反冲轮胎及其制造方法和专用设备的制作方法

专利名称:反冲轮胎及其制造方法和专用设备的制作方法
本发明系车辆所使用的一种不充气轮胎，属交通运输分部的非充气轮胎及制造技术领域：
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回顾车辆轮胎发展的历史，在出现橡胶轮胎以后的相当长的时期内，均是使用实心结构的轮胎，由于实心轮胎的弹性较差，行驶过程中的滚动阻力大，在受载情况下各部的变形和应力差异较大，容易出现裂纹而导致断裂，因而被逐渐淘汰。充气轮胎的发明，充分显示了其用材少、重量轻、缓冲性能佳、与路面随着系数高等优点而得到广泛的应用。但充气轮胎通常都是由外胎和内胎组成，结构较为复杂，而且需要经常补充气体，给使用带来极大的不方便，也容易被扎破漏气，影响车辆行驶，严重的甚至会使车辆失控，造成车祸。目前各国为了提高车辆行驶的安全性和各种环境道路的适应性，尤其是为了满足军用车辆的要求，都在积极地研究非充气式安全轮胎。近年来，各种结构新颖的非充气轮胎或半充气轮胎纷纷报导问世，并受到人们重视和开发，但都还存在着一些各种难以解决的问题，有的是结构复杂不易制造，也有是安装和拆卸都非常困难，有的是弹性不好乘坐舒适性差，或者是滚动阻力大、行驶速度和使用寿命都达不到要求等等，总之，都还没有能和充气轮胎相全面竞争。又如美国和日本都相继用聚氨脂快速注塑成型非充气轮胎，但也因其材料费用昂贵，只能用作高级轿车轮胎，难以得到广泛应用，因此目前仍是以充气轮胎占踞着绝大部分的轮胎市场。
本发明的目的，就在于克服各类轮胎的上述种种缺点，为车辆提供一种适用范围广，行驶性能和充气轮胎大致相当，使用寿命远优于充气轮胎的不怕钉扎刺孔、刀划弹击的非充气型安全轮胎。
本发明的反冲轮胎的外形和充气轮胎基本相似。轮胎各部分由橡胶性能不同的轮胎面胶1、胎侧胶2、帘线胶3、反冲胶4以及根据不同轮胎要求的三角胶5或钢丝9和胎帘线(或帘布)6共同硫化成整体轮胎(如图1、图2和图3)。反冲轮胎的结构特点就是在轮胎帘布层的内侧有作为轮胎支承骨架作用的反冲胶4，反冲胶部分在轮胎半径方向上成放射状地布有数量较多相互间隔的反冲孔腔7。腔内为相当于大气压的空气，轮胎在行驶过程中腔内空气会交替受压缩和反冲作用，使轮胎富有弹性。其结构特点还在于轮胎各部分根据其使用要求，由不同性能的橡胶合理配布。
反冲轮胎承受的负重和各种载荷，主要由作为支承骨架的反冲胶和轮胎侧壁共同承受，因此反冲胶上分布的反冲孔腔的大小、形状、深度以及孔腔的数量将直接影响和决定轮胎的受载能力和弹性等使用性能，这就可以运用反冲孔腔的这些参数和反冲胶的原料不同配比和性能，根据使用要求设计出各类规格型号的反冲轮胎。反冲孔腔7在轮胎内周面可以是单排等间隔布置或多排蜂窝状布置。此外，在反冲轮胎的内周面，其中心处有一条或数条构成圆周的浅槽，便于安装和拆卸，而且在轮胎行驶时的受压状态下可使其和轮圈结合更牢固。
当前车辆种类繁多，尤其是机动车，不仅是载重量的差异巨大，在行驶速度，承受各种载荷或冲击以及在适应气候环境和各种路面条件等方面，均是大为不同，为要满足车辆各种使用情况的轮胎，对于充气轮胎来说已将无能为力。本发明的反冲轮胎可以通过改变反冲胶的原料配比成分，选用不同的性能的反冲胶，并通过精确计算或实验测试，来确定反冲孔腔的大小、形状、深度以及孔腔数量和排列分布，针对各种使用要求设计出多种反冲轮胎，以满足各类车辆使用，充分体现出本发明反冲轮胎的优越性。以比较简单的自行车辆胎为例，由于自行车的前后轮的负载有所不同，后轮的负载大于前轮，则可根据其负载的分配情况，设计专用的前轮胎和后轮胎;而且还可以根据自行车的使用条件不同，来设计各种硬度和弹性的自行车反冲轮胎，作为适用于城市平坦路面或农村山区恶劣路面、加重车或轻便车的多种规格、型号的专用车胎，以获得最佳的使用状态。再如载重卡车的后轮承载较前轮大，由于充气轮胎荷载能力的局限性，通常卡车的后轮多是采用四个轮胎，而卡车反冲轮胎的后轮可以加大荷载设计，就无需增加轮胎，不仅经济性好，也简化了载重卡车的结构。
