CN102114755A - 一种弹性单元组合式轮胎 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种弹性单元组合式轮胎，它是由轮辋、橡胶空气弹簧、金属壳体、胎面胶组成，沿轮辋圆周上增设有一定数量的凸台，每个凸台上装有一个橡胶空气弹簧，每个橡胶空气弹簧的上端板装配有一个金属壳体，金属壳体的表面覆盖有胎面胶，相邻两个金属壳体末端之间采用铰链连接，由一个或一组橡胶空气弹簧、金属壳体及金属壳体表面覆盖的胎面胶组成一个弹性单元，一定数量的弹性单元及轮辋构成一条完整的轮胎。本发明的组合式轮胎在加工上可以节约大量的设备投资并降低技术难度，使用中弹性单元可快捷更换，寿命长，安全性好，承载能力可调整。
Description
技术领域
本发明属于轮胎领域，特别涉及一种大型组合式轮胎。
背景技术
随着世界范围内采矿业和水利、路桥等工程建设的高速发展，工程轮胎的产需不断提升，近几年来已经出现严重的供不应求。目前，轮胎的制作过程是由各胶布件的制备再经过胎胚的成型及硫化而成，随着载重吨位的提高，工程轮胎规格也日趋大型化，目前，巨型工程轮胎的外径已达到4米以上，这就需要相配套的大型轮胎成型机和轮胎硫化机来对其生产加工，所需设备投资和技术难度都很大，这也使得工程轮胎的造价非常昂贵；另一方面，工程轮胎长期在矿山、建筑工地等路况条件恶劣的地方不间断作业，且载重量大，致使胎面易磨损，胎体不耐刺扎、切割，极易导致轮胎早期因刺扎、切割而报废，从而影响到轮胎的行驶安全性能及使用寿命。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种制造过程完全不需要轮胎成型机和传统的轮胎定型硫化机等设备、只需制备出空气弹簧和金属壳体等核心部件、再按照顺序组装起来的轮胎产品，所制得的轮胎具备充气轮胎的所有功能；轮胎结构是可拆卸的，当空气弹簧囊体发生刺破时，只需对单个弹性单元进行更换，方便快捷，从而可延长轮胎的使用寿命，大幅度降低工程轮胎制造和使用成本。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种弹性单元组合式轮胎，主要由轮辋、橡胶空气弹簧、金属壳体、胎面胶组成，轮辋圆周设有一定数量并且带有螺孔的凸台，橡胶空气弹簧通过轮辋圆周上的凸台固定安装于轮辋上，橡胶空气弹簧等间距排列于轮辋圆周中心线上，每个橡胶空气弹簧上端板的上部同样设有带有连接螺孔的凸台，金属壳体通过橡胶空气弹簧上端板凸台与橡胶空气弹簧固定连接装配，金属壳体具有轮胎所要求的横向截面形状和纵向截面形状，每个金属壳体的外表面覆盖有一层胎面胶，胎面胶形成轮胎的花纹，胎面胶的外表面是圆弧面，其曲率半径即为轮胎的半径，圆弧的长度由组合单元个数确定，组合单元数为轮胎外圆的分段数，例如单元个数为八，则圆弧长度约等于轮胎外圆周长的八分之一，并保留一定量的运动间隙。相邻两金属壳体及胎面胶在末端相互插入，并通过金属壳体之间连接在一起，例如采用销轴的铰链连接，由一个或一组橡胶空气弹簧、金属壳体及壳体表面覆盖的胎面胶组成一个弹性单元，一定数量的弹性单元通过铰接构成一条完整的轮胎。当轮胎行走时，其驱动力、制动力、转向力等功能靠弹性单元实现，弹性单元是利用空气弹簧的工作原理。
本发明一种弹性单元组合式轮胎，其橡胶空气弹簧由其他弹性元件组替代，每一组弹性元件可以沿径向叠层设置多个单簧或者沿轴向并列设置多个弹簧，以提高轮胎的减振性能或提高承载能力。
本发明一种弹性单元组合式轮胎，为了提高其牵引性能，可以在金属壳体与轮辋之间采用辐条或软绳斜拉连接，也可以在橡胶空气弹簧内腔或相邻的橡胶空气弹簧之间另外设置专门的弹性元件来承担扭转载荷。
本发明一种弹性单元组合式轮胎，其作为胎面胶骨架的金属壳体可以用其他材料代替，例如高分子基复合材料。
