專利名稱：漏氣保用輪胎支架以及其著色劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及充氣輪胎，特別涉及充氣輪胎的漏氣保用輪胎支架。
背景技術(shù)：
過去，汽車行業(yè)提供備用輪胎以替換行駛過程中被扎破或爆裂的輪胎。不過，已經(jīng)有人試圖通過改進(jìn)輪胎設(shè)計(jì)而省掉備用輪胎。明確地說，試圖提供一種穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)的輪胎，它可以在只有一點(diǎn)點(diǎn)氣壓或沒有氣壓，比如說輪胎是空的情況下行駛。該項(xiàng)研究的術(shù)語被稱為“漏氣保用輪胎”(RFT)技術(shù)。該RFT概念允許駕駛員不用停下來換輪胎或?qū)ふ揖o急幫助而使車輛繼續(xù)行駛額外一段時間。輪胎可以在之后一個比較方便的時候進(jìn)行修理。
RFT的車輪組件的一個實(shí)施方案包括一個輪輞、一個安裝在輪輞上的輪胎和一個夾在輪胎內(nèi)表面與輪輞外周表面之間的支架。該支架允許輪胎有限地變形，使得輪胎不會沿其各個邊與輪輞分離。該支架一般用一種合成材料，比如聚合物制造。
生產(chǎn)RFT支架的典型工藝包括一些類型的模制。該支架的模具可以包括一個大約3mm寬的狹窄通道，其加工在模具的內(nèi)部和外圍附近。在模制工藝過程中通過提供加強(qiáng)件，該聚合物支架可以被加強(qiáng)以有利于在不利的情況下保持其結(jié)構(gòu)的一體性。加強(qiáng)部分在模制前置于通道中，聚合物通過通道流入，將加強(qiáng)部分封入模制的RFT支架中。
RFT支架可以根據(jù)制造商、尺寸、式樣和其它性質(zhì)而改變。載運(yùn)、安裝、修理和其它制造后的應(yīng)用需要各種不同RFT支架的清楚的說明書。比如，不同RFT支架在安裝到不合適的輪輞和/或輪胎組件上時，有可能會發(fā)生不期望的危險。
因此，需要一種RFT支架，其包括顯示RFT支架的一個或多個性質(zhì)的指示物，以避免與其它RFT支架混淆。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種整體漏氣保用輪胎(RFT)支架加強(qiáng)件，其加工成剛性較強(qiáng)的形狀。通常，整體RFT支架加強(qiáng)件可以由多層連在一起，比如通過粘和劑粘在一起的材料來形成一個有效層。該有效層可以包括很多布層，或有利地，線絲的層纏繞成加強(qiáng)件。加強(qiáng)件可以嵌入到模具中形成RFT支架，并且保持該結(jié)構(gòu)該嵌入物所需的結(jié)構(gòu)剛性。當(dāng)從大約兩米高跌落到一個硬表面上，RFT支架加強(qiáng)件的軸線基本上垂直于重力時，該RFT支架加強(qiáng)件的剛性，使變形為20％或更少。
此外，本發(fā)明提供一種模制的RFT支架，其包括該RFT支架加強(qiáng)件。本發(fā)明還涉及一種車輪組件，其包括一個輪胎、一個輪輞和一個在輪輞和輪胎之間的RFT支架，其中支架包括RFT加強(qiáng)件。這種RFT支架可以具有一種著色指示物，其形成或足夠應(yīng)用于指示該支架的一個或多個屬性。
本發(fā)明提供了一種漏氣保用輪胎(RFT)支架，其包括一個模制部分，該模制部分具有一個外圓周和內(nèi)圓周。該漏氣保用輪胎支架適合于安裝到車輪輪輞上，車輪在地面上行駛時，支承漏氣輪胎。模制部分具有指示RFT支架的至少一個性質(zhì)的著色指示物。至少一個RFT支架模制入模制部分。
本發(fā)明提供了一種RFT支架，其包括一個模制部分，該模制部分具有一個外圓周和內(nèi)圓周。該RFT支架適合于安裝到車輪輪輞上，車輪在地面上行駛時，支承漏氣輪胎。模制部分具有指示RFT支架的至少一個性質(zhì)的著色指示物。
本發(fā)明還提供一種制造RFT支架的方法，其包括可模制材料流入一個RFT支架的模具中形成RFT支架；通過預(yù)先在RFT的至少一個部分上結(jié)合著色劑來識別RFT支架的至少一個性質(zhì)。
本發(fā)明還提供了一種將RFT支架安裝到輪輞上的方法，其包括選擇一個輪輞，以及根據(jù)RFT支架上形成的著色指示物選擇一個適合于該輪輞的RFT支架，其中著色指示物指示RFT支架的至少一個性質(zhì)。


圖1是車輪組件的局部剖視簡圖。
圖2是RFT支架的立體簡圖。
圖3是RFT支架的另一實(shí)施方案的側(cè)視簡圖。
圖4是RFT加強(qiáng)件的簡圖。
圖5A是RFT支架的另一實(shí)施方案的立體簡圖。
圖5B是圖5A所示實(shí)施方案的開口型式的局部剖視簡圖。
圖6是一種生產(chǎn)細(xì)絲纏繞的RFT加強(qiáng)件的系統(tǒng)的簡圖。
圖6a是橫向元件和環(huán)向元件及相應(yīng)的繞組的一個實(shí)施方案的詳解圖。
圖7是通過用加強(qiáng)材料包裹心軸而生產(chǎn)一種RFT加強(qiáng)件的系統(tǒng)的另一實(shí)施方案的簡圖。
圖8是模制一種RFT加強(qiáng)件的系統(tǒng)的另一實(shí)施方案的簡圖。
圖9是生產(chǎn)具有縱向元件的加強(qiáng)件的系統(tǒng)的另一實(shí)施方案的簡圖。
圖10是采用切向模制工藝生產(chǎn)RFT加強(qiáng)件的系統(tǒng)的另一實(shí)施方案的簡圖。
圖11是具有一個著色指示物的RFT支架的立體簡圖。
圖12a-12f是RFT支架的著色指示物示例的立體簡圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明總的來說包括一個漏氣保用輪胎(RFT)加強(qiáng)件，一個包括RFT加強(qiáng)件的RFT支架，以及一個包括RFT支架、輪胎和輪輞的車輪組件。并且，本發(fā)明包括制造RFT支架和加強(qiáng)件的方法。
圖1是一車輪組件的局部剖視圖。一個車輪組件10包括一個輪輞12、一個安裝在輪輞上的輪胎14，以及安裝在輪胎內(nèi)側(cè)表面和輪輞外側(cè)表面之間的RFT支架16。在一些實(shí)施方案中，輪輞12可以包括一個中心支架24，其允許將車輪組件10安裝到車輛上(未示出)。中心支架24通常可以是一個輻板、輻條或其它附加部件，可以包括一個分離的多片部件，如在商用卡車工業(yè)的車輪組裝中所熟知的。輪輞12還包括一個第一輪緣26和一個第二輪緣28。RFT支架16的外徑一般等于或大于胎圈30和32處的輪胎14的內(nèi)徑。RFT支架16通常從至少一個方向上被從圓周方向壓縮成橢圓形，所以RFT支架通?？梢栽趯⑵洳迦氲捷嗇y12上之前被嵌入到輪胎14中。因此，支架16剛性比較好，可以輪胎在未充氣時支撐載荷，但其又有足夠的柔韌性，以便改變形狀進(jìn)行安裝。RFT支架的材料參考圖2進(jìn)行說明。
RFT支架16包括一個外環(huán)18，一個內(nèi)環(huán)20和置于它們之間的一個中心輻板。并且，RFT支架16包括至少一個在其內(nèi)部模制出的RFT加強(qiáng)件22。RFT支架可以在一個或多個RFT支架表面上具有一個著色指示物，將參考圖11-12對此進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
RFT支架圖2是圖1中所示的RFT支架16的立體圖。在一個實(shí)施方案中，RFT支架16包括一個外環(huán)18，其通常具有圖1所示的輪胎14的一個輪胎支架表面15；一個內(nèi)環(huán)20，其通常具有圖1所示輪輞12的輪輞支架表面21；還包括一個置于其間的中心輻板19。
至少一個RFT加強(qiáng)件22模制在RFT支架之中。通常，RFT加強(qiáng)件模制在內(nèi)環(huán)20之內(nèi)，盡管加強(qiáng)件可以在支架的其它區(qū)域模制，包括外環(huán)18和中心輻板19。而且，多個RFT加強(qiáng)件可以在RFT支架中的不只一個位置模制成型。例如，多個RFT加強(qiáng)件可以以不同的徑向間隔，或者不同的橫向間隔，比如并排模制在RFT支架中。
