專利名稱：一種漏氣保用輪胎支撐部件及由長(zhǎng)纖維構(gòu)成的加強(qiáng)部件的制作方法
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撐部件。
背景技術(shù)：
汽車制造業(yè)以往提供了備用輪胎，用于替換在行駛時(shí)被刺破或破裂的輪胎。然而人們通過改善輪胎的設(shè)計(jì)為取消對(duì)備用輪胎的需要作出了努力。具體說，為了提供能夠在很小的壓力甚至沒有壓力時(shí)(例如跑氣胎)行駛的穩(wěn)定而經(jīng)濟(jì)的輪胎作出了努力。已經(jīng)知道這種工作稱為“漏氣保用”(RFT)技術(shù)。該RFT概念允許駕駛者繼續(xù)驅(qū)動(dòng)或行駛一延長(zhǎng)的時(shí)間，而不用停車換輪胎或?qū)で缶o急救助，輪胎可以在隨后更方便的時(shí)間修復(fù)。
一個(gè)RFT車輪總成的實(shí)施例具有一個(gè)輪輞，一個(gè)安裝在該輪輞上的輪胎，和一個(gè)夾在該輪胎內(nèi)表面和輪輞外圓周表面之間的支撐件。該支撐件允許該輪胎偏移一個(gè)有限量，使得該輪胎不會(huì)沿著輪胎的每個(gè)邊緣與該輪輞分離。
一種合成材料，例如聚合物，用于該支撐件，制造這種支撐件的一個(gè)要求是提供一個(gè)具有足夠強(qiáng)度的適合的結(jié)構(gòu)完整性，使得向外的離心力基本不使該RFT支撐件在旋轉(zhuǎn)時(shí)變形。此外，在該輪胎旋轉(zhuǎn)并接觸該支撐件時(shí)，該支撐件需要能夠支撐在該輪胎上的該車輛重量。該結(jié)構(gòu)完整性與該結(jié)構(gòu)柔性相平衡，其中在輪胎安裝到輪輞上之前，為了該支撐件插入該輪胎中，該支撐件稍微變形。
制造RFT支撐件的過程包括一些類型的模制。一種該支撐件的模具可以具有一個(gè)約3毫米(mm)寬度的窄通道，它形成于該模具的內(nèi)或外周邊。該聚合物支撐件可以通過在模制過程中提供一個(gè)加強(qiáng)件被加強(qiáng)，以有助于在不利的狀態(tài)下保持其結(jié)構(gòu)完整性。該加強(qiáng)件在模制前放置在該通道中，并且該聚合物流過而將該加強(qiáng)件包封在該模制的RFT支撐件中。
為了低成本制造，該RFT加強(qiáng)件的制造和放置在模具中以構(gòu)成一個(gè)RFT支撐件的速度和效率是很重要的。在本發(fā)明之前，還沒有適合快速放置的RFT加強(qiáng)件的有利的制造方法。
以前的工作集中在利用加強(qiáng)材料網(wǎng)狀物，一般是已知的紡織“低支紗”布，例如，它可以多次纏繞一個(gè)心軸成圓柱形，然后切割并從心軸上取下。該層的數(shù)量至少部分地由希望加強(qiáng)件阻止偏移的量來確定，作為一個(gè)強(qiáng)度的指標(biāo)，在其它參數(shù)恒定時(shí)，層數(shù)越多提供的強(qiáng)度越大。該多層低支紗布加強(qiáng)件被“填充”到該模具通道中，并且該聚合物流入該模具。
然而，使用標(biāo)準(zhǔn)的低支紗布可以導(dǎo)致增加制造的復(fù)雜性，例如通常該RFT加強(qiáng)件需要多層織物，該層需要充分地結(jié)合在一起而使其不分層。此外，如果該支撐件柔軟得使其沒有為了容易地插入該通道的穩(wěn)定的形狀和緊密的厚度，該加強(qiáng)件插入的時(shí)間可能相對(duì)地延長(zhǎng)。再者，該模制材料通常在制造該支撐件時(shí)流入該加強(qiáng)件的孔中，在若干層網(wǎng)狀物中對(duì)齊該孔是有利的，使得模制材料能夠流過該孔。多層孔的對(duì)齊能夠增加該方法和所用工具的復(fù)雜性。而且，該柔性織物形式的加強(qiáng)件通常單獨(dú)制造，并增加該支撐件的成本。
其它因素也影響生產(chǎn)效率。材料，特別是纖維材料，具有稱為“伸縮性”(loft)的擴(kuò)張厚度，在此單獨(dú)的纖維能夠與相鄰的纖維離開，該伸縮性可以導(dǎo)致該材料進(jìn)入窄的模具形腔困難。而且如果該多層在使用時(shí)彼此脫開或分層，多層低支紗布或其它加強(qiáng)材料將增加該多層進(jìn)入該模具的困難。
因此，需要改進(jìn)RFT支撐加強(qiáng)件和RFT支撐件，其中該加強(qiáng)件被插入一支撐件模具中，并且需要經(jīng)濟(jì)地制造且所制造的產(chǎn)品是同樣的。需要一種穩(wěn)定的、相對(duì)剛性的加強(qiáng)件在自動(dòng)或人工制造過程中能夠有助于放置在該加強(qiáng)件中。
發(fā)明簡(jiǎn)介本發(fā)明提供一種整體的漏氣保用輪胎(RFT)支撐件加強(qiáng)件，由放入相對(duì)剛性形狀中的長(zhǎng)纖維材料構(gòu)成。通常整體的RFT支撐加強(qiáng)件可以由諸如用粘結(jié)劑連接在一起形成一個(gè)有效層的多層構(gòu)成。該一個(gè)有效層可以包括纏繞在一個(gè)加強(qiáng)件中的多層長(zhǎng)纖維，該加強(qiáng)件能夠插入RFT支撐件模具中，并保持這種插入所需的結(jié)構(gòu)剛性。當(dāng)該RFT加強(qiáng)件軸線基本垂直重力線并從約2米高度跌落到一個(gè)硬的表面上時(shí)，該RFT加強(qiáng)件可以具有的剛性足以使其變形為約20％或更小。
此外，本發(fā)明提供一種模制的RFT支撐件并具有該RFT加強(qiáng)件。本發(fā)明還提供一種車輪總成，包括一個(gè)輪胎，一個(gè)輪輞，和一個(gè)在該輪胎和輪輞之間的RFT支撐件，其中該支撐件包括該RFT加強(qiáng)件。該RFT支撐件可以具有一個(gè)著色的標(biāo)識(shí)，構(gòu)成于或后隨后施加于該支撐件上，用于標(biāo)示該支撐件的一個(gè)或多個(gè)屬性。
本發(fā)明還提供一種制造RFT支撐件的方法，包括至少將一個(gè)RFT加強(qiáng)件放置在一個(gè)RFT支撐件模具的一部分中，該加強(qiáng)件由一根或多根長(zhǎng)纖維構(gòu)成，并且是整體的，具有一定剛性，當(dāng)該RFT加強(qiáng)件軸線基本垂直重力線并從約2米高度跌落到一個(gè)硬的表面上時(shí)，足以使其變形為約20％或更??；將可模制的合成橡膠或合成橡膠構(gòu)成的材料注入到該模具中；使可模制的材料流過該加強(qiáng)件的至少一部分；并且使該可模制的材料至少部分地固化而形成該RFT支撐件。
本發(fā)明還提供了一種制造RFT加強(qiáng)件方法，包括繞著一個(gè)心軸形成一根或多根長(zhǎng)纖維；該一根或多根長(zhǎng)纖維的至少一部分與該長(zhǎng)纖維的其它部分連接，形成一個(gè)管形部件；并且將該管形部件切割成一個(gè)圓筒部分；由此構(gòu)成至少一個(gè)具有一個(gè)有效層的整體的RFT加強(qiáng)件。


圖1是一個(gè)車輪總成的局部剖面示意圖；圖2是一個(gè)RFT支撐件的透視示意圖；圖3是該RFT支撐件另一實(shí)施例的側(cè)視示意圖；圖4是一個(gè)RFT加強(qiáng)件的示意圖；圖5A是該RFT支撐件另一實(shí)施例的透視示意圖；圖5B是圖5A所示實(shí)施例中形成一個(gè)開口的局部剖視示意圖；圖6是用于制造一根纏繞RFT加強(qiáng)件的長(zhǎng)纖維系統(tǒng)的示意圖；圖6A是一個(gè)橫向部件、一個(gè)環(huán)形部件和一個(gè)相關(guān)纏繞的實(shí)施例的放大的示意圖；圖7是用繞一個(gè)心軸纏繞加強(qiáng)材料制造RFT加強(qiáng)件的系統(tǒng)的另一實(shí)施例的示意圖；圖8是模制RFT加強(qiáng)件的系統(tǒng)的另一實(shí)施例的示意圖；圖9是用于制造具有縱向部件的加強(qiáng)件的系統(tǒng)的另一實(shí)施例的示意圖；圖10是用切向模制方法制造RFT加強(qiáng)件的系統(tǒng)的另一實(shí)施例的示意圖；圖11是一個(gè)具有著色標(biāo)識(shí)的RFT支撐件的透視示意圖；圖12a-12f是在RFT支撐件上的舉例性著色標(biāo)識(shí)的透視示意圖。
本發(fā)明的詳細(xì)說明本發(fā)明包括一個(gè)漏氣保用輪胎(RFT)加強(qiáng)件，一個(gè)具有該RFT加強(qiáng)件的RFT支撐件，和一個(gè)包括該RFT支撐件、輪胎和輪輞的車輪總成。此外，本發(fā)明包括該RFT支撐件和加強(qiáng)件的制造方法。
圖1是一個(gè)車輪總成的局部剖面示意圖，一個(gè)車輪總成10包括一個(gè)輪輞12，一個(gè)安裝在該輪輞上的輪胎14，和一個(gè)安裝在該輪胎內(nèi)圓周表面和輪輞外圓周表面之間的RFT支撐件16。在一些實(shí)施例中，該輪輞12包括用于將該車輪總成10安裝到車輛(未示出)上的中央支撐部件24。正如在車輪制造業(yè)眾所周知的，該中央支撐部件24通?？梢允禽棸濉⑤棗l或其它連接部件，并且可以包括分離的多件部件。該輪輞12還包括一個(gè)第一輪輞凸緣26和一個(gè)第二輪輞凸緣28。該RFT支撐件16的外徑一般等于或大于在胎圈30和32處的輪胎14的內(nèi)徑。該RFT支撐件16通常在至少一個(gè)環(huán)向方向上圓周地被壓縮成橢圓形，使得該RFT支撐件能夠在該RFT支撐件裝到輪輞12上之前插入到該輪胎14內(nèi)。這樣，該支撐件16應(yīng)當(dāng)是相對(duì)剛性的，能夠在漏氣狀態(tài)下支撐該輪胎的載荷，但它還具有足夠的柔韌性，使其在安裝時(shí)能夠改變形狀。該RFT支撐件的材料參照?qǐng)D2說明。
該RFT支撐件16具有一個(gè)外環(huán)18、內(nèi)環(huán)20，和設(shè)置于其間的一個(gè)中央輻板19。此外，該RFT支撐件16包括至少一個(gè)模制于其內(nèi)的RFT加強(qiáng)件22。該RFT支撐件在一個(gè)或多個(gè)RFT支撐表面上可以具有一個(gè)參照?qǐng)D11-12詳細(xì)描述的著色的標(biāo)識(shí)。
RFT支撐件圖2是圖1所示RFT支撐件16的透視示意圖。在一個(gè)實(shí)施例中，該RFT支撐件16包括一個(gè)圖1所示的外環(huán)18，該外環(huán)具有一個(gè)用于支撐輪胎14的輪胎支撐面15，一個(gè)圖1所示的內(nèi)環(huán)20，該內(nèi)環(huán)具有一個(gè)用于支撐輪輞12的輪輞支撐面21，以及一個(gè)設(shè)置于它們之間的中央輻板19。
至少一個(gè)RFT加強(qiáng)件22模制在該RFT支撐件內(nèi)。通常該RFT加強(qiáng)件22模制在內(nèi)環(huán)20內(nèi)，盡管該加強(qiáng)件可以模制在該支撐件的其它區(qū)域，包括外環(huán)18和中央輻板19。而且，多個(gè)RFT加強(qiáng)件可以模制在該RFT支撐件上多于一個(gè)的位置處，例如，多個(gè)RFT加強(qiáng)件可以在該RFT支撐件上，或者模制于不同的徑向位置，或者不同的橫向位置，比如并列的。
