本發(fā)明涉及非充氣輪胎的芯部及形成芯部的方法，且更具體地，涉及構(gòu)造為在上面形成有胎面的芯部及形成此類芯部的方法。

背景技術(shù)：

機(jī)器(諸如車輛)通常包括用于便于行進(jìn)跨過地形的輪胎。此類輪胎通常包括輪輞或輪轂，提供緩沖以改進(jìn)乘客的舒適度或?qū)ω浳锏谋Ｗo(hù)，并且經(jīng)由輪胎的胎面提供增強(qiáng)的牽引力。非充氣輪胎就是此類輪胎的一個(gè)實(shí)例。例如，非充氣輪胎可以通過如下方式形成：將可流動形式的材料供應(yīng)到模具中，并且在材料硬化之后，從該模具中移出模制輪胎。此類輪胎可以被模制成使得在輪胎的模制期間形成胎面，從而使得輪胎為包括胎面的單個(gè)整體結(jié)構(gòu)。

此類輪胎的使用可能會導(dǎo)致胎面磨損到使得輪胎不適于其預(yù)期用途的程度。對于充氣輪胎而言，能夠僅僅將橡膠輪胎部分從車輪移除，并且在車輪上安裝新的橡膠輪胎部分并為其充氣，從而獲得具有期望胎面的新輪胎。然而，與安裝在車輪上并進(jìn)行充氣的充氣輪胎不同，簡單地移除圍繞輪轂的非充氣輪胎的部分并且安裝具有胎面的新部分可能是困難或不實(shí)際的，尤其是在非充氣輪胎被模制為單個(gè)整體結(jié)構(gòu)的情況下。

因此，可以期望在非充氣輪胎上提供新的胎面，而無需丟棄輪胎的剩余部分并且形成新輪胎。因此，可以期望提供一種用于移除非充氣輪胎的磨損胎面的方法，從而使得可以在允許在輪胎剩余部分上模制新胎面的情況下設(shè)置剩余的輪胎結(jié)構(gòu)。

授予尼爾森(Neilson)的美國第3,426,828號專利(“’828專利”)描述了一種用于移除磨損充氣輪胎的胎冠的部分的設(shè)備和方法的示例。根據(jù)’828專利，在輪胎翻新過程中，胎冠部分被移除來為胎面膠料的應(yīng)用做準(zhǔn)備?！?28專利描述了一個(gè)過程，在該過程中，充氣輪胎在其軸線上以預(yù)定速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，然后刀型切割器橫過輪胎胎冠以移除胎冠的部分。

雖然’828專利中公開的設(shè)備和方法旨在移除充氣輪胎的胎冠的部分，但是其并不涉及以使得非充氣輪胎的剩余部分適合于讓胎面模制在剩余部分上的方式從非充氣輪胎移除胎面的至少一部分。因此，’828專利中描述的設(shè)備和方法可能不適合于非充氣輪胎。

本文所公開的芯部和形成芯部的方法可以針對緩解或克服上文提出的可能缺陷中的一個(gè)或多個(gè)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)第一方面，本發(fā)明涉及非充氣輪胎的芯部，其中芯部構(gòu)造為在上面形成有胎面。芯部可以包括構(gòu)造為聯(lián)接至機(jī)器的輪轂、與輪轂相關(guān)聯(lián)的內(nèi)圓周部分和與內(nèi)圓周部分徑向間隔開的外圓周部分。外圓周部分在相對的軸向間隔開的側(cè)邊緣之間延伸。芯部可以進(jìn)一步包括支撐結(jié)構(gòu)，其在內(nèi)圓周部分與外圓周部分之間延伸，并將內(nèi)圓周部分聯(lián)接至外圓周部分。支撐結(jié)構(gòu)可以包括多個(gè)在內(nèi)圓周部分與外圓周部分之間延伸的第一肋部，并且第一肋部中的至少一些至少部分地在支撐結(jié)構(gòu)中形成空腔。芯部還可以基本上不具有包括預(yù)定式樣的突起和凹口中的至少一者的胎面，從而使得外圓周部分具有徑向朝向外的表面，其中該表面具有橫跨在外圓周部分的側(cè)邊緣之間的大致恒定的直徑。

根據(jù)又一方面，本發(fā)明涉及非充氣輪胎的芯部，其中該芯部構(gòu)造為在上面形成有胎面。芯部可以包括構(gòu)造為聯(lián)接至機(jī)器的輪轂、與輪轂相關(guān)聯(lián)的內(nèi)圓周部分和與內(nèi)圓周部分徑向間隔開的外圓周部分。外圓周部分在相對的軸向間隔開的側(cè)邊緣之間延伸。芯部可以進(jìn)一步包括支撐結(jié)構(gòu)，其在內(nèi)圓周部分與外圓周部分之間延伸，并將內(nèi)圓周部分聯(lián)接至外圓周部分。支撐結(jié)構(gòu)可以包括多個(gè)在內(nèi)圓周部分與外圓周部分之間延伸的第一肋部，并且第一肋部中的至少一些至少部分地在支撐結(jié)構(gòu)中形成空腔。支撐結(jié)構(gòu)中的空腔中的至少一些鄰近外圓周部分，從而使得芯部的徑向朝向外的表面包括相對較柔韌和相對較不柔韌的交替區(qū)域。

根據(jù)另一方面，本發(fā)明涉及一種形成非充氣輪胎的芯部的方法，其中該芯部構(gòu)造為在上面形成有胎面。該方法可以包括將非充氣輪胎安裝在車床中，然后啟動該車床，從而使得輪胎繞著輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。該方法可以進(jìn)一步包括將切割器抵靠在輪胎的表面上，從而使得切割器從輪胎移除材料。該方法可以進(jìn)一步包括繼續(xù)將切割器抵靠在輪胎上，直至輪胎的外圓周部分具有徑向朝向外的表面，其中該表面具有橫跨在外圓周部分的相對的軸向間隔開的側(cè)邊緣之間的大致恒定的直徑。

