一種漏氣保用輪胎支撐部件及由長纖維構成的加強部件的制作方法

專利名稱：一種漏氣保用輪胎支撐部件及由長纖維構成的加強部件的制作方法
技術領域：
本發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：
汽車制造業以往提供了備用輪胎，用于替換在行駛時被刺破或破裂的輪胎。然而人們通過改善輪胎的設計為取消對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(例如跑氣胎)行駛的穩定而經濟的輪胎作出了努力。已經知道這種工作稱為“漏氣保用”(RFT)技術。該RFT概念允許駕駛者繼續驅動或行駛一延長的時間，而不用停車換輪胎或尋求緊急救助，輪胎可以在隨后更方便的時間修復。
一個RFT車輪總成的實施例具有一個輪輞，一個安裝在該輪輞上的輪胎，和一個夾在該輪胎內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有限量，使得該輪胎不會沿著輪胎的每個邊緣與該輪輞分離。
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要求是提供一個具有足夠強度的適合的結構完整性，使得向外的離心力基本不使該RFT支撐件在旋轉時變形。此外，在該輪胎旋轉并接觸該支撐件時，該支撐件需要能夠支撐在該輪胎上的該車輛重量。該結構完整性與該結構柔性相平衡，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約3毫米(mm)寬度的窄通道，它形成于該模具的內或外周邊。該聚合物支撐件可以通過在模制過程中提供一個加強件被加強，以有助于在不利的狀態下保持其結構完整性。該加強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件包封在該模制的RFT支撐件中。
為了低成本制造，該RFT加強件的制造和放置在模具中以構成一個RFT支撐件的速度和效率是很重要的。在本發明之前，還沒有適合快速放置的RFT加強件的有利的制造方法。
以前的工作集中在利用加強材料網狀物，一般是已知的紡織“低支紗”布，例如，它可以多次纏繞一個心軸成圓柱形，然后切割并從心軸上取下。該層的數量至少部分地由希望加強件阻止偏移的量來確定，作為一個強度的指標，在其它參數恒定時，層數越多提供的強度越大。該多層低支紗布加強件被“填充”到該模具通道中，并且該聚合物流入該模具。
然而，使用標準的低支紗布可以導致增加制造的復雜性，例如通常該RFT加強件需要多層織物，該層需要充分地結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定的形狀和緊密的厚度，該加強件插入的時間可能相對地延長。再者，該模制材料通常在制造該支撐件時流入該加強件的孔中，在若干層網狀物中對齊該孔是有利的，使得模制材料能夠流過該孔。多層孔的對齊能夠增加該方法和所用工具的復雜性。而且，該柔性織物形式的加強件通常單獨制造，并增加該支撐件的成本。
其它因素也影響生產效率。材料，特別是纖維材料，具有稱為“伸縮性”(loft)的擴張厚度，在此單獨的纖維能夠與相鄰的纖維離開，該伸縮性可以導致該材料進入窄的模具形腔困難。而且如果該多層在使用時彼此脫開或分層，多層低支紗布或其它加強材料將增加該多層進入該模具的困難。
因此，需要改進RFT支撐加強件和RFT支撐件，其中該加強件被插入一支撐件模具中，并且需要經濟地制造且所制造的產品是同樣的。需要一種穩定的、相對剛性的加強件在自動或人工制造過程中能夠有助于放置在該加強件中。
發明簡介本發明提供一種整體的漏氣保用輪胎(RFT)支撐件加強件，由放入相對剛性形狀中的長纖維材料構成。通常整體的RFT支撐加強件可以由諸如用粘結劑連接在一起形成一個有效層的多層構成。該一個有效層可以包括纏繞在一個加強件中的多層長纖維，該加強件能夠插入RFT支撐件模具中，并保持這種插入所需的結構剛性。當該RFT加強件軸線基本垂直重力線并從約2米高度跌落到一個硬的表面上時，該RFT加強件可以具有的剛性足以使其變形為約20％或更小。
此外，本發明提供一種模制的RFT支撐件并具有該RFT加強件。本發明還提供一種車輪總成，包括一個輪胎，一個輪輞，和一個在該輪胎和輪輞之間的RFT支撐件，其中該支撐件包括該RFT加強件。該RFT支撐件可以具有一個著色的標識，構成于或后隨后施加于該支撐件上，用于標示該支撐件的一個或多個屬性。
本發明還提供一種制造RFT支撐件的方法，包括至少將一個RFT加強件放置在一個RFT支撐件模具的一部分中，該加強件由一根或多根長纖維構成，并且是整體的，具有一定剛性，當該RFT加強件軸線基本垂直重力線并從約2米高度跌落到一個硬的表面上時，足以使其變形為約20％或更小；將可模制的合成橡膠或合成橡膠構成的材料注入到該模具中；使可模制的材料流過該加強件的至少一部分；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。
本發明還提供了一種制造RFT加強件方法，包括繞著一個心軸形成一根或多根長纖維；該一根或多根長纖維的至少一部分與該長纖維的其它部分連接，形成一個管形部件；并且將該管形部件切割成一個圓筒部分；由此構成至少一個具有一個有效層的整體的RFT加強件。


圖1是一個車輪總成的局部剖面示意圖；圖2是一個RFT支撐件的透視示意圖；圖3是該RFT支撐件另一實施例的側視示意圖；圖4是一個RFT加強件的示意圖；圖5A是該RFT支撐件另一實施例的透視示意圖；圖5B是圖5A所示實施例中形成一個開口的局部剖視示意圖；圖6是用于制造一根纏繞RFT加強件的長纖維系統的示意圖；圖6A是一個橫向部件、一個環形部件和一個相關纏繞的實施例的放大的示意圖；圖7是用繞一個心軸纏繞加強材料制造RFT加強件的系統的另一實施例的示意圖；圖8是模制RFT加強件的系統的另一實施例的示意圖；圖9是用于制造具有縱向部件的加強件的系統的另一實施例的示意圖；圖10是用切向模制方法制造RFT加強件的系統的另一實施例的示意圖；圖11是一個具有著色標識的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識的透視示意圖。
本發明的詳細說明本發明包括一個漏氣保用輪胎(RFT)加強件，一個具有該RFT加強件的RFT支撐件，和一個包括該RFT支撐件、輪胎和輪輞的車輪總成。此外，本發明包括該RFT支撐件和加強件的制造方法。
圖1是一個車輪總成的局部剖面示意圖，一個車輪總成10包括一個輪輞12，一個安裝在該輪輞上的輪胎14，和一個安裝在該輪胎內圓周表面和輪輞外圓周表面之間的RFT支撐件16。在一些實施例中，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。正如在車輪制造業眾所周知的，該中央支撐部件24通常可以是輻板、輻條或其它連接部件，并且可以包括分離的多件部件。該輪輞12還包括一個第一輪輞凸緣26和一個第二輪輞凸緣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的內徑。該RFT支撐件16通常在至少一個環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。這樣，該支撐件16應當是相對剛性的，能夠在漏氣狀態下支撐該輪胎的載荷，但它還具有足夠的柔韌性，使其在安裝時能夠改變形狀。該RFT支撐件的材料參照圖2說明。
該RFT支撐件16具有一個外環18、內環20，和設置于其間的一個中央輻板19。此外，該RFT支撐件16包括至少一個模制于其內的RFT加強件22。該RFT支撐件在一個或多個RFT支撐表面上可以具有一個參照圖11-12詳細描述的著色的標識。