通常，RFT加強(qiáng)件形成一個整體的部件，這是由于加強(qiáng)件是一個堅(jiān)固連續(xù)的部件，比如一個圓柱體，在將加強(qiáng)件嵌入到模具中模制之前具有一個有效層。如果RFT加強(qiáng)件由多個部件或?qū)有纬桑ǔ＿@些部件或?qū)油ㄟ^機(jī)械或化學(xué)方式聯(lián)結(jié)起來，比如包括結(jié)合件、粘結(jié)劑以及其它材料的覆料，其在至少兩個部件或?qū)又g產(chǎn)生粘和力，或通過其它方法，連接這些部件形成一個有效層。為了本發(fā)明的目的，這種加強(qiáng)件不需要沿整個邊緣結(jié)合以作為“一個有效層”。實(shí)際上，該術(shù)語的定義是功能性的，即加強(qiáng)件被充分地結(jié)合在一起，可以保持在一起而沒有嚴(yán)重的分層，如此處所述。有利的是，加強(qiáng)件可以其至少大部分邊緣結(jié)合起來。通常，在制造工藝的通常的處理過程中，多層結(jié)合在一起應(yīng)足夠保持其完整性，使這些層不會分層。分層會使加強(qiáng)件嵌入到RFT支架模具過程的制造工藝受到延誤。
在一些實(shí)施方案中，尤其是當(dāng)覆料用來減少原料的厚度和/或使纖維與相鄰的纖維保持固定時，用于RFT加強(qiáng)件的原料的頂層可以減少。較薄的原料有利于放置在模具中。加強(qiáng)件22有利于阻止RFT支架中的裂紋擴(kuò)散，從而使支架16保持其結(jié)構(gòu)一體性，尤其當(dāng)支架16被安裝在圖1所示的輪輞12上，且在使用中時。
中心輻板19可以設(shè)有孔40，其目的是減少重量和節(jié)省材料?？?0可以是任何兒何形狀，不過通常加工成圓形、橢圓形、正方形、三角形、矩形、平行四邊形、菱形或鉆石形狀的。中心輻板19可以由撓性材料制成，使得安裝圖1所示的車輪組件10時允許支架變形。
支架16可以通過模制加工，一個實(shí)施方案是通過一種該領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉的反應(yīng)噴射成型(RIM)。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，反應(yīng)噴射成型也可以非限定性地包括，比如結(jié)構(gòu)反應(yīng)噴射成型(SRIM)和加強(qiáng)反應(yīng)噴射成型(RRIM)等變化形式。其它方法可以包括樹脂轉(zhuǎn)移成型(RTM)、熱塑注射成型、吹塑成型、旋轉(zhuǎn)成型、泡沫成型、胎圈泡沫成型(foam molding)、擠壓成型(compression molding)、成型擠壓以及旋轉(zhuǎn)模制。上述各種技術(shù)在制造模制部件的工業(yè)中都是被人熟知的。用于RFT支架的材料是任何可成型材料。用于制備這些RFT支架的合適的材料包括，比如熱塑性彈性材料，其可以根據(jù)B.M.Walker和Charles P.Rader編寫的，1988年紐約Van Nostrand Reinhold出版的“熱塑性彈性材料手冊”(“Handbook of Thermoplastic Elastomers”)的第二版買到。這些材料有聚苯乙烯纖維嵌段共聚物(styrenic blockcopolymers)、橡膠-聚烯烴混合物(rubber-polyolefin)、彈性合金、熱塑性聚亞安酯、熱塑性共聚多酯和熱塑性聚酰胺。彈性合金的項(xiàng)目包括熱塑性硫化橡膠(TPVs)和可熔化加工橡膠(MPRs)。其它有用的材料可以包括聚氯乙稀、聚乙烯共聚物(包括通過約束的兒何催化作用的乙烯/苯乙烯共聚物)、氫化苯乙烯嵌段聚合物(hydrogenated styreneblock copolymers)、多乳酸聚合物(Polylactic acid polymers)以及乙烯/一氧化碳聚合物。
根據(jù)M.Morton編寫，波士頓(Boston)的Kluwer AcademicPublishers在1999年出版的“橡膠技術(shù)(Rubber Technology)”第三版可以買到很多熱固性或可硫化的彈性材料，這些材料可以用來準(zhǔn)備RFT支架。這些彈性材料包括天然橡膠(cis-1，4-聚異戊乙烯)、苯乙烯-丁二烯橡膠、聚丁二烯橡膠、聚異戊二烯橡膠、乙烯-丙稀橡膠、氯丁橡膠聚合物、氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、硅樹脂橡膠、氟化硅彈性材料、聚亞安酯彈性材料、聚硫彈性體、氫化腈橡膠、環(huán)氧丙烷聚合物(一氧化硫的可硫化共聚物和烯丙基縮水甘油醚)、表氯醇聚合物和乙烯丙烯彈性體(包含乙烯/丙烯酸甲酯/羧基酸單體的三元共聚物)。另一種材料是polycoprolactam/聚醚共聚物，比如NYRIM。適當(dāng)?shù)墓袒梢酝ㄟ^自固化、催化感應(yīng)固化、熱固化、光感應(yīng)固化、自由輻射觸發(fā)固化，光化學(xué)固化，比如X-射線固化、電子束固化、微波固化和其它該領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉的固化方法來完成。
而且，適合于RFT支架的作為樣品的聚亞安酯可以包括至少一種多烴基化合物，至少一種鏈?zhǔn)教砑觿?chain extender)和至少一種異氰酸酯。該種聚亞安酯包括根據(jù)PCT申請WO 01/42000中公布的內(nèi)容中所引用的材料，該申請是由本發(fā)明的代理人—美國密西根Midland的陶氏化學(xué)公司申請的。
PCT申請WO 01/42000描述聚亞安酯聚合物，其用于制造輕型輪胎支架。該P(yáng)CT申請中的例1描述了一種特別有用的混合物，盡管也可以采用其它材料。在例1中，使用反應(yīng)-噴射成型通過混合多烴基流和異氰酸流，制備聚亞安酯聚合物。
多烴基流包括一個多烴基聚合物的配方。多烴基公式包括一個占54.81wt％的多烴基化合物，一個占44.84wt％的鏈?zhǔn)教砑觿?.25wt％的表面活性劑和占0.1wt％的催化劑。
對于多烴基聚合物的配方，多烴基聚合物是一種覆有5,000個分子重量的三元醇的乙撐氧，三元醇具有整個混合物內(nèi)0.035每毫克當(dāng)量的最大未飽和量(可以從德克薩斯州自由港的陶氏化學(xué)公司得到)。鏈?zhǔn)教砑觿┦嵌覠N甲苯酰胺(一種3，5-二乙基2，4-和2，6’-甲苯二胺的混合物)(可以從德克薩斯州自由港的陶氏化學(xué)公司得到)。表面活性劑是一種硅樹脂表面活性劑(L-1000，可以從伊利諾州芝加哥的OSISpecialties/Witco.得到)。催化劑包括一種50∶50的三乙撐二胺(Dabco3LV)(可以從賓夕法尼亞州的阿靈頓的Air Products and Chemicals，Inc.得到)和二丁基二月桂酸錫(Fomrez UL28)(可以從伊利諾州芝加哥的Witco Chemical Co.得到)的混合物。
異氰酸流包括一種預(yù)聚物配方。預(yù)聚物配方包括占31.83wt％的第一種異氰酸，占重量的63.17wt％的多烴基化合物，和占重量5.0wt％的第二種異氰酸。
對于預(yù)聚物配方，第一種異氰酸是98％純度的p，p’-MDI(Isonate125M)(可以從德克薩斯州自由港的陶氏化學(xué)公司得到)。多烴基化合物是一種覆有(15％)6,000個分子重量的三元醇的乙撐氧，三元醇具有整個混合物內(nèi)0.02每毫克當(dāng)量的最大未飽和量。(可以從Asahi得到)。第二異氰酸是50％的p，p’-MDI和50％的o，p-MDI(Isonate 50 OP)(可以從德克薩斯州自由港的陶氏化學(xué)公司得到)。
異氰酸流和多烴基化合物流通過標(biāo)準(zhǔn)的反應(yīng)-噴射成型工藝條件以2∶15∶1(異氰酸流與多烴基化合物流之比)的重量比例混合。
熟悉該領(lǐng)域技術(shù)的人會認(rèn)為這一例子中的配方可以根據(jù)本發(fā)明的目的有所改變。例如，測試條件、原材料的配方的允許變化量以及工藝過程的變化都可以在可接受的范圍內(nèi)改變其成份。另外，可以改變配方以改變輪胎支架的特性，比如，但不僅限于改變鏈?zhǔn)教砑觿┖投酂N基化合物的比例，除去第二種催化劑，以及采用沒有戴乙撐氧帽的多烴基化合物。而且，PCT申請WO 01/42000給出的范圍還能生產(chǎn)出其它合適的配方。