反冲轮胎的反冲孔腔内是接近大气压的空气，不怕钉扎刺孔、刀划弹击。和充气轮胎相比，无需经常补充气体，既节约了充气的能耗，又方便了用户，车辆不致因途中泄气而不能行驶。反冲轮胎的安全性是最显著的突出优点，大大扩大了车辆的使用范围，满足军用需要，同时也减少了造成车祸的一个因素，减少国家和人民因车祸造成的损失。
反冲轮胎可以经常保持良好的运行状态，充气轮胎则常常因在充气不足的情况下载重行驶而造成轮胎折裂损坏，因此反冲轮胎的使用寿命远优于充气轮胎。以手推车的轮胎为例，反冲轮胎的弹性良好，载重量大，使用寿命超过充气轮胎三倍以上。
本发明的反冲轮胎的各部分橡胶均是按其使用要求，由不同成分配比和性能的原料橡胶硫化得到，其制造方法基本上属于橡胶轮胎的硫化成型制造方法，所不同的是在反冲胶层中有反冲孔腔，对硫化成型增加了一定的难度。本发明的反冲轮胎制造方法，是根据轮胎半径R和半径方向上轮胎厚度H的不同，用两种方法实现成型。对于R比H大得多的一类轮胎，如人力车或摩托车轮胎，是借助于一种脱模器的专用设备一次硫化成型。脱模器的圆周上装有多个反冲腔模可在半径方向上同步伸缩，推出反冲腔模进行硫化，硫化成型完毕后退回，即可脱模。对于R比H大得不太多的一类汽车轮胎，则需用两次硫化成型。先用反冲胶硫化成在半径方向上带有很多通孔的骨架(图4)，脱模后立即与预先做好的生胎定型，在硫化机上二次硫化成轮胎。由于脱模器可自动化操作，所以本发明反冲轮胎的生产可同生产其他轮胎一样，实现大批量机械化生产。
本发明的专用设备脱模器(图5)，是专用于人力车或摩托车一类R比H大得多的轮胎的生产上。主要由脱模器主体10、驱动器11、传动件12和反冲腔模组13四部分构成。反冲腔模的数量以及模的形状、大小均由设计决定，模在脱模器主体10的圆周上等角度分布，并组成数组，每组可以在主体10上沿半径方向同步滑动，脱模器主体10的外周面就是反冲轮胎内周面的模板，主体10中心安装有可以转动一定角度的驱动器11，驱动器11上有和反冲腔模组13的组数相对应的数条弧形槽等角度分布，一端和反冲腔模组13连结的传动件12嵌插在对应的弧形槽中。转动驱动器11，通过圆弧槽作用在传动件12上的力，带动反冲腔模组12在主体10上沿半径方向同步推出，此时轮胎进行硫化成型，成型完毕后，驱动器11反方向转动一个角度，使反冲腔模组12同步退回，轮胎即可脱模。驱动器11的转动可以是手动操作，也可以是气动、电动、液压或电磁方式驱动，实现自动化操作。
实施例126×2 1/2 吋手推车轮胎的成型。先将涂好胶的帘线铺在成型鼓上，两边贴上三角胶，三角胶上再覆盖一层胶布，贴上第二层帘线，两层帘线按45度人字形排列，然后贴胎面胶和胎侧胶，从成型鼓上卸下，在另一面贴上反冲胶，在定型机上定型后即成生胎。将生胎装在带有脱模器的硫化机上，推出反冲腔模组，经过温度142℃、25分钟的硫化处理，操纵脱模器，退回反冲腔模组脱模，轮胎成型完毕。
轮胎内周面等间隔单排分布有反冲孔腔30个，孔腔长50毫米，宽20毫米，深45毫米。安装在手推车上试用，轮胎的弹性和受力适宜，使用中无震手的感觉，双轮手推车载重500公斤时轮胎下沉9毫米，载重1000公公时轮胎下沉13毫米。轮胎不怕钉扎穿刺，使用安全可靠。
