CN109070627A - 非充气式车轮 - Google Patents

Abstract

一种非充气式车轮，其具有多个纵向加固轮辐，每一轮辐具有从所述多个轮辐中的每一个的径向内端延伸到所述多个轮辐中的每一个的径向外端的至少一个间隔，从而形成至少两个轮辐腹板区段，其中每一轮辐的所述径向内端机械地附接到轮毂，且每一轮辐的径向外表面粘合到外部环形带。

Description

非充气式车轮

技术领域

本公开的主题涉及非充气式车轮和构造这类车轮的方法。

背景技术

非充气式车轮的细节和益处描述于例如美国专利第6,769,465号、第6,994,134号、第7,013,939号和第7,201,194号中，所述美国专利以全文引用的方式并入本文中。一些非充气式轮胎构造并入有剪切带，其实施例描述于例如美国专利第6,769,465号和第7,201,194号中，所述美国专利以全文引用的方式并入本文中。这类非充气式轮胎提供无需依赖于气体充气压力以用于支撑施加到轮胎的负载的轮胎性能优势。

在非充气式车轮的一个实例中，具有地面接触部分的柔性带可与从中心元件或轮毂径向地延伸的多个张力传递的腹板状元件(也称为“轮辐”)相连接。借助于实例，这类非充气式车轮可通过开放式铸造模制形成，在所述铸造模制中将例如聚氨酯的材料倒入形成全部或部分的非充气式轮胎的模具中。可在柔性带中的适当位置模制例如帘线的一或多个加固结构。

通常，在这种现有构造中，将轮辐和轮毂模制为一体的单件构造。或者，轮辐可通过随后与轮毂或车轮中心接合的条带来一体地接合。在任一构造中，轮辐都不容易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去。

由于例如一体构造的缘故，现有的非充气式车轮构造不容易允许将不同的轮辐替换到非充气式车轮中。这类替换将需要破坏性的步骤以从车轮切断或解脱轮辐的两端。另外，因为轮辐与轮毂接合或附接，所以替换不同材料或配置的不同车轮轮毂是不可行的。现有的制造方法不利于将加固件、形状、材料层和其它特征并入到轮辐的构造中。

因此，构造并入有用于非充气式车轮的轮辐的轮胎的方法将是有用的，可利用加固件、各种形状、一或多个材料层和其它特征来较容易地模制所述轮辐。将这类轮辐并入到非充气式车轮中而不与轮毂一体构造的轮毂也将是有益的。可与车轮轮辐、柔性带或这两者较容易地连接和断开的轮毂也将是有用的。

发明内容

各方面和优点将部分地在以下描述中阐述，或可由所述描述显而易见，或可通过实践而得知。除本书面描述和附图内所公开的实施例外，公开以下示范性实施例：

第一示范性实施例公开一种非充气式车轮，其包含：外部环形带；轮毂；多个轮辐，其沿轮辐的长度具有加固件，多个轮辐中的每一个具有径向内端、径向外端和径向外表面；其中多个轮辐中的每一个具有从多个轮辐中的每一个的径向内端延伸到多个轮辐中的每一个的径向外端的至少一个间隔，从而形成至少两个轮辐腹板区段；其中每一轮辐的径向内端机械地附接到轮毂；其中每一轮辐的径向外表面粘合到外部环形带。

非充气式车轮的第二示范性实施例具有第一示范性实施例的特征，且此外至少一个间隔延伸穿过多个轮辐中的每一个的径向内端。

非充气式车轮的第三示范性实施例具有第一示范性实施例或第二示范性实施例的特征，且此外具有：多个固持器，其围绕轮毂的圆周置放，每一固持器包括第一固持表面和第二固持表面；其中第一固持表面和第二固持表面的径向外部部分具有扩口边缘以使得第一固持表面的径向外部部分远离第二固持表面的径向外部部分弯曲。

非充气式车轮的第四示范性实施例具有第三示范性实施例的特征，且其中每一轮辐区段具有啮合固持器的固持表面的加厚径向内端。

非充气式车轮的第五示范性实施例具有第四示范性实施例的特征，其中每一加固轮辐的每一径向内端具有选自由三角形、圆形、肾形、四边形和球形组成的群组的具备横截面形状的加厚形状。

非充气式车轮的第六示范性实施例具有第三示范性实施例、第四示范性实施例或第五示范性实施例中的任一个的特征，其中第二固持表面远离第一固持表面的径向外部部分弯曲。

非充气式车轮的第七示范性实施例具有以上示范性实施例中的任一个的特征，其中轮辐加固件包括尼龙(nylon)帘线。

非充气式车轮的第八示范性实施例具有第一示范性实施例到第六示范性实施例中的任一个的特征，其中轮辐加固件包括纤维加固复合结构。

非充气式车轮的第九示范性实施例具有第八示范性实施例的特征，其中轮辐加固件包括纤维加固塑料。

非充气式车轮的第十示范性实施例具有以上示范性实施例中的任一个的特征，其中使用用于每一轮辐的至少一个可拆卸固持夹来将轮辐固持到轮毂，每一固持夹附接到轮毂。

非充气式车轮的第十一示范性实施例具有第一示范性实施例到第九示范性实施例中的任一个的特征，其中轮辐由与轮毂整体构造的固持器固持。

非充气式车轮的第十二示范性实施例具有以上示范性实施例中的任一个的特征，其另外包含：第一环形区段；以及第二环形区段；其中可相对于第二环形区段以相对于车轮的旋转轴的可选角定向来紧固第一环形区段。