圖3是該RFT支架的另一實(shí)施方案的側(cè)視圖。示于圖3中的該實(shí)施方案的RFT支架16包括一組可被分別模制出來的部件。RFT支架16包括一個外環(huán)18、一個中心輻板19和一個內(nèi)環(huán)20，其在至少一個實(shí)施方案中包括一個RFT加強(qiáng)件22。在一些實(shí)施方案中，這些環(huán)和/或輻板可以由熱塑性泡沫，比如彈性胎圈泡沫形成。不過，這些環(huán)和輻板也可以是非泡沫的，例如，內(nèi)環(huán)20可以由跌落熱塑性泡沫形成。
可以控制密度以提供一種相對剛性的內(nèi)環(huán)。RFT加強(qiáng)件22可以由纖維或其它合適的材料形成，并且在至少一個實(shí)施方案中通過粘貼或模制聯(lián)結(jié)到內(nèi)環(huán)上。中心輻板19可以由較低密度的跌落熱塑性泡沫形成。中心輻板19可選擇包含為減少重量而設(shè)置的優(yōu)化的承受載荷的孔洞(未示出)。外環(huán)18可以是較高密度的跌落熱塑性泡沫。這種組合可以使內(nèi)表面，比如內(nèi)環(huán)20具有足夠強(qiáng)度，而且在將RFT支架安裝在輪胎14內(nèi)和輪輞12上時還完全能夠產(chǎn)生必要的變形，如圖1所示。
這些環(huán)和/或輻板可以采用傳統(tǒng)模制法成型，比如該領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的泡沫或胎圈泡沫模制(bead foam molding technique)技術(shù)。例如，內(nèi)環(huán)20的一部分可以加工好，RFT加強(qiáng)件22圍繞該部分放置以形成內(nèi)環(huán)。內(nèi)環(huán)20可以選擇采用成型擠壓系統(tǒng)來制造。內(nèi)環(huán)20可以通過其內(nèi)部模制成型的RFT加強(qiáng)件22而加固。中心輻板19可以圍內(nèi)環(huán)20和RFT加強(qiáng)件22模制成型。外環(huán)18可以圍繞中心輻板19模制成型。
熟悉該領(lǐng)域技術(shù)人員通過閱讀說明書可以知道，RFT加強(qiáng)件22可以置于RFT支架16的其它位置。例如，RFT加強(qiáng)件可以置于或形成在外環(huán)18或中心輻板19內(nèi)或它們附近。
RFT加強(qiáng)件圖4是一典型的剛性、整體的RFT加強(qiáng)件的簡圖。RFT加強(qiáng)件22一般包括至少一個橫向元件42。在所示的實(shí)施方案中，一個第二橫向元件42a橫過橫向元件42。并且，加強(qiáng)件22可以包括至少一個基本上是環(huán)向元件44。在至少一個實(shí)施方案中，橫向元件42和42a可以是對稱纏繞的，也就是說，分別與中心軸線23形成相同的夾角。橫向夾角α1、α2可以用來描述橫向元件42、42a分別相對于中心軸23的夾角，在一個實(shí)施方案中，橫向夾角可以大于0度角或小于90度角，最好是在大約70度與80度之間，比如78度。這些角度也可以彼此互不相同。相鄰橫向元件之間的一個典型的間距43可以是大約20mm到30mm，比如24mm。橫向元件的寬度可以變化，在至少一個實(shí)施方案中為從大約2mm到大約5mm，比如3mm。
相同地，在至少一個實(shí)施方案中，環(huán)向元件44的寬度通常在大約2mm到10mm之間，比如5mm到8mm。在大約70mm到120mm之間，比如90mm的RFT加強(qiáng)件的寬度上，環(huán)向元件等間距或不等間距分布。環(huán)向角β可以被用于描述環(huán)向元件的角度，并且盡管可以采用0度到90度之間的任意角度，但其通常是個較大的角，也就是說，基本上垂直于軸線23。在至少一個實(shí)施方案中，角β可以在大約80度到大約90度之間。
熟悉該領(lǐng)域技術(shù)人員清楚上面的尺寸是示范性的，角度、相同或不同的間隔、尺寸、部件數(shù)量和其它尺寸都可以根據(jù)不同的設(shè)計(jì)參數(shù)，比如材料、設(shè)計(jì)剛度、組裝方便程度、成本以及強(qiáng)度而不同。并且，橫向元件和環(huán)向元件可以由不同的細(xì)絲或相同的細(xì)絲形成，如圖6所示。
本發(fā)明的RFT加強(qiáng)件具有比現(xiàn)有結(jié)構(gòu)剛度大的優(yōu)點(diǎn)。較大的剛度允許加強(qiáng)件于動或自動操作，較快地放置到RFT支架的模具中。速度和效率提高RFT支架的產(chǎn)量，又可以經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行運(yùn)輸市場需要的支架的大批量生產(chǎn)。
現(xiàn)有技術(shù)的RFT加強(qiáng)件包括多層粗織紗稀平布，在一比較測試中，其用了45秒鐘放置到RFT支架模具中。相反，應(yīng)用此處公布的RFT加強(qiáng)件的至少一個實(shí)施方案的一些測試只需花費(fèi)10-15秒或更少的時間放置到模具中，也就是，只需花費(fèi)現(xiàn)有技術(shù)所需時間的1/3。更有利的是，這些測試顯示有可能將時間減少到2-5秒或更少，一般為3秒或更少，也就是與現(xiàn)有技術(shù)所需的時間差一個數(shù)量級。
初始測試采用手動將RFT加強(qiáng)件放置到模具中。此處描述的RFT加強(qiáng)件對自動放置也有好處。比如，但不限于通過機(jī)器人放置或其它自動或半自動放置系統(tǒng)。
RFT加強(qiáng)件也可以在上面包含孔洞46。這些孔洞允許在RFT支架的模制工藝中讓液體反應(yīng)物穿過加強(qiáng)件，所以，當(dāng)液體反應(yīng)物固化后，加強(qiáng)件變成RFT支架的整體的一部分。加強(qiáng)件優(yōu)先被聚合物充分密封起來。
RFT加強(qiáng)件可以由各種可模制材料和金屬材料制成。例如，橫向元件和/或環(huán)向元件可以由玻璃纖維、碳/石墨纖維、芳族聚酰胺纖維、聚酯纖維、金屬纖維和其它材料制造。這些纖維可以合成為包括玻璃、碳/石墨、芳族聚酰胺、聚酯、金屬和其它材料。這些材料可以包括金屬布料，比如金屬網(wǎng)或固體圈。這些纖維可以另外包括粘和劑、膠料、裝飾料或其它覆料以有利于纖維的工藝處理、粘接或熱封。
單個纖維可以形成細(xì)絲或帶材。纖維可以被裁成分開的很多層以生成剪裁過的纖維，并且可以包含在可模制材料中。在這一公布中，術(shù)語“細(xì)絲”應(yīng)用廣泛，其包括絲帶、纖維、帶材、絲、麻繩、粗紗或其它單個的或成組的纏繞在心軸上的材料。此處，除了明確說明，術(shù)語“心軸”包括一個上面纏有細(xì)絲或其它材料的部件。心軸可以重新用于隨后的纏繞和成型中，或在相同的工藝過程中與RFT加強(qiáng)件和/或RFT支架為一體。比如，通過把該部件裁成RFT支架或RFT加強(qiáng)件的一部分。一種可折疊心軸可以有利于RFT加強(qiáng)件的移動。
用于加強(qiáng)件的附加材料可以包括編織成原料的細(xì)金屬絲。并且，加強(qiáng)件可以由一些片狀物形成，在一些實(shí)施方案中由一些分層的薄片形成。RFT加強(qiáng)件也可以由熱塑性強(qiáng)化纖維形成。例如，熱塑性材料的纖維成份的范圍可以由大約20％到大約99％，盡管也可能是其它比例。通常，加強(qiáng)件加強(qiáng)件包括大約每平方米50到1000克的重量。
一個重要方面是加強(qiáng)件具有足夠的剛度以允許其較快和較容易嵌入到模具中，同時還需要足夠彈性以允許壓縮加強(qiáng)結(jié)構(gòu)支架而將其安裝到車輪組合件中，如圖1所示。而且，加強(qiáng)件可以形成足夠的剛度克服旋轉(zhuǎn)過程中模具的支架的向外擴(kuò)展以及向外的離心力。這樣，支架在其欲得到的應(yīng)用中基本保持結(jié)構(gòu)的一體性。為了達(dá)到此處的目的，這種剛度將被作為“環(huán)強(qiáng)度”，即抵制由于旋轉(zhuǎn)的徑向力引起的向外變形的能力。
