CN108602292A - 使用中间区段形成非充气轮胎的方法 - Google Patents

Abstract

提供一种形成非充气轮胎(10)的方法，其包含提供外剪切带环(12)、具有支撑结构(16)的中间区段(14)和内剪切带环的步骤。将所述中间区段(14)定位在所述外剪切带环(12)内部使得所述外剪切带环在所述轮胎的径向方向中从所述中间区段朝外定位。将轮毂(20)定位在所述中间区段内部使得所述中间区段(14)在径向方向上从所述轮毂(20)朝外定位。

Description

使用中间区段形成非充气轮胎的方法

技术领域

本发明大体上涉及一种由一系列子区段构造非充气轮胎的方法。更确切地说，本申请涉及一种由多个剪切带层和至少一个中间区段构造非充气轮胎的方法。

背景技术

用于车辆和其它应用的非充气轮胎是已知的，其可包含由径向朝外安置的胎面周向包围的轮毂，所述胎面包含环形剪切带环。可具有一系列辐条的支撑结构可径向安置于轮毂与剪切带环之间且可作用以连接这两个部件。当轮胎在负荷下旋转时，辐条在靠近轮胎接触面位于下部时经受弯曲、延伸和压缩变形。辐条在接触面外部伸直，从而减轻弯曲和压缩变形。

非充气轮胎的形成可涉及将剪切带环插入到模具中，以及接着通过注射模制将支撑结构包覆模制到剪切带环的内部上。然而，这将在剪切带环上产生大量压力，从而使其扭曲和损坏。此外，跨越非充气轮胎的整个轴向长度对支撑结构进行注射模制可能是困难的，原因在于在此过程期间材料将不会容易地沿着整个轴向长度流动。此外，支撑结构的特征之间的例如辐条等薄模具区段在制造过程中可能会因压力变化而损坏。

另一种形成方法涉及形成支撑结构且接着附接到剪切带环。通过粘合剂的附接要求对关键参数的精确控制，所述关键参数例如温度、湿度、涂层厚度、施加压力和夹持时间。此外，此附接要求非常精确和昂贵的固定件以使例如辐条等支撑结构的特征相对于剪切带环适当地定位。再者，在制造过程中使用粘合剂可导致工具和设备因粘合剂本身而积垢。由此，此项技术内仍存在变化和改进的空间。

附图说明

针对所属领域的普通技术人员的本发明的完整且启发性公开内容，包含其最佳模式，在说明书的其余部分中得到更具体的阐述，所述阐述参考附图，在附图中：

图1是非充气轮胎的透视图。

图2是由插入到外剪切带环中的轮毂以及一系列中间区段组成的非充气轮胎的透视分解组装视图。

图3是外剪切带环的透视图。

图4是一系列内剪切带环的透视图。

图5是通过将支撑结构模制到内剪切带环中而形成的中间区段的侧面正视图。

图6是组装到外剪切带环中的中间区段的侧面正视图。

图7是由插入到外剪切带环中的一系列中间区段制成的非充气轮胎的前视图。

图8是轮毂已组装到中间区段的内部V对辐条区段中的非充气轮胎的侧面正视图。

图9是外剪切带环从内剪切带环拆卸的非充气轮胎的部分透视横截面图。

在本说明书和图式中参考标号的重复使用希望表示本发明的相同或相似特征或元件。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的实施例，在图式中说明本发明的实施例的一个或多个实例。每一实例以解释本发明的方式提供，且并不意图限制本发明。举例来说，说明或描述为一个实施例的一部分的特征可以与另一实施例一起使用以产生另外第三实施例。本发明希望包含这些和其它修改和变化。

应理解，本文中所提及的范围包含位于指定范围内的所有范围。由此，本文中所提及的所有范围包含所提及范围中所包含的所有子范围。举例来说，从100到200的范围还包含从110到150、170到190和153到162的范围。此外，本文中所提及的所有限制包含所提及限制中所包含的所有其它限制。举例来说，最多为7的限制也包含最多为5、最多为3和最多为4.5的限制。

本发明提供一种形成非充气轮胎10的方法，所述非充气轮胎10包含轮毂20、支撑结构16和剪切带环56。所述方法涉及构造各自具有内剪切带环18的多个中间区段14。这些中间区段14可组装到外剪切带环12中，且轮毂20可随后附接以完成组装。中间区段14可由支撑结构16组成，所述支撑结构16包含内部V对辐条区段40、界面环42和外部V对辐条区段44。

