CN108068372B - 制造非充气支撑结构的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及制造移动车辆的车轮和轮胎组件的方法。该方法包括：从第一聚合物挤压柱形链轮结构；使该结构在柱形轮胎成型鼓上滑动；通过围绕可充气气囊缠绕帘布层形成环形增强层；将增强层和气囊转移到链轮结构；将气囊和帘布层定位成与链轮结构的弧形凹陷相对应；使气囊充气以张紧并适当地定位帘布层；从第二聚合物挤压柱形圈结构；使圈结构在轮胎成型鼓上滑动；使气囊和帘布层定位成与圈结构的弧形凹陷相对应；由链轮结构和圈结构的弧形凹陷形成柱形腔体；围绕圈结构的外表面固定环形层；使气囊放气；使轮胎成型鼓收缩；从包括链轮结构、帘布层、圈结构和层的完整结构移除气囊和轮胎成型鼓；固化完整结构；以及将完整的已固化结构安装在车轮上。

Description

制造非充气支撑结构的方法
技术领域
本发明涉及车轮/轮胎组件，并且更具体地涉及制造非充气车轮/轮胎组件的方法。
背景技术
径向充气轮胎依靠帘布层增强件在轮辋和带束层之间承载和传递载荷。这些帘布层帘线需要被张紧以便承载载荷。这些帘布层帘线的张紧是由轮胎的内腔中的加压空气实现的。如果空气压力损失，则充气轮胎的载荷承载能力显著降低。防止缓慢或突然的空气压力损失对轮胎制造商来说是一个挑战。一个提出的解决方案是使用非充气轮胎。如果其耐久性、速度等级/极限和载荷能力能够被提高到充气轮胎的水平，则顶部加载器非充气轮胎能够类似于充气轮胎实施。
许多顶部加载器非充气轮胎依靠聚合物轮辐承载车辆的载荷。轮辐将载荷从轮辋转移到剪切带。由于这些轮胎的轮辐中使用的聚合材料的特性，这些轮胎的性能受到限制。本发明的目的是克服这个限制并且增加这些轮辐的载荷承载能力和耐久性，从而提高顶部加载器非充气轮胎的性能。
发明内容
根据本发明的第一方法制造用于移动车辆的车轮和轮胎组件。第一方法包括以下步骤：从第一聚合物中挤压出柱形链轮结构；使该结构在柱形轮胎成型鼓上滑动；通过围绕可充气气囊缠绕帘布层而形成环形增强层；将增强层和气囊转移到链轮结构；使气囊和帘布层定位成与链轮结构的弧形凹陷相对应；使气囊充气以便张紧并且适当地定位帘布层；从第二聚合物中挤压出柱形圈结构；使圈结构在轮胎成型鼓上滑动；使气囊和帘布层定位成与圈结构的弧形凹陷相对应；由链轮结构和圈结构的弧形凹陷形成柱形腔体；围绕圈结构的外表面固定环形层；使气囊放气；使轮胎成型鼓收缩；从包括链轮结构、帘布层、圈结构和层的完整结构移除气囊和轮胎成型鼓；固化该完整结构；以及将完整的已固化结构安装在车辆车轮上。
根据第一方法的另一方面，第一聚合物和第二聚合物是相同的材料。
根据第一方法的又一方面，第一聚合物是均质橡胶。
根据第一方法的又一方面，第二聚合物是均质橡胶。
根据第一方法的又一方面，第一聚合物是均匀的均质橡胶。
根据第一方法的又一方面，第二聚合物是均匀的均质橡胶。
根据第一方法的又一方面，另一个步骤由多个楔形构型件构成链轮结构。
根据第一方法的又一方面，另一个步骤由多个楔形构型件组装圈结构。
根据第一方法的又一方面，另一个步骤在气囊的内侧和相邻气囊的外侧交替地缠绕帘布层。
根据第一方法的又一方面，另一个步骤在气囊的外侧和相邻气囊的内侧交替地缠绕帘布层。
根据本发明的第二方法制造用于移动车辆的车轮和轮胎组件。第二方法包括以下步骤：从第一聚合物中挤压出柱形链轮结构；使该结构在柱形轮胎成型鼓上滑动；通过围绕可充气气囊的内侧表面和相邻的可充气气囊的外侧表面交替地缠绕帘布层而形成环形增强层；将增强层和气囊转移到链轮结构；使气囊和帘布层定位成与链轮结构的弧形凹陷相对应；使气囊充气以便张紧并且适当地定位帘布层；从第二聚合物中挤压出柱形圈结构；使圈结构在轮胎成型鼓上滑动；使气囊和帘布层定位成与圈结构的弧形凹陷相对应；由链轮结构和圈结构的弧形凹陷形成柱形腔体；围绕圈结构的外表面固定环形层；使气囊放气；使轮胎成型鼓收缩；从包括链轮结构、帘布层、圈结构和层的完整结构移除气囊和轮胎成型鼓；固化该完整结构；以及将完整的固化结构安装在车辆车轮上。
根据第二方法的另一方面，第一聚合物和第二聚合物是相同的材料。
根据第二方法的又一方面，第一聚合物是均质橡胶。
根据第二方法的又一方面，第二聚合物是均质橡胶。
根据第二方法的又一方面，第一聚合物是均匀的均质橡胶。
根据第二方法的又一方面，第二聚合物是均匀的均质橡胶。
根据第二方法的又一方面，另一个步骤由多个楔形构型件构成链轮结构。
