CN111002763A - 一种非充气车轮 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种非充气车轮，具体包括带有三角支撑结构的非充气轮胎和轮毂。所述非充气轮胎沿轮胎接地侧向内依次为胎冠、三角支撑体结构和胎内圈；所述胎冠与地面接触，从轮胎接地侧向内依次为胎面、冠带层、带束层和胎体帘布层；所述三角支撑体结构支撑所述胎冠，由三角形空间结构和圆形环带结构构成，所述三角形空间结构分为近地层结构、中间层结构和远地层结构；所述胎内圈外侧与三角支撑结构结合，内侧与轮毂装配；所述轮毂由轮辋、轮辐和轮盘组成。本发明所述三角支撑体结构有良好的形变特性，能够吸收来自外部的冲击载荷，提高车辆的乘坐舒适性和操纵稳定性。

Description

一种非充气车轮
技术领域
本发明涉及轮胎技术领域，特别涉及一种能够提高车辆乘坐舒适性和操纵稳定性的非充气车轮，具体包括一种带有三角支撑体结构的非充气轮胎和轮毂。
背景技术
轮胎经过一百多年的发展，分为充气轮胎和非充气轮胎两类。充气轮胎因其生产制造技术成熟和使用特性比较优良的特点被广泛的运用在车辆等需要移动的设备上。充气轮胎采用橡胶和轮辋密闭压缩空气实现对胎冠的支撑，因此使用过程中可能会出现胎压不足、轮胎被物体刺穿漏气和爆胎等工况。
非充气轮胎一般为实心轮胎，采用固体支撑物来代替充气轮胎中的压缩空气实现对胎冠的支撑，因此可以有效的避免充气轮胎中可能出现的胎压不足、刺穿和爆胎等问题。并且非充气轮胎中的固体支撑物一般沿轮胎轴向分布，相比充气轮胎的横向刚度大，可提高车辆的操纵稳定性。但是实心的非充气轮胎重量大，不利于车辆行驶的经济性，并且缓冲性能差，乘坐舒适性差。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种非充气车轮，具有耐刺穿、防爆胎和缓冲性好的优点，可以提高车辆的经济性、乘坐舒适性和操纵稳定性。
本发明采用的技术方案如下：
本发明所述的非充气车轮，包括带有三角支撑体结构的非充气轮胎和轮毂。
进一步的，所述带有三角支撑结构的非充气轮胎沿轮胎径向向内依次为胎冠、三角支撑体结构和胎内圈。
进一步的，所述胎冠与地面接触，从轮胎接地侧向内依次为胎面、冠带层、带束层和胎体帘布层；胎冠上开有凹槽花纹，所开凹槽花纹深度要大于胎冠总厚度的1/3，小于胎冠总厚度的1/2，起到排水和增大摩擦力的作用。
进一步的，所述三角支撑体结构，支撑所述胎冠；所述三角支撑体由圆形环带结构和三角形空间结构构成；所述三角形空间结构按环形阵列方式排布，其中一个三角形空间结构所占的角度为6°。
进一步的，沿轮胎接地侧向内，所述圆形环带结构分为外层圆形环带和内层圆形环带；所述三角形空间结构分为近地层结构、中间层结构和远地层结构。
进一步的，所述外层圆形环带与所述胎冠之间的三角形空间结构为近地层结构；所述内层圆形环带和所述胎内圈之间的三角形空间结构为远地层结构；所述内层圆形环带和所述外层圆形环带之间的三角形空间结构为中间层结构。所述近地层结构与胎冠结合，所述远地层结构与胎内圈结合。
进一步的，所述近地层结构和中间层结构的大小在三角支撑体结构中占得比例相等，所述远地层结构的大小在整个三角支撑体结构中占得比例要大于2/5小于1/2。
进一步的，所述胎内圈外侧与三角支撑体结构结合，内侧与轮毂装配，所述胎内圈内侧的两个端面处开有与轮毂装配的凹槽。