為了增加環(huán)的強(qiáng)度，纖維可以具有通過噴射、浸蘸、灌封、擠壓、注入、與膠片混合或其它該領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉的方法應(yīng)用的覆料。這些方法可以在纖維加工成適當(dāng)形狀的RFT加強(qiáng)件從而形成自支架結(jié)構(gòu)之前或之后采用，使得結(jié)構(gòu)在沒有外部支架時不會塌架。并且，加強(qiáng)件材料可以在繞心軸形成之前浸入凝固覆料中，而且施加以剛性較強(qiáng)的聚合物用作水溶劑，提供合適的自支承結(jié)構(gòu)。加強(qiáng)件優(yōu)選在加強(qiáng)件圓周上具有平衡分配重量，有助于保持驅(qū)動狀態(tài)下最后的RFT支架的平衡離心力。
RFT加強(qiáng)件可以加工成單個或管狀部件，一個或多個加強(qiáng)件由管狀部件上切割下來。RFT加強(qiáng)件可以是纏繞在心軸上的細(xì)絲?；蛘撸琑FT加強(qiáng)件可以由特制的布或薄片料制成，這些布或薄片料卷成想要的形狀，材料的端部和其它部分聯(lián)結(jié)在一起。術(shù)語“已聯(lián)結(jié)”、“聯(lián)結(jié)”和此處應(yīng)用的類似術(shù)語意思包括粘和、結(jié)合、鍵聯(lián)、固化、緊固、附連和其它將一片固定在另一片上的型式。
圖5A足RFT加強(qiáng)件22的另一實(shí)施方案的立體圖。在這一實(shí)施方案中，RFT加強(qiáng)件22包括一個較堅(jiān)固的部件，其上加工有孔洞46。術(shù)語“孔洞”和類似術(shù)語被廣泛使用，并且包括加工在支架和/或加強(qiáng)件上的任何孔隙，比如孔、槽或其它孔隙。術(shù)語“打孔”和類似術(shù)語被廣泛使用，并且包括在材料上形成孔洞的任何方法，比如模制、鉆孔、模沖、沖壓、熔化以及其它孔加工方法。
孔46允許可模制材料通過。具有優(yōu)勢的是，這些孔允許可模制材料流過并且圍住加強(qiáng)件22，因此加強(qiáng)件22至少部分通過可模制材料灌封，優(yōu)選大部分被灌封。應(yīng)該明白這些孔是可有可無的，其它實(shí)施方案可以沒有真正的孔。
作為一個例子，RFT加強(qiáng)件可以由較細(xì)的管材加工，并且通過沖壓、鉆孔、切割或其它加工孔46的方法處理。材料可以是金屬、混合物、纖維增強(qiáng)混合物、彈性體或其它可以形成圓形件的材料。術(shù)語“圓形”和“圓柱形”被廣泛采用，包括沒有硬角的環(huán)形的任何形狀，比如圓形、橢圓形和非規(guī)則幾何形狀。
圖5B是加工在圖5A所示的RFT加強(qiáng)件上的孔46的局部剖視圖。RFT加強(qiáng)件22的表面48已經(jīng)被打有孔。在至少一個實(shí)施方案中，表面48可以被加工有孔，因此一個突起50靠近表面48形成孔46。該突起50可以有利于增加聯(lián)結(jié)到內(nèi)環(huán)20的連續(xù)可模制材料的力，內(nèi)環(huán)20圍繞加強(qiáng)件，如圖1和圖2所示。該突起也可以有利于使加強(qiáng)件在模具中定位。該突起在任何方向上延伸，包括朝加強(qiáng)件的中心方向。在其它實(shí)施方案中，孔46可以在沒有突起50的情況下形成。
指示RFT加強(qiáng)件22的適當(dāng)剛度的性質(zhì)是通過在跌落測試中測量其變形。加強(qiáng)件的測試方法是形成一個圓柱形加強(qiáng)件，當(dāng)加強(qiáng)件在靜止?fàn)顟B(tài)下水平地放置時，確定從加強(qiáng)件一端到另一端的平均直徑。加強(qiáng)件垂直旋轉(zhuǎn)，即其圖4中所示的軸線23，基本上垂直于重力且被向上架高，因此加強(qiáng)件的較低部分處于高出無墊混凝土地面大約兩米的高度。也可以采用其它硬表面，比如木質(zhì)、金屬或較硬的聚合物表面。加強(qiáng)件被跌落，當(dāng)加強(qiáng)件再次在靜止?fàn)顟B(tài)下水平放置時，測量跌落發(fā)生后的變形量。
通常，最后的形狀是橢圓形而不是圓形。當(dāng)加強(qiáng)件再次在靜止?fàn)顟B(tài)下水平放置時，在其形狀恢復(fù)后測量其最終橢圓的尺寸。跌落后加強(qiáng)件從一端到另一端的最終尺寸通常是在跌落方向上減少，而在垂直于跌落方向上增加相應(yīng)的量。一個方向上減少的量或另一方向上增加的量與初始的平均直徑的差值通常用來計(jì)算平均變形率。加強(qiáng)件在下次測試前被重新形成圓形的。這種測試重復(fù)多次。另外，注意，任何細(xì)分層會導(dǎo)致RFT加強(qiáng)件難以進(jìn)入到模具中。
可以發(fā)現(xiàn)，如果變形率大約是20％或較少，加強(qiáng)件通常剛性較好也因此容易進(jìn)入支架模具中。自然的，變形率可以更大些，也可以使用。一個具有優(yōu)勢的百分比是大約10％或更少，更有優(yōu)勢的百分比是大約5％或更少，而更加有優(yōu)勢的百分比是大約1％或更少。各種不同的加強(qiáng)件的一些例子被制備、測試以及加入到支架模具中以模制一個此處描述的支架。
加強(qiáng)件可以通過幾種方法制造，下面描述其中的幾種。通常，加強(qiáng)件可以單獨(dú)制造，或由管制部件和從上面切割下的單個加強(qiáng)件來制造。此處用的“切割”一詞包括從一個上面切下一片的任何方式。比如，但不限于此，切割可以由切割器，比如有一個和多個砂輪的鋸。
圖6-10示出至少5個不同型式的加強(qiáng)件。其中一些型式包括，比如繞心軸纏繞細(xì)絲、用材料包裹心軸、在模具中成型加強(qiáng)件、在加強(qiáng)件的纏繞中提供縱向元件，以及切向模制加強(qiáng)件。自然，其它方法也是可以的，此處的例子并不是限制。
圖6是通過細(xì)絲纏繞方法和系統(tǒng)制造纏繞圖1-5B所示的RFT加強(qiáng)件22的細(xì)絲的一個系統(tǒng)的簡圖。系統(tǒng)60包括一個支架心軸62，一個和多個加強(qiáng)件進(jìn)料裝置64、66和68，比如鼓或卷軸，一個加熱器或其它固化部件76，還可以包括一個切割器80。支架心軸62提供一個被來自加強(qiáng)件進(jìn)料裝置的細(xì)絲纏繞的表面。
在至少一個實(shí)施方案中，一個或多個加強(qiáng)件進(jìn)料裝置64和66可以用來使細(xì)絲纏繞心軸，其纏繞方向以一定角度橫過心軸的中心軸線。這個角度根據(jù)旋轉(zhuǎn)心軸的速度和加強(qiáng)件進(jìn)料裝置和/或材料沿心軸軸線移動的速度而定。這個角度通常在0度和90度之間，一般在45度與90度之間。并且，相交叉的細(xì)絲的角度可以是變化的。比如，圖4所示的橫向元件42、42a可以交叉一個大于0度小于180度的角度。
在至少一個實(shí)施方案中，加強(qiáng)件進(jìn)料裝置68可以提供一個大致環(huán)形的細(xì)絲帶。細(xì)絲帶形成一個或多個環(huán)向元件44，如圖4所示。通常，盡管可以采用0度到90度之間的任何角度，環(huán)向元件44可以通過將細(xì)絲以一個大的纏繞角度即基本上垂直于心軸的方向纏繞，繞心軸多圈的細(xì)絲形成大體連續(xù)的多圈細(xì)絲纏繞以及多個間隔。這樣，在至少一個實(shí)施方案中，環(huán)向元件44可以是一個連續(xù)帶，其沿著心軸累進(jìn)被纏繞。并且，環(huán)向元件可以由一層或多層包裹，比如兩層、三層或更多以增加環(huán)向元件的環(huán)的強(qiáng)度?；蛘?，細(xì)絲可以被纏繞在離散部分，然后切割成一個環(huán)向元件，接著加強(qiáng)件進(jìn)料裝置68逐漸進(jìn)給沿心軸纏繞另一環(huán)向元件。并且，細(xì)絲可以纏繞很多層和/或?qū)挾刃纬筛鞣N厚度和寬度的環(huán)向元件，并聯(lián)結(jié)生成一個此處描述的有效層。而且，細(xì)絲可以不同的穿過率纏繞，因此有些細(xì)絲纏繞的比其它細(xì)絲更緊密。圖6a示出其中一個例子。
因此，RFT加強(qiáng)件可以形成一個橫向元件和環(huán)向元件的組件。纏繞在心軸上的細(xì)絲的幾何形狀可以留有孔使在模制RFT支架過程中可模制材料通過該孔。而且，RFT加強(qiáng)件的各種長度可以在心軸上形成，包括單個RFT加強(qiáng)件或?qū)挾确较蛏隙鄠€RFT加強(qiáng)件，其可以通過處理切割成單個RFT加強(qiáng)件。