根据第二方法的又一方面，另一个步骤由多个楔形构型件组装圈结构。
根据第二方法的又一方面，另一个步骤在气囊的内侧和相邻气囊的外侧交替地缠绕帘布层。
根据第二方法的又一方面，另一个步骤在气囊的外侧和相邻气囊的内侧交替地缠绕帘布层。
根据本发明的第三方法制造用于移动车辆的车轮和轮胎组件。第三方法包括以下步骤：从聚合物中挤压出单件柱形结构；从柱形结构移除聚合物以便在该结构中形成围绕柱形结构的旋转轴线同心设置的多个柱形腔体；将柱形结构安装到中心轮毂上；以及将环形柔性轮辋安装到该柱形结构上。
根据第三方法的另一方面，挤压步骤和移除步骤同时进行。
根据第三方法的又一方面，聚合物具有均匀的结构。
根据第三方法的又一方面，聚合物具有均质的结构。
根据第三方法的又一方面，多个柱形腔体中的每个柱形腔体具有共同的直径。
根据第三方法的又一方面，多个柱形腔体中的每个柱形腔体具有与柱形结构的均匀轴向厚度相等的共同的长度。
一种制造用于移动车辆的车轮和轮胎组件的系统。该系统包括：从聚合物中挤压出的单件柱形结构；该柱形结构中的多个柱形腔体，该柱形腔体围绕柱形结构的旋转轴线同心设置，柱形腔体通过从柱形结构移除聚合物而形成；中心轮毂，其固定到柱形结构的径向内表面；以及环形柔性轮辋，其固定到柱形结构的径向外表面。
根据该系统的另一方面，单体式柱形结构和柱形腔体同时形成。
根据该系统的另一方面，聚合物具有均匀的结构。
根据该系统的又一方面，聚合物具有均质的结构。
根据该系统的又一方面，多个柱形腔体中的每个柱形腔体具有共同的直径。
根据该系统的又一方面，多个柱形腔体中的每个柱形腔体具有与柱形结构的均匀轴向厚度相等的共同的长度。
本发明包括以下方案：
方案1. 一种制造用于移动车辆的车轮和轮胎组件的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
从第一聚合物中挤压出柱形链轮结构；
使所述结构在柱形轮胎成型鼓上滑动；
通过围绕可充气气囊缠绕帘布层而形成环形增强层；
将所述增强层和气囊转移到链轮结构；
使所述气囊和帘布层定位成与所述链轮结构的弧形凹陷相对应；
使所述气囊充气以便张紧并且适当地定位所述帘布层；
从第二聚合物中挤压出柱形圈结构；
使所述圈结构在所述轮胎成型鼓上滑动；
使所述气囊和帘布层定位成与所述圈结构的弧形凹陷相对应；
由所述链轮结构和圈结构的所述弧形凹陷形成柱形腔体；
围绕所述圈结构的外表面固定环形层；
固化所述链轮结构和圈结构；
使所述气囊放气；
使所述轮胎成型鼓收缩；以及
将完整的已固化结构安装在车轮上。
方案2. 根据方案1所述的方法，其特征在于，所述第一聚合物和所述第二聚合物是相同的材料。
方案3. 根据方案1所述的方法，其特征在于，所述第一聚合物是均质橡胶。
方案4. 根据方案1所述的方法，其特征在于，所述第二聚合物是均质橡胶。
方案5. 根据方案1所述的方法，其特征在于，所述第一聚合物是均匀的均质橡胶。
方案6. 根据方案1所述的方法，其特征在于，所述第二聚合物是均匀的均质橡胶。
方案7. 根据方案1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括由多个楔形构型件构成所述链轮结构的步骤。
方案8. 根据方案1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括由多个楔形构型件组装所述圈结构的步骤。
方案9. 根据方案1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括在气囊内和相邻的气囊外交替地缠绕所述帘布层的步骤。
方案10. 根据方案1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括在气囊外和相邻的气囊内交替地缠绕所述帘布层的步骤。
方案11. 一种制造用于移动车辆的车轮和轮胎组件的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
从第一聚合物中挤压出柱形链轮结构；
使所述结构在柱形轮胎成型鼓上滑动；
通过围绕可充气气囊的内侧表面和相邻的可充气气囊的外侧表面交替地缠绕帘布层而形成环形增强层；
将所述增强层和气囊转移到链轮结构；
使所述气囊和帘布层定位成与所述链轮结构的弧形凹陷相对应；
使气囊充气以便张紧并且适当地定位帘布层；
从第二聚合物中挤压出柱形圈结构；
使所述圈结构在所述轮胎成型鼓上滑动；
使所述气囊和帘布层定位成与所述圈结构的弧形凹陷相对应；