进一步的，所述胎内圈与轮辋通过凹槽过盈配合并使用聚氨酯胶粘结，为提高耐磨性，胎冠和胎内圈选用橡胶材料采用压延硫化工艺制成，所述三角支撑体结构的材质为聚氨酯，采用模具浇注工艺制成；具体为将已经制造好的胎冠和胎内圈按同心圆位置放入所述模具底座，装配所述模具套筒与所述模具盖板，然后将聚氨酯胶料通过所述模具盖板入料口倒入，然后施加压力使三角支撑体结构更加紧密，聚氨酯材料与所述胎冠和所述胎内圈互相渗透产生化学反应结合在一起。
进一步的，轮毂由轮辋、轮辐和轮盘组成；所述轮辋表面开有凹槽，用于装配所述非充气轮胎；所述轮毂为铝合金材质，采用低压精密铸造法制作；采用低压精密铸造法铸造的轮毂成品率高、成形性好、轮廓清晰、密度均匀、表面光洁。
进一步的，所述制备非充气轮胎的模具，包括模具盖板、模具套筒和模具底座三部分，所述模具的三个部分通过螺栓装配；所述模具盖板上有入料孔、用于装配模具底座的内部凹槽与内部螺孔和装配模具套筒的外部凹槽与外部螺孔；所述模具套筒为中空圆柱体，上下两端有装配螺孔；所述模具底座上有生成所述三角支撑体空间结构的凸起和装配所述模具套筒的下部螺孔与下部凹槽和装配所述模具盖板的上部螺孔。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
(1)本发明的非充气车轮相比其他非充气车轮，具有较好的形变特性，能够较好的吸收外部载荷冲击，能够提高车辆的乘坐舒适性和操作稳定性，并且质量较低，能提高燃油经济性，且使用环保型聚氨酯材料对环境保护和能源利用具有重要意义。
(2)运用本发明的模具以及设计的生产工艺路线进行非充气轮胎的生产，可以大大减少轮胎的生产制造流程，生产方便并且生产效率大幅度提高。
附图说明
图1为本发明所述非充气车轮结构示意图；
图2为本发明所述非充气轮胎结构示意图；
图3为本发明所述胎冠结构示意图；
图4为本发明所述三角支撑体结构示意图；
图5为本发明所述轮毂结构示意图；
图6为本发明所述模具装配结构示意图；
图7为本发明所述模具盖板结构示意图；
图8为本发明所述模具套筒结构示意图；
图9为本发明所述模具底座结构示意图。
图中：1、非充气轮胎；1-1、胎冠；1-1-1为胎面；1-1-2、冠带层；1-1-3、带束层；1-1-4、胎体帘布层；1-2、三角支撑体结构；1-2-1、三角形空间结构；1-2-1a、近地层结构；1-2-1b、中间层结构；1-2-1c、远地层结构；1-2-2、圆形环带结构；1-2-2a、外层圆形环带；1-2-2b、内层圆形环带；1-3、胎内圈；2、轮毂；2-1、轮辋；2-2、轮辐；2-3、轮盘；3、模具；3-1、模具盖板；3-1-1、模具盖板上装配模具套筒的外部凹槽；3-1-2、模具盖板上装配模具套筒的外部螺孔；3-1-3、模具盖板上装配模具底盘的内部凹槽；3-1-4、模具盖板上装配模具底盘的内部螺孔；3-1-5、入料孔；3-2、模具套筒；3-3、模具底座；3-3-1、模具底盘上生成三角支撑空间结构的凸起；3-3-2、模具底座上装配模具套筒的下部螺孔；3-3-3、模具底座上装配模具套筒的下部凹槽；3-3-4、模具底座上装配模具盖板的上部螺孔。
具体实施方式
一种非充气车轮，具体包括如图1所示的带有三角支撑结构的非充气轮胎1和轮毂2。
如图2所示，所述非充气轮胎1沿轮胎接地侧向内依次为胎冠1-1、三角支撑体结构1-2和胎内圈1-3。
如图3所示，所述胎冠1-1与地面接触，从轮胎接地侧向内依次为胎面1-1-1、冠带层1-1-2、带束层1-1-3和胎体帘布层1-1-4；所述胎冠1-1上开有凹槽花纹，凹槽花纹的深度要大于所述胎冠总厚度的1/3，小于胎冠总厚度的1/2，起到排水和增大摩擦力的作用。