通常，該RFT加強(qiáng)件整體構(gòu)成，其中該加強(qiáng)件基本上是諸如圓柱形的連續(xù)部件，在將該加強(qiáng)件插入模具之前具有一個(gè)有效層。如果該RFT加強(qiáng)件由多個(gè)部件或?qū)訕?gòu)成，那末，該部件或?qū)油ǔ＿B接在一起，利用機(jī)械連接，化學(xué)接合，例如包括粘結(jié)劑、粘合劑和其它在至少兩部件或?qū)又g產(chǎn)生粘連的物質(zhì)的涂覆，或者其它能夠?qū)⑦@種部件連接在一起形成一個(gè)有效層的方法。該加強(qiáng)件不需要在本發(fā)明“一個(gè)有效層”的整個(gè)圓周上連接。而這種術(shù)語是功能性限定，其中該加強(qiáng)件被有效地連接，以便如這里所述，它能夠有效地連接在一起而不分層。最好是該加強(qiáng)件能夠繞著其大半圓周連接。通常多層連接在一起應(yīng)當(dāng)在制造過程的常規(guī)處理中足以保持完整，使得這些層不分層。分層使得在該加強(qiáng)件插入該RFT支撐件模具時(shí)，導(dǎo)致制造過程的延誤。
在一些實(shí)施例中可以降低用于該RFT加強(qiáng)件的材料的伸縮性，特別是用涂層來降低該材料的厚度和/或保持纖維與纖維相鄰。較薄的材料有助于放置在模具中。該加強(qiáng)件22有助于阻止撕裂在該RFT支撐件中的擴(kuò)散和有助于該支撐件16結(jié)構(gòu)整體性，特別是當(dāng)該支撐件16如圖1所述安裝在輪輞12上并使用時(shí)。
該中央輻板19可以具有孔40，以實(shí)現(xiàn)減小重量和節(jié)省材料。該孔40可以是任何幾何形狀，并且通常是圓形、橢圓形、方形、三角形、矩形、平行四邊形、菱形或鉆石形。如圖1所示，該中央輻板19可以用柔性材料制造，以使得在安裝于該車輪總成10上時(shí)，該支撐件能夠彎曲。
該支撐件16可以模制成形，在一個(gè)實(shí)施例中由本專業(yè)的普通技術(shù)人員已知的反應(yīng)性注壓法(RIM)制成。為此，RIM還可包括多種變化，不限于此，例如結(jié)構(gòu)反應(yīng)性注壓法(SRIM)和加強(qiáng)反應(yīng)性注壓法(RRIM)。其他各種方法包括樹脂傳遞模壓法(RTM)、熱塑注壓法、中空注模法、旋轉(zhuǎn)注模法、發(fā)泡模壓法、鋼絲圈發(fā)泡模壓法、壓力模壓法、異形壓出和旋轉(zhuǎn)涂覆，這些技術(shù)在模制部件工業(yè)領(lǐng)域是已知的。該RFT支撐件的材料可以是任何可模制的材料。適合制備這些RFT支撐件的材料包括，例如可根據(jù)由B.M.Walker和Charles P.Rader編輯的“熱塑性人造橡膠手冊(cè)(Handbook of Thermplastic Elastomers)”第二版的熱塑性人造橡膠分類，它們是苯乙烯成塊共聚物，橡膠-聚烯烴混合物，混合膠，熱塑性聚亞胺酯，熱塑性共聚多酯，和熱塑性聚酰胺。在彈性摻合物種類中有熱塑性硫化橡膠(TPVs)和熔化可加工橡膠(MPRs)。其它可用的材料包括聚氯乙烯，聚乙氧基烷基酚共聚物(包括借助催化的乙烯/苯乙烯共聚物)，氫化苯乙烯成塊共聚物，聚交酯酸聚合物和乙烯/一氧化碳共聚物。
根據(jù)由M.Morton，Kluwer Academic Publishera，Boston，1999出版的“橡膠技術(shù)(Rubber Tachnology)”第三版，還有許多商業(yè)使用的熱固性或可硫化橡膠，這些橡膠可用于制造RFT支撐件。這些橡膠包括天然橡膠(順-1，4-聚異戊二烯)，苯乙烯-丁二烯橡膠，聚丁烯橡膠，聚異戊二烯橡膠，乙烯-丙烯橡膠，氯丁橡膠，氯化橡膠，氯磺化聚乙烯，硅橡膠，碳氟橡膠，聚氨酯橡膠，硫合橡膠，氫化氰橡膠，環(huán)氧乙烷聚合物(PO和丙烯基甘油醚硫化共聚物)，表氯醇橡膠，和乙烯丙烯酸橡膠(含有三元共聚物單體的乙烯/甲基丙烯酸酯/羧酸)，其它材料是聚磷/多醚共聚物，例如NYRIM。固化可以通過自固化、催化固化、熱固化、光敏固化，自由基初始固化，激活固化，例如X射線固化，電子束固化，微波固化和其它已知的固化。
此外，適合于該RFT支承件的聚亞胺酯可以包括至少一個(gè)多羥基化合物，至少一個(gè)增鏈劑，和至少一個(gè)異氰酸酯。這種聚亞胺酯包括由本發(fā)明的專利權(quán)人美國(guó)密歇根州的陶氏化學(xué)公司(Dow ChemicalCompany of Midland，Michigan，USA)的PCT申請(qǐng)WO 01/42000公開的制備的材料。
PCT申請(qǐng)公開WO 01/42000描述了聚亞胺酯-聚合物組分，它用于制造輕重量的輪胎支承件。該P(yáng)CT申請(qǐng)的實(shí)例1描述了一種特別有用的組合物，盡管可以使用其它材料。在實(shí)例1中，聚亞胺酯-聚合物組分用反應(yīng)性注壓法通過混合多羥基化合物流和異氰酸鹽流制備。
該多羥基化合物流包括多元醇組分，該多元醇組分包括重量百分比數(shù)值為54.81的多元醇，重量百分比數(shù)值為44.84的增鏈劑，重量百分比數(shù)值為0.25的表面活性劑，和重量百分比數(shù)值為0.1的催化劑。
對(duì)于該多元醇組分，該多元醇是有分子重量5000的三元醇的乙撐氧，該總的組分每克具有0.035毫克當(dāng)量的最大不飽和(可從DowChemical Company，F(xiàn)reeport，Texas得到)。該增鏈劑是二乙基甲苯二胺(3，5-二乙基-2，4-和2，6’-甲苯二胺的混合物)(可從Dow ChemicalCompany，F(xiàn)reeport，Texas得到)。該表面活性劑是硅表面活性劑(L-1000；可從OSI Specialties/Witco Corp.，Chicago，Illinois得到)。該催化劑是三亞乙基二胺(Dabco 3LV)(可從Air Products and Chemicals，Inc.，Allentown，Pennsylvania得到)和二丁基二月桂基醚(Fomrez UL28)(可從itco Chemical Co.，Chicago，Illinois得到)的50∶50化合物。
該異氰酸鹽流包括預(yù)聚物組分，該預(yù)聚物組分包括重量百分比數(shù)值為31.83的第一異氰酸鹽，重量百分比數(shù)值為63.17的多羥基化合物，和重量百分比數(shù)值為5.0的第二異氰酸鹽。
對(duì)于該異氰酸鹽組分該第一異氰酸鹽是百分之98的純P，P’-MDI(Isonate 125M)(可從Dow Chemical Company，F(xiàn)reeport，Texas得到)。該多羥基化合物是有分子重量6000的三元醇的環(huán)氧，該總的組分每克具有0.02毫克當(dāng)量的最大不飽和(可從Asahi得到)。該第二異氰酸鹽是百分之50P，P’-MDI和百分之50O，P-MDI(Isonate 50 OP)(可從DowChemical Company，F(xiàn)reeport，Texas得到)。
該異氰酸鹽物流和多羥基化合物流以2∶15∶1的重量混合比(異氰酸鹽流比多羥基化合物)化合，使用標(biāo)準(zhǔn)的反應(yīng)性注壓法工藝條件。
本專業(yè)技術(shù)人員知道，在這個(gè)實(shí)例中的配方可以為了本發(fā)明的目的而變換，例如測(cè)試條件、原料配方的公差和過程的變化可以在合理的范圍內(nèi)改變?cè)摻M份。此外該配方可以修改，以改變輪胎支撐件的性能，例如但不限于，改變?cè)鲦渼┖投嗔u基的比率，取消第二異氰酸鹽，利用不是環(huán)氧封蓋的多羥基。再者，在PCT公開說明書WO 01/42000中給出的范圍還可產(chǎn)生其它適合的配方。
圖3是該RFT支撐件另一實(shí)施例的側(cè)視示意圖。在圖3所示實(shí)施例中的該RFT支撐件16包括可以分開操作模制的一組部件，該RFT支撐件16具有一個(gè)外環(huán)18、一個(gè)中央輻板19和一個(gè)內(nèi)環(huán)20，至少在一個(gè)實(shí)施例中包括一個(gè)RFT加強(qiáng)件22。在一些實(shí)施例中，該環(huán)和/或輻板可以用一種或多種熱塑性發(fā)泡材料制成，例如橡膠鋼絲圈發(fā)泡材料。作為選擇，該環(huán)和/或輻板可以是不發(fā)泡材料(unfoamed)。例如該內(nèi)環(huán)20可以由動(dòng)力熱塑性泡沫材料制成。
可以控制該密度來提供相對(duì)剛性的內(nèi)環(huán)。該RFT加強(qiáng)件22可以由纖維或其它適合的材料制造，并且至少在一個(gè)實(shí)施例中，該RFT加強(qiáng)件22可以通過固定或模制在其內(nèi)與該內(nèi)環(huán)連接。該中央輻板19可以用低密度動(dòng)力熱塑性發(fā)泡材料制成。該中央輻板19還可以具有減小重量的優(yōu)化載荷支撐的開口(未示出)。該外環(huán)18可以是高密度動(dòng)力熱塑性發(fā)泡材料。該組合可以給諸如內(nèi)環(huán)20的內(nèi)表面提供足夠的強(qiáng)度，并在如圖1所示該RFT支撐件安裝在輪胎14內(nèi)和輪輞12上時(shí)仍然能夠改變形狀。
該環(huán)和/或輻板可以用常規(guī)模制方法模制，例如本專業(yè)普通技術(shù)人員已知的發(fā)泡或鋼絲圈發(fā)泡模制技術(shù)。例如制造該內(nèi)環(huán)20的一部分并將一個(gè)RFT加強(qiáng)件22置于該內(nèi)環(huán)周圍的部分，該內(nèi)環(huán)20可以用成形注塑系統(tǒng)制備。該內(nèi)環(huán)20可以由模制其內(nèi)的該RFT加強(qiáng)件22加強(qiáng)。該中央輻板19可以模制在該內(nèi)環(huán)20和該RFT加強(qiáng)件22周圍，該外環(huán)18可以模制在該中央輻板19周圍。
本專業(yè)技術(shù)人員閱讀本說明書可以理解，該RFT加強(qiáng)件22可以置于該支撐件16的其它位置上，例如該RFT加強(qiáng)件可以置于或構(gòu)成于該外環(huán)18或該中央輻板19中或與其相鄰。
RFT加強(qiáng)件圖4是一個(gè)剛性的整體式RFT加強(qiáng)件的示意圖。該RFT加強(qiáng)件22統(tǒng)稱包括至少一個(gè)橫向部件42。在所示的實(shí)施例中，一個(gè)第二橫向部件42a與該橫向部件42相交。而且，該加強(qiáng)件22具有至少一個(gè)大致環(huán)形的部件44。在至少一個(gè)實(shí)施例中，該橫向部件42、42a可以對(duì)稱地纏繞，就是說相對(duì)該中心軸線23以相同的角度纏繞。該橫向角度α1、α2用于分別描述該橫向部件42、42a相對(duì)該中心軸線23的角度。在一個(gè)實(shí)施例中，該橫向角度可以從大于約0度到小于約90度，最好約70度到約80度，例如78度。作為選擇，該角度可以彼此不同。在相鄰的橫向部件之間的間隔43可以是約20mm到約30mm，例如約24mm。該橫向部件可以是多種寬度，在至少一個(gè)實(shí)施例中可以在約2mm到約5mm，例如約3mm。
