[發明專利]具有聚酰胺輪輻的非充氣輪

有效

• 申請號: 201780094522.4
• 申請日: 2017-07-06
• 公開（公告）號: CN111051079B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: C·小博恩;S·M·克龍;D·L·克里森伯里;R·M·蓋洛;T·B·賴恩
• 申請（專利權）人: 米其林集團總公司
• 主分類號: B60B1/02
• 分類號: B60B1/02;B60B1/04;B60B9/26
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;王錦陽

非充氣輪(10,10′)包括外帶(400)、輪轂(100)和由聚酰胺材料形成的多個輪輻(300,300′)。多個輪輻的每個輪輻被安裝為在徑向方向上在輪的設計負荷下具有對應于位移的預張力，所述位移等于或大于在正常操作下所述外帶的預定撓度。所述多個輪輻由聚酰胺材料制成，該聚酰胺材料的條件拉伸模量在600MPa至3000MPa之間、平衡水分含量不超過1.5％以及抗疲勞破壞性可以經受至少一百萬次循環。

技術領域

本發明一般涉及非充氣輪，更具體地說，涉及在之間延伸有輪輻的非充氣輪。

背景技術

非充氣輪的細節和益處描述于例如第6,769,465；6,994,134；7,013,939；和7,201,194號美國專利中，它們各自通過引用整體并入本文。某些非充氣輪胎構造并入有剪切帶，其實施例描述于例如第6,769,465和7,201,194號美國專利中，它們各自通過引用整體并入本文。此類非充氣輪胎提供無需依賴于氣體充氣壓力以支撐施加到輪胎的負荷的輪胎性能優勢。

在非充氣輪的一個實例中，具有地面接觸部分的柔性帶可與從中心元件或輪轂徑向延伸的多個張力傳遞的輻板狀元件(也稱為“輪輻”)連接。作為實例，可以通過開放式鑄造模制形成此類非充氣輪，其中將例如聚氨酯等材料倒入形成非充氣輪胎的全部或部分的模具中。替代地，輪輻可單獨形成，接著附接到外帶和輪轂。

輪輻的張力被車輪的外帶中的周向壓力抵消。輪輻的張力越大，周向壓力就越大。均勻的輪輻張力由輪輻中的每一個的均勻拉動形成。當車輪被置于負荷下時，例如當車輪支撐車輛的重量時，負荷的一部分通過外帶中的周向壓縮力在周向方向上被載送到外帶的頂部。車輪頂部處的輪輻載送與施加到車輪的負荷成比例的更大量的張力。此負荷載送機構類似于充氣輪胎的徑向繩索如何載送輪緣的頂部上的車輛的負荷且通常被稱為“頂部負荷車輪”。

例如實心輪胎、半實心輪胎、充滿泡沫的輪胎或彈簧車輪等底部負荷車輪載送負荷的主要部分以抵靠輪胎的輪轂壓縮。

當時輪胎碰到障礙物，例如障礙物會由滾過不平滑的表面的輪胎碰到，當碰到障礙物，例如石頭、裂紋、坑洞或路緣時，由于接觸面中的外帶的彎曲，外帶短暫地位移并短暫地使輪輻變形超出變形量。如果輪輻具有高剛度率，由障礙物所致的變形與在輪輻具有低剛度率時相比形成傳遞到車輛的更大負荷。由障礙物產生的短暫高負荷由車輛和車輛的操作人員感知為在本文中被稱作“侵入性”的噪聲、振動、沖擊和或脈沖，增大的侵入性與增大的噪聲和或振動等等相關聯。

通常，輪輻剛度隨輪輻延伸而增大。輪輻的剛度或切線剛度與輪輻的位移相比的斜率，或者外帶在接觸面中的彎曲量，將指示車輪對由于遇到障礙物的瞬時位移的響應。雖然當輪胎碰到瞬時位移時具有更小剛度-位移斜率的輪輻將對車輛施加更少的力，但是斜率越大，隨輪輻位移而形成的力就越大。

由高模量材料構成的輪輻將比具有低模量材料的輪輻更硬。低模量材料制成的傳統非充氣輪胎的輪輻的構造會產生有能力吸收沖擊、振動并減小噪聲和脈沖力的非充氣輪胎輪輻。高模量材料制成的傳統非充氣輪胎的輪輻的構造會產生具有更硬的響應和大體上更高的侵入性的非充氣輪胎輪輻。

使用具有低模量的材料以產生具有低侵入性的非充氣輪胎需要實際長度接近輪輻的有效長度(即，輪輻與輪轂的附接點與輪輻與外帶的附接點之間的距離)，使得輪胎的輪輻拉伸以實現適當的剛度率的輪輻。為了降低輪胎的侵入性，可通過延長有效長度直到實現期望的剛度率為止來延長輪輻。然而，有效長度受到輪轂和外帶之間的距離限制，并實際上是非充氣輪胎的設計的侵入性降低的限制性因素。使輪輻的設計變復雜是：雖然在輪輻中需要最小剛度以支撐車輛的重量，但是負荷輪胎的剛度變化率(切線剛度)隨著輪輻拉伸而快速增大以支撐負荷。這會產生輪輻，所述輪輻雖然被設計成具有低剛度，但是在負荷時具有高剛度率(切線剛度)，當適應更大的短暫位移時尤其如此。

因此，具有足夠低以減少噪聲、振動和脈沖的剛度率(切線剛度)的輪輻結構將是有用的。避免大的局部輪輻變形的輪輻結構也將是有用的。還最小化實現減少噪聲、振動、沖擊和或脈沖所需要的有效長度的輪輻結構將是尤其有幫助的。