新颖车轮和生产方法与流程

本发明涉及用于包括婴儿车、儿童车、手推车、行李车和拉杆包、三轮车、自行车和玩具的各种产品的新颖车轮和生产方法。

背景技术：

吹塑成型是形成中空塑料部件的制造工序。通常，主要有三种吹塑成型：挤出吹塑成型、注射吹塑成型和注射拉伸吹塑成型。吹塑成型工序以使热塑性材料熔融和使熔融材料形成半成品或预制件为开始。半成品是塑料的管状件，并且其一端具有供压缩空气能够通过的孔。然后将半成品夹在模具内并将空气吹入半成品内。然后空气压力推出塑料以匹配模具表面。一旦塑料已经冷却和变硬，打开模具并将部件排出(ejected)。

挤出成型是通常用于制作管道、杆和管的制造工序。被加压通过模具(die)的熔融相导致长“管状”形状。模具的形状决定了管的形状。然后使挤出物冷却并形成固体形状。可以根据期望的用途以等间隔切割长的连续管。生产波纹管、管道和杆的挤出工序在现有技术中是已知的。这种波纹管的最常见用途是用于配送(delivery)液体，其中波纹管用作用于传送所述液体的部件。

在婴儿车、自行车、三轮车、踏板车和其它小孩和成人用车辆、手推车、拉杆包和行李车等的领域，车轮是显著增加这些产品的价格的最昂贵的组成部件之一。许多市售的车轮由发泡的乙烯醋酸乙烯酯(EVA)制成，发泡的乙烯醋酸乙烯酯(EVA)是在柔软度和弹性上接近弹性体材料的聚合物。近来，由于法规问题，出于该目的而使用EVA已变得是有问题的。此外，这些车轮受到快速磨耗并降低了能力。

生产这些车轮的替代材料是发泡的聚氨酯。该材料自身是提高产品成本的昂贵材料。

此外，现在可获得的通过吹塑工序生产的车轮一般由给予车轮廉价外观、在使用中产生噪音并受到快速磨耗的塑料材料形成。

因而，市场上存在对具有以下良好质量的车轮的真实需要：适用于这些产品、使用安全、其生产成本最小、稳定且具有高能力、具有高质量外观和良好功能、最后展现出慢速磨耗并且耐磨。本发明涉及如这里将详细说明的生产便宜且快速、稳定且具有高质量、以及还包括固有的振动吸收件的新颖车轮。

技术实现要素：

本文公开的主题在一个主要方面涉及一种新颖车轮，其包括：通过标准的吹塑成型工序制造的柔性环状段，所述柔性环状段具有由热塑性弹性体制成的至少一个层；和车轮轮毂，所述车轮轮毂被构造成从两侧支撑所述柔性环状段并生成供轴插入通过的轮筒，使得允许将所述车轮连接到产品的其它组成部件。

在另一方面，本文公开的主题涉及一种车轮制造方法，所述方法包括以下步骤：

a.经由吹塑成型工序生成具有至少一个热塑性弹性体层的显示为波纹管的一部分的吹塑成型的波纹状筒(blow molded corrugated shape tank)；

b.将所述吹塑成型的波纹状筒切片成环状段；和

c.将所述切片的环状段组装于车轮轮毂，所述车轮轮毂用于从两侧支撑所述柔性环状段，并生成供轴插入通过的轮筒，以允许将所述车轮连接到产品的其它组成部件。

在还一方面，本发明的主题涉及一种车轮，其包括：通过挤出成型工序制造的柔性环状段，所述柔性环状段具有由热塑性弹性体制成的至少一个层；和车轮轮毂，所述车轮轮毂被构造成从两侧支撑所述柔性环状段并生成供轴插入通过的轮筒，使得允许将所述车轮连接到产品的其它组成部件。

附图说明

以下参照附图说明本发明的实施方式的示意性示例。在附图中，在多于一个图中出现的相同的结构、元件或部件一般在其出现的所有图中标记为相同的数字。图中示出的组成部件和特征的尺寸一般出于方便和描绘清楚的目的而被选择并且不一定是按比例示出的。许多呈现的图是示意图的形式，照此，出于清楚说明的目的，某些元件可以被非常简化地或不按比例地绘出。图不是生产图。