由所述链轮结构和圈结构的所述弧形凹陷形成柱形腔体；
围绕所述圈结构的外表面固定环形层；
使所述气囊放气；
使所述轮胎成型鼓收缩；
从包括所述链轮结构、所述帘布层，所述圈结构和所述层的完整结构中移除所述气囊和轮胎成型鼓；
固化所述完整结构；以及
将完整的固化结构安装在车轮上。
方案12. 根据方案11所述的方法，其特征在于，所述第一聚合物和所述第二聚合物是相同的材料。
方案13. 根据方案12所述的方法，其特征在于，所述第一聚合物是均质橡胶。
方案14. 根据方案13所述的方法，其特征在于，所述第二聚合物是均质橡胶。
方案15. 根据方案14所述的方法，其特征在于，所述第一聚合物是均匀的均质橡胶。
方案16. 根据方案15所述的方法，其特征在于，所述第二聚合物是均匀的均质橡胶。
方案17. 根据方案16所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括由多个楔形构型件构成所述链轮结构的步骤。
方案18. 根据方案17所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括由多个楔形构型件组装所述圈结构的步骤。
方案19. 根据方案18所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括在气囊内和相邻气囊外交替地缠绕所述帘布层的步骤。
方案20. 根据方案19所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括在气囊外和相邻气囊内交替地缠绕所述帘布层的步骤。
附图说明
参照附图，通过以下对本发明的一些示例的描述将更清楚地理解本发明，在附图中：
图1是根据本发明的示例性制造方法的一部分的示意图；
图2是根据本发明的示例性制造方法的另一部分的示意图；
图3是根据本发明的示例性制造方法的又一部分的示意图；
图4是根据本发明的示例性制造方法的又一部分的示意图；
图5是根据本发明的示例性制造方法的又一部分的示意图；
图6是根据本发明的示例性制造方法的又一部分的示意图；
图7是用于与本发明的示例性制造方法一起使用的示例性部分的示意图；以及
图8是用于与本发明的示例性制造方法一起使用的另一示例性部分的示意图。
具体实施方式
诸如在US 2004/0069385（其全文通过引用并入本文）中描述的常规车轮可以具有外轮辋，该外轮辋借助于轻质复合弹簧而柔性地连接到中心轮毂。弹簧可以是固定到轮辋和轮毂的板。轮毂可以包含减速齿轮单元和/或电动马达，并且可以具有用于将车辆底盘连接到每个车轮的悬架机构。轮辋可以由诸如碳纤维增强尼龙材料的柔性复合材料构成，并且具有双橡胶轮胎和多个周向间隔分开的径向防滑件（cleat），该防滑件与地面接合并且提供改进的牵引力。轮毂也可以由碳纤维增强复合材料形成。
另一种常规车轮可以具有橡胶带条，该橡胶带条具有结合到复合轮辋的模制胎面以用于提高抓地力。而且，将轮辋和轮毂相互连接的弹簧可以是S形的轻质复合弹簧。
又一种常规车轮可以具有借助于多个S形弹簧连接到轮毂的轮辋。每个弹簧可以具有附接到轮毂的内端以及连接到轮辋的外端。具有模制胎面的橡胶带条的不同结构可以围绕轮辋的外部延伸。
又一种常规车轮/轮胎组件可以由轻质复合材料（诸如，碳纤维增强聚酰胺）形成。该组件可以具有柱形中心轮毂和圆形外部柔性轮辋，该圆形外部柔性轮辋通过在中心轮毂和圆形轮辋之间延伸的无端环形弹簧带安装在中心轮毂上。六个径向环可以由弹簧带限定。弹簧带可以通过任何合适的方式附接到中心轮毂和圆形轮辋，诸如，粘附、内聚、焊接和/或借助螺栓、铆钉和/或夹具的机械固定。该组件可以进一步具有安装在中心轮毂上的限位止动盘，该限位止动盘与中心轮毂同轴，并且从中心轮毂径向向外设置。止动盘的外周边缘可以与圆形轮辋的内表面间隔分开并且径向向内地设置，以用于在圆形轮辋径向向内弯曲预定距离时与圆形轮辋接合。
另一示例性车轮/轮胎组件可以由轻质聚合物材料（诸如例如，标准轮胎橡胶复合物或其它聚合物）形成。该组件可以具有：柱形中心轮毂，诸如，汽车车轮；以及可以包括剪切带和胎面结构的圆形外部柔性轮辋，该剪切带和胎面结构通过环形或圆环状的构造或结构安装在中心轮毂上，该环形或圆环状的构造或结构包括在中心轮毂和柔性轮辋之间延伸的橡胶复合物。
