本发明的主题涉及用于生产非充气轮胎的固定装置。更具体来说，本申请涉及一种固定装置，其包括径向向内移动以使固定装置内的轮辐粘附到非充气轮胎的轮毂的外表面上的元件。
背景技术：
非充气轮胎是那些不需要空气的轮胎。这些轮胎实际上特征在于安装在车辆车轮上的轮毂，以及从轮毂径向向外延伸的一系列轮辐。轮辐可以附接到包括轮胎胎面的剪切带。轮辐可以按多种方式布置和制造。此外，可以在非充气轮胎的设计中使用任何数量的轮辐。然而，当使用大量轮辐时，会出现制造问题。大量轮辐需要轮辐彼此靠近定位，并且在这些情况下，轮辐不能与轮毂一起形成为完整组合件的一部分。对于以均匀方式构造的非充气轮胎，轮辐位置的圆周和横向精度应在0.2毫米以内。此外，在轮辐的制造中存在轮辐与轮辐凸缘厚度的变化，这在任何后续组装过程中也应该被考虑。由于与非充气轮胎的生产相关的各种制造挑战，解决和改进与其生产相关的问题的机制将是有益的。
附图说明
本公开的完整且可实施的公开内容，包括其对于所属领域的普通技术人员来说的最佳模式，在参考附图的说明书中被阐述，在附图中：
图1是非充气轮胎的侧视图。
图2是根据一个示例性实施例用于形成非充气轮胎的装置的透视图。
图3是穿过装置的一截面切割的装置的一部分的透视图。
图4是穿过装置的一截面切割的装置的一部分的透视图。
图5是元件的透视图。
图6是装置的一部分的俯视图。
图7是装置的一部分的详细俯视图，示出了元件、轮辐、轮毂和径向移动构件的相互作用。
图8是非充气轮胎的一部分的侧视图。
图9是装置的局部横截面视图。
图10是装置的一部分的底部透视图。
不同图式中相同或类似参考标号的使用表示相同或类似特征。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的实施例，在附图中示出本发明的实施例的一个或多个实例。每个实例以解释本发明的方式提供，且并不意味着限制本发明。举例来说，示出或描述为一个实施例的一部分的特征可以与另一实施例一起使用以产生另外第三实施例。本发明意欲包括这些和其它修改及变化。
本发明提供装置10，其用于构造非充气轮胎12。非充气轮胎12具有多个连接到轮毂26的轮辐28。装置10包括围绕中心轴线18设置的若干元件16，其中轮辐28在圆周方向22上设置在连续元件16之间。元件16具有接近轮辐28的构型的构型，但与轮辐28不同。非充气轮胎12的轮毂26放置在装置10中，并且装置10的一个或多个径向移动构件24被致动，以便沿径向方向20向内挤压元件16和轮辐28。轮辐28与轮毂26接合，并且使用粘合剂使它们彼此连接。元件16的径向向内移动及其构型形状使得轮辐28精确地对准并定位在轮毂26上，以实现非充气轮胎12的一致且已知的制造。
图1展示根据一个示例性实施例的非充气轮胎12。非充气轮胎12在其中心具有轴线60，且径向20从轴线60延伸。胎面64位于剪切带62的外部且一直围绕非充气轮胎12在圆周方向22上延伸。剪切带62从胎面64沿径向方向20向内定位并且同样在圆周方向22上围绕轴线60延伸360度。一系列轮辐28接合剪切带62并且在径向方向20上从剪切带62向内延伸到非充气轮胎12的轮毂26。可以存在任何数量的轮辐28，并且它们的横截面形状可以与所示的不同。在一些实施例中，在非充气轮胎12中存在64-80个轮辐28。轮毂26在径向方向20上从轮辐28向内定位，并且可以安装在车辆的车轮上。当非充气轮胎12搁置在地面66上并且非充气轮胎12在车辆正常运行时转动时，非充气轮胎12顶部的轮辐28处于张紧状态，并且底部的轮辐28处于压缩状态。
