CN213619223U - 一种轮胎 - Google Patents

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朱健鹏
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Abstract

本实用新型提供了一种轮胎。轮胎由外到内依次包括胎面、带束层、母胎体、子胎体、内支撑体、内承压环、钢圈、呼吸孔等部分;既满足轮胎各部位对材料性能的不同需求又保证了轮胎的快速成型。适合重型卡车、拖车、轻型卡车、越野车、ATV、公共汽车、飞机、农业、采矿、自行车、摩托车和乘用车轮胎。

Description

一种轮胎
技术领域
本实用新型涉及轮胎技术领域,具体涉及一种两用轮胎。
背景技术
随着轮胎工业的发展,充气轮胎因为优良的特点而成为一种通用轮胎,其广泛应用在各种不同的车辆、机械、飞机及可移动设备上。但充气轮胎也因自身的特点存在一些缺陷:如在不同温度、路况条件下胎压不适宜会影响轮胎的状况,特别是在使用过程中存在爆胎等安全隐患,由爆胎引起事故往往会造成人员的伤亡,因此轮胎领域的技术人员开始研制不爆胎的非充气轮胎,非充气轮胎虽然可以避免爆胎风险,但是内部结构的多样使得轮胎重量几乎提高一倍,成本无法与橡胶类充气轮胎媲美。充气与非充气轮胎各有各自的优点,二者界限鲜明,非充气轮胎由于结构特点无法进行充气,而充气轮胎又无法在泄气状态下行驶。
发明内容
本实用新型的目的在于提供了一种充气及非充气状态下均可以长期正常使用的新型两用轮胎。新型轮胎具有胎面、带束层、周向内支撑体、母胎体、子胎体、内承压环、钢圈、呼吸孔等(图1)。该轮胎在充气或非充气状态下具有高承载性,适合重型卡车、拖车、轻型卡车、越野、ATV、公共汽车、飞机、农业、采矿、自行车、摩托车和乘用车轮胎,特别适合速度较慢、载荷较高的工程胎和巨胎。
为了实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:
一种两用轮胎,其特征在于,包括由外向内依次设置的1胎面、2带束层、3母胎体、4子胎体、5支撑体、6内承压环、7钢圈、8呼吸孔等;其中,1胎面为轮胎与地面直接接触的部位;2带束层为用于改善轮胎支撑和受力的部位;3母胎体包含轮胎的外侧骨架部件,提供部分支撑性;4子胎体包含轮胎内部支撑体的骨架部件,增强内支撑体强度和韧性;5内支撑体提供轮胎整体支撑性;7钢圈设置在内承压环内部,增强6内承压环刚性,保证与轮辋结合处的稳定性;8呼吸孔位于内承压环,为轮胎进出气的孔,两用轮胎断面如图2(胎体轮廓外凸)和图3所示。
作为优选,所述新型结构轮胎轮廓多样,如图3所示为轮廓内凹型。
作为优选,所述胎面上设置有不同形状的花纹。
作为优选,所述钢丝带束层在胎面与胎体之间用钢丝按不同角度0° -180°排列。
作为优选,所述带束层可以为单层或多层结构,可单层贴合实现,也可直接编织为多层。
所述钢丝带束层钢丝角度为0°时,如图4所示,可使用单根钢丝在 201导丝轮带动下缠绕0度钢丝带束层。
所述带束层钢丝可以使用高分子纤维或金属细丝进行编织固定,特别是在带束层钢丝角度为0°时。
作为优选,轮胎可使用液体高分子材料,各个部件的邵氏A硬度为:
胎面胶55-95HA;带束层胶、母胎体胶、内支撑体胶60-95HA、内承压环胶70-95HA。
作为优选,所述子胎体为轮胎内支撑体的骨架材料,可采用钢丝或高分子纤维帘。
作为优选,所述子胎体任意层帘线缠绕角度可以以任意角度进行。
作为优选,所述子胎体由一根钢丝或帘线围绕内支撑体内芯501-503 (如图5)分别完成缠绕,形成如图6所示的缠绕有401-403一号子胎体的内芯。
作为优选,所述子胎体可缠绕单件内支撑体内芯501-504形成一号子胎体或缠绕内芯501、502和内芯503、504形成二号子胎体405和406,如图7所示子胎体示意图。
作为优选,所述子胎体可缠绕为多层帘线,胎体钢丝角度可以使用任意角度。
作为优选,所述子胎体使用高分子纤维进行缠绕时,既可以使用单根帘线在支撑体模具上缠绕,也可以使用编织好一定宽度的帘布进行缠绕。
