本發(fā)明大體上涉及車輛輪胎和非充氣輪胎,更具體地涉及一種非充氣輪胎。
背景技術:
一個世紀以來充氣輪胎已成為對于車輛移動選擇的解決方案。充氣輪胎為拉伸結(jié)構(gòu)。充氣輪胎具有使充氣輪胎現(xiàn)在如此占主導地位的至少四個特性。充氣輪胎由于所有的輪胎結(jié)構(gòu)參與到承載負載中,所以有效地承載負載。由于充氣輪胎具有低的接觸壓力,導致由車輛的負載分布所引起的道路上的較低的磨損,所以充氣輪胎也是合乎需要的。充氣輪胎還具有低的剛度,這確保車輛中舒適的乘坐。充氣輪胎的主要缺點是其需要壓縮流體。在完全喪失充氣壓力之后,傳統(tǒng)的充氣輪胎變得無用。
設計成在無充氣壓力的情況下操作的輪胎可消除與充氣輪胎相關的許多問題與危害。既不需要壓力維持,也無需要壓力監(jiān)測。迄今為止諸如實心輪胎或其他彈性結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)支撐輪胎沒有提供傳統(tǒng)充氣輪胎所要求的性能水平。實現(xiàn)類似充氣輪胎性能的結(jié)構(gòu)支撐輪胎的解決方案是想得到的改進。
非充氣輪胎典型地由它們的承載效率限定。“底部加載器”為基本上剛性的結(jié)構(gòu),其承載輪轂下方的結(jié)構(gòu)部分中的大部分負載。“頂部加載器”設計成使得所有的結(jié)構(gòu)參與到承載負載中。頂部承載器因而具有比底部承載器高的承載效率,以允許具有較低的質(zhì)量的設計。
因而,需要一種改進的非充氣輪胎,其在沒有對空氣充氣的需求的缺點的情況下具有充氣輪胎的所有特征。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的一個或多個實施例提供一種非充氣輪胎,包括:接觸地面的環(huán)形胎面部分、剪切帶和連接至剪切帶的至少一個輻條盤,其中,輻條盤包括具有拋物線曲率的一根或多根第一輻條,其中,一根或多根第一輻條從外環(huán)延伸至內(nèi)環(huán)。
本發(fā)明的一個或多個實施例提供一種非充氣輪胎,包括:接觸地面的環(huán)形胎面部分、剪切帶和連接至剪切帶的至少一個輻條盤,其中,輻條盤具有拋物線曲率的一根或多根第一輻條,并且其中,一根或多根第一輻條從外環(huán)延伸至內(nèi)環(huán),具有第二拋物線曲率的一根或多根輻條。
本發(fā)明的一個或多個實施例提供一種非充氣輪胎,包括:接觸地面的環(huán)形胎面部分、剪切帶和連接至剪切帶的至少一個輻條盤,其中,輻條盤包括具有拋物線曲率的一根或多根第一輻條,其中,一根或多根第一輻條從外環(huán)延伸至內(nèi)環(huán),并且其中,存在彼此重疊的多根第一輻條。
本發(fā)明的一個或多個實施例提供一種非充氣輪胎,包括:接觸地面的環(huán)形胎面部分、剪切帶和連接至剪切帶的至少一個輻條盤,其中,輻條盤包括具有拋物線曲率的一根或多根第一輻條,其中,一根或多根第一輻條從外環(huán)延伸至內(nèi)環(huán),并且其中,第一輻條的頂點位于內(nèi)環(huán)上。
本發(fā)明的一個或多個實施例提供一種非充氣輪胎,包括:接觸地面的環(huán)形胎面部分、剪切帶和連接至剪切帶的至少一個輻條盤,其中,輻條盤包括具有拋物線曲率的一根或多根第一輻條,其中,一根或多根第一輻條從外環(huán)延伸至內(nèi)環(huán),并且其中,一根或多根第一輻條從外環(huán)延伸至內(nèi)環(huán)。