实施例2650-16汽车轮胎的二次硫化成型。
反冲胶骨架硫化成型，硫化条件为温度142℃，时间40分钟，成型后的反冲胶骨架尺寸·内径403毫米，外径662毫米，厚度120毫米，半径方向等角度分布二排通孔(图4)，每排14个，通孔的尺寸内径侧孔长74.5毫米，外径侧孔长104.5毫米，宽度40毫米。
硫化完毕后脱模，立即与预先做好的生胎定型，进行第二次硫化成型。第二次硫化处理的条件为，温度142℃，时间180分钟。
轮胎试用性能良好，装载量1800公斤时，轮胎下沉15毫米。
图1是人力车的反冲轮胎结构示意图;图2是其A-A断面剖示图;图3是汽车的反冲轮胎结构示意图;图4是反冲胶骨架结构示意图。其中1为胎面胶;2为胎侧胶;3为帘线胶;4为反冲胶;5为三角胶;6为胎帘线;7为反冲孔腔;8为圆周浅槽;9为轮胎钢丝。
图5是专用设备脱模器的结构示意图。其中10为脱模器主体;11为驱动器;12为传动件;13为反冲腔模组。
权利要求
1.一种非充气型的反冲轮胎，包括各种机动车轮胎、自行车轮胎、人力三轮车轮胎和手推车轮胎，由胎面胶、胎侧胶、帘线胶、胎帘线(帘布)以及根据不同轮胎要求的三角胶或轮胎钢丝构成，其特征在于(1)轮胎帘布层的内侧有作为轮胎支承骨架作用的反冲胶，反冲胶和胎面胶、帘线胶、胎侧胶、胎帘线(帘布)、三角胶或钢丝共同硫化成整体轮胎，(2)所述的反冲胶部分，在轮胎半径方向上成放射状地布有数量较多相互间隔的反冲孔腔，反冲孔腔可以是单排等间隔布置或多排蜂窝状布置，(3)轮胎的承载能力、弹性、滚动阻力等使用性能取决于以下诸因因素①反冲胶原料橡胶的成分配比和性能，以及②反冲孔腔的大小、形状和深度，以及③反冲孔腔的数量及其布置，(4)轮胎内周面的中心处有一条或数条构成周圆的浅槽。
2.权利要求
1所述的反冲轮胎的制造方法，是根据轮胎各部分的使用要求，由不同成分配比和性能的原料橡胶在成型鼓上配制，再加入反冲胶后定型成生胎，然后在硫化机上硫化成型，其特征在于反冲孔腔的成型方法是(1)一次硫化成型方法是借助于在圆周上装有多个反冲腔模并可通过操作使其在半径方向上伸缩的脱模器，推出反冲腔模进行硫化，成型完毕后，反冲腔模退回，轮胎即可脱模，或(2)二次硫化成型方法是先用反冲胶硫化成在半径方向上带有很多通孔(反冲孔)的骨架，脱模后立即与预先做好的生胎定型，在硫化机上二次硫化成轮胎。
3.一种反冲轮胎的脱模器专用设备，主要由呈圆形的脱模器主体、驱动器、传动件和反冲腔模组四部分组成，操纵驱动器通过传动件能使脱模器主体外圆圆周上数量较多的反冲腔模沿径向滑动，其特征在于(1)脱模器主体外圆圆周上数量较多的反冲腔模能成组沿径向同步推出或退回，(2)脱模器主体的外周面即是反冲轮胎内周面的模板。4、权利要求
3所述的脱模器，其特征在于所述的驱动器可以是手动操作，也可以是电动、气动、液压或电磁方式驱动，实现自动化操作。
专利摘要
本发明是交通运输车辆所使用的一种非充气型轮胎及其制造方法。反冲轮胎的载重量大、弹性良好、使用寿命长，是不需补充气体，不怕钉扎刺孔、刀划弹击的安全轮胎。轮胎帘布层的内侧有作为支承骨架作用的反冲胶，其间有在轮胎半径方向上成放射状地布有数量较多相互间隔的反冲孔腔，轮胎的承载能力、弹性、滚动阻力等使用性能取决于反冲胶原料橡胶的成分配比和性能以及反冲孔腔的大小、形状、深度和反冲孔腔的数量和分布。
文档编号B60C7/12GK87107607SQ87107607
公开日1988年6月1日 申请日期1987年11月10日
发明者张伟太, 蒲级三, 雷良臣, 杨友群, 刘南雄, 牟敬成 申请人:张伟太