CN111051079B

CN111051079B - 具有聚酰胺轮辐的非充气轮

Info

Publication number: CN111051079B
Application number: CN201780094522.4A
Authority: CN
Inventors: C·小博恩; S·M·克龙; D·L·克里森伯里; R·M·盖洛; T·B·赖恩
Original assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Current assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date: 2017-07-06
Filing date: 2017-07-06
Publication date: 2023-06-09
Anticipated expiration: 2037-07-06
Also published as: US20210362542A1; WO2019009910A1; EP3648984B1; CN111051079A; US11618282B2; EP3648984A1

Abstract

非充气轮(10,10′)包括外带(400)、轮毂(100)和由聚酰胺材料形成的多个轮辐(300,300′)。多个轮辐的每个轮辐被安装为在径向方向上在轮的设计负荷下具有对应于位移的预张力，所述位移等于或大于在正常操作下所述外带的预定挠度。所述多个轮辐由聚酰胺材料制成，该聚酰胺材料的条件拉伸模量在600MPa至3000MPa之间、平衡水分含量不超过1.5％以及抗疲劳破坏性可以经受至少一百万次循环。

Description

具有聚酰胺轮辐的非充气轮

技术领域

本发明一般涉及非充气轮，更具体地说，涉及在之间延伸有轮辐的非充气轮。

背景技术

非充气轮的细节和益处描述于例如第6,769,465；6,994,134；7,013,939；和7,201,194号美国专利中，它们各自通过引用整体并入本文。某些非充气轮胎构造并入有剪切带，其实施例描述于例如第6,769,465和7,201,194号美国专利中，它们各自通过引用整体并入本文。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荷的轮胎性能优势。

在非充气轮的一个实例中，具有地面接触部分的柔性带可与从中心元件或轮毂径向延伸的多个张力传递的辐板状元件(也称为“轮辐”)连接。作为实例，可以通过开放式铸造模制形成此类非充气轮，其中将例如聚氨酯等材料倒入形成非充气轮胎的全部或部分的模具中。替代地，轮辐可单独形成，接着附接到外带和轮毂。

轮辐的张力被车轮的外带中的周向压力抵消。轮辐的张力越大，周向压力就越大。均匀的轮辐张力由轮辐中的每一个的均匀拉动形成。当车轮被置于负荷下时，例如当车轮支撑车辆的重量时，负荷的一部分通过外带中的周向压缩力在周向方向上被载送到外带的顶部。车轮顶部处的轮辐载送与施加到车轮的负荷成比例的更大量的张力。此负荷载送机构类似于充气轮胎的径向绳索如何载送轮缘的顶部上的车辆的负荷且通常被称为“顶部负荷车轮”。

例如实心轮胎、半实心轮胎、充满泡沫的轮胎或弹簧车轮等底部负荷车轮载送负荷的主要部分以抵靠轮胎的轮毂压缩。

当时轮胎碰到障碍物，例如障碍物会由滚过不平滑的表面的轮胎碰到，当碰到障碍物，例如石头、裂纹、坑洞或路缘时，由于接触面中的外带的弯曲，外带短暂地位移并短暂地使轮辐变形超出变形量。如果轮辐具有高刚度率，由障碍物所致的变形与在轮辐具有低刚度率时相比形成传递到车辆的更大负荷。由障碍物产生的短暂高负荷由车辆和车辆的操作人员感知为在本文中被称作“侵入性”的噪声、振动、冲击和或脉冲，增大的侵入性与增大的噪声和或振动等等相关联。

通常，轮辐刚度随轮辐延伸而增大。轮辐的刚度或切线刚度与轮辐的位移相比的斜率，或者外带在接触面中的弯曲量，将指示车轮对由于遇到障碍物的瞬时位移的响应。虽然当轮胎碰到瞬时位移时具有更小刚度-位移斜率的轮辐将对车辆施加更少的力，但是斜率越大，随轮辐位移而形成的力就越大。

