CN109795145A - 无气式轮胎制造方法 - Google Patents

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黄淳郁
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Abstract

本发明提供了制造包括轮辐单元的无气式轮胎的方法，包括：第一步骤，将第一轮辐部件、第二轮辐部件、第三轮辐部件和第四轮辐部件注射成型为盘状。该方法还包括第二步骤，通过熔合第一轮辐部件和第二轮辐部件而形成第一轮辐。该方法还包括第三步骤，通过熔合第三轮辐部件和第四轮辐部件而形成第二轮辐，以及第四步骤，通过熔合第一轮辐和第二轮辐而形成轮辐单元。

Description

无气式轮胎制造方法
技术领域
本公开涉及无气式轮胎制造方法。
背景技术
轮胎安装在从小型机动车辆到重型机动车辆的各种机动车辆的车轮上，并且轮胎构造成执行如下功能：支撑机动车辆的负荷的功能、将机动车辆的动力传递至地面的功能、以及吸收机动车辆行驶时从地面产生的振动或冲击的功能。
在常规充气轮胎的情况中，空气填充在轮胎的内部中，从而针对冲击和屈曲提供优异的减震效应。然而，当轮胎由于外部物体的穿刺或冲击而损坏时，不能保持内部空气压力，这使得难于执行轮胎的功能。另外，当轮胎在行驶过程中损坏时，可能会降低机动车辆的操纵和制动能力，导致安全问题。
为了解决这个问题，已研发出不需要填充空气的无气式轮胎。在无气式轮胎的情况中，在胎面与车轮之间设有轮辐，其执行与常规充气轮胎相同的功能。由轮辐的结构和形状确定无气式轮胎的减震效应、行驶能力等。所述轮辐通常通过注射成型(injection-molding，注塑成形)制造。已有研究致力于在满足轮胎性能的同时更有效地制造轮辐。
发明内容
本公开的实施例提供了能够更有效地制造无气式轮胎的无气式轮胎制造方法。
根据本公开的一个方案，提供了一种制造包括轮辐单元的无气式轮胎的方法，包括：第一步骤，将第一轮辐部件、第二轮辐部件、第三轮辐部件和第四轮辐部件注射成型为盘状；第二步骤，通过熔合第一轮辐部件和第二轮辐部件而形成第一轮辐；第三步骤，通过熔合第三轮辐部件和第四轮辐部件而形成第二轮辐；以及第四步骤，通过熔合第一轮辐和第二轮辐而形成轮辐单元。
第一轮辐部件至第四轮辐部件可注射成型为相同的形状。
在第一轮辐和第二轮辐中每个轮辐的内部可形成沿无气式轮胎的周向连续延伸的至少一个内部空间。
当第一轮辐和第二轮辐熔合至彼此时，在第一轮辐与第二轮辐之间可形成沿无气式轮胎的周向连续延伸的至少一个内部空间。
第一轮辐部件至第四轮辐部件可使用热塑性弹性体注射成型。
可通过在第二步骤中熔合第一轮辐部件和第二轮辐部件而将第一轮辐部件和第二轮辐部件形成为一体，可通过在第三步骤中熔合第三轮辐部件和第四轮辐部件而将第三轮辐部件和第四轮辐部件形成为一体，以及可通过在第四步骤中熔合第一轮辐和第二轮辐而将第一轮辐和第二轮辐形成为一体。
可通过热熔合过程或超声熔合过程形成第一轮辐、第二轮辐和轮辐单元。
在轮辐单元中可形成有延伸穿过第一轮辐部件至第四轮辐部件的散热孔。
该方法还可包括：第五步骤，在执行砂磨过程(sanding process)和溶剂清洗过程之后将粘合剂涂布于轮辐单元的外周表面；第六步骤，将第一缓冲胶缠绕(winding)在轮辐单元的外周表面上并将粘合剂涂布于第一缓冲胶的外周表面上；第七步骤，将增强层粘合于第一缓冲胶的外周表面上并将粘合剂涂布于增强层的外周表面上；第八步骤，将第二缓冲胶缠绕在增强层的外周表面上；第九步骤，将胎面橡胶部缠绕在第二缓冲胶的外周表面上的；以及第十步骤，将已经历第九步骤的半成品放入硫化机中并且硫化所述半成品。
可使用碳纤维增强塑料将增强层形成为多层。
