CN102458811B - 轮子-轮胎组件的制造方法及由此获得的产品 - Google Patents

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Abstract

一种轮子(1)和轮胎(2)的制造方法，包括：提供轮子，并将轮胎模压成型在所述轮子上。可将模具(13)放置在所述轮子上，这样，在所述模具的内表面和所述轮子的轮辋之间形成腔体(14)，用于接收形成所述轮胎的材料，所述材料可为液体形式，并可在所述模具中固化以形成与所述轮子相连接的轮胎。

Description

轮子-轮胎组件的制造方法及由此获得的产品
技术领域
本发明涉及一种具有轮胎的轮子的制造方法。
本发明还涉及一种具有轮胎的轮子。
背景技术
在现有轮子的生产中，单独制造轮子和轮胎，然后将轮胎安装在轮子上。由于轮子和轮胎是单独制造的，以这种方式制造的轮子，其制造、存储、运输和组装的成本高。
对于现有的轮子，其轮辋(rim)的每侧设置有相对且径向凸出的轮缘(flange)。轮缘和轮辋限定内凹区域。该内凹区域使轮胎能够被安装在轮子上。
当使用如泡沫聚氨酯(foamed polyurethane)材料的实心轮胎或“防刺”轮胎时，这两种轮胎目前必须符合现有的轮子设计。其缺点在于：轮胎必须填补内凹区域。这要用到大量不必要的轮胎材料，进而导致低效率且高成本的生产。
已知的是，在聚氨酯轮胎的制造过程中，将聚氨酯注入模具中，然后在模具中形成轮胎。在注入聚氨酯的过程中旋转模具，以便在模具内正确形成轮胎。但是，该方法存在的问题在于：由于发生了发泡反应，在轮胎的中心形成了过多的泡沫聚氨酯材料。旋转模具产生的离心力不足以防止在轮胎的中心形成过多的泡沫聚氨酯材料。因此，需要去除轮胎中心过多的泡沫聚氨酯材料。
发明内容
本发明旨在克服上述问题。
根据本发明的第一方面，提供了一种轮子和轮胎的制造方法，该方法包括：提供轮子，并将轮胎模压成型在轮子上。
根据本发明的第二方面，提供了一种根据本发明的第一方面制造的轮子和轮胎。
根据本发明的第三方面，提供了一种具有进口和出口的轮子，其中，该进口与该出口流体(fluidly)连接。
由于轮胎和轮子不是单独生产的，节约了物料量(inventory)、组装成本和运输。
优选地，该制造方法包括：将模具放置在轮子上，这样，在模具的内表面和轮子的轮辋之间形成腔体，用于接收形成轮胎的材料，尤其是液体形式的材料。优选地，腔体限定待模压成型的轮胎的形状，即限定所需的轮胎形状的“相反”(negative)形状。可将形成轮胎的材料以液体形式引入模具，并在模具中固化以形成与轮子相连接的轮胎。然后，可将模具移除。
当将模具放置在轮子上时，优选地，模具基本绕轮子的外围延伸，更优选地，完全绕轮子的外围延伸。
轮子可设置有进口，所述进口优选地通过导管与轮子的轮辋上的出口流体连接。优选地，轮子包括轮毂(hub)。在这种情况下，进口优选位于轮毂处。可将形成轮胎的材料注入进口。
优选地，轮子具有基本平滑(flat)的轮辋。在这种情况下，轮子的轮辋优选不具有轮缘。当形成实心轮胎或“防刺”轮胎时，由于轮子不具有必须由轮胎填补的内凹区域，因此节约了轮胎材料。
轮子可设置有多个这种进口和出口。在这种情况下，每个进口优选通过单独的导管与各个出口流体连接。当存在多个出口时，这些出口优选绕轮子的轮辋分布。
轮子可具有至少一个轮辐(web)，用于为轮子提供强度和刚性，该轮辐基本从轮子的中心径向延伸至轮辋。当轮子包括轮毂时，所述至少一个轮辐优选地从轮毂径向延伸至轮辋。优选地，轮子具有多个这种轮辐，每个轮辐径向延伸至绕轮辋分布的点。
优选地，将导管安装在所述至少一个轮辐内。当有多个所述轮辐和多个导管时，每个导管优选地安装在各个轮辐内。在这种情况下，每个导管优选从轮毂上的进口穿过各个轮辐到达轮子的轮辋上的出口。
