CN111055635A - 一种赵州桥式封闭非充气轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明属于轮胎技术领域，公开一种赵州桥式封闭非充气轮胎。沿轮胎径向方向由外到内依次包括胎冠、胎侧、桥式支撑体、散热孔；所述胎冠包括胎面、冠带层、1号带束层、2号带束层；所述胎面包括胎面花纹、胎面花纹沟；所述桥式支撑体包括立柱、主拱，副拱、大侧拱、小侧拱；立柱和副拱与主拱连通并共同支撑主拱，大侧拱、小侧拱架于主拱两肩并与主拱连通；所述散热孔于浇注成型后打孔，用于内部散热；所述非充气轮胎采用封闭式设计，有效避免沙石污物的进入。轮胎成型采用模具浇注工艺，桥式支撑体一体成型。该生产工艺使所述非充气轮胎结构可靠，承载特性好，生产工艺简单，可实现自动化生产，且生产效率高，并有效节省原料。

Description

一种赵州桥式封闭非充气轮胎

技术领域

本发明属于轮胎技术领域，具体涉及一种赵州桥式封闭非充气轮胎。

背景技术

自1888年邓禄普推出第一款充气自行车胎以来，“沉睡”了40多年的充气轮胎再一次被“唤醒”，充气轮胎成功安装到自行车上，开启了一个新的充气轮胎的时代。目前为止，充气轮胎在世界轮胎市场已经占据了100多年的主导地位，主要因为充气轮胎相较于刚性车轮有四个主要优势：低垂直刚度、低接触压力、低质量、和在粗糙表面的低能量损失。然而随着时代的发展以及人们对舒适性要求的提高，充气轮胎的缺点也一步步显漏出来：充气胎内部气压需要适时维护，易爆胎造成灾难性损坏，制造程序复杂。因而，一些工程师们提出通过填充弹性体或者构造多边形辐条来替代充气轮胎的空气，从而产生了Tweel车轮、蜂窝辐条车轮、机械弹性车轮等一系列非充气车轮。非充气轮胎的发明打破了传统充气轮胎的一系列诟病，并有效提高了汽车的燃油经济性、操纵稳定性以及乘坐舒适性。然而，新生非充气轮胎在提供这些便利的同时，也存在减震、承载、散热效果差的缺点，尤其是非充气轮胎支撑结构裸露在外，如果进入沙石、泥土等异物，会影响支撑体弹性性能，以致影响行车安全甚至支撑结构直接卡断。

本发明赵州桥式封闭非充气轮胎显著改善了上述缺点。由内部支撑结构桥式支撑体代替充气轮胎的充气压力，避免了传统充气轮胎易爆胎的缺陷。轮胎整体采用封闭式设计，一方面避免了行驶过程中沙石污物的进入，增强了非充气轮胎的内部保护性能，提高了轮胎的使用寿命；另一方面有效避免了行驶过程中易产生较大空气阻力的缺陷，并有效降低了噪音。散热孔于轮胎成型后打孔，有效提高非充气轮胎的散热性能。内部支撑结构桥式支撑体仿赵州桥敞肩拱形结构设计，有效改善了非充气轮胎的承载性能并增强了结构稳定性。赵州桥特有的伏拱结构，有力的帮助大弧拱调整了载荷分布，使得桥身整体的承载能力更强。此种结构运用到赵州桥式封闭非充气轮胎桥式支撑体的设计具有相同的机构特征，显著提高了非充气轮胎的承载性能，因而赵州桥特有的结构特征为非充气轮胎整体使用性能的提高提供了设计依据。

发明内容

本发明要解决的技术问题：在传统充气轮胎常用载荷和行驶工况下，利用内部桥式支撑体代替充气轮胎的充气压力，避免爆胎的发生；在传统非充气轮胎常用载荷和行驶工况下，提高非充气轮胎的承载能力，增强结构稳定性；针对传统非充气轮胎轮辐裸露在外的情况，本发明提供内部封闭式设计，一方面避免沙石污物的进入，有效增强非充气轮胎的内部保护性能，提高轮胎的使用寿命；另一方面避免行驶过程中易产生较大空气阻力的缺陷，并有效降低噪音；桥式支撑体周向环绕，相互贯通，一体成型，生产工艺简单；浇注过程采用多孔同时浇注，生产效率高。