由高模量材料构成的轮辐将比具有低模量材料的轮辐更硬。低模量材料制成的传统非充气轮胎的轮辐的构造会产生有能力吸收冲击、振动并减小噪声和脉冲力的非充气轮胎轮辐。高模量材料制成的传统非充气轮胎的轮辐的构造会产生具有更硬的响应和大体上更高的侵入性的非充气轮胎轮辐。

使用具有低模量的材料以产生具有低侵入性的非充气轮胎需要实际长度接近轮辐的有效长度(即，轮辐与轮毂的附接点与轮辐与外带的附接点之间的距离)，使得轮胎的轮辐拉伸以实现适当的刚度率的轮辐。为了降低轮胎的侵入性，可通过延长有效长度直到实现期望的刚度率为止来延长轮辐。然而，有效长度受到轮毂和外带之间的距离限制，并实际上是非充气轮胎的设计的侵入性降低的限制性因素。使轮辐的设计变复杂是：虽然在轮辐中需要最小刚度以支撑车辆的重量，但是负荷轮胎的刚度变化率(切线刚度)随着轮辐拉伸而快速增大以支撑负荷。这会产生轮辐，所述轮辐虽然被设计成具有低刚度，但是在负荷时具有高刚度率(切线刚度)，当适应更大的短暂位移时尤其如此。

因此，具有足够低以减少噪声、振动和脉冲的刚度率(切线刚度)的轮辐结构将是有用的。避免大的局部轮辐变形的轮辐结构也将是有用的。还最小化实现减少噪声、振动、冲击和或脉冲所需要的有效长度的轮辐结构将是尤其有帮助的。

发明内容

本文公开的非充气轮的特定实施例包括具有由多胺材料制成的轮辐的那些车轮。这类实施例可以包括一种非充气轮，其在正常负荷条件下在接触面中具有外带的弯曲，所述非充气轮限定旋转轴线并限定轴向、径向和周向方向，所述非充气轮包括外带、轮毂和多个轮辐，所述外带的外表面具有地面接触表面。

多个轮辐的每个轮辐位移以在所述径向方向上在设计负荷下产生预张力，并且所述位移等于或大于所述外带的预定挠度。

在特定实施例中，多个轮辐由聚酰胺材料制成，其具有根据ISO-527-2测定的600MPa至3000MPa之间的条件拉伸模量，在ISO 62下在23℃和50％的相对湿度下测定的不超过1.5％的平衡水分含量，以及按照ASTM D7774测定的至少可以承受一百万次循环的抗疲劳破坏性。

在具体实施例中多个轮辐可各自具有v形几何形状并且可进一步与邻近轮辐嵌套，使得所述轮辐的凸起延伸经过在邻近轮辐与所述轮毂的连接点和邻近轮辐与所述外带的连接点之间绘制的竖直线。

从如附图中所说明的本发明的特定实施例的以下更详细的描述中将显而易见本发明的前述和其它目标、特征和优点，在附图中，相似的参考标号表示本发明的相似部分。

附图说明

图1提供具有高度轮辐曲率的非充气轮胎的外部部分的实施例的侧视图。

图2提供具有处于松弛中立状态下的轮辐的非充气轮胎的外部部分的部分侧视图。

图3提供具有轮辐的非充气轮胎的外部部分的部分放大侧视图，轮辐在连接到轮胎的轮毂部分时将处于拉紧状态下。

图4提供非充气轮胎的实施例的单个轮辐、紧固件组件和轮毂的部分的放大部分透视图。

图5提供非充气轮胎的实施例的单个轮辐、紧固件组件和轮毂的部分的放大部分透视图。

具体实施方式

本发明的特定实施例包括具有多个在其轮毂和其外环之间延伸的轮辐的非充气轮。外环支撑具有胎面的外带，众所周知，胎面是与地面接合的表面。多个轮辐中的每一个都以预张力(pretention)状态放置在非充气轮中，因为已经发现具有由合适材料形成的轮辐的这种非充气轮改善了非充气轮的侵入性特性。本文公开的非充气轮可用于广泛的应用，包括例如缓慢移动的车辆，诸如高尔夫球车、割草机、前端装载机，以及其他类似的缓慢移动的重型车辆。然而，特定的实施例针对诸如汽车和/或通常在高速公路上发现的其他车辆的快速移动的车辆，因为本文所公开的非充气轮提供了诸如汽车的快速移动的车辆所期望的改进的侵入性特性。

