用于形成非充气轮胎的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于形成非充气轮胎的方法，该非充气轮胎由在其形成的工艺期间被预张紧的热塑性弹性体构造。该预张紧由在成形工艺中天然可用的热方式提供。这通过创建预张紧来创建高效制造工艺，而没有通过机械方式添加预张紧的复杂性。用于形成非充气轮胎的方法包括：将胎面部分(101)和具有圆周加强件的环形梁(102)注入模具中，该模具仅支撑在胎面图案的外径界限上的胎面图案；注入从环形梁(102)径向向内延伸的轮辋(104)；以及形成环形支撑件(103)，该环形支撑件由从环形梁(102)径向向内延伸的热塑性弹性体构成。使热塑性弹性体硬化，并且从模具移除轮胎。并且从模具移除轮胎。并且从模具移除轮胎。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于形成非充气轮胎的方法
[0001]本申请要求2020年4月30日提交的美国临时申请第63/018,496号的权益。


[0002]本公开涉及用于道路车辆或越野车辆(例如，汽车、轻型卡车和重型卡车、全地形车辆、零转弯半径割草机、军用车辆)的非充气轮胎(NPT)。具体地，其涉及可能需要更高的速度和负载能力以及高损伤容限的越野车辆。

技术介绍

[0003]非充气轮胎(NPT)相比充气轮胎具有优点。与充气轮胎不同，NPT不是压力容器。它们不会由于气压损失而发生故障。
[0004]NPT通过机械方式(各种设计元件的弯曲、张紧和/或压缩)来产生负载。另一方面，由于充气压力，充气轮胎被预张紧。可通过减小预张紧构件(诸如，加强层)中的张紧来抵消垂直负载。相比引起结构挠曲，对预张紧的此类“释放”可能是更有效的。这些预张紧层可以是薄的并且因此是轻质的。因此，充气轮胎的负载和速度能力可得到增强。
[0005]现有技术揭示了向NPT添加预张紧的方法。例如，US2019/0009613(由当前申请人拥有)公开了一种轮辐设计和向轮辐添加预张紧的机械方式。因此，负载能力和疲劳得到改善。然而，经由所公开的机械方式添加预张紧可能是费力的。
[0006]NPT可能需要低效和/或昂贵的制造方法。涉及NPT制造的现有技术的示例是US 9,004,901(由当前申请人拥有)。公开了一种用于形成热固性聚氨酯轮辐并将所述轮辐粘结到橡胶胎面和中心轮毂的方法。模具旋转，从而产生使得模具能够填充的离心力。然后，液体聚氨酯固化并硬化，并且NPT可以脱模。此类设备和程序的操作可能昂贵，并且可能需要创建新的生产程序。
[0007]US 9,751,270(由当前申请人拥有)公开了一种用于形成NPT的热塑性模制程序。热塑性注塑是成熟行业，其可降低NPT成本。然而，该现有技术中不存在针对预张紧的公开内容。
[0008]本公开通过提供包括在形成NPT的工艺期间被预张紧的热塑性弹性体的NPT来弥合该差距。该预张紧由在成形工艺中天然可用的热方式提供。因此，高效制造的优点与预张紧的效率相组合，而没有通过机械方式添加预张紧的复杂性。