本發(fā)明的一個或多個實施例提供一種非充氣輪胎,包括:接觸地面的環(huán)形胎面部分、剪切帶和連接至剪切帶的至少一個輻條盤,其中,輻條盤包括具有拋物線曲率的一根或多根第一輻條,其中,一根或多根第一輻條從外環(huán)延伸至內(nèi)環(huán),并且其中,一根或多根第一輻條從外環(huán)延伸至內(nèi)環(huán),然后從內(nèi)環(huán)延伸至外環(huán)。
本發(fā)明的一個或多個實施例提供一種非充氣輪胎,包括:接觸地面的環(huán)形胎面部分、剪切帶和連接至剪切帶的至少一個輻條盤,其中,輻條盤包括具有拋物線曲率的一根或多根第一輻條,其中,所述一根或多根第一輻條從外環(huán)延伸至內(nèi)環(huán),其中,第一輻條在結(jié)點處與相鄰的第一輻條相交,其中,每根第一輻條具有從結(jié)點徑向向外的l2部分和位于結(jié)點的徑向內(nèi)側(cè)的l1部分,并且其中,l2/l1的比從大約0.2至5變化。
本發(fā)明的一個或多個實施例提供一種非充氣輪胎,包括:接觸地面的環(huán)形胎面部分、剪切帶和連接至剪切帶的至少一個輻條盤,其中,輻條盤包括具有拋物線曲率的一根或多根第一輻條,其中,一根或多根第一輻條從外環(huán)延伸至內(nèi)環(huán),并且其中,所述第一輻條具有在2至5mm的范圍內(nèi)的厚度t3。
本發(fā)明的一個或多個實施例提供一種非充氣輪胎,包括:接觸地面的環(huán)形胎面部分、剪切帶和連接至剪切帶的至少一個輻條盤,其中,輻條盤包括具有拋物線曲率的一根或多根第一輻條,其中,一根或多根第一輻條從外環(huán)延伸至內(nèi)環(huán),并且其中,所述第一輻條具有在25至70mm的范圍內(nèi)的軸向厚度w3。
本發(fā)明的一個或多個實施例提供一種非充氣輪胎,包括:接觸地面的環(huán)形胎面部分、剪切帶和連接至剪切帶的至少一個輻條盤,其中,輻條盤包括具有拋物線曲率的一根或多根第一輻條,其中,一根或多根第一輻條從外環(huán)延伸至內(nèi)環(huán),并且其中,所述第一輻條具有在8至28的范圍內(nèi)的輻條軸向厚度w3與輻條厚度t3的比。
本發(fā)明的一個或多個實施例提供一種非充氣輪胎,包括:接觸地面的環(huán)形胎面部分、剪切帶和連接至剪切帶的至少一個輻條盤,其中,輻條盤包括具有拋物線曲率的一根或多根第一輻條,其中,一根或多根第一輻條從外環(huán)延伸至內(nèi)環(huán),并且其中,輻條盤還包括具有不同于第一曲率的第二曲率的第二輻條。
本發(fā)明的一個或多個實施例提供一種非充氣輪胎,包括:接觸地面的環(huán)形胎面部分、剪切帶和連接至剪切帶的至少一個輻條盤,其中,輻條盤包括具有拋物線曲率的一根或多根第一輻條,其中,一根或多根第一輻條從外環(huán)延伸至內(nèi)環(huán),其中,輻條盤還包括具有不同于第一曲率的第二曲率的第二輻條,并且其中,第二曲率是具有與外環(huán)相交的頂點的拋物線。
本發(fā)明的一個或多個實施例提供一種非充氣輪胎,包括:接觸地面的環(huán)形胎面部分、剪切帶和連接至剪切帶的至少一個輻條盤,其中,輻條盤包括具有拋物線曲率的一根或多根第一輻條,其中,一根或多根第一輻條從外環(huán)延伸至內(nèi)環(huán),其中,輻條盤還包括具有不同于第一曲率的第二曲率的第二輻條,并且其中,第二輻條與第一輻條中的兩根相交。
本發(fā)明提供以下技術方案:
1.一種非充氣輪胎,包括:接觸地面的環(huán)形胎面部分;剪切帶;及連接至所述剪切帶的至少一個輻條盤,其中,所述輻條盤包括具有拋物線曲率的一根或多根第一輻條,其中,所述一根或多根第一輻條從外環(huán)延伸至內(nèi)環(huán)。
2.根據(jù)方案1所述的非充氣輪胎,具有第二拋物線曲率的一根或多根輻條。
3.根據(jù)方案1所述的非充氣輪胎,其中存在彼此重疊的多根第一輻條。
4.根據(jù)方案1所述的非充氣輪胎,其中,所述第一輻條的頂點位于所述內(nèi)環(huán)上。
5.根據(jù)方案1所述的非充氣輪胎,其中,所述一根或多根第一輻條從所述外環(huán)延伸至所述內(nèi)環(huán)。
6.根據(jù)方案1所述的非充氣輪胎,其中,所述一根或多根第一輻條從所述外環(huán)延伸至所述內(nèi)環(huán),然后從所述內(nèi)環(huán)延伸至所述外環(huán)。
7.根據(jù)方案1所述的非充氣輪胎,其中,第一輻條在結(jié)點處與相鄰的第一輻條相交,其中,每根第一輻條具有在所述結(jié)點的徑向外側(cè)的l2部分和位于所述結(jié)點徑向內(nèi)側(cè)的l1部分,其中,l2/l1的比從大約0.2至5變化。
8.根據(jù)方案1所述的非充氣輪胎,其中,所述第一輻條具有在2至5mm的范圍內(nèi)的厚度t3。
9.根據(jù)方案1所述的非充氣輪胎,其中,所述第一輻條具有在25至70mm的范圍內(nèi)的軸向厚度w3。
10.根據(jù)方案1所述的非充氣輪胎,其中,所述第一輻條具有在8至28的范圍內(nèi)的輻條軸向?qū)挾葁3與輻條厚度t3的比。
11.根據(jù)方案1所述的非充氣輪胎,其中,所述輻條盤還包括具有不同于所述第一曲率的第二曲率的第二輻條。
12.根據(jù)方案11所述的非充氣輪胎,其中,所述第二曲率是具有與所述外環(huán)相交的頂點的拋物線。
13.根據(jù)方案11所述的非充氣輪胎,其中,所述第二輻條與所述第一輻條中的兩根相交。
附圖說明
將通過對以下說明和附圖的參考將更好地理解本發(fā)明,其中:
圖1a是本發(fā)明的非充氣輪胎的第一實施例的透視圖;
圖1b是本發(fā)明的非充氣輪胎的第二實施例的透視圖;
圖1c是本發(fā)明的非充氣輪胎的第三實施例的透視圖;
圖2是輻條盤的第一實施例的透視前視圖;
圖3是圖2的輻條盤的第一實施例的示意性橫截面視圖;
圖4是圖2的輻條盤的第一實施例的前視圖;
圖5是圖1的非充氣輪胎的橫截面視圖;
圖6是本發(fā)明的輻條盤的第二實施例;
圖7是本發(fā)明的輻條盤的第三實施例;
圖8是本發(fā)明的非充氣輪胎的替代實施例的橫截面視圖,圖示帶有相同取向的多個輻條盤;
圖9是圖1的非充氣輪胎的橫截面視圖,示出帶有相反取向的兩個輻條盤,使得輻條當在負載作用下時軸向向內(nèi)彎曲;
圖10是圖1的非充氣輪胎的橫截面視圖,示出帶有具有不同取向的兩個輻條盤,使得輻條當在負載作用下時軸向向外彎曲;
圖11是示出在負載作用下的圖1的非充氣輪胎的橫截面視圖,示出帶有具有彎曲橫截面的輻條盤;
圖12是本發(fā)明的輻條盤的第四實施例的前視圖;
圖13是圖12的輻條盤的第四實施例的透視圖;
圖14是本發(fā)明的輻條盤的第五實施例的前視圖;
圖15是示出在加載作用下的圖14的輻條盤的第五實施例的透視圖;
圖16是圖12、14的第四、第五實施例的第一和第二輻條構(gòu)件的近視圖;
圖17是輻條盤的第六實施例的前視圖;
圖18是輻條盤的第六實施例的透視圖;
圖19是輻條盤的第七實施例的前視圖;
圖20是圖19的輻條盤的近視圖;
