CN108068537A - 用于支撑结构的车轮 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于支撑结构的车轮。一种车轮组件可包括用于附接到可旋转轴的安装板、与安装板的相应数量的凹口接合的多个摩擦板、固定到摩擦板的第一端部的第一环形凸缘、固定到摩擦板的第二端部的第二环形凸缘、和邻近摩擦板固定到环形凸缘的多个张力钳。
Description
技术领域
本发明涉及车轮/轮胎组件,并且更加具体地涉及非充气车轮/轮胎组件。
背景技术
径向充气轮胎依赖于帘布层增强来承载和转移轮辋与带束层之间的负载。这些帘布层帘线需要张紧以便承载该负载。使这些帘布层帘线张紧是利用轮胎的内腔室中的加压空气来实现。如果失去气压,则充气轮胎的负载承载能力会显著减小。防止缓慢的或者突然的气压损失对于轮胎制造商而言一直是一项挑战。一种提出的解决方案是使用非充气轮胎。顶部装载机非充气轮胎(top loader non-pneumatic tire)如果在其耐久性、速度评级/限制、以及负载能力上可以增加至充气轮胎的水平则其可以类似于充气轮胎发挥性能。
许多顶部装载机非充气轮胎都依赖于聚合物辐条来承载车辆的负载。辐条将负载从轮辋转移至剪切带。由于这些轮胎的辐条中所使用的聚合物材料的特性,所以这些轮胎的性能会受到限制。本发明的目的是克服该限制性并且增加这些辐条的负载承载能力和耐久性并且因此提高顶部装载机非充气轮胎的性能。
发明内容
根据本发明的一种车轮组件包括用于附接到可旋转轴的安装板、接合所述安装板的相应数量的凹口的多个摩擦板、固定到所述摩擦板的第一端部的第一环形凸缘、固定到所述摩擦板的第二端部的第二环形凸缘、和邻近所述摩擦板固定到所述环形凸缘的多个张力钳(tension claw)。
根据车轮组件的另一方面,所述摩擦板和张力钳互相配合,以接合轮胎组件的部分。
根据车轮组件的又一方面,所述摩擦板通过例如螺钉的机械紧固件附接至所述安装板。
根据车轮组件的还一方面,所述摩擦板具有第一和第二安装孔,用于将所述摩擦板固定至所述环形凸缘。
根据车轮组件的又一方面,所述摩擦板具有凹形表面,所述凹形表面与轮胎组件的由所述摩擦板和所述张力钳接合的部分的形状相对应。
根据车轮组件的还一方面,所述张力钳通过互锁布置附接至所述第一和第二环形凸缘。
根据车轮组件的又一方面,所述张力钳具有接合所述第一环形凸缘的第一成角度的凹口和接合所述第二环形凸缘的第二成角度的凹口。
根据车轮组件的还一方面,所述张力钳的成角度表面接合所述第一和第二环形凸缘的相应的轴向延伸的凸耳,用于将轮胎组件的部分固定到所述车轮组件。
根据车轮组件的又一方面,所述张力钳具有凸形表面,所述凸形表面与轮胎组件的部分的形状和所述摩擦板的凹形表面的形状相对应。
根据车轮组件的还一方面,所述安装板和摩擦板由金属构成。
根据本发明的一种系统支撑负载。所述系统包括具有辐条结构的轮胎组件并包括车轮组件。车轮组件包括用于附接到可旋转轴的安装板、接合所述安装板的多个摩擦板、固定到每个摩擦板的第一环形凸缘、固定到每个摩擦板的第二环形凸缘、和邻近所述摩擦板固定到所述环形凸缘的多个张力钳。所述摩擦板和张力钳配合以接合所述辐条结构。
根据系统的另一方面,所述摩擦板和张力钳互相配合,以将所述辐条结构的部分夹在其中。
根据系统的又一方面,所述摩擦板通过所述第一和第二环形凸缘与所述安装板之间的机械互锁固定到所述安装板。
根据系统的还一方面,所述摩擦板具有第一和第二安装孔,用于将所述摩擦板固定至所述环形凸缘。
根据系统的又一方面,所述摩擦板各自具有凹形表面,所述凹形表面与所述辐条结构的部分的形状相对应。
根据系统的还一方面,所述张力钳通过带螺钉的互锁布置附接至所述第一和第二环形凸缘。
