CN110225833A - 非充气车轮和轮毂 - Google Patents

Abstract

一种用于非充气车轮(102)的轮毂(300)且所述非充气车轮(102)并有此类轮毂(300)。所述轮毂(300)包含环形接纳器(302)，其具有沿着所述轮毂(300)的周向方向以交替方式布置的多个突出部(312)和凹槽(318)。所述凹槽(318)配置成接纳所述非充气车轮(102)的张力传递元件或辐条(106)。所述环形接纳器(302)可由单个金属片材制成，所述单个金属片材经折叠且焊接以形成所述突出部(312)和凹槽(318)。

Description

非充气车轮和轮毂

技术领域

本公开的主题大体上涉及一种非充气车轮及一种用于所述非充气车轮的轮毂。

背景技术

例如，美国专利第6,769,465号、第6,994,134号、第7,013,939号及第7,201,194号中描述非充气车轮构造及其益处，所述专利出于所有目的以全文引用的方式并入本文中。一些非充气轮胎构造提议并有环形带，有时被称作例如剪切带、环形剪切带、具有剪切层的带或柔性带。例如，美国专利第6,769,465号及第7,201,194号中描述此类实施例。此类非充气轮胎提供无需依赖于气体充气压力以支撑施加到轮胎的负载的轮胎性能优势。

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与从中心元件或轮毂径向向外延伸的多个张力传递幅状元件(即，辐条)连接。当此类非充气车轮在地表面上滚动时，与车轮的地面接触部分相对的张力传递元件支撑处于张紧状态的轮毂。具体地说，所述轮毂通过辐条悬挂在车轮顶部而非主要通过位于轮毂与地表面之间的此类元件的压缩来支撑，这是例如实心车轮构造的典型状况，其中轮毂由固体橡胶或橡胶层缠绕。

对于某些构造，此类非充气车轮可通过露天浇铸成型形成，其中例如聚氨基甲酸酯的聚合材料倒入形成非充气轮胎的全部或部分的模具中。可在柔性带中的适当位置模制例如帘线的一个或多个不可扩展的加固结构。通常，在此类现有构造中，将辐条和轮毂模制为一体的单件构造。或者，辐条可通过带整体地接合，接着带与轮毂或车轮中心接合。在任一构造中，辐条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除。

辐条的构造和配置会影响非充气车轮的性能。由不同大小、配置和构造材料构造的辐条会影响车轮轮毂与柔性带之间的张力传递方式，从而导致非充气车轮的负载承载能力和所感知操纵特性的差异。辐条的密度还可确定例如每一辐条在操作期间旋转到车轮的顶部时携带多少张力。

由于例如整体构造，因此现有非充气车轮构造不易于用不同辐条在非充气车轮中替换、用不同轮毂在非充气车轮中替换或两者。此替换将需要例如从非充气车轮的环形带切割掉辐条或使辐条脱离的破坏性步骤。另外，因为辐条与轮毂接合或附接，所以替换具有不同材料或配置的不同车轮轮毂由于同一原因而并非轻易可行的。最后，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辐条的构造中。

因此，允许辐条以可移除方式附接到轮毂的非充气车轮的轮毂将为有用的。在某些示范性实施例中可易于制造的此轮毂将尤其有利。可用于多种不同车轮大小的此轮毂将同样为有用的。并有此轮毂的非充气车轮将同样为有用的。

发明内容

本发明提供一种用于非充气车轮的轮毂。所述轮毂包含环形接纳器，其具有沿着所述轮毂的周向方向以交替方式布置的多个突出部和凹槽。所述凹槽配置成接纳所述非充气车轮的张力传递元件或辐条。在某些实施例中，所述环形接纳器可由单个金属片材容易地制造，所述单个金属片材经折叠且焊接以形成突出部和凹槽。本发明的额外方面和优势将部分在以下描述中阐述，或可从所述描述显而易见，或可通过本发明的实践习得。

在本发明的一个示范性实施例中，提供一种用于具有多个张力传递辐条的非充气车轮的轮毂。所述轮毂限定轴向、径向及周向方向。所述轮毂包含配置成用于将所述车轮支撑在车辆上的中心部分。环形接纳器支撑在所述中心部分上且围绕所述中心部分周向性延伸。所述环形接纳器包含沿着所述周向方向彼此间隔开的多个突出部。每一突出部具有沿着所述轴向方向延伸的纵向轴线。多个凹槽沿着所述周向方向彼此间隔开。每一凹槽定位于所述多个突出部中的一对之间。每一凹槽具有沿着所述轴向方向延伸的纵向轴线。每一凹槽配置成接纳辐条中的一个或多个的至少一个径向内端。

