CN104260598B - 车辆轮胎及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新型车辆轮胎及其生产方法，包括内圈、中圈(保持架)、弹性辐条、胶圈。通过将内圈与中圈(保持架)的配合，将弹性辐条镶嵌在中圈(保持架)的槽隙内，弹性辐条的翘角啮合在内圈和中圈(保持架)的缝隙内。利用金属的弹性来取代原充气式轮胎的弹性，将轮毂与轮胎制作成一个可分可合的轮胎总成，由于免除了轮胎的充气，在遇到锐器、玻璃碴等的穿刺轮胎表面胶圈时，不存在爆胎、泄气的问题；使得车辆在运行时避免了因爆胎、泄气问题所产生的危险。
Description
技术领域
本发明涉及车辆制造领域，特别是涉及一种全天候、全地形、防爆、抗扎、免充气的车辆轮胎及其生产方法。
背景技术
由于车辆行驶过程中面临各种路况，而各种路况中难免隐藏着尖锐的物品，例如：铁屑、铁钉、竹签、玻璃碴等等，轻则造成充气轮胎漏气、重则造成轮胎爆裂；尤其在高速行驶时，轮胎爆裂是一件非常危险和可怕的事情，每年由于轮胎爆裂造成的财产损失和人员伤亡不计其数；为此，无数的有识之士从事着车辆轮胎的全天候、全地形、防爆、抗扎、免充气的技术研究；在他们的研究中，不乏有内衬钢板、内置涂层、用圆弧型弹性钢板替代充气胎外覆车胎胶皮、实芯胎等；它们主要存在的问题在于：轮毂易受损、难以量产或制造成本高等；例如：在铝合金轮毂上打孔、在胶皮上用螺栓连接，思路非常清晰，但轮毂受损影响了轮毂的强度，与胶皮连接的螺栓一旦胶皮磨损螺栓外裸就会影响正常行驶。难于实现产品的工业化量产。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是对传统充气轮胎进行技术创新，彻底有效地解决传统轮胎存在易爆胎、易泄气、易扎破、需充气的问题，并达到充分利用金属材料和胶质材料的特性来提高车辆安全运行的目的。
一种新型车辆轮胎，包括中圈、内圈、弹性辐条和胶圈；所述弹性辐条自身的底部的凸出部分插入相邻弹性辐条的槽孔之内，组成由弹性辐条及其弹性辐条底部构成的成型弹性辐条圈；每个所述弹性辐条上端嵌入所述中圈的镶嵌槽内，所述弹性辐条与所述中圈焊接、铆接、或螺丝固定连接；进行胶圈包覆充填，形成一个整体轮胎外壳；将所述内圈嵌入已由所述中圈、所述弹性辐条组成的内型腔内。
一种新型车辆轮胎的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
将弹性辐条自身的底部的凸出部分插入相邻弹性辐条的槽孔之内，组成由弹性辐条及其弹性辐条底部构成的成型辐条圈；
将每个弹性辐条上端嵌入中圈的镶嵌槽内，然后对弹性辐条与中圈进行焊接、铆接、或螺丝连接处理，构成了一个轮胎的内部基础；
然后进行矫正和外观处理，再进行胶圈包覆充填，形成一个整体轮胎外壳；
将内圈嵌入已由中圈、弹性辐条、胶圈组成的整体轮胎外壳的由中圈、弹性辐条组成的内型腔内，完成了一个轮毂和轮胎的总成。
本发明的积极效果：
内圈和中圈(保持架)是由金属或高分子材料制成，内圈和中圈(保持架)的配合起到与车辆传动轴连接的作用，将动力传递给轮胎进行运行；
辐条是由高强度弹性金属或高分子材料制成，起到将内圈和中圈(保持架)与胶圈连接的作用，更主要的是替代充气轮胎与地面接触时的减震和弹性缓冲作用；同时，也是微积分圆的结构构成，也是抗扎穿、抗刺穿的主要部件；对应不同车辆行驶的需求，对辐条进行对应的数量、强度、扭转角度的设计可以满足车辆使用要求。
