CN108883657B - 非充气车轮和构造方法 - Google Patents

Abstract

一种通过以下操作构造非充气车轮的方法：围绕轮毂的外圆周固定多个轮辐，在每个轮辐的径向外端处定位至少一个轮辐支撑件，使得所述至少一个轮辐支撑件将每个轮辐的所述径向外端保持在径向向外的环形定向上，将外环形带同心放置在所述轮辐的所述径向外端上，将所述轮辐粘结到所述外环形带上，使所述至少一个轮辐支撑件径向向内收缩；并且将所述至少一个轮辐支撑件与所述非充气车轮分开。

Description

非充气车轮和构造方法

技术领域

本发明涉及非充气车轮和其构造方法。

背景技术

非充气车轮的细节和益处描述于例如美国专利第6,769,465； 6,994,134；7,013,939；和7,201,194号中，以全文引用的方式并入本文。一些非充气轮胎构造并入剪切带，其实施例描述于例如美国专利第 6,769,465和7,201,194号中，以全文引用的方式并入本文。此类非充气轮胎在轮胎性能方面提供优势而不依赖于气体充气压力来支撑施加到轮胎上的负载。

在非充气车轮的一个实例中，具有地面接触部分的柔性带可以与从中心元件或轮毂径向延伸的多个张力传输网状元件(也称作“轮辐”)连接。举例来说，此类非充气车轮可以通过开放式铸造模制形成，其中将例如聚氨酯的材料注入形成全部或部分非充气轮胎的模具中。一个或多个例如帘线的增强结构可在柔性带中的适当位置模制。

通常，在此类先前的构造中，轮辐和轮毂被模制成整体单件构造。可替代地，轮辐可通过带来整体接合，然后带与轮毂或车轮中心粘结。在任一构造中，轮辐都不易于从与柔性带附接的径向外端或附接到轮毂或车轮中心的径向内端移除。

由于例如整体构造，因此先前的非充气车轮构造不易于处理以将不同轮辐替换到非充气车轮中。此类替换将需要破坏性步骤以从车轮切割轮辐的两端或使轮辐的两端从车轮脱离。此外，因为轮辐与轮毂接合或附接，所以替换不同材料或构形的不同轮毂是不易于实行的。先前的制造方法不利于将增强件、形状、材料层和其它特征并入轮辐的构造中。

因此，构造并入用于非充气车轮的轮辐的轮胎的方法会是有用的，所述非充气车轮可以更易于模制有增强件、各种形状、一个或多个材料层和其它特征。将此类轮辐并入非气动车轮中而没有与轮毂的整体构造的车轮毂也会是有益的。可以更易于与车轮辐、柔性带或两者连接和断开连接的轮毂也会是有用的。

发明内容

方面和优势将在以下描述中部分阐述，或可从描述中显而易见，或可通过实施例的实践而习得。

本文公开构造非充气车轮的第一示例性方法，其包含：围绕轮毂的外圆周固定多个轮辐；在每个轮辐的径向外端处定位至少一个轮辐支撑件，所述至少一个轮辐支撑件将每个轮辐的径向外端保持在径向向外的位置；将粘结层施加到每个轮辐的径向外表面；将外环形带同心放置在粘结层上；使至少一个轮辐支撑件径向向外扩展以便粘结层的外表面与外环形带的内表面接触和附接；使至少一个轮辐支撑件径向向内收缩；并且将指状物与非充气车轮分开。

构造具有第一示例性方法的特征的非充气车轮的第二示例性方法，其中通过施加压力和热量将粘结层固化到外环形带上来附接粘结层外表面。

构造具有第一示例性方法的特征的非充气车轮的第三示例性方法，其中外粘结层是将每个轮辐的径向外表面粘结到外环形带的粘合剂。

构造具有上述示例性方法中的任一个的特征的非充气车轮的第四示例性方法，其中多个轮辐通过机械连接固定到轮毂上。

构造具有上述示例性方法中的任一个的特征的非充气车轮的第五示例性方法，其中多个轮辐通过至少一个固持器固定到轮毂上，其中每个固持器包括第一固持表面和第二固持表面并且第一固持表面和第二固持表面的径向外部分拥有扩口边缘，使得第一固持表面的径向外部分弯曲离开第二固持表面的径向外部分。

