一種安全高效輪胎的製作方法
2023-05-24 20:00:36 4
專利名稱：一種安全高效輪胎的製作方法
技術領域：
本發明屬於交通運輸領域，尤其是交通工具的安全高效輪胎。
二背景技術：
公知的輪胎存在以下不足1、安全性差。輪胎在運行中會發生爆胎，尤其是前輪爆胎，由此引發事故不斷，往往造成生命財產的重大損失，這問題一直沒得到很好解決。爆胎的原因有異物切割、胎溫過高、胎壓過高、輪胎自身強度不夠等。胎溫升高的原因之一是胎內填充的氣體在受到壓力和壓力不斷變化和不斷地擠壓運動過程中產生高溫。而氣體是熱的不良導體，熱量不能很好散發，積聚成高溫。高溫使胎內氣體膨脹，產生高壓，導致爆胎。可見，氣體導熱性差，易生高溫是爆胎的主要原因。由於充填物是氣體，發生爆胎時，事故輪胎的直徑急劇減小，轉速急劇降低，同樣時間內所行的距離急劇減少，使交通工具，如汽車的各輪運行距離不一致，從而使車子發生以爆胎為圓心的急劇偏轉運動，司機來不及處理，導致車輛失控出事。輪胎直徑變小是出事的關鍵原因。公知輪胎無法避免這種情況發生。
2、效率不高。效率是指輪胎在使用過程中，單位時間內完成的工作量。也指有用功在總功中所佔的百分比。效率不高的原因有許多，一是胎內填充物性能差。公知的胎內填充物為空氣。空氣的分子結構很疏鬆，容易被壓縮、改變體積。而且在被壓成液體前，其體積總是處於易變狀態。這樣，當胎內充填壓力空氣後，由於空氣體積的易變性，使輪胎的直徑總是處於非穩定狀態。充氣壓力過大，又易損壞內、外胎。比如汽車，負載後其輪胎下方著地處的半徑會縮短。事實上，大部分的汽車輪胎下方著地處半徑在負載後會縮短。而輪胎除下方以外的半徑卻沒有縮短，反而由於壓力的增大而有所變長。這樣，運動中的車輪總是要克服阻力前進，甚至是不斷提高整體重心來運行。因為位於車輪下方前面的車輪半徑比車輪下方的車輪半徑長。這樣就產生了大量的無用功耗，降低了效率。又由於氣體的荷載力差(相對於液體、固體而言)，所以輪胎必須造得很大，才能滿足承載需求。這就造成料、工的浪費，而且增加了重量，增加能耗。
3、輪胎材料性能差。內、外胎的材料是橡膠，橡膠的氣密性不是很好，充氣的壓力越大，溫度越高，其氣密性越差。本來壓力很高的輪胎，不久就跑氣了，氣密性差是主要原因。氣密性差的弊端表現在使輪胎經常缺氣，氣壓不足，導致輪胎下方半徑變短，給運動中的輪胎產生很大阻力，浪費能量。輪胎的鋼圈，尤其是汽車、拖拉機的輪胎鋼圈，用鋼板製成，既增加了車子自重，又易生鏽，還不易加工，成本高。
4、輪胎形狀結構不合理。從橫截面來看，輪胎內腔的圓形結構和輪胎外表的圓弧形結構不利於輪胎下方，即著地的一方，保持半徑不變。比如汽車，負載後需要輪胎有一定的著地面積以承載，所有輪子的著地面積的總壓強，等於車子自身及負載的總重量。公知外胎橫截面的內外形狀為圓弧形，外表面在充氣後更為明顯，使輪胎著地處成為一個球面，一個球點，而不是一條線，這個球點由於著地面積小，壓強大，只有向裡縮，這樣就成了一個平面，輪胎下方著地處的半徑因之縮短，產生前述的運動阻力。可見，輪胎橫截面上內腔和外形的圓弧形結構，不能對輪胎形成有效的支持，不能使輪胎的著地處形成一條線。從理論上講，只有當車輪的著地處呈軸向一條線時，輪胎的運動最省力。因為此時輪胎著地處的半徑沒變短或變短最少。只要半徑一變短，就成了一個面，與地面形狀相同的著地面。著地面越大，半徑越短、越浪費能量。
