CN216993783U - 海绵轮胎、轮子及移动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种海绵轮胎，包括外胎和设置于外胎内的气密层，气密层用于与轮辋配合形成封闭气腔，气密层与外胎之间形成海绵填充夹层，海绵填充夹层内填充有海绵。通过在外胎的胎腔内设置气密层，将胎腔分隔为海绵填充腔和气体填充腔，使得海绵仅填充外胎胎腔的部分空间，其余空间填充一定压力的气体，基于此，海绵轮胎的承载能力由外胎、填充海绵以及气体共同提供。通过调节封闭气腔内部的充气压力，可以实现对海绵轮胎的承载能力的调控，从而弥补由于填充海绵塑性形变和老化导致的承载能力的下降，进而延长航空轮胎的寿命。本实用新型提出一种包括上述的海绵轮胎的轮子和移动装置。

Description

海绵轮胎、轮子及移动装置

技术领域

本实用新型涉及轮胎制造领域，特别是涉及一种海绵轮胎、轮子及移动装置。

背景技术

海绵轮胎是指用海绵体代替充气轮胎中的气体的一种防爆轮胎，如图1所示。其弹性优于实心轮胎，且重量较轻，速度较高。相较于充气轮胎，海绵轮胎具有优异的耐刺穿性。即使被利物刺穿，仍能行驶一定的距离，不像充气轮胎那样因泄气而不能行驶。基于其良好的耐刺扎性能，海绵轮胎被广泛地装配在碎石、障碍物和尖锐物路面上行驶的工业和建筑车辆上。此外，得益于良好的防爆性能，海绵轮胎也被应用在火炮等军事特种车辆中，以保障车辆被弹片击中后仍然保持一定的机动能力。

由于填充海绵(一般为发泡聚氨酯或发泡橡胶)的导热性能较差，因而海绵轮胎在行驶过程中产生的热量加大，不易散热，形成热量积聚。此外，海绵轮胎的承载能力主要靠外胎和填充海绵提供，因而成型后的海绵轮胎的承载能力不可控。随着行驶里程的增加，填充海绵发生塑性变形及老化，从而导致了海绵轮胎的承载能力显著降低。基于以上原因，海绵轮胎的承载能力在整个使用周期中难以控制，严重影响了它的使用性能和使用寿命。此外，因海绵轮胎胎腔中的海绵直接与轮辋粘合，外胎既不能从轮辋上卸下，也不能重装于其上，致使司机无法进行停车检查和修理。如果海绵胶或轮辋受损，尽管同时装于轮辋上的外胎还能使用，也只好一起报废，从而造成严重浪费。另外，海绵轮胎还存在着重量大、行驶滞后、损失大等性能较差等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的之一是提供一种新型的海绵轮胎，以解决上述现有海绵轮胎所存在的承载能力在整个使用周期中难以控制，从而严重影响轮胎的使用性能和使用寿命的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供一种海绵轮胎，包括外胎和设置于所述外胎内的气密层，所述气密层用于与轮辋配合形成封闭气腔，所述气密层与所述外胎之间形成海绵填充夹层，所述海绵填充夹层内填充有海绵。

可选的，所述气密层的两侧边缘分别与所述外胎的两胎侧边缘对接，以形成封闭的所述海绵填充夹层。

可选的，所述轮辋上设置有与所述封闭气腔连通的气门嘴。

可选的，所述气密层的厚度为1mm～8mm。

可选的，所述海绵填充夹层的体积等于所述封闭气腔的体积。

可选的，所述海绵填充夹层的体积小于所述封闭气腔的体积。

可选的，所述海绵填充夹层的体积大于所述封闭气腔的体积。

可选的，所述海绵为发泡聚氨酯或发泡橡胶。

可选的，所述外胎为斜交结构或子午线结构。

本实用新型还提出一种轮子，包括轮辋和如上所述的海绵轮胎。

可选的，所述轮子为机动车用轮子、航空飞行器用轮子、农业器械用轮子或力车用轮子等，其中力车包括自行车、三轮车、黄包车和手推车等。

本实用新型还提出一种移动装置，包括如上所述的轮子。

可选的，所述移动装置为自行车、汽车、摩托车、船、飞行器、黄包车或轮椅。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