應(yīng)理解，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)各種不同的纏繞方式。比如，此處描述的各個圖和方法可以使用一個或多個加強(qiáng)件進(jìn)料裝置，單個或組合形成一個或多個橫向和/或環(huán)向元件的各種組合件。而且，示出幾種加強(qiáng)件進(jìn)料裝置，但其數(shù)量并不限制，可以根據(jù)生產(chǎn)率和產(chǎn)量的不同而不同。而且，不同進(jìn)料裝置的進(jìn)給和速度可以改變以適合生產(chǎn)想要的厚度、間隔、形狀等，通過此處的描述，該領(lǐng)域技術(shù)人員可以很容易理解。
在至少一個實(shí)施方案中，一個加強(qiáng)件進(jìn)料裝置可以通過纏繞橫過正在纏繞的心軸的一個方向生產(chǎn)一個橫向元件。通過橫過另一個方向生產(chǎn)另一不同角度的橫向元件。并且，比如通過改變與橫向元件與環(huán)形元件比較的穿過或旋轉(zhuǎn)速度，相同的加強(qiáng)件進(jìn)料裝置可以纏繞一個或多個橫向元件和環(huán)向元件。
根據(jù)本發(fā)明的教示和任何該領(lǐng)域技術(shù)人員可以執(zhí)行的相關(guān)軟件的生產(chǎn)能力，作為本發(fā)明的最重要的目的和意圖，可以包括一個制造機(jī)器。一種細(xì)絲纏繞系統(tǒng)可以從美國加利福尼亞的Laguna Beach的Sidewinder Filament Winding Systems買到。
回到圖6，一個或多個加強(qiáng)件進(jìn)料裝置可以通過涂覆機(jī)。比如一個涂覆機(jī)70聯(lián)在加強(qiáng)件進(jìn)料裝置64上，一個涂覆機(jī)72聯(lián)在加強(qiáng)件進(jìn)料裝置66上，另一個涂覆機(jī)74聯(lián)在加強(qiáng)件進(jìn)料裝置68上。細(xì)絲通過這些涂覆機(jī)后被涂覆上材料，比如熱塑性或熱固性聚合物，然后纏到心軸上。涂覆材料可以包括，比如但不僅限于，一種環(huán)氧樹脂，包括一種乙烯基環(huán)氧酯樹脂、單體、單體混合物、聚亞安酯、苯乙烯、聚酯樹脂、酚樹脂、聚合物或其它熱固性樹脂、熱塑性樹脂或混合物。涂覆機(jī)70、72和74可以包括浸沐、噴射、粉末涂覆、擠壓機(jī)和其它將材料涂覆到細(xì)絲或布上的型式。聚合物樹脂的一種示范用的繩是一種稱為Derakane樹脂的熱固性乙烯基環(huán)氧酯樹脂的繩，其由陶氏化學(xué)公司生產(chǎn)，比如Derakane411，510N，Momentu和適合涂覆材料并對相鄰材料產(chǎn)生粘和力的其它樹脂。
用于它們適當(dāng)?shù)臒峁绦韵到y(tǒng)的涂覆材料允許通過一些主動方法，比如感應(yīng)驅(qū)動固化形成一個管狀部件78，也可以通過被動方法，比如允許在周圍環(huán)境中固化。比如，在主動方法中，熱塑性可能需要通過使心軸穿過固化部件76，比如一個加熱器或光化學(xué)輻射源交叉耦合。其它接觸反應(yīng)可以在不必要熱或光化學(xué)輻射的情況下發(fā)生。而且，一些樹脂可以在可固化樹脂受到紫外線輻射、X-射線和其它主動方法時被固化。
管狀部件78可以是想要的任何長度。比如，管狀部件可以加工成足夠的長度，生成多個部分然后切割成單個加強(qiáng)件。或者，管狀部件可以形成一個單個加強(qiáng)件所需的足夠長度?？蛇x擇此處描述的任何一種方法。
管狀部件78可以放置到包括切割器80的系統(tǒng)60的切割位置。切割器80切割管狀部件78的一個或更多部分形成一個單個的較硬的加強(qiáng)件82。管狀部件可以在心軸上被切割，或自支承，然后在切割前從心軸上取下。加強(qiáng)件82然后可以用來形成圖1-3所示的RFT支架16。
圖6中描述的方法的變化包括在從加強(qiáng)件進(jìn)料裝置64、66和68上纏繞細(xì)絲之前，為心軸62上提供熱塑性薄膜或其它聚合物材料。細(xì)絲可以不必要通過涂覆機(jī)70、72和74纏繞到心軸62上。纏繞和涂覆的細(xì)絲可以如上面所述被固化。或者，聚合物材料可以在細(xì)絲材料被纏繞到心軸上后被提供，其主要通過些方法，包括在細(xì)絲材料上提供一種聚合物薄膜，噴射、浸蘸或其它涂覆材料方法。
另一變化是在纏繞細(xì)絲前，涂覆聚合物材料或其它覆料到細(xì)絲上。這些被稱作預(yù)先浸漬樹脂材料的材料，可以部分被固化，然后在組裝后完全固化。樹脂可以通過反應(yīng)和光化學(xué)固化，比如紫外線或X-光固化，加熱或其它固化方式。
在一個實(shí)施方案中，涂覆機(jī)可以通過pultrusion方法將覆料涂覆到材料上。如該領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的，pultrusion方法是必須連續(xù)模制工藝。強(qiáng)化纖維，比如玻璃纖維或其它材料被擠壓通過涂覆機(jī)，比如樹脂浸沐或熱塑擠壓器，使覆料涂覆在材料上。然后材料可以用來形成RFT加強(qiáng)件。在這一實(shí)施方案中，一個或多個涂覆機(jī)70、72和74可以包括使材料通過涂覆工序的結(jié)構(gòu)。
而且，該工藝可以用來形成涂覆纖維的薄片。最后的薄片可以被纏繞在心軸上，密封住自己形成一個管狀部件，也可以打上孔。一個或多個加強(qiáng)件可以從管狀部件上切割下來。
圖6a是橫向元件42、42a和環(huán)向元件44、44a和44b以及相關(guān)的繞制的一個實(shí)施方案的詳細(xì)表述圖。一個加強(qiáng)件進(jìn)料裝置68可以沿心軸長度方向移動為心軸62提供加強(qiáng)件。間隔和環(huán)向元件的數(shù)量根據(jù)最終的RFT加強(qiáng)件的總體長度和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，包括加強(qiáng)件的寬度、費(fèi)用和其它參數(shù)來決定，因此它們可以根據(jù)時間和產(chǎn)品來變化。
而且，細(xì)絲可以以不同的穿過和旋轉(zhuǎn)速度纏繞，因此一些細(xì)絲繞制得必其它細(xì)絲更近。這樣，橫向元件42、42a和環(huán)向元件44、44a和44b可以在繞制過程中由相同的材料，但不同的纏繞穿過方法和/或速度形成，因此可以改變間隔生產(chǎn)出不同的部件。
在至少一個實(shí)施方案中，將RFT加強(qiáng)件切割成長形后，一個或多個環(huán)向元件44a，44b可以被放置在靠近RFT加強(qiáng)件的最終邊緣的位置。該邊緣有利于放置、安全和/或其它工藝。環(huán)向元件44a和44b可以以預(yù)先確定的間隔形成，切割器80在預(yù)先確定的間隔處將一層粘在一起的橫向元件和環(huán)向元件切割成至少一個RFT加強(qiáng)件82，如圖6所示。與相鄰的環(huán)向元件44的間隔相比，部件44a、44b可以以較小的間隔或甚至沒有間隔形成。因此，當(dāng)RFT加強(qiáng)件從部件44a和44b之間的管狀部件78上切下時，RFT加強(qiáng)件形成，環(huán)向元件靠近每一切割邊。加強(qiáng)件邊上的環(huán)向元件可以使邊的光潔度得到改善。
一個或多個加強(qiáng)件進(jìn)料裝置，比如進(jìn)料裝置68，其應(yīng)用相同的材料以及改變不同部件之間的間隔，可以將加強(qiáng)件材料的環(huán)向元件44a和44b和部件42、42a纏繞到心軸上。或者，部件44a和44b可以由與部件42和42a分離的部件形成。
在至少一個實(shí)施方案中，環(huán)向元件44a和44b可以由單個環(huán)向元件形成，該環(huán)向元件上的大部分繞組之間可以有也可以沒有小間隔。如果這些部件一起形成，則這些部件的組合寬度可以增加到比環(huán)向元件44更寬，比如其兩倍的寬度。切割器80能夠切割聯(lián)在一起的環(huán)向元件來生產(chǎn)RFT加強(qiáng)件，其具有與切割邊相鄰的環(huán)向元件，切割邊對應(yīng)于環(huán)向元件44的寬度。上面的實(shí)施方案僅僅是示范性的，環(huán)向元件44a和44b的寬度、質(zhì)量和布置可以相對于環(huán)向元件44變化。
