專利名稱:反沖輪胎及其制造方法和專用設備的制作方法
本發(fā)明系車輛所使用的一種不充氣輪胎，屬交通運輸分部的非充氣輪胎及制造技術領域：
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回顧車輛輪胎發(fā)展的歷史，在出現(xiàn)橡膠輪胎以后的相當長的時期內，均是使用實心結構的輪胎，由于實心輪胎的彈性較差，行駛過程中的滾動阻力大，在受載情況下各部的變形和應力差異較大，容易出現(xiàn)裂紋而導致斷裂，因而被逐漸淘汰。充氣輪胎的發(fā)明，充分顯示了其用材少、重量輕、緩沖性能佳、與路面隨著系數(shù)高等優(yōu)點而得到廣泛的應用。但充氣輪胎通常都是由外胎和內胎組成，結構較為復雜，而且需要經常補充氣體，給使用帶來極大的不方便，也容易被扎破漏氣，影響車輛行駛，嚴重的甚至會使車輛失控，造成車禍。目前各國為了提高車輛行駛的安全性和各種環(huán)境道路的適應性，尤其是為了滿足軍用車輛的要求，都在積極地研究非充氣式安全輪胎。近年來，各種結構新穎的非充氣輪胎或半充氣輪胎紛紛報導問世，并受到人們重視和開發(fā)，但都還存在著一些各種難以解決的問題，有的是結構復雜不易制造，也有是安裝和拆卸都非常困難，有的是彈性不好乘坐舒適性差，或者是滾動阻力大、行駛速度和使用壽命都達不到要求等等，總之，都還沒有能和充氣輪胎相全面競爭。又如美國和日本都相繼用聚氨脂快速注塑成型非充氣輪胎，但也因其材料費用昂貴，只能用作高級轎車輪胎，難以得到廣泛應用，因此目前仍是以充氣輪胎占踞著絕大部分的輪胎市場。
本發(fā)明的目的，就在于克服各類輪胎的上述種種缺點，為車輛提供一種適用范圍廣，行駛性能和充氣輪胎大致相當，使用壽命遠優(yōu)于充氣輪胎的不怕釘扎刺孔、刀劃彈擊的非充氣型安全輪胎。
本發(fā)明的反沖輪胎的外形和充氣輪胎基本相似。輪胎各部分由橡膠性能不同的輪胎面膠1、胎側膠2、簾線膠3、反沖膠4以及根據(jù)不同輪胎要求的三角膠5或鋼絲9和胎簾線(或簾布)6共同硫化成整體輪胎(如圖1、圖2和圖3)。反沖輪胎的結構特點就是在輪胎簾布層的內側有作為輪胎支承骨架作用的反沖膠4，反沖膠部分在輪胎半徑方向上成放射狀地布有數(shù)量較多相互間隔的反沖孔腔7。腔內為相當于大氣壓的空氣，輪胎在行駛過程中腔內空氣會交替受壓縮和反沖作用，使輪胎富有彈性。其結構特點還在于輪胎各部分根據(jù)其使用要求，由不同性能的橡膠合理配布。
反沖輪胎承受的負重和各種載荷，主要由作為支承骨架的反沖膠和輪胎側壁共同承受，因此反沖膠上分布的反沖孔腔的大小、形狀、深度以及孔腔的數(shù)量將直接影響和決定輪胎的受載能力和彈性等使用性能，這就可以運用反沖孔腔的這些參數(shù)和反沖膠的原料不同配比和性能，根據(jù)使用要求設計出各類規(guī)格型號的反沖輪胎。反沖孔腔7在輪胎內周面可以是單排等間隔布置或多排蜂窩狀布置。此外，在反沖輪胎的內周面，其中心處有一條或數(shù)條構成圓周的淺槽，便于安裝和拆卸，而且在輪胎行駛時的受壓狀態(tài)下可使其和輪圈結合更牢固。
當前車輛種類繁多，尤其是機動車，不僅是載重量的差異巨大，在行駛速度，承受各種載荷或沖擊以及在適應氣候環(huán)境和各種路面條件等方面，均是大為不同，為要滿足車輛各種使用情況的輪胎，對于充氣輪胎來說已將無能為力。本發(fā)明的反沖輪胎可以通過改變反沖膠的原料配比成分，選用不同的性能的反沖膠，并通過精確計算或實驗測試，來確定反沖孔腔的大小、形狀、深度以及孔腔數(shù)量和排列分布，針對各種使用要求設計出多種反沖輪胎，以滿足各類車輛使用，充分體現(xiàn)出本發(fā)明反沖輪胎的優(yōu)越性。以比較簡單的自行車輛胎為例，由于自行車的前后輪的負載有所不同，后輪的負載大于前輪，則可根據(jù)其負載的分配情況，設計專用的前輪胎和后輪胎;而且還可以根據(jù)自行車的使用條件不同，來設計各種硬度和彈性的自行車反沖輪胎，作為適用于城市平坦路面或農村山區(qū)惡劣路面、加重車或輕便車的多種規(guī)格、型號的專用車胎，以獲得最佳的使用狀態(tài)。再如載重卡車的后輪承載較前輪大，由于充氣輪胎荷載能力的局限性，通?？ㄜ嚨暮筝喍嗍遣捎盟膫€輪胎，而卡車反沖輪胎的后輪可以加大荷載設計，就無需增加輪胎，不僅經濟性好，也簡化了載重卡車的結構。