如将在下面进一步解释的，本文公开的非充气轮的特定实施例在轮辐中具有至少等于或大于当非充气轮置于其指定设计负荷下时承受的预张力量。这种指定设计负荷由制造商确定，并且通常在非充气轮的侧壁上标明。如本领域技术人员所理解的，这是非充气轮预期和/或被设计操作的最大负荷。

制造多个轮辐的材料是高刚性材料。除了本文公开的具有设置在预张力的轮辐的非充气轮之外，还发现，当这种轮辐由高刚度材料制成时，本文公开的非充气轮的插入特性得到改善。在特定实施例中，尽管不意味着将本发明仅限于这种材料，但是已经发现一些尼龙或聚酰胺是用于形成轮辐的合适材料。

更具体地，并且如下文进一步讨论的，合适的聚酰胺是这样的聚酰胺，其具有通过ISO-527-2测定的600MPa至3000MPa之间的条件拉伸模量，通过ISO 62在23℃和50％相对湿度下测定的不超过1.5％的平衡水分含量，以及通过ASTM D7774——在10Hz下应变为2％的23℃下三点弯曲测试——测定的至少可以承受一百万次循环的抗疲劳破坏性。这样的聚酰胺提供具有合适物理特性的轮辐，所述物理特性包括例如抗疲劳性和/或抗蠕变性。合适的聚酰胺的实例包括选自PA12、PA11和PA612聚酰胺。

以下术语针对本公开如下定义：

图中的“轴向方向”或字母“A”是指平行于例如剪切带、轮胎和/或车轮在其沿着道路表面行进时的旋转轴线的方向。

图中的“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。

“赤道平面”意指垂直于旋转轴而通过且平分剪切带和/或车轮结构的平面。

“径向平面”意指垂直于赤道平面且穿过车轮的旋转轴线的平面。

“设计负荷”是指非充气轮预期和/或由制造商设计的最大负荷，并且通常在轮侧壁上显示。

“增量刚度”意指力相对于位移的曲线上绘制的线的斜率，其中从物体未受应力并未施加力的位置到物体施加力的位置测量所述斜率，从所述力通过将所述力除以所述位移来计算所述刚度。

“切线刚度”意指力相对于位移的曲线上绘制的线的斜率，其中通过力变化除以位移变化来测量所述斜率。换句话说，切线斜率是在力相对于位移的线上的给定位置处与物体的力相对于位移的曲线的已绘制线成切线而绘制的线的斜率。

图1提供具有高度轮辐曲率的非充气轮的外部部分的实施例的侧视图。此处示出的车轮10搁置于表面3上。负荷L施加到车轮的轮毂，其可表示车辆的重量或其部分。当施加负荷L时，车轮被压在表面3上，外带偏转距离D。换句话说，外带挠度D是在未负荷状态下车轮的轴线中心点与外带上的径向最外点之间的第一径向长度d₂与轴线中心点与在接触面的中心中的外带上径向最外侧点之间的第二径向长度d₁之间的差。当负荷L等于设计负荷时，则外带挠度就是设计负荷D_DL下的外带挠度。如本领域技术人员已知的，接触区域被称作“接触面(contact patch)”，并提供车轮与其在上面行进的表面交接和起反作用所遍及的区域。