构造具有上述示例性方法中的任一个的特征的非充气车轮的第六示例性方法，其中每个轮辐支撑件是指状突起件。

构造具有上述示例性方法中的任一个的特征的非充气车轮的第七示例性方法，其中至少一个轮辐支撑件中的每一个定位在相邻轮辐之间。

构造非充气车轮的第八示例性方法，其包含：围绕轮毂的外圆周固定多个轮辐，每个轮辐由至少一个固持器固定，其中每个固持器包括第一固持表面和第二固持表面并且第一固持表面和第二固持表面的径向外部分拥有扩口边缘，使得第一固持表面的径向外部分弯曲离开第二固持表面的径向外部分；将至少一个指状物定位在每个轮辐的径向外端，至少一个指状物在每个轮辐的任一侧上，在径向向外位置支撑每个轮辐的相邻的一对指状物；在轮辐子结构的每个轮辐的径向外表面上构建外环形带；将外环形带和轮辐子结构放入模具中；固化外环形带。

构造具有第四示例性方法的特征的非充气车轮的第九示例性方法，其中每个多个指状物能够在径向方向上平移以使多个轮辐的径向外表面径向扩展和收缩。

构造具有第八或第九示例性方法的特征的非充气车轮的第十示例性方法，其中构建外环形带包括敷设橡胶层和增强层。

构造具有第八、第九或第十示例性方法中任一个的特征的非充气车轮的第十一示例性方法，其中固化在压力和热量下进行。

构造具有第八、第九、第十或第十一示例性方法中任一个的特征的非充气车轮的第十二示例性方法，其中模具在外环形带的径向外表面上压印胎面图案。

这些和其它特征、方面和优势参考以下描述和所附权利要求书将变得更好理解。并入本说明书中并且组成本说明书的一部分的附图说明实施例，并且连同描述一起用于解释原理。

附图说明

在说明书中参考附图阐述了针对所属领域的普通技术人员的全面和令人能够实现的公开内容，包含其最佳模式，在所述附图中：

图1提供非充气车轮的实施例的透视图。

图2提供轮毂的实施例的透视图。

图3A提供车轮实施例的单个轮辐实施例的透视图。

图3B显示轮毂和具有圆形轮廓的轮辐的径向内端的局部视图。

图3C显示轮毂和具有正方形轮廓的轮辐的径向内端的局部视图。

图3D显示轮毂和具有矩形轮廓的轮辐的径向内端的局部视图。

图3E显示轮毂和具有肾形状轮廓的轮辐的径向内端的局部视图。

图4A提供在一个实施例中用于将单个轮辐固定到轮毂上的固持夹的实施例的透视图。

图4B提供沿用于将单个轮辐固定到轮毂上的固持夹的轴向方向看的侧视图。

图5提供显示固定到轮辐上的夹子的实施例的透视图。

图6提供在组装期间实施例的透视图，其中每个夹子的一部分突出通过轮毂的孔。

图7提供在组装期间实施例的透视图，突出通过轮毂的孔的滑动部分向外弯曲以将每个夹子固定到轮毂上。

图8A提供具有整体构造的夹子的轮毂的第二实施例的透视图。

图8B提供具有带轮毂的整体构造的固持器的第二实施例的局部视图。

图9提供第二实施例的透视图，其中所有单独轮辐的径向内端固定到轮毂上。

图10A提供拥有多个径向可定位轮辐支撑件的装置的透视图。

图10B提供具有径向可定位轮辐支撑件的装置的底面透视图。

图10C提供在组装期间实施例的透视图，通过多个轮辐支撑件径向向外环形定向保持每个轮辐的径向外端。

图11提供在每个轮辐的径向外端表面上的敷设材料的粘结层的透视图。

图12提供预成型的外环形带和轮辐子组合件的透视图。

图13提供在组装期间实施例的透视图，预成型的外环形带在轮辐子组合件上同心滑动。

图14提供替代实施例的透视图，其中外环形带，包含增强层(如果存在的话)敷设在轮辐子组合件的轮辐的径向外表面上。

图15提供在组装期间替代实施例的透视图，被放置在模具中用于固化胎面和轮胎的增强层(如果存在的话)。

图16提供具有产生两个腹板部分的间隔的替代实施例的透视图。

图17提供具有多个产生多个轮辐腹板部分的间隔的替代实施例的透视图。

图18显示具有部分分离的部分安装到轮毂上的腹板轮辐的实施例的透视图，所述轮毂在径向内端附接到轮毂固持器之后容许角度调节。

在不同的图中使用相同或相似的附图标记指示相同或相似特征。

具体实施方式

本公开提供一种非充气轮胎的新颖构造。出于描述的目的，现在将详细参考实施例和/或方法，其一个或多个实例在图式中或藉由图式示出。每个实例是为了阐释实施例而提供，而非限制本发明。实际上，对所属领域的技术人员来说将显而易见的是在不脱离本发明的范围或精神的情况下可以在本发明的实施例中进行各种修改和变更。举例来说，示出或描述为一个实施例的一部分的特征或步骤可以与另一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，预期本发明涵盖如落入所附权利要求书和其等效物的范围内的此类修改和变更。

