本发明总体上涉及非充气轮胎，并且更具体地说涉及模制非充气轮胎的辐条。
背景技术
轮胎开发中的新兴领域涉及制造和使用不仅仅依靠加压气体以在结构上支承轮胎的非充气轮胎或混合轮胎。因此，这些非充气轮胎不易泄气，而泄气可能使充气轮胎不可操作。美国专利号7,201,194(本文中也被称为'194专利)中描述了示例性非充气轮胎，所述美国专利的内容通过引用并入本文。
在一个实例中，非充气轮胎包含附接到多个辐条的向外范围的胎面，辐条围绕轮胎的旋转轴线间隔开并且辐条中的每个辐条在径向方向上从向内范围处的轮毂纵向延伸。辐条通过所属领域中已知的任何手段可操作地连接到胎面和轮毂中的每一者。例如，在某些实施例中，辐条与轮毂一起模制，并且采用剪切带将胎面连接到辐条。辐条是通过将如热固性材料等模制材料浇注到辐条模具中来形成的，热固性材料在所述辐条模具中固化或硬化。如'194专利的摘要和第2栏第28到41行所描述的，所述多个辐条支承能够偏转或挠曲的轮胎。这种偏转或挠曲有助于非充气轮胎模仿充气轮胎。
为了防止在陆地车辆操作期间可能产生的电荷积累，陆地车辆通常通过在车辆与地面之间提供导电路径而接地。因为具有由非导电热固性材料构造的辐条的非充气轮胎不具有从胎面到轮毂的导电路径，所以将接地条独立地附接到车辆、与非充气轮胎分离，以实现在车辆与地面之间提供导电路径的目的。因此，为了消除对接地条的需要，需要在非充气轮胎中提供导电路径。
技术实现要素：
本发明的实施例包含具有导电路径的非充气轮胎以及用于形成所述非充气轮胎的方法。
本发明的具体实施例包含一种用于形成非充气轮胎的方法。所述方法的一个步骤包含：提供被配置成形成非充气轮胎的一个或多个辐条的辐条模具。所述辐条模具可以包含至少部分地由一个或多个模制表面限定的模腔。额外的步骤包含：将脱模剂涂敷到所述一个或多个模制表面，其中所述脱模剂包含导电添加剂。在另一步骤中，将热固性材料布置到所述模制腔中。所述热固性材料在所述模腔中固化，以形成非充气轮胎的一个或多个模制后辐条。所述脱模剂的所述导电添加剂嵌入在所述一个或多个模制后辐条中的每个模制后辐条的厚度内。然后可以从所述模具移除所述一个或多个模制后辐条。
本发明的额外实施例包含一种非充气轮胎。所述非充气轮胎包含一个或多个辐条，所述一个或多个辐条至少由固化的热固性材料形成，其中所述固化的热固性材料包含导电添加剂。在一些实施例中，所述导电添加剂被布置在所述一个或多个模制后辐条中的至少一个模制后辐条的厚度内。
根据以下对如附图中所示的本发明的具体实施例的更详细描述，本发明的前述和其它实施例、目的、特征和优点将变得明显，在附图中，相似的附图标记表示本发明的相似部件。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的具有模制后辐条的非充气轮胎的透视图。
图2是根据本发明的实施例的包括用于形成非充气轮胎的辐条的模具的模制设备的侧截面视图。
图3是根据本发明的实施例的图2所示模具的底部模具构件的透视图。
图4是根据本发明的实施例的涂覆有包含导电添加剂的脱模剂的图3所示底部模具部分的透视图。
图5是根据本发明的实施例的图4所示经涂覆底部模具部分的透视图，其中模制材料布置在底部模具部分中的模制腔内，以形成具有嵌入在每个辐条的厚度内的导电添加剂的辐条。
图6是沿着线6-6截取的图4的经涂覆底部模具构件的部分截面视图。
图7是沿着线7-7截取的布置在如图5所示的底部模具构件内的模制后辐条的部分截面视图。
图8是根据本发明的实施例的在已经从模具脱模之后并且含有嵌入在每个辐条的厚度内的导电添加剂的模制后辐条的部分截面视图。
具体实施方式
本发明包含用于模制非充气轮胎的辐条的方法以及形成非充气轮胎的方法，其中非充气轮胎的一个或多个辐条包含在脱模剂中涂敷到用于形成所述一个或多个辐条的模具的导电材料。导电材料可以沿着每个这种辐条的外(即，外部)表面布置和/或嵌入在每个这种一个或多个辐条的厚度内。将导电材料布置在辐条的厚度内是有益的，因为布置在外表面上的导电材料易于磨损或冲刷掉，或以其它方式更容易被移除。
