CN112533767A - 弹性复合结构支撑件 - Google Patents

Abstract

一种用于将两个表面连接在一起的改进的弹性复合结构，其中所述结构包括连接到所述两个表面中的一个的弹性接头体和在所述弹性复合结构的一端处的至少一个加强膜，其中加强膜缠绕弹性复合结构的端部，使得加强膜的一端沿着弹性复合结构的一侧定位，而加强膜的另一端定位在弹性复合结构的相对侧上。

Description

弹性复合结构支撑件

技术领域

本发明的主题涉及一种用于轮胎的支撑结构。

发明内容

本发明的方面和优点将在下面的描述中部分地阐述，或者可以从描述中变得显而易见，或者可以通过实施本发明而获知。

至少一个实施例公开了一种复合弹簧，该复合弹簧包括弹性体和具有比该弹性体相对更高的弯曲刚度的第二材料，该复合弹簧具有由第二材料构成的第一铰链侧和第二铰链侧，以及由弹性体构成的接头体，其中包括第一铰链侧和第二铰链侧的第二材料是不连续的，或者通过连接第一铰链侧和第二铰链侧的接头体彼此分开。

根据前述段落的至少一个实施例，其中所述弹性体是弹性橡胶。

根据前述两个段落中任一个的至少一个实施例，其中所述第二材料是刚性复合材料，例如玻璃纤维增强树脂。

根据前述三个段落中任一个的至少一个实施例，其中所述复合弹簧形成用于轮胎的支撑元件。

根据前述段落的至少一个实施例，其中所述支撑结构是非充气轮胎中的轮辐。

至少一个实施例公开了一种用于轮胎的轮辐，该轮胎附接到轮毂，该轮毂包括外胎面带、第一轮辐元件、第二轮辐元件以及连接所述第一轮辐元件和所述第二轮辐元件的接头体，其中所述接头体包括弹性材料，该弹性材料被布置成使得第一轮辐元件和第二轮辐元件在至少第一弯曲平面中可偏转，其中第一轮辐元件和第二轮辐元件被设置在轮毂与外胎面带之间。

参考以下描述和所附权利要求，将更好地理解本发明的这些和其他特征、方面和优点。结合在本说明书中并构成本说明书一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。

附图说明

在参考附图的说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本发明的完整且可行的公开，包括其最佳模式，其中：

图1提供了本发明示例性实施例的横向侧视图，其中多个弹性复合结构被构造为在标称载荷条件下形成轮胎的一部分的轮辐。

图2提供了本发明的示例性实施例的横向侧视图，其中多个弹性复合结构被构造为在大于标称载荷条件下形成轮胎的一部分的轮辐。

图3提供了被构造为轮辐的本发明的示例性实施例的透视图。

图4提供了轮辐的示例性实施例的正视图。

图5提供了沿图4的线5-5截取的截面图，其示出了示例性实施例的赤道截面图。

图6提供了形成轮胎的一部分的本发明的实施例的截面图，该实施例处于未加载状态(实线显示)和压缩下的标称载荷条件下(虚线显示)。

图7提供了形成轮胎的一部分的本发明的实施例的截面图，该实施例处于未加载状态(实线显示)并且张力下的标称载荷条件下(虚线显示)。

图8提供了本发明的轮辐的示例性实施例的透视图，其中部分被去除以示出该实施例的包括加强件位置和取向的部件。

图13示出了本发明的另一示例性替代实施例的赤道截面图。

图14示出了本发明的轮辐的替代示例性实施例的透视图，其中部分被去除以示出该实施例的包括加强件位置和取向的部件。

图15提供了用于形成本发明的轮辐实施例的模具的示例性实施例的透视图。显示了弹性复合结构的部件，其中一些部件的一部分弹性材料被去除以显示加强件位置和取向。

图16提供了用于非充气轮胎的轮辐的替代示例性实施例的透视图，其中鼻部具有两个加强膜，每个加强膜均包括以+/-45度角定向的编织加强帘线。

图17提供了示例性替代实施例的横向侧视图，其示出了加强膜在轮辐的径向内脚和径向外脚中的替代放置。

图18提供了轮辐的示例性实施例的透视图，其中径向内脚和径向外脚的加强膜的帘线以+45度角和-45度角放置。

图19提供了轮辐的替代示例性实施例的透视图。

图20提供了轮辐的另一替代示例性实施例的透视图。

图21提供了加强膜帘线取向的实施例的一部分的正视图。

图22提供了加强膜帘线取向的另一个实施例的一部分的正视图。

图23提供了加强膜帘线取向的实施例的一部分的正视图，其中多个膜彼此叠置。

图24提供了加强膜帘线取向的另一实施例的一部分的正视图，其中多个膜彼此叠置。

在不同附图中使用相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。

具体实施方式

本发明提供了一种用于弹性支撑载荷的机械结构。出于描述本发明的目的，现在将详细参考本发明的实施例和/或方法，在附图中或与附图一起示出其一个或多个实例。通过举例说明本发明而不是限制本发明来提供每个实例。实际上，对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可以对本发明进行各种修改和变化。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征或步骤可以与另一实施例或步骤一起使用，以产生另外的实施例或方法。因此，本发明旨在覆盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的这种修改和变化。