装置10是将非充气轮胎12的轮辐28附接到轮毂26的机构。轮辐28和轮毂26是预先形成的并且放置在装置10中，此时它们彼此附接。图2示出了装置10的一个实施例，其包括承载一系列元件16的基座14。基座14可以是任何形状并且在元件16下方并且用于支撑元件16。基座14展示为矩形形状并具有开放的中心孔口32。基座14在其它型式中可以是环形，并且在装置10的其它型式中不需要具有中心孔口32。元件16在圆周方向22上完全围绕元件16的中心轴线18布置。元件16在径向方向20上与中心轴线18间隔开，并且不与中心轴线18相交。元件16可以全部彼此相同地成形，或者可以存在某些元件16在其尺寸或形状方面与其它元件16不同。中心孔口32定位成使得中心轴18延伸穿过中心孔口32的中心。装置10的纵向方向34在中心轴线18的方向上延伸并且可以平行于中心轴线18。
图3是装置10的透视定向的截面的剖视图。元件16沿径向方向20位于装置10的径向向内支撑构件70和支撑构件68之间。支撑构件68在纵向方向34上从基座14向上延伸并容纳径向移动构件24。径向移动构件24由三个气囊构成，这三个气囊设置在支撑构件68的袋内并且彼此分开。径向移动构件24在圆周方向22上完全围绕中心轴线18延伸360度。可以使用空气或其它气体来使径向移动构件24的气囊充气，并使它们从图3所示的位置在径向方向20上向内膨胀。支撑构件68的存在防止气囊从图3所示的位置在径向方向20上向外膨胀。径向移动构件24的气囊与轮辐28和/或元件16接合，并将这些构件28、16沿径向方向20向内推向中心轴线18。
径向移动构件24的三个气囊可以同时并且以相同的压力量同时充气。或者，它们可以根据需要在不同时间以不同的压力量充气，以防止引导表面的结合状态或其它原因。在这方面，在纵向方向34上最靠近凸片36的气囊24可以在另外两个气囊24之前首先充气，并且流量控制系统可以用于协调此循序充气。随后，可以使位于纵向方向34中间的气囊24充气，然后在此之后，可以最后使在纵向方向34上离凸片36最远的气囊24充气。以此循序次序对气囊24的充气允许轮辐28和元件16在其它气囊24施加显著压力之前被推向并抵靠到轮毂26，以防止引导表面的结合。
尽管展示了三个气囊，但是应该理解，在其它实施例中，径向移动构件24可以具有任何数量的气囊。举例来说，可以存在1、2、4-6、或最多10个气囊。另外，每个气囊不需要在圆周方向22上完全围绕中心轴18延伸，而是可以延伸小于360度。尽管展示为采用气囊引起在径向方向上的移动，但在装置10的其它布置中径向移动构件24不需要具有气囊。举例来说，径向移动构件24的气动或液压缸可用于在一些布置中实现向内径向运动。在其它情况下，径向移动构件24可采用滚珠丝杠、连杆、线性螺线管或其它机构来实现元件16和轮辐28的径向移动。
装置10包括一系列定位销70，定位销70可以是基座14的一部分，其围绕中心轴线18设置。定位销70支撑轮毂26，轮毂26具有支承表面，该支承表面具有在径向方向20上面向外的凸面。该支承表面可以在圆周方向22上围绕中心轴线18延伸360度，并且可以在两个不同的竖直位置处附接到定位销70，但是在其它示例性实施例中可以实现任何数量的定位销70。轮毂26在径向方向20上限定边界，因为元件16和轮辐28不能沿径向方向20在轮毂26的径向内侧移动。