5、橡膠外胎兩側邊太高。外胎有三方，著地的一方及兩側邊。外胎兩側邊太高，既浪費橡膠材料，又不利於輪胎保持半徑不變。當輪胎負載時，兩側邊易發生外膨變形，必然導致輪胎著地處半徑變短，形成運動阻力。
6、成本高。一是外胎著地面用舊後，往往兩側邊並沒壞，結果卻一起丟棄了。對地球資源形成浪費，還汙染環境。舊胎翻新雖好，但不方便，成本高。二是由於前述的背景技術的原因，容易導致輪胎損壞，因而造成成本高。
公知技術在胎內注入一種自動補胎液，在小孔漏氣時自動補胎。這種補胎液成份中有一部分水。一般只注入胎內容積1/3以下的補胎液。96101135.1專利申請是一種注水輪胎，做法是在胎內注入胎內容積1/3以下的水，利用水在運動中產生慣性節能。上述技術不能解決輪胎存在的不足。公知輪胎需經常充氣，以保證氣壓，因此不方便。又由於結構複雜，安裝、拆卸、維修都不方便。
三
發明內容
本發明的目的是解決公知輪胎的上述問題，使之安全、高效。
(1)、一種輪胎，其胎內的填充物是固體或液體或固體、液體、氣體的組合物或半流體，或填充物是粉狀、粒狀固體的聚集物；或填充物呈漿狀、膏體狀，其特徵是填充物充滿輪胎的內腔。
(2)、如權利要求1所述輪胎，其特徵在於液體填充物是水。
(3)、如權利要求1所述輪胎，它包括內胎，內胎由塑料膜製成，其特徵是塑料膜的厚度在1毫米以內。
(4)、如權利要求3所述輪胎，其特徵是內胎的外形與輪胎內腔形狀相吻合，內胎填充後的常壓體積大於輪胎的內腔容積。
(5)、如權利要求4所述輪胎，其特徵在於內胎是依附或結合在外胎內壁或抗拉層內壁的塑料膜或塗層。
(6)、如權利要求1所述輪胎，它包括防爆裝置，防爆裝置固定在輪胎外側，或安裝在外胎內，防爆裝置可呈圓板狀、圓架狀、圓環狀，可分為二部分或以上，其特徵是防爆裝置的直徑比輪胎的直徑小10釐米以下，1釐米以上。
(7)、如權利要求1所述輪胎，它包括內胎，內胎由發泡材料製成，其特徵是內胎呈無氣門的圓柱形環狀。
(8)、如權利要求7所述輪胎，其特徵是內胎與外胎結合在一起，截面上有外胎與內胎的結合界面。
1、改變填充物。本發明在輪胎裡充填液體，可壓力充填，充填到容積的1/3以上，直至充滿。或液體充滿輪胎裡除固體充填物以外的空間。輪胎裡的液體有承載作用。充填物可呈液體狀、膏體狀、膠體狀。或者，充填物是固體、液體，或固體、液體、氣體的組合物。或充填物呈固體、液體、氣體之間的臨界物質狀態。或充填物是粉狀、粒狀固體的聚合物或/和膠合物。還可是發泡材料，如泡沫塑料、泡沫橡膠。液體可以是水，或水與其他物質的混合物或水合物。還可是油或油與其他物質的混合物或化合物。這種輪胎由於不容易洩漏，因此可以呈無氣門的全封閉狀態、實心狀態。固體填充物可以是本發明將述及的內撐。充填即填充。液體和氣體都是流體，遵守同樣的流體規律，氣體的減震和承載作用最終要通過外胎的彈性和強度來實現，從這點意義上講，液體或氣體作為輪胎充填物能獲得同樣的減震和承載作用。