对于本公开，以下术语定义如下：

在附图中，“轴向”或字母“A”是指在其沿路面行进时平行于例如剪切带、轮胎和/或车轮的旋转轴线的方向。

在附图中，“径向”或字母“R”是指与轴向正交并且在与从轴向正交地延伸的任何半径相同的方向上延伸的方向。

“赤道面”是指垂直于旋转轴线通过并且将外胎面带和/或车轮结构平分的平面。

附图中的“周向”或字母“C”是指与轴向正交且与径向正交的方向。

附图中的“向前行进方向”或字母“F”是指出于美学和/或性能原因轮胎被设计成主要行进的方向。沿不同于向前行进方向的方向行进是可能的和预期的。

附图中的“旋转方向”或字母“D”是指出于美学和/或性能原因轮胎被设计成主要旋转的方向。在与旋转方向相反的方向上的旋转是可能的和预期的。

“径向平面”是指垂直于赤道平面并穿过车轮的旋转轴线的平面。

“横向”或字母“L”表示与赤道平面正交的方向。

如本文所用，“弹性材料”或“弹性体”是指表现出类似于橡胶的弹性的聚合物，例如包含橡胶的材料。

如本文所用，“弹性”是指包含弹性材料或弹性体的材料，例如包含橡胶的材料。

如本文所用，“内部角”或“内角”是指在两个表面之间形成的大于0度但小于180度的角度。锐角、直角和钝角都被认为是这里使用的术语“内角”。

如本文所用，“外部角”或“外角”或“反射角”是指两个表面之间形成的大于180度但小于360度的角度。

“可偏转”是指能够弹性弯曲。

“标称载荷”或“期望设计载荷”是结构被设计为承载的载荷。更具体地，当在车轮或轮胎的上下文中使用时，“标称载荷”是指车轮或轮胎被设计成承载和在其下操作的载荷。标称载荷或期望设计载荷包括高达并包括制造商规定的最大载荷的载荷，在车辆轮胎的情况下，通常由轮胎侧面的标记来指示。结构可能会承受超过标称载荷的载荷条件，但可能会导致结构损坏，加速磨损或性能降低。小于标称载荷但大于空载状态的载荷条件可以被认为是标称载荷，尽管偏转可能小于标称载荷下的偏转。

基于ASTM标准D412在哑铃形测试件上在23℃的温度下以10％(MA10)测量“模量”或“伸长模量”(MPa)。测量是在第二次伸长中进行的；即在适应周期之后。这些测量是基于测试件的原始横截面的正割模量，单位为MPa。

图1示出了本发明的示例性实施例的横向侧视图，其中多个弹性复合结构被构造为轮辐100并且被附接到形成轮胎10的一部分的外胎面带200上。轮胎10可以被结合到车轮中。例如，轮胎10可以是具有轮毂12的非充气车轮的一部分，轮毂12附接到客运车辆，从而允许车辆在地面上滚动。其他目的和车辆可以结合本发明，包括但不限于：重型卡车、拖车、轻型卡车、越野、ATV、公共汽车、飞机、农业、采矿、自行车、摩托车和客车轮胎。这种非充气车轮将具有轮毂12，该轮毂12具有径向外表面，该径向外表面具有绕中心轴线20的旋转轴线。轮胎10可以通过多种方法中的任一种附接到轮毂10，例如，通过机械紧固件，例如螺栓、螺钉、夹具或狭槽，和/或通过粘合剂(例如氰基丙烯酸酯、聚氨酯粘合剂)和/或通过其他粘合材料或其组合。

文中示出的轮胎10具有旋转轴线20，轮胎10绕该旋转轴线旋转。在该示例性实施例中，外胎面带200的径向外表面230与轮胎在其上滚动的地面30相接。在标称载荷下，轮胎的轮辐100随着轮胎进入和离开接地面而弯曲。当轮辐在接地面外绕轴线20旋转时，在轮辐100中发生较小的偏转，但是大部分偏转在轮辐100进入、离开并穿过接地面时发生。

该示例性实施例100的每个轮辐均具有用作弹性铰链的“鼻部”部分130。“鼻部”部分130是连接形成轮辐的径向内部的支撑元件和形成轮辐的径向外部的支撑元件的弹性接头体。轮辐100的支撑元件最初相对于彼此成一定角度定位。尺寸小于180度的轮辐支撑元件之间的角度是内角，尺寸大于180度的轮辐支撑元件之间的角度是外角。弹性接头由附接到每个轮辐支撑元件的弹性体构成，并且定位在内角侧上的轮辐元件的侧面上。

轮辐的径向内部具有连接到另一表面的径向内脚112，该另一表面在本实施例中是轮毂12的径向外表面。在本实施例中，径向内脚112由将径向外部支撑件连接到轮毂12的弹性接头体构成。轮辐100的径向外部具有径向外脚114，其由另一弹性体构成，该另一弹性体将外部支撑元件连接到又另一表面，在本实施例中该又另一表面是外胎面带200的径向内表面。