RFT支撐件圖2是圖1所示RFT支撐件16的透視示意圖。在一個實施例中，該RFT支撐件16包括一個圖1所示的外環18，該外環具有一個用于支撐輪胎14的輪胎支撐面15，一個圖1所示的內環20，該內環具有一個用于支撐輪輞12的輪輞支撐面21，以及一個設置于它們之間的中央輻板19。
至少一個RFT加強件22模制在該RFT支撐件內。通常該RFT加強件22模制在內環20內，盡管該加強件可以模制在該支撐件的其它區域，包括外環18和中央輻板19。而且，多個RFT加強件可以模制在該RFT支撐件上多于一個的位置處，例如，多個RFT加強件可以在該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加強件整體構成，其中該加強件基本上是諸如圓柱形的連續部件，在將該加強件插入模具之前具有一個有效層。如果該RFT加強件由多個部件或層構成，那末，該部件或層通常連接在一起，利用機械連接，化學接合，例如包括粘結劑、粘合劑和其它在至少兩部件或層之間產生粘連的物質的涂覆，或者其它能夠將這種部件連接在一起形成一個有效層的方法。該加強件不需要在本發明“一個有效層”的整個圓周上連接。而這種術語是功能性限定，其中該加強件被有效地連接，以便如這里所述，它能夠有效地連接在一起而不分層。最好是該加強件能夠繞著其大半圓周連接。通常多層連接在一起應當在制造過程的常規處理中足以保持完整，使得這些層不分層。分層使得在該加強件插入該RFT支撐件模具時，導致制造過程的延誤。
在一些實施例中可以降低用于該RFT加強件的材料的伸縮性，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。該加強件22有助于阻止撕裂在該RFT支撐件中的擴散和有助于該支撐件16結構整體性，特別是當該支撐件16如圖1所述安裝在輪輞12上并使用時。
該中央輻板19可以具有孔40，以實現減小重量和節省材料。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，該支撐件能夠彎曲。
該支撐件16可以模制成形，在一個實施例中由本專業的普通技術人員已知的反應性注壓法(RIM)制成。為此，RIM還可包括多種變化，不限于此，例如結構反應性注壓法(SRIM)和加強反應性注壓法(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、旋轉注模法、發泡模壓法、鋼絲圈發泡模壓法、壓力模壓法、異形壓出和旋轉涂覆，這些技術在模制部件工業領域是已知的。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，例如可根據由B.M.Walker和Charles P.Rader編輯的“熱塑性人造橡膠手冊(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。
根據由M.Morton，Kluwer Academic Publishera，Boston，1999出版的“橡膠技術(Rubber Tachnology)”第三版，還有許多商業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多羥基化合物，至少一個增鏈劑，和至少一個異氰酸酯。這種聚亞胺酯包括由本發明的專利權人美國密歇根州的陶氏化學公司(Dow ChemicalCompany of Midland，Michigan，USA)的PCT申請WO 01/42000公開的制備的材料。
PCT申請公開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PCT申請的實例1描述了一種特別有用的組合物，盡管可以使用其它材料。在實例1中，聚亞胺酯-聚合物組分用反應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值為54.81的多元醇，重量百分比數值為44.84的增鏈劑，重量百分比數值為0.25的表面活性劑，和重量百分比數值為0.1的催化劑。
對于該多元醇組分，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毫克當量的最大不飽和(可從DowChemical Company，Freeport，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，Freeport，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聚物組分，該預聚物組分包括重量百分比數值為31.83的第一異氰酸鹽，重量百分比數值為63.17的多羥基化合物，和重量百分比數值為5.0的第二異氰酸鹽。
對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，Freeport，Texas得到)。該多羥基化合物是有分子重量6000的三元醇的環氧，該總的組分每克具有0.02毫克當量的最大不飽和(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，Freeport，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，使用標準的反應性注壓法工藝條件。
本專業技術人員知道，在這個實例中的配方可以為了本發明的目的而變換，例如測試條件、原料配方的公差和過程的變化可以在合理的范圍內改變該組份。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，改變增鏈劑和多羥基的比率，取消第二異氰酸鹽，利用不是環氧封蓋的多羥基。再者，在PCT公開說明書WO 01/42000中給出的范圍還可產生其它適合的配方。
圖3是該RFT支撐件另一實施例的側視示意圖。在圖3所示實施例中的該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具有一個外環18、一個中央輻板19和一個內環20，至少在一個實施例中包括一個RFT加強件22。在一些實施例中，該環和/或輻板可以用一種或多種熱塑性發泡材料制成，例如橡膠鋼絲圈發泡材料。作為選擇，該環和/或輻板可以是不發泡材料(unfoamed)。例如該內環20可以由動力熱塑性泡沫材料制成。
可以控制該密度來提供相對剛性的內環。該RFT加強件22可以由纖維或其它適合的材料制造，并且至少在一個實施例中，該RFT加強件22可以通過固定或模制在其內與該內環連接。該中央輻板19可以用低密度動力熱塑性發泡材料制成。該中央輻板19還可以具有減小重量的優化載荷支撐的開口(未示出)。該外環18可以是高密度動力熱塑性發泡材料。該組合可以給諸如內環20的內表面提供足夠的強度，并在如圖1所示該RFT支撐件安裝在輪胎14內和輪輞12上時仍然能夠改變形狀。
該環和/或輻板可以用常規模制方法模制，例如本專業普通技術人員已知的發泡或鋼絲圈發泡模制技術。例如制造該內環20的一部分并將一個RFT加強件22置于該內環周圍的部分，該內環20可以用成形注塑系統制備。該內環20可以由模制其內的該RFT加強件22加強。該中央輻板19可以模制在該內環20和該RFT加強件22周圍，該外環18可以模制在該中央輻板19周圍。
本專業技術人員閱讀本說明書可以理解，該RFT加強件22可以置于該支撐件16的其它位置上，例如該RFT加強件可以置于或構成于該外環18或該中央輻板19中或與其相鄰。