輪胎承載能力的大小決定於外胎強度和受力面積，在這二條件不變的情況下，在胎內空間設置固體充填物，並不影響輪胎效果，而且能起到爆胎後的支撐作用。支撐作用還將後述。用液體或固體或其組合物作為輪胎充填物，比氣體充填物有許多優點。一是橡膠、塑料的水密性比氣密性好，水分子鏈比氣分子鏈結合得更緊密、更結實，不易逃逸。這樣就減少了經常充氣的麻煩，而且能保持輪胎的半徑不變，減少運動阻力。二是不易爆胎，液體的導熱性比氣體強，而產熱性卻比氣體差，這樣胎內溫度就不易升高、不易膨脹，不會因此產生高壓把胎脹破而出事故。三是即使爆胎，液體、膏體、固體不會象氣體那樣一下子全衝出去，造成癟胎，釀成事故。爆胎後仍可行使，直至修復。甚至不會爆胎。四是由於固體、液體或半流體的承載力強，因而可以減小輪胎的體積，減輕輪胎的重量，提高能效，降低成本。本發明的胎內液體與公知的胎內液體的作用不同，公知的胎內液體作用是補胎或起慣性作用。本發明卻還有承載、傳熱、安全、增效作用。所起的作用不同，在胎內的數量不同，其材料成份也不同。由於液體的不可壓縮性，所以胎內液體也可是常壓狀態，但仍能起承載作用。常壓指與大氣壓力相等，即胎內外壓力相等。當外胎的彈性作用於液體時，胎內的液體具有了壓力，成為壓力液體。由於液體、膏體、膠體具有與氣體類似或相同的易變形性和封閉狀態下的彈性，所以能代替氣體作為輪胎充填物。且具有氣體所沒有的諸多優點。公知的胎內液體只在1/3或1/3以下，本發明可在1/3以上，直至充滿胎內所有空間。在自然界，固體、液體、氣體並沒有截然的分界，因此，本發明的充填物可以是固體、液體、氣體的臨界物質狀態。把固體粉粒聚集在一起，封閉於胎內作充填物，也能起到流體物質的作用。因較細的固體粉粒也具有流動性，能產生局部變形，比如向裡凹進，並傳遞壓力。在封閉的狀態下，同樣能具有足夠的彈性。聚集的方式可以用液體粘合，形成膠狀體。帶彈性的固體也可單獨作為胎內充填物。如泡沫、發泡塑料、發泡橡膠。為防水在冬天結冰，可在水中加入其他物質形成水的混合物或水合物。或改用油或油的混合物或化合物。這種充填物當然也可用在非冬天季節或其他場所。充填物還可是水、油以外的其他物質的混合物或化合物。由於不易洩漏，所以輪胎可以沒有氣門，即不用中途加氣，一次充填，終身使用。如果與後將述及的胎內塑料密封層結合起來將更好，選擇充填物的範圍會更廣。這將大大地方便使用，提高效率。
2、深圈淺胎。即深鋼圈、淺外胎。淺外胎包括平板狀外胎。公知輪胎的容積，幾乎全在橡膠外胎裡，有的在鋼圈裡有很少的容積，只佔整個輪胎總容積的1/5以下。鋼圈沒有包住除子口以外的外胎。輪胎容積是指輪胎的內部空間，即外胎和鋼圈結合所形成的胎內空間，用來充填物質，支撐外胎的體積和支持外胎的彈性。公知外胎有三方，兩側邊和底面，底面即圓周面。其兩側邊很高，目的是形成容納充填物的空間。側邊高的外胎有許多不足。一是易變形。我們在得到橡膠外胎彈性好的好處的同時，也得到其壞處，這就是外胎的兩側邊同樣彈性好，彈性好就易變形。當外胎負載時，兩側邊即向外凸出，使得輪胎的著地處的半徑變短，形成運動阻力。二是在爆胎時，外胎失去胎內支撐物，橡膠胎的兩側邊不堪重壓，立即癟了下來，形成事故原因。三是成本高，兩側邊很高既多消耗橡膠，又增加加工難度。