该方法还可包括：第五步骤，在执行砂磨过程和溶剂清洗过程之后将粘合剂涂布于轮辐单元的外周表面；第六步骤，将增强层粘合于轮辐单元的外周表面上并将粘合剂涂布于增强层的外周表面上，所述增强层由钢带或芳纶带形成；第七步骤，将缓冲胶缠绕在增强层的外周表面上；第八步骤，将胎面橡胶部缠绕在缓冲胶的外周表面上；以及第九步骤，将已经历第八步骤的半成品放入硫化机中并且硫化所述半成品。
根据本公开的一个实施例的无气式轮胎制造方法，可节省成本并提高制造无气式轮胎的效率。
附图说明
图1是通过根据本公开的实施例的无气式轮胎制造方法制造的无气式轮胎的示意性立体图。
图2是通过根据本公开的实施例的无气式轮胎制造方法制造的无气式轮胎的局部切开示意性立体图。
图3是图2示出的无气式轮胎的径向局部剖视图。
图4是包含在图2示出的无气式轮胎中的第一轮辐部件的示意性立体图。
图5是从另一个角度观察的图4示出的第一轮辐部件的示意性立体图。
图6是示出了根据本公开的实施例的无气式轮胎制造方法的示意性流程图。
具体实施方式
首先，应注意，在本说明书或权利要求中通篇使用的术语或词语不应局限于其通常定义或词典定义，而是基于发明人可以适当限定术语以根据最佳形式来描述发明人的发明这样的原则，可能需要将术语理解成与本公开的技术精神相对应的定义或概念。因此，本公开的实施例和附图仅是示例，因而可能不会全面表达本公开的技术精神。因此，可理解的是，本公开的范围可由各种等效和改型限定。
在下文中，将参照附图详细描述实施例。在所有附图中相同的参考标记将用于相同的部件。另外，在描述本公开时，如果判定相关已知部件或功能的详细描述会不必要地使得本公开的要点模糊不清，则将省略其详细描述。为了相同的原因，一些部件在附图中被扩大、省略或示意性地示出。各个部件的尺寸可能不完全反应实际尺寸。
在详细描述根据本公开的实施例的无气式轮胎制造方法之前，首先参照图1至图3描述通过根据本公开的实施例的无气式轮胎制造方法制造的无气式轮胎(下文称作“无气式轮胎”)。
图1是通过根据本公开的实施例的无气式轮胎制造方法制造的无气式轮胎的示意性立体图。图2是通过根据本公开的实施例的无气式轮胎制造方法制造的无气式轮胎的局部切开示意性立体图。图3是图2示出的无气式轮胎的径向局部剖视图。
参照图1至图3，无气式轮胎1可包括构造成与路面接触的胎面环100和设置在胎面环100的内周表面上的轮辐单元200。
胎面环100是设置在无气式轮胎1的外侧上的构件并且可包括例如胎面橡胶部110和增强构件120。
胎面橡胶部110可由橡胶制成，在胎面橡胶部110的外周表面上可设置有由胎面沟槽111限定的胎面块(tread blocks)以便调节无气式轮胎1的驱动力、制动力和转向力。
胎面沟槽111可设置在胎面橡胶部110的外周表面上以便以预定深度凹进。胎面沟槽111可形成在胎面橡胶部110的外周表面上以便沿周向、横向和对角线方向延伸。
现在将限定用于方向的词语。周向是指在图1中沿胎面环100的外周表面延伸的方向。横向是指图3中从左侧向右侧延伸的方向或相反的方向。对角线方向是指从周向或横向偏离的方向。
增强构件120可增强无气式轮胎1的整体刚性，可通过均匀分布车辆负荷来提高减震效应，且可增强机动车辆的转向能力。增强构件120可通过叠加多个层来设置为多层形状。
例如，增强构件120可包括：与轮辐单元200相接触的第一缓冲胶121；粘合于第一缓冲胶121的外周表面的增强层123；以及粘合于增强层123的外周表面的第二缓冲胶122。
增强层123可由碳纤维增强塑料、钢带、芳纶带或类似物形成。
第一缓冲胶121和第二缓冲胶122可包含高粘性橡胶组分。第一缓冲胶121可设置在轮辐单元200与增强层123之间。第一缓冲胶121的内周表面和外周表面可通过粘合剂粘合于轮辐单元200和增强层123。第二缓冲胶122可设置在增强层123与胎面橡胶部110之间。当增强层123由钢带或芳纶带形成时，可省略第一缓冲胶121。
轮辐单元200可粘合于胎面环100的内周表面。轮辐单元200可由注射成型制品形成。例如，轮辐单元200可由包括热塑性聚酯弹性体(TPEE)、热塑性聚氨酯弹性体(TPU)、热塑性烯烃弹性体(TPO)和热塑性聚酰胺弹性体(TPAE)中至少一种的热塑性弹性体(TPE)制成。另外，可通过熔合多个注射成型的轮辐部件而制造轮辐单元200。