RFT加強件圖4是一個剛性的整體式RFT加強件的示意圖。該RFT加強件22統稱包括至少一個橫向部件42。在所示的實施例中，一個第二橫向部件42a與該橫向部件42相交。而且，該加強件22具有至少一個大致環形的部件44。在至少一個實施例中，該橫向部件42、42a可以對稱地纏繞，就是說相對該中心軸線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相對該中心軸線23的角度。在一個實施例中，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，在至少一個實施例中可以在約2mm到約5mm，例如約3mm。
同樣，在至少一個實施例中，該環形部件44的寬度可以是約2mm到約10mm，例如在約5mm至約8mm之間。該環形部件在該RFT加強件寬度上具有約70mm到約120mm(例如90mm)的等間隔或不等間隔。一環向角β可以用于描述該環形部件的角度，并且通常是一個較大的角度，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。在至少一個實施例中，該角β可以在約80度到約90度之間。
本專業普通技術人員可以理解，上述尺寸是示例性的，并且該角度、等間隔或不等間隔、尺碼、部件的數量和其它尺寸可以根據不同的設計參數改變，例如材料、所希望的硬度、容易安裝、成本和強度。此外，該橫向部件和環形部件可以由不同的長纖維或共同的長纖維構成，如下面的圖6所述。
本發明的該RFT加強件最好具有比現有的加強件高的剛性。該較高的剛性允許該加強件手工或自動處理，并相對快地放置在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效率，這生產效率允許經濟地制造運輸市場所需的高質量支撐件。
在一個比較測試中，一個具有網狀織物的多層的現有RFT加強件用約45秒放置在RFT支撐件模具中，可是利用在此公開的RFT加強件的至少一個實施例的相同測試用10-15秒或更少的時間放置在模具中，即少于現有技術所用時間的三分之一。甚至最好，所示該測試能夠將時間減少到約2-5秒或更少，并且通常約3秒或更少，即與現有技術有量級的差。
初始的測試將所述該RFT加強件手工放置在該模具中，自動放置更有利于利用該RFT加強件，例如但不限于，通過機械手或其它自動或半自動放置系統。
該RFT加強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件，使得當流體組分固化時該加強件變成該RFT支撐件整體的一部分。最好是該加強件基本上被該聚合物包封。
該RFT加強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，例如鋼絲網或固態的環。該纖維可以具有粘結劑、定尺寸、修整或其它涂層，以便于該纖維的加工、粘結或熱封。
單獨的纖維可以構成到長纖維或線帶中，該纖維可以切成不連續的層以獲得切割纖維，并可以被包括在可模制材料中。在此，該術語“長纖維”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、粗紗和其它單獨的或成組的材料。除非明確規定，該術語“心軸”包括該長纖維或其它材料繞其纏繞或成形的一個部件，該心軸可以在隨后的纏繞或成形中重復使用，或者可以在同一過程中與該RFT加強件和/或RFT支撐件結合成一體，例如切割作為該RFT加強件或RFT支撐件一部分的部件。最好使用一個可拆卸的心軸以便于取下該RFT加強件。
用于該加強件的輔助材料包括在該材料中的鋼絲編織細索。此外，該加強件可以用片材制造，在一些實施例中層壓片材。該RFT加強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加強件具有每平方米約50克到約100克的重量。
一個重要的方面是該加強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，該加強件足夠的剛性有助于提供結構阻力，來防止模制支撐件在旋轉中并產生向外的離心力時向外膨脹，使其在使用中基本保持結構整體性。為此，這種硬度被稱為“環圈硬度”，即能夠抵抗由于旋轉的徑向力而向外延伸的穩定性。
為了增加環圈硬度，該纖維具有包覆層，該層的包覆通過噴涂、鍍覆、包封、模壓、浸泡和結合薄膜，或其它已知的方法，在該纖維構成該RFT加強件適當的形狀之前或之后，產生一個能夠在沒有外支撐時不被壓扁的自支撐結構。此外，該加強件材料可以在繞心軸成形前浸蘸凝結涂層，并且以對硬的聚合物作為水溶性分散劑以形成適當的自支撐結構，該加強件最好具有繞該加強件圓周分布的配重，有利于在行駛狀態下RFT支撐件的離心力平衡。
該RFT加強件可以制成單獨的單元，或者能夠制造成管形部件，并從該管形部件上切割一個或多個加強件單元。該RFT加強件可以是繞一心軸纏繞的長纖維，作為選擇，該RFT加強件可以用預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。在此所用的術語“連接”或類似術語包括粘結、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加強件22的另一實施例的示意透視圖。在該實施例中，該RFT加強件22具有一個打有開口46的固體部件。該術語“開口”或類似術語被廣泛使用，并包括形成于該支撐件和/或加強件上的任何開孔，例如孔、槽和其它開孔。該術語“打孔”或類似術語被廣泛使用，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件22，使得該加強件22至少部分被模制材料包封，最好基本被包封。應當理解，該開口是可以選擇的，并且其它實施例可能實際上沒有開口。
作為一個例子，該RFT加強件22用相對薄的管材制造，并經過鉆孔、沖孔、切割或其它成孔方式加工。該材料可以是金屬、復合物、纖維加強復合物、塑料或能夠成大致形成管形的其它材料。該術語“管形”和“圓筒”被廣泛使用，并包括沒有尖角的任何形狀，例如環形、橢圓形和不規則幾何形狀。
圖5B是構成于圖5A所示RFT加強件中的開口46的局部截面示意圖。該RFT加強件的表面48被打孔。至少在一個實施例中，該表面48可以被打孔，使得一個突出片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件周圍的內環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件。該突出片可以在任何方向上延伸，包括向該加強件的中心。在其它實施例中，該開口46的構成可以不形成突出片50。
標示該RFT加強件22適合的剛性的一個特性是在墜落試驗中測量變形。用于該加強件測試的本體是一個圓筒加強件，并在該加強件處于試驗的水平放置狀態時確定從一邊到另一邊的平均直徑。該加強件被垂直旋轉并提起，即如圖4所示的軸23基本垂直地面，使得該加強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、金屬或相對硬的聚合物表面。該加強件墜落，以檢測在跌落后該加強件又處于水平的測試狀態時發生的變形的數值。
通常，所得到的形狀是橢圓形而不是圓形。在該加強件又處于水平的靜止狀態時，恢復后測量該得到的橢圓形的直徑。在墜落后從加強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的數值。在一個方向上減小的數值或者在另一方向增加的數值與初始平均直徑之間的差值用于計算平均變形的百分比。該加強件在下一個實驗之前再成形為圓形，該試驗被重復多次。另外，應當注意到任何的分層可導致該RFT加強件難以插入模具。
