免充气轮胎、制作免充气轮胎的装置以及运用该装置制作该免充气轮胎的方法与流程

本发明涉及免充气轮胎领域，尤其涉及一种免充气轮胎、制作免充气轮胎的装置以及运用该装置制作该免充气轮胎的方法。

背景技术：

免充气轮胎是一种无需充气，仅利用轮胎自身的材料和结构来实现支撑、缓冲性能的一种轮胎，由于其无需充气，因此可以适用于很多特定的设备或装置上，可以避免充气带来的麻烦以及爆胎带来的危害。

如图1所示，在公告号为CN1292886C的中国发明专利中，为了解决美国专利US2002/0036040A1所公开的免充气轮胎外胎、内胎与轮框之间结合可靠度不佳，外胎或内胎容易自轮胎上脱离的问题，其公开了一种向外胎皮膜130内注入发泡材料以形成内胎层120的免充气轮胎，由于该轮胎在制造的过程中，是需要先在轮胎内框110上成型一个中空的外胎皮膜130，然后再借助灌入孔131向该外胎皮膜130内注入发泡材料，所以该工艺显得稍微有些复杂，虽然能有效避免内胎或外胎脱离的情况，但制造成本也会由于工艺的繁琐而有所增加。因此，有必要对其进行改进，设计一种同样能有效避免内胎或外胎脱离且还能保证制作工艺相对简单的免充气轮胎。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种能有效避免内胎或外胎脱离且还能保证制作工艺相对简单的免充气轮胎，同时还提供一种依靠简单工艺即可制作该充气轮胎的装置，以及运用该装置如何制作该免充气轮胎的方法。

为实现上述目的，本发明的第一方面，提供了一种免充气轮胎，胎体的主体部分由聚氨酯材料发泡成型，主体部分远离圆心的一侧设置有外胎层，该外胎层由橡胶材料制成，所述外胎层的内侧向内嵌入所述的主体部分，且藉由该嵌入处的结构，外胎层和主体部分相互制约而互不可分离。

进一步的，在所述外胎层的横断面上，外胎层靠内的一侧凸出形成有梯形台结构，外胎层通过该梯形台结构嵌入所述的主体部分。其中，该梯形台结构的梯形的长底边位于靠内的一侧，从而形成一个类似于燕尾榫的结构，使得外胎层嵌入主体部分后，两者相互制约，形成一个整体，有效的防止外胎层脱落的情况。

进一步的，在胎体的横断面上，所述外胎层占整个断面面积的占比小于0.4。

本发明的免充气轮胎，由于外胎层通过梯形台结构嵌入主体部分，形成了类似燕尾榫的结构，从而可有效避免外胎层由主体部分上脱落的情况，另外，该免充气轮胎相对于公告号为CN1292886C（专利号为ZL02147394.3）的中国专利而言，其制作工艺会简单很多，无需先成型中空外胎皮模，再灌发泡材料，仅需在模具中直接将发泡材料成型于外胎层内侧即可。

本发明的第二方面，提供了一种制作免充气轮胎的装置，包括：

模具盒，其包括相互可分离或可盖合的上下模，其中，上模与下模分别设置有上模腔和下模腔；当上模与下模盖合后，上模腔与下模腔衔接合成一个用于成型所述免充气轮胎的环形模腔；

离心机，位于所述模具盒的下方，用于驱动所述下模内的离心盘使其旋转；

其中，所述的离心盘位于下模内下模腔的中央，当上模与下模盖合后，离心盘四周的边缘可藉由上下模之间预留的缝隙与所述的环形模腔连通。

进一步的，所述上模的顶部对应所述的离心盘开设有注料口。

借助上述装置，仅需依靠很简单的工艺即可制成本发明的免充气轮胎。

本发明的第三方面，提供了一种运用前述装置制作上述免充气轮胎的方法，其包括以下步骤：

S1、将预先由橡胶材料制作好的外胎层放入模具盒下膜的下模腔内，之后盖上上膜并锁紧，使外胎层位于环形模腔内的外侧；

S2、启动离心机使离心盘旋转；

S3、由上模顶部的注料口向离心盘上注入聚氨酯原料，在离心盘的高速旋转下，聚氨酯原料经由上下模之间的缝隙被甩入到所述的环形模腔内；

S4、待聚氨酯原料在环形模腔内完成发泡成型后，关闭离心机，离心盘停止转动后，打开上模取出制作完成的免充气轮胎。

可见，依靠前述的装置通过很简单的工艺即可完成本发明的免充气轮胎的制作，该方法制作而成的免充气轮胎，一方面能保证轮胎外胎层和主体部分连接的可靠性，另一方面，相对于公告号为CN1292886C的中国专利而言，可以大大简化制作工艺。