如下地列出附图。

图1A-图1B是示出根据本发明的新颖车轮的示意性主视图和轴测图。

图2是图1的车轮的示意性截面图，其中车轮平放在水平位置。

图3A-图3B分别是图1的新颖车轮的分解图和以分解图示出的组成部件的截面图。

图4是用于制造待与车轮轮毂(和可选的盖)组装以生成车轮的波纹管的柔性环状段的一个可选示例的示意图。

图5是具有大量段的波纹管的示意性轴测图，其中各段均包括通过挤出工序制成的多个层，并且能够被操作而用作制造车轮用的柔性环状段。

图6是通过吹塑成型工序生产的待组装于车轮轮毂的柔性环状段的另一示例的示意图。

图7A-图7B是根据本发明的新颖车轮的示意性轴测图和分解图，新颖车轮包括通过吹塑成型工序制造的柔性环状段。

图8A-图8C是显示为波纹管的一部分的吹塑成型的波纹状筒的示意图，图8A示出了在筒被冷却且从模具移除之后的筒的主视图；图8B是示出了吹塑成型的波纹状筒的内部结构的、图8A的吹塑成型的波纹状筒沿线B-B的截面图，图8C是图8B的截面图中示出的柔性环状段在区域“Z”的部分的特写图。

具体实施方式

在以下说明中，说明了新颖车轮和该车轮的生产方法的各个方面。出于解释的目的，阐述特定构造和细节以便提供对本发明的彻底地理解。

虽然可以在单个实施方式的上下文中说明本公开的各个特征，然而还可单独地或以任意合适的组合提供特征。相反地，虽然出于清楚的目的可以在分开的实施方式的文中说明本公开，然而本公开还可以在单个实施方式中实施。此外，应当理解的是，本公开可以以各种方式执行或实践，并且本公开可以以除了本文以下说明的示例实施方式之外的实施方式实施。在本说明书和权利要求中提出的说明、示例和材料不应被理解为限制，而是说明性的。

还可以在没有限制性的情况下使用表示相对方向或位置的词，诸如“右”和“左”、“上”和“下”、“顶”和“底”、“水平”和“竖直”、“高”和“低”等。

根据本发明的一个主要方面，使用吹塑成型工序来制造显示为波纹管的一部分的柔性波纹状筒，该柔性波纹状筒根据所用模具的尺寸而具有预定数量的段，其中将由该工序生成的各段从筒切割下来、组装于车轮轮毂、并且可选地被盖封闭以便生成功能车轮。

根据本发明的另一方面，经由挤出工序生成具有多个层的柔性波纹管，其中将该波纹管的各段从管切割下来、组装于车轮轮毂、并且可选地被另外的盖封闭以便生成功能车轮。

如以下将详细说明的，两个工序均允许批量生产新颖车轮，其中在吹塑成型工序中，生产封闭的波纹状筒，将波纹状筒切割成待组装于车轮轮毂的段，而在挤出工序中，初始制造开口的波纹管，并将其切片成段以用于与车轮轮毂组装。

因而，本发明的一方面的目的是提供一种车轮，其包括：

(a)通过吹塑成型工序制造的柔性环状段，所述柔性环状段具有由热塑性弹性体制成的至少一个层；和

(b)车轮轮毂，所述车轮轮毂被构造成从两侧支撑所述柔性环状段并生成供轴插入通过的轮筒，使得允许将所述车轮连接到产品的其它组成部件。

所述热塑性弹性体可以选自由以下材料构成的组：热塑性橡胶、EVA(乙烯醋酸乙烯酯)、PVC橡胶、苯乙烯类嵌段共聚物(TPE-s)、聚烯烃共混物(TPE-o)、弹性体合金(TPE-v或TPV)、热塑性聚氨酯(TPU)、热塑性共聚酯和热塑性聚酰胺。以上可选材料的列表出于解释目的而被提供，不应被理解为限制本发明的范围。

