一种轮胎用内置橡胶支撑体及制作工艺的制作方法

本发明属于轮胎用内支撑体技术领域，尤其涉及一种高负载性能、低摩擦的轮胎用内置橡胶支撑体及制作工艺。

背景技术：

轮胎对于车辆的安全行驶只至关重要，轮胎在行驶过程中突然遇到尖锐物刺伤而漏气或爆破后，车辆会失去平衡，尤其在高速行驶时，车辆不能马上停下来，偏离行驶方向后会非常危险，不仅自身车辆失去控制，还会撞击到附近的车辆或物体，发生安全事故。

为提高车辆的安全性能，在轮胎的胎里事先预装一种安全装置，称之为支撑体，，在轮胎缺气、失压时，支撑体发挥作用，承载车辆负荷，保持车辆行驶方向，保证车辆安全的行驶到就近的修理站。

目前市场上现有支撑体主要有以下两种结构：一种如图1所示，两半粘合式橡胶支撑体：支撑体设计为半片，两个半片支撑体采用粘合胶片组合成一个整体的橡胶支撑体，其负载能力受到两个半片之间的粘合强力的约束，而且体积庞大、重量大、费油,即便有的采用了中间通孔可以降低重量，但是承载能力也会降低。两半式橡胶支撑体、钢圈、轮胎组装图如图2所示。

另一种如图3所示的支架支撑体，这类支撑体通常采用三个1/3圆的环形支架组件通过螺丝连接形成一个圆形的支架，安置在轮胎内部形成支撑体。其缺点是组装复杂；连接螺丝容易出现松动，连接螺丝松动脱开后会失去支撑功能；轮胎被撞击时易在连接螺丝处断开，失去支撑功能。

上述两种支撑体，在轮胎失压时，支撑体与轮胎内表面接触，两者之间会发生强烈的摩擦，发热、冒烟，并影响车辆的稳定性。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种轮胎用内置橡胶支撑体，目的是轮胎失压时，保证轮胎高负载性能、避免轮胎内置支撑体与轮胎表面强烈摩擦。

本发明的技术方案为：

一种轮胎用内置橡胶支撑体，所述橡胶支撑体为分体结构，包括支撑本体和设置在支撑本体上的环形胎冠；所述支撑本体底部采用2-6层、直径1～3mm粗纤维帘线单根接近0度周向缠绕作为骨架；所述环形胎冠采用1-3层、细纤维帘布周向缠绕作为骨架，层与层之间帘线相互交叉或单根接近0度周向缠绕，层之间设有一层胶片。

和现有技术相比，本方案支撑体采用支撑本体和环形胎冠两部分组成，且支撑体本体和环形胎冠各自均为整体设计，周向都是整体，不会松动、脱离；本方案在支撑本体的底座和环形胎冠设有增强设计，保证高承载性能，且保证支撑体与钢圈之间紧密结合。

基于上述方案，本发明还做出了如下改进：

进一步地，所述支撑本体的底座着合曲线与对应钢圈着合部位曲线对应，底座着合曲线直径比对应钢圈直径小4-12mm，支撑本体与钢圈过盈匹配。本技术改进中，内置橡胶支撑体与钢圈过盈匹配，外加支撑本体骨架的箍紧作用，使内置橡胶支撑体与钢圈之间紧密结合，二者之间不能滑移。

进一步地，所述支撑本体顶部周向设有数条弧形卡槽，所述环形胎冠上设有弧形固定块，所述支撑本体和环形胎冠通过弧形卡槽和弧形固定块匹配，二者可周向滑移。本技术改进中，支撑本体与环形胎冠通过弧形卡槽与弧形固定块组成一体，二者之间即不会卡合很紧，也不会在车辆正常行驶时滑移。在轮胎失压时，支撑体环形胎冠与轮胎内表面接触，在受到轮胎胎里摩擦力时，支撑体本体与环形胎冠之间会产生周向滑移，既可以支撑车辆重量，也可用于消除支撑体与轮胎胎里之间的摩擦，保证了车辆的稳定性。

进一步地，所述支撑本体采用倒t型结构，所述支撑本体的胶料邵尔a硬度为65～80度、拉伸强度≥18mpa。本技术改进可以降低支撑体重量，且保证具有高承载性能。

进一步地，所述弧形固定块宽度比弧形卡槽宽度小0.5mm，弧形固定块外直径比弧形卡槽外直径大1mm；所述支撑本体顶部边缘、环形胎冠下部边缘均开有楔形口。本技术改进保证弧形固定块与弧形卡槽恰好匹配，采用开楔形口设计便于安装。

此外，本发明还提供一种轮胎用内置橡胶支撑体的制作工艺，包括以下步骤，

步骤1、支撑本体、环形胎冠的胶片制备；

步骤2、纤维帘线、帘布的准备；

步骤3、制作支撑本体胎坯、环形胎冠胎坯；

3.1在成型鼓上层贴一层底座胎体胶片；

3.2在底座胎体胶片上单根接近0度周向缠绕纤维帘线，线距在3.5-6mm；

3.3重复步骤3.1、3.2，层层压实；

3.4在底座胶片上层贴胎体胶片，层层压实，制成支撑本体胎坯；

3.5在成型鼓上层贴一层胎冠胶片；

3.6在胎冠胶片上层贴1层细纤维帘布，层贴一层胶片，重复上述操作，层与层之间帘线相互交叉，帘布层数1-3层，或单根接近0度周向缠绕1-3层；

3.7在纤维帘布上层贴一层胎冠胶片，层层压实，制成环形胎冠胎坯；

步骤4、胎坯硫化，将成型好的两个胎坯分别装入各自硫化模具硫化，得到支撑体本体和环形胎冠；

步骤5、在支撑体本体的弧形卡槽和环形胎冠的弧形固定块周向涂刷粉状润滑剂，将支撑本体与环形胎冠组合成一体，得到内置橡胶支撑体。

进一步地，步骤1中，所述环形胎冠的胶片宽度等于环形胎冠行驶面宽度±(5-10)mm；所述支撑本体的底座胶片宽度等于底座宽度±(5-10)mm；所述支撑本体的胎体胶片宽度等于胎体宽度±(5-10)mm；所述支撑本体、环形胎冠的胶片厚度均为8-15mm。