同樣，在至少一個(gè)實(shí)施例中，該環(huán)形部件44的寬度可以是約2mm到約10mm，例如在約5mm至約8mm之間。該環(huán)形部件在該RFT加強(qiáng)件寬度上具有約70mm到約120mm(例如90mm)的等間隔或不等間隔。一環(huán)向角β可以用于描述該環(huán)形部件的角度，并且通常是一個(gè)較大的角度，即幾乎垂直該軸線23，盡管可以使用在約0度到約90度之間的任何角度。在至少一個(gè)實(shí)施例中，該角β可以在約80度到約90度之間。
本專業(yè)普通技術(shù)人員可以理解，上述尺寸是示例性的，并且該角度、等間隔或不等間隔、尺碼、部件的數(shù)量和其它尺寸可以根據(jù)不同的設(shè)計(jì)參數(shù)改變，例如材料、所希望的硬度、容易安裝、成本和強(qiáng)度。此外，該橫向部件和環(huán)形部件可以由不同的長(zhǎng)纖維或共同的長(zhǎng)纖維構(gòu)成，如下面的圖6所述。
本發(fā)明的該RFT加強(qiáng)件最好具有比現(xiàn)有的加強(qiáng)件高的剛性。該較高的剛性允許該加強(qiáng)件手工或自動(dòng)處理，并相對(duì)快地放置在RFT支撐件模具的位置中。該速度和效率RFT提高了支撐件的生產(chǎn)效率，這生產(chǎn)效率允許經(jīng)濟(jì)地制造運(yùn)輸市場(chǎng)所需的高質(zhì)量支撐件。
在一個(gè)比較測(cè)試中，一個(gè)具有網(wǎng)狀織物的多層的現(xiàn)有RFT加強(qiáng)件用約45秒放置在RFT支撐件模具中，可是利用在此公開的RFT加強(qiáng)件的至少一個(gè)實(shí)施例的相同測(cè)試用10-15秒或更少的時(shí)間放置在模具中，即少于現(xiàn)有技術(shù)所用時(shí)間的三分之一。甚至最好，所示該測(cè)試能夠?qū)r(shí)間減少到約2-5秒或更少，并且通常約3秒或更少，即與現(xiàn)有技術(shù)有量級(jí)的差。
初始的測(cè)試將所述該RFT加強(qiáng)件手工放置在該模具中，自動(dòng)放置更有利于利用該RFT加強(qiáng)件，例如但不限于，通過機(jī)械手或其它自動(dòng)或半自動(dòng)放置系統(tǒng)。
該RFT加強(qiáng)件還可具有形成于其上的開口46。該開口允許流體組分在該RFT支撐件模制過程中透過該加強(qiáng)件，使得當(dāng)流體組分固化時(shí)該加強(qiáng)件變成該RFT支撐件整體的一部分。最好是該加強(qiáng)件基本上被該聚合物包封。
該RFT加強(qiáng)件可以用多種可模制的或金屬的材料制造，例如該橫向部件和/或環(huán)形部件可以用玻璃纖維、碳/石墨纖維、芳族聚酸胺纖維、聚酯纖維、金屬纖維和其它材料制造。這種類型的纖維可以組合到包括玻璃、碳/石墨、聚酸胺、聚酯、金屬和其它材料的組合物的組分中。該材料可以包括金屬織物，例如鋼絲網(wǎng)或固態(tài)的環(huán)。該纖維可以具有粘結(jié)劑、定尺寸、修整或其它涂層，以便于該纖維的加工、粘結(jié)或熱封。
單獨(dú)的纖維可以構(gòu)成到長(zhǎng)纖維或線帶中，該纖維可以切成不連續(xù)的層以獲得切割纖維，并可以被包括在可模制材料中。在此，該術(shù)語“長(zhǎng)纖維”被廣泛使用，并包括繞心軸纏繞的絲帶、纖維、線帶、紗線、粗纖維、粗紗和其它單獨(dú)的或成組的材料。除非明確規(guī)定，該術(shù)語“心軸”包括該長(zhǎng)纖維或其它材料繞其纏繞或成形的一個(gè)部件，該心軸可以在隨后的纏繞或成形中重復(fù)使用，或者可以在同一過程中與該RFT加強(qiáng)件和/或RFT支撐件結(jié)合成一體，例如切割作為該RFT加強(qiáng)件或RFT支撐件一部分的部件。最好使用一個(gè)可拆卸的心軸以便于取下該RFT加強(qiáng)件。
用于該加強(qiáng)件的輔助材料包括在該材料中的鋼絲編織細(xì)索。此外，該加強(qiáng)件可以用片材制造，在一些實(shí)施例中層壓片材。該RFT加強(qiáng)件還可以用含有纖維的熱塑塑料制造，例如該熱塑塑料的纖維組份在約20％到約99％的范圍中，盡管其它百分比也是可能的。通常該RFT加強(qiáng)件具有每平方米約50克到約100克的重量。
一個(gè)重要的方面是該加強(qiáng)件所具有足夠的剛性，能夠快速容易地插入該模具，并且還具有的足夠的柔韌性，為了將該RFT支撐件安裝到車輪總成上而壓縮該RFT支撐件，如圖1所示。此外，該加強(qiáng)件足夠的剛性有助于提供結(jié)構(gòu)阻力，來防止模制支撐件在旋轉(zhuǎn)中并產(chǎn)生向外的離心力時(shí)向外膨脹，使其在使用中基本保持結(jié)構(gòu)整體性。為此，這種硬度被稱為“環(huán)圈硬度”，即能夠抵抗由于旋轉(zhuǎn)的徑向力而向外延伸的穩(wěn)定性。
為了增加環(huán)圈硬度，該纖維具有包覆層，該層的包覆通過噴涂、鍍覆、包封、模壓、浸泡和結(jié)合薄膜，或其它已知的方法，在該纖維構(gòu)成該RFT加強(qiáng)件適當(dāng)?shù)男螤钪盎蛑?，產(chǎn)生一個(gè)能夠在沒有外支撐時(shí)不被壓扁的自支撐結(jié)構(gòu)。此外，該加強(qiáng)件材料可以在繞心軸成形前浸蘸凝結(jié)涂層，并且以對(duì)硬的聚合物作為水溶性分散劑以形成適當(dāng)?shù)淖灾谓Y(jié)構(gòu)，該加強(qiáng)件最好具有繞該加強(qiáng)件圓周分布的配重，有利于在行駛狀態(tài)下RFT支撐件的離心力平衡。
該RFT加強(qiáng)件可以制成單獨(dú)的單元，或者能夠制造成管形部件，并從該管形部件上切割一個(gè)或多個(gè)加強(qiáng)件單元。該RFT加強(qiáng)件可以是繞一心軸纏繞的長(zhǎng)纖維，作為選擇，該RFT加強(qiáng)件可以用預(yù)制的織物或片材制造，其卷繞成所需的形狀，該材料的端部或其它部分彼此連接。在此所用的術(shù)語“連接”或類似術(shù)語包括粘結(jié)、粘合、固化、固定、附接或其它形式的一部件與另一部件的固定。
圖5A是該RFT加強(qiáng)件22的另一實(shí)施例的示意透視圖。在該實(shí)施例中，該RFT加強(qiáng)件22具有一個(gè)打有開口46的固體部件。該術(shù)語“開口”或類似術(shù)語被廣泛使用，并包括形成于該支撐件和/或加強(qiáng)件上的任何開孔，例如孔、槽和其它開孔。該術(shù)語“打孔”或類似術(shù)語被廣泛使用，并包括在材料上形成開孔的任何方法，例如模制、鉆孔、擠壓、沖孔、熔化和其它形成孔的方法。
開口46允許模制材料流過。最好是該開口允許模制材料流過并圍繞著該加強(qiáng)件22，使得該加強(qiáng)件22至少部分被模制材料包封，最好基本被包封。應(yīng)當(dāng)理解，該開口是可以選擇的，并且其它實(shí)施例可能實(shí)際上沒有開口。
作為一個(gè)例子，該RFT加強(qiáng)件22用相對(duì)薄的管材制造，并經(jīng)過鉆孔、沖孔、切割或其它成孔方式加工。該材料可以是金屬、復(fù)合物、纖維加強(qiáng)復(fù)合物、塑料或能夠成大致形成管形的其它材料。該術(shù)語“管形”和“圓筒”被廣泛使用，并包括沒有尖角的任何形狀，例如環(huán)形、橢圓形和不規(guī)則幾何形狀。
圖5B是構(gòu)成于圖5A所示RFT加強(qiáng)件中的開口46的局部截面示意圖。該RFT加強(qiáng)件的表面48被打孔。至少在一個(gè)實(shí)施例中，該表面48可以被打孔，使得一個(gè)突出片50位于相鄰表面48，形成開口46。該突出片50可用于增加在該加強(qiáng)件周圍的內(nèi)環(huán)20的模制材料的連接力，如圖1和2所示。該突出片還能夠用于在模具中定位該加強(qiáng)件。該突出片可以在任何方向上延伸，包括向該加強(qiáng)件的中心。在其它實(shí)施例中，該開口46的構(gòu)成可以不形成突出片50。
標(biāo)示該RFT加強(qiáng)件22適合的剛性的一個(gè)特性是在墜落試驗(yàn)中測(cè)量變形。用于該加強(qiáng)件測(cè)試的本體是一個(gè)圓筒加強(qiáng)件，并在該加強(qiáng)件處于試驗(yàn)的水平放置狀態(tài)時(shí)確定從一邊到另一邊的平均直徑。該加強(qiáng)件被垂直旋轉(zhuǎn)并提起，即如圖4所示的軸23基本垂直地面，使得該加強(qiáng)件的下端在未鋪墊的混凝土地面之上約2米的高度，也可以使用其它硬的表面，例如木頭、金屬或相對(duì)硬的聚合物表面。該加強(qiáng)件墜落，以檢測(cè)在跌落后該加強(qiáng)件又處于水平的測(cè)試狀態(tài)時(shí)發(fā)生的變形的數(shù)值。
通常，所得到的形狀是橢圓形而不是圓形。在該加強(qiáng)件又處于水平的靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，恢復(fù)后測(cè)量該得到的橢圓形的直徑。在墜落后從加強(qiáng)件一邊到另一邊得到的直徑通常在跌落方向上減小，或者在垂直跌落方向上增加相應(yīng)的數(shù)值。在一個(gè)方向上減小的數(shù)值或者在另一方向增加的數(shù)值與初始平均直徑之間的差值用于計(jì)算平均變形的百分比。該加強(qiáng)件在下一個(gè)實(shí)驗(yàn)之前再成形為圓形，該試驗(yàn)被重復(fù)多次。另外，應(yīng)當(dāng)注意到任何的分層可導(dǎo)致該RFT加強(qiáng)件難以插入模具。
如果該偏差的百分比是20％或更小，該加強(qiáng)件具有的硬度通常允許該加強(qiáng)件相對(duì)容易地插入該支撐件模具中。當(dāng)然該偏差的百分比可能大并仍然可以使用。好的百分比是約10％或更小，更好的百分比是約5％或更小，最好的百分比是約1％或更小。在此描述了制備、檢測(cè)并插入支撐件模具而模制支撐件的一些不同加強(qiáng)件的實(shí)例。
該加強(qiáng)件可以多種方法制造，其中一些在下面說明。通常，該加強(qiáng)件可以單獨(dú)制造，或者可以制造成管形部件，并從其上切下單獨(dú)的加強(qiáng)件。在此所用的“切割”包括一部件與另一部件切斷的任何類型，例如但不限于，該切割能夠用具有一個(gè)或多個(gè)研磨輪的切割器實(shí)現(xiàn)，例如鋸。
圖6-10給出了該加強(qiáng)件形式的至少五種變化。一些變化包括，例如，繞一心軸纏繞的一長(zhǎng)纖維，繞一心軸卷繞一材料，在模具中模制一加強(qiáng)件，在該加強(qiáng)線圈中提供縱向部件，切向模制一加強(qiáng)件。當(dāng)然，其它的方法也是可能的，并且這些實(shí)例是非限定性的。