在具体实施例中，非充气轮胎包括用于与地表面接合的胎面以及用于可操作地将轮胎附接到陆地车辆的轮毂。多个辐条在胎面与轮毂之间的径向方向上延伸，所述多个辐条中的每个辐条形成细长构件。所述多个辐条围绕轮毂的旋转轴线或更一般地是轮胎的旋转轴线间隔开，其中细长构件的长度在轮毂或轮胎的径向方向上延伸。在某些实例中，所述一个或多个辐条被配置成在轮胎操作期间偏转，以提供期望的轮胎性能特性。胎面可操作地附接到所述一个或多个辐条的径向向外范围，所述一个或多个辐条又在径向向内范围处连接到轮毂。通常形成环的轮毂然后可操作地连接到陆地车辆以配置非充气轮胎以供使用。所述一个或多个辐条到胎面和轮毂的附接各自可以通过所属领域中已知的任何方式实现。例如，可以通过将所述一个或多个辐条模制到轮毂来实现附接，所述轮毂通常形成环并且被制备成与热固性材料适当键合。在其它实例中，使用粘合剂和/或机械紧固件实现附接。在某些实施例中，外部环形带被定位在辐条的径向向外范围与胎面之间，其中辐条可操作地附接到外部环形带。在某些变体中，内部环形带还被布置在辐条的径向向内范围处，辐条可操作地附接到内部带。然后使用此内部环形带将轮胎附接到轮毂。外部环形带和内部环形带可以被形成为与辐条分离或通过将如热固性材料等模制材料浇注到例如辐条模具中而与辐条一起模制，其中热固性材料分布在辐条模具内并且然后固化或硬化。所描述的非充气轮胎为举例，因为可以使用本文描述的方法形成所属领域中已知的其它非充气轮胎。
如上所述，本发明的具体实施例提供了用于形成具有导电路径的非充气轮胎的方法。这种方法的具体实施例包含提供被配置成形成非充气轮胎的一个或多个辐条的辐条模具。所述辐条模具包含至少部分地由一个或多个模制表面限定的模制腔。模制腔由两个或更多个被称为模制构件的可分离结构形成。因此，辐条模具包括多个(两个或更多个)形成一个或多个辐条模制腔的可分离模制构件。例如，在某些实施例中，辐条模具包含第一模具半部(第一模具构件)和第二模具半部(第二模具构件)，所述第一模具半部和所述第二模具半部单独地或一起包含或形成一个或多个细长模制构件，所述细长模制构件至少在圆周方向上间隔开以形成模制腔(辐条模制腔)。细长模制构件中的每个细长模制构件在本文中也称为模芯。在间隔开的模芯中的每个模芯之间是形成模制腔的一部分且被配置成在将第一模具半部和第二模具半部布置成闭模布置时形成辐条的空隙。此外，尽管本文讨论的实施例集中于模制非充气轮胎的辐条，但是本发明还适用于形成非充气轮胎的其它部分，如轮毂、胎面以及例如用于将胎面连接到辐条的带(本文中也被称为剪切带)。
因为每个模制后辐条容易粘附到模制腔的任何模制表面，所以将脱模剂涂敷到模制腔的模制表面以改进对每个模制后辐条的脱模。否则，辐条可能变得扭曲或损坏，从而导致不期望和不均匀的外观。因此，以上描述的方法包含将脱模剂涂敷到模制腔的所述一个或多个模制表面。脱模剂可以是所属领域中已知的任何组合物，使得在所述一个或多个模制表面的表面上形成膜。在一个具体实施例中，脱模剂是硅基的。可以使用任何已知的一种或多种技术，如例如喷涂、刷涂、注射、浸没或雾化将脱模剂涂敷到一个或多个模制表面。
涂敷到模制腔和一个或多个模制表面的脱模剂在其中包含导电添加剂。另外，应理解，可以添加一种或多种导电添加剂。导电添加剂可以形成任何已知的导电材料，所述导电材料通过电导率促进电流流过材料。导电添加剂的实例包含炭黑。
在将脱模剂涂敷到一个或多个限定模制腔的模制表面之后，将热固性材料布置在模制腔内。热固性材料被布置在模制腔中以形成非充气轮胎的辐条，并且在沉积在模制腔中时和/或在固化期间，脱模剂和导电添加剂与热固性材料互相混合。应理解，热固性材料可以包括任何期望的热固性材料。热固性材料的实例包含聚氨酯。此外，可以使用适当耐用且坚固的热固性材料组合以支承施加到轮胎的负荷。可以通过使用所属领域中已知的任何已知的一个或多个过程和/或一个或多个机构将热固性材料添加到辐条模具中，这包含浇注和注射。进一步举例，可以通过延伸到所述一个或多个腔中的一个或多个浇注槽添加热固性材料。所述一个或多个浇注槽可以设置在辐条模具的周长上的任何位置处。进一步举例，一个或多个浇注槽可以设置在上台板处、下台板处、模具环处和/或模具罩处。然后，可以在已经添加热固性材料之后的固化期间密封所述一个或多个浇注槽。