如果該偏差的百分比是20％或更小，該加強件具有的硬度通常允許該加強件相對容易地插入該支撐件模具中。當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、檢測并插入支撐件模具而模制支撐件的一些不同加強件的實例。
該加強件可以多種方法制造，其中一些在下面說明。通常，該加強件可以單獨制造，或者可以制造成管形部件，并從其上切下單獨的加強件。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或多個研磨輪的切割器實現，例如鋸。
圖6-10給出了該加強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纖維，繞一心軸卷繞一材料，在模具中模制一加強件，在該加強線圈中提供縱向部件，切向模制一加強件。當然，其它的方法也是可能的，并且這些實例是非限定性的。
圖6是用于制造一根長纖維纏繞的圖1至5B所示的RFT加強件22的系統的簡要視圖，該RFT加強件通過長纖維纏繞的方法和系統制造。該系統60具有一個支撐心軸62、一個或多個加強件供給件64、66和68，例如轉鼓或卷軸，一個加熱器或其它固化部件76，并可以具有一個切割器80。該支撐心軸62提供一個表面，來自加強件供給件的長纖維可纏繞于其上。
在至少一個實施例中，一個或多個加強件供給件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纖維。該角度取決于該心軸的旋轉速度加上加強件供給件和/或材料沿該心軸的軸線的移動速度。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。
在至少一個實施例中，一個加強件供給件68可以提供一個大致環形的長纖維帶，該長纖維帶構成圖4所示的一個或多個環形部件44。通常該環形部件44可以通過以大角度纏繞該長纖維構成，即幾乎垂直于該心軸軸線的角度，形成一個基本連續的長纖維線圈，并與繞在該心軸上的多圈長纖維隔開，盡管可以使用在約0度到約90度之間的任何角度。這樣，該環形部件44可以是一個連續的帶，至少在一個實施例中，它沿這該心軸纏繞前進。另外，該環形部件可以由一個或多個卷繞(wrap)構成，例如提供該環形部件的環向強度的兩個、三個或多個纏繞線圈。作為選擇，該長纖維可以以不連續部分卷繞并切割成環形部件，然后該加強件供給件68改變位置來沿這該心軸纏繞另一個環形部件。此外，該長纖維可以以多個層和/或寬度纏繞，形成環形部件變化的厚度和寬度，并連接構成一個有效層。再者，該長纖維可以以不同的往返速率纏繞，使得一些長纖維比其它長纖維更靠近地纏繞，參照圖6描述了一個實例。
這樣，該RFT加強件可以構成一個橫向和環形部件的組件。在該心軸上纏繞的長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度的RFT加強件，包括單獨的RFT加強件，或者多寬度的RFT加強件，它能夠切割成單個的加強件。
應當理解，本發明有多種纏繞。例如在此所述的多種形狀和方法可以單獨或結合地使用一個或多個加強件供給件，形成一個或多個橫向和/或環形部件的多種組合。此外，示出了數個加強件供給件，但數量不受限制，并且可以根據多種所需的產品和制造能力變化。而且，多種加強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，對本專業技術人員來說本發明描述帶來的理解是顯而易見的。
在至少一個實施例中，通過在一個方向上橫移該心軸并纏繞，可以用一個加強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橫向部件。此外，相同的加強件供給件能夠用于纏繞該橫向部件或多個橫向部件和環形部件，例如通過與該環形部件相比改變用于該橫向部件的橫移或旋轉速度。
根據本發明技術的這種制造能力以及相關的軟件可以由本專普通業技術人員完成，已經示出本發明的目的和意圖，它們可以包括一個制造機械。一個商業上買到的長纖維纏繞系統可以從Laguna Beach，Califonia，USA的Sidewinder Filament Winding Systems獲得。
回到圖6，一個或多個加強件供給件可以經過一個涂布器，例如涂布器70與加強件供給件64結合，涂布器72與加強件供給件66結合，涂布器74與加強件供給件68結合。該長纖維經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，尼龍環氧酯樹脂的環氧樹脂，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纖維或織物上的方式。一個實例的聚合物樹脂線是Derakene resin的熱固尼龍環氧酯樹脂的線，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中，經過活化處理固化成一個管型部件78，例如包括激活或鈍化，允許在環境條件下固化。例如在活化處理中，通過經過該固化部件76可以使熱固性塑料交聯，例如加熱器或光輻射。其他催化反應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度，例如該管型部件可以制造成足夠的長度，以制造多個部件的，然后切割成單個的加強件。作為選擇，該管型部件可以制造成單個的加強件所需的足夠長度。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切斷成一個或多個部分，形成單個的相對硬的加強件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成如圖1-3所示的RFT支撐件16。
一種相對圖6所述方的變化包括，在纏繞來自加強件供給件64、66和68的長纖維之前，在心軸上提供一個熱塑薄膜或其他聚合物材料。該長纖維纏繞到該心軸上，而不需要該長纖維經過該涂布器70、72和74。換句話說，施加到該長纖維上的涂覆層來自在該心軸上的聚合材料。卷繞并被涂覆的長纖維可如上述被固化。作為選擇，在該長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纖維纏繞之前提供聚合材料或其它涂層，已知的這種預浸漬材料(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、光化固化被固化，例如紫外線、X射線或其它固化方法。
在一個實施例中，該涂布器可以用拉擠方法給該材料施加涂層，如本專業已知的，一種拉擠方法基本是一種連續模制過程。加強的纖維，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成該RFT加強件。在這個實施例中，一個或多個涂布器70、72和74可以具有拉著該材料經過該涂覆過程的結構。
此外，該過程可以用于構成一個涂覆纖維的片材。所得到的片材可以繞該心軸纏繞，封閉起來以構成一個管形部件，并選擇地打孔。可以從該管形部件上切割下一個或多個RFT加強件。
圖6A是橫向部件42、42a、環形部件44、44a、44b和相關聯纏繞的實施例的放大簡要視圖。一個加強件供給件68可以沿著該心軸的長度移動，給該心軸62提供該加強件。該環形部件的間隔和數量取決于該最終的RFT加強件的總長度、包括該加強件寬度的結構特點、成本和其它因素，這樣可以隨時間和產品而變化。
另外，該長纖維可以以不同的橫向速率和旋轉速度纏繞，使得一些長纖維比其它長纖維更靠近地纏繞。這樣，橫向部件42、42a和環形部件44、44a、44b在纏繞中可以相同的材料構成，但在不同的橫向纏繞和/或速度下構成，使得間隔變化而生產不同的部件。