在所示的示例性实施例中，胎面带200包括弹性体材料并且允许变形以在接地面中形成平面覆盖区。在所示的示例性实施例中，轮辐100的径向外脚114附接到胎面带200的径向内表面202，并附接到支撑元件的与鼻部130相反的一侧。在所示的示例性实施例中，轮辐通过氰基丙烯酸酯粘合剂粘合就位。在其他实施例中，轮辐可以通过诸如氨基甲酸酯粘合剂的其他粘合剂来附接，或者可以通过其他方法来附接，包括通过将弹性体材料粘附在一起，例如通过使用生橡胶并将橡胶成分固化在一起，或者使用在固化或部分固化的橡胶组分之间的生胶带。在一些实施例中，外胎面带200也可以具有加强件以帮助在轮胎周围周向承载负载。

对于该特定实施例，轮胎100的尺寸为205/55R 16，且胎面的横向宽度为约165mm。

图2示出了构造为车轮10中的轮辐的本发明的示例性实施例，其中该实施例的负载超过其标称负载。在此特定情况下，轮胎负载有1000kg质量负载(约9800N力)。在这种情况下，偏转超过20mm，并导致轮辐鼻部分130和轮辐脚部分110之间的接触。在这种情况下，鼻和脚部分充当“缓冲挡块”，给轮辐的腿部卸载。在这种情况下，各个轮辐100可以在它们进入、离开和/或行进穿过接地面时彼此接触。接触被示为发生在鼻部分130与径向外脚部114之间，在此处轮辐进入接地面，并且接触被示为发生在鼻部分130与径向内脚部112之间，在此处轮辐离开接地面。虽然单个轮辐可能会与相邻的轮辐发生接触，但在这种情况下，一部分负载可能会通过径向内脚112、通过轮辐130的鼻部、通过径向外脚114和通过外胎面带200到达地面30。在某种意义上，所示本实施例的轮辐的形状可以充当“缓冲挡块”，以防止对将脚112、114与轮辐的鼻部130连接的轮辐的支撑元件或腿造成结构损坏。超过标称负载的这种负载条件可能会因超载而导致车辆过载，或者如果轮胎在高速行驶时遇到障碍物(例如路边石)，则可能发生这种情况。尽管该特定实施例以这种特定方式运行，但是本发明的其他实施例可以不同地运行，并且可以显示或不显示“缓冲挡块”质量。

在所示的实施例中，外带200具有加强件210以加强外带。胎面230设置在外带200的径向外表面上。在该特定实施例中，加强件为周向取向的纤维增强复合材料的形式。在其他实施例中，诸如金属的其他材料可以用作加强件以加强结合。在这种金属加强的外带结构中，金属可以采取绕轮胎10的旋转轴线20的一根或多根电缆的形式。

图3提供了轮辐100的实施例的透视图。在该特定实施例中，轮辐在轮辐的横向(L)方向上保持相似的截面轮廓。可以看出，脚110、径向内支脚112和径向外脚114均提供了到轮毂12和车轮10的外带200的附接点。在径向内脚112的径向内端处沿圆周方向的加宽提供了用于附接(例如粘附、结合和/或机械地)到轮毂12上的圆周宽表面122。加强膜600位于径向内脚112的周向狭窄部分上。同样地，在径向外脚114的径向外端处沿周向加宽提供了周向宽表面124，用于附接(例如粘附、结合和/或机械地)到外胎面带200。加强膜620位于径向外脚114的周向狭窄部分。在所示的实施例中，径向内表面122和径向外表面124被示出为在轮辐的圆周方向上略微弯曲，以在轮辐在相应位置中附接的位置处匹配轮毂的曲率半径和外带200的径向内表面202。替代地，径向内表面122和径向外表面124的表面在轮辐的圆周方向上也可以是平坦的。

替代实施例可以仅在轮辐100的径向外部具有加强膜620。在其他替代实施例中，加强膜可以仅在轮辐的径向内部处。

所示实施例的轮辐100的鼻部或另称为“接头体”130由弹性体材料构成，并用于连接第一支撑元件和第二支撑元件，这里分别包括径向内腿142和径向外腿144。鼻部在径向内腿142和径向外腿144之间沿周向变厚。加强膜640位于轮辐的接头主体130的周向狭窄部分处。加强膜640沿着径向外腿144的长度的至少一部分延伸，并且沿着径向内腿142的长度的至少一部分延伸。在该实施例中，轮辐的圆周方向应理解为与车轮10的圆周方向相同。参考本实施例中所示的单个轮辐，圆周方向通常与径向和横向均正交。

可以看出，在所示的实施例中，径向内腿142略短于径向外腿142。当轮辐穿过接地面时，长度的这种差异适应半径的变化，使相邻轮辐“嵌套”的可用空间最大化。

图4示出了轮辐在圆周方向上的正视图。径向内表面具有第一突起和第二突起166、168，其形成在横向方向上弯曲的径向内表面122。这导致轮辐100的横截面在横向上略微变化。在替代实施例中，轮辐100可以在横向方向上保持相同的横截面，否则沿轮辐100的径向内表面没有突起166、168。