参考以下描述及所附权利要求书，本发明的这些及其它特征、方面及优点将变得更好理解。并入在本说明书中且构成本说明书的一部分的附图说明了本发明的实施例，并且与描述一起用以解释本发明的原理。

附图说明

本发明的完整且启发性公开内容，包含其对于所属领域的技术人员来说的最佳模式，在参考附图的说明书中被阐述，在所述附图中：

图1说明本发明的非充气车轮的示范性实施例的透视图。

图2说明图1的示范性实施例的侧视图。

图3是可用于图1的示范性车轮中的本发明的示范性轮胎的透视图。

图4是本发明的示范性车轮轮毂的透视图。

图5是图4的示范性轮毂的侧视图。

图6是图4和5的示范性轮毂的端视图。

图7是图4、5和6中的轮毂的环形接纳器的示范性部分的特写。

图8和9是本发明的示范性辐条(或张力传递元件)的透视图。

图10是如沿着由图2中的线10-10描绘的径向向内方向观察的本发明的示范性凹槽的视图。

图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

出于描述本发明的目的，现将详细参考本发明的实施例和方面，图式中说明本发明的一个或多个实例。每一实例是为了解释本发明而提供，而非限制本发明。实际上，根据本文中所公开的教示，对于所属领域的技术人员将显而易见，可在不脱离本发明的范围或精神的情况下在本发明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可与另一实施例一起使用以产生又一实施例。因此，希望本发明涵盖此类修改以及变化，所述修改以及变化处于所附权利要求书以及其等效物的范围内。

如本文中所使用，以下定义适用。

轴向方向A是指平行于参考示范性车轮或轮胎在使用期间围绕其旋转的轴线的方向。

径向方向R是指垂直于轴向方向A的方向，其中径向外部或径向向外是指远离轴向方向A的大致方向，且径向内部或径向向内是指朝向轴向方向A的大致方向。

周向方向C是指由车轮或轮胎的圆周限定的限定的方向，或车轮或轮胎围绕轴线的旋转方向。

图1和2说明本发明的非充气车轮100的示范性实施例。车轮100包含支撑在轮毂300上的非充气轮胎102，所述轮毂包含可与中心部分302连接的环形接纳器304。图3描绘不具有轮毂300的非充气轮胎102。图4描绘轮毂300的环形接纳器304，其中中心部分302处于适当位置。

现参看图1、2及3，非充气轮胎102包含环形剪切带104，所述环形剪切带围绕车轮100周向性延伸且具有轴向宽度SB_W。多个辐条106与剪切带102连接、与轮毂300的环形接纳器304连接，且沿着周向方向C间隔开，如将进一步描述。

轮毂300的中心部分302配置成将车轮100支撑在车辆上。在此示范性实施例中，轮毂300包含从质心308(图1)或从旋转轴线径向向外延伸到环形接纳器304的多个辐条或臂306。多个开口310允许插入紧固件以将轮毂300(且因而将非充气车轮100)固定到车辆。轮毂300可例如焊接到环形接纳器304、与所述环形接纳器一体地形成，或使用在轮毂300与环形接纳器304之间延伸的紧固件附接。仅作为实例提供轮毂300，尤其是中心部分302，的外观和特征，且也可使用其它配置。

环形剪切带104可包含一个或多个加固带、加固层、剪切层及其它组件(未展示)。举例来说，剪切带104可运用径向内部加固带、径向外部加固带及定位在其间的剪切层来构造。剪切层可由例如弹性体材料构造，例如，天然及合成橡胶、聚氨基甲酸酯、泡沫橡胶和聚氨基甲酸酯、分段共聚酯，以及尼龙的嵌段共聚物。加固带可包含由例如嵌入弹性涂层中的基本上不可扩展帘线加固件构造的加固件。此类加固件可包含例如适合用作常规轮胎中的轮胎带加固件的若干种材料中的任何一种，例如钢丝帘线、玻璃和树脂的复合材料(例如玻璃纤维增强塑料)、以及具有高拉伸和压缩模量的其它材料。在又一实例中，剪切带104包含加固层，其中每一层包含缆线，所述缆线大体上沿着周向方向C延伸且还可围绕轴向方向A缠绕。

剪切带102提供允许辐条106在车辆上使用车轮100期间支撑处于张紧状态的轮毂300的硬度。当车轮100在地面的表面上滚动时，轮毂300通过多个辐条106的一部分从剪切带102“悬挂”，所述辐条在车轮100的顶部附近与剪切带102的地面接触部分相对而处于张紧状态。当车轮100滚动且不同辐条移动到与剪切带102的地面接触部分相对的位置中时，处于张紧状态的辐条106的部分会改变。同时，剪切带102在地表面上提供弹性或顺应性，从而提供较平稳、较舒适的乘坐。