圖7是通過用加強(qiáng)材料包裹心軸生產(chǎn)RFT加強(qiáng)件的系統(tǒng)的另一實(shí)施方案的簡圖。一個加強(qiáng)進(jìn)料裝置64為心軸62提供加強(qiáng)材料，比如一個或多個細(xì)絲、布或其它材料。加強(qiáng)材料包覆在心軸上一次或多次，然后被切割器88切割開。一種聚合物進(jìn)給器90提供一種聚合物材料，其形式為例如熱塑性薄膜、熔鑄網(wǎng)、膠帶或其它用于涂覆在加強(qiáng)材料上合適的介質(zhì)。聚合物材料可以和來自加強(qiáng)件進(jìn)給64的加強(qiáng)細(xì)絲一起纏繞在心軸上。聚合物材料可以被切割器92切割成合適的長度。加強(qiáng)細(xì)絲和聚合物可以被靠在心軸62上的輥?zhàn)?4擠壓在一起。這些材料形成管狀部件78，其可以被固化。并且，如果必要的話，可以切割成適當(dāng)?shù)拈L度，形成RFT加強(qiáng)件，如圖6所示。材料的順序可以相反，因此細(xì)絲在聚合物之后被包裹。這樣，包裹在心軸上的材料可以直接或間接包裹在心軸上。并且，聚合物進(jìn)給器90可以提供一種比如霧狀的液體，將這種液體涂覆在心軸和/或加強(qiáng)件。
一種其上有孔的預(yù)制的粗織紗稀平布材料可以用于RFT加強(qiáng)件的材料。這種材料可以多次包裹住心軸，這樣，粗織紗稀平布上的這一層的孔可能對不齊上一層的孔。這種對不齊可以限制材料流過加強(qiáng)件，這是不期望出現(xiàn)的，因此模制的RFT支架的結(jié)構(gòu)完整性受到影響。因此，心軸可以采用標(biāo)注“齒”來對齊纖維、織物材料或纏繞或布置在心軸上的其它材料?；蛘?，可以采用足夠大的孔，這樣，這些孔不會在不同層之間被不合理地限制住。
可選擇地，材料可以被繞心軸的壓力感應(yīng)膠處理，使材料粘在一起。在該方法中，材料的至少一個完整的包覆過程允許一些表而區(qū)域，通過該表面區(qū)域，材料能夠粘在一起，形成一個管狀部件，最終形成RFT加強(qiáng)件。
圖8是模制RFT加強(qiáng)件的系統(tǒng)的另一實(shí)施方案的簡圖。系統(tǒng)60包括一個支承心軸62和一個或多個加強(qiáng)件進(jìn)給器64和66。加強(qiáng)件支架提供加強(qiáng)件材料，比如細(xì)絲或布，使其纏繞在心軸62上制造出纏繞部分96。纏繞部分96具有一個成型擠壓模98，其具有一個內(nèi)模和/或外模。比如熱塑性擠壓機(jī)的擠壓機(jī)100聯(lián)在成型擠壓模98上提供作為覆料的可模制材料。吹塑劑供給器102也可以聯(lián)在成型擠壓模98上。成型擠壓模為纏繞部分96提供可控制形狀的可模制材料，生產(chǎn)管狀部件104。該管狀部件104可以被運(yùn)輸通過一個冷卻器106，該冷卻器也可以包括冷卻過程中的模制RFT加強(qiáng)件的支架。如果需要，管狀部件104可以通過打孔器108，為管狀部件104打孔，這樣用于制造圖1所示的RFT支架16的可模制材料可以通過這些孔。管狀部件104可以進(jìn)給到一個具有切割器110的切割位置，將管狀部件的一部分切成一個或多個RFT加強(qiáng)件112。如果需要，切下的部分可以通過擠壓或熱加工進(jìn)一步成型。成型擠壓模、切割器和打孔器的順序可以改變，以生產(chǎn)RFT加強(qiáng)件。
上述方法的變型可以包括形成擠壓或預(yù)制的熱塑性薄膜與較平位置的加強(qiáng)織物的組合。薄膜和織物可以應(yīng)用成型設(shè)備(未示出)通過卷繞形成一個管。
圖9是生產(chǎn)具有縱向元件的加強(qiáng)件82的系統(tǒng)60的另一實(shí)施方案的簡圖。系統(tǒng)與圖6表述的系統(tǒng)相同。系統(tǒng)包括一個心軸62，形成一個繞制細(xì)絲的模具。一個或多個加強(qiáng)件支架64和66提供一個或多個繞心軸62的細(xì)絲材料的橫向元件。而且，一個或多個加強(qiáng)件支架130、132、134和136提供一個或多個縱向元件。盡管顯示了各種不同數(shù)量的加強(qiáng)件支架，但數(shù)量是可以從一變化到任何此處和其它實(shí)施方案公布的合適的數(shù)量的。
心軸62可以包括一個薄膜、一個熔化網(wǎng)或固化前保持細(xì)絲位置的膠帶。在至少一個實(shí)施方案中，當(dāng)布置了縱向元件時，心軸并不相對加強(qiáng)件支架130、132、134和136旋轉(zhuǎn)。在其它實(shí)施方案中，一個或多個加強(qiáng)件進(jìn)給可以繞心軸旋轉(zhuǎn)。而且，在其它實(shí)施方案中，心軸和加強(qiáng)件進(jìn)給器都可以旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)心軸和/或加強(qiáng)件進(jìn)給器64和66相對心軸旋轉(zhuǎn)時，加強(qiáng)件進(jìn)給64和66為心軸提供細(xì)絲材料。縱向元件可以包括一種可熔聚合物使橫向元件保持在一定位置。另一種情況下，一個涂覆機(jī)138噴射、流過或涂覆材料到纏繞部分140上。纏繞部分允許固化。比如，如果采用熱塑性材料，纏繞部分140可以放置到固化部件76中使熱塑性材料熔化，熔合或交聯(lián)。最終管狀部件142可以從心軸移開，切割成分開的部分形成RFT加強(qiáng)件82。
圖10是采用切向模具工藝生產(chǎn)RFT加強(qiáng)件的系統(tǒng)的另一實(shí)施方案的簡圖。通常，切向模具工藝可以采用熱塑性或其它聚合物材料，它們可以注射到模具中。模具的一個或多個部分可以旋轉(zhuǎn)因此使注塑材料置于模具的周邊。該旋轉(zhuǎn)使聚合物流滿模具沿模具的周向?qū)R帶進(jìn)的細(xì)絲。模制部分可以冷卻和固化，然后RFT加強(qiáng)件靠恰當(dāng)定位的細(xì)絲從模具中取出。可以形成模制部分中的孔，在隨后的支架模具過程中，用于RFT的可模制材料流經(jīng)這些孔。
模具116可以包括一個或多個邊118，一個底120和一個頂124。支架件122可以支架模具116的一個或多個部分。一根軸126可以穿過頂124。一個或多個密封件，比如115、117、119和121可以放置在軸126、頂124、側(cè)邊118和底120的各個界面上。這些密封件可以包括軸承。一個或多個電機(jī)123和125可以用于模具部分的旋轉(zhuǎn)和/或直線運(yùn)動。這些電機(jī)可以聯(lián)結(jié)到控制器127上用于控制。聯(lián)結(jié)到模具116的一個或多個部分上的一個注塑點(diǎn)129可以用于將可模制材料引入模具中。
在操作中，可模制材料被引入模具中，且軸是可以旋轉(zhuǎn)的。可模制材料的液體性質(zhì)與旋轉(zhuǎn)軸一起使可模制材料積靠在側(cè)邊118附近。帶入可模制材料中的細(xì)絲也可以沿側(cè)壁118的圓邊對齊。模制部分可以被固化和從模具中取出。比如，底120可以從頂124和從模具中取出的模制部分分離。
變型是可能的。比如但不僅限于，軸126可以是靜止的，模具116的一個或多個部分，比如側(cè)邊118可以繞軸旋轉(zhuǎn)。而且，軸和模具的一個或多個其它部分可以一起旋轉(zhuǎn)或以相反方向旋轉(zhuǎn)。軸126可以穿過底120，側(cè)邊可以聯(lián)結(jié)到頂124，出口可以位于一個或多個可替換的位置比如129a、129b和129c或它們的組合位置。也可以采用多個注塑點(diǎn)。這些注塑點(diǎn)的角度也可以變化。比如，當(dāng)注塑材料引入到模具中時，一個或多個注塑點(diǎn)沿模具的側(cè)邊形成一個角度，幫助材料預(yù)定位。注塑被廣泛采用，其包括將模制材料引入模具中的任何已知方法。其它設(shè)備(未示出)，比如加熱器、冷卻器和電子控制器可以改變加強(qiáng)件的生產(chǎn)。示意圖用于闡述切向模制方法，并不限于基本的切向模制方法，許多變形是可能的。