技术实现思路

[0009]各方面和优点将部分地在以下描述中阐述，或可由所述描述显而易见，或可通过实践来得知。本专利技术具有针对使用轮胎的车辆的一般应用。具体地，应用尤其适于可能需要高速度和高负载以及高吸收能量能力的越野车辆。
[0010]根据一个方面，提供了一种非充气轮胎，包括：加强环形梁；从该环形梁径向向内延伸的环形支撑件，所述支撑件包括热塑性弹性体；和从环形梁径向向内延伸的轮辋。环形支撑件具有圆周加强件，使得内径表面不挠曲超过2mm。此外，环形支撑件具有不小于0.5％
的预应变，该预应变由注塑模制操作之后的热收缩产生。
[0011]根据一个方面，提供了一种非充气轮胎，包括：加强环形梁；从该环形梁径向向内延伸的环形支撑件，所述支撑件包括热塑性弹性体；和从环形梁径向向内延伸的轮辋。该非充气轮胎具有初始切线垂直刚度，该初始切线垂直刚度为在设计负载下的切线垂直刚度的至少两倍。
[0012]根据一个方面，提供了一种非充气轮胎，包括：加强环形梁；从该环形梁径向向内延伸的环形支撑件，所述支撑件包括热塑性弹性体；和从环形梁径向向内延伸的轮辋。该环形梁的加强件具有不小于0.5MPa的压缩强度，并且该加强件被配置为使得环形梁在RY平面中是横向各向同性的。
[0013]根据一个方面，提供了一种用于形成NPT的工艺。该NPT具有胎面部分，该胎面部分具有胎面图案。加强环形梁从胎面径向向内延伸。环形梁和胎面在第一工艺中形成。包括热塑性弹性体的环形支撑件从环形梁径向向内延伸，并且在包括热塑性注塑的第二工艺中形成。该第二工艺包括模具，环形梁和胎面被定位在该模具中。该模具仅支撑在外径界限上的胎面图案。
[0014]参考以下描述及所附权利要求书，本专利技术的这些及其它特征、方面和优点将变得更好理解。并入本说明书中并且组成本说明书的一部分的附图说明实施例，并且连同描述一起用于解释原理。
附图说明
[0015]参考附图，在说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本专利技术的完整且可行的公开内容，包括其最佳模式，其中：
[0016]下面仅通过示例的方式，参考附图提供实施方式的详细描述，在附图中：
[0017]图1是NPT的示例性示例。
[0018]图2是NPT的示例性示例和现有技术NPT的负载与挠度的关系图。
[0019]图3是环形梁和胎面的示例性示例。
[0020]图4是环形梁的Y
‑
Z横截面图。
[0021]图5是在热塑性注塑中所见的经受压力时的环形梁的2D FE模型。
[0022]图6是放置在用于热塑性注塑的模具中的环形梁的RY剖视图。
[0023]图7是在热塑性注塑中所见的经受压力时的两个环形梁的挠曲的FEA模拟。
[0024]图8示出了在加载到越野障碍物上时的两个NPT的FEA模拟。
[0025]图9示出了具有不同数量的加强层的NPT的临界负载。
[0026]图10示出了NPT的示例性示例的热塑性轮辐、环形梁和胎面。
[0027]图11示出了在轮辐端部之间的轮辐曲线距离与线性距离之间的差异。
[0028]图12是示例性NPT的剖视图，示出了轮毂区域。
[0029]图13示出了负载到4000N的两个NPT的FEA模拟。
[0030]图14示出了负载到7000N的示例性NPT。
[0031]图15是对四个NPT的负载与挠度的关系的FEA预测。
[0032]图16是对三个NPT的切线垂直刚度的FEA预测。
[0033]图17示出了对三个NPT的接触面长度与挠度的关系的FEA预测。
[0034]图18示出了针对经受临界屈曲负载的单个轮辐的FEA预测。
[0035]图19示出了示例性NPT的示例性浇口位置。
[0036]应当明确理解的是，说明书和附图仅是为了说明特定实施方式的目的，并且是帮助理解的。说明书和附图不旨在且不应该是限制性的。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。
[0037]术语定义
[0038]除非另有说明，否则针对本公开如下定义以下术语，其中材料特性是指在环境温度下的那些特性：
[0039]“轮毂”是指用于支撑轮胎并且能够附接到车轴的任何结构。
[0040]当提及热塑性弹性体时，“模量”是指按照ISO 527
‑
1:2019测量的杨氏拉伸弹性模量。
[0041]当提及加强帘线或缆线时，“模量”是指按照ASTM D2969测量的杨氏拉伸弹性模量。拉伸模量可以计算为0.5％的应变下的正割模量。
[0042]当提及加强帘线或缆线时，“抗压强度”是指单轴压缩下失效时的抗压应力，通过在Journal of Composite Materia本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于形成非充气轮胎的方法，所述方法包括：将胎面部分和环形梁注入模具中，所述胎面部分包括胎面图案，并且所述环形梁从所述胎面部分径向向内延伸并且包括圆周加强件，所述模具仅支撑在所述胎面图案的外径界限上的所述胎面图案；注入从所述环形梁径向向内延伸的轮辋；以及形成环形支撑件，所述环形支撑件由从所述环形梁径向向内延伸的热塑性弹性体构成。1.根据权利要求1所述的方法，其中所述环形支撑件通过热塑性注塑形成。2.根据权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：米其林集团总公司，
类型：发明
国别省市：