反沖輪胎的反沖孔腔內是接近大氣壓的空氣，不怕釘扎刺孔、刀劃彈擊。和充氣輪胎相比，無需經常補充氣體，既節(jié)約了充氣的能耗，又方便了用戶，車輛不致因途中泄氣而不能行駛。反沖輪胎的安全性是最顯著的突出優(yōu)點，大大擴大了車輛的使用范圍，滿足軍用需要，同時也減少了造成車禍的一個因素，減少國家和人民因車禍造成的損失。
反沖輪胎可以經常保持良好的運行狀態(tài)，充氣輪胎則常常因在充氣不足的情況下載重行駛而造成輪胎折裂損壞，因此反沖輪胎的使用壽命遠優(yōu)于充氣輪胎。以手推車的輪胎為例，反沖輪胎的彈性良好，載重量大，使用壽命超過充氣輪胎三倍以上。
本發(fā)明的反沖輪胎的各部分橡膠均是按其使用要求，由不同成分配比和性能的原料橡膠硫化得到，其制造方法基本上屬于橡膠輪胎的硫化成型制造方法，所不同的是在反沖膠層中有反沖孔腔，對硫化成型增加了一定的難度。本發(fā)明的反沖輪胎制造方法，是根據(jù)輪胎半徑R和半徑方向上輪胎厚度H的不同，用兩種方法實現(xiàn)成型。對于R比H大得多的一類輪胎，如人力車或摩托車輪胎，是借助于一種脫模器的專用設備一次硫化成型。脫模器的圓周上裝有多個反沖腔?？稍诎霃椒较蛏贤缴炜s，推出反沖腔模進行硫化，硫化成型完畢后退回，即可脫模。對于R比H大得不太多的一類汽車輪胎，則需用兩次硫化成型。先用反沖膠硫化成在半徑方向上帶有很多通孔的骨架(圖4)，脫模后立即與預先做好的生胎定型，在硫化機上二次硫化成輪胎。由于脫模器可自動化操作，所以本發(fā)明反沖輪胎的生產可同生產其他輪胎一樣，實現(xiàn)大批量機械化生產。
本發(fā)明的專用設備脫模器(圖5)，是專用于人力車或摩托車一類R比H大得多的輪胎的生產上。主要由脫模器主體10、驅動器11、傳動件12和反沖腔模組13四部分構成。反沖腔模的數(shù)量以及模的形狀、大小均由設計決定，模在脫模器主體10的圓周上等角度分布，并組成數(shù)組，每組可以在主體10上沿半徑方向同步滑動，脫模器主體10的外周面就是反沖輪胎內周面的模板，主體10中心安裝有可以轉動一定角度的驅動器11，驅動器11上有和反沖腔模組13的組數(shù)相對應的數(shù)條弧形槽等角度分布，一端和反沖腔模組13連結的傳動件12嵌插在對應的弧形槽中。轉動驅動器11，通過圓弧槽作用在傳動件12上的力，帶動反沖腔模組12在主體10上沿半徑方向同步推出，此時輪胎進行硫化成型，成型完畢后，驅動器11反方向轉動一個角度，使反沖腔模組12同步退回，輪胎即可脫模。驅動器11的轉動可以是手動操作，也可以是氣動、電動、液壓或電磁方式驅動，實現(xiàn)自動化操作。
實施例126×2 1/2 吋手推車輪胎的成型。先將涂好膠的簾線鋪在成型鼓上，兩邊貼上三角膠，三角膠上再覆蓋一層膠布，貼上第二層簾線，兩層簾線按45度人字形排列，然后貼胎面膠和胎側膠，從成型鼓上卸下，在另一面貼上反沖膠，在定型機上定型后即成生胎。將生胎裝在帶有脫模器的硫化機上，推出反沖腔模組，經過溫度142℃、25分鐘的硫化處理，操縱脫模器，退回反沖腔模組脫模，輪胎成型完畢。
輪胎內周面等間隔單排分布有反沖孔腔30個，孔腔長50毫米，寬20毫米，深45毫米。安裝在手推車上試用，輪胎的彈性和受力適宜，使用中無震手的感覺，雙輪手推車載重500公斤時輪胎下沉9毫米，載重1000公公時輪胎下沉13毫米。輪胎不怕釘扎穿刺，使用安全可靠。