当从车轮的轴向侧看时，在具体实施例中，轮辐300拥有V形几何形状。当径向地弯曲大约等于挠度D_DL的距离时，这种几何形状允许几乎线性的刚度。由于在动态负荷事件期间(例如，当车轮10遇到道路上的裂缝、岩石或路缘石之类的障碍物时)，与轮辐具有较小曲率(即轮辐的实际长度更接近有效长度)的非充气轮相比，在车轮上发生的力传递相对较低，因此该特性导致改进的侵入性。

在具体实施例中，轮辐的V形几何形状在轮辐到外带400的附接点380处开始。轮辐300的径向外部部分375在顺时针方向上朝内径向且沿周向延伸。轮辐接着弯曲，从而形成辐射状凸起350。径向内部325在逆时针方向上朝内径向且沿周向地继续，直到可拥有用于接合紧固件的燕尾形加厚部分310的轮毂附接点320。

轮辐的V形几何形状允许轮辐300在其任一侧上与每个邻近轮辐300嵌套，从而防止轮辐在正常操作条件期间彼此对撞，例如在车轮的既定设计负荷条件下滚动。嵌套使得轮辐的凸起能够沿周向延伸经过在邻近轮辐与轮毂的连接点和邻近轮辐与外带的连接点之间绘制的直线。

在此处示出的实施例中，轮辐300与附接到外带400的外环390一体成型。替代地，轮辐可单独形成和与外带400个别地结合。

图2提供具有处于松弛中立状态下的轮辐300的非充气式轮10的外部部分的部分侧视图。轮的外带400拥有胎面450。松弛中立状态是轮辐将在从轮毂断开时或换句话说在轮辐未将预张力施加到轮辐时呈现的位置。轮辐在轮辐的径向内部部分处可拥有燕尾形部分310。轮辐的径向内部部分在具有燕尾形物的连接点320处在周向方向上从燕尾形物310延伸出去。轮辐延伸到在此实施例中拥有半径R1的凸起部分350。半径R1相比于尖锐v形凸起减小弯曲应力。轮辐接着从凸起部分350延伸到径向外部连接点380，所述径向外部连接点380在此实施例的另一辐射状弯曲R2之后接着联结到与外带400附接的外环390。

图3提供具有轮辐300的非充气轮10的外部部分的部分放大侧视图，轮辐在连接到轮的轮毂部分时将处于拉紧状态下。此处，力L1施加到轮辐300的径向内端，从而使轮辐朝向车轮10的中心轴朝内径向延伸。当轮辐300附接到轮毂100时，轮辐的径向位移产生预张力L1。在本文公开的非充气轮的具体实施例中，由于预张力引起的径向位移应大于车轮在接触面中在正常操作期间经受的挠度D的量。然而，可以预期，动态负荷事件可致使轮辐短暂地压缩经过其中立状态。

图4提供非充气式轮10’的实施例的单个轮辐300’、紧固件组件200和轮毂100的部分的放大部分透视图。此处，轮毂100示出为通过紧固件组件200附接到轮辐300’。紧固件组件产生钳夹到轮辐的燕尾形部分310’上的狭槽。紧固件组件200包含L形托架220、托架板230和至少一个紧固件210。此处，多个螺钉紧固件210将托架板230固持到L形托架220上，所述L形托架220通过以托架的内表面222、232钳夹轮辐300’的燕尾形部分310’来撞击燕尾形部分310’。

轮辐300’的径向外部部分375’拥有提供附接到外带400的表面394’的T形径向外端392’。在所示出实施例中，轮辐300’的径向外表面394’与取决于用于外带和轮辐300’的材料而选择的粘合剂结合。