本实用新型提出的海绵轮胎，通过在外胎的胎腔内设置气密层，将胎腔分隔为海绵填充腔(即海绵填充夹层)和气体填充腔(即封闭气腔)，使得海绵仅填充外胎胎腔的部分空间，其余空间填充一定压力的气体，基于此，海绵轮胎的承载能力由外胎、填充海绵以及气体共同提供。通过调节气密层与轮辋之间封闭气腔的充气压力，可以实现对海绵轮胎的承载能力的调控，从而弥补由于填充海绵塑性形变和老化导致的承载能力的下降，进而延长航空轮胎的寿命。一方面，通过利用气体代替一部分的填充海绵可以有效减小轮胎的重量，从而减小轮胎在行驶过程中产生的热量，有利于轮胎的速度性能的提高和使用寿命的延长。另一方面，保留的一定厚度的填充海绵仍然可以为轮胎提供有效的抗刺扎性能，且该抗刺扎性能可以通过改变填充海绵的量来调节。进一步地，即使轮胎在特定情况下失压，刚性外胎和填充海绵仍然能够为轮胎提供一定的承载能力，保证车俩在短时间内的机动性能。

本实用新型提供的海绵轮胎可简单、有效地实现海绵轮胎的承载能力在整个使用周期中的控制，从而改善轮胎的使用性能和使用寿命、减小整胎的重量、降低轮胎的成本。

在本实用新型的一些技术方案中，将气密层的两侧边缘分别与外胎的两胎侧边缘对接，可形成封闭的海绵填充夹层，从而将海绵与轮辋隔离设置，避免了常规海绵轮胎中海绵与轮辋的粘连，从而实现像充气轮胎一样的随时对轮胎和轮辋进行独立装卸或更换，进一步降低了海绵轮胎的使用成本。同时，气密层和外胎对接后，可连同填充的海绵形成一个单体结构，既便于拆装，又可实现单独出售和维修。

本实用新型提出的轮子以及移动装置，包括如上所述的海绵轮胎，具备海绵轮胎所具备的所有特点，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为常规海绵轮胎的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一所公开的海绵轮胎的结构示意图；

图3为本实用新型实施例二所公开的海绵轮胎的结构示意图；

图4为本实用新型实施例三所公开的海绵轮胎的结构示意图。

其中，附图标记为：

100、海绵轮胎；

1、外胎；2、海绵；3、轮辋；4、气密层；5、海绵填充夹层；6、气体。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的之一是提供一种新型的海绵轮胎，以解决现有海绵轮胎所存在的承载能力在整个使用周期中难以控制，从而严重影响轮胎的使用性能和使用寿命的问题。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

实施例一

如图2所示，本实施例提供一种海绵轮胎100，包括外胎1和设置于外胎1胎腔内的气密层4，气密层4用于与轮辋3配合形成封闭气腔，气密层4与外胎1之间形成海绵填充夹层5，海绵填充夹层5内填充有海绵2。具体安装时，外胎1和气密层4均与轮辋3的外圈配合，轮辋3上设置有与气密层4和轮辋3之间形成的封闭气腔连通的气门嘴，用于向该封闭气腔内充入一定气压的气体6。常规海绵轮胎的海绵2填充至整个外胎1的内部，依靠外胎1和填充海绵为整个轮胎提供承载能力，随着填充海绵在使用过程中塑性变形和老化的恶化，常规海绵轮胎的承载能力会发生显著的下降；上述海绵轮胎100的海绵2仅填充外胎1胎腔的部分空间(即海绵填充夹层5)，其余空间(即外胎1胎腔中除去海绵填充夹层5的部分)则填充一定压力的气体6，基于此种结构，本实施例的海绵轮胎100的承载能力是由外胎1、海绵2以及气体3共同提供，可通过充气压力调整海绵轮胎100的承载能力，提高海绵轮胎100的寿命。