非充气式车轮的第十三示范性实施例具有第十二示范性实施例的特征，另外其中轮毂的第一环形区段相对于轮毂的第二环形区段的角定向可由致动器调整。

非充气式车轮的第十四示范性实施例具有第十二示范性实施例的特征，其另外包含：第一环形区段凸缘，其在第一环形区段上，其具有延伸穿过第一环形区段凸缘的多个孔口；多个孔口，其在第二环形区段内；多个固定件；其中多个固定件中的至少一个穿过第一环形区段凸缘的多个孔口中的至少一个且由第二环形区段内的多个孔口中的至少一个接纳，从而以所需角定向将第一环形区段紧固到第二环形区段。

非充气式车轮的第十五示范性实施例具有第十四示范性实施例的特征，其中第一环形区段凸缘孔口是在车轮圆周方向上伸长的槽；由此所述槽允许第一环形区段与第二环形区段的角度调整。

非充气式车轮的第十六示范性实施例具有第十二示范性实施例到第十五示范性实施例中的任一个的特征，其另外包含：第三环形区段，其中可相对于第二环形区段以相对于车轮的旋转轴的可选角定向来紧固第三环形区段。

先前示范性实施例中的任一个的构造非充气式车轮的第一示范性方法，其包含：围绕轮毂的外圆周紧固多个轮辐，每一轮辐由至少一个固持器紧固，其中每一固持器包括第一固持表面和第二固持表面，且第一固持表面和第二固持表面的径向外部部分具有扩口边缘以使得第一固持表面的径向外部部分远离第二固持表面的径向外部部分弯曲；在每一轮辐的径向外端处置放至少一个轮辐支撑件，在每一轮辐的两侧上置放至少一个轮辐支撑件，一对相邻轮辐支撑件在径向朝外位置中支撑每一轮辐；将粘合层涂覆到每一轮辐的径向外表面；在粘合层上方同轴地放置外部环形带；朝外径向地扩展轮辐支撑件以使得粘合层的外表面与外部环形带的内表面接触且粘合。

第二示范性方法，其包含第一示范性方法的特征，其中通过施加压力和热能将粘合层固化到外部环形带来附接粘合层外表面。

第三示范性方法，其包含第一示范性方法的特征，其中外部粘合层是将每一轮辐的径向外表面粘合到外部环形带的粘附剂。

构造非充气式车轮的第四示范性方法，其包括：围绕轮毂的外圆周紧固多个轮辐，每一轮辐由至少一个固持器紧固，其中每一固持器包括第一固持表面和第二固持表面，且第一固持表面和第二固持表面的径向外部部分具有扩口边缘以使得第一固持表面的径向外部部分远离第二固持表面的径向外部部分弯曲；在每一轮辐的径向外端处置放至少一个轮辐支撑件，在每一轮辐的两侧上置放至少一个轮辐支撑件，一对相邻轮辐支撑件在径向朝外位置中支撑每一轮辐；在轮辐子结构的每一轮辐的径向外表面上构建外部环形带；将外部环形带和轮辐子结构放置到模具中；固化外部环形带。

第五示范性方法，其包含第四示范性方法的特征，其中多个轮辐支撑件中的每一个能够在径向方向上转移以径向扩展和收缩多个轮辐的径向外表面。

第六示范性方法，其包含第四示范性方法或第五示范性方法的特征，其中外部环形带的构建包括铺设多层橡胶。

第七示范性方法，其包含第四示范性方法或第五示范性方法的特征，其中固化在压力和热能下进行。

第八示范性方法，具包含第四示范性方法、第五示范性方法或第五示范性方法的特征，其中模具在外部环形带的径向外表面上压印胎面图案。

参考以下描述和所附权利要求，本发明的实施例的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。并入于本说明书中并构成本说明书的一部分的附图说明实施例，且与所述描述一起用以阐释本发明的原理。

附图说明

本发明的完整且启发性公开内容，包括其对于本领域的普通技术人员来说的最佳模式，在参考附图的说明书中加以阐述，在所述附图中：

图1提供非充气式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提供车轮的实施例的单个轮辐的实施例的透视图。

图3b展示轮毂和具有圆形外形的轮辐的径向内端的局部视图。

图3c展示轮毂和具有正方形外形的轮辐的径向内端的局部视图。

图3d展示轮毂和具有矩形外形的轮辐的径向内端的局部视图。

图3e展示轮毂和具有肾形外形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紧固到轮毂的固持夹的实施例的透视图。