作为优选,所述子胎体在设计为多层胎体结构时,可以使用钢丝胎体层和高分子纤维(例如尼龙)层混合的方式缠绕完成,例如第一层可为钢丝层,第二层为尼龙层,或第一层为尼龙层,第二层为钢丝层。
作为优选,所述子胎体包括骨架材料和弹性体胶,在轮胎保证载荷的情况下,可不使用钢丝等骨架材料。
作为优选,所述母胎体为一封闭的内胎状,仅留呼吸孔。
所述301母胎体骨架为一根钢丝绕支撑体501-504内芯缠绕形成,缠绕完成后为一圆筒型钢丝圈,且母胎体钢丝之间不接触。(如图8所示)
所述子、母胎体钢丝骨架材料起点和终点使用焊接等方法进行连接。
作为优选,所述母胎体钢丝排布可以与胎面垂直(90°)也可以以其他角度进行缠绕。
作为优选,所述母胎体可设置为多层钢丝胎体进行加强,胎体钢丝角度可以使用与第一层胎体相同或不同角度。
作为优选,所述母胎体骨架部分可以使用高分子纤维(例如尼龙、聚氨酯等高强度高分子材料)帘线进行缠绕,胎体高分子帘线排布角度可以与胎面垂直(90°)也可以形成其他角度进行缠绕。
作为优选,所述母胎体使用高分子纤维进行缠绕时,既可以使用单根帘线在内芯上进行缠绕,也可以使用编织好一定宽度的帘布进行缠绕。
作为优选,所述母胎体可增设多层尼龙帘线胎体进行加强,尼龙帘线可以使用与第一层胎体相同或不同角度。
作为优选,所述母胎体可使用不同材料的帘布或增强材料对局部进行加强。
作为优选,所述母胎体在设计为多层胎体结构时,可以使用钢丝胎体层和高分子纤维(例如尼龙)层混合的方式缠绕完成,例如第一层可为钢丝层,第二层为尼龙层,或第一层为尼龙层,第二层为钢丝层。
作为优选,所述母胎体包括骨架材料和弹性体胶,保证载荷的情况下,可不使用钢丝等骨架材料。
作为优选,所述内支撑体为轮胎内部周向支撑组件,连接胎面和内承压环。
作为优选,所述轮胎根据承载及使用场景,内支撑体数量可不同,除如图2所示Ⅱ型内支撑外,还可以设计为如图9所示的Ⅰ型支撑和Ⅲ型支撑。
作为优选,所述内支撑体之间可增设加强筋进行补强,如图10所示为Ⅰ-S型和Ⅱ-S型,图11为三维图。
作为优选,所述内支撑体可设置为各种形状,如图12所示为蝶式支撑。
作为优选,所述内承压环将整个轮胎闭合为一个O型结构,轮胎安装轮毂后,与轮辋相贴合,仅留有呼吸孔。
作为优选,所述钢圈设置于内承压环内部,根据轮胎载荷情况确定使用数量。
作为优选,所述钢圈可设置于母胎体内侧或外侧。
该结构轮胎具有以下特点:(1)两用型轮胎在充气时可达到橡胶实心胎载荷;(2)两用型轮胎在不充气情况下可达到充气橡胶轮胎载荷;(3) 客户可根据应用场景自主选择充气或不充气,方便了客户的使用(4)该结构轮胎可在充气及非充气的两种情况下使用,兼具充气胎和非充气胎的优点,爆胎后不会发生事故;(5)采用周向支撑结构轮胎重量下降,可降至橡胶充气轮胎重量,降低了生产成本;(6)在车辆受到冲击时两用轮胎依然可以维持轮胎在轮辋上的位置不变,具有较高安全性;(7)该技术生产工艺简单高效、固定资产及产地面积使用较低。两用轮胎打破了充气胎和非充气轮胎在结构及使用方面上的区别,使得一种结构具备两种使用功能。本实用新型所提供的两用轮胎适合各种类型轮胎,包括轿车胎、卡客车胎、工程胎、巨胎、及各类特种轮胎等,特别适合速度较慢、载荷较高的工程胎和巨胎。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为Ⅱ型两用轮胎三维结构图;
图2为Ⅱ型支撑外凸轮廓断面图;
图3为Ⅱ型支撑内凹轮廓断面图;
图4为缠绕0°带束层示意图;
图5为Ⅱ型支撑内芯示意图;
图6为Ⅱ型支撑子胎体缠绕内芯示意图;
图7为1号、2号子胎体绕多个内芯缠绕示意图;
图8为母胎体缠绕内芯示意图;
图9为Ⅰ型、Ⅱ型支撑轮胎断面图;
图10为Ⅰ-S型、Ⅱ-S型支撑轮胎断面图;
图11为Ⅱ-S型轮胎三维立体示意图;
图12为蝶式异形支撑体的轮胎断面图;
图13为珊瑚式异型内支撑轮胎示意图;
图14为带有发泡内芯的Ⅱ型轮胎三维结构图
附图标记说明:
1、胎面;2、带束层;3、母胎体;4、子胎体;5、内支撑体;6、内承压环;7、钢圈;8、呼吸孔;9、支撑筋:
201、导丝轮;301、母胎体钢丝;401-404、一号子胎体胎体钢丝;405-406、二号子胎体钢丝;501-504、内芯。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括……”或“包含……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外,在本文中,“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数;“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。
以12.00-10轮胎规格为例,包括由外向内依次设置胎面1、带束层2、母胎体3、子胎体4、内支撑体5、内承压环6、钢圈7、呼吸孔8;其中,胎面1为轮胎与地面直接接触的部位;带束层2为用于改善轮胎支撑和受力的部位;母胎体3包含轮胎的主要骨架部件;子胎体4包含轮胎内支撑体骨架部件;内支撑体5主要在轮胎滚动过程中起到支撑作用;内承压环 6将钢圈7包裹在内,有一定的承担载荷作用;呼吸孔8主要为轮胎充放气时的气体通道。
上述轮胎中各部位可均由液体高分子材料浇注制成,例如聚氨酯。上述轮胎中各个部件的结构和作用具体如下:
胎面1:胎面1是轮胎与地面直接接触的部位,因使用状况的不同以及不同需求的用途,具有不同形状的花纹,它具有保护胎体的作用,也是轮胎被使用最多、损耗最大的部位,它提供驱动、牵引、制动、排水防滑、减震、转向等功能。聚氨酯轮胎可大幅提高车辆泥地和雪地牵引性能。可以提高胎面的强度和耐磨性,降低其日常磨损损耗。聚氨酯耐磨性能是橡胶的3-8倍,因此可降低轮胎花纹深度,使轮胎整体重量降低5%-20%。
带束层2:带束层2是在胎面1与母胎体3之间用钢丝按不同角度排列,用于改善轮胎支撑和受力的部位。其主要作用为:其一,和胎体帘线层一起抵抗离心力,防止出现由于离心力作用导致的胎冠向外凸起现象,确保稳定的轮胎外直径及轮胎周长。其二,控制轮胎印痕理想的形状,从而有效提供抓地力/牵引力。其三,提供轮胎过弯、转向时所需要的刚性从而带来出色的操控性。其四,抵抗路面异物的侵袭。在聚氨酯轮胎中,聚氨酯与钢丝之间具有天然的高粘合度,同时在生产制作过程中避免了传统橡机带束层制造工艺中使用的重金属和苯酚等致癌类有毒物质,改善了车间的操作环境,降低了轮胎产品整个生命周期内对自然环境的污染和破坏。高强度的性能,使得聚氨酯全钢胎可以在最大程度上减少带束层数量,降低轮胎重量及厚度,从而降低生热。
母胎体3:母胎体3包含轮胎的主要骨架部件,用于承受轮胎的冲击力,如轮胎的承载压力,内部空气压力及横向的剪切力。聚氨酯具有较高的强度和较强的钢丝、帘线粘合力,与钢丝带束层生产类似,制作过程中既保证了绿色生产又可提高轮胎承载能力。
子胎体4;子胎体4为围绕内支撑体内部的骨架材料,主要起到增强内支撑体强度,提高载荷的作用。
内支撑体5:内支撑体5在轮胎内部为周向支撑,在轮胎滚动过程中起到良好的支撑作用,可以通过调整内支撑体结构参数调整印痕面积及胎面压力分布。在轮胎不充气的时候为主要承压部件,保证轮胎的正常行驶。内支撑体的数量、宽度、形状可以根据轮胎实际使用情况进行设计。
内承压环6:内承压环6为围绕轮辋具有一定厚度的承压部位,内侧紧贴轮辋,外侧连接内支撑体,浇注后将钢圈包裹其中。
钢圈7:钢圈7是确保轮胎能够紧紧地固定于轮辋上的部件,是一个重要的承压部位。
一切在以上结构上的相关改进均属于本专利保护内容。
以液态聚氨酯为例对材料进行表述。聚氨酯具有极好的耐磨性和抗刺扎性能,所需原材料基本性能如下(表1):12.00-10规格聚氨酯胎主要分为胎面、子母胎体、内支撑体、内承压环等不同材料部位,其中胎面使用邵氏A硬度55-95HA的材料;胎体、带束层、内支撑体采用邵氏A硬度 60-95HA的材料;内承压环采用硬度为邵氏A70-95HA。
表1聚氨酯轮胎各部位配方性能要求
Figure DEST_PATH_GDA0003084157960000071
实施例1
以Ⅱ型支撑体结构为实例。如图1所示,以钢丝作为子、母胎体帘线骨架材料缠绕在内芯上,进行浇注,移除内芯,完成轮胎制造。
实施例2