至少在一個實施例中，一個或多個環形部件44a、44b可以設置在切割下該RFT加強件長度之后鄰近RFT加強件的最終的邊緣上。這種邊緣有助于放置、安全和/或進一步加工。該環形部件44a、44b可以以預定的間隔構成，其中一切割器80可以切割該粘結層和環形部件，成為至少一個也示于圖6的RFT加強件82。該環形部件44a、44b還可以以相對小的縫隙構成，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。這樣當一個RFT加強件從在該環形部件44a、44b之間的管形部件78上切割下來時，該RFT加強件由鄰近每個切割邊的該環形部件構成。在該RFT加強件邊緣的該環形部件可以改善邊緣的光滑性。
一個或多個加強件供給件，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相結合，可以在該心軸上纏繞加強部件材料的該環形部件44a、44b。選擇地，該部件44a、44b可以構成與該部件42、42a相分離的部件。
在至少一個實施例中，該環形部件44a、44b可以由在該卷繞的大多數之間有或沒有小縫隙的單獨的環形部件構成。如果該部件構成在一起，那么這些部件的組合寬度可以比一個環型部件44寬，例如兩倍的寬度。該切割器80可以切割該組合的環形部件以制成一個RFT加強件，它具有相應于該環形部件44寬度的鄰近切割邊緣的環形部件。上述實施例僅僅只是示例，該環形部件44a、44b的寬度、數量和位置可以相對于該環形部件44改變。
圖7是用繞一個心軸纏繞加強材料制造RFT加強件的系統的另一實施例的簡要視圖。一個加強件供給件64提供加強材料給一心軸62，例如一種或多種長纖維、織物或其它材料。該加強材料繞該心軸纏繞一或多次，并由切割器88切割。一個聚合物供給器90以諸如熱塑薄膜、熔融網狀物、粘貼帶或其它適合的介質形方式提供聚合材料而施加加強材料。該聚合材料可以與來自加強件供給件64的加強長纖維一起纏繞到該心軸上。該聚合物材料可以用切割器92切割成適當的長度。該加強長纖維和聚合物可以用緊靠心軸設置的輥輪94壓在一起。該材料構成一管形部件78，它可以固化并如果需要可以切割成適當的長度以構成一個RFT加強件，如圖6所示。該材料的順序可以相反，使得該長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/或加強件上。
具有孔的預制低支紗材料可用于該RFT加強件的材料。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齊，該不重合無意中可能導致限制該材料流過該加強件，可能影響該模制的RFT支承件的結構整體性。所以，一芯軸可以使用分度“齒”，來對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，產生該材料的自連接。在這種方法中，該材料的至少一個完整的卷繞使得一些表面區域通該過材料能夠自粘貼以形成一管形部件和最終的RFT加強件。
圖8是用于模制RFT加強件的系統的另一實施例的簡要視圖，該系統60包括一個支撐心軸62和一個或多個加強件供給件64、66，該加強件供給件提供諸如長纖維或織物的加強材料，以纏繞在該心軸上形成一個纏繞部分96。該纏繞部分96被供給一個具有內和/或外模的成形擠壓模具98。一個擠壓機100，例如熱塑擠壓機，與該成型擠壓模具98結合，提供用于涂覆的模制材料。一個發泡劑供給器102也可以與該成型擠壓模具98結合。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，并制成一個管形部件104。該管形部件104可以被傳送通過一個冷卻器106，該冷卻器包括在冷卻過程中支承該模制的RFT加強件的支撐部件。如果需要，該管形部件104可以經過一個給該管形部件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可以進到一個具有切割器110的切割站，以將該管形部件切割成一個或多個RFT加強件112。如果需要，切下的部件可以進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為了制造該RFT加強件而可以改變。
上述方法的一種變化包括在一個相對扁平的方向上該擠或預先制造熱塑料薄膜與加強纖維形成結合。該薄膜和纖維可以通過使用成形設備(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件82的系統60的另一實施例的簡要視圖。該系統類似于圖6所述的系統。該系統包括一個心軸62，繞著它構成有一個長纖維纏繞基體，一個或多個加強件供給件64、66提供了纏繞該心軸62的一個或多個長纖維材料橫向部件。此外，一個或多個加強件供給件130、132、134和136提供了一個或多個縱向部件。盡管示出了多個加強件供給件，該數量可以從一到任何數量變化，以適應所公開的這個或其它實施例。
該心軸62可以包括薄膜、熔融網狀物、粘貼帶，以在固化前保持該長纖維的位置。至少在一個實施例中，該心軸不相對加強件供給件130、132、134和136旋轉，同時該縱向部件被放置。在另一個實施例中，一個或多個加強件供給件可繞該心軸旋轉。另外，在又一個實施例中，該心軸和加強件供給件都旋轉。
在該心軸旋轉和/或該加強件供給件64、66相對該心軸旋轉時，該加強件供給件64、66給該心軸提供長纖維。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固化部分76中，來熔化、融合或交聯該熱塑塑料。所得到的管形部件142可以從該心軸上卸下，并切割成不連續的部分以構成該RFT加強件82。
圖10是用切向模制RFT加強件的系統的另一實施例的簡要視圖。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。該模具的一個或多個部分可以旋轉，使得該注塑材料繞著模具周邊受力。該旋轉導致該聚合物繞該模具流動，沿著該模具周向對齊輸送的長纖維。該模制部件可以冷卻并凝固，并且該RFT加強件與該適當對齊的長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。
一個模具116可以具有一個或多個邊118、一個底面120和一個頂面124。該支撐件122可以支承該模具的一個或多個部分。一個軸126可以插入該頂面124。一個或多個密封件，例如密封件115、117、119和121，可以設置在軸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軸承。一個或多個電機123、125可以用于旋轉和/或移動該模具的部件，該電機可以與一個控制該電機的控制器127連接。與該模具116的一個或多個部分連接的一個注射點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。該模制材料的流動特性與該軸旋轉一起導致該模制材料鄰近該邊118聚集。輸入模制材料中的長纖維也繞著該邊118環向對齊。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的一個或多個部分，例如邊118，可以繞該軸旋轉。此外，該軸和該模具的一個或多個部分可以一起旋轉或在相反方向旋轉。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可選擇的位置，例如129a、129b、129c或其組合。可以使用多個注射點。該注射點的角度也可以改變。例如一個或多個注射點可以沿著該模具的邊成角度，當注塑該模具時有助于該材料的預先對齊。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。其它設備(未示出)，例如加熱器、冷卻器和電子控制可以改變該加強件的生產。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。
