CN103534105A - 具有多个增强带的环形结构 - Google Patents

Abstract

本发明描述一种具有为轮提供结构支承的增强带的非充气轮以及制造这种轮的方法。增强带形成环形增强结构的一部分，该环形增强结构包括芯，该芯现浇于环形增强带之间。该芯能够浸渍有基体材料。基体材料还能够用于形成非充气轮的一个或多个元件。

Description

具有多个增强带的环形结构

优先权要求

本申请要求2010年12月29日提交的美国临时专利申请No.61/428,074的优先权权益，该专利为了一切目的通过引用结合到本文中。

技术领域

本发明的主题涉及具有环形增强结构的非充气轮胎。

背景技术

充气轮胎是已知的对顺应性、舒适性、质量、和滚动阻力的解决方案；然而，充气轮胎在复杂性、需要维护、和易于受损性方面具有缺点。改进充气轮胎性能的装置例如能够提供更多的顺应性、更好地控制刚度、较低的维护需要、以及对损坏的抵抗。

传统的实心轮胎、弹簧轮胎、和软心轮胎尽管不具有充气轮胎的对维护的需要和易于受损性，但遗憾的是缺乏其性能优点。具体而言，实心轮胎和软心轮胎通常包括被弹性材料层包绕的实心轮辋。这些轮胎依赖弹性层的地面接触部分直接在负载作用下的压缩以用于负载支承。这些类型的轮胎能够是重和刚性的并且缺少充气轮胎的减震能力。

弹簧轮胎通常具有通过弹簧或弹簧状元件将其连接至毂的硬木质、金属、或塑料环。尽管毂由此通过弹簧被悬挂，但是固定环仅与路面具有小接触面积，从而基本不提供顺应性并且提供较差的牵引和转向控制。

因此，具有与充气轮类似的性能特性的非充气轮和用于制造非充气轮的方法将是有用的。更具体地，不需要充气压力来提供充气轮胎的性能特性的轮和用于制造非充气轮的方法将是有益的。这种具有毂或者能够连接至毂以用于安装在车辆或其它运输装置上的轮以及制造这种轮的方法也将是有用的。

发明内容

本发明的方面和优点将在下文的描述中部分地阐述，或者可以是通过描述显而易见的，或者可以通过实施本发明而习得。

在一个示例性方面中，本发明提供一种制造非充气轮胎的方法，该非充气轮胎具有环形增强结构，该环形增强结构包括第一增强带、第二增强带、和定位在第一增强带与第二增强带之间的芯。该方法包括以下步骤：将内部增强带和外部增强带设置在第一模具中，其中内部增强带和外部增强带定位成同心、间隔开的关系，以便形成内部增强带与外部增强带之间的环形空间；将用于芯的材料插入到第一模具中进入内部增强带与外部增强带之间的空间中，以便提供包括定位在内部增强带与外部增强带之间芯的浇铸件，该芯具有0.75g/cm³或更大的密度；将来自所述插入步骤的浇铸件放置在第二模具中，第二模具提供至少一个型腔以用于模制非充气轮的一个或多个特征；以及将基体材料引入第二模具中，以便形成非充气轮的一个或多个特征。

在另一个示例性实施例中，本发明提供一种非充气轮，该非充气轮限定了径向方向和周向方向。该轮包括环形带，以用于支承地面接触胎面部分，其中该环形带围绕周向方向延伸。环形增强结构定位在环形带内。增强结构包括：内部增强带，内部增强带沿周向方向延伸；外部增强带，外部增强带沿周向方向延伸并且定位在所述内部增强带的径向外侧；芯，该芯至少部分地定位在内部增强带与外部增强带之间。该芯由在内部增强带与外部增强带之间形成就位并且具有0.75g/cm³或更大的密度的材料形成。安装带相对于环形带径向向内地定位。多个腹板轮辐连接在环形带与安装带之间。

参照下文的描述以及所附权利要求，本发明的这些和其它的特征、方面以及优点将变得更好理解。结合到本说明书中并且构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例并且与描述一起用于对本发明的原理进行解释。