对于本公开，以下术语定义如下：

图中的“轴向方向”或字母“A”是指平行于例如，剪切带、轮胎和/ 或车轮当其沿路面行进时旋转轴的方向。

图中的“径向方向”或字母“R”是指与轴向方向正交并且在与从轴向方向正交延伸的任何半径相同的方向上延伸的方向。

图中的“圆周方向”或字母“C”是指垂直于轴向方向并且垂直于径向平面的方向。

“赤道平面”意指垂直于旋转轴穿过并且等分剪切带和/或车轮结构的平面。

“径向平面”意指垂直于赤道平面穿过并且通过车轮的旋转轴的平面。

“纤维”适用于任何类型的增强纤维，其只要后者与它的基质相容即可使用。此类纤维例如选自由以下组成的组：聚乙烯醇纤维、芳香族聚酰胺(或“芳香族聚酰胺”)纤维、聚酰胺酰亚胺纤维、聚酰亚胺纤维、聚酯纤维、芳香族聚酯纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、纤维素纤维、人造丝纤维、粘胶纤维、聚苯撑苯并二恶唑(或“PBO(polyphenylenebenzobisoxazole)”) 纤维、聚环烷酸亚乙酯(“PEN(polyethylene naphthenate)”)纤维、玻璃纤维、碳纤维、二氧化硅纤维、陶瓷纤维和此类纤维的混合物。

如本文所用，“不可延伸的”是用于指具有比其嵌入于内的材料高至少十倍的拉伸模量的一种材料的相对术语。应了解，通常在轮胎构造领域中，普通技术人员应理解，尼龙帘线被称作不可延伸的，而其中嵌入尼龙帘线的周围橡胶被所属领域的技术人员认为是可延伸的。

图1提供非充气车轮10的实施例的透视图。车轮10包括轮毂100，其通过多个轮辐300连接到外环形带400上。车轮可用于承受抵靠表面的负载并且可用于使车辆跨过表面，如道路、电线或轨道。此类车辆可包含汽车、多用途车辆、推车、拖拉机等。轮毂100在径向平面中具有大致圆形的横截面。轮毂的“宽度”在轴向方向上延伸。轮辐300通过多个固持器200机械地附接到轮毂100上。轮辐300从轮毂100径向向外延伸到外环形带400的径向内表面410。

如果发生轮胎外部分的期望改变或修复，则通过机械手段将轮辐附接到轮毂上允许轮胎的外部分被移除和重新附接。此外，可以从外柔性带上移除单独轮辐，并且可以在其位置中粘结新的单独置换轮辐，从而置换单个轮辐。所述技术可用于修复单个损坏的轮辐，其中可能不期望从如车辆或其所附接的其它装置中移除整个车轮。

通过机械手段将轮辐附接到轮毂上允许轮辐由橡胶形成并且任选地使用相似于常规充气轮胎的构造方法的构造方法来增强。可以了解的是，单独轮辐形成允许通过将相同或相似配方的橡胶组分连同模具内的任选增强件一起定位并且然后用热量和压力固化来构造橡胶轮辐。此类构造允许材料分层或材料并排定位并且容许多种类型的橡胶和任选的增强件精确定位，这将很难使用铸造或注射模制制造技术实现。然后通过将生胶外带固定到橡胶轮辐的径向外表面上来将橡胶轮辐粘结到橡胶外带上，可以将可用橡胶和增强件构造的外带固定到轮辐上。通过使用相同族中的材料，可以在不使用粘合剂的情况下形成非常牢固的粘结。例如，轮辐可以形成并固化或部分固化，然后布置成沿圆周定位的外径向表面，然后可以使用生胶围绕圆周构建外带，并且然后组合件固化。可替代地，通过在轮辐的径向外表面和外带的径向内表面之间敷设一层生橡胶，可将固化或部分固化的橡胶外带连接到固化或部分固化的多个轮辐上。可替代地，例如，当将异质材料如聚氨酯粘结到橡胶上时，可施加粘合剂或其它粘结剂。

外环形带400提供径向外表面450，其可具有胎面图案，如凹槽452、凹口、狭缝或其它特征，或特征的组合，用于装饰和/或实用目的。本实施例中的外环形带400是柔性的，因为其将在负载下变形以吸收瞬时偏转如车轮放置抵靠的表面，如地面中的凸起。