在优选实施方式中，所述柔性环状段包括至少两个层，所述至少两个层包括由热塑性弹性体制成的外层和由以下材料中的至少一种制成的内层：聚丙烯、聚乙烯、PVC(聚氯乙烯)、ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯)和尼龙。由热塑性弹性体制成的所述外层被构造成用作振动吸收件和/或耐磨耗层。柔性环状段可以包括如下所述的另外的层。

在本发明的一些示例中，所述柔性环状段为在吹塑成型工序制造的波纹状筒的切片。可选择地，可以通过挤出工序将柔性环状段制造成开口的波纹管的一部分。

如上所述，通过吹塑成型工序或挤出工序中的任一者制造的新颖车轮可以用于各种产品，诸如但不限于，婴儿车、儿童车、手推车、拉杆包、行李车和诸如踏板车、三轮车和自行车等的其它成人用车辆。

根据本发明，被构造成允许轴插入通过的轮筒在功能上允许将车轮连接到另外的车轮。

本发明的还一个目的是提供一种车轮制造方法，所述方法包括以下步骤：

a.经由吹塑成型工序生成具有至少一个热塑性弹性体层的吹塑成型的波纹状筒；

b.将所述吹塑成型的波纹状筒切片成环状段；

c.将所述切片的环状段组装于车轮轮毂，所述车轮轮毂用于从两侧支撑所述柔性环状段，并生成供轴插入通过的轮筒，以允许将所述车轮连接到产品的其它组成部件。

优选地，所述吹塑成型的波纹状筒包括多个柔性环状段，其中各段均与相邻的段在结构上分隔开。优选地，在此方法中使用的所述热塑性弹性体选自由以下材料构成的组：热塑性橡胶、EVA(乙烯醋酸乙烯酯)、PVC橡胶、苯乙烯类嵌段共聚物(TPE-s)、聚烯烃共混物(TPE-o)、弹性体合金(TPE-v或TPV)、热塑性聚氨酯(TPU)、热塑性共聚酯和热塑性聚酰胺。然而，还可以采用其它用于该用途的市售材料。

在本发明的一些实施例中，所述段为柔性环状段，所述柔性环状段包括至少两个层，所述至少两个层包括由热塑性弹性体制成的外层和由以下材料中的至少一种制成的内层：聚丙烯、聚乙烯、PVC(聚氯乙烯)、ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯)和尼龙。优选地，由热塑性弹性体制成的所述外层被构造成用作振动吸收件和/或耐磨耗层。在其它实施方式中，柔性环状段可以根据预算和需要而包括另外的层。

以上方法可以用于制造如以上参照适用于本发明的车轮的产品详细说明的各种产品的车轮。

被构造成允许轴插入通过以用于将车轮连接到产品的其它组成部件的轮筒还允许将车轮连接到另外的车轮。

在本发明的一些实施方式中，根据以上的车轮的制造方法可以通过挤出成型工序执行，其中代替封闭的筒的是，生成波纹管然后将其切片成环状段。

本发明在还一个方面涉及一种车轮，其包括：通过挤出成型工序制造的柔性环状段，所述柔性环状段具有由热塑性弹性体制成的至少一个层；和车轮轮毂，所述车轮轮毂被构造成从两侧支撑所述柔性环状段并生成供轴插入通过的轮筒，使得允许将所述车轮连接到产品的其它组成部件。在该实施方式中，所述热塑性弹性体可以选自由以下材料构成的组：热塑性橡胶、EVA(乙烯醋酸乙烯酯)、PVC橡胶、苯乙烯类嵌段共聚物(TPE-s)、聚烯烃共混物(TPE-o)、弹性体合金(TPE-v或TPV)、热塑性聚氨酯(TPU)、热塑性共聚酯和热塑性聚酰胺。然而，本领域技术人员将同意的是，还可以使用其它热塑性材料，并且以上列表不应被理解为限制本发明的范围。

在本发明的特定实施方式中，所述柔性环状段包括至少两个层，所述至少两个层包括由热塑性弹性体制成的外层和由以下材料中的至少一种制成的内层：聚丙烯、聚乙烯、PVC(聚氯乙烯)、ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯)和尼龙。