进一步地，步骤2中，所述纤维帘线采用浸胶的聚酯、锦纶，单根纤维线帘的粗度为1-3mm；所述纤维帘布采用覆胶的聚酯、锦纶，所述纤维帘布的帘线粗度小于1mm。本技术改进中，优选热稳定好的聚酯、锦纶制备纤维帘布。

本技术方案的有益效果：

1)支撑体采用采用高强度胶料配方设计，无通孔，负载性能好，胎体采用倒t型设计，可以降低支撑体重量，但仍具有高承载性能。

2)在轮胎失压时，支撑体环形胎冠与轮胎内表面接触，会产品很强的摩擦力，环形胎冠将摩擦力传递至支撑体本体，由于支撑体本体与环形胎冠之间匹配的不是很紧，同时又涂刷了粉状润滑剂，二者会产生周向滑移，避免支撑体环形胎冠与轮胎内表面两者之间的强烈摩擦，保证了车辆的稳定性。

附图说明

图1是现有技术中两半式橡胶支撑体断面示意图；

图2是现有技术中两半式橡胶支撑体组装断面示意图；

图3是现有技术中支架支撑体断面示意图；

图4是本发明内置橡胶支撑体、钢圈、轮胎组装图

图5是本发明内置橡胶支撑体断面示意图；

图6是本发明支撑体本体断面示意图；

图7是本发明环形胎冠示意图；

图8是本发明支撑本体的底部骨架缠绕成型示意图；

图9是本发明环形胎冠骨架缠绕成型示意图；

图10是本发明环形胎冠层与层之间帘线相互交叉周向缠绕成型示意图。

图中，1、轮胎；2、内置橡胶支撑体；3、钢圈；21、支撑本体；22、环形胎冠；23、开楔形口；211、弧形卡槽；212、底座着合曲线；213、底座骨架；221、弧形固定块；222、胎冠骨架。

具体实施方式

如图4-7所示，一种轮胎用内置橡胶支撑体，所述内置橡胶支撑体2为分体结构，包括支撑本体21和设置在支撑本体21上的环形胎冠22；所述支撑本体21底部采用2-6层、直径1～3mm粗纤维帘线单根接近0度周向缠绕作为底座骨架213；所述环形胎冠22采用1-3层、细纤维帘布周向缠绕作为胎冠骨架222，层与层之间帘线相互交叉或单根接近0度周向缠绕，层之间设有一层胶片。

所述支撑本体21的底座着合曲线212与对应钢圈着合部位曲线对应，底座着合曲线直径比对应钢圈直径小4-12mm，支撑本体21与钢圈3过盈匹配。

所述支撑本体21顶部周向设有数条弧形卡槽211，所述环形胎冠22上设有弧形固定块221，所述支撑本体21和环形胎冠22通过弧形卡槽211和弧形固定块221匹配；卡槽的宽度为i+0.5，卡槽的深度g，g取值5～15mm，卡槽弧形半径ra，卡槽外直径固定块的宽度小于卡槽0.5mm，固定块的深度也为g，固定块外直径恰好能与卡槽匹配；所述支撑本体顶部边缘、环形胎冠下部边缘均开有楔形口23。

所述支撑本体采用倒t型结构，所述支撑本体的胶料邵尔a硬度为65～80度、拉伸强度≥18mpa。

如图8-10所示，一种轮胎用内置橡胶支撑体的制作工艺，包括以下步骤，

步骤1、支撑本体、环形胎冠的胶片制备；其中，所述环形胎冠的胶片宽度等于环形胎冠行驶面宽度±(5-10)mm；所述支撑本体的底座胶片宽度等于底座宽度±(5-10)mm；所述支撑本体的胎体胶片宽度等于胎体宽度±(5-10)mm；所述支撑本体、环形胎冠的胶片厚度均为8-15mm。

步骤2、纤维帘线、帘布的准备；其中，所述纤维帘线采用浸胶的聚酯、锦纶，单根纤维线帘的粗度为1-3mm；所述纤维帘布采用热稳定性好的覆胶的聚酯、锦纶，所述纤维帘布的帘线粗度小于1mm。

步骤3、制作支撑本体胎坯、环形胎冠胎坯；

3.1在成型鼓上层贴一层底座胎体胶片；

3.2在底座胎体胶片上单根接近0度周向缠绕纤维帘线，线距在3.5-6mm；

3.3重复步骤3.1、3.2，层层压实；

3.4在底座胶片上层贴胎体胶片，层层压实，制成支撑本体胎坯；

3.5在成型鼓上层贴一层胎冠胶片；

3.6在胎冠胶片上层贴1层细纤维帘布，层贴一层胶片，重复上述操作，层与层之间帘线相互交叉，帘布层数1-3层，或单根接近0度周向缠绕1-3层；

3.7在纤维帘布上层贴一层胎冠胶片，层层压实，制成环形胎冠胎坯；

步骤4、胎坯硫化，将成型好的两个胎坯分别装入各自硫化模具硫化，得到支撑体本体和环形胎冠；

步骤5、在支撑体本体的弧形卡槽和环形胎冠的弧形固定块周向涂刷粉状润滑剂，将支撑本体与环形胎冠组合成一体，得到内置橡胶支撑体。