根据系统的又一方面,所述张力钳具有接合所述第一环形凸缘的第一成角度的凹口和接合所述第二环形凸缘的第二成角度的凹口。
根据系统的还一方面,所述张力钳的成角度表面接合所述第一和第二环形凸缘的相应的轴向延伸的凸耳,用于将所述辐条结构固定到所述车轮组件。
根据系统的又一方面,所述张力钳具有凸形表面,所述凸形表面与所述辐条结构的部分的形状和所述摩擦板的凹形表面的形状相对应。
根据系统的还一方面,所述安装板和摩擦板由聚合物构成。
本发明还公开了以下方案。
1.一种车轮组件,包括:
用于附接到可旋转轴的安装板;
接合所述安装板的相应数量的凹口的多个摩擦板;
固定到所述摩擦板的第一端部的第一环形凸缘;
固定到所述摩擦板的第二端部的第二环形凸缘;和
邻近所述摩擦板固定到所述环形凸缘的多个张力钳。
2.如方案1所述的车轮组件,其中,所述摩擦板和张力钳互相配合,以接合轮胎组件的部分。
3.如方案1所述的车轮组件,其中,所述摩擦板通过螺钉附接至所述安装板。
4.如方案1所述的车轮组件,其中,所述摩擦板具有第一和第二安装孔,用于将所述摩擦板固定至所述环形凸缘。
5.如方案1所述的车轮组件,其中,所述摩擦板具有凹形表面,所述凹形表面与轮胎组件的由所述摩擦板和所述张力钳接合的部分的形状相对应。
6.如方案1所述的车轮组件,其中,所述张力钳通过互锁布置附接至所述第一和第二环形凸缘。
7.如方案1所述的车轮组件,其中,所述张力钳具有接合所述第一环形凸缘的第一成角度的凹口和接合所述第二环形凸缘的第二成角度的凹口。
8.如方案1所述的车轮组件,其中,所述张力钳的成角度表面接合所述第一和第二环形凸缘的相应的轴向延伸的凸耳,用于将轮胎组件的部分固定到所述车轮组件。
9.如方案1所述的车轮组件,其中,所述张力钳具有凸形表面,所述凸形表面与轮胎组件的部分的形状和所述摩擦板的凹形表面的形状相对应。
10.如方案1所述的车轮组件,其中,所述安装板和摩擦板由金属构成。
11.一种用于支撑负载的系统,所述系统包括
具有辐条结构的轮胎组件;和
车轮组件,所述车轮组件包括用于附接到可旋转轴的安装板、接合所述安装板的多个摩擦板、固定到每个摩擦板的第一环形凸缘、固定到每个摩擦板的第二环形凸缘、和邻近所述摩擦板固定到所述环形凸缘的多个张力钳,
所述摩擦板和张力钳配合以接合所述辐条结构。
12.如方案11所述的系统,其中,所述摩擦板和张力钳互相配合,以将所述辐条结构的部分夹在其中。
13.如方案11所述的系统,其中,所述摩擦板通过所述第一和第二环形凸缘与所述安装板之间的机械互锁固定到所述安装板。
14.如方案11所述的系统,其中,所述摩擦板具有第一和第二安装孔,用于将所述摩擦板固定至所述环形凸缘。
15.如方案11所述的系统,其中,所述摩擦板各自具有凹形表面,所述凹形表面与所述辐条结构的部分的形状相对应。
16.如方案11所述的系统,其中,所述张力钳通过带螺钉的互锁布置附接至所述第一和第二环形凸缘。
17.如方案11所述的系统,其中,所述张力钳具有接合所述第一环形凸缘的第一成角度的凹口和接合所述第二环形凸缘的第二成角度的凹口。
18.如方案11所述的系统,其中,所述张力钳的成角度表面接合所述第一和第二环形凸缘的相应的轴向延伸的凸耳,用于将所述辐条结构固定到所述车轮组件。
19.如方案11所述的系统,其中,所述张力钳具有凸形表面,所述凸形表面与所述辐条结构的部分的形状和所述摩擦板的凹形表面的形状相对应。
20.如方案11所述的系统,其中,所述安装板和摩擦板由聚合物构成。
附图说明
通过本发明的一些示例的如下描述并参照附图,本发明将更容易理解,在附图中:
图1是根据本发明的示例性车轮组件的示意性立体图;
图2是具有示例性轮胎组件的图1的车轮组件的示意性立体图;
图3是图2的车轮和轮胎组件的示意性端部图;
图4是图1的车轮组件的一部分的示意性立体图;