外环形带400可包含增强件，包含具有高压缩模量和拉伸模量的增强件如金属帘线、玻璃纤维、纤维增强型塑料或碳纤维。如在此实施例中所示，轮辐300是弹性体材料的柔性膜，如天然橡胶、合成橡胶、聚氨酯、硅树脂，并且可以用具有更高拉伸模量的帘线，包含尼龙、聚酯、芳香族聚酰胺纤维或其它增强件如金属帘线来增强。当将负载施加到车轮10时，负载传输通过轮毂100和定位在轮毂周围的轮辐300通过外环形带400到地面。由于轮辐很大程度上是可变形的并且在负载下会弯曲，因此很大一部分负载通过车轮上半部的轮辐传递。这在本文中通常称作“顶部负载”车轮，与将通过轮胎底部承载负载的“底部负载”车轮，如可在实心轮胎，或泡沫填充型充气轮胎中发现的相反。

图2提供轮毂的实施例的透视图。在所示的实施例中，定位在凸缘112 上并且与轮毂100的内周边104相邻同心间隔开的多个孔110为紧固件，如双头螺栓或螺栓提供位置以穿过从而用于固定到车轮轴承轮毂或额外的内轮毂组件。凸缘112附接到圆柱形环120的径向内表面122。在圆柱形环120 的径向外表面124和径向内表面122之间绕着圆柱形环120形成多个孔132、 134，此处显示为槽。

图3A提供在图1所示实施例中使用的单个轮辐300的实施例的透视图。轮辐由柔性材料如塑料或橡胶构造，并且可含有嵌入轮辐300的腹板310中的增强材料。在所示的实施例中，增强件在轮辐的径向方向R上沿轮辐的长度运行。增强件的径向定向允许增强件承载放置在车轮上的一部分拉伸负载。轮辐在压缩中承载的负载量可以根据在构造轮辐中所使用的材料特性和刚度而变化，然而，在此处所示的实施例中，嵌入橡胶轮辐中的多个径向定向的尼龙帘线允许轮辐承载当轮辐位于车轮的顶部时更大的拉伸负载和当车轮旋转时更小的压缩负载，使得轮辐位于车轮的底部位置，得到“顶部装载”车轮。

轮辐300的径向内端330在圆周方向(垂直于径向平面和轴向方向的方向)上比轮辐300的腹板310更厚。此处显示，径向内端330在从具有平坦的径向内表面332的轴向方向观察时拥有大致三角形的形状。加厚部分在跨过轮辐的横向宽度上轴向延伸。虽然在图3A所示的实施例中显示的形状是具有在径向内表面332处张开的厚度的三角形，但应认识到其它加厚的几何形状可以被替换，如圆形形状、矩形形状或球根形状。图3B显示拥有圆形形状的轮辐300的内端的示例性实施例。图3C显示拥有矩形形状的轮辐300 的内端的示例性实施例。在此特定实施例中，矩形形状是正方形并且表面不是完全平坦的。图3D显示拥有矩形形状的轮辐300的内端的示例性实施例。图3E显示拥有肾形状的轮辐300的内端的示例性实施例，所述肾形状具有凸边和凹边两者。如此处所示，径向内端330的厚度是轮辐腹板310的最薄部分的厚度的两倍以上。

轮辐300的径向外端370在圆周方向上比轮辐的腹板310厚。此处显示，径向外端370在从具有平坦的径向外表面372的轴向方向观察时拥有大致三角形的形状。虽然本实施例中所示的形状是具有向径向外表面372张开的厚度的三角形，但应认识到其它加厚的几何形状，如矩形形状可以被替换。如此处所示，径向外端370的厚度是轮辐腹板310的最薄部分的厚度的两倍以上。

当从轴向方向观察时，轮辐300和其腹板310可拥有曲率，如弓形形状。当压缩时，此类曲率使轮辐倾向于在期望的方向上弯曲并折叠。在轴向方向测量的轮辐宽度也可沿轮辐300的径向方向变化。在本实施例中显示，轮辐在径向外端370处比在径向内端330处更宽。

图4A提供固持器200的实施例的透视图，此处示为固持器夹，用于在图1和图2所示的实施例中将单个轮辐固定到轮毂100上。所示实施例的固持器200拥有径向外端210和径向内端220。在此实施例中，多个凸片230 从固持器200的内端220径向向内突出。凸片230具有在沿轴向方向上的长度和在纵向方向上的厚度，其允许凸片在固定固持器200之前滑过轮毂100 的孔132、134，如通过弯曲、扭曲或歪曲使凸片230变形。