图5示出了轮辐100的主要部件的实施例的截面图。所示实施例的轮辐100由用于构造常规橡胶充气子午线轮胎的普通类型的橡胶，聚酯帘线材料和玻璃纤维增强树脂组成。替代地，可以使用其他材料，包括芳族聚酰胺、棉、尼龙或人造丝、或这种帘线的组合、或包括这种材料的组合的帘线。

在所示实施例中使用的橡胶包括在径向内弹性接头体112和径向外弹性接头体114的区域中模量为4.8MPa的相对软的橡胶。每个弹性体接头体112、114分别被附接到径向内腿142和径向外腿144。径向内腿142和径向外腿144被构造成赋予它们挠曲刚度，即，当轮辐100处于压缩或拉伸下时允许它们弹性变形。径向外腿144的径向外端148被附接到弹性接头体114，但在其它情况下是“自由的”，并且当轮辐被拉伸或压缩时可以移动以压缩或拉伸弹性接头体114。同样地，径向内腿142的径向内端146被附接到弹性接头主体112，但是在其它情况下是“自由的”，并且当轮辐100处于压缩或张力下时可移动以压缩或拉伸弹性接头体112。径向内弹性接头体112在其附接的毂12附近沿周向变厚。在所示的实施例中，弹性接头体112向外张开，形成最靠近毂10的突起116。同样，径向外弹性接头体114在其所连接的外带200附近沿圆周变得更厚。在所示的实施例中，弹性接头体114向外张开，形成最靠近外带200的突起118。

在所示实施例中，膜132、640用于增强轮辐100的鼻部130。所示实施例的膜结构132由聚酯纤维构成，该聚酯纤维由1100×2帘线制成，步幅约1mm和拉伸模量约3,750MPa。这种加强纤维类似于充气轮胎的径向帘线中通常使用的加强纤维。围绕膜加强件的橡胶的模量为约5MPa。对于所示的实施例，这种橡胶是用于构造常规充气子午线轮胎的类型。可替代地，可以使用其他膜加强材料，包括使用其他材料的帘线，例如芳族聚酰胺、棉、尼龙或人造丝、或这种帘线的组合、或包括这种材料的组合的帘线。或者，增强步幅、长丝数、帘线数和直径可以有所不同。在所示的实施例中，加强膜132延伸轮辐的高度的约五分之一，大体与大致三角形的鼻部弹性体接头体136共同延伸。在所示的实施例中，弹性体接头体136在径向内轮辐腿和径向外轮辐腿142、144之间的中间部分附近在圆周方向上增厚并向外张开，在弹性接头主体136的中点附近形成突起138。

示例性实施例的加强膜640、132的加强帘线沿着膜的长度相对于径向方向大致以+45度和-45度定向。换句话说，如果在膜的表面上沿径向方向绘制线，则帘线将相对于该线以+45度角和-45度角定向。在替代实施例中，其他角度是可能的，并且在其他实施例中，加强膜640的帘线可以以0度定向。在替代实施例中，帘线可以仅沿单个角度倾斜，例如仅成+45度，或者如果以多个角度倾斜，例如成+30度和-60度。

轮辐100的腿142、144由被橡胶围绕以形成膜的纤维增强塑料加强件构成。腿膜142、144具有约140,000N-mm²的抗挠刚度。在该特定实施例中，长丝的直径为约1mm，步幅为间隔约2mm。所示的特定实施例的长丝是通过拉挤成型形成的玻璃增强树脂。该实施例的长丝具有约10MPa的模量。或者，可以使用其他加强件，包括碳纤维，例如石墨环氧树脂、玻璃环氧树脂或芳族聚酰胺增强树脂或环氧树脂或其组合。也可以使用未增强的塑料加强件或金属加强件，只要它们具有足够的抗挠刚度以承受要支撑的标称载荷。或者，可以使用膜和加强件的其他间隔和其他直径。与包括轮辐100的其他部件相比，轮辐100的腿142、144具有相对大的刚度。腿142、144弹性地抵抗作用并且具有大的弯曲刚度，从而允许轮辐的鼻部130用作将径向内腿142与径向外腿144连接的接头体。脚112、114用作第二和第三接头体，将径向内腿142连接到轮毂，并将径向外腿144与外带200连接。

径向内脚112处的加强膜600和径向外脚114处的加强膜620增强径向内脚112和径向外脚114的周向狭窄部分或“跟”部分。在轮辐的压缩期间，脚的跟部分表现出张力。加强膜有助于增强该部分并减少裂纹形成和扩展，从而允许将较低滞后“较软”橡胶用于脚112、114的弹性体。此类“较软”橡胶通过降低滚动阻力来改善轮胎的整体性能。如果连接到车辆，则可提高能量效率。还可以选择加强膜的橡胶，以提供对外带和/或轮毂的更好的粘附，从而减少或消除轮辐从外部带和/或轮毂的任何脱离。