图1、2和3中将剪切带102描绘为具有平滑径向外表面108。然而，外表面108可具备具有例如用于增强牵引性能的凹槽、肋片、块或其它特征的胎面。所述胎面可直接模制到外表面108中，或可被提供作为缠绕在车轮100周围且附接到其的胎面部分。也可使用其它配置。

现参看图4、5和6，环形接纳器304包含沿着周向方向C彼此间隔开的多个凹槽318。每一凹槽318限定平行于轴向方向A延伸的纵向轴线L_G。每一凹槽318定位于一对突出部312之间，所述突出部各自具有平行于轴向方向A延伸的纵向轴线L_P。突出部312沿着周向方向C通过凹槽318彼此间隔开，且突出部312及其彼此间的间隔限定凹槽318的形状和宽度。

如图7中所展示，对于此示范性实施例，每一突出部312包含定位在基底316的径向外侧的头部314。头部314具有沿着周向方向C的宽度W_H(图6)，其比沿着基底316的周向方向C的宽度W_B宽。对于此示范性实施例，对于环形接纳器304的整个轴向宽度W_AR，宽度W_H及宽度W_B沿着轴向方向A保持恒定。这使得突出部312及凹槽318具有在环形接纳器304的相对侧F与B之间的沿着轴向方向A的连续且不间断的轮廓。另外，每一头部314位于距轮毂300的旋转轴线或质心308相同的径向距离处。

每一突出部312包含沿着径向方向R在基底316与头部314之间延伸的主干324。主干324通过一对侧320、322形成，所述侧沿着周向方向C彼此相对。每一侧320及322形成锐角α，对于此示范性实施例，其在30度到60度的范围内。每一突出部312限定平行于径向方向R的中心线C/L。每一突出部312围绕其相应中心线C/L对称。如图7中所描绘沿着轴向方向A观察，侧320及322各自沿着基底316与主干324之间的方向为线性的。每一凹槽318的横截面形状配置成互补地接纳辐条106的径向内端112E、114E及116E(图8和9)，如本文中将进一步描述。

在一个示范性实施例中，环形接纳器304由具有轴向宽度W_AR的单个连续金属片材构造。此类片材可弯曲及/或折叠以沿着周向方向形成突出部312和凹槽318。片材的端部接着焊接在一起以形成环形接纳器304的圆形形状。中心部分302接着可插入到环形接纳器304的内部中并焊接到其上(图6)。还可使用其它构造方法。

如图1、2、8及9中所展示，每一辐条106包含与环形剪切带104连接的径向外端118。径向外端118可直接附接到剪切带104或通过环或特征间接连接到剪切带104。辐条106可为如图9中所展示沿着径向外端118的一个连续片件或可如图8中所展示分隔成三个部分。

在一个示范性实施例中，辐条106可包含多个加固元件(未展示)，其被提供作为沿着径向方向R邻近且平行于彼此延伸或与径向方向R成其它角度的不可扩展帘线。对于一个示范性实施例，如本文中所使用，“不可扩展”是指材料具有根据ASTM 885在23℃下测量的12％或更小的断裂伸长率。作为实例，此类不可扩展帘线也可由尼龙、钢、其组合以及其它材料构造。此类帘线可横越辐条106的整个轴向宽度SP_W(图8)定位，或替代地，可横越宽度SP_W的仅一部分定位。此类帘线可包覆或嵌入于例如聚合材料的一个或层内，所述聚合材料例如形成辐条106的橡胶。例如，PCT国际申请第PCT/IB2015/058420号中描述如可与本发明一起使用的辐条的额外实例，所述国际申请由本发明的受让人共同拥有且出于所有目的以全文引用的方式并入此处。

参看图8和9，对于此示范性实施例，每一辐条106具有中心辐条部分114，其沿着轴向方向A定位在其对应的一对外部辐条部分112与116之间，所述对应的外部辐条部分沿着轴向方向A彼此相对。每一辐条部分具有相应径向内端112_E、114_E及116_E，其配置成用于互补接纳到环形接纳器304的凹槽318中。此外，径向内端112_E、114_E及116_E为离散或分离的且可彼此独立地移动。因此，如在图9中作为实例所展示，中心部分114被展示为沿着径向方向R延伸，而其相关联或对应的外部部分112及116可折叠或弯曲成远离径向方向R。

