CN110435358A - 一种无气轮胎及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无气轮胎及其生产工艺，轮胎主体是采用聚氨酯橡胶浇注成型，并且内支撑件置于轮胎主体内；轮胎主体装配在轮毂上，两者的装配结合面上通过设置凹凸结构进行周向方向的定位；轮毂采用铝合金轮毂，其一侧为凸边缘挡边结构，该凸边缘挡边结构用于对轮胎主体的一侧进行轴向定位，轮毂的另一侧通过螺栓连接有盖板；盖板将轮胎主体压紧在轮毂上。无气轮胎的生产工艺包括轮胎主体浇注工艺以及轮胎主体与轮毂的装配工艺。本申请中轮胎主体采用聚氨酯橡胶浇注一体成型，并且内支撑件浇注在轮胎主体内，全封闭包裹的轮胎主体接近现有的有气轮胎形状，但是比有气轮胎安全可靠，强度高，耐磨性好，寿命长，适合大规模的自动化生产加工。

Description

一种无气轮胎及其生产工艺

技术领域

本发明涉及轮胎技术领域，具体地讲，涉及一种无气轮胎及其生产工艺。

背景技术

目前，绝大部分车辆上使用的轮胎为充气轮胎，充气轮胎是通过将压缩空气充入密闭空间内的方式保持轮胎形状、获得缓冲性能，但是，充气轮胎在被尖刺物扎破或撕裂时很难再保持原有轮胎形状，影响车辆行驶安全，另外，充气轮胎还存在爆胎的危险，尤其是在高速公路上高速行驶的车辆一旦发生轮胎爆胎，将会引起严重的交通事故。

为解决此问题，现在无气轮胎逐步被研发问市，无气轮胎是一种不依靠空气实现支撑力的轮胎，不需要充气，不怕刺扎，这样就从根本上解决了爆胎情况的发生，而且可节省大量橡胶材料。例如授权公告号为CN106541785B的专利、授权公告号为CN106541784B的专利、授权公告号为CN106515313B的专利和授权公告号为CN106739817B的专利，这四个专利中均公开了一种无气轮胎，此种无气轮胎包括橡胶胎面和轮辐，所述橡胶胎面套装在所述轮辐上，所述轮辐包括轮辐外圈、轮辐中圈和轮辐内圈，所述轮辐外圈通过外辐条与所述轮辐中圈固定连接，所述轮辐中圈通过内辐条与所述轮辐内圈固定连接，四个专利中不同点在于外辐条和内辐条的布置方式不同，此种无气轮胎提高车辆行驶的安全性和可靠性，且能够同时保证制动和加速不滞后，但是轮辐外圈通过外辐条与轮辐中圈固定连接，轮辐中圈通过内辐条与轮辐内圈固定连接，这种无气轮胎存在缓冲力不足的缺点。

另外，授权公告号为CN106696605B的专利中公开了一种无气轮胎，包括橡胶胎面和轮辐，所述橡胶胎面套装在所述轮辐上，所述轮辐包括轮辐外圈、轮辐内圈和径向辐条，所述轮辐外圈通过所述径向辐条与所述轮辐内圈固定连接，所述任意相邻两根径向辐条之间还设有X形辅助辐条，同样存在轮胎缓冲力不足的缺点，另外，结构复杂，加工工艺繁琐。授权公告号为CN106515312B的专利中公开了一种无气轮胎，连接在轮辐外圈和轮辐内圈之间的辐条为网格状结构，同样存在轮胎缓冲力不足、结构复杂，加工工艺繁琐的缺点，当网格状辐条中有一条辐条发生断裂，会导致整个网格状辐条承受力受到较大影响，严重影响轮胎的使用寿命。

因此，有必要对现有的无气轮胎进行改进和优化。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理、简单、缓冲力良好、便于加工、拆装更换方便的无气轮胎，并给出其加工工艺。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种无气轮胎，包括轮毂，其特征在于：还包括内支撑件和轮胎主体，所述轮胎主体是采用聚氨酯橡胶浇注成型，并且内支撑件置于轮胎主体内；所述轮胎主体装配在轮毂上，两者的装配结合面上通过设置凹凸结构进行周向方向的定位；所述轮毂采用铝合金轮毂，轮毂中心处设置有用于安装汽车车轴的车轴孔，轮毂的一侧为凸边缘挡边结构，该凸边缘挡边结构用于对轮胎主体的一侧进行轴向定位，轮毂的另一侧通过螺栓连接有盖板；所述盖板将轮胎主体压紧在轮毂上，防止轮胎主体轴向移位。