附圖說明

圖1是包括模制輪胎的示例性實(shí)施例的機(jī)器的示例性實(shí)施例的側(cè)視圖。

圖2是模制輪胎的示例性實(shí)施例的透視圖。

圖3是模制輪胎的示例性實(shí)施例的局部剖視圖。

圖4是模制輪胎的另一示例性實(shí)施例的局部剖視圖。

圖5是根據(jù)示例性方法的用于形成非充氣輪胎的芯部的示例性機(jī)器的透視圖。

圖6是根據(jù)另一示例性方法的用于形成非充氣輪胎的芯部的示例性機(jī)器的透視圖。

圖7是非充氣輪胎的芯部的示例性實(shí)施例的透視圖。

圖8是芯部的示例性實(shí)施例的局部剖視圖。

圖9是芯部的另一示例性實(shí)施例的局部剖視圖。

具體實(shí)施方式

圖1示出了構(gòu)造為行進(jìn)跨過地形的示例性機(jī)器10。圖1所示的示例性機(jī)器10為輪式裝載機(jī)。然而，機(jī)器10可以是任意類型的地面車輛，例如，汽車、載貨車、農(nóng)用車輛和/或工程車輛(例如，推土機(jī)、滑移式裝載機(jī)、挖掘機(jī)、平地機(jī)、公路載貨車、非公路載貨車和/或本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的任意其它車輛類型)。除了自推進(jìn)機(jī)器以外，機(jī)器10還可以是構(gòu)造為通過另一機(jī)器的輔助或推進(jìn)而行進(jìn)跨過地形的任意裝置。

圖1所示的示例性機(jī)器10包括底盤12和動力系14，動力系14聯(lián)接至車輪16并構(gòu)造為向車輪16提供動力，從而使得機(jī)器10能夠行進(jìn)跨過地形。機(jī)器10還包括操作員站18，以向機(jī)器10的操作員提供操作員界面和保護(hù)。機(jī)器10還包括構(gòu)造為便于材料移動的鏟斗20。如圖1所示，示例性車輪16包括聯(lián)接至動力系14的輪轂22和聯(lián)接至輪轂22的輪胎24。示例性輪胎24為模制輪胎，例如，模制非充氣輪胎。

圖2和圖3所示的示例性輪胎24包括構(gòu)造為聯(lián)接至輪轂22的內(nèi)圓周部分26和構(gòu)造為聯(lián)接至胎面部分32的內(nèi)表面30的外圓周部分28，該胎面部分32構(gòu)造為改進(jìn)輪胎24在輪胎24與輪胎24滾動跨過的地形之間的交界處的牽引力。在內(nèi)圓周部分26與外圓周部分28之間延伸的是支撐結(jié)構(gòu)34。示例性支撐結(jié)構(gòu)34用于將內(nèi)圓周部分26和外圓周部分28彼此聯(lián)接。如圖1至圖4所示，示例性輪胎24包括多個(gè)空腔33，其構(gòu)造為為支撐結(jié)構(gòu)34提供所需水平的支撐，并為輪胎24提供緩沖。根據(jù)一些實(shí)施例，空腔33中的一個(gè)或多個(gè)可以具有軸向中間區(qū)域35，其相較于更靠近輪胎24的軸向側(cè)的空腔33的部分具有相對較小的橫截面。

根據(jù)一些實(shí)施例，內(nèi)圓周部分26和外圓周部分28中的一個(gè)或多個(gè)是支撐結(jié)構(gòu)34的一部分。輪轂22和/或內(nèi)圓周部分26可以構(gòu)造為便于將輪轂22聯(lián)接至內(nèi)圓周部分26。根據(jù)一些實(shí)施例，支撐結(jié)構(gòu)34、內(nèi)圓周部分26、外圓周部分28和/或胎面部分32一體地形成(例如，通過模制)為單個(gè)整體件。例如，胎面部分32和支撐結(jié)構(gòu)34可以以化學(xué)方式彼此結(jié)合。例如，胎面部分32的材料和支撐結(jié)構(gòu)34的材料可以彼此共價(jià)結(jié)合。根據(jù)一些實(shí)施例，支撐結(jié)構(gòu)34、內(nèi)圓周部分26和/或外圓周部分28一體地形成(例如，通過模制)為單個(gè)整體件，并且胎面部分32在時(shí)間和/或位置上在公共模具組件中分開形成，并連接至支撐結(jié)構(gòu)34，以形成單個(gè)整體件。甚至在這樣的實(shí)施例中，胎面部分32和支撐結(jié)構(gòu)34也可以以化學(xué)方式彼此結(jié)合。例如，胎面部分32的材料和支撐結(jié)構(gòu)34的材料可以彼此共價(jià)結(jié)合。

包括內(nèi)圓周部分26、外圓周部分28、胎面部分32和支撐結(jié)構(gòu)34的示例性輪胎24可以構(gòu)造為在機(jī)器與地形之間提供所需量的牽引力和緩沖。例如，支撐結(jié)構(gòu)34可以構(gòu)造為支撐處于負(fù)載、部分負(fù)載和空載狀況下的機(jī)器，從而使得不管負(fù)載如何，都可以提供所需量的牽引力和/或緩沖。

例如，如果機(jī)器為如圖1所示的輪式裝載機(jī)，則當(dāng)其鏟斗為空時(shí)，車輪16中的一個(gè)或多個(gè)上的負(fù)載可以在約60,000磅至約160,000磅的范圍(例如，120,000磅)。相比之下，在鏟斗裝載有材料的情況下，車輪16中的一個(gè)或多個(gè)上的負(fù)載可以在約200,000磅至約400,000磅的范圍(例如，350,000磅)。輪胎24可以構(gòu)造為不管鏟斗是處于負(fù)載，還是處于部分負(fù)載或空載，都提供所需水平的牽引力和緩沖。對于較小的機(jī)器而言，可以構(gòu)想相應(yīng)較低的負(fù)載。例如，對于滑移式裝載機(jī)，車輪16中的一個(gè)或多個(gè)上的負(fù)載可以在空載的約1,000磅至負(fù)載的約3,000磅的范圍(例如，2,400磅)。