图4b提供沿用于将单个轮辐紧固到轮毂的固持夹的轴向方向观察的侧视图。

图5提供展示紧固到轮辐的固持夹的实施例的透视图。

图6提供在装配期间其中每一固持夹的一部分穿过轮毂的孔口突出的实施例的透视图。

图7提供在装配期间穿过轮毂的孔口突出的固持夹的部分朝外弯曲以将每一固持夹紧固到轮毂的实施例的透视图。

图8a提供具有整体构造的固持夹的轮毂的第二实施例的透视图。

图8b提供具有与轮毂整体构造的固持器的第二实施例的局部视图。

图9提供其中所有个别轮辐的径向内端紧固到轮毂的第二实施例的透视图。

图10a提供具有多个可径向置放的轮辐支撑件的设备的透视图。

图10b提供具有可径向置放的轮辐支撑件的设备的底面透视图。

图10c提供在装配期间通过多个轮辐支撑件使每一轮辐的径向外端保持径向朝外环状定向的实施例的透视图。

图11提供在每一轮辐的径向外端表面上铺设粘合层材料的透视图。

图12提供预先形成的外部环形带和轮辐子组合件的透视图。

图13提供在装配期间预先形成的外部环形带在轮辐子组合件上方同轴地滑动的实施例的透视图。

图14提供其中将包含加固层(如果存在)的外部环形带铺设在轮辐子组合件的轮辐的径向外表面上的替代实施例的透视图。

图15提供在装配期间放置到模具中以固化轮胎的胎面和(如果存在)加固层的替代实施例的透视图。

图16提供具有形成两个腹板区段的间隔的轮辐的替代实施例的透视图。

图17提供具有形成多个轮辐腹板区段的多个间隔的替代实施例的透视图。

图18展示使部分地分割的腹板轮辐部分地安装到轮毂以使得在径向内端附接到轮毂固持器后容许角度调整的实施例的透视图。

不同图式中相同或类似参考标号的使用表示相同或类似特征。

具体实施方式

本公开提供非充气式轮胎的新颖构造。出于描述实施例的目的，现将详细参考实施例和/或方法，所述实施例和/或方法的一或多个实例说明于图式中或用图式说明。每一实例是为了解释实施例而提供，而非限制本发明。实际上，本领域的技术人员将显而易见，在不脱离本发明的范围或精神的情况下可在本发明的实施例中进行各种修改和变化。举例来说，说明或描述为一个实施例的部分的特征或步骤可与另一实施例或步骤一起使用以产生又一实施例或方法。因此，希望本发明涵盖这类修改和变化，所述修改和变化处于所附权利要求书及其等效物的范围内。

以下术语针对本公开如下定义：

图式中的“轴向方向”或字母“A”是指在(例如)剪切带、轮胎和/或车轮沿着道路表面行进时平行于剪切带、轮胎和/或车轮的旋转轴的方向。

图式中的“径向方向”或字母“R”是指与轴向方向正交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。

图式中的“圆周方向”或字母“C”是指垂直于轴向方向且垂直于径向平面的方向。

“赤道平面”意味着垂直于旋转轴传递且等分剪切带和/或车轮结构的平面。

“径向平面”意指垂直于赤道平面传递且穿过车轮的旋转轴的平面。

“纤维”适用于只要后者与其基质相容即可使用的任何类型的加固纤维。这类纤维(例如)选自由以下构成的群组：聚乙烯醇纤维、芳族聚酰胺(或“芳纶(aramid)”)纤维、聚酰胺酰亚胺纤维、聚酰亚胺纤维、聚酯纤维、芳族聚酯纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、纤维素纤维、人造丝纤维、粘胶纤维、聚亚苯基苯并二噁唑(polyphenylene benzobisoxazole)(或“PBO”)纤维、聚乙烯环烷酸酯(polyethylene naphthenate；“PEN”)纤维、玻璃纤维、碳纤维、二氧化硅纤维、陶瓷纤维以及这些纤维的混合物。

如本文中所使用，“不可扩展”是相对术语，用以指具有比其嵌入于内的材料高至少10倍的拉伸模数的一种材料。应了解，通常轮胎构造领域中的普通技术人员应理解，虽然本领域的普通技术人员认为其中嵌入尼龙帘线的环绕橡胶是可扩展的，但认为尼龙帘线是不可扩展的。

图1提供非充气式车轮10的实施例的透视图。车轮10包括通过多个轮辐300连接到外部环形带400的轮毂100。车轮可用于承受表面的负载且可用于使车辆移动通过表面，如道路、线路或轨道。这类车辆可包含汽车、多用途车辆、推车、牵引机等。轮毂100在径向平面中具有大体上圆形的横截面。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。轮辐300从轮毂100朝外径向地延伸到外部环形带400的径向内表面410。

以机械方式将轮辐附接到轮毂允许在轮胎的外部部分需要更换或修复的情况下移去和再附接轮胎的外部部分。此外，个别轮辐可从外部柔性带移去，且新的个别替换轮辐可接合在其位置中，进而进行单个轮辐的替换。这种技术可适用于在可能不希望从(比方说)车辆或其附接到的其它设备移去整个车轮时，修复单个损坏的轮辐。