應當理解，類似的結果可以包括使用有或沒有模具或軸旋轉的切向部件，例如一種熱塑塑料可以在一個方向上注入，該方向使該聚合物繞著加強環流動流向環向對齊的輸入的長纖維。當該模具充入該材料時，該長纖維可以繞該模具的環向流動。該模制的部件可以凝固，具有長纖維的RFT加強件從模具中取出。為了公開的目的，切向模制包括這種變化。
RFT支撐件的著色標識正如這里所述，該RFT支撐件可以由制造者、尺寸、類型和其它特征改變。運輸、安裝、維修和其它后續制造使用，該RFT支撐件的一個或多個特征的可視標識有助于避免與其它RFT支撐件混淆，本發明提供了一種此前未知和未使用的著色標識，以標示該RFT支撐件的一個或多個特征。
圖11是一個示例性的RFT支承件16，具有一個軸線17、一個外周邊141、一個內周邊143、側壁144和一個預先選擇的著色標識139。在一些實施例中，該著色標識可以用在該RFT支承件的一個或多個表面上，該著色標識可以與構成該RFT支承件的材料結合成一體。在至少一個實施例中，該著色標識可以包含在用于制造該RFT支承件的材料中。例如，該著色標識可以在該RFT支撐件模制工藝中形成于該RFT支撐件中，該著色標識可以與該RFT支撐件組分混合以生產出著色的RFT支撐件。
在該RFT支撐件是聚亞胺酯的時，例如但不限于，它可以用反應性注壓法(RIM)制成，這種方法是本領域熟悉的，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液態啟動組分在很短的時間里填充到封閉的模具里。在一個實施例中，該反應性注壓法包括使用至少兩個液體流(A)和(B)，它們在非潮濕的條件下沖擊混合，液體流A包括有機聚異氰酸酯，一般是液態聚異氰酸酯。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支撐件的一個或多個表面上可以看到。此外，該著色在該RFT支承件一個或多個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。該著色標識可以是穩定的或惰性的材料，例如染料，或者可以是一個活性組分，其可以是化學、電子、光化學、熱或其它導致一個組分反應。此外，該活性組分可以在模制該RFT支撐件時在模具中與該組分反應，產生一種或多種顏色。
圖12a-12f是具有不同著色標識的示例性的RFT支承件。該著色標識可以構成、使用于其上，或者與該RFT支撐件連接，除了或替代上述的結合到該RFT支撐件上的著色標識。該著色標識可以與該RFT支撐件的一個或多個表面連接。在一些實施例中，該RFT支撐件可以大體上被該著色標識覆蓋。一個牢固地覆蓋還可以構成氣體、液體或其它物質作用到該RFT支撐件上的屏障。在一些實施例中，該著色標識可以具有標示該RFT支撐件一個或多個特征的標記、符號或其它可見標識的單獨的圖象或者一系列圖象。
該著色標識可以是連接到該RFT支撐件一個或多個表面上的相同的顏色。選擇地，該著色標識可以包括不同顏色，例如，一個單獨的標識可以用不同的顏色標示不同的特征，例如制造商、尺寸或其它特征。更復雜的圖案可以用于具有多顏色的多顏色標識，它能夠用于標示一個或多個特征。
該著色標識還可以用于標示使用、條件、磨損和其它相關的工作特征，例如一個著色標識用在該RFT支撐件上，并在工作特征發生變化時改變顏色，例如工作狀態或事故可以使該著色標識發生響應。在至少一個實施例中，當使用中該輪胎漏氣并壓在該RFT支撐件上滾動時，一個著色標識可以改變顏色，磨損能導致熱、摩擦增加或其它現象，并使該著色標識暫時或永久改變顏色。類似地，著色標識可以標示磨損、非正常的高應力和其它工作狀態。
此外，一個著色標識可以標示一個或多個工作狀態的程度，例如但不限于，基于時間和應力斷續地使用，平勻使用，集中使用。這種標示可以基于例如在一次或多次使用中所產生的熱或其它狀態的量值。另外，多顏色著色標識可用于對不同特征的程度發生反應，標示狀態的程度。同樣，多顏色著色標識還可標示多個工作狀態。例如可用于本發明的信號涂料可以包括Tempil，Inc.，of South Plainfield，NewJersey，USA的Temp-Alarm，和Samkwang Corp.of Buchon-City，Kyonggi-DO，Korea的Thermo-Paint。
該著色標識150a-f可以形成、固定、設置或連接在該RFT支撐件的一個或多個表面上，例如該著色標識可以連接在該外周邊141、內周邊143、側壁144上或其組合。
另外，在該RFT支撐件上的該著色標識的類型、數量位置和相對于該軸17的角度和其它數據、深度、寬度和/或布置可以變化，所示的實施例不是限定，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。
該著色標識可以在模制該RFT支撐件之后以任何常規方法施加，例如但非限定，該著色標識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。最好是該著色標識可以固化在該RFT支撐件上。該著色標識還可以在模制之前用在該RFT支撐件模具中。
下面的實施例是非限定的，并用于說明本發明各方面的可能性。
實例1-RFT支撐件的制造下面是制造RFT支撐件的實例，當然其它的步驟是可用，該實例只包括了許多可能性的一種。在閉合模具之前一個預制的RFT加強件插入到一個RFT支撐件模具內徑中，該RFT加強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加強件連接。在至少一個實施例中，該定位裝置可以構成該RFT加強件整體的一部分，作為該RFT加強件的標簽或其它部件從該RFT加強件伸出。
該RFT支撐件在這個模具中反應性注壓法(RIM)，用聚亞胺酯形式的兩組分，該反應性注壓法組分基于亞甲基聯苯異氰酸酯(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聚物用一個計量機械定量送入一個沖擊混合頭，該反應液從該混合頭流到一個在底部居中的軸向定向的注入口，在這個實施例中該液體直接從該注入口送到多個輻射狀流道，該輻射狀流道通到在相對被模制的RFT支承件下面內直徑位置的環形澆口，該環形澆口允許該活化聚合物流過一個薄膜門進入被模制的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通風口，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，根據該模具的填充關閉該混合頭，該聚合物可在45秒固化，打開該模具夾具，取出該RFT支撐件。
下面本發明的實例說明用RFT加強件構成RFT支撐件的模具。
比較實例1-RFT加強件配方和無粘合劑的AF-45織物的剛性測試在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/不銹鋼網狀織物得到一個加強件，該AF-45材料可以從法國的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成具有約8毫米乘8毫米開孔的方形篩網格式，為了在該篩網上形成開口，該AF-45織物由縱向1.5毫米寬纖維束構成，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件，提供了環所需的硬度，每一層被預先加熱到熱粘結在一起，構成長纖維交聯的AF-45織物，但在層之間沒有粘結。用前述試驗，第一次墜落結果是15％的平均變形，第二次墜落結果是30％的平均變形，第三次墜落結果是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件的層分離。
