CN113195255A

CN113195255A - 具有内轮辋部件和外轮辋部件的轮胎轮辋组件

Info

Publication number: CN113195255A
Application number: CN201980081689.6A
Authority: CN
Inventors: 小大卫·G·阿卜杜拉
Original assignee: Bridgestone Americas Tire Operations LLC
Current assignee: Bridgestone Americas Tire Operations LLC
Priority date: 2018-11-14
Filing date: 2019-10-23
Publication date: 2021-07-30
Anticipated expiration: 2039-10-23
Also published as: EP3880491A4; CN113195255B; EP3880491B1; US20210387476A1; JP7174849B2; US11724539B2; WO2020101844A1; JP2022507225A; EP3880491A1

Abstract

本发明公开了一种用于轮胎的轮辋组件，该轮辋组件包括具有外环形表面和内表面的外轮辋。轮辋组件还具有带有外表面的内轮辋，其中外轮辋的内表面具有限定第一多个轴向脊的第一多个轴向沟槽。内轮辋的外表面具有限定第二多个轴向脊的第二多个轴向沟槽。第二多个轴向沟槽具有与第一多个轴向脊的横截面几何形状相对应的横截面几何形状，并且第二多个轴向脊具有与第一多个轴向沟槽的横截面几何形状相对应的横截面几何形状。

Description

具有内轮辋部件和外轮辋部件的轮胎轮辋组件

技术领域

本公开涉及用于轮胎的轮辋组件，该轮辋组件具有多个部件。更具体地讲，本公开涉及用于非充气轮胎的轮辋组件，该轮辋组件具有内轮辋部件和外轮辋部件。

背景技术

已开发出各种能使轮胎在未充气或充气不足状态下行驶的轮胎构造。非充气轮胎不需要充气，而“防爆轮胎”在被刺穿和损失全部或部分加压空气后可以继续在相对高速下行驶延长的时间。非充气轮胎可包括多个轮辐、织带或将内圈连接到外圈的其他支撑结构。

在当前安装方法中，将非充气轮胎安装到轮辋并用粘合剂附连，使得难以从轮胎移除轮辋，而不会对轮辋或轮胎造成损坏。如果轮辋从轮胎移除，则难以从轮辋移除任何剩余粘合剂。因此，当轮胎达到其寿命终点时，回收轮辋可能是资源密集型或昂贵的。随着轮胎和轮胎设计变得越来越大，不可重复使用的轮辋的成本也将增加。

发明内容

在一个实施方案中，非充气轮胎和轮辋组件包括非充气轮胎，该非充气轮胎包括具有旋转轴的环形内圈、环形外圈以及在该环形内圈和该环形外圈之间延伸的支撑结构。非充气轮胎和轮辋组件还包括带有具有外环形表面和内表面的外轮辋的轮辋组件。外轮辋的内表面具有限定第一多个轴向脊的第一多个轴向沟槽。轮辋组件还具有带有外表面的内轮辋，其中内轮辋的外表面具有限定第二多个轴向脊的第二多个轴向沟槽。第二多个轴向沟槽具有与第一多个轴向脊的横截面几何形状相对应的横截面几何形状，并且第二多个轴向脊具有与第一多个轴向沟槽的横截面几何形状相对应的横截面几何形状。

在另一个实施方案中，组装轮胎和轮辋组件的方法包括提供轮胎，该轮胎具有限定外径的环形外轮胎表面和限定内径的环形内轮胎表面。该方法还包括提供第一轮辋部件，该第一轮辋部件具有第一外环形轮辋表面和第一内轮辋表面，该第一内轮辋表面由第一多个轴向脊和第一多个轴向沟槽限定。该方法还包括提供第二轮辋部件，该第二轮辋部件具有第二外轮辋表面，该第二外轮辋表面由第二多个轴向脊和第二多个轴向沟槽限定。该方法还包括将第一轮辋部件的第一外环形轮辋表面附连到轮胎的环形内轮胎表面。该方法还包括将第二轮辋部件的第二多个轴向脊与第一轮辋部件的第一多个轴向沟槽对齐，以及将第二轮辋部件插入第一轮辋部件中。