图4B显示固持器200的轴向视图。当前实施例的固持器包括由金属板、切割和弯曲至如所示形状而形成的两个半部202、204。每个半部拥有固持表面222、224，其撞击在轮辐300上。两个半部202、204在所示实施例中是相同的，其中每个半部从另一个绕着径向轴旋转180度使得每个半部202、 204的几何形状通常跨过等分固持器200的中心径向平面成镜像。

在此实施例中，固持器200的径向外端210拥有扩口边缘。术语“扩口边缘”意指夹子的径向外端210弯曲离开中心径向平面，形成具有半径R1 的曲率212。第一半部202(和对应的固持表面222)的径向外端210的曲率212离开第二半部204，并且第二半部204(和对应的固持表面224)的径向外端210的曲率212离开第一半部202防止轮辐腹板310内的弯曲应力集中，提供改善的耐久性。在轮辐倾向于仅在单个圆周方向上弯曲的情况下，两个半部202、204中只有一个需要拥有曲率212以提供减小轮辐腹板310 内的弯曲应力。

固持器200的内表面拥有与轮辐300的径向内端330的形状相似的形状。当从轴向方向观察时，侧壁214、216形成大致三角形形状，在固持器 200的径向内端220附近变宽。凸片230从固持夹的内端220径向向内延伸。显示轮辐止动凸片206、208从每个夹子半部202、204的侧壁弯曲90度角。在所示实施例中，至少一个轮辐止动凸片206、208定位在每个夹子半部202、 204上。

所示的当前实施例的固持器200由金属板形成，这允许在损坏或磨损的情况下经济地构造和模块化置换固持夹。考虑其它材料和构造方法，如使用金属或塑料并且通过机械加工、铸造、注射模制等形成。

图5提供实施例的透视图，其显示固持器200固定到轮辐300上。通过每个轮辐夹子半部202、204上的轮辐止动凸片206、208来防止轮辐300在轴向方向上移动。当固持器200固定在轮毂100的孔132、134中时，侧壁 214、216压在轮辐300的径向内端330上。由于固持器200的第一和第二半部202、204相同并且彼此旋转180度，因此位于每个半部202、204的轴向端部上的单个凸片止动件防止轮辐300从固持器200的任一端脱出。

图6提供在组装期间实施例的局部透视图，其中每个固持器200的一部分突出通过轮毂100的孔132、134。

图7提供在组装期间实施例的透视图，固持器200的突出通过轮毂100 的孔132、134的一部分变形以将每个夹子固定到轮毂上。特别是在此实施例中，凸片130延伸通过孔132、134，其中轮辐牢固地保持在每个半部之间。凸片130被压离开等分固持器200的中心径向平面。固持器200压靠轮辐300的加厚球根部分，将轮辐300固定到轮毂100上。

图8A提供具有与轮毂一起的整体构造的固持器的轮毂的第二实施例的透视图。此处，轮毂100'和固持器200'构造成具有圆柱形结构120'的整体构造。固持器的内表面在轮毂100'的外表面形成槽。在此实施例中，轮辐 300通过在轮辐中从轴向方向A滑入每个槽中组装。一个或多个紧固件，如板150'，可以放置在每个轮辐300的一个或两个轴向端部上以防止轮辐从槽的任一端脱出。与第一实施例一样，由固持器200'形成的槽提供内表面以将轮辐的径向内端330夹紧到轮毂100'上。

图8B提供具有带轮毂的整体构造的固持器的第二实施例的局部视图。此处，紧固板150'部分显示用紧固件240'固定，此处是具有Phillips式头部的螺栓，其固定到轮毂100'中的多个螺纹孔250'中的一个。固持器200' 拥有第一固持表面222'和第二固持表面224'，这与第一实施例一样，撞击在轮辐300'的加厚的径向向内部分上。在此实施例中，固持器200'的径向外部分拥有扩口边缘，使得外部分弯曲离开将等分固持器的中心径向平面，形成具有半径R1的曲率212'。第一半部202'(和对应的固持表面222') 的外部分的曲率212'弯曲离开第二半部204'，并且第二半部204'(和对应的固持表面224')的外部分的曲率212'弯曲离开第一半部202'防止轮辐 300'内的弯曲应力集中，提供改善的耐久性。在轮辐倾向于仅在单个圆周方向上弯曲的情况下，两个半部202'、204'中只有一个需要拥有离开相对半部的曲率212'以提供减小轮辐腹板310'内的弯曲应力。

图9提供第二实施例的透视图，其中所有单独轮辐的径向内端固定到轮毂100'上。在此第二实施例中，轮毂100'可由金属，如铝构造，并且加工成具有期望的形状。应理解，其它构造方法和材料也是可能的并且在本公开的范围内，如铸造或注射模制，或使用金属或其它结构材料，如塑料，或复合材料如玻璃纤维、增强型树脂、碳纤维、纤维增强型塑料。