参看图1，展示非充气轮胎10，中心轴线58延伸穿过所述非充气轮胎10。中心轴线58由非充气轮胎10的其它部件识别且涉及这些部件组装到非充气轮胎10中时的位置。轴向方向24被定义为沿着中心轴线58的方向或平行于中心轴线58的方向。非充气轮胎10的径向方向22相对于轴向方向24成90度角延伸，且周向方向26围绕非充气轮胎10的弧长延伸，以便环绕中心轴线58成360度。与轴向方向24一样，径向方向22和周向方向26由图式中的其它部件识别，所述其它部件接着随后根据其组装时将所在的定向被组装到非充气轮胎10中。非充气轮胎10包含可安装到车辆的轮子上的轮毂20。中心轴线58延伸穿过轮毂20的中心。

支撑结构16在径向方向22上从轮毂20朝外定位。支撑结构16可以各种方式设计。如所展示，支撑结构16包含内部V对辐条区段40、界面环42和外部V对辐条区段44。辐条为V形，其中顶点彼此定向且定位在内部V对辐条区段40和外部V对辐条区段44之间。然而，应理解，支撑结构16可以各种方式提供且无需包含V形辐条，且在其它实施例中无需包含内部区段和外部区段。实际上，支撑结构16可仅仅包含呈线性形状且在周向方向26上完全地围绕支撑结构16布置的多个辐条。由此，应理解，所说明和描述的支撑结构16的配置仅是示范性的，且在本文中所公开的非充气轮胎10和方法的其它配置中其它布置是可能的。

非充气轮胎10还具有剪切带环56，所述剪切带环56接合支撑结构16且在径向方向22上从支撑结构16径向朝外定位。胎面60也包含在非充气轮胎10中且附接到剪切带环56。支撑结构16可形成为单个部件，或可通过以下方式制得：个别地构造两个或三个子部件且接着将这两个或三个模块化件组装在一起以形成支撑结构16。以两个或三个模块化件进行构造可允许实现成本和性能益处。

非充气轮胎10的分解透视图在图2中展示。轮胎10包含可全部以与相同部件相同的方式形成的多个中间区段14、28和34。中间区段包含在径向方向22上从对应的内剪切带环18、32和38朝内定位的支撑结构16、30和36。中间区段14、28和34定位到外剪切带环12中以便在轴向方向24上抵靠彼此搁置。剪切带环56因此由外剪切带环12以及若干内剪切带环18、32和38组成且不形成为单个部件。支撑结构16、30和36的各种辐条不直接接合外剪切带环12，而是实际上因内剪切带环18、32和38而自其偏移。轮毂20位于中间区段14、28和34内且附接到所述中间区段14、28和34。

用于形成非充气轮胎10的方法可首先涉及构建和固化外剪切带环12以及内剪切带环18、32和38。外剪切带环12在图3中展示，且三个内剪切带环18、32和38在图4中展示。内剪切带环18、32和38的数目可取决于外剪切带环12的宽度而变化，外剪切带环12的宽度是外剪切带环12在轴向方向24上的长度。可利用任何数目的内剪切带环18、32和38且其可或可不在轴向方向24上被设定成相同大小。内剪切带环18、32和38的数目和大小可取决于非充气轮胎10的例如辐条等其它特征的模制约束。外剪切带环12可包含任何层数的所得剪切带环56。同样地，内剪切带环18、32和38可包含任何层数的所得剪切带环56。在一些实施例中，内剪切带环18、32和38包含两层剪切带环56。内剪切带环18、32和38是剪切带环56的部分且不是辐条的部分且不是支撑结构16、30和36的环，原因在于其可包含与剪切带环56的例如外剪切带环12等其它部分相同的材料。内剪切带环18、32和38在径向方向22上的层数和厚度可被选定，从而使得内剪切带环18、32和38可以某一方式布置，从而使得当中间区段14、28和34被插入时所述内剪切带环18、32和38可插入到外剪切带环12中。

组装过程中的下一步骤可以是形成中间区段14。一旦形成内剪切带环18，其就可作为插入件被放置在模具内以用于形成支撑结构16。内剪切带环18可置于其中的模具可以是注射模具。参看图5，支撑结构16可包含内部V对辐条区段40、界面环42和外部V对辐条区段44。这些区段40、42和44可被注射模制，且在其通过注射模制形成后，外部V对辐条区段44可直接结合到内剪切带环18的内表面52。此类型的过程在注射模制过程中被称为包覆模制。包含支撑结构16的例如内部V对辐条区段40、界面环42和外部V对辐条区段44等部件的模具可控制外部V对辐条区段44的辐条附接到内剪切带环18的位置的精度。且可消除与将辐条附接到剪切带56相关联的挑战。这种附接还使将辐条附接到剪切带56所需的材料量最小化。尽管被描述为使用注射模制，但可使用任何类型的模制来形成/附接非充气轮胎10的例如内剪切带环18、支撑结构16或内剪切带环18等部件

