專利名稱：一種非充氣防彈安全輪胎的車輪總成及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種非充氣安全輪胎的車輪總成及其制造方法，更詳細(xì)地說，涉及一種使用常見材料具有簡單結(jié)構(gòu)便于實(shí)施的非充氣輪胎及其制造方法以及具有特殊結(jié)構(gòu)的輪輞。
背景技術(shù)：
輪胎是汽車結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部件，在汽車行駛時(shí)起到承載重量和緩沖地面沖擊的效果。充氣輪胎的出現(xiàn)完美地解決了輪胎的減震問題，使汽車的舒適性大大增加。通過氣體與鋼絲的完美組合，充氣輪胎還可以承受很大載荷。目前，充氣輪胎占據(jù)了絕大部分市場。充氣輪胎的最大缺陷是容易爆胎?，F(xiàn)代汽車的速度越來越高，但輪胎技術(shù)沒有出現(xiàn)飛躍，這就導(dǎo)致輪胎很難適應(yīng)速度更快的汽車的需求。爆胎在交通事故中占有很大的比例，當(dāng)汽車時(shí)速達(dá)到160km/h以上時(shí)，爆胎的死亡率幾乎為100%。因此，非充氣輪胎是目前輪胎行業(yè) 的研究熱點(diǎn)。米其林公司在2005年展示了新開發(fā)的非充氣輪胎tweel，在當(dāng)面被評為最有魅力的10大發(fā)明之一。相比于以前的充氣輪胎，tweel具有很大技術(shù)優(yōu)勢。tweel具有防彈防爆胎特點(diǎn)，還具有很大的側(cè)向剛性。另外，tweel還具有較低的滾動(dòng)阻力，比起目前的輪胎技術(shù)大約可以提高1%的燃油利用率。tweel的生產(chǎn)過程比起現(xiàn)有輪胎技術(shù)也有很大進(jìn)步，采用一體成型工藝，使得輪胎的生產(chǎn)過程大大簡化。但是，tweel的行駛噪音較大，成為限制其發(fā)展的一個(gè)重要因素。美國麥迪遜聚合物中心新研制了一種蜂窩狀的以聚合物為主要材料的輪胎。這種輪胎也為非充氣結(jié)構(gòu)，可以防止路邊炸彈的威脅。已經(jīng)在悍馬軍車上進(jìn)行驗(yàn)證。Brian Russell利用kavelar和碳纖維作為支撐材料,成功開發(fā)出了一種新型的非充氣輪胎，這種輪胎具有很好的減震效果。但是，行駛噪音和振動(dòng)較大。但是，這些發(fā)明離實(shí)際應(yīng)用還有較大距離，另外，新材料的成本也較高。本發(fā)明利用常見的橡膠和鋼絲、尼龍等聚合物制備了結(jié)構(gòu)簡單易于工業(yè)化實(shí)施的非充氣輪胎。這種非充氣輪胎可以有效防彈防刺扎，具有很好的減震、靜音的性能，并且輪胎的滾動(dòng)阻力很低，具有較大的側(cè)向剛性。與已有的技術(shù)相比，本發(fā)明簡單實(shí)用，具有更大的工業(yè)化應(yīng)用價(jià)值。另外，采用了特殊結(jié)構(gòu)的內(nèi)圈和特殊結(jié)構(gòu)的輪輞，使得輪輞與輪胎的拆裝變得非常容易。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠使輪胎生產(chǎn)工藝簡化的非充氣安全輪胎及其制造方法，以及特殊結(jié)構(gòu)的輪輞以使輪胎和輪輞拆裝簡單。本發(fā)明的重點(diǎn)在于新型輪輻的使用和輪輻和內(nèi)圈外圈之間的連接方法以及輪胎內(nèi)圈和外圈的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明中采用的新型輪輻特征在于輪輻為整體結(jié)構(gòu)，內(nèi)部為簾線結(jié)構(gòu)即輪輻可以為一束長的尼龍聚酯或鋼絲簾布經(jīng)過有固定形狀和規(guī)律的折疊后作為輪輻。本發(fā)明采用的外圈為與目前輪胎工業(yè)中采用的輪胎的胎面和胎體相似。胎面為橡膠等彈形體材料添加助劑后混煉硫化成型得到。胎體部分為帶束層結(jié)構(gòu)，由橡膠等彈性體材料和鋼絲尼龍聚酯等簾線構(gòu)成。內(nèi)圈可以由橡膠與鋼絲尼龍聚酯等簾線共同構(gòu)成，也可以由橡膠等彈性體材料或其他聚合物甚至金屬材料直接構(gòu)成。本發(fā)明采用的輪輻和內(nèi)圈外圈的連接方式為束帶方式。經(jīng)過折疊后的簾線作為輪輻，經(jīng)過束帶將輪輻捆綁在內(nèi)圈和外圈上，經(jīng)硫化后得到完整的非充氣安全輪胎。特殊結(jié)構(gòu)的輪輞可以是與輪胎接觸面為卡槽結(jié)構(gòu)，可以與輪胎簡單組合以防止輪胎和輪輞間滑動(dòng)使得輪胎和輪輞的拆裝簡單。