一旦轮辐300的径向内端330固定到轮毂100或100'上，就需要附接外环形带。由于轮辐具有很小的抗压缩性，因此需要一种将其保持在适当位置的装置来继续施加外环形带并在未负载状态下为车轮提供期望水平的轮辐张力。

图10A提供拥有多个轮辐支撑件601以支撑轮辐300的径向外端的装置 600的透视图。轮辐支撑件601将轮辐300的径向外端保持在径向向外的环形定向上。在此实施例中，轮辐支撑件601类似于指状物并且能够在径向方向R上移动和定位，使得轮辐支撑件601的外表面603可以在径向方向上施加抵靠轮辐的力。在第一板621上在径向方向上定向的轨道611允许轮辐支撑件601在径向方向上移动。本实施例中的轨道611由例如通过切割形成到装置600的第一板621中的槽611产生。这些槽允许轮辐支撑件601在径向方向上移动，同时维持相对于外部增强带的对齐。轨道611可具有对应的榫舌和凹槽特征，其将防止轮辐支撑件601在操作期间倾斜。

图10B提供装置600的底部透视图。指状轮辐支撑件601的底部拥有滑动件605，其与形成于第一板621中的轨道(此处为槽)611啮合。滑动件 605拥有向下延伸超过第一板621的下侧的销641。销641与充当致动构件的第二板631中的螺旋槽642啮合。第二板631可通过转动臂645旋转，如通过箭头所示，或移动可通过各种机构中的任一种自动化，如通过附连到第二盘631的轴或致动盘631的外圆周上的齿和与齿啮合的齿轮的组合。

在替代实施例中，螺旋槽642没有完全切穿第二板631，并且销641的下尖端各自具备小滚珠轴承，其绞合在螺旋槽642中。在又一替代实施例中，轮辐支撑件601由单独的致动器移动，如气动、液压或机电线性致动器。

图10C提供在组装期间包括轮毂100的第一实施例的实施例的透视图。每个轮辐300的径向外端370通过多个轮辐支撑件601以环形定向来径向向外保持。这些轮辐支撑件601通过如上述装置的装置保持在适当位置，以保持其彼此的相对位置，但允许轮辐子组合件98旋转。每个相邻的轮辐支撑件601保持每个轮辐的外部370的径向内表面，将每个轮辐的径向外表面 372保持在适于外环形带附接的位置。

图11提供在轮辐子组合件98的每个轮辐300的径向外端表面上敷设材料粘结层701的透视图。材料粘结层701可包含未固化的橡胶条，其可以缠绕在每个轮辐的外表面372周围，或可包含用于将外表面372粘结到外环形带的粘合剂。材料可以通过挤出机721分配，然后通过与轮辐子组合件98 相邻的辊723施加。在此特定实施例中，挤出材料在轴向方向上的宽度小于待粘结到轮辐的成品外环形带的宽度。当轮辐子组合件98绕着圆周方向C 旋转时，挤出机721和辊723在轴向方向上移动，其在轮辐子组合件98的整个外圆周上施加粘结层，分别如箭头741、743所示。应了解，轮辐子组合件98可相对于挤出机721轴向移动并且同样挤出机721可绕着轮辐子组合件98旋转。

图12提供预成型的外环形带400和轮辐子组合件98的透视图。外环形带400可通过传统的轮胎制造技术单独形成并且可包括增强件，其包含帘线如金属、玻璃纤维、纤维增强型塑料或碳纤维。在与轮辐子组合件98组装之前，可将外环形带400固化并且将胎面图案施加到外表面上。

图13提供在组装期间预成型的外环形带400在轮辐子组合件98上同心滑动的实施例的透视图。轮辐子组合件98的外径小于外环形带400的内径，其允许将外环形带放置在轮辐子组合件98上。为了便于外环形带和轮辐子组合件定位，轮辐支撑件601的径向位置可径向向内缩回以减小轮辐子组合件98的外径，同时外环形带400围绕轮辐子组合件98定位。一旦外环形带和轮辐子组合件相对于彼此定位，然后轮辐支撑件601的径向位置就可径向向外扩展以便粘结层701与外环形带的内表面接触。一旦组装了预成型的外环形带400和轮辐子组合件98，就可以施加热量和压力以固化粘结层701 或膨胀足够的时间以允许粘合剂固化。