在轮辐单元200中可形成内部空间A(A1、A2和A3)。内部空间A可沿周向连续地形成并可沿径向和横向布置，在轮辐单元200包括沿周向连续地形成的内部空间A的情况下，很难仅通过一次注射成型操作制造轮辐单元200。因此，可通过单独地注射成型轮辐部件并将单独注射成型的轮辐部件熔合的过程，来制造包括内部空间A的轮辐单元200。后面将给出详细描述。
在轮辐单元200中可形成至少一个散热孔200a。在轮辐单元200内部产生的热可通过散热孔200a排放到外部。因此，可防止在无气式轮胎1的运行过程中轮辐单元200过热。
尽管未示出，但轮辐单元200可联接至独立的车轮(未示出)。轮辐单元200可机械地联接至车轮。为了防止在无气式轮胎1的运行过程中轮辐单元200与车轮之间的滑动，在轮辐单元200的内表面上可形成有沿径向向内突出的防滑突起200b。防滑突起200b分别插入到以与防滑突起200b相对应的形状形成在车轮的外周表面上的沟槽中，从而防止在无气式轮胎1的运行过程中轮辐单元200从车轮滑动。
在下文中，将参照图4至图6描述用于制造上述无气式轮胎1的无气式轮胎制造方法。
图4是包含在图2示出的无气式轮胎中的第一轮辐部件的示意性立体图。图5是从另一个角度观察的图4示出的第一轮辐部件的示意性立体图。图6是示出了根据本公开的实施例的无气式轮胎制造方法的示意性流程图。
参照图4至图6，根据本公开的实施例的无气式轮胎制造方法包括：第一步骤S1，将第一轮辐部件201、第二轮辐部件202、第三轮辐部件203和第四轮辐部件204注射成型；第二步骤S2，通过熔合第一轮辐部件201和第二轮辐部件202而形成第一轮辐210；第三步骤S3，通过熔合第三轮辐部件203和第四轮辐部件204而形成第二轮辐220；以及第四步骤S4，通过熔合第一轮辐210和第二轮辐220而形成轮辐单元200。
在第一步骤S1中，可执行将第一轮辐部件201、第二轮辐部件202、第三轮辐部件203和第四轮辐部件204注射成型的过程。第一至第四轮辐部件201、202、203和204相互联接，以形成轮辐单元200的构件，并可使用热塑性弹性体注射成型。例如，第一至第四轮辐部件201、202、203和204可作为包含热塑性弹性体(TPE)制成的注射成型制品，所述热塑性弹性体包括热塑性聚酯弹性体(TPEE)、热塑性聚氨酯弹性体(TPU)、热塑性烯烃弹性体(TPO)和热塑性聚酰胺弹性体(TPAE)中的至少一种。
第一至第四轮辐部件201、202、203和204可注射成型为相同的形状。因此，在根据本公开的实施例的无气式轮胎制造方法的情况中，可使用一个注射成型模具将第一至第四轮辐部件201、202、203和204注射成型。
当将第一至第四轮辐部件201、202、203和204注射成型时，散热孔200a可形成为延伸穿过第一至第四轮辐部件201、202、203和204。
在第二步骤S2中，可执行通过熔合第一轮辐部件201和第二轮辐部件202而形成第一轮辐210的过程。此时，可以使第一轮辐部件201和第二轮辐部件202在其沿横向彼此重叠的状态下熔合。熔合过程可为热熔合过程或超声熔合过程。例如，当熔合过程为热熔合过程时，可通过如下操作而使第一轮辐部件201和第二轮辐部件202熔合：将第一轮辐部件201和第二轮辐部件202放入热板熔合机(未示出)中、按压/熔化第一轮辐部件201和第二轮辐部件202以获得熔合物、然后压缩/冷却熔合物。当熔合过程完成时，第一轮辐部件201和第二轮辐部件202被整合而形成第一轮辐210。
第一轮辐部件201的外表面可分成为第一表面201a和第二表面201b。第一表面201a和第二表面201b可具有突起201c。在这方面，第一表面201a和第二表面201b可形成为不同形状，且其中的一个表面可连接至第二轮辐部件202的设置为与其相邻的具有相同形状的表面。换句话说，第一轮辐部件201的第一表面201a可连接至第二轮辐部件202的两个表面中具有与第一轮辐部件201的第一表面201a相同形状的一个表面。此时，第一轮辐部件201的突起201c可与第二轮辐部件202的相应突起相接触并与之熔合。