这种方法进一步包含使模腔内的热固性材料固化以形成非充气轮胎的一个或多个模制后辐条。可以使用任何已知的一个或多个过程和/或一个或多个机构来实现固化步骤。例如，在某些实例中，将热量供应到模具并转移到热固性材料，使得热固性材料以期望的速率固化。在某些实施例中，执行离心(即，旋转模具)以使热固性材料移动或迁移从而填充被配置成形成所述一个或多个辐条中的每个辐条的腔和/或移除在浇注期间卷入的气泡。
使辐条模具内的热固性材料固化的结果是，来自脱模剂的导电添加剂嵌入在所述一个或多个模制后辐条中的至少一个模制后辐条的厚度内。每个模制后辐条的厚度由模制腔限定。嵌入的导电添加剂从通过模具的模制表面形成的相应辐条的任何外(外部)表面向内定位。因此，导电添加剂嵌入在热固性材料的厚度内。通过将导电添加剂嵌入到辐条的热固性材料中，导电添加剂将不会影响模制后辐条的整体性质。此外，导电添加剂还可以粘附到模制后辐条的外(外部)表面。在这些各个实施例中，导电添加剂沿着辐条的长度提供导电路径，以便产生在非充气轮胎的胎面与轮毂之间延伸的导电路径。这消除了使用接地条的需要或减少了车辆所需条的数量。在将所述一个或多个辐条脱模之后，对非充气轮胎进行完全组装。在具体实施例中，非充气轮胎的电阻率值小于1千兆欧。在替代性实施例中，替代或除了使用脱模剂，可以在将导电添加剂插入模腔或模制腔之前将其添加到热固性材料中。可以在形成热固性材料期间或其后实现这种添加。而且，除了或替代上述方法，可以将导电添加剂直接涂敷到非充气轮胎的模制后辐条的外表面。
一旦热固性材料固化，就从辐条模具移除(脱模)非充气轮胎的所述一个或多个辐条。可以使用所属领域中已知的任何一个或多个过程和/或一个或多个机构来实现移除
现在，下文将结合随本申请提交的附图进一步详细描述以上讨论的方法的具体实施例，所述附图例示了与具体实施例相关联的方法的性能。
参照图1，示出了具有相对于径向方向r和轴向方向a的定向的非充气轮胎。轮胎100包括可操作地连接到辐条130的径向向外范围120的胎面110，所述辐条又在辐条130的径向向内范围150处连接到环形的轮毂140。胎面和轮毂各自通过所属领域中已知的手段、如通过模制到轮毂140而连接到辐条，所述轮毂已经被制备成与热固性材料适当键合。对于所示出的轮胎100的版本来说，辐条130由模制后热固性材料形成。还可以看出，在所示实施例中，辐条130在轮胎的圆周方向上间隔开，并且任选地被分组为辐条对130、130"。在轮胎周围，每一对内的间隔以及每个相邻对之间的间隔可以或可以不一致或相同。辐条130支承在轮胎100的顶部附近处于承受张力而未承受压缩力的轮胎100。相反，位于轮胎底部处靠近接触面的辐条130容易压缩或弯曲，所述接触面是轮胎100的胎面110与道路接触的地方。这有助于轮胎模拟充气轮胎的气动支承功能。设置了外部带或剪切带142以将辐条130的径向外部范围连接到轮胎胎面110。
现在参照图2中的示例性实施例，示出了用于至少形成图1的辐条130的模制设备160。模制设备160包含垂直模压机170，所述垂直模压机包括下台板180、上台板190、液压缸200、齿轮210和框架220。框架220是固定的，并且下台板180可平移地固定在水平面中但是可以自由地垂直平移，而上台板190通过销可枢转地连接到框架220。上台板190通过液压缸200移动成与下台板180平行对齐或不平行对齐。齿轮210与由电机(未示出)供电的驱动小齿轮(未示出)配合，当适合旋转下台板180和粘附到下台板的用于形成辐条130的模具230时，所述驱动小齿轮可以与齿轮210接合或脱离接合。设想的是，上台板190可以可平移地连接到框架220并且可以通过除液压手段、如气动手段、机械手段或所属领域中公知的其它手段之外的手段移动。同样，下台板180的旋转可以通过所属领域中已知的其它手段实现，如通过直接联接到下台板180附接到的轴240的电机。下台板的平移可以使用前面提到的用于移动上台板190的相同方法来实现。还设置了滚柱轴承250以引导下台板180的旋转并使与其旋转相关联的摩擦最小化。