内剪切带环18的内表面52可通过等离子体处理或化学处理制备。可通过以等离子体或化学粘合促进剂以化学方式制备而对内表面52进行底涂。此底涂可在注射模制之前完成以便帮助外部V对辐条区段44更好地粘合到内剪切带环18的内表面52。或者，可通过施加缓冲胶代替于使用等离子体或化学粘合处理来对内剪切带环18进行底涂。缓冲胶可具有为了与正使用的特定外部V对辐条区段44材料或化合物粘合而调适的化学性质。

支撑结构16的例如内部V对辐条区段40、界面环42和外部V对辐条区段44等部件可由热塑性弹性体制成，所述热塑性弹性体例如热塑性氨基甲酸乙酯、聚醚嵌段酰胺、共聚酯醚、聚烯烃弹性体和塑性体。在一些实施例中，可用于构造内部V对辐条区段40、界面环42和外部V对辐条区段44的其它材料可以是更加硬质的热塑性材料，例如聚乙烯、聚丙烯和尼龙。在一些实施例中，支撑结构16和其它所描述部件可由例如聚氨酯、共聚酯、聚醚嵌段酰胺或聚烯烃等聚合材料制成。

第二中间区段28可以与如先前所论述的第一中间区段14类似的方式构造而成。在此方面，第二支撑结构30的部件，例如第二支撑结构30的外部V对辐条区段，可通过注射模制过程中的包覆模制而模制到第二内剪切带环32的内表面上。第三中间区段34可同样地以与如先前所论述的第一中间区段14类似的方式构造而成。第三支撑结构36的部件，例如外部V对辐条区段，可模制到第三内剪切带环38的内表面上。第二和第三内剪切带环32和38的内表面可以与内表面52相同的方式预备，且组成第二和第三中间区段28和34的材料可与如先前论述的中间区段14相同，且不需要重复此信息。如果在其它实施例中需要额外中间区段，那么其可如先前关于第一中间区段14所论述而提供。

构造所需数目的中间区段14、28和34之后组装过程中的下一步骤是将中间区段14、28和34附接到外剪切带环12中。可形成粘合剂界面54用于将中间区段14、28和34附接到外剪切带环12。粘合剂界面54可以是基于橡胶的交联材料，例如缓冲胶，其可以固体/撇渣或液体的形式施加。用于形成粘合剂界面54的其它粘合剂可以是聚氨酯、氰基丙烯酸酯或环氧基胶体。形成粘合剂界面54的粘合剂可施加到外剪切带环12的内表面、各种内剪切带环18、32和38的外表面，或施加到外剪切带环12以及内剪切带环18、32和38两者。

一旦涂覆粘合剂，中间区段14就可在径向方向22上收缩一定量。此收缩可变成任何类型的形状。由于中间区段14的外径将小于外剪切带环12的内径，因此，此收缩允许中间区段14被插入到外剪切带环12的内部。一旦插入，就将允许中间区段14返回到其先前状态，使得中间区段14的外表面接合外剪切带环12的内表面。图6中展示中间区段14到外剪切带环12中的插入，其中展示中间区段14相对于外剪切带环12的位置。

第二和第三中间区段28和34可同样收缩、插入和膨胀到外剪切带环12中。图7展示第二中间区段28和第三中间区段34定位到外剪切带环12中。第二中间区段28接合第一中间区段14和第三中间区段34两者，且第一中间区段14和第三中间区段34位于外剪切带环12的轴向端部处。三个中间区段14、28和34当被插入时在轴向方向24上沿着外剪切带环12的整个宽度延伸。

中间区段14、28和34中的全部可同时收缩、插入和膨胀，或其可一个接一个地个别地收缩、插入和膨胀。中间区段14、28和34的特征可被布置成使得其彼此配准，或其可偏移，使得例如各种中间区段14、28和34的辐条等特征在轴向方向24上彼此不对准。

一旦中间区段14、28和34定位在外剪切带环12内，就可基于所采用的粘合剂的特定类型处理粘合剂界面54。可通过用按照粘合剂界面54中使用的材料的类型足以实现最优固化的温度、压力和时间进行处理而使粘合剂界面54固化。

组装过程中的下一步骤可涉及将轮毂20附接到中间区段14。图8展示附接到中间区段14的轮毂20。轮毂20的附接可在中间区段14、28和34的插入和附接之后发生。粘合剂界面54可在轮毂20附接之前固化，或者轮毂20可在粘合剂界面54固化之前附接到端部62。

参看图9，以部分切断图展示非充气轮胎10，其中中间区段14、28和34在径向方向22上从外剪切带环12脱离。外剪切带环12包含一系列周向加强件66，且各种内剪切带环18、32和38同样包含一系列周向加强件66。周向加强件66可由玻璃纤维制成。剪切带环12、18、32和38全部是剪切带56的部分，而不是支撑结构16、30和36的外部V对辐条区段的部分。本文中所描述的组装可因此表征为，剪切带56被提供为随后彼此组装成所得剪切带56的多个零件。内剪切带环18、32和38可能不是与支撑结构16、30和36的外部V对辐条区段44具有相同材料的环，而实际上可以是完成的剪切带环56的实际部分。

