CN109937170B - 氨基甲酸乙酯混合农业车辆履带 - Google Patents

氨基甲酸乙酯混合农业车辆履带 Download PDF

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Abstract

环形车辆履带包括本体，该本体具有外表面和内表面，该外表面由弹性体材料形成、呈现了沿该外表面在纵向上间隔开的一系列地面接合花纹，该内表面由氨基甲酸乙酯加强材料形成。该内表面通常呈现一系列在纵向上间隔开的导引驱动凸块，这些导引驱动凸块用于将履带固持在车辆上和/或用于驱动该车辆。在一些方面，该氨基甲酸乙酯加强件限定该本体的内表面，并且该氨基甲酸乙酯加强件甚至可以是形成该内表面的基部的连续结构。在某些情况下，该氨基甲酸乙酯加强件限定该本体的车轮轨迹区域，并且该氨基甲酸乙酯加强件甚至可以形成这些导引驱动凸块。在一些实施例中，该环形车辆履带进一步包括布置在这些导引驱动凸块的上部面的外表面之下或之上的织物加强层。

Description

氨基甲酸乙酯混合农业车辆履带
技术领域
本披露总体上涉及的领域是车辆履带，并且更具体地涉及由氨基甲酸乙酯材料形成的具有导引驱动凸块和车轮轨迹区域的车辆履带。
背景技术
本部分提供背景信息以便于更好地理解本披露的各个方面。应当理解，本文件的此部分中的陈述将从这个角度阅读，并且不作为现有技术的承认。
正向的导引驱动环形橡胶履带(如在农业或工业车辆上使用的)
典型地具有内部居中列的单独导引驱动凸块，这些导引驱动凸块接合导引驱动车轮上的导引驱动条。导引驱动条与导引驱动凸块之间持续的使用和接触在接触点处致使内部凸块应力和表面磨损。另外，内部居中列的凸块通常不仅用于将动力从导引驱动车轮传输至履带，而且还用于将履带固持在车辆上。在车辆正常使用期间运动时，在车辆底盘车轮与内部凸块的导引表面的侧端之间经常发生接触。这种接触可能致使内部凸块的磨损，磨损可能是严重的，这取决于不同的车辆设计特征和应用用途。内部凸块(此后，还称为导引驱动凸块)上的驱动力和/或导引力可能致使橡胶表面的破裂和最终破碎，并且可能致使导引驱动凸块完全去除，从而使履带不适用。因此，期望一种具有导引驱动凸块的履带，这些导引驱动凸块更坚固并且更耐磨损。
美国专利公开号2008/0136255 A1披露了一种用于工业或农业车辆的环形履带。其中所描述的环形橡胶履带包括具有内表面和外表面的橡胶胎体，该内表面具有一个或多个导引驱动凸块，该外表面具有胎面凸块。导引驱动凸块包括部分地或基本上覆盖导引驱动凸块的端面的全部或部分的加强层。加强层可以包括连续条带、或不连续条带。加强层还可以是裁剪成与导引驱动凸块的导引驱动端面的形状相匹配的织物。
美国专利号6,974,196 B2描述了一种用于工业或农业车辆的环形履带，该环形履带由橡胶材料形成的本体组成，该本体具有外表面和内表面，该外表面呈现了沿该表面在纵向上间隔开的一系列地面接合花纹，该内表面呈现了在纵向上间隔开的一系列导引驱动凸块，这些导引驱动凸块被适配成被车辆驱动组件上的导引驱动链轮所接合。环形履带的本体是加强的织物。一层织物在距履带的内表面一定距离处纵向延伸，并且具有的宽度比导引驱动凸块的宽度略小、使得织物可以在导引驱动凸块之内延伸以增加它们的刚性。
美国专利号8,567,876 B2披露了一种用于织物加强的橡胶履带导引驱动凸块的构思，该构思提供一种导引驱动凸块，该导引驱动凸块在凸块的表面上或其附近结合织物以提供加强。然而，在某些情况下，此表面加强件经常在使用中通过与履带式车辆的车轮接触而被显著磨损，并且因此不会维持履带可能的寿命。
因此，对于用于工业或农业车辆的具有改进的导引驱动凸块的环形履带存在持续的需求，这些改进的导引驱动凸块在导引驱动凸块磨损或损坏成为主要寿命限制条件的情况下延长了履带的可用寿命，这种需求通过根据以下披露的实施例至少部分得到满足。
发明内容
提供本发明内容以便介绍在下面的具体实施方式中进一步说明的概念的选择。本发明内容不旨在鉴别所要求保护的主题的关键或本质特征，也不旨在用作限制所要求保护的主题的范围的辅助。