由热塑性弹性体制成的所述外层可以用作振动吸收件和/或耐磨耗层。以与源自以上吹塑成型工序的段类似的方式，通过挤出工序生产的柔性环状段是在挤出成型工序制造的波纹管的切片。

车轮可以被用于与上述相同类型的产品，其中，被构造成允许轴插入通过的轮筒还允许将车轮连接到另外的车轮。

在特定示例中，如上述通过挤出工序制造的车轮还可以包括以如下方式定位成与其它两个层平行的第三层：所述第三层与所述其它两个层一起生成封闭室，为所述车轮提供固有的振动吸收特性。

将通过以下附图的说明来进一步解释和展示本发明。

图1A-图1B(分别)提供了根据本发明的示例的新颖车轮100的主视图和侧视图。在车轮100的这些图中，示出了柔性环状段(segment)20的外层14。柔性环状段20通过挤出工序被制造为波纹管的被切片(切割)成环状段20的部分。优选地，外层14由热塑性弹性体制成，诸如但不限于热塑性橡胶或其它聚合物。段20与车轮轮毂10装配，该组件还可以在车轮的外侧或两侧连接于例如由注射塑料制成的车轮盖12。在如参见图7所示的本发明的其它一些实施例中，车轮轮毂以消除对另外的盖12的需求的方式设计。在这些图示出的示例中，车轮盖12包括孔16，孔16的大小和位置与由车轮轮毂10生成的轮筒(cylinder)18相适合。轮筒18被构造和操作成允许轴插入通过，以便将车轮连接到产品的其它组成部件，包括连接到另外的车轮。

图2是图1示出的车轮100的示意性截面图，其中车轮100平放在水平位置。在该图中，示出了组成柔性环状段20的不同的层。一般地，柔性环状段20包括至少一个层。在该图示出的特定示例中，作为通过挤出工序制造的挤出波纹管的切片的柔性环状段20包括三个层：内层15和粘附于第二层13的外层14。优选地，外层14由挤出的热塑性弹性体(TPE)制成，诸如但不限于热塑性橡胶、EVA(乙烯醋酸乙烯酯)、PVC橡胶、苯乙烯类嵌段共聚物(TPE-s)、聚烯烃共混物(TPE-o)、弹性体合金(TPE-v或TPV)、热塑性聚氨酯(TPU)、热塑性共聚酯和热塑性聚酰胺。外层被构造成为车轮提供期望的对地摩擦系数，使得避免车轮或使用车轮的其它任何产品的滑动。优选地，粘附于层14的层13由挤出的聚丙烯(PP)制成，并被构造成承载施加在产品上的负荷。例如，当产品为车辆时，内层被构造成承载车辆自身和驾驶车辆的使用者两者的负荷(在婴儿车的情况下，内层被构造成承载婴儿车和承载于婴儿车中的婴儿的体重)。其它合适的层13用的材料包括但不限于聚乙烯、PVC(聚氯乙烯)、ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯)和尼龙。如该图中所示，层13和14以波管道的形状构造，然而，本领域技术人员应当清楚的是，可以应用其它任何重复的曲线。该结构消除了对另外的内衬的需求，这是因为车轮100的这种独特结构起到假衬(pseudo lining)的作用。

在特定示例中，第三层15可以是以如下方式与其它两个层平行地定位的直线层：第三层封闭由其它两个层生成的“波”(或任意其它形状)的顶端，从而与其它层一起生成封闭室。归因于在封闭室内下沉(submerge)提供了振动吸收的效果的事实，因此该层的这种独特结构为车轮100提供了固有的振动吸收特征。优选地，层15由挤出的聚丙烯(PP)构成，并且被构造和操作成为其它两个层13和14提供另外的支撑，以便避免它们塌陷，并且还使得在需要另外的材料的情况下允许注射另外的振动吸收材料。

如上所述，柔性环状段20可以包括至少一个层。在这里示出的特定示例中，柔性环状段20包括两个外层13和14，而另外的层15仅仅是一个选择并且其在某种程度上取决于用于生产柔性环状段20的制造方法(以下将参照图6详细说明)和将使用车轮的整个产品的需求。此外，可以添加诸如层13等的另外的粘附层来代替上述直线层15。