圖2所示的示例性支撐結(jié)構(gòu)34具有多個(gè)第一肋部40，它們在內(nèi)圓周部分26與外圓周部分28之間沿著第一圓周方向延伸。例如，在一些實(shí)施例中，第一肋部40中的至少一些聯(lián)接至內(nèi)圓周部分26和外圓周部分28并在它們之間延伸，如圖2所示。類似地，在一些實(shí)施例中，支撐結(jié)構(gòu)34包括多個(gè)第二肋部42，它們在內(nèi)圓周部分26與外圓周部分28之間沿著與第一圓周方向相反的第二圓周方向延伸。例如，在一些實(shí)施例中，第二肋部42中的至少一些聯(lián)接至內(nèi)圓周部分26和外圓周部分28并在它們之間延伸，如圖2所示。根據(jù)一些實(shí)施例，第一肋部40中的至少一些和第二肋部42中的一些彼此交叉，從而使得它們在交叉點(diǎn)處共享共同的材料。此外，第一肋部40中的至少一些和第二肋部42中的至少一些在支撐結(jié)構(gòu)36中形成空腔33。

如圖2所示，根據(jù)一些實(shí)施例，第一肋部40中的每一個(gè)可以具有垂直于軸向方向的橫截面，該橫截面具有第一曲線形狀。在一些實(shí)施例中，當(dāng)?shù)谝焕卟?0在內(nèi)圓周部分26與外圓周部分28之間延伸時(shí)，第一曲線形狀可以是具有單個(gè)彎曲方向的曲線(參照，例如，圖2)。在一些實(shí)施例中，當(dāng)?shù)谝焕卟?0在內(nèi)圓周部分26與外圓周部分28之間延伸時(shí)，第一曲線形狀可以是具有改變一次的彎曲方向的曲線。類似地，第二肋部42中的每一個(gè)可以具有垂直于輪胎24的軸向方向的橫截面，該橫截面具有第二曲線形狀。在一些實(shí)施例中，當(dāng)?shù)诙卟?2在內(nèi)圓周部分26與外圓周部分28之間延伸時(shí)，第二曲線形狀可以是具有單個(gè)彎曲方向的曲線(參照，例如，圖2)。在一些實(shí)施例中，當(dāng)?shù)诙卟?2在內(nèi)圓周部分26與外圓周部分28之間延伸時(shí)，第二曲線形狀可以是具有改變一次的彎曲方向的曲線。

輪胎24可以基于輪胎的預(yù)期用途而具有適于所需性能特性的尺寸。例如，示例性輪胎24可以具有用于與輪轂22相聯(lián)接的內(nèi)直徑ID以及外直徑OD，其中內(nèi)直徑ID在0.5米至4米的范圍(例如，2米)，外直徑OD在0.75米至6米的范圍(例如，4米)(參照圖2)。根據(jù)一些實(shí)施例，輪胎24的內(nèi)直徑與輪胎24的外直徑之間的比在0.25：1至0.75：1的范圍或在0.4：1至0.6：1的范圍(例如，約為0.5：1)。支撐結(jié)構(gòu)34可以在內(nèi)圓周部分26處具有內(nèi)軸向?qū)挾萕i(參照圖3和圖4)，而且還可以在外圓周部分28處具有外軸向?qū)挾萕o，其中內(nèi)軸向?qū)挾萕i在0.05米至3米的范圍(例如，0.8米)，外軸向?qū)挾萕o在0.1米至4米的范圍(例如，1米)。例如，示例性輪胎24可以具有梯形橫截面(參照圖3)?？梢詷?gòu)想其它尺寸。例如，對于較小的機(jī)器而言，可以構(gòu)想相應(yīng)較小的尺寸。

根據(jù)一些實(shí)施例，胎面部分32由具有第一材料特性的第一聚氨酯形成，而支撐結(jié)構(gòu)34由具有與第一材料特性不同的第二材料特性的第二聚氨酯形成。根據(jù)一些實(shí)施例，胎面部分32化學(xué)結(jié)合至支撐結(jié)構(gòu)34。例如，胎面部分32的第一聚氨酯中的至少一些共價(jià)結(jié)合至支撐結(jié)構(gòu)34的第二聚氨酯中的至少一些。與經(jīng)由粘結(jié)劑、機(jī)構(gòu)或緊固件形成的結(jié)合相比，這可以形成優(yōu)越的結(jié)合。

由于第一聚氨酯的第一材料特性不同于第二聚氨酯的第二材料特性，因此能夠?qū)⑻ッ娌糠?2和支撐結(jié)構(gòu)34的特性調(diào)整為輪胎24的那些相應(yīng)部分所需的特性。例如，支撐結(jié)構(gòu)34的第二聚氨酯可以選擇為相較于胎面部分32的第一聚氨酯具有相對更高的剛度和/或強(qiáng)度，從而使得支撐結(jié)構(gòu)34可以具有足夠的剛度和強(qiáng)度來支撐輪胎24上的預(yù)期負(fù)載。根據(jù)一些實(shí)施例，胎面部分32的第一聚氨酯可以選擇為相較于第二聚氨酯具有相對更高的耐切割性和耐磨性以及/或者更高的摩擦系數(shù)，從而使得不管選擇用于支撐結(jié)構(gòu)34的第二聚氨酯如何，胎面部分32都可以為輪胎24提供所需的磨損和/或牽引特性。

例如，胎面部分32的第一聚氨酯可以包括基于聚酯、聚已酸內(nèi)酯和聚碳酸酯多元醇中的一個(gè)或多個(gè)的聚氨酯脲材料，其可以提供相對增強(qiáng)的耐磨性。此類聚氨酯脲材料可以包括亞甲基二異氰酸脂(MDI)封端聚氨酯預(yù)聚物，其可以強(qiáng)烈地進(jìn)行相分離，并形成具有相對增強(qiáng)的耐裂縫擴(kuò)展性能的材料。還可以使用利用甲苯二異氰酸酯(TDI)、萘二異氰酸酯(NDI)和/或?qū)Ρ蕉惽杷狨?PPDI)進(jìn)行封端的可選聚氨酯。此類聚氨酯預(yù)聚物材料可以利用芳香族二胺進(jìn)行固化，其中芳香族二胺也可以促進(jìn)強(qiáng)烈的相分離。示例性芳香族二胺包括亞甲基聯(lián)苯二胺(MDA)，其可以束縛于鹽絡(luò)合物(例如，三(4,4’-二氨基二苯甲烷)氯化鈉(TDDM))中。