在本披露的一些实施例中，环形车辆履带包括由弹性体材料形成的本体，该本体具有外表面和内表面，该外表面呈现了沿该外表面在纵向上间隔开的一系列地面接合花纹，该内表面由氨基甲酸乙酯加强材料形成。该内表面通常呈现一系列在纵向上间隔开的导引驱动凸块，这些导引驱动凸块用于将履带固持在车辆上和/或用于驱动该车辆。在一些方面，该氨基甲酸乙酯加强件限定该本体的内表面，并且该氨基甲酸乙酯加强件甚至可以是形成该内表面的基部的连续结构。在某些情况下，该氨基甲酸乙酯加强件限定该本体的车轮轨迹区域，并且该氨基甲酸乙酯加强件甚至可以形成这些导引驱动凸块。在一些实施例中，该环形车辆履带进一步包括布置在这些导引驱动凸块的上部面的外表面之下或之上的织物加强层。
在一些方面，该氨基甲酸乙酯加强件由包括可塑的氨基甲酸乙酯材料的混合物形成。在某些情况下，该可塑的氨基甲酸乙酯材料是包含亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI)的预聚物，并且在一些方面，MDI是亚甲基二苯基二异氰酸酯封端的聚已酸内酯预聚物。在某些其他方面，可塑的氨基甲酸乙酯材料是包含甲苯二异氰酸酯(TDI)的预聚物，该预聚物可以是TDI封端的聚已酸内酯预聚物。
本披露的某些其他实施例是履带，这些履带包括由弹性体材料形成的呈现一系列地面接合花纹的外表面、以及布置在该弹性体材料上的基部，其中，基部限定内表面和一系列导引驱动凸块。基部通常由氨基甲酸乙酯加强材料形成。氨基甲酸乙酯加强件可以是形成该内表面的连续结构，并且还可以形成履带的至少一个车轮轨迹区域。该氨基甲酸乙酯加强件还可以形成导引驱动凸块。
然而本披露的其他实施例是环形车辆履带，这些环形车辆履带具有由弹性体材料形成并且呈现一系列地面接合花纹的外部部分、以及由氨基甲酸乙酯加强材料形成并且呈现一系列导引驱动凸块的内部部分。氨基甲酸乙酯加强件是由包括可塑的氨基甲酸乙酯材料的混合物形成，该可塑的氨基甲酸乙酯材料选自以下之一：包括亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI)的预聚物、包括甲苯二异氰酸酯(TDI)的预聚物、以及它们的混合物。MDI和TDI中的任一种可以是异氰酸酯封端的聚已酸内酯预聚物。
附图说明
以下将参照附图描述本披露的某些实施例，其中相同的附图标记表示相同的元件。然而，应当理解，附图展示了本文描述的各种实施方式并且不旨在限制本文所描述的各种技术的范围，并且：
图1展示了根据本披露的实施例的可以在工业或农业车辆上使用的履带组件；
图2以透视图描绘了根据本披露的实施例的履带的一部分，其中，导引驱动凸块将履带固持在车辆上并且被导引驱动车轮接合和驱动；并且，
图3和图4是图2中根据本披露的方面描绘的履带该部分的片段截面视图。
具体实施方式
以下变体说明本质上仅仅是说明性的，并且决不旨在限制本披露的范围、其应用或用途。本文中呈现描述和实例仅为了阐明本披露的不同实施例的目的，并且不应被解释为对本披露的范围和适用性的限制。虽然本披露的组合物在本文中被描述为包含某些材料，但是应当理解，该组合物可以任选地包含两种或两种以上化学上不同的材料。另外，该组合物还可以包含除了已经列举的组分之外的一些组分。在本披露的发明内容和此具体实施方式中，每个数值应该如被术语“约”修饰的那样被读一次(除非已经明确地被如此修饰)，并且然后如没有被如此修饰的那样再次被读，除非在上下文中另外指明。此外，在本披露的发明内容和此具体实施方式中，应当理解，列出或描述为有用的、合适的等的范围或尺寸意图是在该范围内的全部值或尺寸(包括端点)被认为已经进行陈述。例如，“从1至10的范围”将被读为指示沿着在约1与约10之间的连续体的每一个可能的数字。因此，即使在该范围内的特定数据点，或者甚至没有在该范围内的数据点被明确地指明或仅仅是指几个特定点，应当理解，诸位发明人领会且理解，在该范围内的任何和所有数据点被认为已经被指定，并且诸位发明人拥有整个范围和在该范围内的所有点。