可以以下方式使用模具设备以产生轮胎的辐条。首先，移除模具的外环或帽以接近模具的内腔。模具可以收纳辐条的向内范围150(即，轮胎的轮毂或轮)和辐条的向外范围120(即，轮胎的外部环形部分、胎面收纳部分、胎面等)。作为细长模制构件的模芯(如图3中描绘的)至少部分地限定了被配置成在模制腔内形成辐条的腔并且由此在辐条的向外范围120与辐条的向内范围150之间延伸。可以使用帽将热固性材料(如图5中描绘的)固定在模具内。可以在将热固性材料借助于喷嘴(未示出)通过浇注槽(未示出)注入模具中时旋转模具。浇注槽对模制腔开放(如图3中描绘的)。模具的旋转或离心使热固性材料填充模制腔或辐条区域，并且热量被供应到模具并转移到热固性材料。热量有助于通过使热固性材料保温而使其硬化和固化。形成辐条的热固性材料可以从轮胎的轮毂或轮延伸到轮胎的胎面，从而允许辐条在固化过程期间键合到轮毂或轮以及胎面。
转到图3，示例性模具包括两个模具半部270：第二模具半部和第一模具半部(图3示出了其中一个模具半部)。在使用术语半部时，含义不一定意味着相等的半部，但是可能的是，半部可以是相等的半部。在一个或两个模具半部内布置有模芯260，所述模芯是细长模制构件，用于形成用于模制辐条的腔。任选地可以在模具中将轮胎的内部环形带和外部环形带中的一个或两个环形带与辐条一起模制。示出了存在于模具半部270的底部上的模芯260，并且所述模芯形成辐条和环形带的内表面。模芯的模制表面280形成辐条本身。来自下部模具半部的模芯与来自上部模具半部的类似配置的模芯相互铰接，使得辐条的厚度保持恒定。这些模芯可以具有用于形成环形带的内表面的额外表面。
图4示出了模芯260，其中脱模剂290被涂敷到模芯260和模制表面280上。在此实施例中，使用喷嘴300将脱模剂290喷涂到模芯260上，包含模制表面280。一旦被涂敷，脱模剂290就在模芯260的模制表面280上形成膜。在本发明中，脱模剂290包括导电添加剂，所述导电添加剂包含在形成于模芯260的模制表面280上的膜内。图6是辐条模具的截面视图，其中脱模剂290在模芯260的模制表面280上形成膜310。
转到图5，热固性材料320被添加到辐条模具并且填充每个模芯260之间的空隙或腔。如上文指出的，对于图1中示出的轮胎100的版本来说，包括辐条130的辐条区域是通过将热固性材料浇注到旋转模具中而形成的，在所述模具中，热固性材料通过离心而分散并且然后固化或硬化。热固性材料在辐条模具内固化，以形成非充气轮胎的模制后辐条区域。在将热固性材料添加到辐条模具中时，包括导电添加剂的脱模剂290与热固性材料混合。这种混合可以在固化之前或期间或在固化期间或其任何组合时实施离心作用时立即发生。一旦被固化，导电添加剂就嵌入在固化的热固性材料的厚度中。这提供了穿过非充气轮胎的辐条区域的导电路径。换句话说，这提供了胎面到轮毂的导电路径。
图7示出了辐条模具的截面视图，其中在模芯260之间形成有辐条130。导电添加剂330被示出为嵌入在形成辐条130的热固性材料内。转到图8，进一步示出了在从辐条模具移除之后的辐条区域的截面视图。再次，导电添加剂330被示出为嵌入在辐条130的厚度内。
如本文中的权利要求书和说明书中使用的术语“包括”、“包含”和“具有”应当被视为指示可以包含其它未指定元件的开放性群组。术语“一种(a、an)”和单数形式的单词应当被视为包含相同单词的复数形式，使得所述术语意味着提供了某物中的一个或多个。术语“至少一个”和“一个或多个”被可互换地使用。术语“单个”应当用于表明某物中的一个且仅有一个是预期的。类似地，当预期特定数量的事物时，使用其它特定整数值，如“二”。术语“优选地”、“优选的”、“优选”、“任选地”、“可以”以及类似术语用于表明被引用的项目、状况或步骤是本发明的任选(即，不是必需的)特征。
虽然已经参考本发明的具体实施例对本发明进行了描述，但是应当理解，这种描述仅仅是通过说明方式给出并且不应当被解释为限制要求保护的发明的范围。因此，本发明的范围和内容将仅由以下权利要求书的术语限定。此外，应当理解，除非另有说明，否则本文讨论的任何特定实施例的特征可以与任何一个或多个实施例的一个或多个特征组合。