附图说明

参照附图，说明书中阐述了面向本领域普通技术人员的本发明的完整公开，这种公开使得本领域普通技术人员能够实现本发明，包括本发明的最佳模式，在附图中：

图1提供了本发明的环形增强结构的示例性实施例的顶透视图。

图2提供了图1的示例性实施例的切开的透视图。

图3是位于模具的示例性实施例中的图1的环形增强结构的俯视图，并且图4是其透视横截面图。

图5是用于制造环形增强结构的模具的示例性实施例的俯视图并且示出了就位的图1的环形增强结构。

图6是模具的另一个示例性实施例的透视横截面图，其中示例性增强结构被示为就位。

图7是图6的模具的侧面的放大并且示出了位于示例性模具的表面与内部增强带和外部增强带之间的密封件。

图8是示出了嵌入在基体材料中的环形增强结构的示例性实施例的顶透视图。

图9是图8的示例性实施例的侧横截面图。

图10是本发明的非充气轮的示例性实施例的透视图。

图11是沿线11-11截取并且结合了例如图1中所示的示例性环形增强结构的图11的示例性实施例的局部横截面图。

图12是沿线11-11截取并且结合了本发明的另一个示例性环形增强结构的图11的示例性实施例的局部横截面图。

在不同视图中使用相同或类似的附图标记来表示相同或类似的特征。

具体实施方式

本发明提供具有为轮提供结构支承的增强带的非充气轮以及制造这种轮的方法。为了对本发明进行描述的目的，现在将详细地参照本发明的实施例和/或方法，其中的一个或多个例子示于附图中或者通过附图示出。每个例子都以对本发明进行解释的方式提供，不对本发明构成限制。实际上，对于本领域技术人员而言显而易见的是，在不偏离本发明的范围和精神的情况下能够对本发明进行各种改型和变型。例如，示为或描述成一个实施例的一部分的特征或步骤能够与另一个实施例或步骤一起使用，以产生更进一步的实施例或方法。因此，当落入所附权利要求及其等价物的范围中时，期望本发明覆盖这种改型和变型。

内部增强带和外部增强带

参照图1和2，如可以用于非充气轮中的环形增强结构1的示例性实施例具有内部增强带2、外部增强带3、和由芯材料制成的现浇（cast-in-place）芯4。增强结构1可以被制造成具有一定范围的尺寸。通过举例的方式，环形增强结构1的宽度5可以处于从1cm到2米的范围内，并且外侧直径6可以处于从7cm到4米的范围内。通过举例的方式，内部增强带2与外部增强带3之间的距离（即，芯材料4的厚度7）可以处于从2mm到25mm的范围内。

在本发明的各个实施例中，期望允许如可以通过挠曲或剪力产生的内部增强带2与外部增强带3在环形增强结构1内的相对移动。在这种情况下，芯材料4可以设置有5mm的最小厚度（由附图标记7表示）。针对本发明的环形增强结构的申请（其中包括增强带的合适的结构、对准和间距）可以在美国专利No.6,769,465B2和No.7,650,919B2中找到。

增强带2和3中的每一个都是圆形条，其特征在于沿径向方向是柔性的并且沿圆周相对不可延伸。在本发明的一个实施例中，增强带2和3是充分柔性的，以在带以圆形形状定向时具有带半径的十分之一或更小的弯曲半径，并且不经历带中的永久变形。内部增强带2和外部增强带3可以在构建材料和设计方面都相同或不同。

通过举例的方式，增强带2和3可以是编织或非编织纺织结构、单丝和/或复丝帘线的布置、双组分纱线、细纱、编织帘线、单片或多片聚合物或金属、或者上述材料的组合。通过举例的方式，增强带2和3可以由玻璃纤维、粘胶（rayon）、尼龙、芳纶、聚酯纤维、碳或金属（例如钢）构建。可以对所述材料进行处理以改进性能，从而允许更容易的制造并且/或者改进材料之间的粘结强度。例子包括镀黄铜钢、弹性体包覆帘线以及使用粘合促进剂（例如间苯二酚甲醛胶乳）。合适的增强带2和3的进一步的例子可以在用于动力传输的带、软管、轮胎、辊、皮带和垫片中找到。

通过进一步举例的方式，具有35或更大、或者甚至70或更大、或者甚至210或更大的杨氏模量（GPa）的材料在本文中用于构建增强带2和3方面是有用的。备选地，结合芯材料4的增强带2和3的刚度的特征分别为1,000:1或者甚至10,000:1的相对杨氏模量。