在又一个实施方案中，用于轮胎的轮辋组件包括具有外环形表面和内表面的外轮辋。轮辋组件还具有带有外表面的内轮辋，其中外轮辋的内表面具有限定第一多个轴向脊的第一多个轴向沟槽。内轮辋的外表面具有限定第二多个轴向脊的第二多个轴向沟槽。第二多个轴向沟槽具有与第一多个轴向脊的横截面几何形状相对应的横截面几何形状，并且第二多个轴向脊具有与第一多个轴向沟槽的横截面几何形状相对应的横截面几何形状。

附图说明

在附图中，示出了结构，该结构与下文提供的详细描述一起描述了受权利要求书保护的本发明的示例性实施方案。类似的元件用相同的附图标号标示。应当理解，被示出为单个部件的元件可以用多个部件替换，并且被示出为多个部件的元件可以用单个部件替换。附图未按比例绘制，并且出于说明性目的，可能放大了某些元件的比例。

图1是未变形的非充气轮胎的前视图；

图2是图1的非充气轮胎在承受载荷时变形的前视图；

图3是安装到轮辋组件的一个实施方案的未变形的非充气轮胎的另一个实施方案的剖视图；

图4A是轮辋组件的另选实施方案的局部剖视图；

图4B是轮辋组件的另一个另选实施方案的局部剖视图；

图4C是轮辋组件的又一个另选实施方案的局部剖视图；

图4D是轮辋组件的又另一个另选实施方案的局部剖视图；

图5是图3的轮辋组件的部件的分解透视图；并且

图6是轮辋组件的另选实施方案的部件的分解透视图。

具体实施方式

图1和图2示出了非充气轮胎10的一个实施方案。非充气轮胎10仅仅是可与具有内部部件和外部部件的轮辋组件一起使用的轮胎的示例性图示。其并非旨在进行限制。

在所示的实施方案中，非充气轮胎10包括大致环形的内圈20，该大致环形的内圈接合安装有轮胎10的轮辋(未示出)。大致环形的内圈20具有内表面23和外表面24，并且可以由交联或未交联的聚合物制成。在本公开中，术语“聚合物”是指交联或未交联的聚合物。

非充气轮胎10还包括围绕互连腹板40的大致环形的外圈30，该互连腹板是连接到大致环形的内圈20的支撑结构。在另选实施方案中，多个轮辐或其他支撑结构将内圈连接到外圈。外圈30可以被构造成在围绕并且包括接地区32(参见图2)的区域48变形，这减小了振动并且增加乘坐舒适性。

在一个实施方案中，大致环形的内圈20和大体环形的外圈30由与互连腹板40相同的材料制成。大致环形的内圈20和大致环形的外圈30以及互连腹板40可以通过注射成型或压缩成型、可浇铸的聚合物或本领域中公知的任何其他方法制成，并且可以同时形成，以便通过包括内圈20、外圈30和互连腹板40的材料的冷却和凝固来形成它们的附接。

如图1所示，大致环形的外圈30可以具有径向外表面34，胎面承载层70附接到该径向外表面。可以通过粘合或使用本领域中通常可用的其他方法完成附接。

在所示的实施方案中，互连腹板40具有腹板元件42的至少两个径向相邻的层56、58，这些层限定多个大致多边形的开口50。在其他实施方案(未示出)中，可采用其他腹板构型。在另一个实施方案(未示出)中，可采用轮辐或其他支撑结构来代替腹板。

图3示出了轮胎100的另一个实施方案的前视图，该轮胎具有大致环形的内圈110、大致环形的外圈120以及在内圈110和外圈120之间延伸的呈柔性互连腹板形式的支撑结构。柔性互连腹板由限定多边形开口的多个腹板元件130形成。在该特定实施方案中，腹板元件130形成多个六边形和大致梯形形状，包括外系列的交替的六边形和梯形开口以及内系列的交替的六边形和梯形开口。应当理解，图1至图3所示的几何形状仅仅是示例性的，并且可采用任何几何形状。类似地，可采用轮辐或其他支撑结构来代替织带。

此外，图3示出了安装在轮辋组件200上的轮胎100。轮辋组件200包括具有外环形表面220a和内表面230a的外轮辋210a。外轮辋的内表面230a具有限定第一多个轴向脊250a的第一多个轴向沟槽240a。