本实施例中，气密层4的两侧边缘与外胎1的两侧胎侧的边缘可以对接，也可以留有缝隙，作为优选方式，气密层4的两侧边缘与外胎1的两侧胎侧的边缘对接，形成封闭的海绵填充夹层5，该海绵填充夹层5通过气密层4与轮辋3间隔，使海绵填充夹层5内的海绵2无法接触到轮辋3，相较于常规海绵轮胎，本实施例的海绵2与轮辋3相分离，方便了外胎1和轮辋3的独立拆装或更换。

上述海绵填充夹层5的径向切面近似为一轴对称的“月牙”结构，如图2所示。所谓气密层4，一般可采用气密层胶，其具体的安装形式可包括如下几种：(1)贴附外胎1的内壁填充海绵2，将气密层4贴附于海绵2上，然后硫化，硫化后的外胎1、海绵2和气密层4形成一个整体，且气密层4的两侧边缘分别与外胎1的两侧胎侧的边缘留有缝隙，将外胎1、海绵2和气密层4作为一个整体安装于相适配的轮辋3外圈；(2)贴附外胎1的内壁填充海绵2，将气密层4贴附于海绵2上，气密层4的两侧边缘分别与外胎1的两侧胎侧的对接，比如粘接，然后硫化后，外胎1、海绵2和、气密层4在硫化过程中形成一个整体安装于相适配的轮辋3外圈。采用气密层胶与轮辋3的外圈密封围合，形成封闭气腔，气密层胶将外胎1形成的整个胎腔分隔为两部分，即位于气密层胶外圈的海绵填充夹层5和位于气密层胶与轮辋3之间的封闭气腔。

本实施例中，外胎1的主要结构可依据具体的使用工况设计为斜交结构或子午线结构等，并依据载荷情况设计合适的胎体层数、胎圈及带束层等。作为优选方式，外胎1多采用斜交结构，具有较大的胎侧刚度，为轮胎提供较大的承载能力。

本实施例中，海绵2采用发泡海绵，一般为具有较高耐热性能的发泡聚氨酯或发泡橡胶，海绵2仅填充外胎1胎腔的部分空间，其填充量可依据轮胎的防爆性能或减重要求进行优化设计。外胎1胎腔的其余空间用于充气，即位于气密层4内侧的空间，气密层4的厚度一般设置为1mm～8mm，填充气体的压力在一定范围内可调，从而实现对由于海绵2塑性变形和老化导致的承载能力下降的弥补。轮辋3可采用常规充气轮胎的轮辋，装配有与充气轮胎轮辋相同的气门嘴，用于给气密层4与轮辋3之间的封闭气腔充气。作为优选方式，海绵填充夹层5的体积优选为外胎1胎腔的1/2，即海绵填充夹层5和由气密层4围合形成的封闭气腔各占据外胎1整个胎腔体积的一半(或近似一半)，能在有效减小海绵轮胎100重量的同时提供较高防爆性能，气密层胶保证封闭气腔的气密性，足够的充气空间保证了对轮胎承载能力的调整范围。实际操作中，可以通过对封闭气腔充、放气达到调整海绵填充夹层5和封闭气腔占比比例的效果，以满足不同的使用需求，一般情况下，是通过向封闭气腔内充气达到调控轮胎承载能力的目的。