图4示出了图3中所示的装置10的实施例的另一种变型。此处，定位销70在纵向方向34上从基座14的其它部分延伸。轮毂26安装到定位销70，具有带凸形外表面的支承表面。轮毂26在纵向方向34上安装在基座的仅一个位置处。因此，定位销70和轮毂26的安装可以根据装置10的不同实施例以各种方式设计。元件16的一个实例在图5中以透视图示出。元件16具有v形的横截面构型，并且元件16在纵向方向34上伸长，使得其具有比径向长度更长的纵向长度。为了限制元件16在基座14上的移动，可以在元件16的底部包括一个或多个凸片36。分界线43与元件16相关联，并且该分界线43标记元件16的径向外半部42和径向内半部44之间的边界。元件16的突起位于径向内半部44处。径向内半部44在径向方向20上比径向外半部42更靠近中心轴线18。半部42、44在径向方向20上的长度相等，但是可以具有在圆周方向22上延伸的彼此不同的长度，可以具有彼此不同的形状，并且可以具有彼此不同的厚度。半部42、44的厚度是它们在圆周方向22上的长度。元件16可以是随后进行机械加工的铝挤压件。或者，元件16可以由例如高模量塑料等其它材料制成。
图6示出了位于装置10内的图5的元件16。轮辐28也在图6中示出并且设置在元件16之间，使得一个轮辐28在任一侧上由单独的元件16限定边界。轮辐28的数量可以与元件16的数量相同。轮辐28具有类似于元件16的构型形状的v形，但轮辐28和元件16的横截面形状不精确。径向移动构件24可以在径向方向20上向内移动并且与轮辐28的端部接合。轮辐28将向内移动，并且随着它们接合元件16的端部，当径向移动构件24向内移动时，元件16也将在径向方向20上向内移动。在径向外半部42处的轮辐28和元件16之间的空间比径向内半部44处的空间更大。这是因为，当元件16移动较靠近中心轴线18时，在元件16和轮辐28的径向外部部分处可用的空间较小，并且这些部件彼此变得更紧密。为了清楚起见，轮毂26现在在图6中示出，但是将位于径向向内支撑构件70和轮辐28的终端之间。
图7是示出轮辐28、元件16、轮毂26和径向移动构件24之间的相互作用的横截面图。出于描述的目的，指明第二元件72和第二轮辐74。示出了元件16、72和轮辐28、74，其中径向移动构件24处于未致动状态，使得元件16、72和轮辐28、74不沿径向方向20向内推动。在元件72、74的相邻径向外半部42之间存在比元件72、74的相邻径向内半部44更大的空间。径向移动构件24不与元件16、72接合。实际上，径向移动构件24接合轮辐28、74，使得轮辐28、74的向内推动被转换为元件16、72的向内移动。在一些实施例中，情况并非如此，并且在轮辐28、74的唇部之间存在足够的空间，使得第二元件72的一部分可以在径向方向20上延伸超过轮辐28、74的唇部并且与径向运动构件24接合。在这些情况下，轮辐28、74不与径向移动构件24接触，并且来自径向移动构件24的力直接传递到元件16、72中。例如，在图4中，气囊24可以与元件16接合，并且轮辐28可以或可以不通过气囊24接合。轮辐16可以接合元件16的径向外半部42的一部分，但不是径向外半部42的全部。
轮辐28具有中心部分54，其具有凹形内表面56和凸形外表面58。凹形内表面56面向元件16但不与元件16接合。凸形外表面58接合相邻的第二元件72。元件16的直接面向凹形内表面56的部分不是凸形的，而是具有扁平形状，并且在该平坦表面和凹形内表面56之间具有空间。元件16的径向内半部44沿其长度的一部分(但不沿其整个长度)与轮辐28接合。轮辐28和元件16之间在径向方向20上的接合长度在径向内半部44处可以大于在径向外半部42处的接合长度。以类似的方式，轮辐28可以在第二元件72的径向内半部处具有比在第二元件72的径向外半部处更长的与第二元件72的接合长度。轮辐28、74与元件16、72之间沿径向向内表面的表面接合允许在轮辐28、74相对于轮毂26定位时控制轮辐28、74的位置。在其它区域中元件16、72和轮辐28、74的构型之间存在缓和，以减小在轮辐28、74的加载期间表面之间的阻力或摩擦以及组合件从固定装置的移除。