轮辋组件200还包括具有外表面220b和内表面230b的内轮辋210b。内轮辋210b的外表面220b具有限定第二多个轴向脊250b的第二多个轴向沟槽240b。第二多个轴向沟槽240b具有与第一多个轴向脊250a的横截面几何形状相对应的横截面几何形状。同样，第二多个轴向脊250b具有与第一多个轴向沟槽240a的横截面几何形状相对应的横截面几何形状。因此，内轮辋210b可轴向插入外轮辋210a中并从外轮辋移除。

在所示的实施方案中，外轮辋210a具有六个轴向沟槽240a和六个轴向脊250a。同样，内轮辋210b具有六个轴向沟槽240b和六个轴向脊250b。然而，应当理解，肋和沟槽的该数量仅仅是为了进行示意性的说明，并且可以采用更多或更少的肋。例如，在商业实施方案中，每个内轮辋和外轮辋可具有数十个或甚至数百个肋和沟槽。

图3示出了外轮辋210a的内表面230a与内轮辋210b的外表面220b之间的间隙。然而，为了进行示意性的说明，该间隙被放大。在其他实施方案中，可使外轮辋和内轮辋之间的公差最小化，并且外轮辋的内表面和内轮辋的外表面可彼此接触。可采用润滑剂以有利于内轮辋210b从外轮辋210a的轴向插入和移除。

非充气轮胎100的环形内圈110包括具有第一直径的平滑内表面，并且外轮辋210a的外环形表面220a是具有第二直径的平滑表面。在一个实施方案中，第一直径等于第二直径。在另选实施方案中，第二直径略小于第一直径以提供间隙，从而将外轮辋210a插入轮胎的环形内圈110中。在另一个另选实施方案中，第二直径略大于第一直径，并且外轮辋210a压入配合到轮胎的环形内圈110中。

在一个实施方案中，外轮辋210a的外环形表面220a通过粘合剂固定地附接到非充气轮胎100的环形内圈110。可选择环形内圈110、外轮辋210a和粘合剂的材料，使得在界面处形成强效粘结，使得当施加高水平的扭矩时，环形内圈110保持附接到外轮辋210a而不变形。例如，内圈110和外轮辋210a均可由聚合物材料构造。外轮辋210a可具有比内圈110高的模量。例如，外轮辋可为硬塑料。在另选实施方案中，外轮辋和内圈由相同的材料构造。例如，外轮辋和内圈两者均可由相同的聚合物材料构造。在另一个另选实施方案中，外轮辋由金属构造。

在另选实施方案中，内圈110通过化学粘结附接到外轮辋210a。例如，内圈和外轮辋可固化在一起。

在一个实施方案中，在外轮辋210a和内轮辋210b之间不采用粘合剂，也不采用任何化学粘结或其他永久性粘结方法。相反，内轮辋210b简单地插入外轮辋210b中。内轮辋210b可通过压入配合保持在其适当位置。

不使用粘合剂将外轮辋210a附连到内轮辋210b。因为外轮辋210a未永久地附连到内轮辋210b，所以可将外轮辋210a和轮胎100从内轮辋210b移除以用于检查、维护或更换。在外轮辋210a和轮胎100从内轮辋210b移除之后，随后可将它们重新安装到内轮辋210b上，或者可将不同的外轮辋或轮胎和外轮辋组件安装到内轮辋210b上。因此，即使轮胎100不能从外轮辋210a移除，内轮辋210b也是可重复使用的。

当轮胎100、外轮辋210a和内轮辋210b完全组装时，内轮辋210b可通过车辆的轮轴或通过其他装置旋转。随着内轮辋210b旋转，内脊250b的侧面接合外脊250a的侧面，并且将扭矩施加到外轮辋210a。所施加的扭矩导致外轮辋210a以与内轮辋210a相同的角速度旋转。因为轮胎100固定地附接到外轮辋210a，所以轮胎100也以相同的角速度旋转。

在图3所示的实施方案中，第一多个轴向脊250a和第二多个轴向脊250b的侧面在基本上径向方向上延伸。因此，轴向脊250a、250b中的每一者具有基本上相同尺寸的大致矩形的横截面。然而，应当理解，脊可具有各种尺寸和几何形状。一些几何形状的示例示于图4A至图4D中。