圖6是用于制造一根長(zhǎng)纖維纏繞的圖1至5B所示的RFT加強(qiáng)件22的系統(tǒng)的簡(jiǎn)要視圖，該RFT加強(qiáng)件通過長(zhǎng)纖維纏繞的方法和系統(tǒng)制造。該系統(tǒng)60具有一個(gè)支撐心軸62、一個(gè)或多個(gè)加強(qiáng)件供給件64、66和68，例如轉(zhuǎn)鼓或卷軸，一個(gè)加熱器或其它固化部件76，并可以具有一個(gè)切割器80。該支撐心軸62提供一個(gè)表面，來自加強(qiáng)件供給件的長(zhǎng)纖維可纏繞于其上。
在至少一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)加強(qiáng)件供給件64、66可用于與該心軸的軸線成一角度在該心軸上橫向卷繞該長(zhǎng)纖維。該角度取決于該心軸的旋轉(zhuǎn)速度加上加強(qiáng)件供給件和/或材料沿該心軸的軸線的移動(dòng)速度。該角度可以在約0度到約90度之間，并且通常在約45度到約90度之間。此外，在交叉的長(zhǎng)纖維之間的夾角可以變化，例如圖4所示的橫向部件42、42a可以在從大于約0度到小于約180度的角度上交叉。
在至少一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)加強(qiáng)件供給件68可以提供一個(gè)大致環(huán)形的長(zhǎng)纖維帶，該長(zhǎng)纖維帶構(gòu)成圖4所示的一個(gè)或多個(gè)環(huán)形部件44。通常該環(huán)形部件44可以通過以大角度纏繞該長(zhǎng)纖維構(gòu)成，即幾乎垂直于該心軸軸線的角度，形成一個(gè)基本連續(xù)的長(zhǎng)纖維線圈，并與繞在該心軸上的多圈長(zhǎng)纖維隔開，盡管可以使用在約0度到約90度之間的任何角度。這樣，該環(huán)形部件44可以是一個(gè)連續(xù)的帶，至少在一個(gè)實(shí)施例中，它沿這該心軸纏繞前進(jìn)。另外，該環(huán)形部件可以由一個(gè)或多個(gè)卷繞(wrap)構(gòu)成，例如提供該環(huán)形部件的環(huán)向強(qiáng)度的兩個(gè)、三個(gè)或多個(gè)纏繞線圈。作為選擇，該長(zhǎng)纖維可以以不連續(xù)部分卷繞并切割成環(huán)形部件，然后該加強(qiáng)件供給件68改變位置來沿這該心軸纏繞另一個(gè)環(huán)形部件。此外，該長(zhǎng)纖維可以以多個(gè)層和/或?qū)挾壤p繞，形成環(huán)形部件變化的厚度和寬度，并連接構(gòu)成一個(gè)有效層。再者，該長(zhǎng)纖維可以以不同的往返速率纏繞，使得一些長(zhǎng)纖維比其它長(zhǎng)纖維更靠近地纏繞，參照?qǐng)D6描述了一個(gè)實(shí)例。
這樣，該RFT加強(qiáng)件可以構(gòu)成一個(gè)橫向和環(huán)形部件的組件。在該心軸上纏繞的長(zhǎng)纖維的幾何形狀可以離開在模制RFT支撐件中可塑材料流過的開口。此外，可以在該心軸上制造多種長(zhǎng)度的RFT加強(qiáng)件，包括單獨(dú)的RFT加強(qiáng)件，或者多寬度的RFT加強(qiáng)件，它能夠切割成單個(gè)的加強(qiáng)件。
應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明有多種纏繞。例如在此所述的多種形狀和方法可以單獨(dú)或結(jié)合地使用一個(gè)或多個(gè)加強(qiáng)件供給件，形成一個(gè)或多個(gè)橫向和/或環(huán)形部件的多種組合。此外，示出了數(shù)個(gè)加強(qiáng)件供給件，但數(shù)量不受限制，并且可以根據(jù)多種所需的產(chǎn)品和制造能力變化。而且，多種加強(qiáng)件供給件的速度和供給可以適合于制造所需的厚度、間隔、形狀等等而變化，對(duì)本專業(yè)技術(shù)人員來說本發(fā)明描述帶來的理解是顯而易見的。
在至少一個(gè)實(shí)施例中，通過在一個(gè)方向上橫移該心軸并纏繞，可以用一個(gè)加強(qiáng)件供給件制造該橫向部件，然后在另一方向上橫移，制造不同角度的另一個(gè)橫向部件。此外，相同的加強(qiáng)件供給件能夠用于纏繞該橫向部件或多個(gè)橫向部件和環(huán)形部件，例如通過與該環(huán)形部件相比改變用于該橫向部件的橫移或旋轉(zhuǎn)速度。
根據(jù)本發(fā)明技術(shù)的這種制造能力以及相關(guān)的軟件可以由本專普通業(yè)技術(shù)人員完成，已經(jīng)示出本發(fā)明的目的和意圖，它們可以包括一個(gè)制造機(jī)械。一個(gè)商業(yè)上買到的長(zhǎng)纖維纏繞系統(tǒng)可以從Laguna Beach，Califonia，USA的Sidewinder Filament Winding Systems獲得。
回到圖6，一個(gè)或多個(gè)加強(qiáng)件供給件可以經(jīng)過一個(gè)涂布器，例如涂布器70與加強(qiáng)件供給件64結(jié)合，涂布器72與加強(qiáng)件供給件66結(jié)合，涂布器74與加強(qiáng)件供給件68結(jié)合。該長(zhǎng)纖維經(jīng)過該涂布器被涂覆材料，例如熱塑性或熱固聚合物，然后纏繞到該心軸上。該涂覆材料可以包括，例如但不限于，尼龍環(huán)氧酯樹脂的環(huán)氧樹脂，單體，單體混合物，聚亞安酯，苯乙烯，聚酯樹脂，酚醛樹脂，聚合體，或其它熱塑性樹脂，熱固樹脂或其混合物。該涂布器70、72和74可具有浴侵、噴涂、涂覆粉末、擠壓或其它將一材料施加到長(zhǎng)纖維或織物上的方式。一個(gè)實(shí)例的聚合物樹脂線是Derakene resin的熱固尼龍環(huán)氧酯樹脂的線，它由Dow Chemical Company制造，例如Derakene 411510NMomentum，和其它適合涂覆該材料并使其與相鄰材料粘連的樹脂。
該涂覆材料，用于適合的固化系統(tǒng)中，經(jīng)過活化處理固化成一個(gè)管型部件78，例如包括激活或鈍化，允許在環(huán)境條件下固化。例如在活化處理中，通過經(jīng)過該固化部件76可以使熱固性塑料交聯(lián)，例如加熱器或光輻射。其他催化反應(yīng)可以固化不需要加熱器或光輻射。此外，一些樹脂可以用紫外線、X射線和其它使可固化樹脂固化的光化方法固化。
該管型部件78可以是所需的任何長(zhǎng)度，例如該管型部件可以制造成足夠的長(zhǎng)度，以制造多個(gè)部件的，然后切割成單個(gè)的加強(qiáng)件。作為選擇，該管型部件可以制造成單個(gè)的加強(qiáng)件所需的足夠長(zhǎng)度。兩種情況都可以用上述方法。
該管型部件78可以送入該系統(tǒng)60的切割站，該切割站包括一切割器80。該切割器80將該管型部件78切斷成一個(gè)或多個(gè)部分，形成單個(gè)的相對(duì)硬的加強(qiáng)件82。該管型部件可以在該心軸上切割，或者是自支撐的并在切割前從該心軸上取下。該管型部件可以用來構(gòu)成如圖1-3所示的RFT支撐件16。
一種相對(duì)圖6所述方的變化包括，在纏繞來自加強(qiáng)件供給件64、66和68的長(zhǎng)纖維之前，在心軸上提供一個(gè)熱塑薄膜或其他聚合物材料。該長(zhǎng)纖維纏繞到該心軸上，而不需要該長(zhǎng)纖維經(jīng)過該涂布器70、72和74。換句話說，施加到該長(zhǎng)纖維上的涂覆層來自在該心軸上的聚合材料。卷繞并被涂覆的長(zhǎng)纖維可如上述被固化。作為選擇，在該長(zhǎng)纖維材料纏繞到該心軸上之后，可以以多種方式提供該聚合材料，包括在該長(zhǎng)纖維材料上提供聚合物薄膜、噴涂、浸蘸或其它材料涂覆。
另一種變化是在該長(zhǎng)纖維纏繞之前提供聚合材料或其它涂層，已知的這種預(yù)浸漬材料(pre-preg)可以部分固化，然后在組件上最終固化。該樹脂可以通過反應(yīng)、光化固化被固化，例如紫外線、X射線或其它固化方法。
在一個(gè)實(shí)施例中，該涂布器可以用拉擠方法給該材料施加涂層，如本專業(yè)已知的，一種拉擠方法基本是一種連續(xù)模制過程。加強(qiáng)的纖維，例如玻璃纖維或其它材料被拉過涂布器，例如樹脂浴槽或熱塑拉伸器，給該材料施加涂層。該材料隨后可用于構(gòu)成該RFT加強(qiáng)件。在這個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)涂布器70、72和74可以具有拉著該材料經(jīng)過該涂覆過程的結(jié)構(gòu)。
此外，該過程可以用于構(gòu)成一個(gè)涂覆纖維的片材。所得到的片材可以繞該心軸纏繞，封閉起來以構(gòu)成一個(gè)管形部件，并選擇地打孔?？梢詮脑摴苄尾考锨懈钕乱粋€(gè)或多個(gè)RFT加強(qiáng)件。
圖6A是橫向部件42、42a、環(huán)形部件44、44a、44b和相關(guān)聯(lián)纏繞的實(shí)施例的放大簡(jiǎn)要視圖。一個(gè)加強(qiáng)件供給件68可以沿著該心軸的長(zhǎng)度移動(dòng)，給該心軸62提供該加強(qiáng)件。該環(huán)形部件的間隔和數(shù)量取決于該最終的RFT加強(qiáng)件的總長(zhǎng)度、包括該加強(qiáng)件寬度的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、成本和其它因素，這樣可以隨時(shí)間和產(chǎn)品而變化。
另外，該長(zhǎng)纖維可以以不同的橫向速率和旋轉(zhuǎn)速度纏繞，使得一些長(zhǎng)纖維比其它長(zhǎng)纖維更靠近地纏繞。這樣，橫向部件42、42a和環(huán)形部件44、44a、44b在纏繞中可以相同的材料構(gòu)成，但在不同的橫向纏繞和/或速度下構(gòu)成，使得間隔變化而生產(chǎn)不同的部件。
至少在一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)環(huán)形部件44a、44b可以設(shè)置在切割下該RFT加強(qiáng)件長(zhǎng)度之后鄰近RFT加強(qiáng)件的最終的邊緣上。這種邊緣有助于放置、安全和/或進(jìn)一步加工。該環(huán)形部件44a、44b可以以預(yù)定的間隔構(gòu)成，其中一切割器80可以切割該粘結(jié)層和環(huán)形部件，成為至少一個(gè)也示于圖6的RFT加強(qiáng)件82。該環(huán)形部件44a、44b還可以以相對(duì)小的縫隙構(gòu)成，或者與相鄰的部件44之間的縫隙相比其相互之間甚至沒有縫隙。這樣當(dāng)一個(gè)RFT加強(qiáng)件從在該環(huán)形部件44a、44b之間的管形部件78上切割下來時(shí)，該RFT加強(qiáng)件由鄰近每個(gè)切割邊的該環(huán)形部件構(gòu)成。在該RFT加強(qiáng)件邊緣的該環(huán)形部件可以改善邊緣的光滑性。