附图说明

图1是背景技术中所述的现有技术的免充气轮胎的结构示意图；

图2是本发明实施例1所列举的免充气轮胎的结构示意图；

图3是图2的A处放大图；

图4是本发明实施例2所列举的制作免充气轮胎的装置的结构示意图；

图5是图4中装置的上模和下模合上后的示意图；

图6是图5的纵向剖面图；

图7是在图6中环形模腔内放入外胎层后的示意图；

图中标记为：110-轮胎内框，120-内胎层，130-外胎皮膜，131-灌入孔；

11-主体部分，12-外胎层，121-梯形台结构；

21-模具盒，211-上模，212-下模，213-环形模腔，2131-上模腔，2132-下模腔，22-离心机，23-离心盘，24-缝隙，25-注料口。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步详细介绍，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

如图2和图3所示，为本实施例提供了一种免充气轮胎，胎体的主体部分11由聚氨酯材料发泡成型，主体部分11远离圆心的一侧设置有外胎层12，该外胎层12由橡胶材料制成，所述外胎层12的内侧向内嵌入所述的主体部分11，且藉由该嵌入处的结构，外胎层12和主体部分11相互制约而互不可分离。

由于橡胶材料具有耐磨、止滑、耐水解的优点，但同时又具有重量重、没弹性的缺点，而聚氨酯材料（即PU）恰好具有重量轻、回弹性好的优点，但同时却又具有不耐水解、不耐磨的缺点。因此，本实施例各取其优点，将两者结合，主体部分11利用聚氨酯材料减轻了轮胎的重量、增加了轮胎的回弹性，起到了提高减震效果和增加舒适性效果，而外胎层12由于长期与地面摩擦，选用橡胶材料可以利用橡胶耐磨、止滑、耐水解的优点。

优选地，外胎层12靠内的一侧凸出形成有梯形台结构121，外胎层12通过该梯形台结构121嵌入所述的主体部分11。具体的，由外胎层12的横断面看，外胎层12大致呈“凸”形，其包括两级台阶面，其中，面积较大的台阶面位于远离圆心的一侧，该台阶面的两条边线相互垂直，面积较小的台阶面位于靠近圆心的一侧，该台阶面的两条边线的夹角小于90°，由此，外胎层12形成一个类似于燕尾榫的结构，该结构在嵌入主体部分11后，使得外胎层12和主体部分11可以相互制约，不会轻易分离，有效的防止外胎层12脱落的情况。

优选地，在胎体的横断面上，所述外胎层12占整个截面面积的占比小于0.4，从而保证主体部分11的占比较大，而主体部分11由质量较轻、回弹性较佳的聚氨酯材料制成，从而可有效地减轻轮胎的重量以及增强轮胎的回弹性。

本实施例的免充气轮胎可用于自行车、轮椅等低速转动的工具或设备上。

实施例2：

如图4-图7所示，本实施例提供了一种制作免充气轮胎的装置，包括：

模具盒21，其包括相互可分离或可盖合的上下模211、212，其中，上模211与下模212分别设置有上模腔2131和下模腔2132；当上模211与下模212盖合后，上模腔2131与下模腔2132衔接合成一个用于成型所述免充气轮胎的环形模腔213；

离心机22，位于所述模具盒21的下方，用于驱动所述下模212内的离心盘23使其旋转；

其中，所述的离心盘23位于下模2132内下模腔2132的中央，当上模211与下模212盖合后，离心盘23四周的边缘可藉由上下模211、212之间预留的缝隙24与所述的环形模腔23连通。

优选地，，所述上模211的顶部对应所述的离心盘23开设有注料口25。

本实施例的装置可用于制作实施例1的免充气轮胎。在制作之前，需根据实施例1免充气轮胎的外形而具体设定上模腔2131和下模腔2132腔体的具体形状。

实施例3：

本实施例提供了运用实施例2的装置制作实施例1的免充气轮胎的方法，该方法包括以下步骤：

S1、将预先由橡胶材料制作好的外胎层12放入模具盒21下膜212的下模腔2132内，之后盖上上膜211并锁紧，使外胎层12位于环形模腔213内的外侧，如图7所示；

S2、启动离心机22使离心盘23旋转；

S3、由上模211顶部的注料口25向离心盘23上注入聚氨酯原料，在离心盘23的高速旋转下，聚氨酯原料经由上下模211、212之间的缝隙24被甩入到所述的环形模腔23内；

S4、待聚氨酯原料在环形模腔23内完成发泡成型后，关闭离心机22，离心盘23停止转动后，打开上模211取出制作完成的免充气轮胎。

其中，制作过程中离心盘23的旋转时间大概为3-5分钟。

采用该方法制作实施例1的免充气轮胎，其工艺较为简单，相对于公告号为CN1292886C的中国专利而言，无需先成型中空外胎皮模，再灌发泡材料，简化了制作工艺，仅需在模具盒21中直接将发泡材料成型于外胎层12内侧即可，制作成的免充气轮胎同样具有内外层不易脱落的优点。