根據(jù)一些實(shí)施例，第一聚氨酯可以具有范圍在約60A至約60D之間的肖氏硬度(例如，85肖氏A)。對于某些應(yīng)用而言，例如那些具有軟土地面狀況的應(yīng)用，可能有益的是通過具有相對較硬的硬度的材料來形成胎面部分32，以通過胎面滲透產(chǎn)生足夠的牽引力。對于諸如那些具有硬土或巖土地面狀況的應(yīng)用之類的應(yīng)用而言，可能有益的是通過具有相對較低硬度的材料來形成胎面部分32，以允許胎面部分32在硬質(zhì)巖石周圍的適應(yīng)性。

根據(jù)一些實(shí)施例，支撐結(jié)構(gòu)34的第二聚氨酯可以包括基于聚醚、聚已酸內(nèi)酯和聚碳酸酯多元醇中的一個(gè)或多個(gè)的聚氨酯脲材料，其可以提供相對增強(qiáng)的疲勞強(qiáng)度和/或相對低的熱堆積(例如，低tanδ)。例如，對于高濕度環(huán)境而言，第二聚氨酯在吸濕后為輪胎的所需功能提供低tanδ可能是有益的。此類聚氨酯脲材料可以包括亞甲基二異氰酸脂(MDI)封端聚氨酯預(yù)聚物，其可以強(qiáng)烈地進(jìn)行相分離，并形成具有相對增強(qiáng)的耐裂縫擴(kuò)展性能的材料，這可以改進(jìn)疲勞強(qiáng)度。還可以使用利用甲苯二異氰酸酯(TDI)、萘二異氰酸酯(NDI)和/或?qū)Ρ蕉惽杷狨?PPDI)進(jìn)行封端的可選聚氨酯。此類聚氨酯預(yù)聚物材料可以利用芳香族二胺進(jìn)行固化，其中芳香族二胺也可以促進(jìn)強(qiáng)烈的相分離。示例性芳香族二胺包括亞甲基聯(lián)苯二胺(MDA)，其可以束縛于鹽絡(luò)合物(例如，三(4,4’-二氨基二苯甲烷)氯化鈉(TDDM))中。聚氨酯脲中的化學(xué)交聯(lián)可以為支撐結(jié)構(gòu)34提供經(jīng)過改進(jìn)的彈性。該化學(xué)交聯(lián)可以通過本領(lǐng)域中已知的任何方法來實(shí)現(xiàn)，包括但不限于：使用三官能或更高官能度的預(yù)聚物、增鏈劑或固化劑；與低固化劑化學(xué)計(jì)量混合來促進(jìn)縮二脲、脲基甲酸鹽或異氰酸酯的形成；包括可通過其它化學(xué)反應(yīng)(例如，通過將聚丁二烯二醇摻入預(yù)聚物中并隨后利用硫或過氧化物交聯(lián)對其進(jìn)行固化)進(jìn)行交聯(lián)的具有次官能度的預(yù)聚物。根據(jù)一些實(shí)施例，支撐結(jié)構(gòu)34的第二聚氨酯(例如，聚氨酯脲)可以具有范圍在約80A至約95A之間的肖氏硬度(例如，92A)。

如圖4所示，輪胎24的一些實(shí)施例可以包括位于外圓周部分28與胎面部分32的內(nèi)表面30之間的中間部分36。例如，在圖4所示的示例性實(shí)施例中，支撐結(jié)構(gòu)34的外圓周部分28可以經(jīng)由如下文中更詳細(xì)說明的中間部分36化學(xué)結(jié)合至胎面部分32的內(nèi)表面30。例如，中間部分36可以具有化學(xué)結(jié)合至胎面部分32的內(nèi)表面30的外圓周表面37以及化學(xué)結(jié)合至支撐結(jié)構(gòu)34的外圓周部分28的內(nèi)圓周表面39。

根據(jù)一些實(shí)施例，中間部分36可以由第三聚氨脂形成。根據(jù)一些實(shí)施例，第三聚氨脂可以至少在化學(xué)上與第一聚氨酯或第二聚氨酯相類似(例如，相同)。根據(jù)一些實(shí)施例，第三聚氨脂可以在化學(xué)上不同于第一聚氨酯和第二聚氨酯。例如，根據(jù)一些實(shí)施例，第三聚氨脂可以與富含預(yù)聚物(例如，富含異氰酸酯)的化學(xué)計(jì)量相混合。也就是說，在聚氨酯脲體系中存在有一個(gè)理論點(diǎn)，在該點(diǎn)處，每一異氰酸酯基團(tuán)都將與每一固化劑(胺)官能團(tuán)進(jìn)行反應(yīng)。該點(diǎn)將被認(rèn)為與100％的化學(xué)計(jì)量相對應(yīng)。在添加了過量的固化劑(二胺)的情況中，化學(xué)計(jì)量將被認(rèn)為大于100％。在添加了較少的固化劑(二胺)的情況中，化學(xué)計(jì)量將被認(rèn)為小于100％。例如，如果利用小于100％的化學(xué)計(jì)量形成某一部件，則該部件中將殘留有過量的異氰酸酯官能度。在對該部件進(jìn)行高溫后固化處理(例如，在初始不完整固化之后對該部件進(jìn)行第二加熱循環(huán))時(shí)，過量的異氰酸酯基團(tuán)將進(jìn)行反應(yīng)以通過環(huán)三聚反應(yīng)來形成脲鍵、縮二脲鍵和異氰脲酸酯，或通過脲基甲酸酯的形成來形成交聯(lián)物。根據(jù)一些實(shí)施例，第三聚氨脂可以在化學(xué)上類似于支撐結(jié)構(gòu)34的聚氨脂，但其被配制成具有在約50％至約90％之間的理論化學(xué)計(jì)量范圍(即在約50％至約90％“化學(xué)計(jì)量”之間)(例如，在約60％至約80％化學(xué)計(jì)量之間(例如，約為75％化學(xué)計(jì)量))。甚至在所謂的“生坯固化”后形成初始結(jié)構(gòu)之后，該聚氨酯脲憑借過量的異氰酸酯官能團(tuán)仍然具有化學(xué)活性。