圖21是示出沒有負載的輻條盤的第六實施例的透視圖;
圖22是示出帶有負載的輻條盤的第六實施例的透視圖;
圖23a圖示對于剪切帶的彈簧剛度測試,同時圖23b圖示由力位移曲線的斜率確定的彈簧剛度k;
圖24a圖示對于輻條盤的彈簧剛度測試,同時圖24b圖示由力位移曲線的斜率確定的彈簧剛度k;
圖25a圖示對于輻條盤的彈簧剛度測試,同時圖25b圖示由力位移曲線的斜率確定的輪胎彈簧剛度k;
圖26圖示了剪切剛度ga的計算原理。
定義
以下術語對于該說明如下限定。
“赤道平面”表示與穿過輪胎的中心線的輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線垂直的平面。
“子午平面”表示與輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線平行并從所述軸線徑向地向外延伸的平面。
“遲滯”表示在10%的動態(tài)剪切應變并且在25℃下測量的動態(tài)損失正切。
具體實施方式
在圖1a-1c中示出了本發(fā)明的非充氣輪胎100的示例。本發(fā)明的輪胎包括徑向外側(cè)的接合地面的胎面200、剪切帶300和一個或多個輻條盤400。輻條盤400可具有不同的設計,如以下更詳細地描述的。本發(fā)明的非充氣輪胎設計成頂部加載結(jié)構(gòu),使得剪切帶300和一個或多個輻條盤400有效地承載負載。剪切帶300和輻條盤400設計成使得剪切帶的剛度直接與輪胎的彈簧剛度相關。每個盤的輻條設計成為在輪胎印跡中壓彎或變形并且不壓縮或承載壓縮負載的剛性結(jié)構(gòu)。這給予不在印跡區(qū)中的輻條的剩余部分承載負載的能力。由于在印跡外的輻條比在印跡中的輻條多,所以每個輻條的負載會是小的,以使得較少的輻條能夠承載輪胎負載,這給出非常有效的負載結(jié)構(gòu)。不是所有的輻條都能夠彈性地壓彎,并且保持負載的某一部分在印跡中受壓。由于以上原因需要使該負載最小,并允許剪切帶彎曲,以克服道路障礙。近似負載分布是這樣的,負載的近似90-100%由剪切帶和上輻條承載,使得下輻條幾乎承載零并且優(yōu)選地低于10%的負載。
非充氣輪胎可具有輻條盤的不同組合,以便調(diào)整帶有期望特征的非充氣輪胎。例如,可選擇承載剪切負載和拉伸負載的第一輻條盤400。可選擇承載純拉伸負載的第二輻條盤。可選擇在側(cè)向方向上是剛性的第三輻條盤1000、2000。參見如圖1a-1c所示的示例性輪胎盤構(gòu)造。
胎面部分200可沒有花紋溝,或者可具有多個縱向取向的胎面花紋溝,以在它們之間形成基本上縱向的胎面花紋條。花紋條還可橫向或縱向地分割開,以形成適應于特定的車輛應用的使用要求的胎面圖案。胎面花紋溝可具有與輪胎的預期使用一致的任何深度。輪胎胎面200可根據(jù)需要包括諸如花紋條、花紋塊、凸起、花紋溝和細縫的元件,以改善輪胎在各種狀況下的性能。
剪切帶
剪切帶300優(yōu)選地是環(huán)形的,并且在圖5中示出。剪切帶300位于輪胎胎面200的徑向內(nèi)側(cè)。剪切帶300包括第一和第二加強彈性體層310、320。在剪切帶300的第一實施例中,剪切帶由平行布置的并且由彈性體制成的剪切基體330分開的兩個不可延伸的層組成。每個不可延伸的層310、320可由嵌入彈性涂層的平行的不可延伸的加強簾線311、321形成。加強簾線311、321可以是鋼、芳綸或其他不可延伸的結(jié)構(gòu)。在剪切帶的第二實施例中,剪切帶300還包括位于第一與第二加強彈性體層310、320之間的第三加強彈性體層。