除非明确相反地说明，否则“或”是指包括性的或并且不是排他性的或。例如，条件A或B是通过以下中的任一项而得到满足：A是真(或者存在)并且B是假(或者不存在)、A是假(或者不存在)并且B是真(或者存在)、以及A和B都为真(或者存在)。
另外，使用“一个(a)”或“一种(an)”用来描述本文中的实施例的元素和组分。这样做仅仅为了方便起见，并且给出根据本披露的概念的一般含义。此说明应被阅读为包括一个或至少一个，并且单数还包括复数，除非另有说明。
在此使用的术语和词组是为了描述的目的并且不应被解释为在范围上的限制。语言诸如“包括(including)”、“包含(comprising)”、“具有(having)”、“含有(containing)”或“涉及(involving)”及其变体旨在是广泛的并且包括其后列出的主题、等效物、和未被列出的附加主题。
此外，如在此所使用的，对“一个(one)实施例”或“一个(an)实施例”的任何提及意味着与该实施例有关所描述的具体元件、特征、结构或特性包括在至少一个实施例中。在说明书中的不同地方出现的短语“在一个实施例中”不一定是指同一个实施例。
根据本披露的实施例的是履带，这些履带通常包括本体，该本体具有外表面和内表面，该外表面呈现了沿该外表面在纵向上间隔开的一系列地面接合花纹、并且由弹性体材料形成，该内表面由氨基甲酸乙酯加强材料(例如，可塑的氨基甲酸乙酯材料)形成，其中，该内表面包括一系列在纵向上间隔开的导引驱动凸块，这些导引驱动凸块用于将履带固持在车辆上和/或驱动车辆。根据本披露的履带实施例通过将氨基甲酸乙酯材料结合在履带构造的不同的区域来提供改善的扭矩和动力传递，并且可以结合其他聚合物和金属组合物以提供牵引力和橡胶隔震。此外，还可以实现较长的履带寿命。
如在发明内容和此具体实施方式中使用的，短语“弹性体材料”是指包括至少一种弹性体的材料，该弹性体可以用至少一种填料(例如炭黑)加强，该弹性体可以是天然橡胶或合成橡胶(例如乳液苯乙烯-丁二烯橡胶、溶液苯乙烯-丁二烯橡胶、合成聚异戊二烯橡胶、聚丁二烯橡胶、或天然橡胶和合成橡胶的共混物)。这类弹性体材料还可以与其他材料混合，例如，二氧化硅、粘土、有机纤维、无机金属粉末、矿粉、滑石、硫酸钙、硅酸钙、馏出物、固化剂、促进剂、活化剂、加工助剂、抗氧化剂包、颜料等。
短语“可塑的氨基甲酸乙酯材料”是指在铸造方法中使用的(多种)聚氨酯形成材料，其中模具填充有液态合成聚合物，然后该液态合成聚合物硬化。在根据本披露的一些实施例中，可以通过液态聚合物加有效量的“硬化剂”液体来完成铸造，该“硬化剂”液体在功能上包含第二聚合物或反应物，用于形成最终产物，该最终产物是共聚物。共聚物在最终聚合物分子中含有两种不同的交替的化学实体。例如，在聚氨酯铸造工艺中，聚氨酯聚合物结构可以通过使二异氰酸酯或多异氰酸酯与多元醇或多胺反应来形成。这类材料的非限制性实例包括与DURACURETMC3-LF(4,4'-二氨基二苯甲烷)反应的
Figure BDA0002046916360000061
C930 MDI封端的聚已酸内酯预聚物，均可从宾夕法尼亚州费城的科聚亚(Chemtura)公司获得。
用于制作聚氨酯的异氰酸酯和多元醇或多胺在一些方面可以每分子平均含有两个或更多个官能团。将材料混合，引入模具中，并受到某些条件(即温度、时间、压力等)的作用来形成聚氨酯聚合物结构或主体。在一些方面，铸造的氨基甲酸乙酯材料是通过低压铸造工艺制备的，在该低压铸造工艺中，充分降低空模具内的压力，并且使用低压将反应组分转移到空模具中，然后这些反应组分发生反应并铸造结构。在某些其他方面，结构使用压缩模具工艺形成，该工艺不涉及降低模具中的压力，而是使用高压来将反应组分转移到空模具中，并且在组分上施加足够的力以在模具中形成结构。然而在其他实施例中，铸造氨基甲酸乙酯(casturethane)材料是通过将反应物倒入模具中、并且通过允许在合适的条件下形成结构来制备的。
在某些情况下，首先通过结合异氰酸酯和多元醇或多胺组分并使其反应来铸造聚氨酯结构，并且然后将结构与弹性体材料和其他加强组分结合以形成履带。可以提供足够的热量和/或压力来硫化或以其他方式固化履带。这种热和/或压力还可以适合于促进铸造的氨基甲酸乙酯结构、弹性体材料和加强组分的充分粘合。