如图4所示，所述三角支撑体结构1-2，支撑所述胎冠1-1；所述三角支撑体结构1-2由三角形空间结构1-2-1和圆形环带结构1-2-2构成；沿轮胎接地侧向内，所述三角形空间结构1-2-1分为近地层结构1-2-1a、中间层结构1-2-1b和远地层结构1-2-1c；所述圆形环带结构1-2-2分为外层圆形环带1-2-2a和内层圆形环带1-2-2b。
如图4所示，所述外层圆形环带1-2-2a与所述胎冠1-1之间的结构为近地层结构1-2-1a；所述内层圆形环带1-2-2b和所述胎内圈1-3之间的结构为远地层结构1-2-1c；所述内层圆形环带1-2-2b和所述外层圆形环带3-2a之间的结构为中间层结构1-2-1b；所述近地层结构1-2-1a与胎冠1-1结合，所述远地层结构1-2-1c与胎内圈1-3结合。
如图4所示，所述三角形空间结构1-2-1按环形阵列方式排布，其中一个三角形空间结构所占的角度为6°；所述近地层结构1-2-1a和中间层结构1-2-1b的大小在三角支撑体结构中占得比例相等，远地层结构1-2-1c的大小在整个三角支撑体结构中占得比例要大于2/5小于1/2。
如图1、图2和图5所示，所述胎内圈1-3外侧与三角支撑体结构1-2结合，外侧与轮毂2装配，所述胎内圈1-3内侧两个端面处开有与轮毂2装配的凹槽；所述胎内圈2-3采用过盈配合并使用聚氨酯粘合剂和轮辋2-1粘结，为提高耐磨性，胎冠1-1和胎内圈1-3选用橡胶材料采用压延硫化工艺制成，所述三角支撑体结构1-2的材质为聚氨酯，采用模具浇注工艺制成。
如图5所示，所述轮毂2由轮辋2-1、轮辐2-2和轮盘2-3组成；所述轮辋2-1表面开有凹槽，用于装配所述非充气轮胎1；所述轮毂2为铝合金材质，采用低压精密铸造法制作；采用低压精密铸造法铸造的轮毂成品率高、成形性好、轮廓清晰、密度均匀、表面光洁；采用铝合金材质的轮毂质量轻，符合轻量化的设计理念。
如图6所示，所述制备非充气轮胎1的模具3，包括模具盖板3-1、模具套筒3-2和模具底座3-3三部分；所述模具的三个部分通过螺栓装配；如图7所示，所述模具盖板3-1上有装配模具套筒3-2的外部凹槽3-1-1与外部螺孔3-1-2，以及装配模具底座3-3的内部凹槽3-1-3与内部螺孔3-1-4；如图8所示所述模具套筒3-2为中空圆柱体，上下两端有装配螺孔；如图9所示，所述模具底座3-3上有生成所述三角支撑体空间结构的凸起3-3-1、装配所述模具套筒3-2的下部螺孔3-3-2与下部凹槽3-3-3和装配所述模具盖板3-1的上部螺孔3-3-4。
具体浇注工艺为，先在所述模具套筒3-2内壁和所述三角支撑体空间结构的凸起3-3-1上均匀涂抹脱模剂，将已经制造好的胎冠1-1和胎内圈1-3按同心圆位置放入所述模具底座3-3，将所述模具套筒3-2和模具底座3-3通过螺栓装配在一起形成空腔，用螺栓将模具盖板3-1装配到所述模具底座3-3和模具套筒3-2上，然后立即将聚氨酯胶料通过所述模具盖板的入料口3-1-5倒入所述空腔，施加压力使三角支撑体结构1-2更加紧密，聚氨酯材料与所述胎冠1-1和所述胎内圈1-3互相渗透产生化学反应结合在一起。
非充气轮胎1的模具起模阶段为，卸下全部螺栓，拆除模具盖板3-1和模具套筒3-2，然后固定模具底座3-3，采用专制夹具均匀布置于胎面1-1-1周围，并在模具底座3-3和非充气轮胎1侧面接触区插入翘板配合专制夹具使非充气轮胎1与模具底座3-3分离。