本发明采用的技术方案如下：

一种非充气轮胎结构，由外到内依次包括胎冠、胎侧、散热孔、桥式支撑体；所述胎冠包括胎面、冠带层、1号带束层、2号带束层；所述胎面包括胎面花纹、胎面花纹沟；所述桥式支撑体包括立柱、主拱、副拱、大侧拱、小侧拱。

进一步的，所述散热孔于浇注成型后打孔，具有良好的散热功能。

进一步的，所述桥式支撑体立柱和副拱与主拱连通并共同支撑主拱，大侧拱、小侧拱架于主拱两肩并与主拱连通。

进一步的，所述非充气轮胎采用封闭式设计，聚氨酯浇注桥式支撑体过程中，胎侧直接封闭成型，使得内部支撑结构得到更好地保护，并且可有效降低行驶中的空气阻力，减小行驶过程中产生的噪音。

进一步的，所述赵州桥式封闭非充气轮胎胎面采用低滚阻橡胶材料，并利用聚氨酯胶与桥桥式支撑体粘合。

进一步的，所述桥式支撑体采用高模量聚氨酯材料。

进一步的，所述桥式支撑体仿赵州桥敞肩拱形结构，主拱、大侧拱、小侧拱按照赵州桥主拱、侧拱进行同比设计。

进一步的，所述桥式支撑体主拱、副拱、立柱采用同等宽度成型，保证主拱、副拱、立柱受力均衡，提高结构寿命。

进一步的，所述轮胎成型采用模具浇注工艺，通过周向环绕一周的模具直接浇灌成型，避免了进行纵向设计的工艺，且生产过程采用多孔同时浇注，生产工艺简单，生产效率高，便于实现自动化生产。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明所述非充气轮胎由内部支撑结构桥式支撑体代替传统充气轮胎的充气压力，避免了传统充气轮胎易爆胎的缺陷。

(2)本发明所述非充气轮胎采用封闭式设计，不存在轮辐裸露在外的情况，一方面可以有效避免沙石污物进入从而影响桥式支撑体结构性能的情况；另一方面，汽车高速行驶时，轮辐裸露在外受到很大的空气阻力，本发明采用封闭式设计，有效降低了行驶过程中轮胎所受空气阻力，并显著减小行驶中产生的噪音。

(3)本发明所述非充气轮胎生产工艺简单，模具制作简单，可实现桥式支撑体结构一体成型，一次生产出符合要求的非充气轮胎，生产效率高，可进行大批量生产。

(4)所述非充气轮胎采用高模量聚氨酯材料，具有高强度、高硬度、抗疲劳以及优良的减震抗高温特性；所述胎面采用低滚阻橡胶材料，具有耐磨损、耐湿滑、抓地力强等特性。

(5)所述桥式支撑体仿赵州桥敞肩拱形结构设计，通过仿真分析，显著增强了非充气轮胎的承载能力，提高了内部结构稳定性，使得轮胎内部载荷分布更加均匀。

附图说明

图1为本发明赵州桥式封闭非充气轮胎三维图；

图2为本发明赵州桥式封闭非充气轮胎正视图；

图3为本发明赵州桥式封闭非充气轮胎剖视图；

图4为本发明桥式支撑体结构示意图；

图5为本发明赵州桥式封闭非充气轮胎胎冠结构示意图。

图中：1、胎冠；2、胎侧；3、散热孔；4、桥式支撑体；1-1、胎面；1-2、冠带层；1-3、1号带束层；1-4、2号带束层；4-1、立柱；4-2、主拱；4-3、副拱；4-4、大侧拱；4-5、小侧拱；1-1a、胎面花纹；1-1b、胎面花纹沟。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明。

本发明提出了一种赵州桥式封闭非充气轮胎结构，灵活运用赵州桥敞肩拱形结构基础。

如图1所示，所述赵州桥式封闭非充气轮胎整体采用封闭式设计，一方面避免了行驶过程中沙石、污物的进入，提高了对内部支撑结构的保护性能；另一方面有效降低了行驶中的空气阻力，并显著减小了行驶过程中产生的噪音。