在此類實(shí)施例中，第三聚氨酯可以模塑成自支撐形狀，然后通過將第一、第二和第三聚氨酯一起后固化(例如，在大于至少約150℃(例如，大于至少約160℃)的溫度下持續(xù)時(shí)間范圍為約6小時(shí)至約18小時(shí)(例如，從8小時(shí)至16小時(shí)))，而繼續(xù)保持其與第一聚氨酯和第二聚氨酯化學(xué)反應(yīng)或鍵合的能力，即使第一聚氨酯和第二聚氨酯基本上是化學(xué)計(jì)量的。第三聚氨酯的自支撐中間部分36可以插入到模具中用于形成輪胎24，并且第一聚氨酯和第二聚氨酯可以在中間部分36的任一側(cè)上被供應(yīng)至模具，從而使得中間部分36在胎面部分32與支撐結(jié)構(gòu)34之間嵌入到輪胎24中。根據(jù)一些實(shí)施例，第一聚氨酯和第二聚氨酯在固化之前基本上按化學(xué)計(jì)量(例如約95％至約98％化學(xué)計(jì)量值)。

根據(jù)一些實(shí)施例，中間部分36可具有與胎面部分32和支撐結(jié)構(gòu)34中的一個(gè)或多個(gè)不同的顏色。這可以提供胎面部分32的磨損的可視指示。這還可以在用新的胎面部分翻新輪胎24的過程期間當(dāng)剃刮或銑削胎面部分32時(shí)提供可視指示。例如，如下文更詳細(xì)說明的，當(dāng)胎面部分32變得不希望地磨損時(shí)，胎面部分32的剩余材料可以被剃刮或銑削掉至中間部分36，以使得新的胎面部分可以被模制到輪胎24的中間部分36上。借助于中間部分36與胎面部分32顏色不同，可以相對更容易地確定何時(shí)已經(jīng)發(fā)生了足夠的剃刮或銑削以使中間部分36暴露。

根據(jù)一些實(shí)施例，中間部分36可以包括構(gòu)造為允許第一聚氨酯與第二聚氨酯之間的化學(xué)鍵連的半透膜。例如，第一聚氨酯與第二聚氨酯可以經(jīng)由(例如，通過)半透膜彼此共價(jià)結(jié)合。例如，中間部分36可以包括織物和紙張中的至少一者，例如，柔性過濾紙(例如，酚醛樹脂浸漬的過濾紙)或者彈性織物(例如，)?？椢锖图垙埧梢灾卧谀＞咧幸酝ㄟ^諸如彈簧線籠的框架形成輪胎24，并且第一聚氨酯和第二聚氨酯可以在中間部分36的織物和紙張的任一側(cè)上被供應(yīng)至模具，從而使得中間部分36在胎面部分32與支撐結(jié)構(gòu)34之間嵌入到輪胎24中。

如圖2至圖4所示，胎面部分可以設(shè)置為改進(jìn)由輪胎24提供的牽引力。例如，示例性胎面部分32包括預(yù)定式樣44的突起46和凹口48。示例性的預(yù)定式樣44包括多個(gè)胎面塊50，其通過多個(gè)橫向或軸向延伸的凹槽52以及多個(gè)周向延伸的通道53彼此周向分隔開。預(yù)定式樣44可以構(gòu)造為根據(jù)例如機(jī)器10將要在上面行進(jìn)的地形來提供所需水平的牽引力。

使用時(shí)，胎面部分32可能變得損壞或磨損到不再提供所需量的牽引力的程度?？蛇x地，可以期望使胎面部分32具有可選的預(yù)定式樣44。因此，可以期望在繼續(xù)使用相同輪轂22和支撐結(jié)構(gòu)34的同時(shí)替換或改變胎面部分32，其可以繼續(xù)處于可用狀態(tài)。因此，可以期望提供芯部54(例如，如圖7至圖9所示)，在芯部54上可以形成有新的胎面部分32，例如，通過將胎面部分32模制到芯部54上。

當(dāng)將新的胎面部分模制到芯部54上時(shí)，可以期望芯部54處于便于將新的胎面部分模制到外圓周部分28上的條件。為了形成更耐用和可接受的新胎面部分，可以期望從輪胎24移除任意剩余胎面部分32，以提供更容易接納新胎面部分的表面，從而使得新胎面部分牢固地固定到外圓周部分28上。

圖5和圖6示出了用于從輪胎24移除剩余胎面部分32的至少一部分的兩個(gè)示例性機(jī)器56，其中輪胎24正被轉(zhuǎn)換成芯部54以便容納新的胎面部分。如圖5所示，示例性機(jī)器56包括具有軸向移動工作臺60的車床58。示例性工作臺60包括殼體62，殼體62包含構(gòu)造為使卡盤64旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)和驅(qū)動單元(未示出)，卡盤64構(gòu)造為保持輪胎并使輪胎在運(yùn)行期間圍繞其旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。示例性車床58還包括用于使殼體62和卡盤64在卡盤64和輪胎24旋轉(zhuǎn)的同時(shí)沿工作臺60軸向向下移動的馬達(dá)。根據(jù)一些實(shí)施例，卡盤64可以構(gòu)造為保持輪胎(例如，經(jīng)由輪轂22)，從而使得卡盤64的旋轉(zhuǎn)軸線和輪胎24的旋轉(zhuǎn)軸線X彼此同心。例如，卡盤64可以是為輪胎24與卡盤64的對準(zhǔn)提供可調(diào)節(jié)性的三爪或四爪卡盤。例如，測量裝置(諸如指示器)可以用于測量輪胎24隨著卡盤64旋轉(zhuǎn)時(shí)其外表面的跳動，并且輪胎24在卡盤64中的位置可被調(diào)整以使跳動最小化。