可以明白相同的結(jié)果可以包括采用一個切向直接出口，其模具或軸可以旋轉(zhuǎn)，也可以不旋轉(zhuǎn)。比如，一種熱塑性材料可以從一個方向被注射入模具，使聚合物流滿加強(qiáng)環(huán)，環(huán)向定位帶入的細(xì)絲。當(dāng)模具填滿材料時，細(xì)絲可以圍繞模具圓周流動。模制部分繼而可以允許固化，RFT加強(qiáng)件從適當(dāng)位置具有纖維的模具中取出。此處公布的目的是，切向模制包括這些變化。
RFT支架的著色指示物此處所描述的RFT支架可根據(jù)制造商、尺寸、樣式和其他屬性而變化，RFT支架中一個或多個屬性的一些可視指示物對裝船、安裝、維修和其他制造后的使用很有用，以避免與其他RFT支架相混淆。本發(fā)明提供一種迄今為止還是未知和未被使用的著色指示物，以指示出RFT支架的一個或多個屬性。
圖11是一個典型的RFT支架16，其有一個軸17，一個外周緣141，一個內(nèi)周緣143，多個側(cè)壁144和一個預(yù)選著色指示物139。在一些實(shí)施方案中，著色指示物可被用于RFT支架的一個或多個表面上。在至少一個實(shí)施方案中，著色指示物可被加到用于形成RFT支架的材料中。例如，在RFT支架的模壓成形過程中可將著色指示物成形到RFT支架中。著色指示物可與RFT支架組分相混合以產(chǎn)生彩色RFT支架。
此處的RFT支架是一種聚氨脂，例如但并不限于，它可用反應(yīng)噴射成形(RIM)工藝來制成。此工藝在本領(lǐng)域中是已知的，其一般包括在高活性液態(tài)組分被混合后，用高輸出量、高壓力的分配裝置，將組分在短時間內(nèi)填入閉合的模中。在一個實(shí)施方案中，反應(yīng)噴射成形工藝包括使用至少兩種液體流(A)和(B)，這兩種液體流是在去濕條件下進(jìn)行震動混合而成。液體流(A)包括有機(jī)聚異氰酸酯，一般是一種液態(tài)聚異氰酸酯。液體流(B)包括異氰酸酯活性組分，其一般為一種多元醇和/或一種胺聚醚，流(B)還包括一種擴(kuò)鏈劑，其包括氨基和/或烴基物組。然后將混合物在模中固化以成為最終產(chǎn)品。著色劑可被加入“A”組分或“B”組分中?？蛇x擇地，著色劑也可被加入“A”和“B”組中。
在RFT支架的一個或多個表面上，顏色在視覺上是很明顯的。而且，顏色在RFT支架的一個或多個表面上是基本均勻的，特別是在顏色與元件均勻地混合時。著色指示物可以是穩(wěn)定或惰性的材料，如染料，或者也可以是活性成份，其能用化學(xué)反應(yīng)、電學(xué)反應(yīng)、光化學(xué)反應(yīng)、熱反應(yīng)或其他使成份反應(yīng)的方式來發(fā)生反應(yīng)。另外，活性成份可與用于RFT支架成形工藝中以產(chǎn)生一種或多種顏色的組分反應(yīng)。
圖12a-12f是典型的RFT支架，其帶有不同著色指示物。除了以上所述的將著色指示物加入RFT支架以外，可另外將著色指示物與RFT支架一起成形、或涂在RFT支架上、或與RFT支架相連接，也可用這幾種方法來代替它。著色指示物可與RFT支架的一個或多個表面相結(jié)合。在有些實(shí)施方案中，RFT支架可基本上被著色指示物覆蓋。這種覆蓋還能對氣態(tài)或液態(tài)流體或其他影響RFT支架的物質(zhì)形成阻擋。在有些實(shí)施方案中，著色指示物可包括記號、符號或其他視覺明顯的指示的單個或多個代表物，以指示出RFT支架的一個或多個屬性。
著色指示物也可是與RFT支架的一個或多個表面相連的均一顏色?？蛇x擇地，著色指示物可包括顏色的變化。例如，單個指示物可與不同顏色一起使用，這些不同顏色指示不同屬性，如制造商、尺寸、或其他屬性。還可以有更復(fù)雜的配置，如具有多種顏色的多個著色指示物可用來指示出一個或多個屬性。
著色指示物還可指示出用途、狀況、磨損、和其他與運(yùn)行相關(guān)的屬性。例如，著色指示物可用于RFT支架中，當(dāng)一個或多個工作屬性發(fā)生時，如一個或多個工作條件、一個或多個事件發(fā)生時，著色指示物可以改變顏色，這將產(chǎn)生來自著色指示物的響應(yīng)。在至少一個實(shí)施方案中，在使用時，當(dāng)一個已安裝的輪胎漏氣并滾到抵住RFT支架時，著色指示物就可以改變顏色。磨損將導(dǎo)致熱量增加、磨擦、或其他現(xiàn)象，并使著色指示物暫時或永久性地改變信號。同樣地，著色指示物一般可用于指示運(yùn)行磨損，非正常的高壓力，或其他工作狀況。
另外，著色指示物可用于指示運(yùn)行條件的一個或多個程度，例如但并不限于，基于時間或基于壓力的間歇使用、一般使用、和高強(qiáng)度使用。這些指示可以以例如一個或多個使用過程中產(chǎn)生的熱量或其他運(yùn)行條件為基礎(chǔ)。另外，可用多個著色指示物來反應(yīng)屬性的不同程度，以指示出條件的變化范圍。同樣地，可用多個著色指示物來指示多個與運(yùn)行有關(guān)的屬性。例如本發(fā)明中或使用一種商用信號油漆，其包括美國新澤西South Plainfield的Tempil，Inc.生產(chǎn)的Temp-Alarm，和韓國Kyonggi-Do，Buchon-City的Samkwang Corp.生產(chǎn)的Thermo-Paint。
著色指示物150a-f可形成、粘附、放置或結(jié)合到RFT支架的一個或多個表面上。例如，著色指示物可與外周緣141、內(nèi)周緣143、側(cè)壁144、或上述的組合相連。
另外，相對于軸17來說，指示物的樣式、數(shù)量、形狀、位置和角度以及其他數(shù)據(jù)、深度、寬度、和/或著色指示物在RFT支架上的放置都是可變的，而且，圖示的例子并不限定，只是僅代表可能的幾種變化。其他的變化也可存在。這些變化可包括上述所列的變化和其他一些變化，如虛線、條紋、幾何圖案等等。
著色指示物可在以任何傳統(tǒng)方式成形RFT支架后再加上去。例如但不限于，著色指示物可通過凹版印刷工藝、滾壓、旋壓、刷光、靜電沉積、浸漬、噴涂、浸泡、粉末涂料或其他的涂鍍/油漆方法來加上?？蛇x地，著色指示物可固化在RFT支架上或與RFT支架一起固化。著色指示物也可在模壓前、模壓中、或模壓后用于RFT支架模中。
一種使用具有著色指示物的RFT支架的例示性的方法中，基于該著色指示物，可以容易地選擇輪輞，以使RFT支架與該輪輞匹配。自然，輪胎也可以與該合適的輪輞和/或支架相匹配。
下面的例子不是限定性的，僅代表本發(fā)明此處所揭示的幾種可能的方面。
例1—RFT支架的生產(chǎn)下面是一個關(guān)于RFT支架生產(chǎn)的例子。自然，其他過程也是可用的，且本例子只是許多可能性中的一種。在閉合模之前，可將預(yù)制的RFT加強(qiáng)件插入RFT支架模的內(nèi)徑中。RFT加強(qiáng)件可通過銷或其他定位裝置定位在模中。定位裝置可與模相連或與RFT加強(qiáng)件相連。在至少一個實(shí)施方案中，定位裝置可以是RFT加強(qiáng)件的一個整體部件，有突出部分或其他元件從RFT加強(qiáng)件中伸出。
將RFT支架在此模中反應(yīng)噴射成形，用聚氨脂成形，有兩個組分，反應(yīng)噴射成形配方基于亞甲基聯(lián)苯異氰酸酯(MDI)、聚醚多元醇、二(元)胺擴(kuò)鏈劑、催化劑和表面活性劑。多元醇和異氰酸鹽(或酯)聚合物被計(jì)量機(jī)器分配進(jìn)震動混合頭。反應(yīng)流體從混合頭中穿過進(jìn)入到位于中心、底部、軸向處的注入口。流體再從注入口被導(dǎo)進(jìn)本例中的多個輪輻流道中。從輪輻流道反饋到一個環(huán)向流道，該環(huán)向流道相對于被成形的RFT支架來說，位于一個較低的內(nèi)徑。環(huán)向流道允許反應(yīng)聚合物流過一個?？?film gate)到被成形RFT支架的下部。RFT支架型腔基本上是水平的，即，在填模過程中，軸大約與重力的方向平行。模的頂部有放氣口用于排出空氣。反應(yīng)聚合物從底部到頂部填入模中。在產(chǎn)生反應(yīng)聚氨脂的過程中，模保持在70℃的溫度下。在填入模后，混合頭關(guān)閉，允許聚合物固化45秒。模鉗打開，RFT支架被取出。至少RFT的一部分涂有著色涂料，且指示出RFT支架的至少一個屬性。