以Ⅱ型支撑体结构聚氨酯材料为例,尼龙帘线作为子母胎体帘线骨架材料。将尼龙帘线缠绕在内芯上,进行浇注,移除内芯,完成轮胎制造。
实施例3
以带有支撑筋的轮胎为例,浇注完成后可形成图10中所示Ⅰ-S型和Ⅱ-S 型。图11为带有支撑筋的Ⅱ-S轮胎三维立体示意图结构。
实施例4
以带有异型支撑体为例,与实施例1及实施例2不同的是图12所示的内芯为蝶式异形。还可形成图13所示的珊瑚形内支撑体及异形支撑筋的轮胎结构。
实施例5
该实例中不同于其他内芯材料,本实施例中内芯可采用发泡材料制造。轮胎制造完成后,不移除内芯。
带有内芯的轮胎如图14所示。该类型轮胎适用于超载环境及载荷较大的重型车辆使用。
在上述技术方案中,本实用新型提供的新型两用轮胎,具有以下有益效果:
该结构轮胎具有以下特点:(1)两用型轮胎在充气时最大载荷可达到橡胶实心胎载荷;(2)两用型轮胎在不充气情况下可达到充气橡胶轮胎载荷;(3)客户可根据自身应用场景自主选择充气或不充气,方便了客户的使用(4)该结构轮胎可在充气及非充气的两种情况下使用,兼具充气胎和非充气胎的优点,爆胎后不会发生事故;(5)采用周向支撑结构轮胎重量下降,可降至橡胶充气轮胎重量,降低了生产成本;(6)在车辆受到冲击时两用轮胎依然可以维持轮胎在轮辋上的位置不变,具有较高安全性;(7) 该技术生产工艺简单高效、固定资产及产地面积使用较低。两用轮胎打破了充气胎和非充气轮胎在结构及使用方面上的区别,使得一种结构具备两种使用功能。本实用新型所提供的两用轮胎适合各种类型轮胎,包括轿车胎、卡客车胎、工程胎、巨胎、及各类特种轮胎等,特别适合速度较慢、载荷较高的工程胎和巨胎。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例,毋庸置疑,对于本领域的普通技术人员,在不偏离本发明的精神和范围的情况下,可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此,上述附图和描述在本质上是说明性的,不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (8)

1.一种轮胎,其特征在于,包括由外向内依次设置的胎面(1)、带束层(2)、母胎体(3)、子胎体(4)、内支撑体(5)、内承压环(6)、钢圈(7)、呼吸孔(8);其中,胎面(1)为轮胎与地面直接接触的部位;带束层(2)为用于改善轮胎支撑和受力的部位;母胎体(3)中包含轮胎的外侧骨架部件,提供部分支撑性;子胎体(4)包含轮胎内部骨架部件,增强内支撑体(5)强度和韧性;内支撑体(5)提供轮胎整体支撑性;钢圈(7)设置在内承压环(6)内部,增强内承压环刚性,保证与轮辋结合处的稳定性;呼吸孔(8)位于内承压环,为轮胎进出气的孔。
2.根据权利要求1所述的一种轮胎,其特征在于,所述胎面(1)上设置有不同形状的花纹。
3.根据权利要求1所述的一种轮胎,其特征在于,所述部件采用液体高分子类原料,各个部件的邵氏A硬度为:
胎面(1)胶55-95HA;带束层(2)胶、母胎体(3)胶、内支撑体(5)胶60-95HA、内承压环(6)胶70-95HA。
4.根据权利要求1所述的一种轮胎,其特征在于,所述带束层(2)在胎面与胎体之间用钢丝可按不同角度0°-180°排列;钢丝角度为0°时,可使用单根钢丝进行缠绕;带束层还可以单层或多层结构缠绕。
5.根据权利要求1所述的一种轮胎,其特征在于,所述母胎体(3)、子胎体(4)均为一封闭形状,包括骨架材料和弹性体胶,骨架材料可以以任意角度绕内芯进行缠绕。
6.根据权利要求1所述的一种轮胎,其特征在于,所述内支撑体(5)为轮胎内部周向支撑组件,连接胎面和内承压环,不同种类轮胎数量及形状各不同。
7.根据权利要求1所述的一种轮胎,其特征在于,所述内承压环(6)将整个轮胎闭合为一个近似O型结构,轮胎安装轮毂后,与轮辋相贴合,留有呼吸孔(8)。
8.根据权利要求1所述的一种轮胎,其特征在于,所述钢圈(7)设置于内承压环内部,根据轮胎载荷情况确定使用数量。
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