本發明加深鋼圈代替或包住外胎的兩側邊，形成輪胎的內腔室，即胎內容積。外胎上只有少量容積或沒有容積。正好是把公知技術顛倒過來。鋼圈還可呈夾板狀，二塊夾板從兩側邊將外胎夾住。夾板可一邊大、一邊小。二夾板可永久地焊接在一起，也可用螺栓或卡圈固定成型。安裝時，可先放上外胎，再用夾板將外胎夾緊，固定在鋼圈上。這樣，克服了公知技術的不足。鋼圈兩側邊代替或包住外胎的兩側邊有如下作用，一是使外胎無法變形，輪胎下方著地處半徑不變短。不變短是相對的，相對於公知外胎變短很多而言，本發明不變短。從理論上講，任何物質受力後都會發生形變，只是量的大小不同而已。事實上，本發明的輪胎受力後也會變形，輪胎下方著地處的半徑也會變短，只是相對於公知技術而言，變短的量要小得多，從而達到安全高效的目的。二是發生爆胎時，由於鋼圈包住了外胎兩側邊，包住，或稱夾持的程度達到了公知外胎側邊高度的一半以上，鋼圈離地距離可在5釐米以下，0.5釐米以上，所以輪胎半徑不會一下子變短很多，因為鋼圈撐住了失去充填物支撐的外胎。即使輪胎半徑變短一點，車子發生一點偏轉，但不致於無法控制，並且仍可行駛。三是節省了橡膠材料、方便了加工、節省了成本。
3、輪胎防爆裝置。即輪胎爆炸後的救護裝置。還可在輪胎內設內撐來代替鋼圈的爆胎防護作用。內撐可呈各種形狀，如圓環狀、帶狀，位於胎內，起到支撐作用。爆胎時，內撐接替填充物支撐起全部負載。比如在外胎內有二塊T形半圓盤，其豎邊卡在鋼圈上，橫邊靠近外胎，爆胎時，T形內撐撐住了外胎。還可在輪胎兩側安裝夾板，代替鋼圈的爆胎防護作用。夾板在輪胎一側或兩側固定，夾持或包住外胎側邊高度的一半以上。離地距離可在5釐米以下，0.5釐米以上。夾板還可呈圓架狀、網眼板狀。夾板也可安在公知的輪胎上起同樣作用。
歸納2、3，其特徵是鋼圈上有凹腔，凹腔的深度超過內胎的胎體中心線，或超過內胎體積的一半。或鋼圈的凹腔容積超過輪胎總容積的一半；或至少有一邊鋼圈包住外胎側邊高度的一半以上；或輪胎上有包住外胎側邊高度一半以上的板狀物；或外胎的內腔容積少於輪胎總容積的一半；或外胎不帶凹腔，即沒有容積；或鋼圈的周邊離外胎的周邊在5釐米以下，0.5釐米以上。即鋼圈的直徑比外胎的直徑小1至10釐米。表現在著地處時，即鋼圈離地距離可在5釐米以下，0.5釐米以上。離地很近。或輪胎內腔裡有內撐；或內撐與外胎或/和鋼圈聯結。內撐可呈立邊狀、T狀、袋狀、球狀、柱狀、環狀，可徑向環繞在胎內，或軸向排列在胎內，或不規則布置。可有一個或多個內撐。有的內撐可代替胎內充填物起承載作用，如充氣的袋狀、球狀內撐。也可與胎內填充物共同起承載作用。內撐可與鋼圈活動聯接，靠近外胎底面，可分為二部分或多部分，可分為多個袋狀、球狀、柱狀或多圈環狀。內撐可由金屬、塑料、泡沫、橡膠等材料單獨或組合製成。夾板可代替鋼圈形成凹腔。或凹腔容積佔輪胎總容積一半以上的鋼圈的周邊離輪胎周邊的距離不足5釐米。