雖然前述為本發(fā)明直接的變化實(shí)施方案，其他的和進(jìn)一步的實(shí)施方案也并不脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍。例如，本發(fā)明的變化方式和實(shí)施方案可彼此包含，以得到本發(fā)明所揭示方法和實(shí)施方案的各種變化。單個元素的討論也可包括多個參數(shù)，反之亦然。另外，參考附圖所示出的或所述的方向，如“頂部”、“底部”、“左邊”、“右邊”、“上部”、“下部”和其他方向，是為了清楚地說明，而并不限定實(shí)際裝置或系統(tǒng)，或者裝置、或系統(tǒng)的使用。裝置或系統(tǒng)可在多個方向或方位使用。另外，步驟順序也可發(fā)生變化，除非另有特殊限定。此處所描述的各種步驟可與其他步驟一起使用，也可與其他規(guī)定步驟相嵌入，和/或分成多個步驟。另外，此處的標(biāo)題也只是為了方便讀者，并不限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
另外，本專利申請中所提及的任何參數(shù)，以及原始提交的申請中所列信息中的所有參數(shù)，以完整的形式在此作為參考，以支持本發(fā)明的實(shí)施。然而，如果這些表述之間可能存在不一致而影響本申請(以及其它申請)的專利性，則這些表述的這種表達(dá)并非本申請人的原意。
權(quán)利要求
1.一種漏氣保用輪胎(RFT)支架，包括a)具有外周緣和內(nèi)周緣，且適于裝在車輪輪輞上，當(dāng)輪胎在表面上滾動時以支持漏氣的輪胎的模制部分；該模制部分還包括一種著色指示物，該著色指示物能指示RFT支架的至少一個屬性；以及b)至少一個模制在該模制部分中的RFT加強(qiáng)件。
2.如權(quán)利要求1所述的RFT支架，其中，所述著色指示物適于顯示RFT支架的至少一個運(yùn)行屬性。
3.如權(quán)利要求1所述的RFT支架，其中，RFT支架包括一個有效層，并且，當(dāng)RFT加強(qiáng)件的軸基本與重力垂直，從2米高處落到硬表面上時，其剛性足以使它只變形20％或更少。
4.如權(quán)利要求1所述的支架，其中，著色指示物在模制后結(jié)合到模制部分上。
5.如權(quán)利要求1所述的RFT支架，其中，所述著色指示物可通過凹版印刷工藝、滾壓、旋壓、流動、刷光、靜電沉積、浸漬、噴涂、浸泡、鍍膜、涂涂料或它們的組合來結(jié)合。
6.如權(quán)利要求1所述的RFT支架，其中，著色指示物是通過在模制部分的模制工藝中加入著色劑來形成。
7.如權(quán)利要求6所述的RFT支架，其中，在反應(yīng)噴射成形工藝(RIM)中，著色指示物可通過被結(jié)合到A側(cè)或B側(cè)或兩側(cè)來構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求6所述的RFT支架，其中，通過組分間的反應(yīng)在模制工藝中成形。
9.如權(quán)利要求6所述的RFT支架，其中，所述著色指示物是一種染料。
10.如權(quán)利要求1所述的RFT支架，其中，所述著色指示物在至少一個模制部分的表面上是均勻的。
11.如權(quán)利要求1所述的RFT支架，其中，著色指示物由一個或多個戳記構(gòu)成，且與模制部分的中心軸垂直、平行、或呈一個或多個角度。
12.如權(quán)利要求1所述的RFT支架，還包括一個車輪輪輞，其上適于設(shè)置著色指示物。
13.一種漏氣保用輪胎(RFT)支架，包括具有外周緣和內(nèi)周緣，且適于裝在車輪輪輞上，當(dāng)輪胎在表面上滾動時以支持漏氣的輪胎的模制部分；該模制部分還包括一種著色指示物，該著色指示物能指示RFT支架的至少一個屬性。
14.如權(quán)利要求13所述的RFT支架，其中，著色指示物在模制之后結(jié)合到模制部分。
15.如權(quán)利要求13所述的RFT支架，其中，著色指示物是通過在模制部分的模制工藝中加入著色劑來形成。
16.如權(quán)利要求15所述的RFT支架，其中，在反應(yīng)噴射成形工藝(RIM)中，著色指示物可通過被結(jié)合到A側(cè)或B側(cè)或兩側(cè)來構(gòu)成。
17.如權(quán)利要求13所述的RFT支架，其中，所述著色指示物在至少一個模制部分的表面上是均勻的。
18.如權(quán)利要求13所述的RFT支架，其中，著色指示物由一個或多個戳記構(gòu)成，且與模制部分的中心軸垂直、平行、或呈一個或多個角度。
19.一種制造漏氣保用輪胎(RFT)支架的方法，包括a)將可模制材料流入RFT支架模具中，以形成RFT支架；以及b)通過加入一種預(yù)選著色劑到RFT支架的至少一部分中來視覺識別RFT支架的至少一種屬性。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，還包括a)將RFT加強(qiáng)件放入模具的一個部分中，RFT加強(qiáng)件有一個有效層，且是整體的；以及b)將可模制材料流過加強(qiáng)件的至少一部分。
21.如權(quán)利要求19所述的方法，其中，在模制工序中加入預(yù)選著色劑。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，還包括通過在反應(yīng)噴射成形工藝(RIM)中，將著色指示物加入到A側(cè)或B側(cè)或兩側(cè)來進(jìn)行著色。
23.如權(quán)利要求19所述的方法，其中，所述著色在至少一個模制部分的表面上是均勻的。
24.如權(quán)利要求19所述的方法，其中，著色工序包括形成一個或多個戳記，且戳記與模制部分的中心軸垂直、平行、或呈一個或多個角度。
25.如權(quán)利要求19所述的方法，還包括在RFT支架模制之后進(jìn)行著色。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其中，著色工序包括形成一個或多個戳記，且戳記與模制部分的中心軸垂直、平行、或呈一個或多個角度。
27.一種將漏氣保用輪胎(RFT)支架裝在車輪輪輞上的方法，包括a)選用一個車輪輪輞；b)基于RFT支架上形成的著色指示物，選用一個適于該輪輞的RFT支架，該著色指示物指示RFT支架的至少一個屬性。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其中，所述RFT支架包括至少一個RFT加強(qiáng)件，該加強(qiáng)件包括一個有效層，并且，當(dāng)RFT加強(qiáng)件的軸基本與重力垂直，從2米高處落到硬表面上時，其剛性足以使它只變形20％或更少。
29.如權(quán)利要求27所述的方法，還包括選用一個適合所述輪輞的輪胎。
30.如權(quán)要求29所述的方法，其中，所述著色指示物指示出RFT支架的一種屬性，該支架適合于輪胎或輪胎與輪輞的組合。
31.一種車輪組件，包括a)輪胎；b)輪輞；以及c)如權(quán)利要求13所述的RFT支架，該支架設(shè)置于輪胎和輪輞之間。
全文摘要
本發(fā)明提供一個整體的漏氣保用輪胎(RFT)(16)加強(qiáng)件，其加工成剛度較大的形狀。加強(qiáng)件嵌入到(RFT)支架的模具中，能夠保持這種嵌入的所需要的結(jié)構(gòu)剛度。并且，本發(fā)明提供一種模制的RFT支架，且其包括RFT加強(qiáng)件。本發(fā)明還提供一個車輪組件，其包括輪胎、輪輞和輪胎和輪輞之間的RFT支架，其中支架包括RFT加強(qiáng)件。RFT支架具有一個著色指示物(139)，其用于指示支架的一個或多個性質(zhì)。
文檔編號B60C13/00GK1951712SQ200610146749
公開日2007年4月25日 申請日期2001年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月11日
發(fā)明者R·L·泰伯, P·小希門尼斯, W·R·維爾科姆, R·D·小普里斯特, M·C·康耐爾, C·P·克里斯騰松, K·F·貝內(nèi)特, P·E·丹尼爾森, J·D·扎維沙 申請人:陶氏環(huán)球技術(shù)公司