以机械方式将轮辐附接到轮毂允许轮辐由橡胶形成且任选地使用类似于常规充气轮胎的构造方法的构造方法来加固。可理解的是，个别轮辐形成允许通过将具有相同或类似调配物的橡胶组件连同任选加固件一起置放在模具内且接着利用热能和压力固化橡胶来构造橡胶轮辐。这类构造允许材料的成层或并排置放材料，且容许使用铸造或注塑模制制造技术将极难以实现的多种类型的橡胶和任选加固件的精确置放。可随后通过将生胶外部带固化到橡胶轮辐的径向外表面上来将橡胶轮辐粘合到橡胶外部带来将可利用橡胶和加固件构造的外部带紧固到轮辐。通过使用相同家族内的材料，可形成极强粘合而不使用粘附剂。举例来说，可形成且固化或部分地固化轮辐，随后布置有沿圆的圆周置放的外部径向表面，随后生胶可用于构建围绕圆周的外部带，且随后固化组合件。或者，可通过在轮辐的径向外表面与外部带的径向内表面之间铺设一层生胶来将固化或部分固化的橡胶外部带附接到固化或部分固化的多个轮辐。或者可涂覆粘附剂或其它粘合剂，例如当将如聚氨酯的相异材料粘合到橡胶时。

外部环形带400提供径向外表面450，所述径向外表面可具有胎面图案，如凹槽452、凹口、狭缝或其它特征，或特征组合，以用于装饰和/或实用目的。本实施例中的外部环形带400是柔性的，其中所述外部环形带将在负载时变形以吸收瞬时偏转，如放置车轮所抵靠的表面(例如地面)的撞击。

外部环形带400可包含加固件，包含在压缩和张紧下具有高模数的这些加固件，例如，金属帘线、玻璃纤维、纤维加固型塑料或碳纤维。如此处的实施例中所展示的轮辐300是弹性材料的柔性膜，如天然橡胶、合成橡胶、聚氨酯、硅胶，且可用具有较高拉伸模数的帘线来加固，所述帘线包含尼龙、聚酯、芳纶纤维或其它加固件，如金属帘线。当将负载施加到车轮10时，穿过轮毂100和围绕轮毂置放的轮辐300通过外部环形带400将负载传输到地面。由于轮辐可大大地变形且将在负载时弯折，因此通过车轮的上半部上的轮辐转移大部分负载。在本文中这通常称作“顶部负载”车轮，所述顶部负载车轮与如可在实心轮胎或泡沫填充型充气轮胎中发现的将通过轮胎的底部承载负载的“底部负载”车轮相对。

图2提供轮毂的实施例的透视图。在所展示的实施例中，放置于凸缘112上且邻近于轮毂100的内周界104同轴地间隔开的多个孔口110提供固定件的位置，所述固定件如穿过以固定到车轮轴承轮毂或额外内部轮毂组件的螺柱或螺钉。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与径向内表面122之间围绕圆柱形环120形成在此处展示为槽的多个孔口132、134。

图3a提供用于图1中所展示的实施例中的单个轮辐300的实施例的透视图。轮辐由柔性材料构成，如塑料或橡胶，且可含有嵌入于轮辐300的腹板310中的加固材料。在所展示的实施例中，加固件沿轮辐的长度在轮辐的径向方向R上延伸。加固件的径向定向允许加固件在张紧下承载放置在车轮上的负载的一部分。在压缩下轮辐所承载的负载量可取决于构造轮辐中所用的材料特性和硬度而变化，然而，在此处所展示的实施例中，嵌入于橡胶轮辐中的多个径向定向的尼龙帘线允许当轮辐在车轮的顶部处时，轮辐在张紧下承载较多负载，且当旋转车轮以使得轮辐在车轮的底部位置处时，在压缩下承载较少负载，从而得到“顶部负载”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。在此处所展示，当从轴向方向观测时，具有平坦径向内表面332的径向内端330通常具有三角形形状。加厚部分跨越轮辐的橫向宽度轴向地延伸。虽然在图3a中所展示的实施例中所展示的形状是具有径向内表面332处向外张大的厚度的三角形，但应认识到，可替换其它加厚几何结构，如环形形状、矩形形状或球状形状。图3b展示具有环形形状的轮辐300的内端的示范性实施例。图3c展示具有矩形形状的轮辐300的内端的示范性实施例。在这一特定实施例中，矩形形状是正方形且表面并不完全平坦。图3d展示具有矩形形状的轮辐300的内端的示范性实施例。图3e展示具有具备凸面边界和凹面边界两者的肾形形状的轮辐300的内端的示范性实施例。如此处所展示，径向内端330比轮辐腹板310的最薄部分的厚度的两倍更大。

轮辐300的径向外端370在圆周方向上比轮辐的腹板310更厚。在此处所展示，当从轴向方向观测时，具有平坦径向外表面372的径向外端370通常具有三角形形状。虽然本实施例中所展示的形状是具有向外张大到径向外表面372的厚度的三角形，但应认识到可替换其它加厚几何结构，如矩形形状。如此处所展示，径向外端370比轮辐腹板310的最薄部分的厚度的两倍更大。

当从轴向方向观测时，轮辐300和其腹板310可具有曲度，如弓形形状。当压缩时，这类曲度使轮辐易在期望方向上弯折和折叠。在轴向方向上测量的轮辐宽度也可随轮辐300的径向方向而变化。在本实施例中所展示，轮辐在径向外端370处比在径向内端330处更宽。