胶圈通过与辐条之间的技术、工艺结合，起到轮胎与地面接触的传递行驶动力的作用；由于是免除了充气，所以，它在遇到锐器、玻璃碴等的穿刺时，不存在爆胎、泄气的问题，从而，在可能存在诸如铁钉、竹签、玻璃碴等不良环境下也能安然通过。通过本发明轮胎及胶圈表面胎纹、胶圈强度的设计，可以适应不同车辆对不同气候状况、各种路面情况的要求。
附图说明
图1为本发明基本方案所述的总图正视图，
其中：1为保持架(中圈)，2为内圈，3为弹性辐条，4为胶圈，5安装螺栓孔。
图2为本发明基本方案所述的总图侧视图。
图3为本发明基本方案所述的保持架(中圈)正视图。
图4为本发明基本方案所述的保持架(中圈)侧视图。
图5为本发明基本方案所述的内圈正视图。
图6为本发明基本方案所述的内圈侧视图。
图7为本发明基本方案所述的辐条正视图。
图8为本发明基本方案所述的辐条侧视图。
图9为本发明基本方案所述的辐条与辐条镶嵌示意图。
图10为本发明基本方案所述的胶圈正视图。
图11为本发明基本方案所述的胶圈侧视图。
图12为本发明第一方案所述的总图正视图，
其中：11为保持架(中圈)，12为内圈，13为弹性辐条，14为胶圈，15安装螺栓孔。
图13为本发明第一方案所述的总图侧视图。
图14为本发明第一方案所述的保持架(中圈)正视图。
图15为本发明第一方案所述的保持架(中圈)侧视图。
图16为本发明第一方案所述的内圈正视图。
图17为本发明第一方案所述的内圈侧视图。
图18为本发明第一方案所述的辐条正视图。
图19为本发明第一方案所述的辐条侧视图。
图20为本发明第一方案所述的辐条与辐条镶嵌示意图。
图21为本发明第一方案所述的胶圈正视图。
图22为本发明第一方案所述的胶圈侧视图。
图23为本发明第二方案所述的总图正视图，
其中：21为保持架(中圈)，22为内圈，23为弹性辐条，24为胶圈，25安装螺栓孔。
图24为本发明第二方案所述的总图侧视图。
图25为本发明第二方案所述的保持架(中圈)正视图。
图26为本发明第二方案所述的保持架(中圈)侧视图。
图27为本发明第二方案所述的内圈正视图。
图28为本发明第二方案所述的内圈侧视图。
图29为本发明第二方案所述的辐条正视图。
图30为本发明第二方案所述的辐条侧视图。
图31为本发明第二方案所述的辐条与辐条镶嵌示意图。
图32为本发明第二方案所述的胶圈正视图。
图33为本发明第二方案所述的胶圈侧视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
请参照图1-2，一种新型车辆轮胎，包括中圈(保持架)1、内圈2、弹性辐条3、胶圈4。弹性辐条3自身的底部的凸出部分插入相邻弹性辐条3的槽孔之内，组成由弹性辐条及其弹性辐条底部构成的成型弹性辐条圈。每个弹性辐条3上端嵌入中圈(保持架)1的镶嵌槽内，弹性辐条3与中圈(保持架)1焊接、铆接、或螺丝固定连接，这样就组构成一个轮胎的内部基础。进行矫正和外观处理后，再进行胶圈4包覆充填，形成一个整体轮胎外壳。将内圈2嵌入已由中圈(保持架)1、弹性辐条3、胶圈4组成的整体轮胎外壳的由中圈(保持架)1、弹性辐条3组成的内型腔内，这样就完成了一个轮毂和轮胎的总成。
中圈(保持架)1还起到在中心保持和固定辐条的作用。总之中圈(保持架)1和内圈2与车辆的传动轴通过固定用螺栓孔5连接，起到传递动力的作用，内圈2起到对中圈(保持架)1、弹性辐条3结合件支撑作用，弹性辐条3起到避震、缓冲、替代充气轮胎的弹性作用；外部胶圈起到与地面接触抓地力和缓冲作用。
如图3-11所示，其中：