图6示出了附接至外胎面带200和轮毂12并且形成轮胎10的一部分的轮辐100的示范性实施例的局部横向截面图。在所示的特定实施例中，在外胎面带200的内周周围附接有64个轮辐。在标称载荷条件下，对于此处所示的示例性实施例215/45R17尺寸轮胎的轮胎，轮胎从未负载状态偏转20mm。在该示例性实施例中，使用500kg质量载荷(约4,900N力)来近似轮胎的标称载荷条件。

当轮辐100径向向内变形时，在径向外脚114和径向内脚112之间受到压缩，鼻部130的弹性接头体136在轮辐的径向内脚142和径向外脚144之间受到压缩。径向外脚114的径向外部弹性接头体114沿着最靠近鼻部130的部分受到压缩，并且在弹性接头体114的远侧部分受到拉伸。

类似地，在径向内脚112处，当轮辐100径向向内变形时，径向内脚112的弹性接头体112沿最靠近鼻部130的部分受到压缩，并在弹性接头体112的远端部分上受到拉伸。

图6中的虚线示出轮辐100'在径向外脚114'和径向内脚112'之间经受压缩。受压缩的轮辐100'示出为定位成使得轮毂配合表面122、122'固定就位，同时径向外部114、114'径向向内移位。这样，可以观察到，当轮辐被压缩时，径向内腿142、142'的径向内部部分146、146'被加强膜600、620约束而不能径向向外移位，使得径向内腿142'的径向内部部分146'被抑制相对于径向内部112'的径向内表面122'径向向外移动。同样地，当轮辐被压缩使得径向外部144'的径向外部148'被抑制相对于径向外脚114'的径向外表面124'径向向内移动时，抑制在径向外脚114、114'处发生类似的移位，同时阻止径向外腿144、144'的径向外部148、148'径向向内移位。阻止径向外腿144、144'的径向外部148、148'和径向内腿142、142'的径向内部146、146'移位的轮辐的构造在本文中被称为具有“受约束的”或“不自由的”轮辐端。

本实施例的鼻部130具有加强膜132，该加强膜132限制径向外轮辐144的径向内部和径向内轮辐142的径向外部，从而当轮辐处于压缩状态时，限制它们彼此远离地移位。当轮辐100被压缩时，弹性体接头主体136受到压缩。可以观察到，当轮辐100被压缩时，弹性体接头主体136的离加强膜132最远的部分径向收缩。不允许径向外腿144的径向内部部分和径向内腿142的径向外部部分移位的轮辐的构造在本文中可称为“受约束的”或“不自由的”。

图7示出了当处于张力中使得径向外脚114、114”远离径向内脚112、112”移位时的相同实施例。轮辐100通常以实线示出为未载荷，并且轮辐100'也以虚线示出处于张紧状态。请注意，如图所示，当轮辐受到压缩时，脚112、112”、114、114”的部分在轮辐受压缩时如何受压。同样，如图所示，当轮辐受到压缩时，经受张力的脚112、112”、114、114”的弹性接头体的部分在轮辐受到压缩时也受到压缩。鼻部130、130”的弹性接头体136、136”在最靠近轮辐100、100”的脚112、112”、114、114”的部分中经受张力。

图5、图6和图7所示的实施例各自示出了在鼻部弹性体接头体136的周向较宽部分上的突起138。在其他实施例中，可以减小或消除该突起，例如图3所示。

图8示出了轮辐实施例的透视剖视图。示出了鼻加强膜132的加强件134的部分，还示出了腿140的细长腿加强件146的一部分以及脚加强膜的脚加强件的一部分。鼻膜的加强帘线相对于膜的表面以+45度角和-45度角定向，并缠绕在轮辐100的鼻部130周围。在该实施方案中，加强膜的帘线是交织的。在其他实施例中，帘线可以以不同角度放置并且不交织，或者在其他实施例中，它们可以具有相同角度。在其他实施例中，加强膜也可以彼此叠置，每个加强膜具有相似的帘线角或不同的帘线角。支撑元件140的加强件146被示为大致沿支撑元件140的长度在径向方向上定向的细长的加强件。

图13示出了其中存在鼻加强膜的替代实施例的截面图。此处，当轮辐受到压缩时，鼻部130的弹性体接头体136的离脚112、114最远的部分被允许在径向方向上伸展开，很像弹性体接头体112、114的离轮辐100的鼻部130最远的部分。因此，在该实施例中，径向外支撑元件144的径向内端是“自由的”。在该特定实施例中，鼻部130的弹性接头主体136没有任何细长的加强件。

图14示出了轮辐实施例的透视剖视图。示出了腿140的细长腿加强件146的部分。支撑元件140的加强件146被示为大致沿支撑元件140的长度在径向方向上定向的细长的加强件。本实施例的加强件146是拉挤玻璃树脂复合材料。