图4a提供在此处展示为固持器夹、用于将单个轮辐紧固到图1和图2中所展示的实施例中的轮毂100的固持器200的实施例的透视图。所展示实施例的固持夹200具有径向外端210和径向内端220。在这个实施例中，多个突片230从固持夹200的内端220朝内径向地突出。突片230在轴向方向上具有长度且在纵向方向上具有厚度，这允许突片在如通过如弯曲、扭曲或翘曲使突片230变形来紧固固持夹200之前滑动通过轮毂100的狭缝132、134。

图4b展示固持器夹200的轴向视图。当前实施例的固持器包括由金属板料形成的切割和弯曲成如所展示的形状的两个半部202、204。每一半部具有撞击在轮辐300上的固持表面222、224。两个半部202、204在所展示的实施例中是相同的，其中每一半部围绕径向轴与另一半部旋转180度以使得每一半部202、204的几何结构通常在等分固持夹200的中心径向平面两端成镜像。

在这一实施例中，固持夹200的径向外部部分210具有扩口边缘。术语“扩口边缘”是指固持夹的外部部分210远离中心径向平面弯曲，从而形成具有半径R1的曲度212。远离第二半部204的第一半部202(和对应固持表面222)的外部部分210的曲度212以及远离第一半部202的第二半部204(和对应固持表面224)的外部部分210的曲度212防止弯曲应力在轮辐腹板310内集中，从而实现改进耐久性。其中轮辐仅易在单一圆周方向上弯曲，两个半部202、204中的仅一个需要具有曲度212以使轮辐腹板310内的弯曲应力减小。

固持夹200的内表面具有与轮辐300的径向内端330的形状类似的形状。当从轴向方向观测时，侧壁214、216通常形成接近固持夹200的径向内端220扩宽的三角形形状。突片230从固持夹的内端220朝内径向地延伸。轮辐止挡突片206、208展示为从每一固持夹半部202、204的侧壁以90度角度弯曲。在所展示的实施例中，将至少一个轮辐止挡突片206、208置放于每一固持夹半部202、204上。

所展示的当前实施例的固持夹200由金属板料形成，这允许在损坏或磨损的情况下固持夹的低成本构造和模块化替换。涵盖其它材料和构造方法，如使用金属或塑料以及以机械加工、铸造、注塑模制等方式形成。

图5提供展示紧固到轮辐300的固持夹200的实施例的透视图。通过轮辐固持夹半部202、204中的每一个上的轮辐止挡突片206、208来防止轮辐300在轴向方向上移动。当固持夹200紧固在轮毂100的槽132、134中时，侧壁214、216按压轮辐300的径向内部部分330。由于固持器200的第一半部202和第二半部204是相同的且互相旋转180度，因此位于每一半部202、204的轴向端面上的单个突片止挡件防止轮辐300从固持器200的任一端面外出。

图6提供在装配期间其中每一固持夹200的一部分突出穿过轮毂100的孔口132、134的实施例的局部透视图。

图7提供在装配期间使突出穿过轮毂100的孔口132、134的固持夹200的部分变形以将每一固持夹紧固到轮毂的实施例的透视图。具体地说，在这一实施例中，突片230延伸穿过孔口132、134，其中轮辐安全地保持在每一半部之间。远离等分固持夹200的中心径向平面按压突片230。固持器200紧压轮辐300的加厚球状部分，从而将轮辐300紧固到轮毂100。

图8a提供具有与轮毂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'由与圆柱形结构120'的整体构造构成。固持器的内表面在轮毂100'的外表面中形成槽。在这一实施例中，通过从轴向方向A使轮辐滑动到每个槽中来组装轮辐300。可将如板150'的一或多个固定件放置在每一轮辐300的轴向端面中的一个或两个上方，以防止轮辐从槽的任一端面外出。如同第一实施例一样，通过固持器夹200'形成的槽提供内表面以将轮辐的径向内端330夹持到轮毂100'。

图8b提供具有与轮毂整体构造的固持器的第二实施例的局部视图。此处，部分地展示利用固定件240'紧固的固定件板150'，此处螺钉具有菲利浦头型、紧固到轮毂100'中的多个螺纹孔口250'中的一个。固持器200'具有(类似第一实施例)撞击在轮辐300'的加厚径向朝内部分上的第一固持表面222'和第二固持表面224'。在这一实施例中，固持夹200'的径向外部部分具有扩口边缘以使得外部部分远离将等分固持器的中心径向平面弯曲，从而形成具有半径R1的曲度212'。远离第二半部204'弯曲的第一半部202'(和对应固持表面222')的外部部分的曲度212'以及远离第一半部202'弯曲的第二半部204'(和对应固持表面224')的外部部分的曲度212'防止弯曲应力在轮辐300'内集中，从而实现改进耐久性。其中轮辐仅易在单一圆周方向上弯曲，两个半部202'、204'中的仅一个需要具有远离相对半部的曲度212'以使轮辐腹板310'内的弯曲应力减小。