优选地，轮子的轮辋设置有凸出部(protrusion)，所述凸出部优选地从轮辋径向向外凸出。优选地，凸出部绕轮辋圆周延伸。优选地，凸出部与轮子一体成型。
凸出部可以是任意合适的形状。凸出部可具有T形横截面，所述凸出部具有第一部件，所述第一部件从轮辋径向延伸并终止于其与第二部件的交点处，所述第二部件与所述第一部件一体成型并与所述第一部件垂直。
轮子可用于任何应用中，但是，优选地用于手推车。优选地，轮子由聚烯烃注塑成型，但是，也可以由任意合适的材料制成，包括钢。
优选地，轮子为圆形。
优选地，轮胎为实心轮胎，即无内胎“防刺”轮胎。轮胎可以是任意的泡沫材料制成，优选包括泡沫聚氨酯。
优选地，管道(pipe)与进口流体连接，形成轮胎的材料优选通过管道注入进口。在这种情况下，管道的管嘴(nozzle)优选通过密封的转动配合与轮毂的一端相连接。优选地，栓(pin)从轮毂的另一端进入轮毂。这使轮毂的另一端闭合并在轮毂内留有小空隙，形成轮胎的材料可进入该空隙。这样确保所述材料进入进口。
模压成型的方法可包括加热热塑弹性体直到形成液体，将该液体注入进口，使得该液体进入腔体，在腔体内冷却和/或固化该液体，其中，该液体固化成所需的轮胎形状。
可选地或附加地，模压成型的方法可包括热固反应。在这种情况下，至少两种用于形成轮胎的可固化的液体成分优选注入进口，使得它们进入腔体。
优选地，所述至少两种可固化的液体成分通过所述管道注入进口，并且优选地预先混合。
当所述至少两种可固化的液体成分混合时，它们优选地相互反应，然后在腔体内固化以形成轮胎。
当轮子设置有所述凸出部时，优选地将凸出部制成需要的尺寸，这样，当将模具放置在轮子上时，凸出部安装在腔体内。
优选地，轮胎绕凸出部模压成型，这样，凸出部使轮胎固定在轮子上。由于轮胎和轮子可以是相互不粘合的材料(如果会发生的话)，比如，分别是聚氨酯和聚烯烃，并且由于轮子没有内凹，因此凸出部提供使轮胎附着(attaching)轮子的方法。
可选地或附加地，可对轮子的接触面进行处理，以增加与轮胎的粘附力(adhesion)，比如粗糙化接触面，和/或电处理和/或化学处理接触面。
优选地，在凸出部接近每个出口的位置设置有空隙。这样形成轮胎的材料不会通过每个出口流入腔体。
优选地，模具和轮子是可旋转的。在这种情况下，优选地将模具和轮子绕轮子的中轴旋转，以便使形成轮胎的材料通过所述或每一个导管流入腔体。可将模具和轮子在形成轮胎的材料被注入进口的过程中旋转。在这种情况下，管道与轮子优选在基本位于轮子中心的点处相连接。这使得轮子在模压成型过程中旋转，并且管道不会变成缠结的(tangled)，因为随着轮子转动不会描绘一个圆。
当轮胎模压成型在轮子上时，固化轮胎材料密封每个闭合的出口。这有利于防止形成轮胎的材料在模压成型过程中通过所述或每一个导管回填到轮毂中。
这里描述的所有特征可与上述任意一个方面以任意组合的形式相结合。
附图说明
为了更好地理解本发明并说明本发明的实施例如何起作用，下面将结合附图通过示例进行说明，其中：
图1为根据本发明的轮子和轮胎的轴测图(isometric view)，图中去除了轮子和轮胎的一部分以利于说明；
图2为图1所示的轮子和轮胎的侧视图；
图3为图1和图2所示的轮子和轮胎的半截面视图；
图4为图1和图2所示的轮子和轮胎的前正视图；
图5为沿图4中A-A线观察的水平截面图；
图6为图5中标记B的区域的放大图；
图7为图4所示的轮子和轮胎的侧视图；以及
图8为图5所示的水平截面图，去除了轮胎并在轮子上放置了模具，从而将轮胎模压成型到轮子上。
具体实施方式
现参照上述附图，示出了轮子1和轮胎2。轮子和轮胎用于手推车。轮子由聚烯烃如聚氨酯注塑成型。轮子为圆形，并在其外围设置有轮辋3。轮辋基本上是平滑的。
轮子设置有轮毂4。在轮毂中设置有柱状通道，轮毂通过轮子的中心在垂直于轮子直径的方向上延伸，终止于轮子相对面上的孔，形成轮毂的第一和第二端5、6。