在第一加強彈性體層310中,加強簾線311相對于輪胎赤道平面以在0至大約+/-10度的范圍內(nèi)的角度φ取向。在第二加強彈性體層320中,加強簾線321相對于輪胎赤道平面以在0至大約+/-10度的范圍內(nèi)的角度
剪切基體330具有在大約.10英寸至大約.2英寸的范圍內(nèi)的厚度,更優(yōu)選地大約.15英寸的厚度。剪切基體優(yōu)選地由具有在15至80mpa的范圍內(nèi)、更優(yōu)選地在40至60mpa的范圍內(nèi)的剪切模量gm的彈性體材料形成。
剪切帶具有剪切剛度ga。剪切剛度ga可通過測量取自剪切帶的代表性測試樣品上的偏移而確定。測試樣品的上表面如圖26所示經(jīng)受側(cè)向力f。測試樣品是取自剪切帶并具有與剪切帶相同的徑向厚度的代表性樣本。剪切剛度ga于是由以下方程計算:
ga=f*l/△x
剪切帶具有彎曲剛度ei。彎曲剛度ei可利用三點彎曲測試由梁力學確定。其代表擱置在兩個輥子支撐上并經(jīng)受在梁的中間施加的集中負載的梁的情形。彎曲剛度ei由以下方程確定:ei=pl3/48*△x,其中,p為負載,l為梁長度,并且△x為偏移。
期望使剪切帶的彎曲剛度ei最大并使剪切帶剛度ga最小。ga/ei可接受的比將在.01與20之間,其中,理想范圍在.01與5之間。ea是剪切帶的可延伸剛度,并且其通過施加拉伸力并測量長度的變化而試驗地確定。剪切帶的ea與ei的比在.02至100的范圍內(nèi)是可接受的,理想范圍是1至50。
剪切帶300優(yōu)選地能經(jīng)受在15-30%的范圍內(nèi)的最大剪切應變。
非充氣輪胎具有試驗地確定的整體彈簧剛度kt。非充氣輪胎安裝在輪輞上,并且如圖25a所示,通過輪輞向輪胎的中心施加負載。彈簧剛度kt如圖25b所示由力相對偏移的曲線的斜率確定。取決于想要的應用,輪胎彈簧剛度kt可改變。輪胎彈簧剛度kt對于割草機或低速車輛應用優(yōu)選地在650至1200磅/英寸的范圍內(nèi)。
剪切帶具有彈簧剛度k,其可通過如圖23a所示在剪切帶的頂部對水平板施加向下的力并測量偏移的量來試驗地確定。彈簧剛度如圖23b所示由力相對偏移的曲線的斜率確定。
本發(fā)明不限于本文所公開的剪切帶結(jié)構(gòu),而是可包括具有在0.01至20的范圍內(nèi)的ga/ei、或在0.02至100的范圍內(nèi)的ea/ei比、或在20至2000的范圍內(nèi)的彈簧剛度以及它們的任何組合的任何結(jié)構(gòu)。更優(yōu)選地,剪切帶具有.01至5的ga/ei比、或1至5的ea/ei比、或170磅/英寸的彈簧剛度和它們的任何子組合。輪胎胎面優(yōu)選地纏繞剪切帶,并且優(yōu)選地一體地模制于剪切帶。
輻條盤
本發(fā)明的非充氣輪胎還包括至少一個輻條盤400、700、800、900或1000,優(yōu)選地包括可如圖1b、8所示在非充氣輪胎的相對端間隔開的至少兩個盤。輻條盤可具有如例如圖4、6、7、12和14所示的不同的橫截面設計。輻條盤用于承載從剪切層傳遞的負載。盤主要在拉伸和剪切中被加載,并且在壓縮中不承載負載。在圖2中示出了可用于非充氣輪胎的第一示例性盤400。盤400是環(huán)形的,并具有用于接納金屬或剛性加強環(huán)405的外邊緣406和內(nèi)邊緣403,以形成輪轂。如本文所描述的每個盤具有基本上小于非充氣輪胎的軸向厚度aw的軸向厚度a。軸向厚度a在aw的5-20%的范圍內(nèi),更優(yōu)選地在aw的5-10%的范圍內(nèi)。如果利用超過一個的盤,則每個盤的軸向厚度可以改變或者可以相同。