图5提供非充气轮10’的实施例的单个轮辐300’、紧固件组件200和轮毂100的部分的放大部分透视图。多个紧固件212将L形托架220固持到轮毂100。同样地，多个紧固件210将托架板230固持到L形托架220，并提供撞击力以固持轮辐300’的加厚径向内端310’。未示出的替代性实施例可拥有除了如针对加厚径向内端310’示出的燕尾形或三角形形状以外的加厚形状，例如圆形形状或矩形形状。替代性实施例还可通过使轮辐的加厚径向内端310’滑动到轮毂中的对应狭槽中来固持轮辐，所述狭槽的大小被适当地设定成容纳并固持轮辐300’的加厚径向内端。

轮辐的低弹簧率以及高预张力允许低于以拥有更少曲率的轮辐建构的大小类似的非充气轮的切线刚度的切线刚度。此处，沿周向细长的轮辐曲率允许外带比将在轮辐更短的情况下发生遍及更大的距离竖直地位移，而不产生如车轮的顶部处的轮辐中同样大的反作用力。在所示出实施例中，轮辐具有如从离到轮毂的连接和到外带的连接之间绘制线到轮辐的凸起的前部的周向距离测量的周向长度，所述周向长度是轮辐的未压缩(中立)高度的距离的周向长度的至少75％，在到轮毂的连接点和到中立、未负荷状态下的轮辐的外带的连接之间测量所述未压缩高度d₃。在图4和5中所示出的实施例中，所述周向长度是轮辐的未压缩高度的周向长度的至少80％。当被拉动成张力时，当施加预张力时，轮辐的周向长度是拉紧高度的周向长度的至少25％。也就是说，轮辐的周向长度从中立、未负荷状态下的轮辐的未压缩高度的至少75％减小到处于张紧状态下的轮辐的张紧高度的至少25％。

意外地增大轮辐材料的模量允许产生具有更低且几乎线性的切线刚度的轮辐。这部分地通过将预张力施加到轮辐使得轮辐从中立位置的位移等于或大于车轮的接触面的位移来得以实现。预张力还维持车轮的顶部负荷性质，从而允许车轮在不同于底部负荷弹簧车轮处的先前尝试的张力下通过轮辐载送负荷。

在本文公开的非充气轮的特定实施例中，聚酰胺材料是用于制造多个轮辐的有用的高模量材料。更具体地，合适的聚酰胺材料包括具有以下性质的那些，其具有通过ISO-527-2测定的600MPa至3000MPa之间的条件拉伸模量，通过ISO 62在23℃和50％相对湿度下测定的不超过1.5％的平衡水分含量，以及根据ASTM D7774的至少可以承受一百万次循环的抗疲劳破坏性。在将样品在23℃和50％相对湿度下调节后，测量条件拉伸模量。

条件拉伸模量可以可选地在800MPa与3000MPa之间、在800MPa与2500MPa之间、在1000MPa与3000MPa之间、在1000MPa与2500MPa之间、在800MPa与2000MPa之间或在1000MPa与1500MPa之间或在850MPa和1500MPa之间的范围内。注意，对于特定的实施例，可以基于聚酰胺材料的拉伸模量来调节多个轮辐的厚度，在相同条件下较低的拉伸模量的轮辐比较高的拉伸模量的轮辐厚。

如本领域中已知的，尼龙是某些聚酰胺聚合物的通用术语，并因此尼龙通常用PA表示，例如PA 12、PA 11、PA 6等。聚酰胺或尼龙是一种热塑性材料，可广泛用于包括例如纤维、织物、汽车模压件和食品包装膜在内的各种应用。聚酰胺通常通过使单体如内酰胺(环状酰胺)、酸/胺(氨基酸)或二胺和二羧酸的化学计量混合物反应以形成聚酰胺聚合物材料而制得。

由它们的条件拉伸模量确定用于形成多个轮辐的高模量聚酰胺材料是有用的。众所周知，聚酰胺是一种可以容易地从周围吸收水分的材料，并且当被吸收时，水分会降低聚酰胺的强度和刚度。因此，合适的聚酰胺材料的选择是基于它们的条件拉伸模量，而不是基于它们的干模制拉伸模量。条件拉伸模量是在按照ISO 62在50％相对湿度和23℃下进行调节的测试样品上测定的。聚酰胺材料吸收的水分含量(以wt％计)也可以根据ISO 62在50％相对湿度和23℃下测定。