轮子具有多个轮辐7，每个轮辐从轮毂径向延伸到绕轮子外围分布的各个点。轮辐给轮子提供强度和刚性。
在轮毂的内壁中设置有一对进口8。在轮子的轮辋中设置有一对绕轮辋圆周分布的出口12。每个进口通过各个导管9与各个出口12流体连接。
每个导管安装在各个轮辐中，使得每个导管从轮毂上的进口穿过各个轮辐到达轮子的轮辋上的出口。
轮胎为实心轮胎，即泡沫聚氨酯制成的无内胎“防刺”轮胎。
现参照图8，为了形成轮胎，将模具13放置在轮子上。模具绕轮子的轮辋延伸。在模具的内表面和轮子之间形成腔体14。该腔体限定待模压成型的轮胎的形状，即限定所需的轮胎形状的“相反”形状。
管道15连接轮毂的一端5。管道的管嘴通过密封的转动配合与轮毂的一端5连接。两种适于形成聚氨酯的液态化学品通过管道并注入轮毂的所述端5。在轮毂的另一端6设置有栓(未示出)。这使轮毂的端6闭合并在轮毂内留有小空隙，液态化学品可进入该空隙。液态化学品从管道通过轮毂进入每个进口。
管道与位于轮子中心的轮毂相连接。这使得轮子在模压成型过程中旋转(见下文)，并且管道不会变成缠结的，因为随着轮子转动不会描绘一个圆。
液态化学品在管道中混合。液态化学品相互反应，然后在腔体内固化以形成聚氨酯轮胎。
腔体上设置有出气口16，当将液态化学品灌注腔体时，该出气口使气体从腔体中排出。
模具和轮子是可旋转的。当液态化学品注入轮子时，模具和轮子绕轮子的中轴10旋转。这使液体化学品通过导管并流入模具腔体。
当轮胎模压成型在轮子上时，固化聚氨酯密封每个闭合的出口。这有利于防止聚氨酯在模压成型过程中通过导管并回填到轮毂中。
轮子的轮辋设置有一体成型的凸出部11。凸出部具有T形横截面并绕轮辋的圆周延伸。图3中，示出了部分剖开的凸出部以利于说明。
轮胎绕凸出部模压成型，这样，凸出部使轮胎固定在轮子上。由于轮胎和轮子分别是相互不粘合的聚氨酯和聚烯烃，并且由于轮子没有内凹，因此凸出部提供使轮胎附着轮子的方法。
另外，对轮子的接触面进行处理，以增加与轮胎的粘附力，比如粗糙化接触面，和/或电处理和/或化学处理接触面。
在轮子圆周上的点处的凸出部内设置有空隙，导管通过轮子的轮辋从轮子延伸出去，然后进入模具腔体。这样不会妨碍流体通过这些导管流入腔体。
如图3和图6所示，轮胎覆盖在轮辋的正面。这确保了轮辋被轮胎覆盖。
由于轮子没有必须由轮胎填补的内凹区域，因此少量的轮胎材料即聚氨酯就能形成轮胎。另外，由于轮胎和轮子不是单独生产的，因此节约了物料量、组装成本和运输。凸出部提供使轮胎固定于轮子的基本上平滑的轮辋的方法。
通过示例对上述实施例进行了说明。在不脱离本发明的情况下，可进行多种变化。

Claims (34)

1.一种轮子和轮胎的制造方法，包括：提供轮子，并将轮胎模压成型在所述轮子上；
将模具放置在所述轮子上，这样，在所述模具的内表面和所述轮子的轮辋之间形成腔体，用于接收形成所述轮胎的材料；
其中，所述轮子设置有进口，所述进口通过导管与所述轮子的所述轮辋上的出口流体连接；
并且将形成所述轮胎的所述材料注入到所述进口内。
2.根据权利要求1所述的轮子和轮胎的制造方法，其中，所述腔体限定待模压成型的所述轮胎的形状。
3.根据权利要求1或2所述的轮子和轮胎的制造方法，其中，将形成所述轮胎的所述材料以液体形式引入所述模具，并在所述模具中固化以形成与所述轮子相连接的轮胎。
4.根据权利要求1或2所述的轮子和轮胎的制造方法，其中，将所述模具放置在所述轮子上时，所述模具基本绕所述轮子的外围延伸。
5.根据权利要求1所述的轮子和轮胎的制造方法，其中，所述轮子包括轮毂，所述进口位于所述轮毂处。
6.根据权利要求1或5所述的轮子和轮胎的制造方法，其中，所述进口设置在基本位于所述轮子中心的点处。
7.根据权利要求1或2所述的轮子和轮胎的制造方法，其中，将形成所述轮胎的材料注入所述进口。
8.根据权利要求1或2所述的轮子和轮胎的制造方法，其中，所述轮子设置有多个所述进口和出口。