如圖24a所示,每個輻條盤具有可通過在已知負載作用下測量偏移而試驗地確定的彈簧剛度sr。用于確定輻條盤彈簧剛度k的一種方法是將輻條盤安裝至輪轂,并且輻條盤的外環(huán)裝接至剛性測試固定裝置。向輪轂施加向下的力,并記錄輪轂的位移。彈簧剛度k如圖24b所示由力-偏移曲線的斜率確定。優(yōu)選的是,輻條盤彈簧剛度高于剪切帶的彈簧剛度。優(yōu)選的是,輻條盤彈簧剛度在剪切帶的彈簧剛度的4至12倍的范圍內(nèi),并且更優(yōu)選地在剪切帶的彈簧剛度的6至10倍的范圍內(nèi)。
優(yōu)選地,如果使用超過一個的輻條盤,則所有的輻條盤具有相同的彈簧剛度。非充氣輪胎的彈簧剛度可如圖8所示通過增加輻條盤的數(shù)量來調(diào)整。替代性地,每個輻條盤的彈簧剛度可通過改變輻條盤的幾何形狀或改變材料而不同。更優(yōu)選地是,如果使用超過一個的輻條盤,則所有的輻條盤具有相同的外徑。
圖8圖示了具有多個輻條盤400的非充氣輪胎的替代實施例。輻條410優(yōu)選地在徑向方向上延伸。盤400的輻條設計成在軸向方向上隆起或變形,使得每根輻條如圖10所示軸向向外變形或如圖9所示軸向向內(nèi)變形。如果僅使用兩個輻條盤,則輻條盤可取向成使得每個輻條盤如圖9所示軸向向內(nèi)隆起或變形,或相反取向,使得輻條盤如圖10所示軸向向外隆起。當非充氣輪胎被加載時,當在基本無壓縮阻力的情況下經(jīng)過接觸面積時輻條將變形或軸向地彎曲,將零或者微小的壓縮力供應至負載軸承。輻條的主要負載是通過拉伸和剪切,而非壓縮。
輻條具有如圖2所示的矩形橫截面,但不限于矩形橫截面,并且可以是圓形的、方形的、橢圓形的等。優(yōu)選地,輻條410具有為縱向壓彎選擇的橫截面幾何形狀,并且優(yōu)選地具有在大約15至大約80的范圍內(nèi)、更優(yōu)選地在大約30至大約60的范圍內(nèi)并且最優(yōu)選地在大約45至大約55的范圍內(nèi)的輻條寬度w與輻條軸向厚度比w/t。優(yōu)選的矩形輻條設計的獨特方面是輻條承載剪切負載的能力,這允許彈簧剛度在拉伸中和在剪切加載中散布于輻條之間。提供剪切剛度的該幾何能力是輻條厚度t與輻條的徑向高度h之間的比。h/t的優(yōu)選比在大約2.5與25(大約平均+/-10%)的范圍內(nèi),更優(yōu)選地在大約10至20(大約平均+/-10%)的范圍內(nèi),并且最優(yōu)選地在12-17的范圍內(nèi)。
輻條如圖3所示在徑向平面中優(yōu)選地以角度α(阿爾法)傾斜。角度α優(yōu)選地在60至88度的范圍內(nèi),并且更優(yōu)選地在70至85度的范圍內(nèi)。另外,徑向外端415從輻條410的徑向內(nèi)端413軸向偏移,以便于輻條在軸向方向上彎曲或變形。替代性地,輻條900可如圖11所示彎曲。
圖6是輻條盤700的第二實施例。輻條盤是環(huán)形的,并且主要是帶有多個孔702的實心的。孔可布置在沿徑向方向取向的排中。圖7是輻條盤800的第三實施例。輻條盤是沒有孔的環(huán)形實心的。輻條盤700、800的橫截面與圖3相同。輻條盤700、800具有與圖3所示的相同的厚度、軸向?qū)挾取?/p>