在一个例子中，增强带2或3可以是卷绕成螺旋形并且形成至少三圈的单丝或复丝帘线。帘线的多个线匝可以通过缠绕在相邻帘线之间的纱线（例如，通过织造或编织）被保持在一起，其中纱线被布置成与帘线垂直。缠绕纱线可以包括能够熔融以将结构融合在一起的纤维，由此向带提供稳定性（特别是沿轴向方向）。有用的增强带结构的例子可以在2010年3月12日提交的未决美国专利申请序列号12/661,196中找到，该专利通过引用并入本文中。

多层增强带用于带2和3中的任何一个或者而这也属于本发明的范围内。例如，增强材料层可以彼此叠加，有可能通过合适的粘结剂、粘合剂或针脚式接合连接。各层可以定向成彼此平行或者成一定角度，例如，通过螺旋地围绕一个层卷绕另一个层。多层结构在本文中被认为单个增强带。

当芯材料被浇铸时，增强带2和3对于芯4的材料可以是不可渗透的。芯材料可以被浇铸成液相反应混合物，例如能够形成聚氨酯的多元醇和多异氰酸酯的反应混合物。通过进一步举例的方式，芯材料可以处于熔融状态（例如热塑性树脂）或者处于塑性状态（例如未凝结混凝土）。因此，能够基于例如被浇铸的芯材料的粘度以及增强带材料和被浇铸的芯材料的表面相互作用的因素来选择增强带2或3的结构，以使得增强带2或3不可渗透。因此，增强带2和3中的一个或两个的外侧都未被芯材料涂覆。

模具

用于芯4的材料是现场浇铸的，即，内部增强带2和外部增强带3保持间隔开的同心定向，并且芯材料就地形成。参照图3和4，示出了环形模具8的示例性实施例，该环形模具8具有两个部件：具有侧壁10（与外部增强带3的圆周相对应）的外部模具9；以及具有侧壁12（与增强带2的圆周相对应）的内部模具11。模具8可以由任何合适的材料制成并且设置有抛光（finishes）和涂层，以促进从模具8释放环形增强结构1。

可以采用多种技术中的任何技术来保持增强带2和3在模具8中的对准。例如，增强带2和3可以通过摩擦、竖直肋、台阶、夹具、定位销及其组合被保持就位。在一个实施例中，增强带2和3是铁的或含有铁的组分，并且增强带2和3通过磁体或电磁体被保持就位。

在本发明的一个实施例中，外部模具9的侧壁10以及内部模具11的侧壁12的表面包覆有弹性材料。涂层可以是热塑性或热固性材料。通过举例的方式，涂层可以是弹性体，具体而言，涂层可以是硅橡胶。具有弹性表面的模具8的优点在于外部增强带3、内部增强带2、或二者可以被压入表面中以产生密封。因此，即使增强带2或3在芯材料被浇铸时对芯部材料是可渗透的，但是由于所产生的密封，仍然能够防止增强带2或3的表面的与模具8的侧面相接触的至少一部分被涂覆芯材料。环形增强结构1的未涂覆部分可以接着粘结至被增强的另一个组成物，例如基体材料。

参照图5、图6、和图7，示出了模具13的示例性实施例，该模具13具有外部模具14，外部模具14具有通过铰链17连接的两个半部15和16。外部模具14能够围绕外部增强带3“夹紧”，使得帘线18被压入模具14的弹性表面19中。模具13的第二部件是内部模具20，内部模具20可膨胀。内部模具20具有活塞21，在内部增强带2被放置在内部模具20上方之后，活塞21被迫进入内部模具20的内部腔22中。活塞21造成模具20膨胀，由此将内部增强带2的帘线23压入内部模具20的弹性表面20中。在图示的例子中，即使芯材料由低粘度的液相反应混合物浇铸，外部增强带3的外侧和内部增强带2的内侧仍不会被芯材料包覆。

应当理解，在多种应用中，期望芯4粘结至增强带的一侧并且第二材料（例如基体材料）粘结至增强带的相对侧。通过举例的方式，增强带可以由缠绕成螺旋形的帘线形成，并且由芯材料包覆的帘线的部分以及由基体材料包覆的帘线的部分的相对表面积可以分别从70:30变化到30:70、或者甚至从10:90变化到90:10。