圖I表示的是本發(fā)明的非充氣輪胎的側(cè)向結(jié)構(gòu)圖，輪輻之間的角度較小。圖2表示的是本發(fā)明的非充氣輪胎的側(cè)向結(jié)構(gòu)圖，輪輻之間的角度較大。圖3表示的是本發(fā)明的非充氣輪胎的側(cè)向結(jié)構(gòu)圖，輪輻之間可以連接而變?yōu)榻徊娼Y(jié)構(gòu)。圖4表示的是本發(fā)明的非充氣輪胎輻板與內(nèi)圈和外圈的連接方式，輻板與內(nèi)圈和外圈之間可以直接由束帶捆綁連接。·
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I.由天然橡膠、硫磺和硫化促進(jìn)劑以及防老劑等助劑組成胎面膠配方，膠料經(jīng)過混煉后經(jīng)過擠出和壓延得到固定形狀和尺寸的胎面。由橡膠和鋼絲帶束層經(jīng)過貼合得到圓環(huán)形的未硫化胎體。尼龍簾布與混煉膠壓出成簾布層作為輪胎的輻板。由天然橡膠、硫磺和硫化促進(jìn)劑以及防老劑等助劑組成內(nèi)圈膠配方，膠料經(jīng)過混煉后經(jīng)過擠出和壓延得到固定形狀和尺寸的內(nèi)圈。輻板每隔一定距離由束帶固定到內(nèi)圈和外圈。整條輪胎成型完畢。由于所有的橡膠材料未經(jīng)硫化，沒有力學(xué)強(qiáng)度，整條輪胎還要經(jīng)過硫化成型工序。最后，成品制備完畢。制備的輪胎具有較低的滾動(dòng)阻力，很高的側(cè)向剛度和減震能力，并且這種輪胎的噪音很小，在高速行駛時(shí)不會(huì)爆胎。實(shí)施例2.與實(shí)施例I相似，但輔板的加強(qiáng)材料改為鋼絲簾線。實(shí)施例3.由尼龍等塑料經(jīng)過成型工藝制備出外圍胎圈，經(jīng)過與內(nèi)部胎圈和輪輻的連接后得到完整的輪胎。制備的輪胎具有較低的滾動(dòng)阻力，很高的側(cè)向剛度和減震能力，并且這種輪胎的噪音很小，在高速行駛時(shí)不會(huì)爆胎。實(shí)施例4.由天然橡膠、硫磺和硫化促進(jìn)劑以及防老劑等助劑組成胎面膠配方，膠料經(jīng)過混煉后經(jīng)過擠出和壓延得到固定形狀和尺寸的胎面。由橡膠和鋼絲帶束層經(jīng)過貼合得到圓環(huán)形的未硫化胎體胎體直徑為20寸，胎面寬度為。尼龍簾布與混煉膠壓出成簾布層作為輪胎的輻板。由天然橡膠、硫磺和硫化促進(jìn)劑以及防老劑等助劑組成內(nèi)圈膠配方，膠料經(jīng)過混煉后經(jīng)過擠出和壓延得到固定形狀和尺寸的內(nèi)圈。外圈、內(nèi)圈和輔板經(jīng)過硫化后成型。成型后的各個(gè)部件經(jīng)過組裝，得到非充氣輪胎。制備的輪胎具有較低的滾動(dòng)阻力，很高的側(cè)向剛度和減震能力，并且這種輪胎的噪音很小，在高速行駛時(shí)不會(huì)爆胎。實(shí)施例5.由天然橡膠、硫磺和硫化促進(jìn)劑以及防老劑等助劑組成胎面膠配方，膠料經(jīng)過混煉后經(jīng)過擠出和壓延得到固定形狀和尺寸的胎面。由橡膠和鋼絲帶束層經(jīng)過貼合得到圓環(huán)形的未硫化胎體胎體直徑為20寸，胎面寬度為。尼龍簾布與混煉膠壓出成簾布層作為輪胎的輻板。外圈和輔板經(jīng)過貼合硫化后成型，得到成品輪胎。如此制備的非充氣輪胎可以通過卡條或卡槽等方式固定到車輪上。制備的輪胎具有較低的滾動(dòng)阻力，很高的側(cè)向剛度和減震能力，并且這種輪胎的噪音很小，在高速行駛時(shí)不會(huì)爆胎。
權(quán)利要求
1.一種具有非充氣輪胎結(jié)構(gòu)的車輪總成，包括由胎面和帶束層構(gòu)成的輪胎外圈和位于外圈和內(nèi)圈之間的側(cè)向福板以及內(nèi)圈構(gòu)成，福板和內(nèi)圈及外圈經(jīng)過束帶或其他裝置固定，整條輪胎經(jīng)過特殊的成型方法得到。具有特殊結(jié)構(gòu)的方便拆裝的輪輞。