优选的，所述内支撑件采用高强度网格帘子布和由带孔钢带制成的辅助支撑圈中的一种或两种。一方面高强度网格帘子布具有强度高、不怕扭曲等优点，选用高强度网格帘子布作为内支撑件能大大提升轮胎主体的强度和使用寿命；另一方面采用由带孔钢带制成的支撑圈作为内支撑件时，钢带上的孔洞在轮胎主体浇注时使浇注材料能在支撑圈的两侧相互流通，增加轮胎主体的强度，而且带孔钢带制成的支撑圈在行车过程中承受压力的平衡性比较好，增加其耐用性和安全性。

优选的，所述轮胎主体与地接触的面上设置有轮胎花纹。

优选的，所述轮胎主体为非完全实体结构。

优选的，所述高强度网格帘子布是采用强力粘胶纤维、聚酯纤维或聚酰胺纤维中的一种先加捻成帘子线，然后编织成网格帘子布，网格的尺寸为10*10mm至20*20mm之间。

本发明还提供另一技术方案：一种无气轮胎的生产工艺，其特征在于：包括轮胎主体浇注工艺，以及轮胎主体与轮毂的装配工艺；

轮胎主体浇注工艺步骤如下：

步骤一：备料：根据用于不同车型的轮胎主体型号确定聚氨酯预聚体与固化剂的比例，将聚氨酯预聚体与固化剂进行混合并搅拌均匀；

步骤二：模具预热至80-90℃；

所述模具包括上模、下模和液压合模盘；所述上模固定设置，所述下模安装在液压合模盘上；液压合模盘能上下升降，其上面中心处安装有模芯；所述上模的上方设置有顶杆机构，下模是由至少八块弧形板组合在一起形成一个和轮胎主体相匹配的浇注区域，弧形板能水平移动地安装在液压合模盘上；

步骤三：模具上加涂脱模剂，将内支撑件放在下模中；

步骤四：合模进行浇注；

步骤五：进行加压，一次硫化，保温；保温温度为120℃，硫化时间1小时；

步骤六：开模：首先弧形板向外四周拉开，顶杆机构向下顶推轮胎主体，同时液压合模盘连同下模向下移动，轮胎主体与上模脱离，取下轮胎主体；

步骤七：进行二次硫化，保温温度100℃，保温时间10小时；得到轮胎主体成品；

轮胎主体与轮毂的装配工艺为：利用压力机将轮胎主体套装在轮毂上，轮胎主体和轮毂周向装配结合面上通过凹凸结构进行周向方向的定位，然后将盖板通过螺栓和轮毂紧固在一起，对轮胎主体进行轴向定位，从而将轮胎主体紧固在轮毂上，完成装配。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：

1、轮胎主体采用聚氨酯橡胶浇注一体成型，并且内支撑件浇注在轮胎主体内，全封闭包裹的轮胎主体接近现有的有气轮胎形状，但是比有气轮胎安全可靠，强度高，耐磨性好，寿命长，适合大规模的自动化生产加工；

2、轮胎主体非完全实体结构的设计能增加轮胎的缓冲性能；

3、轮胎主体以套装式的方式装配在轮毂上，两者的周向装配结合面上通过设置凹凸结构进行周向方向的定位，轴向方向的定位是通过轮毂一侧设置的凸缘配合盖板组成法兰夹紧式的轴向固定方式；周向方向采用类似于花键结构凹凸结构进行定位，轴向方向采用法兰夹紧式进行定位，这种安装方法牢固，更换拆装方便，具有通用性，实用性，而国外生产商发布的轮胎主体与轮毂通常为一体设计，存在更换成本高的缺点；

4、轮胎主体加工工艺步骤设计合理，工艺简单，制造成本低；

5、最终安装完成，轮毂凸缘是在靠车辆外边的，轮胎主体在中间，盖板是在车辆的内侧，视觉效果好，美观，不易产生轮胎松动。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例1无气轮胎的立体结构示意图。

图2是本发明实施例1无气轮胎的***结构示意图。

图3是本发明实施例1中轮胎主体的结构示意图。

图4是本发明实施例1无气轮胎的横截面结构示意图。

图5是本发明实施例1中辅助支撑圈的平面结构示意图。

图6是本发明实施例1中模具的结构示意图。

图7是本发明实施例1中液压合模盘的结构示意图。

图8是本发明实施例1中无气轮胎的另一种结构形式。

图9是本发明实施例2中轮胎主体的结构示意图。

附图标记说明：轮胎主体1、轮毂2、小辅助支撑圈3、大辅助支撑圈4、盖板5、高强度网格帘子布6、上模7、下模8、液压合模盘9、顶杆机构10。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例1。