圖5中所示的示例性機(jī)器56包括固定切割器66。示例性固定切割器66通過安裝在橫向滑動裝置70中的鏜桿68保持就位。鏜桿68構(gòu)造為將固定切割器66保持在基本固定的位置中。示例性橫向滑動裝置70包括調(diào)整手柄72，該調(diào)整手柄72構(gòu)造為在通過鏜桿68對固定切割器66的位置進(jìn)行調(diào)整期間可被擰松和擰緊。根據(jù)一些實(shí)施例，固定切割器66可以是構(gòu)造為切除材料而非撕掉材料的鋒利的高速鋼切割器?？梢詷?gòu)想其它切割器。

在示例性運(yùn)行期間，馬達(dá)和驅(qū)動單元被啟動，從而使得輪胎24圍繞其旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，并且卡盤64和輪胎24沿工作臺60軸向向下行進(jìn)。調(diào)整固定切割器66，從而使得固定切割器66在輪胎24行進(jìn)經(jīng)過固定切割器66時(shí)從輪胎24的表面移除材料。作為該示例性切割的結(jié)果，隨著輪胎每次經(jīng)過固定切割器66，胎面部分32的一部分被移除，從而在胎面部分32的表面中形成大體上淺的、周向的螺旋凹槽78，例如，如圖5所示，其示出了在從胎面部分32移除了至少第一層材料之后的示例性輪胎24。在輪胎24第一次經(jīng)過之后，可以調(diào)整固定切割器66的位置，從而使得在輪胎24下一次經(jīng)過時(shí)，從胎面部分32移除其它材料。這個(gè)過程可以重復(fù)，直到所需量的胎面部分32被從輪胎24移除，從而形成芯部54。

根據(jù)一些實(shí)施例，可以使用下面的示例性方法根據(jù)輪胎24形成芯部54?？梢郧鍧嵼喬?4以從剩余的胎面部分32和/或支撐結(jié)構(gòu)34中去除諸如巖石、釘子、線、污垢和泥的異物?？梢詸z查輪轂22是否有可能指示需要更換的損壞。隨后，可以將輪轂22安裝在卡盤64中，從而使得輪胎24的外表面的跳動最小化。隨后，可以操作機(jī)器56，從而使得當(dāng)輪胎24經(jīng)過固定切割器66時(shí)，剩余胎面部分32的表面被固定切割器66切除。根據(jù)一些實(shí)施例，例如，對于具有32英寸直徑的輪胎，每次經(jīng)過的切割深度的范圍可以為約0.050英寸至約0.500英寸，進(jìn)給速率的范圍為約0.020英寸/轉(zhuǎn)至約0.250英寸/轉(zhuǎn)，馬達(dá)速度的范圍為約20轉(zhuǎn)/分鐘至約40轉(zhuǎn)/分鐘。對于較大的輪胎，可以操作馬達(dá)以使得剩余胎面部分的表面的表面速度在每分鐘約250至約700英尺的范圍內(nèi)?？梢赃M(jìn)行重復(fù)經(jīng)過，直到胎面部分32被移除至輪胎24要形成芯部54所期望的直徑，例如，直到對應(yīng)于在與胎面部分32的端部對應(yīng)的直徑和與空腔33在支撐結(jié)構(gòu)34中開始處對應(yīng)的直徑之間的大約中間位置的直徑。

例如，根據(jù)形成非充氣輪胎24的芯部54的示例性方法，其中芯部54構(gòu)造為在上面形成有新胎面，該方法可以包括將輪胎24安裝在車床58中。該方法可以進(jìn)一步包括啟動車床58，使得輪胎24圍繞其旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。該方法可以進(jìn)一步包括將切割器抵靠在輪胎24的表面上，使得切割器從輪胎24移除材料。該方法可以進(jìn)一步包括繼續(xù)將切割器抵靠在輪胎24上，直至輪胎24的外圓周部分28具有徑向朝向外的表面80，其中該表面80具有橫跨在外圓周部分28的相對的軸向間隔開的側(cè)邊緣82之間的大致恒定的直徑。根據(jù)該方法的一些實(shí)施例，將輪胎24安裝在車床58中包括將輪胎24安裝在四爪卡盤中，使得卡盤64的旋轉(zhuǎn)軸線與輪胎24的旋轉(zhuǎn)軸線同心。根據(jù)一些實(shí)施例，切割器是固定切割器，并且將固定切割器抵靠在輪胎24的表面上包括使輪胎24軸向移動，使得當(dāng)輪胎24軸向移動經(jīng)過固定切割器時(shí)，固定切合器從輪胎24周向地移除材料。根據(jù)一些實(shí)施例，當(dāng)輪胎24軸向移動經(jīng)過固定切割器時(shí)，固定切割器周向地以螺旋方式從輪胎24移除材料。

根據(jù)圖6中所示的示例性實(shí)施例，機(jī)器56包括旋轉(zhuǎn)切割器84而非如圖5中所示的固定切割器。例如，示例性機(jī)器56包括具有軸向移動工作臺60的車床58。示例性工作臺60包括殼體62，殼體62包含構(gòu)造為使卡盤64旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)和驅(qū)動單元(未示出)，卡盤64構(gòu)造為保持輪胎并使輪胎在運(yùn)行期間圍繞其旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。示例性車床58還包括用于使殼體62和卡盤64在卡盤64和輪胎24旋轉(zhuǎn)的同時(shí)沿工作臺60軸向向下移動的馬達(dá)。根據(jù)一些實(shí)施例，卡盤64可以構(gòu)造為保持輪胎24(例如，經(jīng)由輪轂22)，使得卡盤64的旋轉(zhuǎn)軸線和輪胎24的旋轉(zhuǎn)軸線X彼此同心。例如，卡盤64可以是為輪胎24與卡盤64的對準(zhǔn)提供可調(diào)節(jié)性的三爪或四爪卡盤。