如图2所示，所述赵州桥式封闭非充气轮胎散热孔于轮胎成型后打孔，有助于轮胎内部散热。

如图3所示，所述桥式支撑体采用周向环绕浇注，内部桥式支撑体结构一体成型，生产工艺简单；所述桥式支撑体成型采用多孔同时浇注，生产效率高，节省原料并可实现自动化生产。

如图4所示，所述桥式支撑体立柱、副拱与主拱连通并共同支撑主拱，所述大侧拱、小侧拱架于主拱两肩并与主拱连通；所述桥式支撑体参考赵州桥敞肩拱形结构设计并加以改进，极大地提高了所述桥式支撑体的内部承载能力；所述桥式支撑体立柱、副拱、主拱具有同等宽度，使得行驶过程中载荷分布均匀；所述桥式支撑体主拱两肩的大侧拱、小侧拱分别采用等尺寸设计，便于提高轮胎内部承载能力；所述桥式支撑体模具顶部留有多个浇灌口，可直接浇灌聚氨酯，使桥式支撑体结构一体成型并直接封口。

如图5所示，所述赵州桥式封闭非充气轮胎胎冠结构示意图，包括胎面、冠带层、1号带束层、2号带束层，其中胎面包括胎面花纹、胎面花纹沟；胎面采用耐湿滑、耐磨损的低滚阻橡胶材料，并利用聚氨酯胶与桥式支撑体结构进行粘合。

以上仅为本发明的优选实施方式，但本发明并不限于实施方式，在不背离本发明技术原理的前提下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种赵州桥式封闭非充气轮胎，其特征在于，由外到内包括胎冠(1)、胎侧(2)、散热孔(3)、桥式支撑体(4)；所述胎冠(1)包括胎面(1-1)、冠带层(1-2)、1号带束层(1-3)、2号带束层(1-4)；胎面(1-1)包括胎面花纹(1-1a)、胎面花纹沟(1-1b)；所述桥式支撑体(4)包括立柱(4-1)、主拱(4-2)、副拱(4-3)、大侧拱(4-4)、小侧拱(4-5)。

2.根据权利要求1所述赵州桥式封闭非充气轮胎，其特征在于，所述散热孔(3)于浇注成型后打孔。

3.根据权利要求1所述赵州桥式封闭非充气轮胎，其特征在于，所述立柱(4-1)和副拱(4-3)与主拱(4-2)连通并共同支撑主拱(4-2)，大侧拱(4-4)、小侧拱(4-5)架于主拱(4-2)两肩并与主拱(4-2)连通。

4.根据权利要求1所述赵州桥式封闭非充气轮胎，其特征在于，所述赵州桥式封闭非充气轮胎胎面(1-1)采用低滚阻橡胶材料，并利用聚氨酯胶与桥式支撑体(4)粘合。

5.根据权利要求1所述赵州桥式封闭非充气轮胎，其特征在于，所述桥式支撑体采用高模量聚氨酯材料。

6.根据权利要求1所述赵州桥式封闭非充气轮胎，其特征在于，所述桥式支撑体仿赵州桥敞肩拱形结构，主拱(4-2)、大侧拱(4-3)、小侧拱(4-4)按照赵州桥主拱、侧拱进行同比设计。

7.根据权利要求1所述赵州桥式封闭非充气轮胎，其特征在于，所述桥式支撑体立柱(4-1)、主拱(4-2)、副拱(4-3)采用同等宽度成型。

8.根据权利要求1所述赵州桥式封闭非充气轮胎，其特征在于，所述轮胎成型采用模具浇注工艺，桥式支撑体结构周向环绕贯通，立柱(4-1)、主拱(4-2)、副拱(4-3)、大侧拱(4-4)、小侧拱(4-5)纵向连通，桥式支撑体一体成型。

9.根据权利要求8所述赵州桥式封闭非充气轮胎，其特征在于，所述轮胎浇注过程采用多孔同时浇注。

10.根据权利要求8所述赵州桥式封闭非充气轮胎，其特征在于，所述非充气轮胎采用封闭式设计，聚氨酯浇注桥式支撑体(4)过程中，胎侧(2)直接封闭成型。

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