由于聚酰胺的材料特性随水分含量而变化，因此合适的聚酰胺材料是平衡水分含量不超过1.5％或可替代地不超过1.3％或不超过1％的那些。如果聚酰胺材料吸收大量的水分，则轮辐的拉伸模量性质可能基于它们的操作环境，即，相对湿度差异很大的沙漠与热带环境，变化太大。

本文所公开的用于非充气轮的多个轮辐的特定实施例必须能够承受大量挠曲而不出故障，因为每当轮辐进入接触面时每个轮辐都会弯曲。因此，合适的聚酰胺材料包括如通过ASTM D7774——在10Hz下应变为2％的23℃下三点弯曲测试——测定的能够承受至少1百万次循环的那些。可选地，聚酰胺材料必须承受至少500万次循环、至少800万次循环、至少1200万次循环、至少2000万次循环或至少2500万次循环。

除了以上讨论的与有用的聚酰胺材料有关的疲劳度、条件拉伸模量和吸水率的物理特性外，本文所公开的多个轮辐的具体实施方式还可以包括进一步描述为根据ISO 1183测定的在23℃下密度不超过1.10g/cm³的聚酰胺材料。密度是干燥聚酰胺材料的密度，而不是条件下的聚酰胺材料的密度。

满足上述物理性能标准的有用聚酰胺材料的例子包括PA 12聚酰胺、PA11聚酰胺和PA 612聚酰胺。这些聚酰胺中的任何一种可以在本文公开的非充气轮的特定实施方式中单独使用，或者在其他实施方式中以两种或更多种的组合使用。

如本领域中已知的，PA 12或尼龙12是具有式[(CH₂)₁₁C(O)NH]_n的聚合物，并且通常可以通过ω-氨基月桂酸(一种具有一个胺和一个羧基的双官能单体)的缩聚反应或通过月桂内酰胺的开环聚合制造。这些单体中的每一个都有12个碳，从而使尼龙12得名。适用于制造多个轮辐的市售尼龙12的实例是由EMS-Grivory生产的GRILAMID L20。

PA 11或尼龙11是式[(CH₂)₁₀C(O)NH]_n的聚酰胺聚合物，由11-氨基十一烷酸的缩聚反应制得，11-氨基十一烷酸是具有一个胺和一个羧基的双官能单体并且是蓖麻子的油。适用于制造多个轮辐的市售尼龙11的实例是由阿科玛(Arkema)生产的RILSAN。

PA 612聚酰胺是本领域公知的共聚物，其是6-碳二胺和12-碳二酸的共聚物，即它是1,6-己二胺和1,12-十二烷二酸的缩聚产物。适用于制造多个轮辐的市售尼龙612的实例包括由赢创(Evonik)生产的VESTAMID DX9302和VESTAMID DX9304。

表1提供了这些合适的尼龙材料的物理特性。

表1-合适的聚酰胺材料的实例

1–根据ISO 527-2测定的在23℃和50％相对湿度下的条件拉伸模量

2–根据提供与ISO XXXXW相似的结果的方法测定的在23℃下的疲劳度

3–测试停止在>800万次循环下，没有任何故障的迹象

4–根据ISO 62在23℃和50％相对湿度下测量的吸水率

5–根据ISO 1183在23℃下测量的干燥聚酰胺产品的密度

可选地，存在不适合于制造本文所公开的非充气轮的多个轮辐的聚酰胺材料的几个实例。在没有表达解释某些聚酰胺材料失败的理由的情况下，应该指出，至少其中一些具有优异的物理特性，只是它们不能满足抗疲劳性规格。其他不适合，因为它们不满足吸水规格。