一個(gè)或多個(gè)加強(qiáng)件供給件，例如供給件68，通過使用相同的材料和改變不同部件之間的間隔，與該部件42、42a相結(jié)合，可以在該心軸上纏繞加強(qiáng)部件材料的該環(huán)形部件44a、44b。選擇地，該部件44a、44b可以構(gòu)成與該部件42、42a相分離的部件。
在至少一個(gè)實(shí)施例中，該環(huán)形部件44a、44b可以由在該卷繞的大多數(shù)之間有或沒有小縫隙的單獨(dú)的環(huán)形部件構(gòu)成。如果該部件構(gòu)成在一起，那么這些部件的組合寬度可以比一個(gè)環(huán)型部件44寬，例如兩倍的寬度。該切割器80可以切割該組合的環(huán)形部件以制成一個(gè)RFT加強(qiáng)件，它具有相應(yīng)于該環(huán)形部件44寬度的鄰近切割邊緣的環(huán)形部件。上述實(shí)施例僅僅只是示例，該環(huán)形部件44a、44b的寬度、數(shù)量和位置可以相對(duì)于該環(huán)形部件44改變。
圖7是用繞一個(gè)心軸纏繞加強(qiáng)材料制造RFT加強(qiáng)件的系統(tǒng)的另一實(shí)施例的簡(jiǎn)要視圖。一個(gè)加強(qiáng)件供給件64提供加強(qiáng)材料給一心軸62，例如一種或多種長(zhǎng)纖維、織物或其它材料。該加強(qiáng)材料繞該心軸纏繞一或多次，并由切割器88切割。一個(gè)聚合物供給器90以諸如熱塑薄膜、熔融網(wǎng)狀物、粘貼帶或其它適合的介質(zhì)形方式提供聚合材料而施加加強(qiáng)材料。該聚合材料可以與來自加強(qiáng)件供給件64的加強(qiáng)長(zhǎng)纖維一起纏繞到該心軸上。該聚合物材料可以用切割器92切割成適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度。該加強(qiáng)長(zhǎng)纖維和聚合物可以用緊靠心軸設(shè)置的輥輪94壓在一起。該材料構(gòu)成一管形部件78，它可以固化并如果需要可以切割成適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度以構(gòu)成一個(gè)RFT加強(qiáng)件，如圖6所示。該材料的順序可以相反，使得該長(zhǎng)纖維在該聚合物卷繞后卷繞。這樣，卷繞到該心軸上的該材料可以直接或間接卷繞在該心軸上。此外，該聚合物供給器90可以提供流體，例如噴涂，并將該流體施加到芯軸和/或加強(qiáng)件上。
具有孔的預(yù)制低支紗材料可用于該RFT加強(qiáng)件的材料。該材料可以繞該心軸多次卷繞，這樣在該低支紗材料上的孔可能沒有與在先層的下面的孔對(duì)齊，該不重合無意中可能導(dǎo)致限制該材料流過該加強(qiáng)件，可能影響該模制的RFT支承件的結(jié)構(gòu)整體性。所以，一芯軸可以使用分度“齒”，來對(duì)齊放置在該心軸上的纖維、織物材料或其它材料。作為選擇，可以使用足夠大的孔，使得經(jīng)過不同的孔不被阻擋。
可選擇地，該材料可以用繞心軸周圍的壓感膠粘劑處理，產(chǎn)生該材料的自連接。在這種方法中，該材料的至少一個(gè)完整的卷繞使得一些表面區(qū)域通該過材料能夠自粘貼以形成一管形部件和最終的RFT加強(qiáng)件。
圖8是用于模制RFT加強(qiáng)件的系統(tǒng)的另一實(shí)施例的簡(jiǎn)要視圖，該系統(tǒng)60包括一個(gè)支撐心軸62和一個(gè)或多個(gè)加強(qiáng)件供給件64、66，該加強(qiáng)件供給件提供諸如長(zhǎng)纖維或織物的加強(qiáng)材料，以纏繞在該心軸上形成一個(gè)纏繞部分96。該纏繞部分96被供給一個(gè)具有內(nèi)和/或外模的成形擠壓模具98。一個(gè)擠壓機(jī)100，例如熱塑擠壓機(jī)，與該成型擠壓模具98結(jié)合，提供用于涂覆的模制材料。一個(gè)發(fā)泡劑供給器102也可以與該成型擠壓模具98結(jié)合。該成形擠壓模具以受控制的形狀給該纏繞部分96提供可模制材料，并制成一個(gè)管形部件104。該管形部件104可以被傳送通過一個(gè)冷卻器106，該冷卻器包括在冷卻過程中支承該模制的RFT加強(qiáng)件的支撐部件。如果需要，該管形部件104可以經(jīng)過一個(gè)給該管形部件104打孔的打孔器108，使得用于制造圖1所示RFT支承件16的可模制材料能夠流過。該管形部件104可以進(jìn)到一個(gè)具有切割器110的切割站，以將該管形部件切割成一個(gè)或多個(gè)RFT加強(qiáng)件112。如果需要，切下的部件可以進(jìn)一步借助加壓或熱成形而成形。該成形擠壓模具、切割器、冷卻器和打孔器的順序?yàn)榱酥圃煸揜FT加強(qiáng)件而可以改變。
上述方法的一種變化包括在一個(gè)相對(duì)扁平的方向上該擠或預(yù)先制造熱塑料薄膜與加強(qiáng)纖維形成結(jié)合。該薄膜和纖維可以通過使用成形設(shè)備(未示出)卷成一管形而纏繞。
圖9是用于制造具有縱向部件的加強(qiáng)件82的系統(tǒng)60的另一實(shí)施例的簡(jiǎn)要視圖。該系統(tǒng)類似于圖6所述的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括一個(gè)心軸62，繞著它構(gòu)成有一個(gè)長(zhǎng)纖維纏繞基體，一個(gè)或多個(gè)加強(qiáng)件供給件64、66提供了纏繞該心軸62的一個(gè)或多個(gè)長(zhǎng)纖維材料橫向部件。此外，一個(gè)或多個(gè)加強(qiáng)件供給件130、132、134和136提供了一個(gè)或多個(gè)縱向部件。盡管示出了多個(gè)加強(qiáng)件供給件，該數(shù)量可以從一到任何數(shù)量變化，以適應(yīng)所公開的這個(gè)或其它實(shí)施例。
該心軸62可以包括薄膜、熔融網(wǎng)狀物、粘貼帶，以在固化前保持該長(zhǎng)纖維的位置。至少在一個(gè)實(shí)施例中，該心軸不相對(duì)加強(qiáng)件供給件130、132、134和136旋轉(zhuǎn)，同時(shí)該縱向部件被放置。在另一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)加強(qiáng)件供給件可繞該心軸旋轉(zhuǎn)。另外，在又一個(gè)實(shí)施例中，該心軸和加強(qiáng)件供給件都旋轉(zhuǎn)。
在該心軸旋轉(zhuǎn)和/或該加強(qiáng)件供給件64、66相對(duì)該心軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，該加強(qiáng)件供給件64、66給該心軸提供長(zhǎng)纖維。該縱向部件可以包括保持橫向部件位置的可熔聚合物。選擇地，該涂布器138提供有噴涂、流動(dòng)或其他給該纏繞部分140施加一材料。該纏繞部分可以固化。例如，如果使用熱塑塑料，該纏繞部分可以置于一個(gè)固化部分76中，來熔化、融合或交聯(lián)該熱塑塑料。所得到的管形部件142可以從該心軸上卸下，并切割成不連續(xù)的部分以構(gòu)成該RFT加強(qiáng)件82。
圖10是用切向模制RFT加強(qiáng)件的系統(tǒng)的另一實(shí)施例的簡(jiǎn)要視圖。通常，該切向模制方法可以使用注射到一模具中的熱塑塑料或其它聚合材料。該模具的一個(gè)或多個(gè)部分可以旋轉(zhuǎn)，使得該注塑材料繞著模具周邊受力。該旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致該聚合物繞該模具流動(dòng)，沿著該模具周向?qū)R輸送的長(zhǎng)纖維。該模制部件可以冷卻并凝固，并且該RFT加強(qiáng)件與該適當(dāng)對(duì)齊的長(zhǎng)纖維從該模具中取出。該模制部件上的開口允許在隨后的模制過程中該RFT支承件的模制材料流過。
一個(gè)模具116可以具有一個(gè)或多個(gè)邊118、一個(gè)底面120和一個(gè)頂面124。該支撐件122可以支承該模具的一個(gè)或多個(gè)部分。一個(gè)軸126可以插入該頂面124。一個(gè)或多個(gè)密封件，例如密封件115、117、119和121，可以設(shè)置在軸126、邊118、底面120和頂面124之間不同的界面。該密封件可以具有一個(gè)軸承。一個(gè)或多個(gè)電機(jī)123、125可以用于旋轉(zhuǎn)和/或移動(dòng)該模具的部件，該電機(jī)可以與一個(gè)控制該電機(jī)的控制器127連接。與該模具116的一個(gè)或多個(gè)部分連接的一個(gè)注射點(diǎn)129可用于將模制材料注入該模具中。
在操作中，該模制材料被注入到該模具中，并且該軸可以旋轉(zhuǎn)。該模制材料的流動(dòng)特性與該軸旋轉(zhuǎn)一起導(dǎo)致該模制材料鄰近該邊118聚集。輸入模制材料中的長(zhǎng)纖維也繞著該邊118環(huán)向?qū)R。該模制的部件可以凝固并從模具中取出，例如該底面120可以與該頂面124分離，并從模具中取出該模制的部件。
變化是可能的，例如但不限于，該軸126可以是固定的，并且該模具116的一個(gè)或多個(gè)部分，例如邊118，可以繞該軸旋轉(zhuǎn)。此外，該軸和該模具的一個(gè)或多個(gè)部分可以一起旋轉(zhuǎn)或在相反方向旋轉(zhuǎn)。該軸126可以穿過該底面120，該邊可與該頂面124連接，該部件可以在一或多個(gè)可選擇的位置，例如129a、129b、129c或其組合?？梢允褂枚鄠€(gè)注射點(diǎn)。該注射點(diǎn)的角度也可以改變。例如一個(gè)或多個(gè)注射點(diǎn)可以沿著該模具的邊成角度，當(dāng)注塑該模具時(shí)有助于該材料的預(yù)先對(duì)齊。注塑被廣泛使用，并包括任何已知的將模制材料注射到一模具中的方法。其它設(shè)備(未示出)，例如加熱器、冷卻器和電子控制可以改變?cè)摷訌?qiáng)件的生產(chǎn)。該示意圖用于描述一種切向模制方法，并且不限于切向模制方法，任何變化是可能的。
應(yīng)當(dāng)理解，類似的結(jié)果可以包括使用有或沒有模具或軸旋轉(zhuǎn)的切向部件，例如一種熱塑塑料可以在一個(gè)方向上注入，該方向使該聚合物繞著加強(qiáng)環(huán)流動(dòng)流向環(huán)向?qū)R的輸入的長(zhǎng)纖維。當(dāng)該模具充入該材料時(shí)，該長(zhǎng)纖維可以繞該模具的環(huán)向流動(dòng)。該模制的部件可以凝固，具有長(zhǎng)纖維的RFT加強(qiáng)件從模具中取出。為了公開的目的，切向模制包括這種變化。