圖6中所示的示例性旋轉(zhuǎn)切割器84為刨床刀架86的一部分。根據(jù)一些實(shí)施例，刨床刀架86可以包括以相鄰方式布置的多個(gè)旋轉(zhuǎn)切割器84，使得旋轉(zhuǎn)切割器84的有效寬度相對于單個(gè)旋轉(zhuǎn)切割器增加。根據(jù)一些實(shí)施例，旋轉(zhuǎn)切割器84可以是構(gòu)造為切除材料而非撕掉材料的鋒利的高速鋼切割器。可以構(gòu)想其它切割器。

根據(jù)一些實(shí)施例，例如，如圖6中所示，刨床刀架86為被安裝與車床58一起使用的常規(guī)刨床刀架。如圖6中所示，刨床刀架86安裝在支架88上并且聯(lián)接至車床58的橫向滑動裝置70，使得旋轉(zhuǎn)切割器84能夠在輪胎24在卡盤64中旋轉(zhuǎn)時(shí)抵靠輪胎24。例如，根據(jù)一些實(shí)施例，形成芯部54的方法可以包括將非充氣輪胎24安裝在車床58中。該方法可以進(jìn)一步包括啟動車床，使得輪胎24圍繞其旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。該方法可以進(jìn)一步包括將旋轉(zhuǎn)切割器84抵靠在輪胎24的表面上，使得旋轉(zhuǎn)切割器84從輪胎24移除材料。該方法可以進(jìn)一步包括繼續(xù)將旋轉(zhuǎn)切割器84抵靠在輪胎24上，直至輪胎24的外圓周部分28具有徑向朝向外的表面80，其中該表面80具有橫跨在外圓周部分28的相對的軸向間隔開的側(cè)邊緣82之間的大致恒定的直徑。例如，將旋轉(zhuǎn)切割器84抵靠在輪胎24的表面上包括將輪胎24經(jīng)由車床58的工作臺60軸向移動到與旋轉(zhuǎn)切割器84相對的位置，并且移動旋轉(zhuǎn)切割器84，使得其在輪胎24旋轉(zhuǎn)時(shí)從輪胎24移除材料。根據(jù)一些實(shí)施例，輪胎24和旋轉(zhuǎn)切割器84在基本上相同的平面和相同方向上旋轉(zhuǎn)，使得輪胎24的表面和旋轉(zhuǎn)切割器84在該表面與旋轉(zhuǎn)切割器84之間的接觸點(diǎn)處沿相反方向移動。根據(jù)一些實(shí)施例，旋轉(zhuǎn)切割器84從輪胎24周向移除材料，形成大體上淺的周向凹槽90，如圖6中所示。

根據(jù)一些實(shí)施例，使用旋轉(zhuǎn)切割器84的方法包括使旋轉(zhuǎn)的輪胎24緩慢地抵靠進(jìn)給旋轉(zhuǎn)切割器84，以在側(cè)邊緣82之間的外圓周部分28處跨過輪胎24的寬度移除相對薄的材料片，例如，直到胎面部分32被移除至輪胎24要形成芯部54所期望的直徑，例如，直到對應(yīng)于在與胎面部分32的端部對應(yīng)的直徑和與空腔33在支撐結(jié)構(gòu)34中開始處對應(yīng)的直徑之間的大約中間位置的直徑。

根據(jù)一些實(shí)施例，該方法可包括依次使用固定切割器以及隨后使用旋轉(zhuǎn)切割器。例如，可以使用固定切割器來移除胎面部分的材料的一部分，并且使用旋轉(zhuǎn)切割器來移除期望被移除的剩余材料。例如，當(dāng)輪胎在胎面部分與支撐結(jié)構(gòu)中的空腔之間具有相對窄的材料厚度時(shí)，旋轉(zhuǎn)切割器的使用可能是期望的。

圖7至圖9示出了構(gòu)造為上面形成有胎面的輪胎24(例如，非充氣輪胎24)的芯部54的示例性實(shí)施例。例如，如圖7至圖9所示，芯部54可以包括構(gòu)造為聯(lián)接至機(jī)器10的輪轂22(例如，參見圖1)。芯部54還可以包括與輪轂22相關(guān)聯(lián)的內(nèi)圓周部分26和與內(nèi)圓周部分26徑向間隔開的外圓周部分28。如圖所示，外圓周部分28可以在芯部54的相對的軸向間隔開的側(cè)邊緣82之間軸向延伸。芯部54還可以包括在內(nèi)圓周部分26和外圓周部分28之間延伸并且將內(nèi)圓周部分26聯(lián)接至外圓周部分28的支撐結(jié)構(gòu)34。根據(jù)一些實(shí)施例，支撐結(jié)構(gòu)34包括在內(nèi)圓周部分26和外圓周部分28之間延伸的多個(gè)第一肋部40，并且第一肋部40的至少一些至少部分地在支撐結(jié)構(gòu)34中形成空腔33。根據(jù)一些實(shí)施例，支撐結(jié)構(gòu)34還包括在內(nèi)圓周部分26與外圓周部分28之間延伸的多個(gè)第二肋部42。根據(jù)所示的示例性實(shí)施例，第一肋部40中的至少一些與第二肋部42中的至少一些交叉，使得交叉的第一肋部40和第二肋部42在交叉點(diǎn)處共享共同的材料。根據(jù)一些實(shí)施例，第一肋部40中的至少一些和第二肋部42中的至少一些在支撐結(jié)構(gòu)34中形成空腔33。根據(jù)所示的示例性實(shí)施例，芯部54基本上不具有(例如，完全沒有)包括預(yù)定式樣44的突起46和凹口48中的至少一者的胎面，使得外圓周部分28具有徑向朝向外的表面80，該表面80具有橫跨在外圓周部分28的側(cè)邊緣82之間的大致恒定的直徑OD(圖7)。

如圖7所示，根據(jù)一些實(shí)施例，芯部54的徑向朝向外的表面80包括由切割器產(chǎn)生的多個(gè)周向延伸的表面凹槽，例如，圖5和圖6所示的凹槽78和/或90。