例如，PA 6、PA 66和PA 46材料不适合用作聚酰胺，因为它们的吸水性能过高。由于具有高吸水率，条件测量值和干测量值之间的拉伸模量差异太大，这将影响非充气轮在不同操作环境条件下的性能，例如高相对湿度的热带操作环境和低相对湿度的沙漠操作环境。

如本领域所公知的，PA 6是通常通过己内酰胺(六碳环)的开环聚合反应形成的聚合物。由于PA 6是6碳环聚合反应的结果，因此将其命名为PA 6。PA66是六亚甲基二胺与己二酸(己烷二酸)的缩聚反应，因此是六碳二胺与六碳二酸的聚合产物。PA 46是1,4-丁二胺与己二酸的缩聚反应产物，因此是四碳二胺与六碳二酸的聚合产物。

表2提供了不适合用于制造多个轮辐的这些聚酰胺的实例的物理特性，因为它们的吸水率(根据ISO 62测定)过高，并且ISO 1183测定的密度高于期望的。GRILON聚酰胺可从EMS-Grivory获得，而STANYL聚酰胺可从DSM(总部位于荷兰)获得。

表2–选定聚酰胺的物理性质

	GRILON AS/2	GRILON BS	STANYL HGR1
				聚酰胺类型	PA66	PA6	PA46
拉伸模量，MPa	1700	1000	1200
				密度，g/cm³	1.14	1.13	1.18
吸水率，％	2.0	3.0	3.2

测试程序与表1所示的性能所用的相同。尽管表2中所示的这些选定的聚酰胺的条件拉伸模量是合适的，但由于它们的高吸水性能和它们的高于期望的密度，因此这些聚酰胺也不适合。尽管这些聚酰胺在聚酰胺的许多应用中被广泛使用，但是它们对于制造用于本文所公开的非充气轮的多个轮辐不是有用的。

还有另一类聚酰胺也不是合适材料。这些聚酰胺包括无定形的透明聚酰胺，其具有高的Tg，但未达到抗疲劳性规格。虽然这些材料具有出色的条件拉伸模量和可接受的密度，但由于它们不耐疲劳，因此不是适合的尼龙。

这种材料的一个实例是PA12/MACMI共聚物和PA12/MACM共聚物。这些材料的实例由EMS-Grivory生产，商品名分别为GRILAMID TR55和GRILAMID TR90。PA12/MACMI是月桂内酰胺与3,3'-二甲基-4,4'-二氨基-二环己基甲烷和间苯二甲酸的共聚物。PA12/MACM是仅3,3'-二甲基-4,4'-二氨基-二环己基甲烷和十二烷二酸的共聚物。

表3提供了这些聚酰胺的物理特性，这些聚酰胺由于其差的抗疲劳破坏性性能而不适用于制造多个轮辐。测试程序与表1所示的性能所用的相同。

表3–选定聚酰胺的性能

	GRILAMID TR55	GRILAMID TR90
			聚酰胺类型	PA12/MACMI	PA12/MACM
拉伸模量，MPa	2200	1600
			密度，g/cm³	1.06	1.00
吸水率，％	1.5	1.5
			疲劳度，循环次数	<30,000	<507,000

对于单独创建形成多个轮辐的轮辐，如在轮辐实施例300'中所示，轮辐可以是本文所公开的合适的聚酰胺注塑成型的。

如在本文中的权利要求书和说明书中所使用的术语“包括”、“包含”和“具有”应被视为指示可以包含未指定的其它要素的开放群组。如在本文的权利要求书和说明书中所使用的术语“基本上由……组成”应视为指示可以包含未指定的其它要素的部分开放群组，只要那些其它要素并不在基本上改变所要求的发明的基本和新颖特性即可。术语“一(a/an)”和词的单数形式应理解为包含相同词的复数形式，以使得所述术语意味着提供一个或多个某物。术语“至少一个”与“一个或多个”被可互换地使用。术语“一”或“单”应用于表明意欲为一个且仅一个某物。类似地，在预期具体数目的事物时使用其它具体整数值(如“两个”)。术语“优选地”、“优选”、“偏好”、“任选地”、“可能”以及类似术语用于指示所提及的项、条件或步骤是本发明任选(非必需)的特征。描述为“介于a与b之间”的范围包含“a”和“b”的值。