图9提供其中所有个别轮辐的径向内端紧固到轮毂100'的第二实施例的透视图。在这一第二实施例中，轮毂100'可由金属构成，如铝，且视需要机器加工成具有形状。应理解，其它构造方法和材料也是可能的且在本公开的范围内，如：铸造或注塑模制；或使用金属或其它结构材料，如塑料；或复合材料，如纤维玻璃、加固树脂、碳纤维、纤维加固塑料。

一旦将轮辐300的径向内部部分330紧固到轮毂100或100'，那么需要附接外部环形带。由于轮辐具有极小压缩阻力，因此需要使其保持在适当位置的设备，以进行外部环形带的涂覆且提供车轮在未负载状态下所期望水平的轮辐张力。

图10a提供具有多个轮辐支撑件601以支撑轮辐300的径向外端的设备600的透视图。轮辐支撑件601使轮辐300的径向外端保持在径向朝外环状定向中。在这一实施例中，轮辐支撑件601类似指形件，且能够在径向方向R上移动和定位以使得指形件601的外表面603可在径向方向上对轮辐施加力。在径向方向上定向于第一板621上的轨道611允许轮辐支撑件601在径向方向上移动。通过例如切割形成槽611来在设备600的第一板621中产生本实施例中的轨道611。这些槽允许指形件601在径向方向上移动，同时相对于外部加固带维持对准。轨道611可具有对应舌片和凹槽特征，这将防止指形件601在操作期间倾斜。

图10b提供设备600的底面透视图。指状轮辐支撑件601的底部部分具有与轨道(此处形成于第一板621中的槽611)啮合的滑件605。滑件605具有向下延伸超过第一板621的底面的销641。销641与充当致动构件的第二板631中的螺旋凹槽642啮合。第二板631可通过转动臂645旋转(如箭头所示)，或移动可通过多种机构中的任一个来自动进行，如通过附连到第二圆盘631的轮轴，或致动圆盘631的外圆周上的轮齿与啮合轮齿的齿轮的组合。

在替代实施例中，并不完全地穿过第二板631切割螺旋凹槽642，且销641的较低尖端各自设置有在螺旋凹槽642中滚动的小滚珠轴承。在又一替代实施例中，通过个别致动器来移动轮辐支撑件601，所述致动器如气动致动器、液压致动器或电机械线性致动器。

图10c提供在装配期间包括轮毂100的第一实施例的实施例的透视图。通过多个轮辐支撑件601使每一轮辐300的径向外端370以环状定向保持径向朝外。通过设备(如以上描述的一个设备)使这些指形件601保持在适当位置上，以保持其彼此的相对位置但允许轮辐子组合件98的旋转。每一相邻指形件601保持每一轮辐的外部部分370的径向内表面，从而使每一轮辐的径向外表面372保持在适当位置以用于外部环形带附接。

图11提供在车轮前体98的每一轮辐300的径向外端表面上铺设材料701的粘合层的透视图。材料701的粘合层可包含可缠绕每一轮辐的外表面372的未固化橡胶带，或可包含用于将外表面372粘合到外部环形带的粘附剂。可通过挤压机721施配材料，随后通过邻近于轮辐子组合件98的滚轮723涂覆。在这一特定实施例中，挤压材料在轴向方向上具有小于待粘合到轮辐的成品外部环形带的宽度的宽度。随着轮辐子组合件98围绕圆周方向C旋转，挤压机721和滚轮723在轴向方向上移动，从而跨越轮辐子组合件98的整个外圆周来涂覆粘合层，分别如箭头741、743所展示。应了解，轮辐子组合件98可相对于挤压机721轴向地移动，且同样地压出机721可围绕轮辐子组合件98旋转。

图12提供预先形成的外部环形带400和轮辐子组合件98的透视图。外部环形带400可通过传统轮胎制造技术单独地形成，且可包括包含帘线的加固件，如金属、纤维玻璃、纤维加固塑料或碳纤维。在与轮辐子组合件98装配之前，可固化外部带400，且将胎面图案应用于外表面。

图13提供在装配期间当预先形成的外部环形带400在轮辐子组合件98上方同轴地滑动时的实施例的透视图。轮辐子组合件98具有小于外部环形带400的内径的外径，使得能够将外部环形带放置在轮辐子组合件98上方。为了促进外部环形带和轮辐子组合件置放，当围绕轮辐子组合件98置放外部带400时，可朝内径向地缩回轮辐支撑件601的径向位置以减小轮辐子组合件98的外径。一旦相对于彼此置放外部环形带和轮辐子组合件，轮辐支撑件601的径向位置随后可朝外径向地扩展以使得粘合层701与外部环形带的内表面接触。一旦组装预先形成的外部环形带400和轮辐子组合件98，可施加热能和压力以固化粘合层701，或扩展足够时间以允许粘附剂固化。

图14提供其中在通过多个轮辐支撑件601保持朝外的轮辐子组合件98上铺设外部环形带400'和加固层(如果存在)的替代实施例的透视图。在这一特定实施例中，轮辐支撑件601类似指状突出部，其置放和保持轮辐300的径向外端。此处，挤压机721提供通过滚轮723涂覆到轮辐子组合件98的外表面的橡胶带和/或组织带。轮辐子组合件随着挤压机721在轴向方向上移动而旋转，以将橡胶带涂覆到轮胎的整个宽度。应了解，车轮可相对于挤压机721轴向地移动，且同样地挤压机721可围绕轮辐子组合件98旋转。