(多个)可塑的氨基甲酸乙酯材料还可以以本领域普通技术人员已知的常规或合适的量与不同的添加剂混合。此类添加剂可以包括但不限于交联剂、催化剂、防止过度快速固化的阻滞剂、抗氧化剂、抗老化助剂(例如，耐臭氧和抗紫外线)，粘合促进剂、加工助剂、阻燃添加剂、增强剂和填充剂，比如炭黑、二氧化硅、其他矿物填充剂、木质素、纤维、摩擦改良剂，例如超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、聚四氟乙烯(PTFE)等。在一些情况下，还可以添加炭黑、银盐或任何其他合适的导电材料以控制和/或减少静电积聚。增强填充剂通常以约50phr(对每一百份树脂添加的份数)至约150phr范围内的水平使用。
现在参考图1，该图展示了可以在工业或农业车辆(未示出)上使用的履带组件100。该履带组件100包括导引驱动轮102，该导引驱动轮具有被定位成用于与导引驱动凸块106匹配接合的多个齿或导引驱动条104。导引驱动凸块106安装在具有环形延长胎体的橡胶履带108上，该环形延长胎体围绕其周向限定纵向方向。环形履带胎体具有外表面110和内表面116，该外表面包括多个地面接合胎面凸块114，该内表面具有通常位于胎体的中心部分或在其附近的多个导引驱动凸块106。
图2展示了根据本披露的一个实施例，其中，导引驱动凸块既将履带固持车辆上并且又被导引驱动车轮接合，以将动力传递至履带。在本披露的另一个实施例中，导引驱动凸块仅是为了将履带固持在车辆上的目的而提供的。在此情形下，导引驱动凸块仅作为导引凸块起作用。在凸块起导引和导引驱动履带二者作用的情况下，每个导引驱动凸块106包括长形形状的条，该长形形状的条具有倾斜的导引驱动面204、206以及平坦的上部面208。倾斜的面通常被认为是导引驱动凸块106的导引驱动面204和相反的面206。端面或导引面210、212可以是平坦的或者在替代方案中它们可以具有不同的其他合适的形状，例如锥形的、凸形的、凹形的等。车轮轨迹区域216通常邻近导引驱动凸块106布置。在根据本披露的实施例中，导引驱动凸块106和邻近其的车轮轨迹区域216是履带的内表面的组分，并且是由氨基甲酸乙酯加强材料形成。呈现接合胎面凸块114的外表面110通常由弹性体材料形成。
嵌入在形成外表面110的弹性体材料中的是一个或多个加强层218，这些加强层沿履带宽度横向延伸。加强层218可以包括诸如纵向电缆加强层、织物加强层、横向缆线加强层(与纵向方向成直角布置)或本领域技术人员所知的任何其他加强层之类的组件。
现在参照图3，该图示出了在图2中的参考平面8截取的截面图，导引驱动凸块106(限定导引驱动面204、206和平坦的上部面208)以及导引驱动体214是由氨基甲酸乙酯加强材料形成。在一些实施例中，(多个)加强层(例如织物)可以布置在导引驱动体214内、邻近导引驱动凸块106的表面。氨基甲酸乙酯加强材料还形成氨基甲酸乙酯加强结构的基部220。如图4中进一步详细描述的，基部220还限定履带的车轮轨迹区域。
参考图4，该图描绘了在图2所示的履带的参考平面6截取的截面视图，导引驱动凸块106和相应的本体214、以及基部220是由氨基甲酸乙酯加强材料(例如，可塑的氨基甲酸乙酯材料)形成。履带的内表面由履带的导引驱动凸块106和区域402限定，该履带的区域是连续氨基甲酸乙酯加强材料表面。此外，基部220还限定履带的内表面402的车轮轨迹区域404。
为了说明和描述的目的，已经提供了对实施例的前述描述。提供示例性实施例，使得本披露将是充分彻底的，并且将范围传达给本领域技术人员。阐述许多具体细节，例如特定部件、装置和方法的实例，以提供对本披露的实施例的彻底理解，但并不旨在是穷尽的或限制本披露。应当理解，在本披露的范围内的是具体实施例的单独的元件或特征通常不限于该具体实施例，而是在适用的情况下是可互换的并且可以在所选择的实施例(即使不是明确示出或描述的)中使用。其也可以以许多方式变化。此类变化不被视为偏离本披露，并且所有此类修改旨在被包括在本披露的范围内。