1、内圈：采用模压、浇铸或压铸一次成型的方式，再进行精加工，使其达到产品要求；
2、中圈(保持架)：采用模塑、冲压一次成型的方式或金加工的方式，使其达到产品精度，并保持产品的一致性和对称性；
3、辐条：使用精确切割、模具冲压、热处理调质或其它生产方式使其确保产品外观和材质的一致性和对称性；确保轮胎的弹性、承载力、耐冲击力和抗疲劳能力；辐条与辐条间采用自由镶嵌式定位连接，既确保辐条的相对关系，又保证了辐条间的稳定；且在辐条与填充胶啮合部位进行透孔处理，确保辐条与填充胶有机地结合。
4、胶圈与辐条之间的啮合：采用高强度编织带(金属或合成材料)将辐条有机地连接(既保留辐条间的力学释放空间、又确保辐条外缘的对应关系、同时还要确保与填充胶的有机啮合)；
5、胶圈：当中圈(保持架)、辐条结合后，尤其是辐条外缘间连接完成后，对辐条的透孔进行技术处理，以确保填充胶通过透孔形成整体，然后将初具成型的轮胎结合体放入模具，进行胶圈充填，使得充填胶符合轮胎的技术和工艺要求，满足产品的质量品质；
6、内圈、中圈(保持架)、辐条间的结合：采用啮合镶嵌，螺栓、铆接、焊接等技术进行对应连接处理；
防腐处理：对金属表面进行渗碳、磷化、发黑、氮化、涂钛等防腐工艺处理，确保金属表面不被氧化和腐蚀，同时对金属表面进行钝化或亮化处理，确保产品的外观和美化。
本发明所涉及轮胎品种繁杂，在设计时仅是在众多品种中选取了一件样品作为示意；根据车辆的不同，需要对轮胎进行具体设计如下：
一、轮胎与传动轴连接的内圈、中圈(保持架)的直径、厚度、宽度、深度、连接(安装)螺栓孔数量、镶嵌槽的位置(包括角度和方向)、紧固方式、工艺操作方式都有所不同，其耐颠簸、抗冲击力的具体要求也有所不同，在此就不一一赘述，仅作一个简述而已。
二、关于辐条的数量、形式、扭曲角度、长度、宽度、厚度、弧度、结构采用(镶嵌、铆接、焊接、螺栓连接、紧固)等连接方式、耐颠簸、抗冲击力也需要因车辆的不同而进行具体的设计和制造。为了增强辐条的性能和提高材料的利用率，对辐条还可以进行加强筋的处理；为了提高辐条的受力强度、分散承载力，制造时可以对辐条进行嵌入角度调整；为了避免辐条镶嵌中脱扣，可以进行防脱扣保护；为了避免辐条与辐条间的异物夹杂，必须对辐条底部进行胶体充填；从而确保避免辐条受损、变形、移位等情况的发生。
三、胶圈的厚度、宽度、胎纹、纹深、包覆和倒角弧度、抓地附着力和面积也同样随着轮胎的适用车辆及其适用场合需要进行具体的分类设计。
四、这些具体的分类设计还包括车辆的自重、载重、运行方式、外部环境(例如：耐酸、耐碱、耐油脂、耐腐蚀、耐辐射、高温、极寒)应用。轮胎的常规使用和特殊使用在制造成本上是有着本质的区别的，军事需求、越沟过坎、爬坡涉水车辆本身及其对轮胎的具体要求也各不相同，为此，特殊用途的轮胎也应根据具体要求进行特殊设计。
另外，本发明在进行基本型设计时考虑到降低客户的使用成本，进行了另外两套方案的扩展设计——将中圈(保持架)与内圈之间采用了镶嵌设计，以便于轮胎的拆卸和更换；本发明轮胎在胎面磨损时，只要轮毂和辐条满足设计时的力学要求，可以进行胶圈翻新，这样一来，可以提高轮胎的再利用率。为此，附；一组基本方案图(图1-图11)、一组第一方案图(图13-图22)、一组第二方案图(图14-图33)，充分显示了整个设计的发展和思路走向成熟的过程。
基本方案与第一方案的区别在于：
1.辐条镶嵌入中圈(保持架)和内圈的镶槽方向不同；
2.辐条镶入的端部不同；
所以，辐条的支撑力有所不同，加工要求不同。
第一方案与第二方案的区别在于：
1.中圈(保持架)和内圈的直径放大；