用相同的方法制作另一個加強件，并插入一個RFT支撐件模具中，該加強件需要約45秒手工插入，至少部分原因是它容易變松和分層。
比較實例2-RFT加強件配方和具有噴涂粘結劑的AF-45織物剛性測試用AF-45低支紗織物制作另一個加強件，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15厘米的外邊稍微噴涂了3MSuper 77 Spray粘結劑。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行該加強線帶的墜落試驗。該線帶在繞直徑的大約四方形處測量寬度和厚度。每次墜落后，檢查并測量該線帶的寬度和厚度，結果在下面的表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 4 1.523 5/8 13.33 5/8 1.73 5/8 1.63墜落2號 4 9.653 5/8 26.713 5/8 1.123 5/8 2.52墜落3號 4 2.755 50.26
3 5/8 9.143 5/8 2.52墜落4號 4 2.344 1/2 32.929 127117.8墜落5號 4 2.555 1/2 165.19 1/4 127139.7在初始形狀中，該線帶很柔軟，并且當該線帶在平面上且中心軸線23如圖4所示垂直時測量，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號之后，該線帶保持了相似的高度，但是該第一層至少在一個截面上局部分層，該截面的厚度約13毫米，換句話說，該變形導致外層與另一層分層，使得在靜止狀態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號進一步導致變形，結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號導致高度的改變，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號之后，該高度增加到9英寸，并且除了有粘結劑的一部分，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號導致多層的加強件的其它部分進一步變形。
比較實例3-RFT加強件配方和具有粘合劑R-5織物的剛性測試用R-5玻璃纖維低支紗織物的卷繞9厘米寬帶制作另一個加強件，R-5可以從法國的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成具有約6毫米乘6毫米到10毫米乘6毫米開孔的長方形篩網格式，為了在該篩網上形成開口，該R-5織物由縱向1.8毫米寬纖維束構成，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，約兩倍于比較實例1所述的加強件重量。
該低支紗織物在該心軸上纏繞兩次，以獲得與比較實例1的5層AF-45織物的環相同的硬度，只有端部15厘米噴涂3M Super 77 Spray粘結劑，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。進行相同的墜落試驗，該第一次和第二次墜落試驗有約9％的平均變形，在第三次墜落時，該加強件沿里層分層。
實例1-RFT加強件配方和有涂層的長纖維纏繞的RFT加強件的剛性測試一個整體的剛性RFT加強件用一個長纖維纏繞系統制造，該長纖維纏繞的RFT加強件類似于圖4所示的結構構成，具有橫向部件和環形部件。總體上該長纖維纏繞在一個直徑約50厘米的心軸上，一個粘合劑涂層施加在該長纖維上并固化，形成一個具有一個有效層的管形部件，并將該管型部件切割成一個或多個RFT加強件。
特別是，纏繞成該RFT加強件的該長纖維由450碼當量(yield)，即每磅450碼，的玻璃纖維和粘合劑構成，例如施加Derakane環氧樹脂。該玻璃纖維和粘合劑碼當量可以改變。該RFT加強管型部件在一個利用計算機程序的機器上在一鋼質心軸上纏繞玻璃纖維的長纖維而制造。對于這個實例，該心軸具有491毫米的外直徑，使得所得到的RFT加強件具有內直徑相應于該直徑。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箍，以及在兩環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，同時繞著該芯軸纏繞螺旋線圈和環箍線圈，該芯軸以25到50每分鐘轉(rpms)的速度旋轉。對于這個具體的實例，該橫向部件或螺旋部件是以該長纖維以橫向部件沿芯軸縱軸約2-10fmp的橫向速度和約30-35rmps的芯軸旋轉速度纏繞的。該環形部件或環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的芯軸旋轉速度纏繞該長纖維，得到拉長的矩形或六角形條紋，間隔在約26-60毫米長約4-8毫米寬之間，平均約30毫米乘6毫米。在一個實例中，該加強件制造有8個環箍，盡管可以選擇該環箍的其它數量、尺寸和間隔。在這個實施例中，該環箍之間的間隔在約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，固化并從該心軸上取下。該管型部件垂直截面切割，制出RFT加強件，平放在桌面上時它具有約110毫米的高度。在這個非限定實例中，該管型部件在纏繞過程中用一個玻璃纖維束纏繞環箍和螺旋線圈制成，該計算機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玻璃纖維束。
從兩米高度進行相同的墜落試驗。
表2長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、高度和厚度相對恒定，基本沒有變形和基本沒有分層，使得該加強件保持了剛性的一個有效層的結構。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。
實例2-RFT加強件配方和有涂層的長纖維纏繞加強件的剛性測試一個RFT加強件用玻璃纏纖維制造，該長纖維經過一個環氧樹脂浴槽并用計算機控制的機械纏繞到一個直徑48厘米的心軸上，為了固化形成一個有效層，該心軸被置于一個約70℃的烤箱中一小時，所得到的長纖維纏繞管從該心軸上取下，并用帶鋸切割成約8厘米長的部分。滿足該RFT加強件的玻璃纖維施加約62％到約35％粘合劑，該RFT加強件具有每平方米約550克的重量。在最后一個實例中，該制得的RFT加強件具有約160克到約200克，平均約180克的質量。該密度、質量和其它參數是示例性的和非限定的，并且可以根據給定的不同的應用和設計參數改變。
所有三次墜落試驗平均變形小于10％，大體上約6％。在重復操作后該結構沒有分層。由于它的預定形狀和基本剛性的結構，用手在5秒鐘內將該加強件插入到一個RFT加強件模具中。