圖12-13圖示了輻條盤1000的第四實施例。輻條盤1000具有大致小于非充氣輪胎的軸向厚度aw的軸向厚度a。輻條盤1000具有將內(nèi)環(huán)1010連接至外環(huán)1020的多根輻條。剪切帶300被安裝在輻條盤的徑向外部。輻條盤1000具有線性的并且將外環(huán)1020結(jié)合至內(nèi)環(huán)1010的第一輻條1030。第一輻條1030與外環(huán)1020形成在20至80度的范圍內(nèi)的角度β(貝塔)。β優(yōu)選地小于90度。輻條盤1000還包括從外環(huán)1020延伸至內(nèi)環(huán)1010的第二輻條1040,第二輻條優(yōu)選為呈彎曲的形狀。第二輻條1040在結(jié)點1100處與第一輻條1030結(jié)合。彎曲的輻條1040具有從外環(huán)到結(jié)點1100的第一曲率和從結(jié)點到內(nèi)環(huán)1010的第二曲率。在該示例中,第一曲率為凸形的,并且第二曲率為凹形的。第一和第二輻條的成形或曲率控制葉片當經(jīng)受負載時如何變形。輻條盤1000的葉片設計成在角度方向θ上壓彎。
第一輻條1030通過結(jié)點與第二輻條1040的結(jié)合導致上部大體上成形的三角形1050和下部大體上成形的三角形1060。結(jié)點1100的徑向高度如圖16所示能通過改變l1/l2的比來改變。l1/l2的比可在.2至5的范圍內(nèi),優(yōu)選地在.3至3的范圍內(nèi),并且更優(yōu)選地在.4至2.5的范圍內(nèi)。輻條1030、1040具有在2-5mm的范圍內(nèi)的輻條厚度t和在軸向方向上的大約25-70mm的范圍內(nèi)的軸向?qū)挾葁。輻條軸向?qū)挾葁2與厚度t2的比w2/t2在8-28的范圍內(nèi)、更優(yōu)選地9-11的范圍內(nèi)。輻條盤1000設計成主要在拉伸中承載負載,而其他輻條盤400、700、800能夠在拉伸中和在剪切中承載負載。輻條盤1000在徑向平面中彎壓彎,而其他輻條盤400、700、800設計成在軸向方向上的不同平面中壓彎。
圖14圖示了輻條盤2000的第五實施例,其除以下不同之外,與輻條盤1000相似。輻條盤2000具有通過結(jié)點2100結(jié)合到一起的第一和第二輻條2030、2040,以形成具有彎曲邊界的兩個近似三角形的形狀a、b。第一和第二輻條2030、2040都從外環(huán)2020延伸至內(nèi)環(huán)2010。第一和第二輻條2030、2040都是彎曲的。每根輻條的徑向外部l2的曲線具有第一曲率,并且徑向內(nèi)部l1具有在第一曲率的相反方向上的曲線。圖15圖示了在負載作用下壓彎的輻條盤2000。2040、2030的徑向外部在角度方向上壓彎。
圖17圖示了輻條盤3000的第六實施例。輪輻盤3000具有彼此重疊的多根彎曲的輻條3030。優(yōu)選地,輻條以拋物線方式彎曲。輻條3030具有連接至輻條盤的外環(huán)3020的第一端3040。輻條3030在結(jié)點3060處與另一相鄰的輪輻3030'相交。輻條的在結(jié)點3060與端部3040之間的徑向外部被標明為l2。輻條3030的在結(jié)點3060與內(nèi)環(huán)3010的切點3075之間的徑向內(nèi)部被標明為l1。輻條3030在位于內(nèi)環(huán)3010上的3070處與另一輻條3030''相交。輻條3030在位于內(nèi)環(huán)3010上的3080處與另一輻條3030'''相交。輻條3030在3090處與另一輻條3030''''相交。輻條3030具有位于外環(huán)3020上的末端3050。圖18圖示了拋物線形輻條盤的透視圖。輻條盤的軸向厚度w3大致小于輪胎的軸向厚度aw。輻條盤的軸向厚度w3可在大約25至大約70mm的范圍內(nèi)。輻條厚度t3優(yōu)選地在2至5mm的范圍內(nèi)。輻條盤的軸向厚度可不同于其他輻條盤的其他軸向厚度。l2/l1的比優(yōu)選地在大約0.2至5、更優(yōu)選地0.3至3、并且最優(yōu)選地0.4至2.5的范圍內(nèi)。