RFT支撐件的著色標(biāo)識(shí)正如這里所述，該RFT支撐件可以由制造者、尺寸、類型和其它特征改變。運(yùn)輸、安裝、維修和其它后續(xù)制造使用，該RFT支撐件的一個(gè)或多個(gè)特征的可視標(biāo)識(shí)有助于避免與其它RFT支撐件混淆，本發(fā)明提供了一種此前未知和未使用的著色標(biāo)識(shí)，以標(biāo)示該RFT支撐件的一個(gè)或多個(gè)特征。
圖11是一個(gè)示例性的RFT支承件16，具有一個(gè)軸線17、一個(gè)外周邊141、一個(gè)內(nèi)周邊143、側(cè)壁144和一個(gè)預(yù)先選擇的著色標(biāo)識(shí)139。在一些實(shí)施例中，該著色標(biāo)識(shí)可以用在該RFT支承件的一個(gè)或多個(gè)表面上，該著色標(biāo)識(shí)可以與構(gòu)成該RFT支承件的材料結(jié)合成一體。在至少一個(gè)實(shí)施例中，該著色標(biāo)識(shí)可以包含在用于制造該RFT支承件的材料中。例如，該著色標(biāo)識(shí)可以在該RFT支撐件模制工藝中形成于該RFT支撐件中，該著色標(biāo)識(shí)可以與該RFT支撐件組分混合以生產(chǎn)出著色的RFT支撐件。
在該RFT支撐件是聚亞胺酯的時(shí)，例如但不限于，它可以用反應(yīng)性注壓法(RIM)制成，這種方法是本領(lǐng)域熟悉的，包括在混合之后，通常利用高輸出用高壓定量給料裝置將高反應(yīng)液態(tài)啟動(dòng)組分在很短的時(shí)間里填充到封閉的模具里。在一個(gè)實(shí)施例中，該反應(yīng)性注壓法包括使用至少兩個(gè)液體流(A)和(B)，它們?cè)诜浅睗竦臈l件下沖擊混合，液體流A包括有機(jī)聚異氰酸酯，一般是液態(tài)聚異氰酸酯。液體流B包含，一般是多羥基和/或胺聚合體的異氰酸酯反應(yīng)組分，通常包含氨基和/或羥基組的增鏈劑。然后該混合物可以在模具中固化以得到成品。該著色劑可以加到“A”組分或者“B”組分中，作為選擇，該冷卻劑可以加到“A”和“B”兩組分中。
該著色可以在該RFT支撐件的一個(gè)或多個(gè)表面上可以看到。此外，該著色在該RFT支承件一個(gè)或多個(gè)表面上大致是均勻的，特別是如果該著色與該組分大致均勻的混合。該著色標(biāo)識(shí)可以是穩(wěn)定的或惰性的材料，例如染料，或者可以是一個(gè)活性組分，其可以是化學(xué)、電子、光化學(xué)、熱或其它導(dǎo)致一個(gè)組分反應(yīng)。此外，該活性組分可以在模制該RFT支撐件時(shí)在模具中與該組分反應(yīng)，產(chǎn)生一種或多種顏色。
圖12a-12f是具有不同著色標(biāo)識(shí)的示例性的RFT支承件。該著色標(biāo)識(shí)可以構(gòu)成、使用于其上，或者與該RFT支撐件連接，除了或替代上述的結(jié)合到該RFT支撐件上的著色標(biāo)識(shí)。該著色標(biāo)識(shí)可以與該RFT支撐件的一個(gè)或多個(gè)表面連接。在一些實(shí)施例中，該RFT支撐件可以大體上被該著色標(biāo)識(shí)覆蓋。一個(gè)牢固地覆蓋還可以構(gòu)成氣體、液體或其它物質(zhì)作用到該RFT支撐件上的屏障。在一些實(shí)施例中，該著色標(biāo)識(shí)可以具有標(biāo)示該RFT支撐件一個(gè)或多個(gè)特征的標(biāo)記、符號(hào)或其它可見標(biāo)識(shí)的單獨(dú)的圖象或者一系列圖象。
該著色標(biāo)識(shí)可以是連接到該RFT支撐件一個(gè)或多個(gè)表面上的相同的顏色。選擇地，該著色標(biāo)識(shí)可以包括不同顏色，例如，一個(gè)單獨(dú)的標(biāo)識(shí)可以用不同的顏色標(biāo)示不同的特征，例如制造商、尺寸或其它特征。更復(fù)雜的圖案可以用于具有多顏色的多顏色標(biāo)識(shí)，它能夠用于標(biāo)示一個(gè)或多個(gè)特征。
該著色標(biāo)識(shí)還可以用于標(biāo)示使用、條件、磨損和其它相關(guān)的工作特征，例如一個(gè)著色標(biāo)識(shí)用在該RFT支撐件上，并在工作特征發(fā)生變化時(shí)改變顏色，例如工作狀態(tài)或事故可以使該著色標(biāo)識(shí)發(fā)生響應(yīng)。在至少一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)使用中該輪胎漏氣并壓在該RFT支撐件上滾動(dòng)時(shí)，一個(gè)著色標(biāo)識(shí)可以改變顏色，磨損能導(dǎo)致熱、摩擦增加或其它現(xiàn)象，并使該著色標(biāo)識(shí)暫時(shí)或永久改變顏色。類似地，著色標(biāo)識(shí)可以標(biāo)示磨損、非正常的高應(yīng)力和其它工作狀態(tài)。
此外，一個(gè)著色標(biāo)識(shí)可以標(biāo)示一個(gè)或多個(gè)工作狀態(tài)的程度，例如但不限于，基于時(shí)間和應(yīng)力斷續(xù)地使用，平勻使用，集中使用。這種標(biāo)示可以基于例如在一次或多次使用中所產(chǎn)生的熱或其它狀態(tài)的量值。另外，多顏色著色標(biāo)識(shí)可用于對(duì)不同特征的程度發(fā)生反應(yīng)，標(biāo)示狀態(tài)的程度。同樣，多顏色著色標(biāo)識(shí)還可標(biāo)示多個(gè)工作狀態(tài)。例如可用于本發(fā)明的信號(hào)涂料可以包括Tempil，Inc.，of South Plainfield，NewJersey，USA的Temp-Alarm，和Samkwang Corp.of Buchon-City，Kyonggi-DO，Korea的Thermo-Paint。
該著色標(biāo)識(shí)150a-f可以形成、固定、設(shè)置或連接在該RFT支撐件的一個(gè)或多個(gè)表面上，例如該著色標(biāo)識(shí)可以連接在該外周邊141、內(nèi)周邊143、側(cè)壁144上或其組合。
另外，在該RFT支撐件上的該著色標(biāo)識(shí)的類型、數(shù)量位置和相對(duì)于該軸17的角度和其它數(shù)據(jù)、深度、寬度和/或布置可以變化，所示的實(shí)施例不是限定，可以有許多的變化。其它的變化能夠存在，該變化可以包括上面的清單和其它變化，例如短線、條紋、幾何圖樣等等。
該著色標(biāo)識(shí)可以在模制該RFT支撐件之后以任何常規(guī)方法施加，例如但非限定，該著色標(biāo)識(shí)可以用凹版印刷工藝、滾壓、紡織、自噴、刷涂、電沉積、侵蘸、浸入、粉末涂覆或其它涂覆/繪畫方法施加。最好是該著色標(biāo)識(shí)可以固化在該RFT支撐件上。該著色標(biāo)識(shí)還可以在模制之前用在該RFT支撐件模具中。
下面的實(shí)施例是非限定的，并用于說明本發(fā)明各方面的可能性。
實(shí)例1-RFT支撐件的制造下面是制造RFT支撐件的實(shí)例，當(dāng)然其它的步驟是可用，該實(shí)例只包括了許多可能性的一種。在閉合模具之前一個(gè)預(yù)制的RFT加強(qiáng)件插入到一個(gè)RFT支撐件模具內(nèi)徑中，該RFT加強(qiáng)件可以用銷或其它定位裝置在該模具中定位。該定位裝置可以與該模具或該RFT加強(qiáng)件連接。在至少一個(gè)實(shí)施例中，該定位裝置可以構(gòu)成該RFT加強(qiáng)件整體的一部分，作為該RFT加強(qiáng)件的標(biāo)簽或其它部件從該RFT加強(qiáng)件伸出。
該RFT支撐件在這個(gè)模具中反應(yīng)性注壓法(RIM)，用聚亞胺酯形式的兩組分，該反應(yīng)性注壓法組分基于亞甲基聯(lián)苯異氰酸酯(MDI)、多羥基聚醚、二胺增量劑、催化劑和表面活性劑。該多羥基組分和異氰酸酯預(yù)聚物用一個(gè)計(jì)量機(jī)械定量送入一個(gè)沖擊混合頭，該反應(yīng)液從該混合頭流到一個(gè)在底部居中的軸向定向的注入口，在這個(gè)實(shí)施例中該液體直接從該注入口送到多個(gè)輻射狀流道，該輻射狀流道通到在相對(duì)被模制的RFT支承件下面內(nèi)直徑位置的環(huán)形澆口，該環(huán)形澆口允許該活化聚合物流過一個(gè)薄膜門進(jìn)入被模制的RFT支承件下部，該RFT支承件模具形腔大致水平布置，即在模具填注中該軸向基本平行于地面，該模具的頂上具有一個(gè)通風(fēng)口，該活化聚合物從底部到頂部填充該模具，在注入活化聚合物期間該模具保持約70℃的溫度，根據(jù)該模具的填充關(guān)閉該混合頭，該聚合物可在45秒固化，打開該模具夾具，取出該RFT支撐件。
下面本發(fā)明的實(shí)例說明用RFT加強(qiáng)件構(gòu)成RFT支撐件的模具。
比較實(shí)例1-RFT加強(qiáng)件配方和無粘合劑的AF-45織物的剛性測(cè)試在48厘米直徑的圓筒形心軸上卷繞9厘米寬的“AF-45”玻璃纖維/不銹鋼網(wǎng)狀織物得到一個(gè)加強(qiáng)件，該AF-45材料可以從法國(guó)的d’A.Chomat & Cie得到。該織物具有的纖維/不銹鋼約94％，玻璃纖維織物一般構(gòu)成具有約8毫米乘8毫米開孔的方形篩網(wǎng)格式，為了在該篩網(wǎng)上形成開口，該AF-45織物由縱向1.5毫米寬纖維束構(gòu)成，它們約0.3毫米厚，具有卷繞的不銹鋼絲。在該織物中的不銹鋼有助于該支撐件的成形，約相同尺寸的橫向纖維束與該縱向纖維束交叉，該AF-45織物具有每平方米約176克的重量。
用在該心軸上卷繞五層制造該加強(qiáng)件，提供了環(huán)所需的硬度，每一層被預(yù)先加熱到熱粘結(jié)在一起，構(gòu)成長(zhǎng)纖維交聯(lián)的AF-45織物，但在層之間沒有粘結(jié)。用前述試驗(yàn)，第一次墜落結(jié)果是15％的平均變形，第二次墜落結(jié)果是30％的平均變形，第三次墜落結(jié)果是23％的平均變形，綜合平均變形約為23％。此外，在第三次墜落之后形成該加強(qiáng)件的層分離。
用相同的方法制作另一個(gè)加強(qiáng)件，并插入一個(gè)RFT支撐件模具中，該加強(qiáng)件需要約45秒手工插入，至少部分原因是它容易變松和分層。