實施例2650-16汽車輪胎的二次硫化成型。
反沖膠骨架硫化成型，硫化條件為溫度142℃，時間40分鐘，成型后的反沖膠骨架尺寸·內徑403毫米，外徑662毫米，厚度120毫米，半徑方向等角度分布二排通孔(圖4)，每排14個，通孔的尺寸內徑側孔長74.5毫米，外徑側孔長104.5毫米，寬度40毫米。
硫化完畢后脫模，立即與預先做好的生胎定型，進行第二次硫化成型。第二次硫化處理的條件為，溫度142℃，時間180分鐘。
輪胎試用性能良好，裝載量1800公斤時，輪胎下沉15毫米。
圖1是人力車的反沖輪胎結構示意圖;圖2是其A-A斷面剖示圖;圖3是汽車的反沖輪胎結構示意圖;圖4是反沖膠骨架結構示意圖。其中1為胎面膠;2為胎側膠;3為簾線膠;4為反沖膠;5為三角膠;6為胎簾線;7為反沖孔腔;8為圓周淺槽;9為輪胎鋼絲。
圖5是專用設備脫模器的結構示意圖。其中10為脫模器主體;11為驅動器;12為傳動件;13為反沖腔模組。
權利要求
1.一種非充氣型的反沖輪胎，包括各種機動車輪胎、自行車輪胎、人力三輪車輪胎和手推車輪胎，由胎面膠、胎側膠、簾線膠、胎簾線(簾布)以及根據(jù)不同輪胎要求的三角膠或輪胎鋼絲構成，其特征在于(1)輪胎簾布層的內側有作為輪胎支承骨架作用的反沖膠，反沖膠和胎面膠、簾線膠、胎側膠、胎簾線(簾布)、三角膠或鋼絲共同硫化成整體輪胎，(2)所述的反沖膠部分，在輪胎半徑方向上成放射狀地布有數(shù)量較多相互間隔的反沖孔腔，反沖孔腔可以是單排等間隔布置或多排蜂窩狀布置，(3)輪胎的承載能力、彈性、滾動阻力等使用性能取決于以下諸因因素①反沖膠原料橡膠的成分配比和性能，以及②反沖孔腔的大小、形狀和深度，以及③反沖孔腔的數(shù)量及其布置，(4)輪胎內周面的中心處有一條或數(shù)條構成周圓的淺槽。
2.權利要求
1所述的反沖輪胎的制造方法，是根據(jù)輪胎各部分的使用要求，由不同成分配比和性能的原料橡膠在成型鼓上配制，再加入反沖膠后定型成生胎，然后在硫化機上硫化成型，其特征在于反沖孔腔的成型方法是(1)一次硫化成型方法是借助于在圓周上裝有多個反沖腔模并可通過操作使其在半徑方向上伸縮的脫模器，推出反沖腔模進行硫化，成型完畢后，反沖腔模退回，輪胎即可脫模，或(2)二次硫化成型方法是先用反沖膠硫化成在半徑方向上帶有很多通孔(反沖孔)的骨架，脫模后立即與預先做好的生胎定型，在硫化機上二次硫化成輪胎。
3.一種反沖輪胎的脫模器專用設備，主要由呈圓形的脫模器主體、驅動器、傳動件和反沖腔模組四部分組成，操縱驅動器通過傳動件能使脫模器主體外圓圓周上數(shù)量較多的反沖腔模沿徑向滑動，其特征在于(1)脫模器主體外圓圓周上數(shù)量較多的反沖腔模能成組沿徑向同步推出或退回，(2)脫模器主體的外周面即是反沖輪胎內周面的模板。4、權利要求
3所述的脫模器，其特征在于所述的驅動器可以是手動操作，也可以是電動、氣動、液壓或電磁方式驅動，實現(xiàn)自動化操作。
專利摘要
本發(fā)明是交通運輸車輛所使用的一種非充氣型輪胎及其制造方法。反沖輪胎的載重量大、彈性良好、使用壽命長，是不需補充氣體，不怕釘扎刺孔、刀劃彈擊的安全輪胎。輪胎簾布層的內側有作為支承骨架作用的反沖膠，其間有在輪胎半徑方向上成放射狀地布有數(shù)量較多相互間隔的反沖孔腔，輪胎的承載能力、彈性、滾動阻力等使用性能取決于反沖膠原料橡膠的成分配比和性能以及反沖孔腔的大小、形狀、深度和反沖孔腔的數(shù)量和分布。
文檔編號B60C7/12GK87107607SQ87107607
公開日1988年6月1日 申請日期1987年11月10日
發(fā)明者張偉太, 蒲級三, 雷良臣, 楊友群, 劉南雄, 牟敬成 申請人:張偉太導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan