CN104884238A - 用于模制非充气轮胎的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于模制非充气轮胎(10)的系统(40)和方法，该系统包括下模具部分(42)，该下模具部分(42)包括下背板(50)、从该下背板延伸的多个下突出部(64)以及被配置成至少部分地覆盖下突出部的多个下套筒(66)。该系统还包括被配置成将下套筒保持在下突出部上的至少一个下固位板(52)。该系统也包括被配置成与下模具部分相关联的上模具部分(44)。该系统还包括上背板(56)、从该上背板延伸的多个上突出部(70)和被配置成至少部分地覆盖上突出部的多个上套筒(72)以及被配置成将上套筒保持在上突出部上的至少一个上固位板(58)。

Description

用于模制非充气轮胎的系统和方法

技术领域

本发明涉及用于模制部件的系统和方法，并且更具体而言，涉及用于模制非充气轮胎的系统和方法。

背景技术

当通过模制形成部件时，有时期望能够在正模制的部件中形成相对小的或复杂的特征结构。然而，此类特征结构可导致在模制材料在模具内固化后难以将该模具的各部分与模制部件分离。这种困难在所述特征结构相对深地延伸至模制部件中或在模制部件特别大的情况下可尤其显著。在此类情况下，有必要设计模具使得该模具具有相对大的拔模角度以便于在模制材料固化后将模制部件从模具移除。然而，大的拔模角度可与模制部件的期望设计不一致。

例如，非充气轮胎可以通过模制形成。然而，一些模制非充气轮胎的可压缩性通常比类似大小的充气轮胎小。这种减小的可压缩性会使非充气轮胎不适合于一些期望的用途。然而，通过在轮胎中形成在胎面与轮毂之间的轴向延伸的腔体可以增加一些非充气轮胎的可压缩性。因此，可以期望提供一种用于形成具有在胎面与轮毂之间的腔体的轮胎的模具。然而，由于模具与模制轮胎之间的增加的接触表面面积，可能难以将模制轮胎从具有用于在轮胎中形成腔体的结构的模具移除，尤其是在轮胎较大或存在相较于腔体的长度而具有相对小的横截面的相对大量的腔体时。因此，可能难以模制此类轮胎。

一种用于形成非充气轮胎的模具和方法的实例在Chadwick等人的美国专利申请公布号US 2012/0038206A1(简称“′206公布”)中公开。具体地说，′206公布公开了通过利用浇注模制工艺进行浇铸来制造非充气轮胎和车轮组件。外部模具元件被接收在预成型的胎面内。外部模具元件从平板延伸并结合有对应于轮胎主体元件中的轮辐位置的支柱，并且包括接收橡胶模具块的孔。内部模具元件被同心地接收在胎面上方并结合有与外部模具元件对称的支柱和孔。橡胶浇铸块插入穿过内部模具元件中的孔并且被接收在外部模具元件中的对应孔中，以完成铸模。对外部模具元件和内部模具元件中的支柱和孔的大小设定提供对浇铸轮胎主体元件中的轮辐的对应大小设定。弹性体材料被引导通过填充管道以完全地填充橡胶模具块之间的填隙空间、被允许固化，并且移除橡胶模具块以及内部模具元件和外部模具元件。

虽然在′206公布中所公开的模具和方法允许轮辐被模制到模制轮胎中，但该模具和方法也可遭遇许多可能的缺点。例如，由于需要将橡胶模具块手动地插入内部模具元件和外部模具元件中，该方法可是不期望地复杂且缺乏效率的。另外，橡胶模具块的使用可限制将某些期望的特征结构模制到模制轮胎中的能力。

本文所公开的系统和方法可涉及减轻或克服以上阐明的可能缺点中的一个或多个。

发明内容

在一方面，本发明涉及一种用于模制非充气轮胎的系统。该系统包括下模具部分，该下模具部分包括下背板和从该下背板延伸的多个下突出部。下突出部以第一预先确定图案被布置成对应于轮胎的第一侧中的腔体的图案。下模具部分也包括被配置成至少部分地覆盖下突出部的多个下套筒。下套筒具有外表面和具有内表面的内凹槽，其中下套筒的内表面被成形为基本上类似于下突出部的外表面，并且下套筒的外表面基本上对应于轮胎的第一侧中的腔体的外表面。下模具部分还包括至少一个下固位板，所述下固位板被配置成定位在下背板附近并将下套筒保持在下突出部上。该系统也包括上模具部分，该上模具部分被配置成与下模具部分相关联。上模具部分包括上背板和从该上背板延伸的多个上突出部。上突出部以第二预先确定图案被布置成对应于轮胎的第二侧中的腔体的图案。上模具部分也包括被配置成至少部分地覆盖上突出部的多个上套筒。上套筒具有外表面和具有内表面的内凹槽，其中上套筒的内表面被成形为基本上类似于上突出部的外表面，并且上套筒的外表面基本上对应于轮胎的第二侧中的腔体的外表面。上模具部分还包括至少一个上固位板，所述上固位板被配置成定位在上背板附近并将上套筒保持在上突出部上。

在另一方面，用于模制非充气轮胎的模具组件包括下模具部分。下模具部分包括下背板和从下背板延伸的多个下突出部，其中下突出部以第一预先确定图案被布置成对应于轮胎的第一侧中的腔体的图案。下模具部分也包括被配置成至少部分地覆盖下突出部的多个下套筒。下套筒具有外表面和具有内表面的内凹槽，其中下套筒的内表面被成形为基本上类似于下突出部的外表面，并且下套筒的外表面基本上对应于轮胎的第一侧中的腔体的外表面。下模具组件还包括至少一个下固位板，所述下固位板被配置成定位在下背板附近并将下套筒保持在下突出部上。模具组件也包括与下模具部分相关联的上模具部分以及在下模具部分和上模具部分之间的轮毂。模具组件还包括下模具部分和上模具部分之间的圆形屏障，其中轮毂和圆形屏障在下模具部分和上模具部分之间提供相应的密封件。

在另一方面，一种用于模制非充气轮胎的方法包括提供下模具部分，该下模具部分包括下背板和从该下背板延伸的多个下突出部。下模具部分也包括至少部分地覆盖下突出部的多个下套筒和至少一个下固位板，所述下固位板定位在下背板附近并将下套筒保持在下突出部上。所述方法也包括使上模具部分和下模具部分相关联以形成具有内部的模具组件。上模具部分包括上背板和多个上突出部，当上模具部分与下模具部分相关联时，所述上突出部从上背板朝向下突出部延伸。上模具部分也包括至少部分地覆盖上突出部的多个上套筒和至少一个上固位板，所述上固位板定位在上背板附近并将上套筒保持在上突出部上。所述方法还包括向模具组件的内部供应模制材料，使得模制材料基本上包围多个下套筒和多个上套筒。

附图说明

图1是模制轮胎的示例性实施例的透视图。

图2是模制轮胎的示例性实施例的局部剖视图。

图3是用于模制非充气轮胎的系统的示例性实施例的横截面侧视图。

图4是图3所示的示例性系统的一部分的详细视图。

图5是用于模制非充气轮胎的系统的示例性实施例的各部分的侧面剖视图。

图6是模制组件的示例性实施例的一部分的透视图。

图7是模制组件的示例性实施例的一部分的透视图。

图8是模制组件的示例性实施例的一部分的透视图。

图9是模制组件的示例性实施例的一部分的局部透视图。

图10是在第一条件下的模制组件的示例性实施例的各部分的透视图。

图11是图10所示的另一条件下的示例性模制组件的各部分的透视图。

图12是示意性地示出组装在一起的示例性模制组件的各部分的侧视图。

图13是图12所示的彼此联接的各部分的透视图。

图14是图12和图13所示的具有与其联接的附加部分的示例性模具组件的透视图。

图15是在模制示例性的轮胎和移除模制组件的各部分之后的图12至图14所示的示例性模制组件的透视图。

图16是图10-15所示的具有与其联接的模制组件的附加部分以用于在示例性轮胎上形成胎面部分的示例性模制组件的透视图。

图17是图16所示的模制组件的透视图，其中示例性模制组件的一部分被移除。

具体实施方式

图1和图2示出车轮10的示例性实施例。车轮10可以用在被配置成行进跨过地面的机器上，诸如例如机动车、卡车、农用车辆和/或工程车辆，诸如例如轮式装载机、推土机、滑移转向装载机、挖掘机、平地机、公路卡车、越野卡车和/或本领域技术人员已知的任何其他车辆类型。除了用在自推进机器上之外，车轮10可用在被配置成经由另一机器的辅助或推进来行进跨过地面的任何设备上。

如图1和图2所示，示例性轮10包括被配置成联接到机器的动力传动系的轮毂12和联接到轮毂12的轮胎14。示例性轮胎14是模制的非充气轮胎。图1和图2所示的示例性轮胎14包括被配置成联接到轮毂12的内圆周屏障16和被配置成联接到或者设置有胎面部分20的外圆周屏障18，该胎面部分20被配置成提高轮胎在轮胎14与轮胎14滚动跨过的地面之间的接触面处的牵引力。支撑结构22在内圆周屏障16和外圆屏障18之间延伸。示例性支撑结构22用于将内圆周屏障16和外圆周屏障18彼此联接。轮毂12和/或内圆周屏障16可以被配置成便于将轮毂12联接到内圆周屏障16。

根据一些实施例，支撑结构22、内圆周屏障16和/或外圆周屏障18例如经由模制一体地形成为单个整体件。然而，也可以设想，支撑结构22、内圆周屏障16和/或外圆周屏障18可以单独地形成并且然后经由粘合剂和/或机械方法(例如，经由紧固件和/或相邻部件上的互补部分)彼此联接。

包括内圆周屏障16、外圆周屏障18、胎面部分20和支撑结构22的轮胎14可以被配置成在机器和地面之间提供期望量的牵引力和缓冲。例如，支撑结构22可以被配置成支撑在装载、部分装载和空载状态下的机器，使得提供期望量的牵引力和/或缓冲而不管负载如何。

例如，如果机器是轮式装载机，当其铲斗空载时，车轮10中的一个或多个上的载荷可以在从大约60,000lbs到大约160,000lbs的范围内(例如，120,000lbs)。相比之下，在铲斗装载有材料的情况下，车轮10中的一个或多个上的载荷可以在从大约200,000lbs到大约400,000lbs的范围内(例如，350,000lbs)。轮胎14可以被配置成提供期望水平的牵引力和缓冲而不管铲斗是否是装载的，部分装载的还是空载的。对于更小的机器，考虑相应更低的载荷。例如，对于滑移转向装载机，车轮10中的一个或多个上的载荷可以在从大约1,000lbs空载到大约3,000lbs装载的范围内(例如，2,400lbs)。

轮胎14可具有基于轮胎的预期用途而适合于期望性能特性的尺寸。例如，示例性轮胎14可在胎面部分20处具有范围从0.1米到2米(例如1米)的宽度W，范围从0.5米到4米(例如2米)的用于与轮毂12联接的内径ID，以及范围从0.75米到6米(例如4米)的外径OD。根据一些实施例，轮胎14的内径与轮胎14的外径的比的范围是从0.25∶1到0.75∶1，或0.4∶1到0.6∶1，例如大约0.5∶1。支撑结构22可具有在内圆周屏障16处的范围从0.05米到3米(例如0.8米)的内轴向宽度W_i和在外圆周屏障18处的范围从0.1米到2米(例如1米)的外轴向宽度W_o。例如，示例性轮胎14可具有梯形横截面(参见图2)。考虑其他尺寸。例如，对于更小的机器，考虑相应更小的尺寸。

图1和图2所示的示例性轮胎14的支撑结构22包括多个第一花纹条24，多个第一花纹条24在第一圆周方向上在内圆周屏障16和外圆周屏障18之间延伸。例如，第一花纹条24中的至少一些联接到内圆周屏障16和外圆周屏障18并且在内圆周屏障16和外圆周屏障18之间延伸。示例性支撑结构22包括多个第二花纹条26，该多个第二花纹条26在与第一圆周方向相对的第二圆周方向上在内圆周屏障16和外圆周屏障18之间延伸。例如，在一些实施例中，第二花纹条26中的至少一些联接到内圆周屏障16和外圆周屏障18并且在内圆周屏障16和外圆周屏障18之间延伸。根据一些实施例，第一花纹条24中的至少一些和第二花纹条26中的一些彼此相交，使得它们在相交点处共用公共材料。例如，第一花纹条24中的至少一个与第二花纹条26中的至少两个(例如，第二花条纹26中的至少四个)相交。

在图1和图2所示的示例性实施例中，第一花纹条24中的每个具有与轴向方向垂直的横截面，该横截面具有第一曲线形状。第一曲线形状可以是具有如图1所示的单个曲率方向的曲线，或随着第一花纹条24在内圆周屏障16和外圆周屏障18之间延伸，该第一曲线形状可以是具有改变一次的曲率方向的曲线。类似地，第二花纹条26中的每个可具有与轮胎10的轴向方向垂直的横截面，该横截面具有第二曲线形状。第二曲线形状可以是具有如图1所示的单个曲率方向的曲线，或随着第二花纹条26在内圆周屏障16和外圆周屏障18之间延伸，该第二曲线形状可以是具有改变一次的曲率方向的曲线。根据一些实施例，相应的第一花纹条24和/或第二花纹条26的中心线可限定不包括相应大半径曲线中的不连续部分的大半径曲线。

图1和图2所示的示例性支撑结构22限定轮胎14的第一轴向侧28和第二轴向侧30。根据一些实施例，第一花纹条24和第二花纹条26限定在第一轴向侧28和第二轴向侧30之间延伸的多个腔体。根据一些实施例，腔体32中的至少一些可各自以基本上不间断的方式从第一轴向侧28延伸至第二轴向侧30，例如，如图2所示。对于一些实施例，腔体32中的至少一些可各自限定垂直于轴线X的横截面，该横截面随着腔体32中的每个从第一轴向侧28延伸至第二轴向侧30在面积和/或形状上保持基本上一致。根据一些实施例，腔体32中的至少一些可各自在第一轴向侧28和第二轴向侧30之间的一个点处部分或完全地中断。

例如，如图2所示，一些实施例包括腔体32，腔体32具有在轮胎14的第一轴向侧28和第二轴向侧30之间变化的横截面。例如，腔体32中的至少一些包括限定轴向横截面的第一部分34，该轴向横截面具有随着第一部分34从第一轴向侧28朝向腔体32的中间区域36(例如，在第一轴向侧28和第二轴向侧30之间轴向地等距)延伸而减小的面积。腔体32中的至少一些还可包括限定轴向横截面的第二部分38，该轴向横截面随着第二部分38从第二轴向侧30朝向中间区域36延伸而减小的面积。例如，如图2所示，第一部分34和第二部分38可以是渐缩的，使得第一部分34和第二部分38的相应的横截面面积随着它们从轮胎14的相应第一轴向侧28和轮胎14的第二轴向侧30朝向中间区域36延伸而减小。根据一些实施例，第一部分34和第二部分38的横截面形状也可改变。根据一些实施例，轮胎14的支撑结构22可经由模具形成，该模具包括两个相对的模具半部，其中两个模具半部中的每个具有被配置成朝向彼此延伸并且提供渐缩的第一部分和第二部分的渐缩突出部。

根据一些实施例，轮胎14可由可弹性变形材料诸如例如聚亚安酯，天然橡胶和/或合成橡胶形成。例如，内圆周屏障16、外圆周屏障18、胎面部分20和支撑结构22中的一个或多个可由聚氨酯，天然橡胶和/或合成橡胶或其组合形成。根据一些实施例，轮胎14的不同部件可由不同材料形成。例如，支撑结构22可由第一材料形成，并且胎面部分20可由第二材料形成。对于此类实施例，支撑结构22和/或轮胎14的其他部件可以与胎面部分20单独地形成，并且胎面部分20可经由已知方法诸如例如机械紧固和/或粘合剂联接到或接合到外圆周屏障18。根据一些实施例，内圆周屏障16，支撑结构22，外圆周屏障18和胎面部分20可例如经由模制一起形成为单个件。根据一些实施例，内圆周屏障16，支撑结构22，外圆周屏障18和胎面部分20可一起形成为单个件，并且支撑结构22和/或外圆周屏障18可由第一材料形成，并且胎面部分20可由与第一材料不同的第二材料形成，使得胎面部分20表现出与支撑结构22和/或外圆周屏障18不同的特性。例如，与形成内圆周屏障16，支撑结构22和/或外圆周屏障18的第一材料相比，形成胎面部分20的第二材料可以给胎面部分20提供更强的耐磨性、抗磨性、硬度、韧度和/或不同的外观(例如，颜色或纹理)。根据一些实施例，第一材料可包括从由聚氨酯，天然橡胶，合成橡胶及其组合组成的组中选择的至少一种聚合物。根据一些实施例，第二材料可包括从由聚氨酯，天然橡胶，合成橡胶及其组合组成的组中选择的至少一种聚合物。

图3和图4示出了用于模制非充气轮胎例如图1和图2所示的示例性轮胎14的系统40的示例性实施例。在图3和图4所示的示例性实施例中，系统40包括下模具部分42和安装在下模具部分42上的上模具部分44，使得与模制轮胎14相关联的轮毂12被接收在下模具部分42和上模具部分44之间。除了如本文所述的以外，根据一些实施例，下模具部分42和上模具部分44可主要由金属材料诸如例如钢、不锈钢和铝形成，这些金属材料可在固化和冷却过程中向模塑材料提供良好的热传递并可在该过程中从模塑材料提供良好的热传递。在图3和图4所示的示例性实施例中，下模具部分42，上模具部分44和轮毂12的组合形成模具组件46，该模具组件46限定被配置成接收模制材料的密封内部。根据一些实施例，在接收到模制材料时，轮毂12模制到轮胎14中。

如图3和4所示，示例性下模具部分42包括下背板50。根据一些实施例，下背板50可以由形成模具组件46的环形下表面的一个或多个节段形成(例如参见图9)。示例性模具组件46也包括联接到下背板50的下固位板52。下固位板52可以被配置成提供与正在被模制的轮胎14的一侧(例如，第一轴向侧28)对应的下顶尖缺口54(relief)。类似地，示例性上模具部分44包括上背板56。根据一些实施例，上背板56可以由形成模具组件46的环形上表面的一个或多个节段形成(例如参见图13)。示例性模具组件46也包括联接到上背板56的上固位板58。上固位板58可以被配置成提供与正在被模制的轮胎14的第二侧(例如，第二轴向侧30)对应的上顶尖缺口60。下背板50、下固位板52、上背板56和/或上固位板58可以由具有高导热率的材料诸如例如铝形成，其将有助于在模具组件46内部的模制材料的加热和冷却。

如图3和4所示，下顶尖缺口54和上顶尖缺口60可以被配置成使得在模具组件46中模制的轮胎14的横截面随轮胎的半径而增大。例如，轮胎14邻近胎面部分20的横截面可以比邻近轮毂12的横截面要宽。例如，如图2所示，横截面可以具有基本梯形的形状(即，图2示出一半横截面具有梯形形状)。可以设想的是，横截面具有其他形状，诸如例如凹形、凸形和平行四边形形状。

如图3和图4所示，示例性模具组件46包括联接到下背板50和上背板56的圆形屏障62。在模制期间，示例性圆形屏障62基本上垂直于下背板50并且对应于轮胎14的外圆周表面的一部分。

在图3和图4所示的示例性实施例中，下模具部分42也包括多个下突出部64，所述下突出部64联接到下背板50并从下背板50朝向上模具部分44延伸。根据一些实施例，下突出部64随着其从下背板50延伸而渐缩。根据一些实施例，下突出部64是可以由例如金属材料诸如钢或铝形成的渐缩的杆。下突出部64可以经由机械紧固件和/或粘合剂联接到下背板50。根据一些实施例，下突出部64可以直接联接到下背板50或经由下固位板52联接到下背板50。

在图3和图4所示的示例性实施例中，下模具部分42也包括多个下套筒66，每个下套筒66至少部分地覆盖(例如完全覆盖)下突出部64中对应的一个突出部64。示例性下套筒66具有内凹槽68，该内凹槽68具有成形为基本上类似于下突出部64的外表面的内表面。在所示的示例性实施例中，下突出部64的外表面是渐缩的，并且下套筒66的内凹槽68也是渐缩的。根据一些实施例，内凹槽68和下突出部64的渐缩的程度比下套筒66的外表面更大(即，下套筒66的外表面的侧更接近于彼此平行)。根据一些实施例，下套筒66的外表面随着下套筒66从下背板50延伸而渐缩。因此，形成于轮胎14中的腔体32是渐缩的，例如如图2所示，使得腔体32在轴向中间区域36处比在轮胎14的外侧处具有更小的横截面。这可便于在模制之后将轮胎14从模具组件46移除，并且/或者可提供轮胎的期望性能特征。如图3和图4所示，下模具部分42的一些实施例被配置成接收轮毂12。在所示的示例性实施例中，下突出部64和下套筒66围绕轮毂12被布置成多个同心圆。

如图3和图4所示，上模具部分44也包括多个上突出部70，所述上突出部70联接到上背板56并从上背板56朝向下模具部分42延伸。根据一些实施例，上突出部70随着其从上背板56延伸而渐缩。根据一些实施例，上突出部70是可以由例如金属材料诸如钢或铝形成的渐缩的杆。上突出部70可以经由机械紧固件和/或粘合剂联接到上背板56。根据一些实施例，上突出部70可以直接联接到上背板56或经由上固位板58联接到上背板56。

如图3和图4所示，示例性上模具部分44也包括多个上套筒72，每个上套筒72至少部分地覆盖(例如完全覆盖)上突出部70中对应的一个突出部70。示例性上套筒72具有内凹槽74，该内凹槽74具有成形为基本上类似于上突出部70的外表面的内表面。在所示的示例性实施例中，上突出部70的外表面是渐缩的，并且上套筒72的内凹槽74也是渐缩的。根据一些实施例，内凹槽74和上突出部70渐缩的程度比上套筒72的外表面更大(即，上套筒72的外表面的侧更接近于彼此平行)。根据一些实施例，上套筒72的外表面随着上套筒72从上背板56延伸而渐缩。因此，形成于轮胎14中的腔体32是渐缩的，例如如图2所示，使得腔体32在轴向中间区域36处比在轮胎14的外侧处具有更小的横截面。这可便于在模制之后将轮胎14从模具组件46移除，并且/或者可提供轮胎14的期望性能特征。如图3和图4所示，上模具部分44的一些实施例被配置成接收轮毂12。在所示的示例性实施例中，上突出部70和上套筒72围绕轮毂12被布置成多个同心圆。

根据一些实施例，下套筒66和/或上套筒72可由耐热材料形成，该耐热材料在模制材料固化之后相对易于与轮胎14的模制材料分离。例如，在模制材料的固化过程中，形成套筒66和/或套筒72的材料可能够被加热到高于氨基甲酸酯和/或橡胶模制材料的固化温度，使得套筒66和/或套筒72大体保持其期望形状，使得例如轮胎14中的腔体32具有期望形状。另外，形成套筒66和/或套筒72的材料可能够容易地与固化的氨基甲酸酯和/或橡胶模制材料分离，以便于上模具部分44与下模具部分42和模制轮胎14分离，并且便于模制轮胎14与下模具部分42分离。例如，下套筒66和/或上套筒72可由包括硅氧烷或类似材料的材料形成。

根据一些实施例，下套筒66和/或上套筒72包括含硅氧烷的材料(例如硅氧烷)，所述材料可容易地与轮胎14的模制氨基甲酸酯分离。例如，当上模具部分44与下模具部分42和模制轮胎14分离时，上套筒72最初可以附着到模制氨基甲酸酯，并且然后在上模具部分44被拉离模制轮胎14时略微地拉伸。硅氧烷经过导致上套筒72的横截面减小的最初的拉伸之后，硅氧烷的强度克服了其对模制氨基甲酸酯的附着性，并且从模制轮胎14释放，从而允许上模具部分44与模制轮胎14和下模具部分42完全分离。类似地，当模制轮胎14与下模具部分42分离时，下套筒66最初可以附着到模制氨基甲酸酯，并且然后在模制轮胎14被拉离下模具部分42时略微地拉伸。经过最初的拉伸和横截面减小之后，硅氧烷的强度克服了其对模制氨基甲酸酯的附着性，并且从模制轮胎14释放，从而允许模制轮胎14和下模具部分42完全分离。

根据一些实施例，对应的下套筒66和上套筒72的相对端彼此接触，使得在轮胎14从模具组件46移除时，形成于轮胎14中的腔体32以基本不间断的方式从轮胎14的第一轴向侧28延伸到轮胎14的第二轴向侧30，例如，如图2所示。根据图3和图4所示的模具组件46的示例性实施例，腔体32将具有基本上大于横截面大小的轴向长度。此外，在所示的示例性实施例中，腔体32的渐缩量是相对微小的，从而导致相对小的拔模角度。

如图3-5所示，示例性下套筒66和上套筒72在下套筒66和上套筒72的相应的下底端80和上底端82处包括相应的下凸缘部分76和上凸缘部分78。如图5所示，相应的下套筒66和上套筒72的下凸缘部分76和上凸缘部分78便于下套筒66和上套筒72联接到相应的下背板50和上背板56。

根据一些实施例，下套筒66和/或上套筒72可以形成为被配置成放置在多个突出部上方的套筒组，例如，如图6所示。如图所示，多个套筒(下套筒或上套筒)一起集中在套筒区段84中。例如，示例性下套筒区段84包括在下底端80处的将多个下套筒66联接在一起的下凸缘部分76。类似地，根据一些实施例，模具组件46可以包括至少类似于下套筒区段的上套筒区段86，该上套筒区段86包括在上底端82处的上凸缘部分78。在图6所示的示例性实施例中，套筒区段84是弧形的，使得在轮胎14的侧面形成的腔体32形成弧形图案，例如，如图1所示。图6所示的示例性套筒区段84具有七个下套筒66。设想了具有其它形状和套筒数量的套筒区段。

根据一些实施例，下套筒66和上套筒72可以经由相应的下固位板52和上保持固位板58联接到相应的下背板50和上背板56。例如，如图3-5所示，通过使下凸缘部分76位于下固位板52和下背板50之间，将下固位板52配置成将下套筒66的下凸缘部分76联接到下背板50。类似地，通过使上凸缘部分78位于上固位板58和上背板56之间，将上固位板58配置成将上套筒72的上凸缘部分78联接到上背板56。下固位板52和上固位板58可以经由机械紧固件和/或粘合剂联接到相应的下背板50和上背板56。

通过将下套筒66和上套筒72经由相应的下固位板52和上固位板58以所述示例性方式分别联接到下模具部分42和上模具部分44，可以运行下套筒66和上套筒72。例如，如果任何下套筒66和上套筒72损坏或磨损，则可以通过移除对应的固位板来从模具组件46移除任何此类的套筒。然后，可以修理或更换损坏或磨损的套筒。这可以增加模具组件46的使用寿命。

根据一些实施例，下固位板52和上固位板58可以由多个相应的下固位板扇形部和上固位板扇形部形成。例如，如图7和8所示，下固位板52包括形成下固位板52的多个下固位板扇形部87。在所示的示例性实施例中，下固位板扇形部87包括被配置成在其中接收下突出部64和下套筒66的多个孔88。在所示的示例性实施例中，下突出部64直接联接到下背板50，下套筒66装配在相应的下突出部64的顶部上方，并且下固位板52向下装配在下突出部64和下套筒66上方，其中下突出部64和下套筒66延伸穿过孔88。类似地，上固位板58可以由多个上固位板扇形部形成，该上固位板扇形部包括用于接收上突出部70和上套筒72的孔。

根据一些实施例，下固位板52和上固位板58可被配置成接收套筒区段的凸缘部分。例如，图9示出下固位板52的下侧90。如图所示，下套筒66突出穿过下固位板扇形部87中的孔88，使得下套筒区段84的下凸缘部分76与下固位板52的下侧90基本上齐平。根据一些实施例，下固位板52的下侧90可包括被配置成接收下凸缘部分76的浅凹槽(未示出)，使得下凸缘部分76的下侧92与下固位板52的下侧90基本上齐平。上固位板58可类似地形成。如图9所示，下套筒区段84包括用于接收下突出部64的内凹槽68。

图10至图17示出用于组装示例性模制系统40并将模制材料浇注到模具组件46中以形成模制轮胎的示例性过程。如图10所示，下模具部分42可放置在平台94上。平台94可包括被配置成便于模具组件46在使用期间移动的滚筒96(例如车轮)，例如以便将模具组件46移动到用于固化模制材料的烘箱并且移出该烘箱。如图10所示，下模具部分42包括下背板50和由对应的下套筒66覆盖的多个下突出部64，其中下套筒66经由下固位板52联接到下背板50，例如如图8所示。

如图11所示，将车轮10的轮毂12放置在下模具部分42的中心，使得轮毂12的凸缘98与下固位板52形成密封件，如图3和图4所示。上模具部分44可包括与下模具部分42类似的构造，该上模具部分44包括上背板56和由对应的上套筒72覆盖的多个上突出部70，其中上套筒72经由上固位板58联接到上背板56，例如如图3和图4所示。如图12和图13所示，上模具部分44下降到轮毂12和下模具部分42上，使得在轮毂12的凸缘98和上背板56之间形成密封件，如图3和图4所示。根据一些实施例，下模具部分42和上模具部分44可包括诸如导销和相应的导销接收器的结构，以便于上模具部分44相对于下模具部分42适当地对准并径向地对齐。这可帮助确保轮毂12的凸缘98以及下背板50和上背板56之间适当地密封，并且帮助下突出部64和上突出部70的端部适当地对准。

如图14所示，圆形屏障62可围绕模具组件46的周边形成或放置，使得圆形屏障62的下边缘和上边缘与下背板50和上背板56形成密封件，从而包封模具组件46，如图3和图4所示。根据一些实施例，在使上模具部分44下降到下模具部分42上之前，圆形屏障62可定位在下背板50上。