环形构造可以进一步包括围绕中心轮毂同心设置的柱形腔体，从而允许该构造在载荷下弯曲，由此限定在用于乘坐舒适性和该组件的印迹内的牵引力的柔性以及用于车辆操纵、低滚动阻力以及该构造的低热积聚的刚性之间的合适的平衡。柱形腔体可以进一步减小组装重量，同时腔体的柱形形状可以在橡胶复合物内维持基本上均匀和均衡的压力分布。柱形腔体的尺寸和数量可以变化或者被设成统一的，以用于进一步调节组件的柔性/刚性。
又一示例性车轮/轮胎组件可以由轻质聚合物材料（诸如例如，标准轮胎橡胶复合物或其它聚合物）形成。该组件可以具有柱形中心轮毂和圆形外部柔性轮辋，该圆形外部柔性轮辋通过环形构造或结构安装在中心轮毂上，该环形构造或结构包括在中心轮毂和圆形轮辋之间延伸的橡胶复合物。
环形构造可进一步包括围绕中心轮毂同心设置的柱形腔体，从而允许该构造在载荷下弯曲，由此限定在用于乘坐舒适性和该组件的印迹内的牵引力的柔性以及用于车辆操纵、低滚动阻力以及该构造的低热积聚的刚性之间的合适的平衡。柱形腔体可以进一步减小组装重量，同时腔体的柱形形状可以在橡胶复合物内维持基本上均匀和均衡的压力分布。柱形腔体的尺寸和数量可以变化或者被设成统一的，以用于进一步调节组件的柔性/刚性。
又一示例性车轮/轮胎组件可以由聚合物材料（诸如例如，标准轮胎橡胶复合物或其它聚合物）形成。该组件可以具有柱形中心轮毂和圆形外部柔性轮辋，该圆形外部柔性轮辋通过环形构造或结构安装在中心轮毂上，该环形构造或结构包括在中心轮毂和圆形轮辋之间延伸的橡胶复合物。
该组件可以进一步包括围绕柱形腔体周向和径向地交错的一个或两个增强膜，以用于进一步调节组件的柔性/刚性。该膜可以由金属、聚合物、复合材料和/或其它合适的材料构成以用于进一步改善组件的操作参数。膜的尺寸和层数可以是变化的或被设成统一的，以用于进一步调节组件的柔性/刚性。该组件可以进一步包括径向延伸的柔性轴以用于进一步调节组件的柔性/刚性。该轴可以由金属、聚合物、复合材料和/或其它合适的材料构成，并且可以被设计成以预定的载荷弯曲以用于进一步改善组件的操作参数。
根据本发明的制造用于移动车辆的车轮和轮胎组件（图1-6）的方法100可以包括：从均匀、均质的聚合物中挤压出单件柱形链轮结构110；并且使该结构在柱形轮胎成型鼓101上滑动。替代地，柱形结构110可以由固定至彼此以便形成图1的链轮结构110的多个楔形构型件151（图8）形成。
方法100可以进一步包括以下步骤：通过围绕可充气橡胶气囊201缠绕将帘布层210而形成增强件（图2），并且将增强件和气囊转移到链轮结构110（图3）。方法100可以进一步包括以下步骤：将气囊201和帘布层210定位成与链轮结构110的弧形凹陷111相对应，并且将气囊充气以便张紧并适当地定位帘布层（图4）。
方法100可以进一步包括以下步骤：从均匀、均质的聚合物挤压出单件柱形圈结构220，并且使该结构在鼓101、链轮结构110、气囊201和帘布层210上滑动（图5）。替代地，柱形圈结构220可以由固定至彼此的多个楔形构型件251（图7）形成，以便形成图5的圈结构220。方法100可以进一步包括以下步骤：将气囊201和帘布层210定位成与圈结构220的弧形凹陷211相对应，以便通过被充气的气囊201形成柱形腔体111、211（图5）。方法100可以进一步包括围绕圈结构220的外表面定位和固定层230的步骤（图6）。层230可以包括剪切带结构和胎面结构。然后，鼓101和气囊201可以放气/收缩以及从整个结构轴向移除，现在该整个结构轴包括链轮结构110、帘布层210、圈结构220和层230。然后，该整个结构可以被固化并且准备好安装到车辆的轮辋上。
根据本文中提供的描述，本发明的变型例是可能的。虽然为了图示说明本发明的目的已经示出了某些代表性的示例和细节，但是对于本领域的技术人员来说明显的是，能够在不脱离本发明的范围的情况下进行各种改变和改进。因此，应该理解的是，能够在所描述的具体示例中进行改变，这些改变将落在由所附权利要求限定的本发明的完整范围内。此外，本发明不限于本文上面描述的示例，这些示例可以在所附权利要求的完整范围内在结构和细节二者上发生变化。

Claims (20)

1.一种制造用于移动车辆的车轮和轮胎组件的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
从第一聚合物中挤压出柱形链轮结构；
使所述结构在柱形轮胎成型鼓上滑动；
通过围绕可充气气囊缠绕帘布层而形成环形增强层；
将所述增强层和气囊转移到所述链轮结构；
使所述气囊和帘布层定位成与所述链轮结构的弧形凹陷相对应；
使所述气囊充气以便张紧并且适当地定位所述帘布层；
从第二聚合物中挤压出柱形圈结构；
