CN102874044A - 一种非充气防弹安全轮胎的车轮总成及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种新型的非充气安全轮胎的车轮总成及其制造方法。目前，轮胎工业领域绝大多数轮胎为充气轮胎，充气轮胎有很大好处也有很多缺点。最大的缺点为容易爆胎。特别是在防弹领域，现在的技术很难达到目标要求。本发明在现有的非充气轮胎的研究基础上，利用轮辐结构将轮胎外圈和内圈连接在一起，制备出非充气的安全轮胎。该轮胎具有非充气特点，可以有效的防止刺扎和防枪击。该轮胎具有滚动阻力低，安全系数高等特点。更重要的是这种轮胎的制造工艺简单，有利于大规模工业化生产。

Description

一种非充气防弹安全轮胎的车轮总成及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种非充气安全轮胎的车轮总成及其制造方法，更详细地说，涉及一种使用常见材料具有简单结构便于实施的非充气轮胎及其制造方法以及具有特殊结构的轮辋。 

背景技术

轮胎是汽车结构的关键部件，在汽车行驶时起到承载重量和缓冲地面冲击的效果。充气轮胎的出现完美地解决了轮胎的减震问题，使汽车的舒适性大大增加。通过气体与钢丝的完美组合，充气轮胎还可以承受很大载荷。目前，充气轮胎占据了绝大部分市场。充气轮胎的最大缺陷是容易爆胎。现代汽车的速度越来越高，但轮胎技术没有出现飞跃，这就导致轮胎很难适应速度更快的汽车的需求。爆胎在交通事故中占有很大的比例，当汽车时速达到160km/h以上时，爆胎的死亡率几乎为100％。因此，非充气轮胎是目前轮胎行业的研究热点。米其林公司在2005年展示了新开发的非充气轮胎tweel，在当面被评为最有魅力的10大发明之一。相比于以前的充气轮胎，tweel具有很大技术优势。tweel具有防弹防爆胎特点，还具有很大的侧向刚性。另外，tweel还具有较低的滚动阻力，比起目前的轮胎技术大约可以提高1％的燃油利用率。tweel的生产过程比起现有轮胎技术也有很大进步，采用一体成型工艺，使得轮胎的生产过程大大简化。但是，tweel的行驶噪音较大，成为限制其发展的一个重要因素。美国麦迪逊聚合物中心新研制了一种蜂窝状的以聚合物为主要材料的轮胎。这种轮胎也为非充气结构，可以防止路边炸弹的威胁。已经在悍马军车上进行验证。Brian Russell利用kavelar和碳纤维作为支撑材料，成功开发出了一种新型的非充气轮胎，这种轮胎具有很好的减震效果。但是，行驶噪音和振动较大。但是，这些发明离实际应用还有较大距离，另外，新材料的成本也较高。本发明利用常见的橡胶和钢丝、尼龙等聚合物制备了结构简单易于工业化实施的非充气轮胎。这种非充气轮胎可以有效防弹防刺扎，具有很好的减震、静音的性能，并且轮胎的滚动阻力很低，具有较大的侧向刚性。与已有的技术相比，本发明简单实用，具有更大的工业化应用价值。另外，采用了特殊结构的内圈和特殊结构的轮辋，使得轮辋与轮胎的拆装变得非常容易。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够使轮胎生产工艺简化的非充气安全轮胎及其制造方法，以及特殊结构的轮辋以使轮胎和轮辋拆装简单。 

本发明的重点在于新型轮辐的使用和轮辐和内圈外圈之间的连接方法以及轮胎内圈和外圈的结构。本发明中采用的新型轮辐特征在于轮辐为整体结构，内部为帘线结构即轮辐可以为一束长的尼龙聚酯或钢丝帘布经过有固定形状和规律的折叠后作为轮辐。本发明采用的外圈为与目前轮胎工业中采用的轮胎的胎面和胎体相似。胎面为橡胶等弹形体材料添加助剂后混炼硫化成型得到。胎体部分为带束层结构，由橡胶等弹性体材料和钢丝尼龙聚酯等帘线构成。内圈可以由橡胶与钢丝尼龙聚酯等帘线共同构成，也可以由橡胶等弹性体材料或其他聚合物甚至金属材料直接构成。本发明采用的轮辐和内圈外圈的连接方式为束带方式。经过折叠后的帘线作为轮辐，经过束带将轮辐捆绑在内圈和外圈上，经硫化后得到完整的非充气安全轮胎。特殊结构的轮辋可以是与轮胎接触面为卡槽结构，可以与轮胎简单组合以防止轮胎和轮辋间滑动使得轮胎和轮辋的拆装简单。 

附图说明

图1表示的是本发明的非充气轮胎的侧向结构图，轮辐之间的角度较小。 

图2表示的是本发明的非充气轮胎的侧向结构图，轮辐之间的角度较大。 

图3表示的是本发明的非充气轮胎的侧向结构图，轮辐之间可以连接而变为交叉结构。 

图4表示的是本发明的非充气轮胎辐板与内圈和外圈的连接方式，辐板与内圈和外圈之间可以直接由束带捆绑连接。 

具体实施方式

实施例1.由天然橡胶、硫磺和硫化促进剂以及防老剂等助剂组成胎面胶配方，胶料经过混炼后经过挤出和压延得到固定形状和尺寸的胎面。由橡胶和钢丝带束层经过贴合得到圆环形的未硫化胎体。尼龙帘布与混炼胶压出成帘布层作为轮胎的辐板。由天然橡胶、硫磺和硫化促进剂以及防老剂等助剂组成内圈胶配方，胶料经过混炼后经过挤出和压延得到固定形状和尺寸的内圈。辐板每隔一定距离由束带固定到内圈和外圈。 