图5是图1的车轮组件的另一部分的示意性立体图;并且
图6是图1的车轮组件的又一部分的示意性立体图。
具体实施方式
常规车轮/轮胎组件(诸如,在US 2004/0069385中描述的车轮/轮胎组件,其全部内容以引用的方式并入本文)可以具有外环,诸如剪切带,该外环借助轻质复合弹簧柔性地连接至中心轮毂。弹簧可以是被固定至环和轮毂的板。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至每个轮胎的悬架机构。该环可以由柔性复合材料(诸如,碳纤维增强尼龙材料)构造而成,并且具有成对橡胶轮胎和多个周向间隔隔开的径向防滑条(cleat),该径向防滑条与地面接合并且提供增加的牵引力。轮毂也可以由碳纤维增强复合材料形成。另一常规轮胎可以具有橡胶条,该橡胶条具有粘结至复合材料环以提高夹持的模制胎面。进一步地,用于使环和轮毂互连的弹簧可以是S形轻质复合弹簧。
另一常规车轮/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。组件可以具有圆柱形中心轮毂和圆形外柔性环,该圆形外柔性环通过无尽环状弹簧带安装在中心轮毂上,该无尽环状弹簧带在中心轮毂与环形轮辋之间延伸。弹簧带可以限定出六个径向回路。弹簧带可以通过任何合适的方式(诸如,粘合剂、内聚力、焊接、以及/或者借助螺钉、铆钉和/或夹子进行的机械固定)附接至中心轮毂和圆形轮辋。
如在图2至图3示出的,示例轮胎组件140可以由如下轻质聚合物材料形成:诸如,例如,标准轮胎橡胶化合物、热塑性聚合物、聚对苯二甲酸二乙醇酯(PET)、聚醚醚酮(PEEK)、像天然橡胶等交联聚合物、合成橡胶类聚合物、环氧树脂、以及/或者酚醛树脂。组件140可以具有内中心轮辋(诸如,汽车车轮(未示出))以及可以包括剪切带和胎面结构的圆形外柔性环142,其通过在内中心轮辋与外环之间延伸的连续帘线/织物增强辐条结构110安装在内中心轮辋上。
辐条结构110可以限定出多个腔体,该多个腔体围绕内中心轮辋同心地设置从而允许辐条结构在负载下偏转,因而在灵活性与刚度之间限定出合适的平衡,该灵活性是用于乘坐舒适性和组件140的印迹内的牵引力,该刚度是用于车辆操纵、低滚动阻力、以及辐条结构内的低热量积累。辐条结构110的腔体可以进一步限定出开口,内中心轮辋的臂延伸通过该开口并且将辐条结构固定至内中心轮辋。臂可以按照机械互锁布置与部分接合。内中心轮辋可以进一步包括板,该板与臂一起可以将辐条结构110的部分夹在中间并且在内中心轮辋与辐条结构之间创建进一步的摩擦和/或粘合剂固定部。辐条结构110可以包括同质或者异质聚合物和/或填充聚合物。
辐条结构110的辐条115可以向内或者向外弯曲以缓和或者促进辐条的扣合。辐条115可以包括一个或多个增强层。(多个)层可以由单端浸渍帘线、常规充气轮胎帘布层/帘线布置、短纤维、以及/或者聚合物薄膜构造而成。进一步地,这些构造可以是PET、尼龙6、尼龙6,6、人造丝、钢、玻璃纤维、碳纤维、芳纶、以及/或者这些材料的混合构造。帘线可以是400旦尼尔至9000旦尼尔。聚合物薄膜可以是0.1 mm至2.0 mm厚。辐条115可以按0度与90度之间的角度进行定向。辐条115的增强可以在其整个轴向长度上连续地被增强。(多个)连续增强层可以径向地向外延伸至邻近外柔性环142处的剪切带的多个位置。
每个腔体可以具有围绕组件的旋转轴线的共同截面轮廓。进一步地,每个腔体可以具有共同轴向长度,该共同轴向长度等于辐条结构110的均匀轴向厚度。每个腔体可以弯曲地成形为防止(多个)增强层上的“夹住”点并且缓和(多个)增强层上的压缩应力集中。对于大型轮胎组件140,腔体的数量可以在2与60之间。内中心轮辋可包括钢、铸铁、铝、铝合金、镁合金和/或铁合金。