本发明的有益效果是：1)由于轮胎采用单元组合式的设计，其制作过程将不再需要轮胎成型机、整胎定型硫化机等设备，只需制备出橡胶空气弹簧、金属壳体等核心部件，金属壳体表面的挂胶与胎面的硫化在小型的平板硫化机上即可完成。这对于生产大型工程轮胎来说可以节约大量的设备投资并降低技术难度。2)由于轮胎采用单元组合式的设计，可解决传统轮胎因刺扎、切割而早期报废的问题；当弹性单元中的空气弹簧囊体发生刺破时，只需对单个空气弹簧进行快捷地更换，从而不影响轮胎的寿命而极大地发挥它的价值。3)由于轮胎采用单元组合式的设计，可解决传统轮胎行驶时的安全性能问题；传统充气轮胎在行驶时会因为胎体刺破而发生爆胎，从而严重影响驾驶人员的人身安全，弹性单元组合式轮胎则会很大程度上抑制这种情况的发生，因为轮胎整体是由一定数量的弹性单元组合起来的，每个弹性单元相当于一个空气储囊，当一个弹性单元发生破裂时，其相邻两个弹性单元会因为张力作用自动承担负载，缓解破裂单元与地面接触时发生的胎体下陷，从而提高轮胎的安全性能。4)传统的充气轮胎其载荷指数是一定的，当轮胎的载荷指数满足不了车辆的承载需要时，则必须更换更大规格的轮胎，而空气弹簧的内压是可以调节的，因此，通过对空气弹簧内压的可变调节，可以使弹性单元组合式轮胎得到不同的载荷能力来满足不同载荷的需要，而不必更换轮胎的规格。
附图说明
图1是本发明一种弹性单元组合式轮胎的局部截面剖视图；
图2是本发明一种弹性单元组合式轮胎的弹性单元表面挂有胎面胶的金属壳体示意图；
图3是与图2所示弹性单元相邻的弹性单元表面挂有胎面胶的金属壳体示意图；
图4是本发明一种弹性单元组合式轮胎的组合示意图。
图中：1-轮辋，2-轮辋凸台，3-橡胶空气弹簧，4-凸台，5-金属壳体，6-胎面胶，7-铰链。
具体实施方式：
本发明一种弹性单元组合式轮胎主要由轮辋1、橡胶空气弹簧3、金属壳体5、胎面胶6组成，如图1所示，沿轮辋1圆周中心线上设有一定数量等间距排列的轮辋凸台2，橡胶空气弹簧3通过轮辋凸台2固定于轮辋1之上，在每个空气弹簧3上端板的上部同样设有其上带有螺孔的凸台4，金属壳体5通过凸台4与橡胶空气弹簧3固定装配，每个金属壳体5的表面覆盖有一段胎面胶6，相邻两金属壳体5末端之间采用铰链7连接，连接结构见图2和3所示。这样，每个橡胶空气弹簧3、金属壳体5及壳体表面覆盖的胎面胶6组成一个弹性单元，一定数量个弹性单元通过铰接构成一条完整的轮胎，图4所示弹性单元个数为八。
轮胎承载滚动：当弹性单元与地面接触时，橡胶空气弹簧3高度降低，内腔容积减小，橡胶空气弹簧3的刚度增加，内腔空气柱的有效承载面积加大，此时弹性单元的承载能力增加；当弹性单元离开地面时，橡胶空气弹簧3的高度升高，内腔容积增大，弹性单元又恢复到形变前的形状；当轮胎滚动至两弹性单元之间位置时，由于两壳体及胎面胶铰接处留有足够的间隙，所以壳体之间不会发生干涉现象，保证了轮胎滚动时的连续平稳。
Claims (6)
1.一种弹性单元组合式轮胎，其特征在于：它主要由轮辋、橡胶空气弹簧、金属壳体、胎面胶组成，轮辋圆周上设有一定数量并且带有螺孔的轮辋凸台，橡胶空气弹簧通过轮辋圆周的轮辋凸台固定安装于轮辋上，橡胶空气弹簧等间距排列于轮辋圆周中心线上，每个橡胶空气弹簧上端板的上部同样设有带有连接螺孔的凸台，金属壳体通过橡胶空气弹簧上端板凸台与橡胶空气弹簧固定连接装配，金属壳体具有轮胎所要求的横向截面形状和纵向截面形状，每个金属壳体的外表面覆盖有一层胎面胶，胎面胶形成轮胎的花纹，胎面胶的外表面是圆弧面，其曲率半径为轮胎的半径，圆弧的长度由组合单元个数确定，组合单元个数为轮胎外圆的分段数，相邻两金属壳体及胎面胶在末端相互插入，并通过金属壳体连接在一起。
2.根据权利要求1所述的一种弹性单元组合式轮胎，其特征在于：金属壳体连接采用销轴的铰链连接。
3.根据权利要求1所述的一种弹性单元组合式轮胎，其特征在于：橡胶空气弹簧由其他弹性元件组替代，每一组弹性元件沿径向叠层设置多个单簧或者沿轴向并列设置多个弹簧。
4.根据权利要求1所述的一种弹性单元组合式轮胎，其特征在于：在金属壳体与轮辋之间采用辐条或软绳斜拉连接。
5.根据权利要求1所述的一种弹性单元组合式轮胎，其特征在于：在橡胶空气弹簧内腔或在相邻的橡胶空气弹簧之间另外设置专门的弹性元件。
6.根据权利要求1所述的一种弹性单元组合式轮胎，其特征在于：金属壳体的材料用高分子基复合材料代替。
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