现在，将简要描述第一轮辐部件201和第二轮辐部件202热熔合至彼此的原理。当第一轮辐部件201和第二轮辐部件202被放入热板熔合机并被加热时，在第一轮辐部件201和第二轮辐部件202的待混合的粘合部分处，发生第一轮辐部件201和第二轮辐部件202的材料的热塑性弹性体的分子间扩散。当被压缩并冷却时，第一轮辐部件201和第二轮辐部件202可硬化并熔合在一起。
当第一轮辐部件201和第二轮辐部件202熔合在一起时，在第一轮辐部件201与第二轮辐部件202之间可形成沿无气式轮胎1的周向连续延伸的至少一个内部空间A1。换句话说，在第一轮辐210的内部可形成沿周向连续延伸的至少一个内部空间A1。在该示例中，多个内部空间A1可沿无气式轮胎1的径向布置在第一轮辐210中。
在第三步骤S3中，可通过与第二步骤S2中相同的方式执行通过熔合第三轮辐部件203和第四轮辐部件204而形成第二轮辐220的过程。第三轮辐部件203和第四轮辐部件204的熔合过程与第一轮辐部件201和第二轮辐部件202的熔合过程相同。因此，将省略其描述。
第三轮辐部件203和第四轮辐部件204熔合在一起以便被整合而形成第二轮辐220。在该示例中，第二轮辐220可形成为与第一轮辐210相同的形状。在第二轮辐220的内部可形成沿周向连续延伸的至少一个内部空间A2，多个内部空间A2可沿无气式轮胎1的径向布置在第二轮辐220中。
在第四步骤S4中，可执行通过熔合第一轮辐210和第二轮辐220而形成轮辐单元200的过程。第一轮辐210和第二轮辐220可被放入热板熔合机中而熔合在一起，所述热板熔合机用于在第二步骤S2和第三步骤S3中熔合处于横向重叠状态的第一至第四轮辐部件201、202、203和204。当第一轮辐210和第二轮辐220被熔合至彼此时，在第一轮辐210和第二轮辐220之间可形成沿无气式轮胎1的周向连续延伸的至少一个内部空间A3。例如，通过将第一轮辐210和第二轮辐220熔合在一起，多个内部空间A3可沿径向布置。第一轮辐210和第二轮辐220可通过熔合过程而整合地形成，以便形成轮辐单元200。
如上所述，因为第一至第四轮辐部件201、202、203和204被注射成型为相同的形状，因此根据本公开的实施例的无气式轮胎制造方法能够用一个注射成型模具执行成型工作。另外，通过将轮辐单元200分成第一至第四轮辐部件201、202、203和204并将相应的轮辐部件熔合在一起，可在轮辐单元200内部形成连续的内部空间。
在第五步骤S5中，在执行砂磨过程和溶剂清洗过程之后，可执行将粘合剂涂布于轮辐单元200的外周表面的过程。在第六步骤S6中，可执行将第一缓冲胶121缠绕在轮辐单元200的外周表面上并将粘合剂涂布于第一缓冲胶121的外周表面的过程。然而，如上所述如果增强层123由钢带或芳纶带形成时，可省略第一缓冲胶121。
在将粘合剂涂布于第一缓冲胶121的外周表面之后，可执行将增强层123粘合于第一缓冲胶121的外周表面的第七步骤S7。
增强层123可由碳纤维增强塑料、钢带、芳纶带或类似物形成。
当增强层123由碳纤维增强塑料形成时，碳纤维增强塑料可制造为具有与轮辐单元200的外径相对应的尺寸。
当增强层123由钢带或芳纶带形成时，钢带或芳纶带可缠绕在第一缓冲胶121的外周表面上并可用作增强层，当将钢带或芳纶带缠绕在第一缓冲胶121的外周表面上时，可将其缠绕为多层。
在第八步骤S8中，可执行将围绕增强层123的外周表面缠绕第二缓冲胶122的过程。在该示例中，当增强层123由碳纤维增强塑料制成时，可预先执行将粘合剂涂布于增强层123的外周表面的过程。
之后，可执行将胎面橡胶部缠绕在第二缓冲胶122的外周表面上的第九步骤S9。当第九步骤S9完成时，可执行第十步骤S10，其中将已经历第九步骤S9的半成品放入硫化机中并且硫化所述半成品。