返回参看描绘与轮毂300组装的轮胎102的图1和2，每一辐条106的中心辐条部分114不连接到与其对应的外部部分112及116相同的凹槽318中。实际上，现参看图10，对于给定辐条106_N，径向内端114_E-N定位在凹槽318_M内。辐条106_N的径向内端112_N及116_N(未展示)定位在沿着环形接纳器104周向性邻近于凹槽318_M的另一凹槽318_N(未展示)内。来自另一辐条106_L(周向性邻近于辐条106_N)的径向内端112_L及116_L也定位于凹槽318_M中。

因此，如图10中所展示，沿着凹槽318_M的轴向方向A从前方F移动到后方B，此类凹槽318_M会接纳第一辐条106_L的径向内端112_L、沿着轮胎102周向性邻近于第一辐条106_L的第二辐条106_N的径向内端114_N且接着接纳第一辐条106_L的径向内端116_L。

因而，如图1和2中所展示，当已组装车轮100时，中心辐条部分114与外部辐条部分112及116形成角度β.对于此示范性实施例，角度β在5度≤β≤15度的范围内，或在又一实施例中，角度β为10度。

虽然已关于具体示范性实施例和方法详细地描述本发明主题，但应了解，在获得对前述内容的理解之后所属领域的技术人员可容易地产生对此类实施例的改变、变化和等效物。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此类修改、变化和/或添加包含到本发明主题中，如对所属领域的普通技术人员将显而易见。

Claims (16)

1.一种用于具有多个辐条的非充气车轮的轮毂，所述轮毂限定轴向、径向及周向方向，所述轮毂包括：

中心部分，其配置成用于将所述车轮支撑在车辆上；

环形接纳器，其支撑在所述中心部分上且围绕所述中心部分周向性延伸，所述环形接纳器包括

多个突出部，其沿着所述周向方向彼此间隔开，每一突出部具有沿着所述轴向方向延伸的纵向轴线；及

多个凹槽，其沿着所述周向方向彼此间隔开，每一凹槽定位于所述多个突出部中的一对之间，每一凹槽具有沿着所述轴向方向延伸的纵向轴线，每一凹槽配置成用于接纳辐条中的一个或多个的至少一个径向内端。

2.根据权利要求1所述的用于非充气车轮的轮毂，其中每一突出部包括定位在基底的径向外侧的头部，其中所述头部的沿着所述周向方向的宽度比所述基底的沿着所述周向方向的宽度宽。

3.根据权利要求2所述的用于非充气车轮的轮毂，其中每一突出部的主干包括沿着所述周向方向彼此相对的一对侧，其中每一侧从所述基底延伸到所述突出部的所述头部。

4.根据权利要求2所述的用于非充气车轮的轮毂，其中每一侧与所述径向方向形成在30度到60度的范围内的角度。

5.根据权利要求2所述的用于非充气车轮的轮毂，其中每一突出部限定平行于所述径向方向的中心线，且其中每一突出部围绕其中心线对称。

6.根据权利要求1所述的用于非充气车轮的轮毂，其中所述轮毂具有沿着所述轴向方向彼此分离的一对相对侧，且其中每一突出部维持沿着所述轴向方向的在所述相对侧之间的连续轮廓。

7.根据权利要求6所述的用于非充气车轮的轮毂，其中每一凹槽维持沿着所述轴向方向的在所述相对侧之间的连续轮廓。

8.根据权利要求1所述的用于非充气车轮的轮毂，其中所述辐条各自具有至少一个径向内端，且其中每一凹槽具有沿着所述轴向方向的形状，所述形状配置成用于互补地接纳所述辐条中的一个或多个的所述基底。

9.根据权利要求1所述的用于非充气车轮的轮毂，其中所述环形接纳器包括单个金属片材，所述单个金属片材围绕所述周向方向延伸且形成所述多个凹槽和所述多个突出部。

10.根据权利要求1所述的用于非充气车轮的轮毂，其中所述环形接纳器包括单个金属片材，所述单个金属片材围绕所述周向方向延伸且卷起以形成所述多个凹槽和所述多个突出部。

11.根据权利要求1所述的用于非充气车轮的轮毂，其中所述环形接纳器附接到所述中心部分。

12.根据权利要求12所述的用于非充气车轮的轮毂，其中所述环形接纳器焊接到所述中心部分。

13.根据权利要求1所述的用于非充气车轮的轮毂，其中每一突出部的所述纵向轴线平行于所述轴向方向。

14.根据权利要求1所述的用于非充气车轮的轮毂，其中所述突出部的所述纵向轴线彼此平行。

15.根据权利要求1所述的用于非充气车轮的轮毂，其中所述中心部分限定质心且进一步包括从所述质心径向向外延伸到所述接纳器的多个臂。

16.根据权利要求1所述的用于非充气车轮的轮毂，非充气车轮包括根据权利要求1所述的轮毂。