用于车辆的非充气支撑的系统技术方案

本发明专利技术涉及用于车辆的非充气支撑的系统。一种非充气轮胎包括多个弹簧。每个弹簧都包括第一端部部分、第二端部部分、以及弓形中间部分。每个弹簧都与至少另一个弹簧交织，从而形成绕着所述非充气轮胎的整个圆周延伸的环面结构。所述环面结构至少部分地覆有弹性体。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于车辆的非充气支撑的系统，更具体地，涉及一种非充气轮胎和构造这种非充气轮胎的方法。
技术介绍
在充气轮胎之前已经使用了传统的非充气固体橡胶轮胎。随着车速提高和乘坐特征变得越来越重要，显露出了对于充气结构的需求。充气轮胎提供了固体非充气轮胎的问题和限制的解决方案。传统的充气轮胎是仍能作为传统车辆需求的解决方案的有效结构。传统的充气轮胎为“张力结构”。张力结构含有用于在张力结构中提供拉伸预紧的压缩结构。该张力结构通常可能不接受压缩，并且所述压缩结构无张力。在充气轮胎中，帘线为张力结构，压缩空气为压缩结构。传统充气轮胎的缺点在于它是充气的。至少从车辆操作员的观点来看，在压力下所含的空气在不恰当的时刻可能会逸出，并且通常会逸出。非充气轮胎不具有处在压力下的空气。它是一种工作类似于充气轮胎的轮胎结构，不需要含有处在压力下的空气。非充气轮胎与在轮胎印迹区域内的路/接触表面、或接地面积的接触从接触表面仅给车辆提供了力输入，并给接触表面提供了操纵力和负载。因此，非充气轮胎具有与充气轮胎相同的这些基本特征。传统的充气轮胎具有独特的弯曲和承载特性。尽管冲击和挠曲是在印迹的径向内侧区域中局部地发生，但是可通过整个轮胎结构全面地吸收冲击和挠曲。通过轮胎侧壁的张力的增大与减小的组合获得转弯特性。传统的非充气轮胎必须类似地能够承受冲击载荷和耗散吸收的能量。然而，与充气轮胎不同，非充气轮胎通常在印迹或接触面积内局部地吸收冲击和挠曲。因此，非充气轮胎的这种局部挠曲必须还展现高阻尼特性。另外，所有轮胎在运行状态中都必须能够散热。阻尼载荷的特性是能量耗散的一种形式。吸收的能量转换为热量。转而，热量会影响轮胎性能，导致过早的轮胎故障。因此， 热量的有效散逸对于所有轮胎都是必不可少的。理想地，能量只被在印迹或接触面积径向内侧区域中的轮胎吸收，使得在轮胎其余部分旋转期间，能量可从该区域被带走。然而，橡胶是热的不良导体。橡胶越厚，热量聚积得就越多。通过具有高空气循环的薄材料断面，所述热量聚积可被减轻至受控制的水平。聚氨酯轮胎可操作在大约93°C (200° F)这样高的温度。温度长期高于121°C (250° F)会引起聚氨酯的弱化。如果聚氨酯轮胎的温度上升足够高，那么会发生聚氨酯轮胎的过早故障。一种传统的非充气轮胎/车轮包括弹性材料中心部分、外弹性胎面部分、以及其间的冲击吸收部分，该冲击吸收部分包括与中心部分和胎面部分一起形成的多个弹性材料交叉网。在冲击吸收部分的内部形成环形系列的孔。这些孔设置成横向地稍微重叠。每个孔都延伸穿过冲击吸收部分的整个轴向宽度。一对盘也设有类似的孔。轮胎/车轮的每侧上都有一个盘，其孔与冲击吸收部分上的孔对齐。在模制时，形成一个整体单元。该弹性轮胎(cushion tire)/车轮省略了用于将充气或实心橡胶轮胎紧固至车轮的金属部件。这种开发非充气轮胎的传统尝试无法提供充分的散热以及适当的承载能力。当车速升高时，这些概念无法满足轿车和货车轮胎的需求。另一种传统的非充气轮胎是由弹性材料整体地模制，以形成包括内“箍”和外“箍” 的一体结构。外箍通过多个周向间隔开的平面肋和平面中心网来支撑和缓冲，其中平面中心网在箍的圆周中心连接箍。所述网位于与轮胎旋转轴线垂直的平面内。所述肋沿着内外箍轴向地延伸，沿着网的相对面将箍与肋的边缘相连接。平面肋可在径向末端被底切，以确保弯曲以及除非超过临界载荷，否则不会扭曲。再一种传统的非充气轮胎具有赤道面、与赤道面垂直的轴线、可绕所述轴线旋转的环形胎面、以及由具有范围在60至100的肖式A级硬度的材料制成的环形弹性体。所述弹性体具有第一和第二间隔开的横向侧面。该两个侧面距赤道面等距间隔，并在胎面与轮辋之间延伸。所述弹性体具有距所述轴线等距定位的孔，一些孔从第一侧面延伸，其它孔从第二侧面延伸，以形成第一组和第二组孔。