参见图1至图8。

本实施例为一种无气轮胎，包括轮毂2、内支撑件以及通过浇注一体成型的轮胎主体1。轮胎主体1进行浇注时，将内支撑件一同浇注在轮胎主体1内；轮胎主体1是采用聚氨酯材料浇注成型，轮胎主体1装配在轮毂2上，两者的装配结合面上通过设置凹凸结构进行周向方向的定位。

本实施例中，内支撑件选用高强度网格帘子布6和由带孔钢带制成的辅助支撑圈。辅助支撑圈设置两个，一个大辅助支撑圈4和一个小辅助支撑圈3，轮胎主体1中位于大辅助支撑圈4和小辅助支撑圈3之间的部分为非完全实体结构，非完全实体结构的设计能增加轮胎的缓冲性能。参考图4和图8，此为轮胎主体的两种结构形式。

本实施例中，高强度网格帘子布6分布设置在轮胎主体1中位于大辅助支撑圈4和小辅助支撑圈3之间的实体结构中，以及轮胎主体1中位于大辅助支撑圈4外侧的实体结构中，高强度网格帘子布6增加了轮胎主体1的强度和寿命。

本实施例中，高强度网格帘子布6可采用强力粘胶纤维、聚酯纤维或聚酰胺纤维中的一种先加捻成帘子线，然后编织成网格帘子布，网格的尺寸为10*10mm至20*20mm之间。高强度网格帘子布6具有强度高、不怕扭曲等优点，选用高强度网格帘子布作为内支撑件能大大提升轮胎主体的强度和使用寿命；另一方面采用由带孔钢带制成的辅助支撑圈作为内支撑件时，钢带上的孔洞在轮胎主体浇注时使浇注材料能在辅助支撑圈的两侧相互流通，可以防止大辅助支撑圈4或小辅助支撑圈3将其两侧的轮胎部分隔离开，从而能够增加轮胎主体的整体强度，而且带孔钢带制成的辅助支撑圈在行车过程中承受压力的平衡性比较好，增加其耐用性和安全性。

本实施例中，轮毂2采用铝合金轮毂，轮毂2中心处设置有用于安装汽车车轴的车轴孔，轮毂2的一侧为凸边缘挡边结构，该凸边缘挡边结构用于对轮胎主体1的一侧进行轴向定位，轮毂2的另一侧通过螺栓连接有盖板5；盖板5将轮胎主体1压紧在轮毂2上，防止轮胎主体1轴向移位。轮胎主体1以套装式的方式装配在轮毂2上，两者的周向装配结合面上通过设置凹凸结构进行周向方向的定位，轴向方向的定位是通过轮毂2一侧设置的凸缘配合盖板5组成法兰夹紧式的轴向固定方式；周向方向采用类似于花键结构凹凸结构进行定位，轴向方向采用法兰夹紧式进行定位，这种安装方法牢固，更换拆装方便，具有通用性，实用性，而国外生产商发布的轮胎主体与轮毂通常为一体设计，存在更换成本高的缺点。

本实施例中，轮胎主体1与地接触的面上设置有花纹，增加其防滑性和抓地力。

本实施例中，无气轮胎的生产工艺，包括轮胎主体浇注工艺，以及轮胎主体与轮毂的装配工艺。

轮胎主体浇注工艺步骤如下：

步骤一：备料：根据用于不同车型的轮胎主体型号确定聚氨酯预聚体与固化剂的比例，将聚氨酯预聚体与固化剂进行混合并搅拌均匀；

步骤二：模具预热至85℃；

模具包括上模7、下模8和液压合模盘9；所述上模7固定设置，所述下模8安装在液压合模盘9上；液压合模盘9能上下升降，其上面中心处安装有模芯（示意图未示出）；所述上模7的上方设置有顶杆机构10，下模8是由八块弧形板组合在一起形成一个和轮胎主体相匹配的浇注区域，弧形板能水平移动地安装在液压合模盘9上；考虑到轮胎主体1与地接触的面上设置的花纹的走向是非竖直向上的，因此八块弧形板设计为可向四周水平拉开的方式，以保证花纹的完整性；