如图14所示，上背板56可包括一个或多个填充孔100，通过该填充孔100可将模制材料添加到模具组件46的内部。提供多个填充孔100可以便于更快速地添加模制材料，这可引起模制材料在整个模具组件46的内部中更均匀的分布。这在模制材料供应至模具组件46的内部时可以防止模制材料温度不均或模制材料冷却不均。虽然未示出，但是可设置填充孔盖以防止在模具组件46和模制材料固化或加热期间模制材料从模具组件46中溢出。也可以设置通风孔以允许压力和气体溢出。

一旦将模制材料供应至模具组件46，就可将含有模制材料的模具组件46移入烘箱中，使得模制材料可在期望的温度下固化期望的持续时间。然后，模具组件46和模制材料可冷却到期望的温度，并且上模具部分42和圆形屏障62可与下模具部分42分离，从而暴露出模制轮胎14。

根据一些实施例，圆形屏障62可以设有内部顶尖缺口，该内部顶尖缺口用于在轮胎14的剩余部分的模制期间形成胎面部分20。根据一些实施例，圆形屏障62可以不被配置成形成胎面部分20，而是相反胎面部分20可由轮胎14的剩余部分单独地模制而成。这可以允许使用具有不同特性的用于胎面部分20的材料。例如，与形成轮胎14的剩余部分的材料相比，形成胎面部分20的材料可向胎面部分20提供更高的耐磨性、抗磨性、硬度、韧度和/或不同的外观(例如，颜色或纹理)。

例如，如图16和图17所示，在已从下模具部分42移除上模具部分42和圆形屏障62之后，圆形屏障102可围绕模制轮胎14形成。圆形屏障102可被配置成将胎面部分20模制到轮胎14的支撑结构22的外圆周屏障18上。根据一些实施例，圆形屏障102可包括以端对端的方式彼此联接的弯曲屏障节段104，例如如图16和图17所示。示例性屏障节段104包括外壳部分106和被配置成形成在轮胎14的胎面部分20上的胎面花纹的顶尖缺口层108。根据一些实施例，顶尖缺口层108可由在模制之后便于屏障节段104与胎面部分20分离的材料制成。例如，顶尖缺口层108可由耐热材料制成，所述耐热材料在模制材料固化之后相对易于与胎面部分20的模制材料分离。例如，材料顶尖缺口部分108可能够容易地与固化的氨基甲酸酯和/或橡胶模制材料分离，以便于圆形屏障102与模制胎面部分20分离。例如，顶尖缺口层108可由包括硅氧烷的材料或类似材料形成。

在围绕模制轮胎14组装圆形屏障102之后，可将用于形成胎面部分20的模制材料供应至圆形屏障102和轮胎14的支撑结构22的外圆周屏障18之间的空间。根据一些实施例，上背板(未示出)可联接到下轮毂12和圆形屏障102的上边缘，以形成用于接收用来形成胎面部分20的模制材料的密封腔体。在供应并固化模制材料之后，上背板(如果有的话)和圆形屏障102与包括胎面部分20的模制轮胎14分离。然后，模制轮胎可与下模具部分42分离。

工业实用性

用于模制本文公开的部件的系统和方法可用来模制用于被配置成行进跨过地面的机器的轮子的非充气轮胎。例如，此类轮子可用在机器上，诸如例如机动车，卡车，农用车辆和/或工程车辆，诸如例如轮式装载机，推土机，滑移转向装载机，挖掘机，平地机，公路卡车，越野卡车和/或本领域的技术人员已知的任何其他车辆类型。除了用在自推进机器上以外，轮子可用在被配置成经由另一机器辅助或推进来行进跨过地面的任何设备上。

根据所述系统和方法的一些实施例，在正模制的部件内可以形成相对小的或复杂的特征结构，同时在模制材料在模具内固化后便于模具的各部分与模制部件的分离。根据一些实施例，即使模制部件特别大，所述系统和方法也可用于形成所述部件中的相对深地延伸到模制部件中的特征结构。因此，可以不需要设计模具使得该模具具有相对大的拔模角度，以便于在模制材料固化后从模具中移除模制部件。这可以通过模具部分中的突出部和套筒的组合来促进，这可使相对较容易地从模具部分移除模制部件。

根据所述系统和方法的一些实施例，通过在轮胎中形成在胎面部分和轮毂之间的轴向延伸的腔体，可以模制具有期望水平的可压缩性的非充气轮胎，同时即使在模具和模制轮胎之间存在增加的接触表面积也相对较容易地使模具组件与轮胎分离。根据一些实施例，本文所公开的系统和方法可以允许形成相对大量的腔体，所述腔体具有相比于其本身长度来说相对小的横截面。另外，因为根据一些实施例的套筒可以从模具部分被移除，所以如果套筒因反复模制循环而损坏或磨损则可以被修复或更换。另外，在每次模制操作期间，突出部和套筒联接到下模具部分和上模具部分，而不是插入模具组件并且从该模具组件中移除。因此，每当模制轮胎形成时，不需要将突出部和套筒手动地插入模具组件并且从该模具组件移除。这可以导致更有效地形成模制轮胎，并导致因不正确地插入模具部分所造成的更少的不正确地形成的特征结构。