2.辐条支撑圆弧直径减小，增加了辐条密度(数量)；
所以，加强了辐条的抗压力，同时也可以降低辐条的厚度。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种车辆轮胎，其特征在于，包括中圈、内圈、弹性辐条和胶圈；所述弹性辐条自身的底部的凸出部分插入相邻弹性辐条的槽孔之内，组成成型弹性辐条圈；每个所述弹性辐条轮毂端嵌入所述中圈的镶嵌槽内，所述弹性辐条与所述中圈焊接、铆接、或螺丝固定连接；进行胶圈包覆充填，形成一个整体轮胎外壳；将所述内圈嵌入已由所述中圈、所述弹性辐条组成的内型腔内，完成了一个轮毂和轮胎的总成；所述中圈起到在中心保持和固定辐条的作用；所述中圈和所述内圈与车辆的传动轴通过固定用螺栓孔连接，起到传递动力的作用；所述内圈起到对中圈、弹性辐条结合件支撑作用，弹性辐条起到避震、缓冲、替代充气轮胎的弹性作用；所述中圈即为保持架，采用模塑或冲压一次成型的方式，使其达到产品精度，并保持产品的一致性和对称性；所述内圈采用模压、浇铸或压铸一次成型的方式，再进行精加工，使其达到产品要求。
2.根据权利要求1所述的车辆轮胎，其特征在于，所述中圈采用精加工的方式，使其达到产品精度，并保持产品的一致性和对称性。
3.根据权利要求1所述的车辆轮胎，其特征在于，所述辐条使用精确切割、模具冲压、热处理调质，使其确保产品外观和材质的一致性和对称性；确保轮胎的弹性、承载力、耐冲击力和抗疲劳能力；辐条与辐条间采用镶嵌式定位连接，既确保辐条的相对关系，又保证了辐条间的稳定；且在辐条与填充胶啮合部位进行透孔处理，确保辐条与填充胶有机地结合。
4.根据权利要求3所述的车辆轮胎，其特征在于，胶圈与辐条之间的啮合：采用高强度编织带，即金属，将辐条有机地连接。
5.根据权利要求1所述的车辆轮胎，其特征在于，当内圈、中圈、辐条结合，辐条外缘间连接完成后，对辐条的透孔进行技术处理，以确保填充胶通过透孔形成整体，然后将初具成型的轮胎结合体放入模具，进行胶圈充填，使得充填胶符合轮胎的技术和工艺要求，满足产品的质量品质。
6.根据权利要求1所述的车辆轮胎，其特征在于，所述内圈、中圈、辐条间的结合：采用螺丝、或铆接、或焊接技术进行对应连接处理。
7.根据权利要求1所述的车辆轮胎，其特征在于，还包括防腐处理：对金属表面依次进行渗碳、磷化、发黑、氮化、涂钛防腐工艺处理，确保金属表面不被氧化和腐蚀，同时对金属表面进行钝化或亮化处理，确保产品的外观和美化。
8.一种车辆轮胎的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
将弹性辐条自身的底部的凸出部分插入相邻弹性辐条的槽孔之内，组成成型弹性辐条圈；
将每个弹性辐条轮毂端嵌入中圈的镶嵌槽内，然后对弹性辐条与中圈进行焊接、铆接、或螺丝连接处理，构成了一个轮胎的内部基础；
进行矫正和外观处理，再进行胶圈包覆充填，形成一个整体轮胎外壳；
将内圈嵌入已由中圈、弹性辐条、胶圈组成的整体轮胎外壳的由中圈、弹性辐条组成的内型腔内，完成了一个轮毂和轮胎的总成。
9.根据权利要求8所述的一种车辆轮胎的生产方法，其特征在于，所述中圈起到在中心保持和固定辐条的作用；所述中圈和所述内圈与车辆的传动轴通过固定用螺栓孔连接，起到传递动力的作用；所述内圈起到对中圈、弹性辐条结合件支撑作用，弹性辐条起到避震、缓冲、替代充气轮胎的弹性作用；外部胶圈起到缓冲作用。
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