步骤三：模具上加涂脱模剂，将大辅助支撑圈4、小辅助支撑圈3和高强度网格帘子布6放在下模8中；

步骤四：合模进行浇注；

步骤五：进行加压，一次硫化，保温；保温温度为120℃，硫化时间1小时；

步骤六：开模：首先弧形板向外四周拉开，顶杆机构10向下顶推轮胎主体1，同时液压合模盘9连同下模8向下移动，轮胎主体1与上模7脱离，取下轮胎主体1；

步骤七：进行二次硫化，保温温度100℃，保温时间10小时；得到轮胎主体成品。

轮胎主体1与轮毂2的装配工艺为：利用压力机将轮胎主体1套装在轮毂2上，轮胎主体1和轮毂2周向装配结合面上通过凹凸结构进行周向方向的定位，然后将盖板5通过螺栓和轮毂2紧固在一起，对轮胎主体1进行轴向定位，从而将轮胎主体1紧固在轮毂2上，完成装配。装配完成的无气轮胎的轮毂凸缘是在靠车辆外边的，轮胎主体在中间，盖板是在车辆的内侧，视觉效果好，美观，不易产生轮胎松动。

实施例2。

参见图9，此轮胎主体的设计原理与实施例1中的轮胎主体的原理相同，区别在于内支撑件选用高强度网格帘子布和一个辅助支撑圈，适用小型普通客车。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种无气轮胎，包括轮毂，其特征在于：还包括内支撑件和轮胎主体，所述轮胎主体是采用聚氨酯橡胶浇注成型，并且内支撑件置于轮胎主体内；所述内支撑件采用高强度网格帘子布和由带孔钢带制成的辅助支撑圈中的一种或两种；所述轮胎主体装配在轮毂上，两者的装配结合面上通过设置凹凸结构进行周向方向的定位；所述轮毂采用铝合金轮毂，轮毂中心处设置有用于安装汽车车轴的车轴孔，轮毂的一侧为凸边缘挡边结构，该凸边缘挡边结构用于对轮胎主体的一侧进行轴向定位，轮毂的另一侧通过螺栓连接有盖板；所述盖板将轮胎主体压紧在轮毂上，防止轮胎主体轴向移位。

2.根据权利要求1所述的无气轮胎，其特征在于：所述轮胎主体为非完全实体结构。

3.根据权利要求1所述的无气轮胎，其特征在于：所述轮胎主体与地接触的面上设置有花纹。

4.根据权利要求1所述的无气轮胎，其特征在于：所述高强度网格帘子布是采用强力粘胶纤维、聚酯纤维或聚酰胺纤维中的一种先加捻成帘子线，然后编织成网格帘子布，网格的尺寸为10*10mm至20*20mm之间。

5.一种如权利要求1-4任一权利要求所述的无气轮胎的生产工艺，其特征在于：包括轮胎主体浇注工艺，以及轮胎主体与轮毂的装配工艺；

轮胎主体浇注工艺步骤如下：

步骤一：备料：根据用于不同车型的轮胎主体型号确定聚氨酯预聚体与固化剂的比例，将聚氨酯预聚体与固化剂进行混合并搅拌均匀；

步骤二：模具预热至80-90℃；

所述模具包括上模、下模和液压合模盘；所述上模固定设置，所述下模安装在液压合模盘上；液压合模盘能上下升降，其上面中心处安装有模芯；所述上模的上方设置有顶杆机构，下模是由至少八块弧形板组合在一起形成一个和轮胎主体相匹配的浇注区域，弧形板能水平移动地安装在液压合模盘上；

步骤三：模具上加涂脱模剂，将内支撑件放在下模中；

步骤四：合模进行浇注；

步骤五：进行加压，一次硫化，保温；保温温度为120℃，硫化时间1小时；

步骤六：开模：首先弧形板向外四周拉开，顶杆机构向下顶推轮胎主体，同时液压合模盘连同下模向下移动，轮胎主体与上模脱离，取下轮胎主体；

步骤七：进行二次硫化，保温温度100℃，保温时间10小时；得到轮胎主体成品；

轮胎主体与轮毂的装配工艺为：利用压力机将轮胎主体套装在轮毂上，轮胎主体和轮毂周向装配结合面上通过凹凸结构进行周向方向的定位，然后将盖板通过螺栓和轮毂紧固在一起，对轮胎主体进行轴向定位，从而将轮胎主体紧固在轮毂上，完成装配。