虽然已关于实施例示出并描述了本公开，但本领域技术人员应理解的是，在不违背所附权利要求中限定的本公开的范围的前提下可作出各种变化和改型。

Claims (11)

1.一种制造包括轮辐单元的无气式轮胎的方法，包括：
第一步骤，将第一轮辐部件、第二轮辐部件、第三轮辐部件和第四轮辐部件注射成型为盘状；
第二步骤，通过熔合所述第一轮辐部件和所述第二轮辐部件而形成第一轮辐；
第三步骤，通过熔合所述第三轮辐部件和所述第四轮辐部件而形成第二轮辐；以及
第四步骤，通过熔合所述第一轮辐和所述第二轮辐而形成所述轮辐单元。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一轮辐部件至所述第四轮辐部件被注射成型为相同的形状。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述第一轮辐和所述第二轮辐中每个轮辐的内部形成沿无气式轮胎的周向连续延伸的至少一个内部空间。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，当所述第一轮辐和所述第二轮辐熔合至彼此时，在所述第一轮辐与所述第二轮辐之间形成沿无气式轮胎的周向连续延伸的至少一个内部空间。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一轮辐部件至所述第四轮辐部件使用热塑性弹性体注射成型。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述第二步骤中通过熔合所述第一轮辐部件和所述第二轮辐部件而将所述第一轮辐部件和所述第二轮辐部件形成为一体，
在所述第三步骤中通过熔合所述第三轮辐部件和所述第四轮辐部件而将所述第三轮辐部件和所述第四轮辐部件形成为一体，以及
在所述第四步骤中通过熔合所述第一轮辐和所述第二轮辐而将所述第一轮辐和所述第二轮辐形成为一体。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，通过热熔合过程或超声熔合过程形成所述第一轮辐、所述第二轮辐和所述轮辐单元。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述轮辐单元中形成有延伸穿过所述第一轮辐部件至所述第四轮辐部件的散热孔。
9.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
第五步骤，在执行砂磨过程和溶剂清洗过程之后将粘合剂涂布于所述轮辐单元的外周表面；
第六步骤，将第一缓冲胶缠绕在所述轮辐单元的外周表面上并将粘合剂涂布于所述第一缓冲胶的外周表面；
第七步骤，将增强层粘合于所述第一缓冲胶的外周表面并将粘合剂涂布于所述增强层的外周表面；
第八步骤，将第二缓冲胶缠绕在所述增强层的外周表面上；
第九步骤，将胎面橡胶部缠绕在所述第二缓冲胶的外周表面上；以及
第十步骤，将已经历所述第九步骤的半成品放入硫化机中并且硫化所述半成品。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，使用碳纤维增强塑料将所述增强层形成为多层。
11.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
第五步骤，在执行砂磨过程和溶剂清洗过程之后将粘合剂涂布于所述轮辐单元的外周表面；
第六步骤，将增强层粘合于所述轮辐单元的外周表面，并将粘合剂涂布到所述增强层的外周表面，所述增强层由钢带或芳纶带形成；
第七步骤，将缓冲胶缠绕在所述增强层的外周表面上；
第八步骤，将胎面橡胶部缠绕在所述缓冲胶的外周表面上；以及
第九步骤，将已经历所述第八步骤的半成品放入硫化机中并且硫化所述半成品。
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