图4A是轮辋组件300的另选实施方案的局部剖视图。除了以下详述的差异之外，轮辋组件300与上述轮辋组件200基本上相同。

轮辋组件300包括具有外环形表面320a和内表面330a的外轮辋310a。外轮辋的内表面330a具有限定第一多个轴向脊350a的第一多个轴向沟槽340a。轮辋组件300还包括具有外表面320b和内表面330b的内轮辋310b。内轮辋310b的外表面320b具有限定第二多个轴向脊350b的第二多个轴向沟槽340b。第二多个轴向沟槽340b具有与第一多个轴向脊350a的横截面几何形状相对应的横截面几何形状。同样，第二多个轴向脊350b具有与第一多个轴向沟槽340a的横截面几何形状相对应的横截面几何形状。

在所示的实施方案中，轴向脊350a、350b的侧面在非径向方向上延伸，使得轴向脊350a、350b中的每一者具有大致梯形形状的横截面。更具体地讲，轴向脊350a、350b具有大致倒梯形形状的横截面，使得每个脊的顶部宽于其基部。

图4B是轮辋组件400的另一个另选实施方案的局部剖视图。除了以下详述的差异之外，轮辋组件400与上述轮辋组件200、300基本上相同。

轮辋组件400包括具有外环形表面420a和内表面430a的外轮辋410a。外轮辋的内表面430a具有限定第一多个轴向脊450a的第一多个轴向沟槽440a。轮辋组件400还包括具有外表面420b和内表面430b的内轮辋410b。内轮辋410b的外表面420b具有限定第二多个轴向脊450b的第二多个轴向沟槽440b。第二多个轴向沟槽440b具有与第一多个轴向脊450a的横截面几何形状相对应的横截面几何形状。同样，第二多个轴向脊450b具有与第一多个轴向沟槽440a的横截面几何形状相对应的横截面几何形状。

在所示的实施方案中，轴向脊450a、450b的侧面在非径向方向上延伸，使得轴向脊450a、450b中的每一者具有大致梯形形状的横截面。更具体地讲，轴向脊450a、450b具有直立梯形形状的横截面，使得每个脊的基部宽于其顶部。

图4C是轮辋组件500的又一个另选实施方案的局部剖视图。除了以下详述的差异之外，轮辋组件500与上述轮辋组件200、300、400基本上相同。

轮辋组件500包括具有外环形表面520a和内表面530a的外轮辋510a。外轮辋的内表面530a具有限定第一多个轴向脊550a的第一多个轴向沟槽540a。轮辋组件500还包括具有外表面520b和内表面530b的内轮辋510b。内轮辋510b的外表面520b具有限定第二多个轴向脊550a的第二多个轴向沟槽540b。同样，第二多个轴向脊550b具有与第一多个轴向沟槽540a的横截面几何形状相对应的横截面几何形状。第二多个轴向沟槽540b具有与第一多个轴向脊550b的横截面几何形状相对应的横截面几何形状。在所示的实施方案中，轴向脊550a、550b具有圆形横截面形状。

图4D是轮辋组件600的又另一个另选实施方案的局部剖视图。除了以下详述的差异之外，轮辋组件600与上述轮辋组件200、300、400、500基本上相同。

轮辋组件600包括具有外环形表面620a和内表面630a的外轮辋610a。外轮辋的内表面630a具有限定第一多个轴向脊650a的第一多个轴向沟槽640a。轮辋组件600还包括具有外表面620b和内表面630b的内轮辋610b。内轮辋610b的外表面620b具有限定第二多个轴向脊650a的第二多个轴向沟槽640b。同样，第二多个轴向脊650b具有与第一多个轴向沟槽640a的横截面几何形状相对应的横截面几何形状。第二多个轴向沟槽640b具有与第一多个轴向脊650b的横截面几何形状相对应的横截面几何形状。在所示的实施方案中，轴向脊650a、650b具有三角形形状。

图4A至图4D所示的示例并非旨在进行限制。应当理解，轴向脊可具有任何几何形状的横截面。此外，轴向脊的尺寸或形状可在同一轮辋部件上变化。例如，可采用一系列交替的梯形脊和三角形脊。