图15提供在装配期间将车轮前体8放置到模具801中以用于固化包含(如果存在)外部环形带的加固层和胎面层的外部环形带的替代实施例的透视图。随后模具施加压力和热能以固化外部环形带且(若须要)在外部环形带的外表面中形成胎面图案。在固化期间，内部指形件601维持径向朝外的压力。

在完成固化和/或将轮辐粘合到外部环形带后，形成非充气式轮胎。

轮辐张力影响轮胎的性能，很大程度上类似充气轮胎中的气压可如何影响充气轮胎性能。未负载车轮的最终轮辐张力可通过为轮胎在轮毂与外部带之间必须跨越的距离设计特定轮辐长度而改变。举例来说，通过为具有相同直径轮毂和外部带的轮胎模制较短轮辐，增大轮辐张力。同样地，为具有相同设定尺寸的轮毂和外部带的轮胎模制较长轮辐，将引起较低轮辐张力。

或者，或此外通过选择特定轮辐长度，当形成外部带或附接较高内径的外部带时，可通过施加较高张力来增大轮辐张力。当形成外部带时，附接较小内径的外部带，或施加较小量的张力，将使得轮辐具有减小的张力。

或者或另外，可选择轮毂直径从而达到所需轮辐张力。选择较高的轮毂直径将引起减小的轮辐张力，而选择较小的轮毂直径将引起较高的轮辐张力。

或者或另外，轮辐张力可通过选择具有已知收缩率的加固件而改变。举例来说，已知的是，某些纤维已知具有大于其它纤维的热收缩率，从而在固化包围纤维的橡胶期间引起在施加热能之后的收缩。这种收缩使得轮辐张力增大。通过选择具有已知热收缩率的纤维，成品轮辐张力可确定且通过选择具有已知的不同热收缩率的替代性纤维进行调整。举例来说，用具有较高热收缩率的芳纶纤维加固件替换具有较低热收缩率的聚酯纤维加固件将使得成品组装轮胎中的轮辐具有比用聚酯纤维加固件加固的轮辐更高的轮辐张力。

虽然在构造轮胎期间可通过调整上文所论述参数中的一或多个来调整轮辐张力，但还可使用轮辐的去径向化以调整轮辐张力。对于具有给定外径的轮毂和具有给定内径的外部带，增大轮辐的去径向化会增大轮辐张力。同样地，对于具有给定外径的轮毂和具有给定内径的外部带，减小轮辐的去径向化会增大轮辐张力。

图16展示具有分割腹板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'的径向外端且朝内径向地延续到轮辐300'的内端330'，从而形成两个轮辐腹板区段。间隔312'的径向外端可具有扩大半径314'以减少应力集中。当构造车轮时，间隔312'允许将轮辐300'的径向内端置放在轮毂100的单独槽内以允许轮辐腹板310'的去径向化。通过减少在制造过程期间必须操控的部件数目，长达轮辐300'的径向外部部分的轮辐部分间隔允许较便宜地将轮辐300'构造到轮毂上以及简化轮辐与轮毂的装配。

图17展示具有分割腹板310"的轮辐300"的实施例，其中腹板具有多个间隔312"，其开始于轮辐腹板310'的径向外端处且朝内径向地延续到轮辐300"的内端330"。多个间隔312"允许轮辐腹板310"在与径向方向的不同角度下的去径向化且还允许对称去径向化。举例来说，如此处所展示，将两个外部轮辐腹板310"定位在相同环形位置中，而中心轮辐腹板310"定位于不同环形位置处，从而形成轮辐腹板的对称去径向化。其它去径向化模式是可能的，包含不对称去径向化模式。虽然此处通过两个间隔展示将轮辐腹板310"间隔成三个轮辐腹板区段，但应理解，三个、四个或大于四个间隔312"是可能的且在本文中所描述的实施例的范围内。

图18展示轮毂100的实施例，其中分割的轮辐300'部分地安装于去径向化位置中。轮毂100具有可通过穿过孔口174、164的多个固定件180(展示其中三个)安装在一起的第一环圈部分160和第二环圈部分170。在所展示的实施例中，固定件180旋拧到螺纹孔口164中且穿过第二环圈部分170中的槽形孔口174。在多个固定件180向下拧紧之前，本实施例的槽形孔口174允许环形转动调整，如箭头所展示。

环形转动调整允许将轮辐300'的径向内部部分紧固在第二环圈部分170的槽内，且接着第二环圈部分170可旋转以视需要增大或减小轮辐张力。增大轮辐张力会增大外部带中的环形压缩力，这对于给定负载，引起外部带的较小变形和轮胎的较小接地面积。减小轮辐张力会减小外部带中的环形压缩力，这对于给定负载，引起外部带的较大变形和轮胎的较大接地面积。

减小或增大轮辐张力允许调整操作人员将应用的轮胎的使用类型。减小轮胎的变形使得减小滚动阻力，而增大变形引起较高减震和舒适性。在某些情况下需要较高轮辐张力，例如：在平滑表面上方轮胎在道路上的使用将需要较高轮辐张力，其中减小滚动阻力是有益的。在某些情况下可需要较低轮辐张力，例如：越野用途将需要较低轮辐张力，其中外部带的变形允许不均匀表面的结构和冲击的吸收。较低轮辐张力也允许较高接地面积压力，这在穿越越野地形时，减小压实且可增大牵引力。