轮辐28的径向内端包括可与轮毂26接合的凸缘52。凸缘52的终端可以在圆周方向22上弯曲，使得它形成凹面，该凹面直接面对轮毂26的凸形外表面并且与之互补。轮辐28可以在径向方向20上从凸缘52向外的位置处限定凹槽50。凸缘52和凹槽50位于轮辐28、74的径向内半部处。元件16、72在其径向内半部44处具有突起48，并且突起48嵌套在凹槽50内。突起48可以在形状上与凹槽50互补，使得仅当轮辐28、74和元件16、72已经径向向内移动到最远程度并且已经接触以将轮辐28、74充分地粘附到轮毂26时，凹槽50被突起48完全填充。当径向移动构件24被完全致动时，元件16、72不与轮毂26接合。突起48可以始终位于凹槽50内，轮辐28、74在径向方向20上的所有距离处都在元件16、72之间，并且无论径向移动构件24是否被致动。当径向移动构件24被完全致动时，并且在一些情况下当径向移动构件24完全未被致动时以及当在数个致动水平之间完全致动时，元件16、72的径向内终端可以同时接合两个相邻轮辐28、74的凸缘52。粘合剂30位于轮毂26和凸缘52之间，并用以将轮辐28、74保持到轮毂26。在其它实施例中，凸缘52可以是各种形状的。在一些情况下，它们可以是三角形的，并且凹槽50的形状可以与所示的不同，或者在一些实施例中甚至可以不存在。当凸缘52是三角形时，元件16可以设置在凸缘52的凹槽50内，或者即使存在凹槽，元件16也可以不设置在凹槽50内。
为了组装非充气轮胎12，首先模制轮辐28，然后将其插入到装置10中，使得每个轮辐位于两个元件16之间。轮辐28可以模制在单独的模腔中。在元件16被插入之前，元件16可以位于径向方向20上的最外侧位置。轮辐28的装载可以通过自动操纵设备来实现，该自动操纵设备从装置10的顶部装载轮辐28，即朝向基座14的方向。或者，可以手动装载轮辐28。轮毂26可以独立地形成，然后插入到装置10中，并在轮辐28插入和存在时直接面向轮辐28。在插入到装置10中之前，在与轮辐28上的凸缘52对准的位置处将粘合剂珠30施加到轮毂26。可以使用机器人和粘合剂分配器将粘合剂30放置在轮毂26上。粘合剂30可以围绕轮毂26的圆周以线性条带施加，所述线性条带在纵向方向34上延伸。粘合剂30可以将轮辐28与轮毂26分开，使得它们不会彼此接触，或者在一些实施例中，即使存在用于将这两个部件26、28结合在一起的粘合剂30，轮辐28和轮毂26也可以彼此接触。
接下来，可以通过使径向移动构件24的膜充气以使元件16沿径向方向20向内移动来致动径向移动构件24。该致动还将使轮辐28沿径向方向20向内移动以实现与轮毂26的接触。径向移动构件24可以保持轮辐28上的压力，以使轮辐28的凸缘52保持与粘合剂30和轮毂26的接合，直到粘合剂30凝固为止。施加在轮辐28上的力传递到轮毂26，并且在径向方向20上施加该力时轮毂26保持就位。在一些实施例中，径向移动构件24的膜可以脱盖，使得装置10可以移动到烤箱或其它位置。一旦粘合剂30凝固，就可以移除轮毂26和轮辐28的组合件，并且轮辐28将附接到轮毂26。
元件16的横截面构型与轮辐28的一些特定特征相匹配，并且在一些情况下可以具有相同的形状和尺寸，以便接纳轮辐28的部分或插入到轮辐28的部分中。元件16的横截面构型可能不会沿着部件16、28的整个径向长度完全匹配轮辐28的横截面构型。元件16可以在径向方向20上彼此独立地移动，或者可以彼此连接，使得装置10的所有元件16彼此一致地移动。当径向移动构件24被致动时，轮辐28和元件16的相互作用产生精确的自对准状态，同时保持轮辐28和轮毂26之间的粘合剂接触压力的均匀控制，而不管轮辐28或轮毂26的微小变化如何。当轮辐28附接到轮毂26时，元件16实现轮辐28的自对准能力。此外，径向移动构件24施加力可以与轮辐28和轮毂26在纵向方向34上的移动无关。