图14提供替代实施例的透视图，其中外环形带400'和增强层(如果存在的话)敷设在由多个轮辐支撑件601向外保持的轮辐子组合件98上。在此特定实施例中，轮辐支撑件601类似于指状突起，其定位并保持轮辐300 的径向外端。此处，挤出机721输送由辊723施加到轮辐子组合件98的外表面的橡胶条和/或薄纸条。轮辐子组合件随着挤出机721在轴向方向上移动而旋转以将橡胶条施加到轮胎的整个宽度上。应了解，车轮可相对于挤出机721轴向移动，并且同样挤出机721可绕着轮辐子组合件98旋转。

图15提供在组装期间替代实施例的透视图，车轮前驱体8放置在模具 801中用于固化外环形带，其包含，如果存在的话，外环形带的增强层和胎面层。然后，模具施加压力和热量以固化外环形带并且如果需要，使胎面图案形成到外环形带的外表面中。内轮辐支撑件601在固化期间维持径向向外的压力。

在完成固化和或将轮辐粘结到外环形带上之后，形成非充气轮胎。

轮辐张力影响轮胎的性能，就像充气轮胎中的气压可如何影响充气轮胎性能一样。未负载车轮的最终轮辐张力可以通过设计具有特定轮辐长度(针对其必须跨越轮毂与外带之间的距离)的轮胎来改变。例如，通过为具有相同直径的轮毂和外带的轮胎模制较短轮辐，轮辐张力增加。同样，为具有相同尺寸的轮毂和外带的轮胎模制较长的轮辐，将导致较低的轮辐张力。

可替代地，或除选择特定的轮辐长度之外，轮辐张力可以通过在形成外带时施加更大的张力或附接更大内径的外带来增加。在形成外带时附接较小内径的外带或施加较小量的张力将导致轮辐的张力减小。

可替代地，或除此之外，可选择轮毂直径以便达到期望的轮辐张力。选择更大的轮毂直径将导致轮辐张力减小，而选择更小的轮毂直径将导致轮辐张力更大。

可替代地，或除此之外，轮辐张力可通过选择具有已知收缩率的增强件来改变。例如，已知某些纤维的热收缩率大于其它纤维，导致在纤维周围的橡胶固化期间施加热量时收缩。这种收缩导致轮辐张力增加。通过选择具有已知热收缩率的纤维，成品轮辐张力可通过选择具有不同已知热收缩率的替代纤维来确定和调节。例如，以具有较高热收缩率的芳香族聚酰胺纤维增强材料替换具有较低热收缩率的聚酯纤维增强材料将导致成品组装轮胎中的轮辐的轮辐张力大于用聚酯纤维增强材料增强的轮辐的轮辐张力。

虽然通过调节上文所论述的一个或多个参数在轮胎构造期间可调节轮辐张力，但是轮辐去径向化(deradialization)也可用于调节轮辐张力。增加给定外径的轮毂和给定内径的外带的轮辐的去径向化增加了轮辐张力。同样地，减小给定外径的轮毂和给定内径的外带的轮辐的去径向化增加了轮辐张力。

图16显示具有分离腹板310'的轮辐300'的实施例。腹板具有间隔312'，其开始于轮辐腹板310'的径向外端并且径向向内延续通过轮辐300'的内端 330'，形成两个轮辐腹板部分。间隔312'的径向外端可拥有增大的半径314' 以减小应力集中。间隔312'允许轮辐300'的径向内端定位在轮毂100内的单独槽中，以允许在构造车轮时使轮辐腹板310'去径向化。通过减少在制造过程中必须处理的部件的数量，轮辐部分间隔直到轮辐300'的径向外部允许更便宜的构造并且简化了轮辐300'组装到轮毂上。

图17显示具有分离腹板310"的轮辐300"的实施例，其中腹板拥有多个间隔312"，其开始于轮辐腹板310'的径向外端并且径向向内延续通过轮辐 300"的内端330"。多个间隔312"允许轮辐腹板310"从径向方向以不同的角度去径向化并且还允许对称的去径向化。例如，如此处显示，外部两个轮辐腹板310"定位在相同的圆周位置，而中心轮辐腹板310"定位在不同的圆周位置从而产生轮辐腹板的对称去径向化。其它去径向化模式也是可能的，包含不对称去径向化模式。虽然此处通过两次间隔显示了轮辐腹板310"分成三个轮辐腹板部分，但应理解，三个、四个或更多个间隔312"是可能的并且在本文所述的实施例的范围内。

图18显示轮毂100的实施例，其中分离腹板轮辐300'部分安装在去径向位置。轮毂100拥有第一环形圈部分160和第二环形圈部分170，其可以通过孔174、164连同多个紧固件180(其显示了三个)一起安装。在所示的实施例中，紧固件180拧入螺纹孔164中并穿过第二环形圈部分170中的槽形孔174。此实施例的槽形孔174允许在将多个紧固件180向下收紧之前进行周向旋转调节，如箭头所示。