如所展示，中间区段14、28和34的特征在图9中彼此不配准。在此方面，第二中间区段28在周向方向26上相对于第一和第三中间区段14和34旋转，使得第二中间区段28的辐条与第一和第三中间区段14和34的辐条不对准。支撑结构16和36彼此配准，使得第一和第三中间区段14和34的辐条在周向方向26上对准。然而，应理解，非充气轮胎10可以其它方式布置使得区段14、28和34的例如辐条等所有特征全部在周向方向26上彼此对准，使得其在轴向方向24上端到端对准，使得第一中间区段14从侧部隐藏第二和第三中间区段28和34的所有特征，如例如图8中所说明。

虽然已结合某些优选实施例描述了本发明，但应理解，本发明所涵盖的标的物并不限于那些特定实施例。相反，希望本发明的标的物包含如可包含在所附权利要求书的精神和范围内的所有替代形式、修改和等效物。

Claims (14)

1.一种形成非充气轮胎的方法，包括以下步骤：

提供外剪切带环；

提供具有支撑结构的中间区段和内剪切带环；

提供轮毂；

将所述中间区段定位在所述外剪切带环内部使得所述外剪切带环在所述轮胎的径向方向中从所述中间区段朝外定位；以及

将所述轮毂定位在所述中间区段的内部使得所述中间区段在径向方向上从所述轮毂朝外定位，其中所述内剪切带环和所述外剪切带环是剪切带环的一部分。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述中间区段为第一中间区段，且其中所述支撑结构为第一支撑结构，且其中所述内剪切带环为第一内剪切带环；且所述方法进一步包括以下步骤：

提供具有第二支撑结构和第二内剪切带环的第二中间区段；

提供具有第三支撑结构和第三内剪切带环的第三中间区段；

将所述第二中间区段定位在所述外剪切带环内部使得所述外剪切带环在径向方向上从所述第二中间区段朝外定位，其中所述第一中间区段在所述轮胎的轴向方向上紧挨着所述第二中间区段定位；以及

将所述第三中间区段定位在所述外剪切带环内部使得所述外剪切带环在径向方向上从所述第三中间区段朝外定位，其中所述第二中间区段在轴向方向上紧挨着所述第三中间区段定位，其中所述第二内剪切带环和所述第三内剪切带环是所述剪切带环的一部分。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述支撑结构具有内部V对辐条区段和界面环，其中所述界面环在径向方向上从所述内部V对辐条区段朝外定位，其中所述支撑结构具有在径向方向上从所述界面环朝外定位的外部V对辐条区段，其中所述内剪切带环在径向方向上从所述外部V对辐条区段朝外定位。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述提供所述中间区段的步骤包含将所述内剪切带环放置到用于所述支撑结构的模具中，其中通过将所述支撑结构模制到所述内剪切带环的内表面而形成所述支撑结构。

5.根据权利要求4所述的方法，其中在模制所述支撑结构之前通过例如以下制备方式而制备所述内剪切带环的所述内表面以与所述支撑结构粘合：等离子体处理、化学处理，或具有为了粘合到所述支撑结构材料而调适的化学性质的橡胶调配物。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中所述支撑结构由聚合材料制成。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述支撑结构由选自以下组成的组的聚合材料制成：聚氨酯、共聚酯、聚醚嵌段酰胺和聚烯烃。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其中所述将所述中间区段定位在所述外剪切带环内部的步骤包含以下步骤：

使所述支撑结构和所述内剪切带环收缩成允许插入到所述外剪切带环中的形状；以及

经由粘合剂界面将所述内剪切带环粘合到所述外剪切带环上。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其中所述定位所述轮毂的步骤在所述定位所述中间区段的步骤之后发生，其中所述定位所述轮毂的步骤包含将所述轮毂附接到所述支撑结构。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述支撑结构具有端部，所述端部附接到所述轮毂以便将所述轮毂附接到所述支撑结构。

11.根据权利要求3所述的方法，其中所述提供中间区段的步骤包含在所述将所述中间区段定位在所述外剪切带环内部的步骤之前将所述外部V对辐条区段直接附接到所述内剪切带环上，其中所述外部V对辐条区段到所述内剪切带环上的所述直接附接通过注射模制而执行。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述将所述中间区段定位在所述外剪切带环内部的步骤包含形成所述中间区段和所述外剪切带环之间的粘合剂界面以便将所述中间区段附接到所述外剪切带环。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述粘合剂界面为缓冲胶，且其中所述缓冲胶随后固化。

14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述内剪切带环具有多个周向加强件，且其中所述外剪切带环具有多个周向加强件。