9.根据权利要求8所述的轮子和轮胎的制造方法，其中，所述出口绕所述轮子的所述轮辋分布。
10.根据权利要求8所述的轮子和轮胎的制造方法，其中，每个进口通过单独的导管与各个出口流体连接。
11.根据权利要求1或2所述的轮子和轮胎的制造方法，其中，所述轮子具有至少一个轮辐，用于为所述轮子提供强度和刚性，所述轮辐基本从所述轮子的中心径向延伸至所述轮辋。
12.根据权利要求11所述的轮子和轮胎的制造方法，其中，将所述导管安装在至少一个所述轮辐内。
13.根据权利要求1或2所述的轮子和轮胎的制造方法，其中，管道与所述进口流体连接，将形成所述轮胎的所述材料通过所述管道注入所述进口。
14.根据权利要求13所述的轮子和轮胎的制造方法，其中，所述轮子包括轮毂，所述管道的管嘴通过密封的转动配合与所述轮毂的一端相连接。
15.根据权利要求1或2所述的轮子和轮胎的制造方法，其中，所述轮子具有基本平滑的轮辋。
16.根据权利要求15所述的轮子和轮胎的制造方法，其中，所述轮子的所述轮辋不具有轮缘。
17.根据权利要求1或2所述的轮子和轮胎的制造方法，其中，所述轮子的轮辋设置有凸出部，所述凸出部从所述轮辋径向向外凸出。
18.根据权利要求17所述的轮子和轮胎的制造方法，其中，所述凸出部绕所述轮辋圆周延伸。
19.根据权利要求17所述的轮子和轮胎的制造方法，其中，所述凸出部与所述轮子一体成型。
20.根据权利要求17所述的轮子和轮胎的制造方法，其中，所述凸出部具有T形横截面，所述凸出部具有第一部件，所述第一部件从所述轮辋径向延伸并终止于其与第二部件的交点处，所述第二部件与所述第一部件一体成型并与所述第一部件垂直。
21.根据权利要求17所述的轮子和轮胎的制造方法，其中，将所述凸出部制成需要的尺寸，这样，当将所述模具放置在所述轮子上时，所述凸出部安装在所述腔体内。
22.根据权利要求17所述的轮子和轮胎的制造方法，其中，所述轮胎绕所述凸出部模压成型，这样，所述凸出部使所述轮胎固定在所述轮子上。
23.根据权利要求1或2所述的轮子和轮胎的制造方法，其中，所述模具和所述轮子是可旋转的。
24.根据权利要求23所述的轮子和轮胎的制造方法，其中，将所述模具和所述轮子绕所述轮子的中轴旋转，以便使形成所述轮胎的所述材料通过所述导管流入所述腔体。
25.根据权利要求24所述的轮子和轮胎的制造方法，其中，将所述模具和所述轮子在形成所述轮胎的所述材料被注入所述进口的过程中旋转。
26.根据权利要求25所述的轮子和轮胎的制造方法，其中，管道与所述进口流体连接，所述管道与所述轮子在基本位于所述轮子中心的点处相连接。
27.一种根据前述任一权利要求制造的轮子和轮胎。
28.一种具有进口和出口的轮子，其中，所述进口与所述出口流体连接；
所述轮子包括轮辋，所述出口设置在所述轮辋上；
所述轮子包括：至少一个轮辐，用于为所述轮子提供强度和刚性，所述轮辐基本从所述轮子的中心径向延伸至所述轮辋，其中，所述进口通过安装在所述至少一个轮辐上的导管与所述出口流体连接。
29.根据权利要求28所述的轮子，其中，所述轮子包括轮毂，所述进口位于所述轮毂处。
30.根据权利要求28至29任一项所述的轮子，其中，所述轮子具有基本平滑的轮辋。
31.根据权利要求28至29任一项所述的轮子，其中，所述轮子的所述轮辋设置有凸出部，所述凸出部从所述轮辋径向向外凸出。
32.根据权利要求31所述的轮子，其中，所述凸出部绕所述轮辋圆周延伸。
33.根据权利要求31所述的轮子，其中，所述凸出部与所述轮子一体成型。
34.根据权利要求31所述的轮子，其中，所述凸出部具有T形横截面，所述凸出部具有第一部件，所述第一部件从所述轮辋径向延伸并终止于其与第二部件的交点处，所述第二部件与所述第一部件一体成型并与所述第一部件垂直。
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