以上实施方式仅为本发明的最佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的修改与变化，均在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种非充气车轮，其特征在于：包括具有三角支撑体结构的非充气轮胎(1)和轮毂(2)；所述具有三角支撑体结构的非充气轮胎(1)沿轮胎接地侧向内依次为胎冠(1-1)、三角支撑体结构(1-2)和胎内圈(1-3)；所述三角支撑体结构(1-2)由三角形空间结构(1-2-1)和圆形环带结构(1-2-2)构成；所述胎内圈(1-3)外侧与所述三角支撑体结构(1-2)结合，内侧与轮毂(2)装配；所述轮毂(2)由轮辋(2-1)、轮辐(2-2)和轮盘(2-3)组成。
2.根据权利要求1所述的非充气车轮，其特征在于：所述胎冠(1-1)由胎面(1-1-1)、冠带层(1-1-2)、带束层(1-1-3)和胎体帘布层(1-1-4)组成；所述胎冠(1-1)上开有凹槽花纹，所开的凹槽花纹深度要大于胎冠(1-1)总厚度的1/3，小于胎冠(1-1)总厚度的1/2。
3.根据权利要求1所述的非充气车轮，其特征在于：所述三角形空间结构(1-2-1)按环形阵列方式排布，每个三角形空间结构所占的角度为6°。
4.根据权利要求1所述的非充气车轮，其特征在于：所述三角形空间结构(1-2-1)分为近地层结构(1-2-1a)、中间层结构(1-2-1b)和远地层结构(1-2-1c)；所述圆形环带结构(1-2-2)由外层圆形环带(1-2-2a)和内层圆形环带(1-2-2b)构成；所述外层圆形环带(1-2-2a)与所述胎冠(1-1)之间的结构为近地层结构(1-2-1a)；所述内层圆形环带(1-2-2b)和所述胎内圈(1-3)之间的结构为远地层结构(1-2-1c)；所述外层圆形环带(1-2-2a)和所述内层圆形环带(1-2-2b)之间的结构为中间层结构(1-2-1b)。
5.根据权利要求1所述的非充气车轮，其特征在于：所述近地层结构(1-2-1a)和中间层结构(1-2-1b)的大小在整个三角支撑体结构(1-2)中所占比例相等，远地层结构(1-2-1c)的大小在整个三角支撑体结构(1-2)中所占比例要大于2/5小于1/2。
6.根据权利要求1所述的非充气车轮，其特征在于：所述三角支撑体结构(1-2)的材质为聚氨酯，采用模具浇注工艺与所述胎冠(1-1)和所述胎内圈(1-3)结合在一起。
7.根据权利要求1所述的非充气车轮，其特征在于：所述非充气轮胎(1)通过胎内圈(1-3)装配到轮毂(2)上，所述胎内圈(1-3)内侧的两个端面处开有与轮毂装配的凹槽。
8.根据权利要求1所述的非充气车轮，其特征在于：所述轮毂(2)由轮辋(2-1)、轮辐(2-2)和轮盘(2-3)组成；所述轮辋(2-1)表面开有凹槽，用于装配所述非充气轮胎(1)；所述轮毂(2)为铝合金材质，采用低压精密铸造工艺制作。
9.一种制作权利要求1所述非充气轮胎的模具(3)，其特征在于：所述模具(3)包括模具盖板(3-1)、模具套筒(3-2)和模具底座(3-3)三部分；所述模具盖板(3-1)上有装配模具套筒(3-2)的外部凹槽(3-1-1)与外部螺孔(3-1-2)，以及装配模具底座(3-3)的内部凹槽(3-1-3)与内部螺孔(3-1-4)；所述模具底座(3-3)上有生成所述三角支撑体结构的凸起(3-3-1)、装配模具套筒(3-2)的下部螺孔(3-3-2)与下部凹槽(3-3-3)和装配模具盖板(3-1)的上部螺孔(3-3-4)；所述模具套筒(3-2)和模具底座(3-3)装配形成空腔，所述模具盖板(3-1)上的入料孔(3-1-5)与上述空腔连通。
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