比較實(shí)例2-RFT加強(qiáng)件配方和具有噴涂粘結(jié)劑的AF-45織物剛性測(cè)試用AF-45低支紗織物制作另一個(gè)加強(qiáng)件，在約50厘米直徑的心軸上卷繞五層AF-45織物，在該織物的一個(gè)15厘米的外邊稍微噴涂了3MSuper 77 Spray粘結(jié)劑。同樣，在15厘米的里邊稍微噴涂了同樣的粘合劑。從該心軸上取下后，該線帶在室溫條件下干燥約15分鐘。在大約在兩米的高度上進(jìn)行該加強(qiáng)線帶的墜落試驗(yàn)。該線帶在繞直徑的大約四方形處測(cè)量寬度和厚度。每次墜落后，檢查并測(cè)量該線帶的寬度和厚度，結(jié)果在下面的表1中。該線帶柔軟使其每次墜落中變形約95％，由此增加了RFT支承件安裝和制造的難度。
表1AF-45線帶線帶狀況 確高度(英寸) 厚度(英寸)初始 4 1.523 5/8 1.423 5/8 1.113 5/8 2.14墜落1號(hào) 4 1.523 5/8 13.33 5/8 1.73 5/8 1.63墜落2號(hào) 4 9.653 5/8 26.713 5/8 1.123 5/8 2.52墜落3號(hào) 4 2.755 50.26
3 5/8 9.143 5/8 2.52墜落4號(hào) 4 2.344 1/2 32.929 127117.8墜落5號(hào) 4 2.555 1/2 165.19 1/4 127139.7在初始形狀中，該線帶很柔軟，并且當(dāng)該線帶在平面上且中心軸線23如圖4所示垂直時(shí)測(cè)量，具有約3 5/8英寸的初始高度，該線帶具有約1.1毫米到約2.1毫米的初始厚度。
在墜落1號(hào)之后，該線帶保持了相似的高度，但是該第一層至少在一個(gè)截面上局部分層，該截面的厚度約13毫米，換句話說，該變形導(dǎo)致外層與另一層分層，使得在靜止?fàn)顟B(tài)下不能將該層重新壓縮在一起，該層的厚度約13毫米。
墜落2號(hào)進(jìn)一步導(dǎo)致變形，結(jié)果是線帶的厚度增加到27毫米，此外該線帶的其它部分開始約10毫米的變形。
墜落3號(hào)導(dǎo)致高度的改變，使得該線帶的3 5/8英寸正常高度至少部分線帶增加到5英寸，此外該厚度增加到約50毫米。
在墜落4號(hào)之后，該高度增加到9英寸，并且除了有粘結(jié)劑的一部分，幾乎所有的層都分開，該厚度從2.3毫米變到180毫米。
墜落5號(hào)導(dǎo)致多層的加強(qiáng)件的其它部分進(jìn)一步變形。
比較實(shí)例3-RFT加強(qiáng)件配方和具有粘合劑R-5織物的剛性測(cè)試用R-5玻璃纖維低支紗織物的卷繞9厘米寬帶制作另一個(gè)加強(qiáng)件，R-5可以從法國(guó)的d’A.Chomat & Cie得到，纏繞在約48厘米直徑的筒形心軸上，該R-5玻璃纖維織物一般構(gòu)成具有約6毫米乘6毫米到10毫米乘6毫米開孔的長(zhǎng)方形篩網(wǎng)格式，為了在該篩網(wǎng)上形成開口，該R-5織物由縱向1.8毫米寬纖維束構(gòu)成，它們具有約0.7毫米厚度，和約2.8毫米寬0.4毫米厚的交叉織物。該織物中有約66％的玻璃纖維，該R-5織物具有每平方米約388克的重量，約兩倍于比較實(shí)例1所述的加強(qiáng)件重量。
該低支紗織物在該心軸上纏繞兩次，以獲得與比較實(shí)例1的5層AF-45織物的環(huán)相同的硬度，只有端部15厘米噴涂3M Super 77 Spray粘結(jié)劑，施加一種壓感膠粘劑。該涂膠的低支紗部分用于將該端部粘貼在前面的層的位置上。進(jìn)行相同的墜落試驗(yàn)，該第一次和第二次墜落試驗(yàn)有約9％的平均變形，在第三次墜落時(shí)，該加強(qiáng)件沿里層分層。
實(shí)例1-RFT加強(qiáng)件配方和有涂層的長(zhǎng)纖維纏繞的RFT加強(qiáng)件的剛性測(cè)試一個(gè)整體的剛性RFT加強(qiáng)件用一個(gè)長(zhǎng)纖維纏繞系統(tǒng)制造，該長(zhǎng)纖維纏繞的RFT加強(qiáng)件類似于圖4所示的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，具有橫向部件和環(huán)形部件。總體上該長(zhǎng)纖維纏繞在一個(gè)直徑約50厘米的心軸上，一個(gè)粘合劑涂層施加在該長(zhǎng)纖維上并固化，形成一個(gè)具有一個(gè)有效層的管形部件，并將該管型部件切割成一個(gè)或多個(gè)RFT加強(qiáng)件。
特別是，纏繞成該RFT加強(qiáng)件的該長(zhǎng)纖維由450碼當(dāng)量(yield)，即每磅450碼，的玻璃纖維和粘合劑構(gòu)成，例如施加Derakane環(huán)氧樹脂。該玻璃纖維和粘合劑碼當(dāng)量可以改變。該RFT加強(qiáng)管型部件在一個(gè)利用計(jì)算機(jī)程序的機(jī)器上在一鋼質(zhì)心軸上纏繞玻璃纖維的長(zhǎng)纖維而制造。對(duì)于這個(gè)實(shí)例，該心軸具有491毫米的外直徑，使得所得到的RFT加強(qiáng)件具有內(nèi)直徑相應(yīng)于該直徑。該程序開始于在該心軸上纏繞一螺旋(橫向部件)線圈，然后在該螺旋線圈上纏繞環(huán)箍，以及在兩環(huán)箍之間的芯軸上纏繞螺旋線圈。該程序得到的橫向部件上的螺旋部分在相鄰的橫向部件之間具有1英寸或2英寸間隔，螺旋部分有72到78度的角度，盡管該角度可以調(diào)整成任何角度。
該玻璃纖維束以150到180每分鐘英尺(fmp)的線速度放置在該心軸上，同時(shí)繞著該芯軸纏繞螺旋線圈和環(huán)箍線圈，該芯軸以25到50每分鐘轉(zhuǎn)(rpms)的速度旋轉(zhuǎn)。對(duì)于這個(gè)具體的實(shí)例，該橫向部件或螺旋部件是以該長(zhǎng)纖維以橫向部件沿芯軸縱軸約2-10fmp的橫向速度和約30-35rmps的芯軸旋轉(zhuǎn)速度纏繞的。該環(huán)形部件或環(huán)箍可以是以橫向部件沿芯軸縱軸約＞0.05-1.0fmp的橫向速度和約30-35rmps的芯軸旋轉(zhuǎn)速度纏繞該長(zhǎng)纖維，得到拉長(zhǎng)的矩形或六角形條紋，間隔在約26-60毫米長(zhǎng)約4-8毫米寬之間，平均約30毫米乘6毫米。在一個(gè)實(shí)例中，該加強(qiáng)件制造有8個(gè)環(huán)箍，盡管可以選擇該環(huán)箍的其它數(shù)量、尺寸和間隔。在這個(gè)實(shí)施例中，該環(huán)箍之間的間隔在約1/8英寸到約3/8英寸之間。
成形后，該管形部件約5英寸長(zhǎng)，固化并從該心軸上取下。該管型部件垂直截面切割，制出RFT加強(qiáng)件，平放在桌面上時(shí)它具有約110毫米的高度。在這個(gè)非限定實(shí)例中，該管型部件在纏繞過程中用一個(gè)玻璃纖維束纏繞環(huán)箍和螺旋線圈制成，該計(jì)算機(jī)程序使該纖維束在心軸上往返纏繞。在該纏繞過程中也可以使用多個(gè)玻璃纖維束。
從兩米高度進(jìn)行相同的墜落試驗(yàn)。
表2長(zhǎng)纖維纏繞線帶線帶狀況 直徑(英寸) 高度(英寸) 厚度(毫米)初始 19 1/2 3 7/16 2.223.862.841.44該線帶從兩米高墜落5次后沒有明顯的變化，該直徑、高度和厚度相對(duì)恒定，基本沒有變形和基本沒有分層，使得該加強(qiáng)件保持了剛性的一個(gè)有效層的結(jié)構(gòu)。該直徑約19 1/2英寸，高度約3 7/16英寸，繞該周邊的厚度從約1.4毫米到約3.9毫米變化。
實(shí)例2-RFT加強(qiáng)件配方和有涂層的長(zhǎng)纖維纏繞加強(qiáng)件的剛性測(cè)試一個(gè)RFT加強(qiáng)件用玻璃纏纖維制造，該長(zhǎng)纖維經(jīng)過一個(gè)環(huán)氧樹脂浴槽并用計(jì)算機(jī)控制的機(jī)械纏繞到一個(gè)直徑48厘米的心軸上，為了固化形成一個(gè)有效層，該心軸被置于一個(gè)約70℃的烤箱中一小時(shí)，所得到的長(zhǎng)纖維纏繞管從該心軸上取下，并用帶鋸切割成約8厘米長(zhǎng)的部分。滿足該RFT加強(qiáng)件的玻璃纖維施加約62％到約35％粘合劑，該RFT加強(qiáng)件具有每平方米約550克的重量。在最后一個(gè)實(shí)例中，該制得的RFT加強(qiáng)件具有約160克到約200克，平均約180克的質(zhì)量。該密度、質(zhì)量和其它參數(shù)是示例性的和非限定的，并且可以根據(jù)給定的不同的應(yīng)用和設(shè)計(jì)參數(shù)改變。
所有三次墜落試驗(yàn)平均變形小于10％，大體上約6％。在重復(fù)操作后該結(jié)構(gòu)沒有分層。由于它的預(yù)定形狀和基本剛性的結(jié)構(gòu)，用手在5秒鐘內(nèi)將該加強(qiáng)件插入到一個(gè)RFT加強(qiáng)件模具中。
盡管上面提示了本發(fā)明的不同的實(shí)施例，在不脫離基本構(gòu)思下可以設(shè)計(jì)出其它和另外的實(shí)施例。例如本發(fā)明的方法和實(shí)施例變換可以包括彼此組合所述方法和實(shí)施例的變換。單獨(dú)部件的說明可以包括多個(gè)部件，反之亦然。而且，任何所示的方向和說明，例如“頂部”、“底部”、“左”、“右”、“上”、“下”和其它方向和排列是為了參照附圖清楚地說明，而不是限定實(shí)際的裝置和系統(tǒng)，以及該裝置和系統(tǒng)的使用，該裝置和系統(tǒng)可以在許多方向和排列上使用。此外，除非特別限定，該步驟的順序可以發(fā)生變化。在此所描述的不同的步驟可以與其它步驟相結(jié)合，組合成規(guī)定的步驟，和/或分成多個(gè)步驟。另外，標(biāo)題是為了方便閱讀，而不是限定本發(fā)明的范圍。
此外，通過參照全部范圍，任何參照本發(fā)明的方法以及參照本發(fā)明的公開可以合并，可以認(rèn)為是本發(fā)明的支撐件。盡管，對(duì)于說明的范圍可能與請(qǐng)求的專利權(quán)不一致，例如由于本申請(qǐng)人的疏忽，說明中沒有清楚地指出。
權(quán)利要求
1.一種用于漏氣保用輪胎(RFT)支撐件的RFT加強(qiáng)件，該RFT加強(qiáng)件具有一個(gè)或多個(gè)長(zhǎng)纖維，構(gòu)成整體的大致圓筒形的截面，并具有剛性，足以保證當(dāng)該RFT支撐件軸線大致垂直于地面從兩米高處墜落到一個(gè)硬表面上時(shí)，變形約20％或更小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的RFT加強(qiáng)件，其中該RFT加強(qiáng)件具有以第一橫向角度、第二橫向角度和環(huán)向角度構(gòu)成的長(zhǎng)纖維。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的RFT加強(qiáng)件，其中該RFT加強(qiáng)件具有一個(gè)或多個(gè)橫向部件和一個(gè)或多個(gè)環(huán)形部件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的RFT加強(qiáng)件，其中該橫向部件和環(huán)形部件用相同的長(zhǎng)纖維以不同的角度構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的RFT加強(qiáng)件，其中該RFT加強(qiáng)件從一個(gè)管形部件上切割，該管形部件具有至少等于一個(gè)加強(qiáng)件的長(zhǎng)度，和至少一個(gè)環(huán)形部件在接近于在管形部件切割位置具有增加的寬度。