元件16可以对准轮辐28并将轮辐28定位在轮毂26的特定位置上，该特定位置在期望的圆周方向22上在正或负0.2毫米内。元件16还可以包括止动件40和构建在其设计中的其它特征，其允许轮辐28在所需的纵向方向34上定位在轮毂26上达到正或负0.2毫米的精度。通过使用气囊将元件16与径向移动构件24环绕使得施加到轮辐28上的压力被精确地控制且可以调节。向轮辐28施加均匀的压力实现了用于将轮辐28结合到轮毂26的粘合剂30的恒定厚度。元件16与轮辐28的布置针对轮辐28到轮辐凸缘52的厚度变化而调节。元件16具有与轮辐28的构型形状类似但不完全类似的构型形状，以导致与轮毂26精确对准的接合，并且在所有轮辐28中施加均匀的压力。
图8示出了非充气轮胎12的弧长段，其中多个轮辐28接合并附接到剪切带62和轮毂26。轮辐28都具有中央部分54，该中央部分54具有凸形外表面58，所述凸形外表面58面向相邻轮辐28的凹形内表面56。轮辐28包括凸缘52，其与轮毂26接合，但是可以不接合相邻轮辐28的凸缘52。在一些实施例中，凸缘52实际上可以接合来自相邻轮辐28的凸缘52。由于中央部分54为v形，所以轮辐28可被描述为具有发针型轮辐形状。轮辐28可以由热塑性材料或增强橡胶制成。
参考图9，各种元件16可包括一个或多个止动件40。止动件40在纵向方向34上与基座14间隔开，并且当轮辐28插入在元件16之间时与轮辐28的底端接合。止动件40用于将轮辐28与基座14隔开，以在轮辐28附接到轮毂26时保持轮辐28与基座14相距一定距离。元件16的尺寸也使得它们在纵向方向34上延伸的距离大于轮辐28的距离，使得当轮辐28位于元件16之间时轮辐28的顶部位于元件16的顶部下方。当位于元件16之间时，元件16在纵向方向34上沿两个方向延伸超过轮辐28。轮辐28在径向方向上的长度可以大于元件16在径向方向上的长度，使得轮辐28径向延伸超过元件16的两端。元件16在其底部包括凸片36，凸片36接纳在基座14的相应狭槽38内。凸片36在狭槽38内滑动，并且狭槽38引导元件16的径向和周向移动，并防止元件16在装置10的使用期间移动到不希望的位置。
图10是装置10的仰视图，其中一系列联接构件46附接到元件16。基座14的一部分可位于元件16和联接构件46之间。如图10所示，联接构件46在两个位置处连接到元件16。在其它实施例中，联接构件46可以在单个位置处连接到元件16。联接构件46与装置10的每个元件16相关联并连接到装置10的每个元件16，并且可以存在与联接构件46相同数量的元件16。每个联接构件46可以在圆周方向22上延伸超过与其附接的元件16，并且联接构件46可以嵌套在相邻的联接构件46内。当元件16中的一个由于附接的元件16的移动而在径向方向20上移动时，此联接构件46可以接合相邻的联接构件16并且使得与其附接的元件16同样地移动。联接构件46可以在装置10的所有元件16上使用，使得当元件16中的一个向内或向外移动时，所有元件16在径向方向20上一起向内和向外移动。在一些情况下，在联接构件46之间可能存在间隙，使得当它们中的一个移动时它们不会立即引起移动。通过经由联接构件46将所有元件16彼此连接，导致元件16的移动均匀和分布式移动，从而可以在构建过程中考虑径向移动构件24的尺寸变化和力施加均匀性。。
虽然已关于本发明主题的具体实施例和方法详细地描述本发明主题，但应了解，在获得对前述内容的理解之后所属领域的技术人员可容易地产生对此类实施例的改变、变化和同等物。因此，本公开的范围是作为实例而非作为限制，并且本公开并不排除将此类修改、变化和/或添加包含到本发明主题中，这对所属领域的普通技术人员将是显而易见的。