应理解，在整个轮胎使用期限中可能需要维持相同轮辐张力，或可能需要周期性地允许视操作人员需要而改变轮辐张力。也应理解，致动器(如一或多个机械致动器)可附接到轮辋以允许通过相对于相邻环圈部分旋转一个环圈部分来调整轮辐张力。调整轮辐张力的系统可由操作人员或由计算机控制系统或由其某一组合来控制。

应理解，多个环部分是可能的，因此已分隔成三个腹板部分的腹板将具有可相对于彼此旋转的对应三个环部分。在这类实施例中，两个外部环部分可相对于中间环部分旋转，或每一环部分可彼此独立地旋转。具有四个环部分和对应四个腹板部分或五个环部分和对应五个腹板部分或其它数目个环部分和腹板部分的轮胎可以是可能的且在本发明的范围内。

应理解，在本发明的范围内可使用其它腹板元件配置和几何结构，包含互连的腹板元件，如其中其可形成蜂窝或其它图案。

虽然已关于本发明的具体示范性实施例和方法详细地描述了本发明主题，但是应了解，在获得对前述内容的理解之后本领域的技术人员可容易地产生对这些实施例的改变、变化和等效替换。因此，本公开的范围是作为实例而非作为限制，且本公开并不排除将这些修改、变化和/或添加包含到本发明主题中，这对本领域的普通技术人员将是显而易见的。

Claims (15)

1.一种非充气式车轮，其包括：

外部环形带；

轮毂；

多个轮辐，其沿所述轮辐的长度具有加固件，所述多个轮辐中的每一个具有径向内端、径向外端和径向外表面；

其中所述多个轮辐中的每一个具有从所述多个轮辐中的每一个的所述径向内端延伸到所述多个轮辐中的每一个的所述径向外端的至少一个间隔，从而形成至少两个轮辐腹板区段；

其中每一轮辐的所述径向内端机械地附接到所述轮毂；

其中每一轮辐的所述径向外表面粘合到所述外部环形带。

2.根据权利要求1所述的非充气式车轮，其中所述至少一个间隔延伸穿过所述多个轮辐中的每一个的所述径向内端。

3.根据权利要求1或2所述的非充气式车轮，其进一步包括：

多个固持器，其围绕所述轮毂的圆周置放，每一固持器包括第一固持表面和第二固持表面；

其中所述第一固持表面和所述第二固持表面的径向外部部分具有扩口边缘以使得所述第一固持表面的所述径向外部部分远离所述第二固持表面的所述径向外部部分弯曲。

4.根据权利要求3所述的非充气式车轮，其中每一轮辐区段具有啮合所述固持器的所述固持表面的加厚径向内端。

5.根据权利要求4所述的非充气式车轮，其中每一加固轮辐的每一径向内端具有选自由三角形、圆形、肾形、四边形和球形组成的群组的具备横截面形状的加厚形状。

6.根据以上权利要求3到5中任一项所述的非充气式车轮，其中所述第二固持表面远离所述第一固持表面的所述径向外部部分弯曲。

7.根据以上权利要求中任一项所述的非充气式车轮，其中轮辐加固件包括尼龙帘线。

8.根据权利要求1到6中任一项所述的非充气式车轮，其中所述轮辐加固件包括纤维加固复合结构。

9.根据权利要求8所述的非充气式车轮，其中所述轮辐加固件包括纤维加固塑料。

10.根据以上权利要求中任一项所述的非充气式车轮，其中使用附接到所述轮毂的可拆卸固持夹来将所述轮辐固持到所述轮毂。

11.根据以上权利要求1到9中任一项所述的非充气式车轮，其中所述轮辐由与所述轮毂整体构造的固持器固持。

12.根据以上权利要求中任一项所述的非充气式车轮，所述轮毂包括：

第一环形区段；以及

第二环形区段；

其中能够相对于所述第二环形区段以相对于所述车轮的旋转轴的可选角定向来紧固所述第一环形区段。

13.根据权利要求12所述的非充气式车轮，其中所述轮毂的所述第一环形区段相对于所述轮毂的所述第二环形区段的所述角定向可由致动器调整。

14.根据权利要求13所述的非充气式车轮，所述轮毂进一步包括：

第一环形区段凸缘，其在所述第一环形区段上，其具有延伸穿过所述第一环形区段凸缘的多个孔口；

多个孔口，其在所述第二环形区段内；

多个固定件；

其中所述多个固定件中的至少一个穿过所述第一环形区段凸缘的多个孔口中的至少一个且由所述第二环形区段内的所述多个孔口中的至少一个接纳，从而以所需角定向将所述第一环形区段紧固到所述第二环形区段。

15.根据权利要求12到14所述的非充气式车轮，其进一步包括第三环形区段，其中能够相对于所述第二环形区段以相对于所述车轮的所述旋转轴的可选角定向来紧固所述第三环形区段。