盡管上面提示了本發明的不同的實施例，在不脫離基本構思下可以設計出其它和另外的實施例。例如本發明的方法和實施例變換可以包括彼此組合所述方法和實施例的變換。單獨部件的說明可以包括多個部件，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，而不是限定實際的裝置和系統，以及該裝置和系統的使用，該裝置和系統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生變化。在此所描述的不同的步驟可以與其它步驟相結合，組合成規定的步驟，和/或分成多個步驟。另外，標題是為了方便閱讀，而不是限定本發明的范圍。
此外，通過參照全部范圍，任何參照本發明的方法以及參照本發明的公開可以合并，可以認為是本發明的支撐件。盡管，對于說明的范圍可能與請求的專利權不一致，例如由于本申請人的疏忽，說明中沒有清楚地指出。
權利要求
1.一種用于漏氣保用輪胎(RFT)支撐件的RFT加強件，該RFT加強件具有一個或多個長纖維，構成整體的大致圓筒形的截面，并具有剛性，足以保證當該RFT支撐件軸線大致垂直于地面從兩米高處墜落到一個硬表面上時，變形約20％或更小。
2.根據權利要求1的RFT加強件，其中該RFT加強件具有以第一橫向角度、第二橫向角度和環向角度構成的長纖維。
3.根據權利要求1的RFT加強件，其中該RFT加強件具有一個或多個橫向部件和一個或多個環形部件。
4.根據權利要求3的RFT加強件，其中該橫向部件和環形部件用相同的長纖維以不同的角度構成。
5.根據權利要求3的RFT加強件，其中該RFT加強件從一個管形部件上切割，該管形部件具有至少等于一個加強件的長度，和至少一個環形部件在接近于在管形部件切割位置具有增加的寬度。
6.根據權利要求3的RFT加強件，其中該RFT加強件從一個管形部件上切割，該管形部件具有至少等于一個加強件的長度，并且該管形部件具有至少兩個環行部件在接近于管形部件切割位置處。
7.根據權利要求3的RFT加強件，其中至少橫向部件或環形部件中的一個相對于另一個部件具有增加的厚度。
8.根據權利要求7的RFT加強件，其中該增加的厚度由選擇地增加長纖維纏繞層構成。
9.根據權利要求7的RFT加強件，其中該增加的厚度由用于不同橫向部件或環形部件的長纖維的不同厚度構成。
10.根據權利要求1的RFT加強件，其中該RFT加強件具有形成圓筒形的一個或多個涂覆的長纖維。
11.根據權利要求10的RFT加強件，其中該長纖維在被纏繞到一個心軸上之前被涂覆。
12.根據權利要求10的RFT加強件，其中該長纖維在被纏繞到一個心軸上之后被涂覆。
13.根據權利要求3的RFT加強件，其中進一步具有一個或多個縱向長纖維部件。
14.根據權利要求1的RFT加強件，其中該RFT加強件具有一個與一薄膜模制的長纖維。
15.根據權利要求1的RFT加強件，其中該RFT加強件用切向模制方法構成。
16.根據權利要求1的RFT加強件，其中該RFT加強件具有從該加強件一個表面伸出的突出片。
17.根據權利要求1的RFT加強件，其中該RFT加強件具有剛性，足以保證當該RFT支撐件軸線大致垂直于地面從兩米高處墜落到一個硬表面上時，變形約10％或更小。
18.一種漏氣保用輪胎(RFT)支撐件，具有a)一個模制部分，具有一個外環和一個內環，并適合于安裝在車輪輪輞上，當該輪胎在一表面上滾動時支撐漏氣的輪胎；以及b)至少一個權利要求1的RFT加強件，至少部分地模制于該模制部分上。
19.根據權利要求18的RFT支撐件，其中進一步具有安裝在輪輞上的輪胎，該輪輞具有一個設置在該輪胎內表面和輪輞外圓周表面之間的RFT支撐件。
20.根據權利要求17的RFT支撐件，其中進一步具有與該模制部分連接的著色標識，用于標示該RFT支撐件的至少一個特性。
21.根據權利要求20的RFT支撐件，其中該著色標識適合于標示該RFT支撐件的至少一個工作特性。
22.一種車輪總成，具有a)一個輪胎；b)一個輪輞；以及c)權利要求18的該RFT支承件，其中該RFT支撐件適于至少部分地設置在該輪胎內表面和輪輞外圓周表面之間。
23.根據權利要求1的RFT加強件，其中該RFT加強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)將至少一個權利要求1的RFT加強件放置在一個RFT支撐件模具的一個部分中；c)將可模制的橡膠或橡膠構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.根據權利要求24的方法，其中進一步具有一個安裝該RFT支撐件的輪輞。
26.根據權利要求24的方法，其中該RFT加強件具有剛性，足以保證當該RFT支撐件軸線大致垂直于地心從兩米高處墜落到一個硬表面上時，變形約10％或更小。
27.一種制造漏氣保用輪胎(RFT)加強件的方法，包括a)繞著一個心軸構成一個或多個長纖維；b)使該一個或多個長纖維的至少一部分與該長纖維的另一部分連接，形成一個管形部件；以及c)切割該管型部件成圓筒形部分；由此構成至少一個具有一個有效層的單一的RFT加強件。
28.根據權利要求27的方法，其中包括以第一橫向角度、第二橫向角度和環向角度纏繞該長纖維。
29.根據權利要求27的方法，其中形成該長纖維包括繞一芯軸纏繞至少一個橫向部件。
30.根據權利要求29的方法，其中形成該長纖維包括繞一芯軸纏繞至少一個環形部件。
31.根據權利要求30的方法，其中進一步包括用相同的長纖維纏繞該橫向部件和該環形部件。
32.根據權利要求30的方法，其中進一步包括改變該長纖維的橫向速度、該芯軸的旋轉速度，或者其組合，以便以不同的角度構成該橫向部件和該環形部件。
33.根據權利要求30的方法，其中進一步包括在接近于在管形部件切割位置纏繞一個環形部件增加的寬度。
34.根據權利要求30的方法，其中進一步包括在接近于在管形部件切割位置纏繞至少兩個環形部件。
35.根據權利要求27的方法，其中進一步包括選擇性地維纏該長纖繞的增加層，以構成該橫向部件或該環形部件的預定厚度。
36.根據權利要求27的方法，其中連接一個或多個長纖維包括對該長纖維施加涂層。
37.根據權利要求27的方法，其中該長纖維包括預先浸漬的長纖維。
38.根據權利要求27的方法，其中連接該長纖維包括施加環氧樹脂，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.根據權利要求27的方法，其中連接該長纖維包括施加聚合物膜、熔融網狀物、噴涂、浴浸、粉末涂覆、粘貼帶，或其組合。
40.根據權利要求27的方法，其中構成并連接該長纖維，包括a)將一個或多個長纖維拉過一個擠壓機；b)在將該長纖維纏繞到該心軸之前從該擠壓機給該長纖維施加一個涂層。
41.根據權利要求27的方法，其中進一步包括給該加強件打孔。
42.根據權利要求27的方法，構成并連接該長纖維，包括a)至少將一層長纖維卷在該心軸上；b)切割該長纖維；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)粘結該長纖維和聚合材料，以構成至少一個RFT加強件。
全文摘要
本發明提供一種整體的漏氣保用輪胎(RFT)加強件(16)，具有成形為相對剛性形狀的長纖維，該加強件插入RFT支撐件的模具中，并能保持對該插入所需的結構剛度。此外本發明提供了一種模制的并具有該RFT加強件的RFT支撐件。本發明還提供了一種車輪總成，包括一個輪胎、一個輪輞和一個在該輪胎和輪輞之間的RFT支撐件，其中該支撐件包括該RFT加強件。該RFT支撐件可以具有一個形成于或隨后施加于其上的著色標識，用于標示該支撐件的一個或多個特性。
文檔編號B29C35/02GK1464848SQ01815489
公開日2003年12月31日 申請日期2001年9月6日 優先權日2000年9月11日
發明者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·貝內特, P·E·丹尼爾森, J·D·扎維沙 申請人:陶氏環球技術公司