本实施例中，涉及的制备工艺过程包括外胎1的制备、海绵2和气密层胶的装填以及硫化发泡过程。其中，海绵体发泡以及气密层胶的硫化过程在同一工艺过程完成。

由此可见，本实施例的上述海绵轮胎为一种承载能力可调的高寿命海绵轮胎，不仅可以有效地减轻轮胎重量和减小轮胎使用生热情况，更重要的是，可简单、有效地实现对海绵轮胎的承载能力在整个使用周期中的控制，通过充气压力与填充海绵的弹性性能相适应的方法，弥补了海绵轮胎由于海绵老化导致的轮胎承载能力的不足，改善了轮胎的使用性能和使用寿命，降低了轮胎的成本。此外，本实施例的海绵轮胎解决了常规海绵轮胎中海绵与轮辋的粘连，可实现像充气轮胎一样的可随时对外胎和轮辋进行独立拆装和更换，便于司机停车检查和修理，从而进一步降低海绵轮胎的使用成本。

实施例二

如图3所示，本实施例提供一种海绵轮胎100，其与实施例一的区别仅在于海绵填充夹层5的体积小于外胎1胎腔的1/2，即海绵填充夹层5的体积与气密层4与轮辋3外圈之间的封闭气腔的体积不同，且海绵填充夹层5占据外胎1整个胎腔体积的一少部分，而由气密层4与轮辋3围合形成的封闭气腔则占据外胎1整个胎腔体积的一大部分，海绵2的填充体积小于充气体积，能够进一步更好地减轻轮胎的重量和生热情况，然而其相对实施例一的海绵轮胎100，防爆性能有所降低，爆胎后海绵轮胎100的承载能力损失较大。

实施例三

如图4所示，本实施例提供一种海绵轮胎100，其与实施例一的区别仅在于海绵填充夹层5的体积大于外胎1胎腔的1/2，即海绵填充夹层5的体积与气密层4与轮辋3外圈之间的封闭气腔的体积不同，海绵填充夹层5占据外胎1整个胎腔体积的一大部分，而由气密层4围合形成的封闭气腔则占据外胎1整个胎腔体积的一小部分，海绵2的填充体积大于充气体积，一方面能够保证轮胎较高的防爆性能，另一方面在轮胎刺穿后保证较大的承载能力和机动性能，然而其相对实施例一的海绵轮胎100，轮胎减重较小，生热量减小较低。

实施例四

本实施例提出一种轮子，其包括轮辋和如实施例一、实施例二或实施例三中所公开的海绵轮胎100，海绵轮胎100套设于轮辋的外圈。所述轮子可为机动车用轮子、航空飞行器用轮子、农业器械用轮子、电动车用轮子或力车用轮子等，其中力车包括自行车、三轮车、黄包车和手推车等。

实施例五

本实施例提出一种移动装置，其包括实施例四中的轮子，该移动装置可为自行车、汽车、摩托车、船、飞行器、黄包车或轮椅等需要安装轮子的运输工具。

需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种海绵轮胎，其特征在于，包括外胎和设置于所述外胎内的气密层，所述气密层用于与轮辋配合形成封闭气腔，所述气密层与所述外胎之间形成海绵填充夹层，所述海绵填充夹层内填充有海绵。

2.根据权利要求1所述的海绵轮胎，其特征在于，所述气密层的两侧边缘分别与所述外胎的两胎侧边缘对接，以形成封闭的所述海绵填充夹层。

3.根据权利要求1或2所述的海绵轮胎，其特征在于，所述轮辋上设置有与所述封闭气腔连通的气门嘴。

4.根据权利要求1或2所述的海绵轮胎，其特征在于，所述气密层的厚度为1mm～8mm。

5.根据权利要求1或2所述的海绵轮胎，其特征在于，所述海绵填充夹层的体积等于所述封闭气腔的体积。

6.根据权利要求1或2所述的海绵轮胎，其特征在于，所述海绵填充夹层的体积小于所述封闭气腔的体积。

7.根据权利要求1或2所述的海绵轮胎，其特征在于，所述海绵填充夹层的体积大于所述封闭气腔的体积。

8.根据权利要求1或2所述的海绵轮胎，其特征在于，所述海绵为发泡聚氨酯或发泡橡胶。

9.一种轮子，其特征在于，包括轮辋和如权利要求1～8任意一项所述的海绵轮胎。

10.一种移动装置，其特征在于，包括如权利要求9所述的轮子。

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