另外，在一些示例性实施例中，没有详细描述熟知的方法、熟知的装置结构和熟知的技术。进一步地，对于本领域技术人员将显而易见的是，在用来实现本披露中所描述的内容的装置的设计、制造和操作中，例如可能存在装置设计、构造、状态、部件的腐蚀、部件间的间隙上的变化。
尽管在此可以使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应受这些术语的限制。这些术语可以仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一个区域、层或部分区分开。除非上下文明确指出，否则在此使用的比如“第一”、“第二”、以及其他数字术语等术语不暗示次序或顺序。因此，在不脱离示例实施例的传授内容的情况下，下面讨论的第一元件、部件、区域、层或部分可以被称为第二元件、部件、区域、层或部分。
为便于描述，空间相对术语，如“内部”、“相邻”、“外部”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，可以在此处用于描述一种元件或特征与另外的一种或多种元件或特征的关系，如图所示。除了附图中描绘的取向之外，空间相对术语可以旨在涵盖使用或操作中的装置的不同取向。例如，如果附图中的装置被翻转过来，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“下面”的元件将被定向在其他元件或特征“上方”。因此，实例术语“下方”可以包括上方和下方的取向。装置可以以其他方式定向(旋转90度或在其他取向)，并且相应地解释在此使用的空间相对描述符。
虽然上面已经详细描述了本披露的几个实施例，但是本领域普通技术人员将容易地理解，在实质上不脱离本披露的传授内容的情况下，许多修改是可能的。相应地，此类修改旨在被包括在如权利要求书中限定的本披露的范围内。

Claims (8)

1.一种环形车辆履带(200)，该环形车辆履带包括本体，该本体包括内表面(116)和弹性体材料形成的外表面(110)，该外表面呈现了沿该外表面(110)在纵向上间隔开的一系列地面接合花纹(114)，该内表面包括氨基甲酸乙酯加强材料并且呈现了一系列在纵向上间隔开的导引驱动凸块(106)，这些导引驱动凸块用于将该履带固持在该车辆上和/或驱动该车辆，其特征在于，该氨基甲酸乙酯加强件由包括可塑的氨基甲酸乙酯材料的混合物形成，该可塑的氨基甲酸乙酯材料由液体构成，该液体填充模具并且硬化形成氨基甲酸乙酯加强材料，其中，所述导引驱动凸块(106)限定导引驱动面(204、206)和平坦的上部面(208)，其中，该氨基甲酸乙酯加强件是包括基部(220)的连续结构，其中，该氨基甲酸乙酯加强件形成这些导引驱动凸块(106)。
2.根据权利要求1所述的环形车辆履带(200)，其中，该氨基甲酸乙酯加强件限定该本体的内表面(116)。
3.根据权利要求1或2所述的环形车辆履带(200)，其中，该氨基甲酸乙酯加强件限定该本体的车轮轨迹区域(216)。
4.根据权利要求1所述的环形车辆履带(200)，进一步包括织物加强层(218)，该织物加强层布置在该氨基甲酸乙酯加强件中最接近这些导引驱动凸块(106)的上部面或在这些上部面上。
5.根据权利要求1所述的环形车辆履带(200)，其中，该可塑的氨基甲酸乙酯材料是包括亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI)的预聚物。
6.根据权利要求1所述的环形车辆履带(200)，其中，该可塑的氨基甲酸乙酯材料包括亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI)封端的聚已酸内酯预聚物。
7.根据权利要求1所述的环形车辆履带(200)，其中，该可塑的氨基甲酸乙酯材料是包括甲苯二异氰酸酯(TDI)的预聚物。
8.根据权利要求7所述的环形车辆履带(200)，其中，该可塑的氨基甲酸乙酯材料包括甲苯二异氰酸酯(TDI)封端的聚已酸内酯预聚物。
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