可以对示例性系统和方法作出各种修改和变型对本领域的技术人员而言将是显而易见的。通过考虑本说明书和所公开的示例性实施例的实践，其他实施例对于本领域的技术人员而言将是显而易见的。本说明书和示例意在被视为仅仅是示例性的，而真正的范围由随附权利要求书及其等同物指示。

Claims (10)

1.一种用于模制非充气轮胎(10)的系统(40)，所述系统包括：

下模具部分(42)，所述下模具部分(42)包括：

下背板(50)；

多个下突出部(64)，所述多个下突出部(64)从所述下背板延伸，其中所述下突出部以第一预先确定图案被布置成对应于所述轮胎的第一侧(28)中的腔体(32)的图案；

多个下套筒(66)，所述多个下套筒(66)被配置为至少部分地覆盖所述下突出部，所述下套筒具有外表面和具有内表面的内凹槽(68)，其中所述下套筒的所述内表面被成形为基本上类似于所述下突出部的外表面，并且所述下套筒的所述外表面基本上对应于所述轮胎的所述第一侧中的所述腔体的外表面；以及

至少一个下固位板(52)，所述至少一个下固位板(52)被配置成定位在所述下背板附近并将所述下套筒保持在所述下突出部上；以及

上模具部分(44)，所述上模具部分(44)被配置成与所述下模具部分相关联，所述上模具部分包括：

上背板(56)；

多个上突出部(70)，所述多个上突出部(70)从所述上背板延伸，其中所述上突出部以第二预先确定图案被布置成对应于所述轮胎的第二侧(30)中的腔体的图案；

多个上套筒(72)，所述多个上套筒(72)被配置成至少部分地覆盖上突出部，所述上套筒具有外表面和具有内表面的内凹槽(74)，其中所述上套筒的所述内表面被成形为基本上类似于所述上突出部的外表面，并且所述上套筒的所述外表面基本上对应于所述轮胎的所述第二侧中的所述腔体的外表面；以及

至少一个上固位板(58)，所述至少一个上固位板(58)被布置成定位在所述上背板附近并将所述上套筒保持在所述上突出部上。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述轮胎包括氨基甲酸酯，并且所述下套筒和上套筒中的至少一些被配置成在所述轮胎形成之后与所述氨基甲酸酯分离，并且其中所述至少一些下套筒和上套筒包括硅氧烷材料。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述下突出部和上突出部中的至少一些是渐缩的，并且所述下套筒和上套筒中的至少一些是渐缩的。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个下固位板被配置成提供与所述轮胎的所述第一侧对应的下顶尖缺口(54)，并且所述至少一个上固位板被配置成提供与所述轮胎的所述第二侧对应的上顶尖缺口(60)。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述下模具部分和上模具部分被配置成彼此相关联，使得与所述轮胎相关联的轮毂(12)在所述下模具部分和所述上模具部分之间提供密封件。

6.根据权利要求1所述的系统，还包括联接到所述下模具部分和上模具部分的圆形屏障(62)，其中所述圆形屏障被布置成在所述下模具部分和上模具部分之间提供密封件。

7.根据权利要求6所述的系统，其中所述圆形屏障被布置成提供与所述轮胎的胎面部分(20)对应的顶尖缺口。

8.一种用于模制非气动轮胎的模具组件，所述模具组件包括：

根据权利要求1-7中任一项所述的用于模制非气动轮胎的系统；

所述下模具部分和所述上模具部分之间的轮毂；以及

所述下模具部分和所述上模具部分之间的圆形屏障，

其中所述轮毂和所述圆形屏障在所述下模具部分和上模具部分之间提供相应的密封件。

9.一种用于模制非气动轮胎(10)的方法，所述方法包括：

提供下模具部分(42)，所述下模具部分(42)包括：

下背板(50)；

多个下突出部(64)，所述多个下突出部(64)从所述下背板延伸；

多个下套筒(66)，所述多个下套筒(66)至少部分地覆盖所述下突出部；以及

至少一个下固位板(52)，所述至少一个下固位板(52)定位在所述下背板附近并将所述下套筒保持在所述下突出部上；

使上模具部分(44)与所述下模具部分相关联以形成具有内部的模具组件(46)，所述上模具部分包括：

上背板(56)；

多个上突出部(70)，在所述上模具部分与所述下模具部分相关联时，所述多个上突出部(70)从所述上背板朝向所述下突出部延伸；

多个上套筒(72)，所述多个上套筒(72)至少部分地覆盖所述上突出部；以及

至少一个上固位板(58)，所述至少一个上固位板(58)定位在所述上背板附近并将所述上套筒保持在所述上突出部上；以及

向所述模具组件的所述内部供应模制材料，使得所述模制材料基本上包围所述多个下套筒和所述多个上套筒。

10.根据权利要求9所述的方法，还包括至少部分地固化所述模制材料以及将所述上模具部分与所述下模具部分分离，使得所述上套筒与所述至少部分固化的模制材料分离，并且还包括将圆形屏障(102)联接到所述下模具部分以及在所述模制轮胎和所述圆形屏障之间供应模制材料以形成胎面部分(20)。