从前述描述中应理解，可以在不脱离本发明的真正精神的情况下对本发明的实施例作出各种修改和改变。仅出于说明的目的提供前述描述，且不应以限制意义对其加以解释。仅由所附权利要求书的语言限制本发明的范围。

Claims

1.一种非充气轮，所述非充气轮限定旋转轴线并限定轴向、径向和周向方向，所述非充气轮包括：

外带，所述外带具有对应于地面接触表面的接触面，并且所述外带在正常工作期间在接触面中具有外带的预定挠度；

轮毂；以及

多个轮辐，

其特征在于：当轮辐附接到轮毂时，每个轮辐具有对应于轮的设计负荷下的径向位移，所述径向位移等于或大于所述外带的预定挠度，其中所述多个轮辐由聚酰胺材料制成，其具有根据ISO-527-2测定的600MPa至3000MPa之间的条件拉伸模量，在ISO 62下在23℃和50％相对湿度下测定的不超过1.5％的平衡水分含量，以及在ASTM D7774下测定的至少可以承受一百万次循环的抗疲劳破坏性。

2.根据权利要求1所述的非充气轮，其中所述多个轮辐各自拥有v形几何形状。

3.根据权利要求2所述的非充气轮，其中所述多个轮辐中的每一个与邻近轮辐嵌套，使得所述轮辐的凸起延伸经过在所述邻近轮辐与所述轮毂的连接点和所述邻近轮辐与所述外带的连接点之间绘制的竖直线。

4.根据前述权利要求中任一项所述的非充气轮，其中所述多个轮辐通过位移至所述轮的设计负荷条件具有几乎线性的刚度。

5.根据权利要求1所述的非充气轮，其中所述轮辐的所述位移是在所述轮辐的中立状态和所述多个轮辐附接到所述轮毂和所述外带而所述轮不经受负荷的状态之间测得的所述位移，其中所述轮辐的所述中立状态是在所述轮辐从所述轮毂和所述外带脱离时呈现的形状。

6.根据权利要求1所述的非充气轮，其中所述外带的所述挠度是以下两个长度之间的差的量度：未负荷状态下所述轮的旋转轴线和外带上的点之间的第一长度；以及负荷状态下所述轮的旋转轴线与的外带上的所述点之间的第二长度，该量度在接触面中点测量。

7.根据权利要求1所述的非充气轮，其中所述多个轮辐中的每一个在中立状态下具有为所述轮辐的中立高度的至少75％的周向长度，所述周向长度根据从离到轮毂的连接和到外带的连接之间绘制线到轮辐的凸起的前部的周向距离测得。

8.根据权利要求7所述的非充气轮，其中所述多个轮辐中的每个轮辐的周向长度在张紧状态下的周向长度为所述轮辐的张紧高度的周向长度的至少25％。

9.根据权利要求1所述的非充气轮，其中所述轮辐具有v形几何形状，使得每个轮辐在大致等于设计负荷下的外带挠度的距离上径向弯曲时具有几乎线性的刚度。

10.根据权利要求1所述的非充气轮，其中所述聚酰胺材料的条件拉伸模量在1000MPa至2000MPa之间。

11.根据权利要求1所述的非充气轮，其中所述聚酰胺材料的抗疲劳破坏性能够承受至少800万次循环。

12.根据权利要求1所述的非充气轮，其中所述聚酰胺材料的密度在23℃下根据ISO1183测定为不大于1.10g/cm³。

13.根据权利要求1所述的非充气轮，其中所述聚酰胺选自PA 12、PA 11、PA 612及其组合。