2.權(quán)利要求I中所說的胎面可以由天然橡膠、順丁橡膠、丁苯橡膠和異戊橡膠等橡膠材料以及聚氨酯類彈性材料和硫化劑、促進(jìn)劑等助劑經(jīng)過混煉、擠出等工序得到。也可以由普通塑料和工程塑料等聚合物經(jīng)過成型得到。胎面花紋與普通輪胎花紋類似。但由于本發(fā)明的輪胎是非充氣的，胎面可以有貫穿到輪胎內(nèi)部的各種形狀的排水孔洞以有效排除輪胎與路面的積水或泥漿以增加抓地性能。
3.權(quán)利要求I中所說的輪胎的帶束層部分可以由橡膠或彈性體和鋼絲或聚合物組成的帶束層等制備，也可以直接由橡膠或彈性體等材料制備。其中鋼絲或其他具有較高強(qiáng)度的聚合物制備的帶束層的層數(shù)在O到10層間可以變化。
4.權(quán)利要求I中所說的輪胎外圈也可以不分為胎面和帶束層而直接由橡膠等彈性材料以及鋼絲、聚合物等加強(qiáng)材料制備。
5.權(quán)利要求I中所說的垂直于外圈的側(cè)向輔板可以是輪胎簾線層經(jīng)硫化后得到，也可以是紡織品和鋼絲等具有較大強(qiáng)度的材料直接構(gòu)成。其中，每個(gè)車輪的輔板的數(shù)量可以在I到1000之間變化。輻板與外圈和內(nèi)圈之間的角度也可以在O度到180度之間變化。
6.權(quán)利要求I中所說的輪胎的內(nèi)圈可以是由橡膠或彈性體和鋼絲或聚合物等構(gòu)成，也可以是直接由橡膠或彈性體等材料以及其他聚合物材料或者金屬材料經(jīng)過成型制備。內(nèi)圈的內(nèi)表面具有防止和輪輞之間滑動(dòng)的溝槽狀結(jié)構(gòu)。權(quán)利要求I中的內(nèi)圈也可以沒有，輻板可以直接與車輪通過束帶或其他裝置相連。
7.權(quán)利要求I所說的固定輻板和外圈及內(nèi)圈的束帶可以是鋼絲或聚合物簾線以及橡膠或聚合物彈性材料共同構(gòu)成的一種束帶，用來纏繞內(nèi)圈或外圈與輻板以起到固定的作用。該束帶也可以直接由橡膠或其他聚合物材料直接制備的束帶。其它裝置可以是卡環(huán)、卡槽、卡條或螺絲螺母等方式的固定裝置。所說的其他裝置可以由金屬、聚合物等材料制備。束帶或其他固定裝置的大小隨輪胎的寬度以及輻板之間的角度以及輻板的數(shù)量而變化。
8.權(quán)利要求I中的非充氣輪胎的成型方法可以由未硫化胎面和胎基貼合后與輪胎簾布經(jīng)過貼合后經(jīng)硫化得到輪胎成品。該非充氣輪胎的外圈、輻板和內(nèi)圈也可以單獨(dú)成型后進(jìn)行組裝，最后得到非充氣的輪胎。
9.權(quán)利要求I中提及的具有特殊結(jié)構(gòu)方便拆裝的輪輞可以是具有溝槽狀，具有和現(xiàn)有輪輞相似的結(jié)構(gòu)的輪輞。
10.權(quán)利要求I中的非充氣輪胎和特殊結(jié)構(gòu)的輪輞之間的連接方式可以是輪胎內(nèi)圈溝槽和輪輞溝槽直接卡扣連接，也可以是非充氣輪胎的輪輻和輪輞之間直接連接。
全文摘要
本發(fā)明為一種新型的非充氣安全輪胎的車輪總成及其制造方法。目前，輪胎工業(yè)領(lǐng)域絕大多數(shù)輪胎為充氣輪胎，充氣輪胎有很大好處也有很多缺點(diǎn)。最大的缺點(diǎn)為容易爆胎。特別是在防彈領(lǐng)域，現(xiàn)在的技術(shù)很難達(dá)到目標(biāo)要求。本發(fā)明在現(xiàn)有的非充氣輪胎的研究基礎(chǔ)上，利用輪輻結(jié)構(gòu)將輪胎外圈和內(nèi)圈連接在一起，制備出非充氣的安全輪胎。該輪胎具有非充氣特點(diǎn)，可以有效的防止刺扎和防槍擊。該輪胎具有滾動(dòng)阻力低，安全系數(shù)高等特點(diǎn)。更重要的是這種輪胎的制造工藝簡單，有利于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)B60C7/28GK102874044SQ201110200238
公開日2013年1月16日 申請日期2011年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月10日
發(fā)明者劉文一 申請人:劉文一