根據(jù)芯部54的一些實(shí)施例，支撐結(jié)構(gòu)34中的空腔33中的至少一些鄰近外圓周部分28，使得徑向朝向外的表面80包括相對較柔韌和相對較不柔韌的交替區(qū)域，例如，如圖7至圖9中所示的。

根據(jù)圖8和圖9所示的示例性實(shí)施例，外圓周部分28具有與從芯部54的中心C朝向外圓周部分28延伸的徑向延伸平面P大致垂直的橫截面(參照圖7)，并且在徑向朝向外的表面80處的外圓周部分28的橫截面形成大致直線L(參見圖8和圖9)。

根據(jù)一些實(shí)施例，例如，如圖7所示，第一肋部40具有基本垂直于芯部54的軸向方向的橫截面，該橫截面具有第一曲線形狀，其中第一曲線形狀是當(dāng)?shù)谝焕卟?0在內(nèi)圓周部分26與外圓周部分28之間延伸時(shí)具有單個(gè)彎曲方向的曲線(參見圖7)或具有改變一次的彎曲方向的曲線。根據(jù)一些實(shí)施例，第一肋部40的至少一些在第一圓周方向上延伸，如圖7所示。根據(jù)一些實(shí)施例，芯部54的第二肋部42的至少一些在與第一圓周方向相反的第二圓周方向上延伸，如圖7所示。例如，第二肋部42可以具有大致垂直于芯部54的軸向方向的第二橫截面，該第二橫截面具有第二曲線形狀。第二曲線形狀可以是當(dāng)?shù)诙卟?2在內(nèi)圓周部分26與外圓周部分28之間延伸時(shí)具有單個(gè)彎曲方向的曲線(參見圖7)或具有改變一次的彎曲方向的曲線。

根據(jù)一些實(shí)施例，支撐結(jié)構(gòu)34可以至少部分地由選自由聚氨酯、天然橡膠和合成橡膠組成的組的至少一種聚合物形成，類似于輪胎24。其它材料被考慮用于支撐結(jié)構(gòu)34。根據(jù)一些實(shí)施例，輪轂22可以至少部分地由金屬形成。其它材料也被考慮用于輪轂22。

工業(yè)實(shí)用性

本文公開的非充氣輪胎可以與任何機(jī)器一起使用，包括自推進(jìn)車輛或旨在由另一機(jī)器推動或拉動的車輛。根據(jù)一些實(shí)施例，非充氣輪胎可以是模制的非充氣輪胎，其具有與輪胎的剩余部分一體形成為單個(gè)件的胎面部分，以形成單個(gè)整體結(jié)構(gòu)。使用時(shí)，胎面部分可能變得磨損超過使得輪胎不適于其預(yù)期用途的程度。對于充氣輪胎而言，能夠僅僅從車輪移除橡膠輪胎部分，然后在車輪上安裝新的橡膠輪胎部分并為其充氣，從而獲得具有期望胎面的新輪胎。然而，與安裝在車輪上并被充氣的充氣輪胎不同，簡單地移除圍繞輪轂的非充氣輪胎的部分并且安裝具有新胎面的新部分可能是困難或不實(shí)際的，尤其是在非充氣輪胎被模制為單個(gè)整體結(jié)構(gòu)的情況下。

根據(jù)一些實(shí)施例，本文公開的方法可以便于移除胎面部分的至少一部分，使得剩余的芯部適于將新的胎面部分模制到芯部上。例如，根據(jù)一些實(shí)施例，所得到的芯部可以基本上沒有胎面，并且可以具有徑向朝向外的表面，該表面具有在芯部的外圓周部分的側(cè)邊緣之間延伸的大致恒定的直徑。這種朝向外的表面可以使得芯部更容易接納并牢固地附著于模制在芯部上的材料，以形成新的胎面部分。根據(jù)一些實(shí)施例，朝向外的表面可以包括由用于移除磨損的胎面部分的切割器產(chǎn)生的多個(gè)大體上淺的周向延伸的凹槽。這種凹槽可以增強(qiáng)新胎面部分對芯部的附著性。

根據(jù)一些實(shí)施例，朝向外的表面可以包括相對較柔韌和相對較不柔韌的交替區(qū)域。這種交替的柔韌性是由于模制輪胎的支撐結(jié)構(gòu)具有空腔，其中空腔鄰近朝向外的表面，導(dǎo)致朝向外的表面在鄰近空腔的區(qū)域中相對更柔韌。這種柔韌性的不一致可能使得難以從輪胎的剩余部分去除磨損的胎面部分。例如，朝向外的表面的相對更柔韌的區(qū)域可能傾向于彎曲，而不是被切割器切割。

根據(jù)一些實(shí)施例，本文公開的形成芯部的方法可以克服交替的柔韌性狀況。例如，使用安裝到車床的鋒利的高速鋼切割器(固定的或旋轉(zhuǎn)的)可以導(dǎo)致甚至在具有更大柔韌性的區(qū)域中也能切割磨損的胎面部分的材料。例如，使用旋轉(zhuǎn)切割器(例如刨床刀架)可以導(dǎo)致從較柔韌區(qū)域移除材料，而不是僅僅使那些區(qū)域彎曲。

在移除磨損的胎面部分以形成芯部之后，可以將新的胎面部分模制到芯部的朝向外的表面上。這可以通過例如將芯部放置在具有構(gòu)造為在芯部上形成胎面部分的模具件的模具中、將模制材料添加到模具中、固化模制材料并且從模具中移出輪胎來實(shí)現(xiàn)。這樣的過程可以導(dǎo)致當(dāng)非充氣輪胎的胎面部分磨損時(shí)能夠循環(huán)利用非胎面部分，而不是棄用整個(gè)非充氣輪胎。

對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，可以對示例性公開的輪胎和形成模制輪胎的方法進(jìn)行各種修改和變化。根據(jù)考慮示例性公開的實(shí)施例的說明書和實(shí)踐，其它實(shí)施例對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的。說明書和示例旨在被認(rèn)為僅僅是示例性的，其實(shí)際范圍由所附權(quán)利要求書及其等同內(nèi)容指出。