芯材料

内部增强带和外部增强带被现浇芯4分开。芯4的材料是具有0.75g/cm³或更大的密度的固体、具有0.90g/cm³或更大的密度的固体、或者甚至具有1.1g/cm³或更大的密度的固体。可以从范围广泛的有机或无机材料中选择芯4的材料，所述有机和无机材料可以被现场浇铸。通过举例的方式，芯材料可以是天然聚合物或合成聚合物，其中包括热塑性和热固性材料。具体而言，芯材料可以是可以被现场固化的弹性体材料（例如天然橡胶或合成橡胶）、聚氨酯、分段共聚酯（segmented copolyester）、聚酰胺共聚物和热塑性弹性体。在本发明的一个实施例中，芯材料是不通过发泡剂形成的聚氨酯聚合物（即，基本不具有孔洞），该芯材料填充内部增强带2与外部增强带3之间的空间并且粘结至其上。在另一个例子中，芯材料是陶瓷、混凝土或有机金属化合物。

芯材料的性能将指示将芯4浇铸就位的方法。因此，芯材料可以被浇铸成能够聚合的反应混合物、能够交联的未固化聚合物、或者能够被固化的无机塑料，例如被水合和固化的混凝土。备选地，芯材料可以是已熔融并且被允许冷却的聚合物，例如热塑性树脂。如本领域普通技术人员已知的，芯材料中还可能存在用于促进聚合或交联的各种其它的添加剂（例如催化剂）以及用于改变芯材料特性的成分（例如增塑剂）。

本文中对于两个增强带2和3以及芯材料4所公开的制造环形增强结构1的方法能够通过第三增强带和第二芯材料重复，以产生具有三个增强带的环形增强结构，其中每个带都由相同或不同的芯材料分开。例如，采用本文中所公开的方法和装置，能够首先在芯材料插入在其间的情况下来组装外部增强带和中间增强带，随后在第二芯材料位于内部增强带与中间增强带之间的情况下来组装内部增强带。

增强基体材料

本发明的环形增强结构1可以用于增强基体材料。环形增强结构1可以被基体材料覆盖，即，基体材料覆盖该结构的至少一个表面，例如，外部增强带3的外表面。备选地，环形增强结构1可以嵌入在基体材料中。在本发明的又一个实施例中，第一基体材料可以粘结至外部增强带3的外表面，并且第二材料可以粘结至内部增强带2的内表面。

参照图8和9，环形增强结构25的另一个示例性实施例示为嵌入在基体材料26中，以产生增强环27。增强环27的横截面示于图9中，其中也示出了具有内部增强带28、外部增强带29、和芯30的环形增强结构25。

可以从范围广泛的有机和无机材料中选择基体材料，特别是那些可以在环形增强结构嵌入其中的情况下被浇铸的有机和无机材料。通过举例的方式，基体材料可以是天然聚合物或合成聚合物，其中包括热塑性和热固性材料。特别感兴趣的是弹性体基体材料，例如天然橡胶或合成橡胶、聚氨酯、分段共聚酯、聚酰胺共聚物和热塑性弹性体。在本发明的一个实施例中，用于芯4的材料是聚氨酯聚合物并且基体材料26是聚氨酯聚合物，所述聚氨酯聚合物都不通过发泡剂形成，即，基本不具有孔洞。在另一个例子中，基体材料是陶瓷、混凝土、或有机金属化合物。

非充气轮

环形增强部的实施例（例如，环形增强部1和25）可以用于产生非充气轮或轮胎。图10提供了根据本发明的结构支承轮401的示例性实施例的透视图。如本文中所使用的，结构支承的意思是轮胎通过其结构部件来支撑负载而不由充气压力支承。图11提供了沿如图10中所示的线11-11截取的轮401的局部横截面图。箭头C表示周向方向。箭头R表示径向方向。箭头A表示轴向方向，有时也被称为横向或侧向方向。