图5是图3的轮辋组件200的部件的分解透视图。在该实施方案中，内轮辋部件210b为拼合轮辋部件，其具有左环形部件210b₁和右环形部件210b₂。左环形部件210b₁具有接触外轮辋210a的左侧的左凸缘260₁。类似地，右环形部件210b₂具有接触外轮辋210a的右侧的右凸缘260₂。

左环形部件210b₁可以多种不同的方式固定到右环形部件210b₁。在一个实施方案中，左环形部件210b₁的内端螺栓连接到右环形部件210b₁的内端。在另一个实施方案中，左凸缘260₁螺栓连接到外轮辋210a的左侧，并且右凸缘260₂螺栓连接到外轮辋210a的右侧。在一个此类实施方案中，螺栓完全延伸穿过外轮辋210a，使得左凸缘260₁螺栓连接到右凸缘260₂。

当组装轮辋组件200时，凸缘260₁、260₂防止外轮辋部件210a相对于内轮辋部件210b轴向移动。在另选实施方案(未示出)中，内轮辋部件不具有凸缘。相反，圆盘或其他固定元件被固定到内轮辋部件和外轮辋部件两者。

图6是具有外轮辋部件710a和内轮辋部件710b的轮辋组件700的另选实施方案的部件的分解透视图。在该实施方案中，内轮辋部件710b为单个部件。组件700还包括固定到内轮辋部件720b的左侧和外轮辋710a的左侧两者的左圆盘720。类似地，右圆盘730固定到内轮辋部件720b的右侧和外轮辋710a的右侧两者。

当组装轮辋组件700时，圆盘720、730防止外轮辋部件710a相对于内轮辋部件710b轴向移动。在另选实施方案(未示出)中，内轮辋部件710b的一个端部具有凸缘，并且在相对端部处采用单个圆盘。在其他实施方案中，采用除圆盘之外的固定元件。

在图5和图6所示的实施方案中，内轮辋部件和外轮辋部件上的所有脊和沟槽在轴向方向上延伸。在另选实施方案(未示出)中，脊和沟槽可为螺旋形(spiraled)或螺旋形(helical)。此类沟槽和脊可被称为“螺纹”沟槽。

就在说明书或权利要求书中使用术语“包括”或“具有”而言，其旨在以类似于术语“包含”在权利要求书中用作过渡词时所理解的方式来具有包容性。此外，就采用术语“或”(例如，A或B)而言，该术语旨在表示“A或B或两者”。当申请人旨在指示“仅A或B但不是两者”时，则将采用术语“仅A或B但不是两者”。因此，本文中术语“或”的使用具有包容性，不具有排他性用途。参见Bryan A.Garner，《现代法律用语词典》第624页(第二版，1995年)(BryanA.Garner,A Dictionary of Modern Legal Usage 624(2d.Ed.1995)。此外，就在说明书和权利要求书中使用术语“在…中”或“到…中”而言，该术语旨在另外表示“在…上”或“到…上”。此外，就在说明书或权利要求书中使用术语“连接”而言，该术语旨在不仅表示“直接连接到”，而且也表示“间接连接到”，诸如通过另外的一个或多个部件进行连接。

虽然本申请已通过其实施方案的描述进行了说明，并且虽然已相当详细地对所述实施方案进行了描述，但申请人并非意图将所附权利要求书的范围约束为这样的细节或以任何方式限制为这样的细节。附加的优点和修改对于本领域的技术人员而言将是显而易见的。因此，在其更广泛的方面，本申请并不限于所示和所述的特定细节、代表性设备和方法，以及示例性示例。因此，可以在不脱离申请人的总体发明构思的实质或范围的情况下偏离此类细节。

