichen Belastungen standhalten. Ihre keilförmige Struktur (z. B. ein Neigungswinkel von 15°) kann sich an Radverformungen anpassen und die Dichtungsstabilität aufrechterhalten. Experimente haben gezeigt, dass der Wulstabscheider auch bei einer axialen Spannung von 2000 N noch eine wirksame Abdichtung aufrechterhalten kann (Beads, 2007).

2. Schlüsselfaktoren, die die Dichtungsleistung beeinflussen

Strukturdesign

Kontaktflächenbreite: Die Breite des Dichtungsbandes beträgt üblicherweise 3–5 mm. Ist es zu breit, erhöht sich der Reibungswiderstand, ist es zu schmal, verringert sich die Luftdichtheit.

Stabile Balance: Die Trennwand sollte sowohl elastisch (um die Passform zu gewährleisten) als auch starr (um Verformungen zu widerstehen) sein. Beispielsweise kann eine Verbundstruktur aus einem Körper aus Edelstahl 304 und einer flexiblen Gummibeschichtung die Haltbarkeit der Dichtung verbessern.

Materialauswahl

Metallsubstrat: Austenitischer Edelstahl (z. B. 304) hat sich aufgrund seiner hohen Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit mit einer Streckgrenze von ≥ 205 MPa durchgesetzt.

Oberflächenbehandlung: Eine Kupferplattierung oder WC-Co-Beschichtung kann den Reibungsverlust mit der Felge verringern und die Luftdichtheit verbessern (Patent CN205202582U).

Prozessgenauigkeit

Die Montagetoleranz sollte auf ± 0,1 mm begrenzt sein. Durch Lasererkennung und Fünf-Achsen-Bearbeitungstechnologie kann die Passgenauigkeit zwischen Trennwand und Felge sichergestellt werden.

3. Analyse und Verbesserung von Dichtungsfehlern

Häufige Fehlermodi

Unterseite des Reifenwulstes: Dies führt zu einem lockeren Sitz auf der Felge und damit zu einem langsamen Luftverlust (Welche Auswirkungen haben konkave Reifenwülste auf Reifen, 2025).

Beschichtungsverschleiß: Nach längerem Gebrauch blättert die Beschichtung ab, der Reibungskoeffizient steigt und die Dichtleistung nimmt ab.

Verbesserungsmaßnahmen

Strukturoptimierung: Übernahme eines adaptiven bogenförmigen Designs zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen der Räder.

Materialverbesserung: Eine mit Graphen verstärkte Beschichtung kann die Verschleißfestigkeit um mehr als 50 % verbessern und die Lebensdauer der Dichtung verlängern (Branchenprognose, 2030).

4. Zukünftige Entwicklungstrends

Intelligente Abdichtung: Integrierter Drucksensor, Echtzeitüberwachung des Reifendrucks und des Abdichtungsstatus.

Umweltfreundliche Materialien: Forschung und Entwicklung biologisch abbaubarer Gummibeschichtungen zur Reduzierung der Umweltverschmutzung.

Abschluss

Die Dichtungsfunktion ist ein wichtiger Bestandteil der Reifentechnologie. Durch die Kombination aus struktureller Innovation, Materialwissenschaft und Präzisionstechnologie werden zukünftige Wulstabscheider die Dichtungszuverlässigkeit und Energieeffizienz weiter verbessern und so die Entwicklung von Fahrzeugen mit alternativer Antriebstechnologie und intelligenten Reifen unterstützen.