整条轮胎成型完毕。由于所有的橡胶材料未经硫化，没有力学强度，整条轮胎还要经过硫化成型工序。最后，成品制备完毕。制备的轮胎具有较低的滚动阻力，很高的侧向刚度和减震能力，并且这种轮胎的噪音很小，在高速行驶时不会爆胎。 

实施例2.与实施例1相似，但辅板的加强材料改为钢丝帘线。 

实施例3.由尼龙等塑料经过成型工艺制备出***胎圈，经过与内部胎圈和轮辐的连接后得到完整的轮胎。制备的轮胎具有较低的滚动阻力，很高的侧向刚度和减震能力，并且这种轮胎的噪音很小，在高速行驶时不会爆胎。 

实施例4.由天然橡胶、硫磺和硫化促进剂以及防老剂等助剂组成胎面胶配方，胶料经过混炼后经过挤出和压延得到固定形状和尺寸的胎面。由橡胶和钢丝带束层经过贴合得到圆环形的未硫化胎体胎体直径为20寸，胎面宽度为。尼龙帘布与混炼胶压出成帘布层作为轮胎的辐板。由天然橡胶、硫磺和硫化促进剂以及防老剂等助剂组成内圈胶配方，胶料经过混炼后经过挤出和压延得到固定形状和尺寸的内圈。外圈、内圈和辅板经过硫化后成型。成型后的各个部件经过组装，得到非充气轮胎。制备的轮胎具有较低的滚动阻力，很高的侧向刚度和减震能力，并且这种轮胎的噪音很小，在高速行驶时不会爆胎。 

实施例5.由天然橡胶、硫磺和硫化促进剂以及防老剂等助剂组成胎面胶配方，胶料经过混炼后经过挤出和压延得到固定形状和尺寸的胎面。由橡胶和钢丝带束层经过贴合得到圆环形的未硫化胎体胎体直径为20寸，胎面宽度为。尼龙帘布与混炼胶压出成帘布层作为轮胎的辐板。外圈和辅板经过贴合硫化后成型，得到成品轮胎。如此制备的非充气轮胎可以通过卡条或卡槽等方式固定到车轮上。制备的轮胎具有较低的滚动阻力，很高的侧向刚度和减震能力，并且这种轮胎的噪音很小，在高速行驶时不会爆胎。 

Claims (10)

1.一种具有非充气轮胎结构的车轮总成，包括：由胎面和带束层构成的轮胎外圈和位于外圈和内圈之间的侧向辐板以及内圈构成，辐板和内圈及外圈经过束带或其他装置固定，整条轮胎经过特殊的成型方法得到。具有特殊结构的方便拆装的轮辋。

2.权利要求1中所说的胎面可以由天然橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶和异戊橡胶等橡胶材料以及聚氨酯类弹性材料和硫化剂、促进剂等助剂经过混炼、挤出等工序得到。也可以由普通塑料和工程塑料等聚合物经过成型得到。胎面花纹与普通轮胎花纹类似。但由于本发明的轮胎是非充气的，胎面可以有贯穿到轮胎内部的各种形状的排水孔洞以有效排除轮胎与路面的积水或泥浆以增加抓地性能。

3.权利要求1中所说的轮胎的带束层部分可以由橡胶或弹性体和钢丝或聚合物组成的带束层等制备，也可以直接由橡胶或弹性体等材料制备。其中钢丝或其他具有较高强度的聚合物制备的带束层的层数在0到10层间可以变化。

4.权利要求1中所说的轮胎外圈也可以不分为胎面和带束层而直接由橡胶等弹性材料以及钢丝、聚合物等加强材料制备。

5.权利要求1中所说的垂直于外圈的侧向辅板可以是轮胎帘线层经硫化后得到，也可以是纺织品和钢丝等具有较大强度的材料直接构成。其中，每个车轮的辅板的数量可以在1到1000之间变化。辐板与外圈和内圈之间的角度也可以在0度到180度之间变化。

6.权利要求1中所说的轮胎的内圈可以是由橡胶或弹性体和钢丝或聚合物等构成，也可以是直接由橡胶或弹性体等材料以及其他聚合物材料或者金属材料经过成型制备。内圈的内表面具有防止和轮辋之间滑动的沟槽状结构。权利要求1中的内圈也可以没有，辐板可以直接与车轮通过束带或其他装置相连。

7.权利要求1所说的固定辐板和外圈及内圈的束带可以是钢丝或聚合物帘线以及橡胶或聚合物弹性材料共同构成的一种束带，用来缠绕内圈或外圈与辐板以起到固定的作用。该束带也可以直接由橡胶或其他聚合物材料直接制备的束带。其它装置可以是卡环、卡槽、卡条或螺丝螺母等方式的固定装置。所说的其他装置可以由金属、聚合物等材料制备。束带或其他固定装置的大小随轮胎的宽度以及辐板之间的角度以及辐板的数量而变化。

8.权利要求1中的非充气轮胎的成型方法：可以由未硫化胎面和胎基贴合后与轮胎帘布经过贴合后经硫化得到轮胎成品。该非充气轮胎的外圈、辐板和内圈也可以单独成型后进行组装，最后得到非充气的轮胎。

9.权利要求1中提及的具有特殊结构方便拆装的轮辋可以是具有沟槽状，具有和现有轮辋相似的结构的轮辋。

10.权利要求1中的非充气轮胎和特殊结构的轮辋之间的连接方式可以是轮胎内圈沟槽和轮辋沟槽直接卡扣连接，也可以是非充气轮胎的轮辐和轮辋之间直接连接。

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