图1至6示出了根据本发明的用于与充气和/或非充气轮胎组件(例如组件140)一起使用的车轮组件200。车轮组件200可包括用于附接到可旋转轴或类似结构(未示出)的安装板210、与安装板的相应数量的凹口212(图6)接合的多个摩擦板220、固定到摩擦板220的第一端部221的第一环形凸缘230、固定到摩擦板220的第二端部222的第二环形凸缘240、和邻近摩擦板220固定到环形凸缘230、240的多个张力钳250。摩擦板220和张力钳250互相配合以接合轮胎组件的部分,例如轮胎组件140的辐条结构110。
摩擦板220(图4)可通过凹口/摩擦板/环形凸缘布置(例如机械互锁)、焊接、模制、熔合、胶合、与摩擦板的安装凸耳(tab)227的螺栓连接和/或其它适当牢固的方法附接到安装板210。摩擦板220可具有第一和第二安装孔223、224,用于将摩擦板固定至环形凸缘230、240。摩擦板220可具有凹形表面229,该凹形表面229与轮胎组件的由摩擦板和张力钳250所接合的部分的形状相对应。
张力钳250(图5)可以通过互锁布置附接至环形凸缘230、240,其具有接合一个环形凸缘230的第一成角度的凹口251和接合另一个环形凸缘240的第二成角度的凹口252。张力钳250的成角度表面253、254可接合环形凸缘230、240的相应的轴向延伸的凸耳232、242,用于将例如轮胎组件140的轮胎组件的部分固定至车轮组件200。张力钳250可具有凸形表面259,该凸形表面259与轮胎组件的被接合的部分的形状和摩擦板220的凹形表面229的形状相对应。
根据本文提供的对本发明的描述,本发明的变型是可能的。尽管出于图示主题发明的目的已经示出了某些代表性示例和细节,但对于本领域的技术人员而言清楚的是,在不背离主题发明的范围的情况下,可以对其做出各种改变和修改。因此,应理解,可以在所描述的特定示例中作出改变,其将在如随附权利要求书限定的本发明的整个范围内。进一步地,本发明不限于上文所描述的示例,这些示例可以在所附权利要求书的整个范围内在构造和细节上发生变化。
Claims (10)
1.一种车轮组件,其特征在于:
用于附接到可旋转轴的安装板;
多个摩擦板,所述多个摩擦板接合所述安装板的相应数量的凹口;
固定到所述摩擦板的第一端部的第一环形凸缘;
固定到所述摩擦板的第二端部的第二环形凸缘;和
邻近所述摩擦板固定到所述环形凸缘的多个张力钳。
2.如权利要求1所述的车轮组件,其特征在于,所述摩擦板和张力钳互相配合,以接合轮胎组件的部分。
3.如权利要求1所述的车轮组件,其特征在于,所述摩擦板通过螺钉附接至所述安装板。
4.如权利要求1所述的车轮组件,其特征在于,所述摩擦板具有第一和第二安装孔,用于将所述摩擦板固定至所述环形凸缘。
5.如权利要求1所述的车轮组件,其特征在于,所述摩擦板具有凹形表面,所述凹形表面与轮胎组件的由所述摩擦板和所述张力钳接合的部分的形状相对应。
6.如权利要求1所述的车轮组件,其特征在于,所述张力钳通过互锁布置附接至所述第一和第二环形凸缘。
7.如权利要求1所述的车轮组件,其特征在于,所述张力钳具有接合所述第一环形凸缘的第一成角度的凹口和接合所述第二环形凸缘的第二成角度的凹口。
8.如权利要求1所述的车轮组件,其特征在于,所述张力钳的成角度表面接合所述第一和第二环形凸缘的相应的轴向延伸的凸耳,用于将轮胎组件的部分固定到所述车轮组件。
9.如权利要求1所述的车轮组件,其特征在于,所述张力钳具有凸形表面,所述凸形表面与轮胎组件的部分的形状和所述摩擦板的凹形表面的形状相对应。
10.如权利要求1所述的车轮组件,其特征在于,所述安装板和摩擦板由金属构成。
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