4、塑料輪胎。其特徵是內胎用塑料膜製成，塑料膜可以是厚度在1毫米以下的塑料薄膜。可用軟性塑料、彈性好的塑料。其加工方法可用塑料薄膜連接而成。可用一塊或一塊以上片狀塑料膜連接而成。也可用塑料薄膜帶螺旋連接而成。可先製成很長的塑料膜管帶，在管帶上打出長度標記，然後截斷連接成內胎。連接方法可用膠粘、熱合等。塑料膜可結合在橡膠外胎內壁。外胎用塑料製成，或用塑料、橡膠組合製成；或塑料外胎帶有橡膠表層，橡膠表層與塑料外胎粘接或緊配合，滿足輪胎功能的需要。為增加外胎表面的抓地力，可選用合適的合成塑料。塑料外胎與表層之間可帶有聯接凹凸，聯接凹凸可呈齒輪狀、鋸齒狀、波紋狀。輪胎的鋼圈也可用高強度塑料製成。或塑料與金屬結合製成。塑料比橡膠具有更好的密封性能，而且具有一定的彈性。用塑料代替橡膠製作輪胎，具有密封性能好、重量輕、防鏽蝕、外表美觀、成本低等特點。內胎的體積可大於輪胎的容積；或輪胎呈沒有氣門的全封閉狀態。內胎的體積大於輪胎的容積，即內胎的表面面積大於輪胎內腔的表面面積。充氣或充其他填充物時，內胎並沒有受到張力，充氣所形成的張力首先被外胎接受並限制在外胎的容積之內。內胎由於沒承受張力，或承受張力很小，一是不會被脹破，二是不會因為受張力作用而降低密封性能。塑料內胎、橡膠內胎均可如此結構。由於不會漏氣，所以輪胎可以不要氣門，一次充填，或預先充填，終身使用。塑料外胎可帶有橡膠表層，就象給外胎穿了鞋，可方便更換。外胎與表層可用粘合劑粘接在一起。也可活動聯接，靠充填後的張力固緊。可將塑料膜結合在橡膠外胎內壁，取代內胎。外胎與表層之間可帶有各種形狀的嚙合結構，有利於兩者之間的緊固。
5、平底外胎。其特徵是外胎內腔截面呈方形或內腔的底面軸向平直或向裡凸起；或外胎外表面軸向平直或向裡凹進；內胎有與外胎內腔相應的外部形狀，內胎的體積可大於外胎的容積；或壓力狀態下的外胎圓周面，即著地面呈軸向平直狀。上述結構的輪胎有利於保持運動中的輪胎的圓周不改變直徑，即輪胎下方著地處的半徑不變短，提高能效。方形內腔或內腔的底面軸向平直的結構，能使外胎著地處得到很好的有力的胎內壓力支持，使之保持半徑不變。公知的圓形外胎和內胎，使受壓的外胎圓周面呈軸向圓弧狀，不利於保持輪胎的直徑不變。平底外胎還可呈平板狀，即外胎的圓周圈呈內外平行的平板狀，沒有二側邊。
6、內外胎之間設抗拉帶。公知輪胎的張力幾乎全由外胎承擔，因此外胎必須有較高的抗拉能力。這樣一是成本高，二是影響輪胎的各種性能，如抗拉能力難以提高。本發明在內外胎之間設有抗拉帶，部分或全部承擔荷載或胎內填充物所產生的張力。使外胎所受的張力大大減小。這一是有利於提高外胎的使用壽命。二是降低更換外胎的成本。抗拉帶可用塑料、金屬製成。可製成布帶狀、金屬網帶狀、織線帶狀。橡膠外胎可粘在抗拉層上，用壞後揭下換新。
7、注液裝置。一種輪胎注液裝置，它以打氣筒或/和氣泵或/和水槍或/和水泵或/和注射器或/和泥漿泵為主體結構，其特徵是帶有貯液箱和注液口，或/和輸液管或/和單向閥門。由於氣體、液體具有同樣的流體性能，故可直接用公知的充氣裝置帶上貯液箱和出液口作為本發明的注液裝置。公知的充水裝置、泥漿泵均可如此改裝製成。
四
及實施方式
以下結合附圖及實施方式進一步說明本發明。