圆周旋转调节允许轮辐300'的径向内部分固定在第二环形圈部分170 的槽内，并且然后第二环形圈部分170可以旋转以按需要增加或减小轮辐张力。增加轮辐张力增加了外带中的圆周压缩力，这导致外带的变形较小并且对给定载荷而言轮胎的足迹较小。减小轮辐张力减小了外带中的周向压缩力，这导致外带的更大变形和对给定载荷而言更大的轮胎足迹。

减小或增加轮辐张力允许轮胎针对操作者将其暴露的使用类型进行调谐。轮胎的变形减小导致滚动阻力减小，而增加的变形导致更高的减震性和舒适性。在某些情况下期望更高的轮辐张力，例如：对在平滑表面的路上使用轮胎而言，期望更高的轮辐张力，其中减小的滚动阻力是有益的。在某些情况下可能期望较低的轮辐张力，例如：对越野使用而言，较低的轮辐张力是期望的，其中外带的变形允许适应不平坦表面和吸收冲击。较低的轮辐张力还允许更大的足迹压力，这减少了压实并且在穿越越野地形时可以增加牵引力。

应理解，可能期望在整个轮胎使用寿命期间维持相同的轮辐张力，或可能期望周期性地允许操作者所期望的轮辐张力的改变。还应理解，致动器，此类一个或多个机械致动器，可以附接到轮辋上以允许通过相对于相邻的环形圈部分旋转一个环形圈部分来调节轮辐张力。调节轮辐张力的系统可以由操作者，或通过计算机控制系统，或其某种组合来控制。

应理解，多个圈部分是可能的，因此已经分成三个腹板部分的腹板将具有对应的三个圈部分，其可以相对于彼此旋转。在此类实施例中，外部两个圈部分可以相对于中间圈部分旋转，或每个圈部分可以彼此独立地旋转。具有四个圈部分和对应的四个腹板部分，或五个圈部分和对应的五个腹板部分，或其它数量或圈部分和腹板部分的轮胎是可能的并且在这些实施例的范围内。

应理解，在实施例的范围内可使用其它腹板元件构形和几何形状，包含互连的腹板元件，如其可形成蜂窝或其它图案的腹板元件。

虽然已经参照特定示例性实施例和其方法详细描述了本发明主题，但应理解，所属领域的技术人员在获得对前述内容的理解之后可易于产生对此类实施例的替代方案、变更和等效物。因此，本公开的范围是作为实例而非作为限制，并且本公开不排除将包含对本主题的此类修改、变更和/或添加，这对所属领域的普通技术人员将是显而易见的。

Claims (12)

1.一种构造非充气车轮的方法，其包括：

围绕轮毂的外圆周固定多个轮辐；

在每个轮辐的径向外端处定位至少一个轮辐支撑件，使得所述至少一个轮辐支撑件将每个轮辐的所述径向外端保持在径向向外的环形定向上；

将外环形带同心放置在所述轮辐的所述径向外端上；

将所述轮辐粘结到所述外环形带上；

使至少一个轮辐支撑件径向向内收缩；和

将所述至少一个轮辐支撑件与所述非充气车轮分开。

2.根据权利要求1所述的方法，其中在所述将外环形带同心放置在所述轮辐的所述径向外端上之后，使所述至少一个轮辐支撑件径向向外扩展。

3.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其进一步包括将粘结层施加到每个轮辐的径向外表面。

4.根据权利要求3所述的方法，其中通过施加压力和热量将所述粘结层固化到所述外环形带来附接粘结层外表面。

5.根据权利要求3所述的方法，其中所述粘结层是粘合剂，其将每个轮辐的所述径向外表面粘结到所述外环形带上。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述将所述轮辐粘结到所述外环形带上包括：

在轮辐子组合件的每个轮辐的径向外表面上构建所述外环形带，所述轮辐子组合件为轮毂、轮辐和轮辐支撑件的组合件；

将所述外环形带和轮辐子组合件放入模具中；

固化所述外环形带。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述外环形带的所述构建包括在所述轮辐的所述径向外表面上敷设橡胶层和增强材料层。

8.根据权利要求6所述的方法，其中所述固化在压力和热量下进行。

9.根据权利要求6所述的方法，其中所述模具在所述外环形带的径向外表面上压印胎面图案。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个轮辐通过机械连接固定到所述轮毂上。

11.根据权利要求1所述的方法，其中每个轮辐支撑件是指状突起件。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个轮辐支撑件中的每一个定位在相邻轮辐之间。

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