现在特别参照图10，环形增强结构1定位在围绕周向方向C延伸的带405内。对于该示例性实施例而言，环形增强结构1如上文所描述地构造。此外，可以如上文所描述地使用其它的构造（例如，具有多个芯4的环形增强结构25或构造）。对于轮401而言，带2和3为轮401提供例如竖直刚度，而芯4有助于为轮401提供剪切层，如将进一步描述的。

根据本发明，轮401可用于在充气轮胎的牵引、转向、或悬挂质量是有利的或者需要改进的应用中。在所需的维护比充气轮胎小的轮中，如在下文更全面地描述的根据本发明构建的结构支承轮401能够提供改进的顺应性和刚度特性。除了用于机动车，这种轮还能够例如有利地用于轮椅、轮床、医院用床、敏感设备的手推车、或者对震动的敏感度很重要的其它车辆或运输中。此外，该轮可以代替椅子或其它家具的脚轮使用，或者用作用于婴儿车、滑板、滚轴溜冰鞋等的轮。本发明的轮401能够用于使用负载支承或负载施加轮的机器或装置中。下文所使用的术语“车辆”是为了描述的目的；然而，柔性轮能够安装在其上的任何装置都被包括在下文的描述中并且“车辆”应当被理解成包括同样的内容。

如图11和12中所示的轮401具有环形带405以及多个张力传递元件（示为腹板轮辐420），所述多个张力传递元件横向跨过带405并且从带405向内延伸至位于腹板轮辐420的径向内端处的安装带425。安装带425通过用于安装的孔435将轮401锚固至毂430。胎面部分410形成在带405的外周处。胎面部分410例如可以是如图11中所示的粘结在带405上的另外的层，以便提供与用于构建带405的材料不同的牵引和磨损性能。备选地，胎面部分410可以形成为柔性带405的外表面的一部分。胎面特征可以形成在胎面部分410中并且可以包括花纹块415和凹槽440。

如上文所提到的，图10和11的示例性实施例中的腹板轮辐420横向地延伸跨过轮401，如在本文中所使用的，这意味着腹板轮辐420从轮401的一侧延伸到另一侧并且可以与旋转轴线对准，或者可以相对于轮轴线倾斜。此外，“向内延伸”的意思是腹板轮辐420在带405与安装带425之间延伸，并且可以位于相对轮轴线的径向的平面中或者可以相对于径向平面倾斜。此外，如图10中所示，腹板轮辐420可以实际上包括相对于径向平面处于不同角度的轮辐。可以使用如例如美国专利No.7,013,939中所示的各种形状和图案。

带405支承轮401上的负载并且弹性变形以与道路（或者其它的支承表面）相符合从而提供牵引和操纵能力。更具体地，如美国专利No.7,013,939中所描述的，当负载通过毂430被置于轮401上时，带405柔性地起作用，在于其弯曲并且以其它方式变形从而用于地面接触和形成接触贴片(patch)，该接触贴片是轮401的在这种负载作用下与地面相接触的部分。带405的不与地面相接触的部分以与弓类似的方式起作用并且在赤道平面中提供足够高的周向压缩刚度和纵向弯曲刚度以用作负载支承构件。如本文中所使用的，“赤道平面”的意思是垂直地通过轮旋转轴线并且平分轮结构的平面。

从车辆（未示出）被传送至毂430的轮401上的负载基本通过附连至带405的负载支承部分的腹板轮辐420来悬挂。地面接触区域中的腹板轮辐420不经历由于负载而造成的拉伸载荷。当然，当轮401旋转时，像弓一样起作用的柔性带405的特定部分连续发生变化，然而，弓的概念用于理解负载支承机构。带405的弯曲量，并且相应地接触贴片的尺寸与负载成比例。带405在负载作用下弹性弯曲的能力提供了柔性地面接触区域，该柔性地面接触区域与充气轮胎的类似地起作用，产生类似的优点结果。

例如，带405能够包围障碍物以提供更平滑的乘骑。此外，带405能够向地面或道路传输力，以用于牵引、侧偏(cornering)、和转向。相比之下，在典型的实心轮胎和软心轮胎中，通过接触区域中的轮胎结构的压缩来支承负载，其包括在硬质毂下的软心材料的压缩。软心材料的顺应性受到材料的压缩特性和材料在硬质轮或毂上的厚度的限制。使用柔性带的非充气轮的例子还能够在美国专利No.6,769,465B2和No.7,650,919B2中找到。