还在图2中示出的是：车轮轮毂10、车轮盖12、螺钉11、结构连接件13和轮筒18。车轮轮毂10包括通过螺钉11(可选择地通过结构连接件13)彼此连接的两个互补的部件10’和10”。在一个可选方式中，在车轮轮毂的各部件的中心处有孔(该图中未示出)，孔被构造成允许相对于车辆轮毂部件沿横向方向插入外部的轮筒18。可选择地，轮筒18可以是如图3A和图3B所示的车轮轮毂的一体部件。车轮轮毂10是标准组成部件并且在本发明中用作供柔性环状段20组装的平台。当使用时，车轮盖12优选但不一定由塑料材料制成并且用于在需要或期望时无定向地封闭车轮。盖12还可以用于商业目的，使得在其表面展现出制造商的品牌名称。在本发明的其它一些示例中，车轮轮毂以消除对另外的盖的需求的方式设计。轮筒18被构造和操作成允许轴插入通过，以便将车轮连接到产品的包括另外的车轮的其它组成部件。

图3A和图3B分别是图1示出的车轮100的示意性分解图和分解图的组成部件的截面。这些图展示了车轮的结构组成部件和它们组装在一起的顺序。在这些图中从左至右示出的是：车轮盖12，车轮盖12具有孔16，孔16被构造成允许轴插入通过；车轮轮毂的一个部件10’，其具有作为车轮轮毂的一体部件的轮筒18的一半；柔性环状段20，其包括外层14(挤出的TPE(例如橡胶))、内层13(例如挤出的PP(聚丙烯))和(可选的)内层15(例如挤出的PP(聚丙烯))；和车轮轮毂的第二部件10”，其包括位于其中心的作为固有的组成部件的轮筒18的第二部件。在该分解截面图(图3B)中，已知波管道形状的层13和14。另外，根据本发明，两个层13和14可以粘附于彼此并作为一个复合层呈现。可选择地，它们可以彼此分开。应当清楚的是，柔性环状段20可以包括另外的层，本图中示出的层仅仅是示例，不应被解释成以任何形式限制本发明的范围。

图4是用于以挤出工序制造柔性波纹管并将其切片成段20以用作婴儿车、儿童车、手推车、拉杆包和行李车、成人用自行车和三轮车和踏板车的车轮的主要组成部件的一个可选示例的示意图。本发明介绍了新颖地使用现有技术已知的材料和制造工序来快速且廉价地批量生产适合在上述类型的产品中使用的车轮。

在该图示出的示例中，首先制造通过挤出工序制成的具有多个层的连续波纹管200(示出了示出层的管的切块)，然后在分离工序中切割管的段20。然后将切割的段与包括两个部件10’和10”的车轮轮毂10(可选地，具有车轮盖12(如上参照图3详细说明的))组装，以得到车轮100。车轮轮毂10可以是标准非特制产品或例如通过注射工序自制的。

本文提供的车轮的新颖制造方法相对于当前现有技术已知的车轮的生产方法来说是快速且便宜的，并且本方法还利用了因高成本而通常不用来生产车轮的材料。然而，该工序的产品是有质量的，通过该工序生产的段的形状与通常使用的车轮相比是有利的，这是因为其包括因其结构和所使用的材料而带来的固有的振动吸收件，并且还避免了对使用内衬的需求。此外，承载负荷的能力类似于现有技术车轮的能力，并且与其它市售车轮相比减小了磨耗。

如以下将参照图6说明的，当从经由用于生产波纹状的筒(tank)的吹塑成型工序生产的波纹状的筒切片来制造柔性环状段时，获得类似的优点。

图5是具有大量段20的波纹管200的示意性轴测图，其中各段均包括通过挤出工序制造的多个层。各段均被构造成切断于管且组装在车轮轮毂上，从而产生适用于上述类型的各种产品的车轮。