这两组孔从各自的侧面朝着赤道面延伸。这些孔在弹性体中形成等距间隔的弹性材料柱。由第一组孔形成的柱与轮胎的径向方向倾斜， 由第二组孔形成的柱相对于轮胎的径向方向大体上倾斜，但是相对于由第一组孔形成的柱反向倾斜。国家航空航天管理局(NASA)开发了地面车辆，以支持长距离月球探索和月球基地的开发。这些车辆比阿波罗计划I960年代后期开发的月球车(LRV)更重和行驶的距离更大。因此，与阿波罗LRV上使用的轮胎相比，需要新型的轮胎来支撑高达十倍的重量和坚持高达一百倍的行驶距离，从而需要与地球上使用的轿车相类似的操作特性。然而，传统的橡胶充气轮胎在宇宙空间中无法令人满意地工作。例如，橡胶特征在阴影中的低温(低至40 K)与阳光中的高温(高达400 K)之间会显著地变化。另外，当没有大气保护而暴露于太阳直接辐射时，橡胶会降解。最后，由于轮胎漏气的可能性，对于载人月球车来说，填充空气的轮胎是不允许的。为了克服这些限制， 为阿波罗月球车已开展了轮胎设计，并该轮胎设计已成功应用在阿波罗任务15、16和17号上。该非充气轮胎由琴弦编织而成，其耐月球温度变化和太阳辐射，操作于真空之中，并且不需要空气来进行负载支撑。该结构还用于吻合月球地形，便于牵引并减小传递到阿波罗月球车的振动。如上所述，因为对月球车的新的重量和距离的要求，所以需要具有更高强度和耐用性的轮胎。一个传统车轮与非充气轮胎总成具有可变的直径，除了改变其直径之外，该总成还可改变其宽度，从而增大车轮接合地面的面积。因此，该非充气轮胎可根据其行驶的地形来调节，以提高车辆的性能。该轮胎/车轮具有弓形构件，该弓形构件具有连接轮毂的第一端和第二端。弓形构件在第一端和第二端之间以弧形向外延伸。所述弓形构件形成绕着轮毂在周向上间隔开并且从轮毂径向向外延伸的多个柔性箍。更具体地，该传统的非充气轮胎/车轮形成由38个等距间隔的径向延伸箍组成的骨架，所述箍在轮毂的轴向外缘之间成拱形。所述箍由螺旋钢弹簧制成，该螺旋钢弹簧由切割成期望长度并穿过所述弹簧的中心的钢丝来担任。传统的轮毂可轴向扩张/收缩，以改变轮胎/车轮的直径。发现阿波罗月球车轮胎的金属丝网设计无法容易地可扩展。具体地，为产生支撑原始设计的十倍载荷而增大钢丝直径，产生了两个明显的限制1)丧失了吻合地形的能力， 从而限制了牵引和隔离振动的能力；和2)增大的钢丝应力限制了使用寿命。因此，另一种传统的非充气轮胎/车轮包括多个螺旋弹簧。每个螺旋弹簧都包括第一端部部分、第二端部部分、以及连接第一端部部分和第二端部部分的弓形中间部分。每个螺旋弹簧都与所述多个螺旋弹簧中的至少另一个螺旋弹簧交织或交错编织，从而形成绕着非充气轮胎/车轮的整个圆周延伸的编织环面结构。一部分螺旋弹簧可紧固至车轮的第一环形轮辋和/或车轮的第二环形轮辋。在轮胎的每个轴向侧都具有环形轮辋的车轮可将轮胎紧固至车轮上。因此，与传统充气轮胎的结构相比，交织螺旋弹簧的编织/交织环面结构限定了非充气轮胎的第一帘布层。第二帘布层可径向地重叠在第一帘布层上。该第二帘布层可包括与第一帘布层相同的交织环面结构。因此，期望一种用在具体应用中的改进型非充气轮胎。定义“三角胶芯(Apex)”意味着位于胎圈芯径向上方且在帘布层与反包帘布层之间的弹性体填料。“环形”意味着形成如同一个环。“纵横比(aspect ratio)”意味着其截面高度与其截面本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．　一种用于构造非充气轮胎的方法，其特征在于包括以下步骤：滑动胎体帘布层结构与气胆接合；将所述胎体帘布层结构的第一圆形胎圈坐落在模具上；给所述气胆部分地充气，以形成膨胀的胎体帘布层结构；将弹性体注入所述模具；将所述胎体帘布层结构的第二圆形胎圈坐落在模具盖上；使用所述模具盖封闭所述模具，用以封装所述弹性体；给所述气胆完全充气，用以促进所述弹性体与所述胎体帘布层结构的接合；固化所述弹性体；以及取下现在限定了所述非充气轮胎的组合的胎体帘布层结构／弹性体。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JA本京二世，
申请(专利权)人：JA本京二世，
类型：发明
国别省市：US