仍然参照图10和11，腹板轮辐420是基本片状元件，其具有沿径向方向的长度L、与柔性带405的轴向宽度大体相对应的沿轴向方向的宽度W，但是也可以使用其它的宽度W，其中包括如图11中所示的沿径向方向变化的宽度W。腹板轮辐420还具有大体远远小于长度L或宽度W的厚度（即，与长度L和宽度W垂直的尺寸），从而允许腹板轮辐在受到压缩时变形或弯曲。较薄的腹板轮辐将在通过接触区域时弯曲，基本上没有压缩阻力，即，不向负载支承提供压缩力或者仅向负载支承提供不显著的压缩力。随着腹板轮辐420的厚度增大，腹板轮辐可以在地面接触区域中提供一些压缩负载支承力。然而，作为整体，腹板轮辐420的主要的负载传输动作是在张力下。可以将特定的腹板轮辐厚度选择成符合车辆或应用的特定需要。

如在图11中可见的，优选地，腹板轮辐420跨过轴向方向A相对于柔性带4505定向。因此，腹板轮辐420中的张力跨过带405分布以支承负载。通过举例的方式，腹板轮辐420可以由具有大约10至100MPa的拉伸模量的弹性体材料形成。如果需要的话，腹板轮辐420可以被增强。用于构建腹板轮辐材料420的材料还应当展现出弹性特性，以在应变达到例如30%之后回到原始长度，并且在腹板轮辐材料应变达到例如4%时展现出恒定的应力。此外，期望所述材料在相关操作条件下具有不超过0.1的anδ。例如，市场上有售的橡胶或聚氨酯材料可被确认为满足这些需要。通过进一步举例的方式，来自Middlebury,Conn.的Chemtura Corporation的Vibrathane B836牌氨基甲酸乙酯已适于构建腹板轮辐420。

对于图10和11的示例性实施例而言，腹板轮辐420通过径向内部安装带425互相连接，径向内部安装带425围绕毂430以将轮401安装至毂430。根据构建材料和制造过程，毂430、安装带425、环形带405、和腹板轮辐420可以被模制成一个单元。备选的，这种部件中的一个或多个可以单独形成并且接着通过例如粘合剂或模制而彼此附连。此外，其它的部件也可以被包括在内。例如，接口带能够用于在其径向外端处连接腹板轮辐420，并且接着接口带将连接至带405。

根据进一步的实施例，腹板轮辐420能够例如通过在每个腹板轮辐420的内端上提供与毂430中的槽装置相接合的放大部分或者通过将相邻的腹板轮辐420附连以在形成于毂430中的钩或杆处形成环来机械附连至毂430。

通过使得腹板轮辐420在张力下具有高效刚度但是在压缩下具有非常低的刚度，可以获得基本纯粹的拉伸负载支承。为了有利于沿特定方向弯曲，腹板轮辐420可以是弯曲的。备选地，腹板420能够模制成具有曲率并且在冷却期间通过热收缩而变直，以提供对沿特定方向的弯曲的易感性。

腹板轮辐420应当例如在转矩施加于轮401时抵抗环形带405与毂430之间的扭转。此外，腹板轮辐420应当例如在转向或侧偏时抵抗侧向偏转。应当理解，位于径向-轴向平面中（即，同时与径向和轴向方向对准）的腹板轮辐420将对轴向力具有高抵抗，但是，特别是如果沿径向方向R伸长，则可以对沿周向方向C的转矩具有相对较低的抵抗。对于某些车辆和应用而言，例如产生相对较低的转矩的那些，具有与径向方向R对准的相对较短的轮辐420的腹板轮辐包（package）将是合适的。对于期望高转矩的应用而言，例如美国专利7,013,939的图5至8中所示的布置中的一个可能更加合适。在其中所示的变型中，提供包括沿径向方向和周向方向的抗力分量的腹板轮辐的定向，从而增加对转矩的抵抗，进而保持径向和侧向抗力分量。可以根据所使用的腹板轮辐的数量以及相邻的腹板轮辐之间的间距来选择定向的角度。也可以使用其它备选的布置。