图6是用于通过吹塑成型工序来生产被构造成与车轮轮毂组装的柔性环状段的另一示例的示意图。在该示例中，示出了波纹筒350的截面图。在吹塑成型工序中使用模具来生产具有待被切片的多个段20’的柔性波纹筒350，多个段20’以与前述类似的方式组装于车轮轮毂。根据使用的模具生产预定数量的段。将一个或多个层的熔融套筒(molten sleeve)在空气压力150下吹入模具。在该特定示例中，使用由橡胶(TPE)14’制成的外层和由聚丙烯(PP)制成的内层这两个层的熔化物来生成波纹状的筒。在冷却之后，移除模具，然后根据切割线19从波纹筒切割出切片，使得产生待组装于车轮轮毂的期望的柔性环状段，其中车轮轮毂还可以被盖覆盖，以便为最终产品提供高雅和别致的外观。本领域技术人员应当清楚的是，在该生产方法中，可以将单层或多层在空气压力下经由熔融套筒吹入模具，上述两个层仅仅是示例。在该制造工序中，如在参照图4和图5说明的挤出制造工序中，得到的环状段不包含贮存空气的封闭室。

图7A-图7B是根据本发明的车轮300的示例的示意性轴测图和分解图。车轮300包括通过吹塑成型工序制造的柔性环状段。优选地，该段包括由热塑性弹性体制成的外层40和由以下材料制成的内层42，诸如但不限于聚丙烯、聚乙烯、PVC(聚氯乙烯)、ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯)、和尼龙、丙烯酸(聚(甲基丙烯酸甲酯))(PMMA)和聚苯并咪唑。在本发明的另一实施例中，可以添加另外的层，以根据特定产品要求、预算能力和需求为车轮提供另外的强度。

为了得到功能车轮，将柔性环状段与车轮轮毂组装，车轮轮毂包括两个部件441和442，并被构造成从两侧支撑柔性环状段以及生成供轴插入通过的轮筒18，使得允许将车轮连接到产品的其它组成部件和另外的车轮。车轮轮毂的两个部件441和442通过插入结构连接件的螺钉11彼此连接。在这些图示出的示例中，车轮轮毂的各部件被设计成不需要另外的盖。在本发明的可选实施例中，可以使用车轮轮毂的其它设计，装饰盖还可以用于美学目的。在图7A的轴测图中，仅能看到车轮轮毂的一个部件441。以类似的方式，在该图中仅示出柔性环状段的外层40。

图8A-图8C是吹塑成型的波纹状筒400的示意图，其中图8A示出了在筒被冷却和从模具移除之后的主视图；图8B是示出了吹塑成型的波纹筒的内部结构的、图8A的吹塑成型的波纹筒沿线B-B的截面图，图8C是图8B的截面图中示出的柔性环状段在区域“Z”的部分的特写图。筒400由通过区域411彼此分隔开的一系列圆形的段410制成。以吹塑成型工序生成的筒通常是封闭的管。为了生产本发明的新颖车轮，将封闭的波纹筒切片成环状段410，其中沿着围绕各段的区域411的两端通过线A进行切割。在切片段之后，区域411可以被回收和用作另外的生产车轮的层。

吹塑成型筒400的截面图还示出了筒的波纹结构和包括波纹结构的层。如上所述，由热塑性弹性体制成的外层40被构造和操作成对车轮提供高质量和功能能力，消除了使用中由塑料车轮的剥落而产生的噪音，并使振动和磨损最小化。通常地，内层42由较便宜的材料制成，因而使得在无需妥协质量或损坏最终产品的独有外观的情况下减少了车轮的成本。区域“Z”的特写图示出了用作车轮的柔性组成部件的段的一部分。在该特定示例中，示出了段410在两侧被将被切割用于使功能段分隔开的区域411围住。如能够看到的，段410和区域411由相同材料制成并且包含外层40和内层42。在本发明的另一实施例中，可以将由不同材料制成的另外的层添加在内层与外层之间作为中间层或添加为内层。

应当清楚的是，本说明书中阐述的实施方式和附图的说明仅用于更好地理解本发明，而不是限制本发明的范围。还应当清楚的是，本领域技术人员在阅读本说明书之后能够对附图和上述实施方式进行调整或修改，这仍将被本发明覆盖。