使所述圈结构在所述轮胎成型鼓上滑动；
使所述气囊和帘布层定位成与所述圈结构的弧形凹陷相对应；
由所述链轮结构和圈结构的所述弧形凹陷形成柱形腔体；
围绕所述圈结构的外表面固定环形层；
固化所述链轮结构和圈结构；
使所述气囊放气；
使所述轮胎成型鼓收缩；以及
将完整的已固化结构安装在车轮上。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一聚合物和所述第二聚合物是相同的材料。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一聚合物是均质橡胶。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二聚合物是均质橡胶。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一聚合物是均匀的均质橡胶。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二聚合物是均匀的均质橡胶。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括由多个楔形构型件构成所述链轮结构的步骤。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括由多个楔形构型件组装所述圈结构的步骤。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括在气囊内和相邻的气囊外交替地缠绕所述帘布层的步骤。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括在气囊外和相邻的气囊内交替地缠绕所述帘布层的步骤。
11.一种制造用于移动车辆的车轮和轮胎组件的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
从第一聚合物中挤压出柱形链轮结构；
使所述结构在柱形轮胎成型鼓上滑动；
通过围绕可充气气囊的内侧表面和相邻的可充气气囊的外侧表面交替地缠绕帘布层而形成环形增强层；
将所述增强层和气囊转移到链轮结构；
使所述气囊和帘布层定位成与所述链轮结构的弧形凹陷相对应；
使气囊充气以便张紧并且适当地定位帘布层；
从第二聚合物中挤压出柱形圈结构；
使所述圈结构在所述轮胎成型鼓上滑动；
使所述气囊和帘布层定位成与所述圈结构的弧形凹陷相对应；
由所述链轮结构和圈结构的所述弧形凹陷形成柱形腔体；
围绕所述圈结构的外表面固定环形层；
使所述气囊放气；
使所述轮胎成型鼓收缩；
从包括所述链轮结构、所述帘布层，所述圈结构和所述环形层的完整结构中移除所述气囊和轮胎成型鼓；
固化所述完整结构；以及
将完整的固化结构安装在车轮上。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一聚合物和所述第二聚合物是相同的材料。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述第一聚合物是均质橡胶。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述第二聚合物是均质橡胶。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述第一聚合物是均匀的均质橡胶。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述第二聚合物是均匀的均质橡胶。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括由多个楔形构型件构成所述链轮结构的步骤。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括由多个楔形构型件组装所述圈结构的步骤。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括在气囊内和相邻气囊外交替地缠绕所述帘布层的步骤。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括在气囊外和相邻气囊内交替地缠绕所述帘布层的步骤。
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