图15示出了用于制造单个轮辐100的模具400、410、420、430、440、450、460的分解透视图。当将轮辐部件放置到模具中时，示出了它们被分离。某些轮辐部件显示出加强纤维和帘线的方向。例如，在该部件的局部剖视图中示出了鼻部加强膜132的帘线加强件134。在该实施例中，加强件被示出为相对于加强膜132的宽度以+45度和-45度彼此平行和垂直地延伸。这里，加强件膜帘线134被示出为是交织的。示出了两个鼻部加强膜132、133，其中外部加强膜133示出为具有较短的宽度。示出了两个腿140、142、144，并且示出了径向内腿142的局部剖视图，其示出了彼此平行并且沿着径向内腿140的宽度定位的复合玻璃树脂加强件146。还示出了径向内脚112和径向外脚114的加强膜600、620。虽然腿140的加强件146是弹性挠性的，但是鼻部加强膜132、133、640以及径向内脚加强膜600和径向外脚加强膜620的纤维加强件134足够挠性以在模制周围橡胶基质材料时永久变形。

一旦将各种未固化的部件放置在模具底部410上的适当位置，就将模具400闭合并固定。在此，模具通过孔470用螺钉紧固件闭合，并固定到模具部件的孔470的螺纹部分。紧固件的紧固施加压力，或/和在固化过程中可以向模具顶部施加附加压力。模具400的加热加热了橡胶内的橡胶组分并使橡胶固化，将橡胶组分粘合在一起，并形成具有优异的弹性品质且具有足够耐久性的复合轮辐，以用作汽车非充气轮胎中的结构元件。弹性复合结构的其他用途可包括隔振安装件，例如马达安装架、传动安装件或座位安装件，或用作弹性铰链以允许一个物体相对于另一物体移动，否则通过弹性复合结构连接。

图16示出了替代实施例的透视剖视图，其中内鼻部加强膜132、640包裹在支撑元件140的侧向边缘141上。加强膜132主要位于支撑元件的第一侧145上，并且加强膜132的横向端部缠绕在支撑元件140的横向边缘141周围并且沿着支撑元件140的第二侧147设置。加强膜640的横向端部的这种缠绕有助于加强支撑元件140和包含在其中的加强件146，特别是靠近横向边缘141的那些。

图17示出了替代实施例，其中位于径向内脚112和径向外脚114处的加强膜600、620被定位成使得每个加强膜600、620的第一端602、622沿着相关联的支撑元件140的第二侧147定位并附接至其上，以及每个加强膜600、620的第二端604、624定位在支撑元件140的与支撑元件140的第一侧145相同的一侧上。在该特定实施例中，加强膜600、620的第二端604、624邻近支撑元件140定位，即在弹性体和支撑元件140之间。在替代实施例中，例如图18所示的实施例，第二端604、624可以定位在弹性体与第一表面之间，例如外胎面带的内表面，或者在弹性体与第二表面之间，例如轮毂的外表面。

图18示出了一个实施例，其中径向内脚112和径向外脚114的加强膜600、620的帘线以约+45度角和约-45度角定向，该角度被测量为其中0度在径向方向上沿着支撑元件的长度定向并且90度在轮辐的横向方向上定向，如图所示。除非本文另外定义，否则本文中所使用的术语“约”应理解为是规定值的+或-10％，或者在涉及角度的测量时，+或-10度。

图19示出了替代实施例，其中径向内脚112和径向外脚114的加强膜600、620的帘线以约+0度的角度定向，该角度被测量为其中0度在径向方向上沿着支撑元件的长度定向并且90度在轮辐的横向方向上定向，如图所示。

图19示出了替代实施例，其中径向内脚112和径向外脚114的加强膜600、620的帘线以约+60度的角度定向，该角度被测量为其中0度在径向方向上沿着支撑元件的长度定向并且90度在轮辐的横向方向上定向，如图所示。

图21示出了加强膜600的局部截面图，其中帘线以-45度角定向。应该理解，可以选择其他角度。当帘线以不同于平行于细长加强件140的角度定位时，如图所示，每个帘线与支撑元件140的多于一个细长加强件146重叠。这种重叠有助于将应力从一个细长加强件分散到另一个细长加强件。

图22示出了加强膜600的局部截面图，其中帘线以-45度角和+45度角定向并且帘线交织在一起。应该理解，可以选择其他角度。还应当理解，可以选择除所示的一种之外的其他交织模式。

图23示出了加强膜600的局部截面图，其中帘线以90度角和0度角取向并且帘线彼此叠置并且不交织。

图24示出了加强膜600的局部截面图，其中帘线以30度角和-65度角定向并且帘线彼此叠置并且不交织，从而帘线形成不对称图案。应该理解，可以选择其他角度。

还应当理解，对于任何加强膜，可以选择除仅两层以外的多层帘线，例如三层、四层、五层等。

在此示出和描述的轮辐的实施例的“v形”允许相邻的轮辐“嵌套”并且当径向偏转大约等于轮胎垂直偏转的距离时给出线性弹簧刚度。轮辐的嵌套可避免相邻轮辐在正常负载条件下发生碰撞。