圖21圖示了在加載之前的輻條盤3000,而圖22圖示了在加載位置的輻條盤3000。當如所示向輪輞施加負載時,徑向外部l2如圖22所示變形。
圖19圖示了雙拋物線形輻條盤4000的第七實施例。除增加第二拋物線4500外(以粉紅色示出),輻條盤包括第一拋物線3030、3030'、3030''。第一拋物線3030、3030'優(yōu)選地重疊。第二拋物線4500在多個結(jié)點處與第一拋物線3030相交。第二拋物線4500在多個結(jié)點3070、3080處與單根第一拋物線3030相交。第二拋物線4500在結(jié)點3080、3090、3050處于第二根第一拋物線3030'相交。第二拋物線4500在多個結(jié)點3070、3090、3095處與第三拋物線3030''相交。每根第一拋物線3030與其他三根第一拋物線3030'、3030''、3030'''相交。第二拋物線4500具有位于徑向外環(huán)4030上的頂點4600和分別終止于頂端3080、3070的徑向內(nèi)腿4510、4520。第一拋物線3030的頂點3075與徑向內(nèi)環(huán)4010相交。
在圖1b中示出了非充氣輪胎的優(yōu)選實施例。軸向外端上的輻條盤是輻條盤400,并取向成使得它們軸向向外壓彎。位于相對的輻條盤400之間的是至少一個盤1000、2000、4000。外輻條盤設計成同時承載剪切和拉伸負載,而盤1000、2000只在拉伸中承載負載。內(nèi)盤的數(shù)量可根據(jù)需求選擇。外盤在第一平面中壓彎,而內(nèi)盤在不同的平面中壓彎。盤1000、2000設計成側(cè)向剛性的,使得它們能組合以調(diào)整輪胎側(cè)向剛度。外盤400在側(cè)向方向上不像盤1000、2000一樣剛性。
輻條盤優(yōu)選地由彈性材料形成,更優(yōu)選地由熱塑性彈性體形成。輻條盤的材料基于以下材料特性中的一個或多個選擇。盤材料的拉伸(楊氏)模量利用iso527-1/-2標準測試方法,優(yōu)選地在45mpa至650mpa的范圍內(nèi),并且更優(yōu)選地在85mpa至300mpa的范圍內(nèi)。玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低于-25攝氏度,并且更優(yōu)選地低于-35攝氏度。斷裂屈服應變高于30%,并且更優(yōu)選地高于40%。斷裂伸長率高于或等于屈服應變,并且更優(yōu)選地高于200%。熱變形溫度在0.45mpa下高于40攝氏度,并且更優(yōu)選地在0.45mpa下高于50攝氏度。利用iso179/iso180測試方法在23攝氏度下對于izod和charpy缺口試驗不產(chǎn)生斷裂。用于盤的兩種合適的材料可通過dsm產(chǎn)品在市場上買到并以arnitelpl420h和arnitelpl461的商品名稱銷售。
申請人理解的是,通過閱讀以上說明書,許多其他的變體對本領域的技術人員是顯而易見的。這些變體和其他的變體在如由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。