本发明的柔性轮的一个优点是对带405和腹板轮辐420的尺寸和布置的选择允许轮的竖直、侧向、和扭转刚度独立于接触压力并且彼此独立地调节。带405的操作参数、负载支撑和顺应性部分地通过材料的选择来确定，该材料在赤道平面中具有周向压缩刚度和纵向弯曲刚度，以符合期望的负载需要。鉴于轮401的直径、沿径向方向A的环形带405的宽度、沿径向方向R的带405的厚度、和腹板轮辐420的长度和间距来检测这些参数。将腹板轮辐的数量选择成保持带405的圆度，并且同样将取决于相邻的腹板轮辐420之间的间距。

继续参照图11，如上文所述，带405包括环形增强结构1。带405可以例如整体模制成非充气轮401的部件或者单独地构建并且接着与轮401的其它元件附连。例如，在制造轮401的一个示例性方法中，使用上文所描述的一种或多种方法来构建例如结构1的环形增强结构，以将芯4定位在环形增强带2与3之间。所获得的组件（图1和2）被放置在模具中并且被浇铸成带405，带405能够接着连接至轮401的其它元件，例如腹板轮辐420。例如，带405的浇铸可以包括将基体材料放置在模具中，基体材料可以浸渍芯4。

备选地，并且通过进一步举例的方式，增强结构1可以被放置在模具中并且被浇铸成轮401。例如，环形增强部1能够被放置在轮模具中，该轮模具提供限定了轮辐420、安装带425、和毂430的一个或多个型腔。备选地，毂430可以单独地形成并且被构造成用于接收模制的安装带425。基体材料接着被设置在模具中，以形成非充气轮（例如，轮401）的特征（例如，轮辐、带等）。基体材料还可以如上文所讨论地浸渍芯4和潜在的环形增强带2和3。图11示出了在形成了带405的基体材料26还未渗透芯4时环形增强带1的使用，而图12示出了基体材料已渗透芯4时的环形增强带1。通过举例的方式，适于用于这种构造的基体材料包括例如来自Middlebury,Conn.的Chemtura Corporation的Vibrathane B836牌氨基甲酸乙酯。

所获得的轮401的浇铸件接着被设置有胎面带或胎面部分410，以完成制造结构支承的非充气轮的过程。在本发明的示例性备选方法中，环形增强结构的浇铸件能够使用过盈配合定位在胎面部分410中、在二者放置在具有期望构造的轮模具中之前。这种方法能够有助于在轮模具的装载和关闭期间消除轮辐420和/或带425之间的干扰问题。

尽管已参照其特定的示例性实施例及其方法对本主题进行了详细描述，但是将理解到，在获得对上文的理解之后，本领域技术人员可以易于对这种实施例产生改型、变型、和等同形式。因此，如对于本领域普通技术人员易于显而易见的，本公开的范围是通过举例的方式而不是限制的方式，并且主题公开不排除包括这种对本主题的改型、变型和/或增加。

Claims (20)

1.一种制造具有环形增强结构的非充气轮胎的方法，所述环形增强结构包括第一增强带、第二增强带、和定位在所述第一增强带与所述第二增强带之间的芯，所述方法包括以下步骤：

将内部增强带和外部增强带设置在第一模具中，其中所述内部增强带和所述外部增强带定位成同心、间隔开的关系，以在所述内部增强带与所述外部增强带之间形成环形空间；

将用于所述芯的材料插入到所述第一模具中进入所述内部增强带与所述外部增强带之间的空间中，以便提供包括定位在所述内部增强带与所述外部增强带之间芯的浇铸件，所述芯具有0.75g/cm³或更大的密度；