Claims

1.一种非充气轮胎和轮辋组件，包括：

非充气轮胎，所述非充气轮胎包括：

环形内圈，所述环形内圈具有旋转轴；

环形外圈；

支撑结构，所述支撑结构在所述环形内圈和所述环形外圈之间延伸；

轮辋组件，所述轮辋组件包括：

外轮辋，所述外轮辋具有外环形表面和内表面，

其中所述外轮辋的所述内表面具有限定第一多个轴向脊的第一多个轴向沟槽；和

内轮辋，所述内轮辋具有外表面，

其中所述内轮辋的所述外表面具有限定第二多个轴向脊的第二多个轴向沟槽，

其中所述第二多个轴向沟槽具有与所述第一多个轴向脊的横截面几何形状相对应的横截面几何形状；并且

其中所述第二多个轴向脊具有与所述第一多个轴向沟槽的横截面几何形状相对应的横截面几何形状。

2.根据权利要求1所述的非充气轮胎和轮辋组件，还包括粘合剂，所述粘合剂将所述外轮辋的所述外环形表面连接到所述非充气轮胎的所述环形内圈。

3.根据权利要求1所述的非充气轮胎和轮辋组件，其中所述外轮辋由第一聚合物材料构造，并且其中所述非充气轮胎由不同于所述第一聚合物材料的第二聚合物材料构造。

4.根据权利要求1所述的非充气轮胎和轮辋组件，其中所述非充气轮胎由具有第一模量的第一材料构造，并且其中所述外轮辋由具有高于所述第一模量的第二模量的第二材料构造。

5.根据权利要求1所述的非充气轮胎，其中所述内轮辋由金属构造。

6.根据权利要求1所述的非充气轮胎和轮辋组件，其中所述外轮辋的所述外环形表面为平滑表面，并且其中所述非充气轮胎的所述环形内圈具有平滑内表面。

7.根据权利要求1所述的非充气轮胎和轮辋组件，其中所述非充气轮胎的所述环形内圈具有内表面，所述内表面具有第一直径，并且其中所述外轮辋的所述外环形表面具有第二直径。

8.根据权利要求7所述的非充气轮胎和轮辋组件，其中所述第一直径等于所述第二直径。

9.一种组装轮胎和轮辋组件的方法，所述方法包括以下步骤：

提供轮胎，所述轮胎具有环形外轮胎表面和环形内轮胎表面，所述环形外轮胎表面限定外径，所述环形内轮胎表面限定内径；

提供第一轮辋部件，所述第一轮辋部件具有第一外环形轮辋表面和第一内轮辋表面，所述第一内轮辋表面由第一多个轴向脊和第一多个轴向沟槽限定；

提供第二轮辋部件，所述第二轮辋部件具有第二外轮辋表面，所述第二外轮辋表面由第二多个轴向脊和第二多个轴向沟槽限定；

将所述第一轮辋部件的所述第一外环形轮辋表面附连到所述轮胎的所述环形内轮胎表面；

将所述第二轮辋部件的所述第二多个轴向脊与所述第一轮辋部件的所述第一多个轴向沟槽对齐；以及

将所述第二轮辋部件插入所述第一轮辋部件中。

10.根据权利要求9所述的方法，其中将所述第一轮辋部件的所述第一外环形轮辋表面附连到所述轮胎的所述环形内轮胎表面的所述步骤包括将粘合剂施加到所述第一轮辋部件的所述第一外环形轮辋表面。

11.根据权利要求9所述的方法，其中将所述第一轮辋部件的所述第一外环形轮辋表面附连到所述轮胎的所述环形内轮胎表面的所述步骤包括将粘合剂施加到所述轮胎的所述环形内轮胎表面。

12.根据权利要求9所述的方法，其中将所述第一轮辋部件的所述第一外环形轮辋表面附连到所述轮胎的所述环形内轮胎表面的所述步骤包括固化所述轮胎和所述第一轮辋部件。

13.根据权利要求9所述的方法，其中将所述第二轮辋部件插入所述第一轮辋部件中的所述步骤包括在不将粘合剂施加到所述第一轮辋部件或所述第二轮辋部件中的任一者的情况下将所述第二轮辋部件插入所述第一轮辋部件中。

14.根据权利要求9所述的方法，其中提供所述第二轮辋部件的所述步骤包括提供具有左环形部件和右环形部件的拼合的第二轮辋部件。

15.根据权利要求14所述的方法，其中将所述第二轮辋部件插入所述第一轮辋部件中的所述步骤包括：

将所述左环形部件插入所述第一轮辋部件中；

将所述右环形部件插入所述第一轮辋部件中；以及

在将所述左环形部件插入所述第一轮辋部件中以及将所述右环形部件插入所述第一轮辋部件中的所述步骤之后，将所述左环形部件附接到所述右环形部件。