本领域普通技术人员应该理解，轮辐的刚度可以通过调节“v形轮辐”的“v”的长度、组成材料模量和轮辐的内部结构来调节。

应该理解，在本发明的范围内可以使用其它腹板元件构造和几何形状，包括互连的腹板元件，例如它们可以形成蜂窝或其它图案的地方。虽然当弹性复合结构被配置为轮辐时，它们被配置为在横向方向上延伸跨过轮胎的宽度，但是应当理解，它们可以被配置为其他角度，例如与轮胎的横向方向成角度。例如，轮辐可以在轮胎的周向方向和横向方向之间的对角线上延伸。

所公开技术的方面的选定组合对应于本发明的多个不同实施例。应注意，本文所呈现和论述的示范性实施例中的每一个不应理解为对本发明主题的限制。作为一个实施例的一部分示出或描述的特征或步骤可以与另一个实施例的方面结合使用以产生另外的实施例。另外，某些特征可与未明确提及的执行相同或类似功能的类似装置或特征互换。

本文公开的尺寸和数值不应被理解为严格限于所述的精确数值。相反，除非另有说明，每个这样的尺寸旨在表示所述值和围绕该值的功能上等效的范围。例如，公开为“40mm”的尺寸意指“约40mm”。此外，本文公开的尺寸和值不限于指定的测量单位。例如，以英制单位表示的尺寸应理解为包括以公制和其它单位表示的等效尺寸(例如，公开为“1英寸”的尺寸旨在表示“2.5cm”的等效尺寸)。

如文中所使用的，术语“方法”或“过程”是指可以以不同于所示的其它顺序执行的一个或多个步骤，而不脱离当前公开的发明的范围。如文中所使用的，术语“方法”或“过程”可以包括至少由一个电子或基于计算机的装置执行的一个或多个步骤。步骤的任何顺序是示例性的并且不旨在将本文描述的方法限制为任何特定顺序，也不旨在排除添加步骤、省略步骤、重复步骤或同时执行步骤。如文中所使用的，术语“方法”或“过程”可以包括至少由一个电子或基于计算机的装置执行的一个或多个步骤，该装置具有用于执行这些步骤的指令的处理器。

术语“一”、“一个”和词语的单数形式应被认为包括相同词语的复数形式，使得该术语意味着提供一个或多个某物。术语“至少一个”和“一个或多个”可互换使用。描述为“在a和b之间”的范围包括“a”和“b”值。

除非明确排除或以其它方式限制，否则本文引用的每一文件(包括任何交叉引用或相关专利或申请)均以全文引用的方式并入本文中。任何文件的引用不是承认其是关于本文公开或要求保护的任何发明的现有技术，或者其单独或与任何其它参考文献或多个参考文献的任何组合教导，建议或公开了任何这样的发明。此外，就本文件中术语的任何含义或定义与以引用方式并入的文件中相同术语的任何含义或定义冲突而言，应以赋予本文件中所述术语的含义或定义为准。

Claims (15)

1.一种用于连接第一表面和第二表面的弹性复合结构，其包括：

具有第一端、第二端、第一侧和第二侧的支撑元件，其中所述支撑元件的所述第一端连接到所述第一表面并且所述支撑元件的所述第二端连接到所述第二表面；

将所述支撑元件的所述第一端连接到所述第一表面的弹性接头体，所述弹性接头体定位在所述支撑元件的所述第一侧上；

连接到所述支撑元件的所述第一端的加强膜，所述加强膜具有第一端和第二端，所述加强膜的所述第一端定位成邻近所述支撑元件的所述第二侧，且所述加强膜的所述第二端定位在所述支撑元件的与所述支撑元件的所述第一侧相同的侧上。

2.根据权利要求1所述的弹性复合结构，其中所述第一表面是外胎面带的内表面，所述第二表面是轮毂的外表面；所述轮毂、所述弹性复合结构和所述外胎面带形成车轮。

3.根据权利要求2所述的弹性复合结构，其中所述弹性复合结构形成从所述车轮的第一横向侧延伸到所述车轮的第二横向侧的轮辐。

4.根据权利要求1所述的弹性复合结构，其中所述加强膜由帘线构成。

5.根据上述权利要求中任一项所述的弹性复合结构，其中所述支撑元件由多个细长加强件构成。

6.根据权利要求5所述的弹性复合结构，其中所述加强膜的多个帘线跨过两个或更多个细长加强件。

7.根据权利要求6所述的弹性复合结构，其中所述加强膜的所述帘线是交织的。

8.根据上述权利要求中任一项所述的弹性复合结构，其中所述加强膜的所述第二端位于所述弹性接头体和所述支撑元件之间。

9.根据上述权利要求中任一项所述的弹性复合结构，其中所述加强膜的所述第二端位于所述弹性接头体和所述第一表面之间。

10.根据权利要求1所述的弹性复合结构，其中所述支撑元件进一步包括：

第一区段和第二区段，所述第一区段邻近所述第一表面定位并且所述第二区段邻近所述第二表面定位，所述第一区段具有所述第一端，所述第二区段具有所述第二端，两个区段具有所述第一侧，并且两个区段具有所述第二侧；