将来自所述插入步骤的所述浇铸件放置在第二模具中，所述第二模具提供至少一个型腔以用于模制所述非充气轮的一个或多个特征；以及

将基体材料引入所述第二模具中，以便形成所述非充气轮的一个或多个特征。

2.根据权利要求1所述的制造非充气轮胎的方法，其中所述外部增强带具有外表面，并且其中用于所述芯的材料不包覆所述外部增强带的所述外表面。

3.根据权利要求1所述的制造非充气轮胎的方法，其中所述内部增强带具有内表面，并且其中用于所述芯的材料不包覆所述内部增强带的所述内表面。

4.根据权利要求1所述的制造非充气轮胎的方法，其中用于所述插入步骤的所述芯的材料选自热塑性聚合物、热固性聚合物、陶瓷、混凝土和有机金属化合物构成的组。

5.根据权利要求1所述的制造非充气轮胎的方法，其中所述插入步骤形成浇铸件，其中所述芯具有0.90g/cm³或更大的密度。

6.根据权利要求1所述的制造非充气轮胎的方法，其中所述外部增强带具有外表面，并且其中所述第一模具包括具有弹性表面的侧壁，所述弹性表面被构造成与所述外部增强带的所述外表面相接触，使得当所述外表面被压入所述侧壁的所述弹性表面中时产生密封，所述密封防止用于所述芯的材料在所述插入步骤期间包覆所述外部增强带的所述外表面。

7.根据权利要求1所述的制造非充气轮胎的方法，其中所述外部增强带由帘线构成，所述帘线选自单丝或复丝纱线构成的组，并且所述帘线卷绕成螺旋形，形成至少三圈。

8.根据权利要求1所述的制造非充气轮胎的方法，其中所述内部增强带具有内表面，并且其中所述第一模具包括具有弹性表面的侧壁，所述弹性表面被构造成与所述内部增强带的所述内表面相接触，使得当所述内表面被压入所述侧壁的所述弹性表面中时产生密封，所述密封防止用于所述芯的材料在所述插入步骤期间包覆所述内部增强带的所述内表面。

9.根据权利要求1所述的制造非充气轮胎的方法，其中所述内部增强带由帘线构成，所述帘线选自单丝或复丝纱线构成的组，并且所述帘线卷绕成螺旋形，形成至少三圈。

10.根据权利要求1所述的制造非充气轮胎的方法，其中用于所述插入步骤的所述芯的材料作为能够聚合的液相反应混合物被引入所述内部增强带与所述外部增强带之间的空间中。

11.根据权利要求10所述的制造非充气轮胎的方法，其中所述外部增强带对所述液相反应混合物是不可渗透的。

12.根据权利要求10所述的制造非充气轮胎的方法，其中所述内部增强带对所述液相反应混合物是不可渗透的。

13.根据权利要求1所述的制造非充气轮胎的方法，其中所述插入步骤提供了浇铸件，其中所述芯包括弹性体材料并且具有0.90g/cm³或更大的密度。

14.根据权利要求1所述的制造非充气轮胎的方法，其中用于所述插入步骤的所述芯的材料选自热塑性和热固性聚合物构成的组。

15.根据权利要求1所述的制造非充气轮胎的方法，其中用于所述插入步骤的所述芯的材料包括具有0.90g/cm³或更大的密度的聚氨酯。

16.根据权利要求1所述的制造非充气轮胎的方法，其中用于所述引入步骤的所述基体材料选自热塑性聚合物、热固性聚合物、陶瓷、混凝土和有机金属化合物构成的组。

17.一种非充气轮，所述轮限定了径向方向和周向方向，所述轮包括：

环形带，所述环形带用于支承地面接触胎面部分，所述环形带围绕所述周向方向延伸；

环形增强结构，所述环形增强结构定位在所述环形带内，所述增强结构包括：

内部增强带，所述内部增强带沿所述周向方向延伸；

外部增强带，所述外部增强带沿所述周向方向延伸并且定位在所述内部增强带的径向外侧；

芯，所述芯至少部分地定位在所述内部增强带与所述外部增强带之间，所述芯由在所述内部增强带与所述外部增强带之间就地形成的并且具有0.75g/cm³或更大的密度的材料构建；

安装带，所述安装带相对于所述环形带径向向内地定位；以及

多个腹板轮辐，所述多个腹板轮辐连接在所述环形带与所述安装带之间。

18.根据权利要求17所述的非充气轮，其中所述内部增强带由帘线构成，所述帘线选自单丝或复丝纱线构成的组，并且所述帘线卷绕成螺旋形，形成至少三圈。

19.根据权利要求17所述的非充气轮，其中所述芯浸渍有基体材料，所述基体材料选自热塑性聚合物、热固性聚合物、陶瓷、混凝土和有机金属化合物构成的组。

20.根据权利要求17所述的非充气轮，其中所述芯浸渍有基体材料，所述基体材料包括聚氨酯。

Images