6.根據(jù)權(quán)利要求3的RFT加強(qiáng)件，其中該RFT加強(qiáng)件從一個(gè)管形部件上切割，該管形部件具有至少等于一個(gè)加強(qiáng)件的長(zhǎng)度，并且該管形部件具有至少兩個(gè)環(huán)行部件在接近于管形部件切割位置處。
7.根據(jù)權(quán)利要求3的RFT加強(qiáng)件，其中至少橫向部件或環(huán)形部件中的一個(gè)相對(duì)于另一個(gè)部件具有增加的厚度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的RFT加強(qiáng)件，其中該增加的厚度由選擇地增加長(zhǎng)纖維纏繞層構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的RFT加強(qiáng)件，其中該增加的厚度由用于不同橫向部件或環(huán)形部件的長(zhǎng)纖維的不同厚度構(gòu)成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的RFT加強(qiáng)件，其中該RFT加強(qiáng)件具有形成圓筒形的一個(gè)或多個(gè)涂覆的長(zhǎng)纖維。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的RFT加強(qiáng)件，其中該長(zhǎng)纖維在被纏繞到一個(gè)心軸上之前被涂覆。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的RFT加強(qiáng)件，其中該長(zhǎng)纖維在被纏繞到一個(gè)心軸上之后被涂覆。
13.根據(jù)權(quán)利要求3的RFT加強(qiáng)件，其中進(jìn)一步具有一個(gè)或多個(gè)縱向長(zhǎng)纖維部件。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的RFT加強(qiáng)件，其中該RFT加強(qiáng)件具有一個(gè)與一薄膜模制的長(zhǎng)纖維。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的RFT加強(qiáng)件，其中該RFT加強(qiáng)件用切向模制方法構(gòu)成。
16.根據(jù)權(quán)利要求1的RFT加強(qiáng)件，其中該RFT加強(qiáng)件具有從該加強(qiáng)件一個(gè)表面伸出的突出片。
17.根據(jù)權(quán)利要求1的RFT加強(qiáng)件，其中該RFT加強(qiáng)件具有剛性，足以保證當(dāng)該RFT支撐件軸線大致垂直于地面從兩米高處墜落到一個(gè)硬表面上時(shí)，變形約10％或更小。
18.一種漏氣保用輪胎(RFT)支撐件，具有a)一個(gè)模制部分，具有一個(gè)外環(huán)和一個(gè)內(nèi)環(huán)，并適合于安裝在車輪輪輞上，當(dāng)該輪胎在一表面上滾動(dòng)時(shí)支撐漏氣的輪胎；以及b)至少一個(gè)權(quán)利要求1的RFT加強(qiáng)件，至少部分地模制于該模制部分上。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的RFT支撐件，其中進(jìn)一步具有安裝在輪輞上的輪胎，該輪輞具有一個(gè)設(shè)置在該輪胎內(nèi)表面和輪輞外圓周表面之間的RFT支撐件。
20.根據(jù)權(quán)利要求17的RFT支撐件，其中進(jìn)一步具有與該模制部分連接的著色標(biāo)識(shí)，用于標(biāo)示該RFT支撐件的至少一個(gè)特性。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的RFT支撐件，其中該著色標(biāo)識(shí)適合于標(biāo)示該RFT支撐件的至少一個(gè)工作特性。
22.一種車輪總成，具有a)一個(gè)輪胎；b)一個(gè)輪輞；以及c)權(quán)利要求18的該RFT支承件，其中該RFT支撐件適于至少部分地設(shè)置在該輪胎內(nèi)表面和輪輞外圓周表面之間。
23.根據(jù)權(quán)利要求1的RFT加強(qiáng)件，其中該RFT加強(qiáng)件用切向模制方法形成。
24.一種制造漏氣保用輪胎(RFT)支撐件的方法，包括a)將至少一個(gè)權(quán)利要求1的RFT加強(qiáng)件放置在一個(gè)RFT支撐件模具的一個(gè)部分中；c)將可模制的橡膠或橡膠構(gòu)成的材料注射到該模具中；d)該可模制材料至少流過該加強(qiáng)件的一部分；以及e)使該可模制材料至少部分地固化，形成該RFT支撐件。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其中進(jìn)一步具有一個(gè)安裝該RFT支撐件的輪輞。
26.根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其中該RFT加強(qiáng)件具有剛性，足以保證當(dāng)該RFT支撐件軸線大致垂直于地心從兩米高處墜落到一個(gè)硬表面上時(shí)，變形約10％或更小。
27.一種制造漏氣保用輪胎(RFT)加強(qiáng)件的方法，包括a)繞著一個(gè)心軸構(gòu)成一個(gè)或多個(gè)長(zhǎng)纖維；b)使該一個(gè)或多個(gè)長(zhǎng)纖維的至少一部分與該長(zhǎng)纖維的另一部分連接，形成一個(gè)管形部件；以及c)切割該管型部件成圓筒形部分；由此構(gòu)成至少一個(gè)具有一個(gè)有效層的單一的RFT加強(qiáng)件。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的方法，其中包括以第一橫向角度、第二橫向角度和環(huán)向角度纏繞該長(zhǎng)纖維。
29.根據(jù)權(quán)利要求27的方法，其中形成該長(zhǎng)纖維包括繞一芯軸纏繞至少一個(gè)橫向部件。
30.根據(jù)權(quán)利要求29的方法，其中形成該長(zhǎng)纖維包括繞一芯軸纏繞至少一個(gè)環(huán)形部件。
31.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，其中進(jìn)一步包括用相同的長(zhǎng)纖維纏繞該橫向部件和該環(huán)形部件。
32.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，其中進(jìn)一步包括改變?cè)撻L(zhǎng)纖維的橫向速度、該芯軸的旋轉(zhuǎn)速度，或者其組合，以便以不同的角度構(gòu)成該橫向部件和該環(huán)形部件。
33.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，其中進(jìn)一步包括在接近于在管形部件切割位置纏繞一個(gè)環(huán)形部件增加的寬度。
34.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，其中進(jìn)一步包括在接近于在管形部件切割位置纏繞至少兩個(gè)環(huán)形部件。
35.根據(jù)權(quán)利要求27的方法，其中進(jìn)一步包括選擇性地維纏該長(zhǎng)纖繞的增加層，以構(gòu)成該橫向部件或該環(huán)形部件的預(yù)定厚度。
36.根據(jù)權(quán)利要求27的方法，其中連接一個(gè)或多個(gè)長(zhǎng)纖維包括對(duì)該長(zhǎng)纖維施加涂層。
37.根據(jù)權(quán)利要求27的方法，其中該長(zhǎng)纖維包括預(yù)先浸漬的長(zhǎng)纖維。
38.根據(jù)權(quán)利要求27的方法，其中連接該長(zhǎng)纖維包括施加環(huán)氧樹脂，單體，單體混合物，聚亞安酯，苯乙烯，聚酯樹脂，酚醛樹脂，聚合體，或其它熱固樹脂，熱塑樹脂或其混合物。
39.根據(jù)權(quán)利要求27的方法，其中連接該長(zhǎng)纖維包括施加聚合物膜、熔融網(wǎng)狀物、噴涂、浴浸、粉末涂覆、粘貼帶，或其組合。
40.根據(jù)權(quán)利要求27的方法，其中構(gòu)成并連接該長(zhǎng)纖維，包括a)將一個(gè)或多個(gè)長(zhǎng)纖維拉過一個(gè)擠壓機(jī)；b)在將該長(zhǎng)纖維纏繞到該心軸之前從該擠壓機(jī)給該長(zhǎng)纖維施加一個(gè)涂層。
41.根據(jù)權(quán)利要求27的方法，其中進(jìn)一步包括給該加強(qiáng)件打孔。
42.根據(jù)權(quán)利要求27的方法，構(gòu)成并連接該長(zhǎng)纖維，包括a)至少將一層長(zhǎng)纖維卷在該心軸上；b)切割該長(zhǎng)纖維；c)在該心軸上卷至少一層聚合材料；d)切割該聚合材料；以及e)粘結(jié)該長(zhǎng)纖維和聚合材料，以構(gòu)成至少一個(gè)RFT加強(qiáng)件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種整體的漏氣保用輪胎(RFT)加強(qiáng)件(16)，具有成形為相對(duì)剛性形狀的長(zhǎng)纖維，該加強(qiáng)件插入RFT支撐件的模具中，并能保持對(duì)該插入所需的結(jié)構(gòu)剛度。此外本發(fā)明提供了一種模制的并具有該RFT加強(qiáng)件的RFT支撐件。本發(fā)明還提供了一種車輪總成，包括一個(gè)輪胎、一個(gè)輪輞和一個(gè)在該輪胎和輪輞之間的RFT支撐件，其中該支撐件包括該RFT加強(qiáng)件。該RFT支撐件可以具有一個(gè)形成于或隨后施加于其上的著色標(biāo)識(shí)，用于標(biāo)示該支撐件的一個(gè)或多個(gè)特性。
文檔編號(hào)B29C35/02GK1464848SQ01815489
公開日2003年12月31日 申請(qǐng)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·小杰梅尼茲, W·R·威爾科姆, R·D·小普里斯特, M·C·康奈爾, C·P·克里斯坦森, K·F·貝內(nèi)特, P·E·丹尼爾森, J·D·扎維沙 申請(qǐng)人:陶氏環(huán)球技術(shù)公司