所述第一区段具有第一末端、第二末端、所述第一侧和所述第二侧，其中所述第一区段的所述第一末端连接到所述第一表面，其中所述第一末端与所述支撑元件的所述第一端相同；

所述第二区段具有第一末端、第二末端、所述第一侧和所述第二侧，其中所述第二区段的所述第二末端连接到所述第二表面并且所述第二区段的所述第一末端连接到所述第一区段的所述第二末端，其中所述第二末端与所述支撑元件的所述第二端相同；

将所述支撑元件的所述第二端连接到所述第二表面的第二弹性接头体，所述弹性接头体定位在所述支撑元件的所述第一侧上；

将所述第一区段的所述第二末端连接到所述第二区段的所述第一末端的第三弹性体接头体，所述第三弹性体膜定位在所述支撑元件的所述第二侧上；

连接到所述支撑元件的所述第二端的第二加强膜，所述第二加强膜具有第一端和第二端，所述第二加强膜的所述第一端定位成邻近所述支撑元件的所述第二侧，且所述第二加强膜的所述第二端定位在所述支撑元件的与所述支撑元件的所述第一侧相同的侧上。

11.根据权利要求10所述的复合加强结构，其中所述支撑元件进一步包括：

连接到所述支撑元件的所述第二端的第三加强膜，所述第三加强膜具有第一端和第二端，所述第三加强膜的所述第一端邻近所述支撑元件的所述第一侧定位，且所述第三加强膜的所述第二端邻近所述支撑元件的所述第一侧定位，所述第三加强膜将所述第一区段连接到所述第二区段。

12.根据权利要求10所述的弹性复合结构，其中所述支撑元件的所述第一区段由第一多个细长加强件构成，并且所述支撑元件的所述第二区段由第二多个细长加强件构成，其中所述第三弹性接头体位于所述第一多个细长加强件和所述第二多个细长加强件之间并沿着它们定位。

13.根据上述权利要求中任一项所述的弹性复合结构，其中所述弹性复合结构由橡胶构成。

14.根据权利要求5、6、7或12所述的弹性复合结构，其中所述第一多个细长加强件和所述第二多个细长加强件由玻璃纤维构成。

15.一种用于连接第一表面和第二表面的弹性复合结构，其包括：

具有第一端、第二端、第一侧和第二侧的支撑元件，其中所述支撑元件的所述第一端连接到所述第一表面并且所述支撑元件的所述第二端连接到所述第二表面；

将所述支撑元件的所述第一端连接到所述第一表面的弹性接头体，所述弹性接头体定位在所述支撑元件的所述第一侧上；

连接到所述支撑元件的所述第一端的加强膜，所述加强膜具有第一端和第二端，所述加强膜的所述第一端邻近所述支撑元件的所述第二侧定位，且所述加强膜的所述第二端定位在所述支撑元件的与所述支撑元件的所述第一侧相同的侧上；

第一区段和第二区段，所述第一区段邻近所述第一表面定位并且所述第二区段邻近所述第二表面定位，所述第一区段具有所述第一端，所述第二区段具有所述第二端，两个区段具有所述第一侧，并且两个区段具有所述第二侧；

所述第一区段具有第一末端、第二末端、所述第一侧和所述第二侧，其中所述第一区段的所述第一末端连接到所述第一表面，其中所述第一末端与所述支撑元件的所述第一端相同；

所述第二区段具有第一末端、第二末端、所述第一侧和所述第二侧，其中所述第二区段的所述第二末端连接到所述第二表面并且所述第二区段的所述第一末端连接到所述第一区段的所述第二末端，其中所述第二末端与所述支撑元件的所述第二端相同；

将所述支撑元件的所述第二端连接到所述第二表面的第二弹性接头体，所述弹性接头体定位在所述支撑元件的所述第一侧上；

将所述第一区段的所述第二末端连接到所述第二区段的所述第一末端的第三弹性接头体，所述第三弹性膜定位在所述支撑元件的所述第二侧上；

连接到所述支撑元件的所述第二端的第二加强膜，所述第二加强膜具有第一端和第二端，所述第二加强膜的所述第一端定位成邻近所述支撑元件的所述第二侧，并且所述第二加强膜的所述第二端定位在所述支撑元件的与所述支撑元件的所述第一侧相同的侧上；

连接到所述第一区段的所述第二端的第三加强膜，所述第三加强膜具有第一端和第二端，所述第三加强膜的所述第一端邻近所述支撑元件的所述第一侧定位并且所述第三加强膜的所述第二端邻近所述支撑元件的所述第一侧定位，所述第三加强膜将所述第一区段连接到所述第二区段；

其中所述支撑元件的所述第一区段由第一多个细长加强件构成，并且所述支撑元件的所述第二区段由第二多个细长加强件构成，其中所述第三弹性接头体在所述第一多个细长加强件与所述第二多个细长加强件之间并且沿着它们定位；

其中所述加强膜由嵌入橡胶中的帘线构成；

其中所述第一多个细长加强件和所述第二多个细长加强件由嵌入橡胶中的玻璃纤维构成；

其中所述弹性接头体由橡胶构成。

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