圖1、2是本發明注液輪胎結構綜合示意圖圖3是夾板輪胎示意圖圖4、5是T形內撐結構圖圖6是T形內撐安裝後的輪胎截面剖示圖圖7是無子口結構的液體輪胎截面剖示圖圖8是塑料外胎與橡膠表層齒狀結合的局部剖示圖圖9、10分別是有袋狀、球狀內撐的輪胎截面剖示圖圖11是泡沫內撐輪胎截面剖示圖圖12是反子口結構的外胎帶凹面的輪胎截面剖示圖圖13是無氣門全封閉輪胎截面剖示圖圖14是塑料膜內胎或泡沫內撐用螺旋法加工的半成品示意圖。
圖15、16是塑料膜內胎用螺旋法加工的半成品示意圖。
圖17、18是塑料膜內胎用對摺法加工的半成品示意圖。
圖19-24是三種夾板結構及應用的示意圖。
圖25、26是輪胎抗拉層結構示意圖。
圖27、28是塑料膜內胎成品結構示意圖。
圖1的剖示圖，是沿徑向切去了輪胎的1/4，即90度角的剖示。相當於圖2的A-A部分。橡膠外胎1與鋼圈2通過子口扣合在一起，外胎內壁上有塑料膜3結合其上。沒有內胎。輪胎圓周面上的著地處4，呈軸向平直狀態。著地處指輪胎與地面接觸的部分。輪胎的圓周面都可能成為著地處，運動中的輪胎連續不斷地改變著地處。5是胎紋。輪胎鋼盆6與鋼圈2聯結。鋼盆即聯接鋼圈與中心軸的部件。鋼圈即聯接鋼盆與外胎的部件。鋼盆、鋼圈也可合為一體，成為一件。外胎1的兩側邊很矮，其內腔容積很小，佔輪胎總容積的1/5以下。外胎1也可呈平板狀，完全無容積。鋼圈2容積很大，佔輪胎總容積的一半以上，鋼圈2的周邊離地面很近，在5釐米以下。圖2是輪胎的軸向中心剖示圖，相當於沿圖1的B-B線剖示。液體7充滿胎內空間。液體7也可是半流體，或泥漿、油漿，或類擬果凍、牙膏的物體。液體7中可摻有體積大、重量輕，即比重小的固體。還可有內撐。輪胎著地處4如果凹進，勢必縮短輪胎著地處的半徑，即h的高度，而輪胎著地處前面的輪胎半徑卻沒有縮短，反而有所增長。這樣，輪胎運動的阻力就大了。而如果輪胎保持著地處半徑不變，則輪胎著地處的前面懸空，十分有利於輪胎做前傾的滾動動作，產生節能增效的效果。充氣輪胎由於自身的弊端，常是著地處凹進，半徑變短，因而運動困難。本發明用液體、漿體或膏體做胎內充填物，用密封性比橡膠強的塑料做胎內密封材料，採用平底內外胎保持輪胎著地處軸向平直，可使輪胎著地處直徑不變短，使輪胎保持良好的滾動條件，節能增效。可在公知的輪胎中充滿液體或半流體，直接應用本發明。外胎內腔呈方形，其內腔底面呈軸向平直狀，與地面平行。這有利於輪胎軸向增加著地面積，減小著地處的壓強。這樣增加的著地面積呈軸向一條線，既能增加承載能力，又不會增加滾動阻力。人們往往用增加輪胎數量的辦法來分散壓力，與此是同樣道理。塑料膜3可換成塑料膜內胎，其形狀與外胎的方形腔室相吻合。塑料膜的厚度在1毫米以下。內胎的體積可比輪胎的容積大，這樣，充填物的張力就不會撐壞內胎，沒有受到張力拉伸的內胎材料，密封性能會更好。鋼圈2離地面可選定在5釐米以下，越少越好。爆胎時，輪胎直徑變動少，產生的偏轉力小，司機能控制輪胎方向。本發明適用於所有輪胎。
圖3，夾板8用螺栓固定在輪胎上，可一邊安裝一塊夾板，從兩邊把外胎夾住。夾板的作用是代替鋼圈，形成保護外胎的腔室，一是使輪胎負載時徑向變形小，即著地處半徑不變短。二是爆胎時接地，起安全作用。可一邊是夾板，另一邊是鋼圈，如圖11，這樣有利於內、外胎在鋼圈上的安裝、拆卸。三是對內外胎起保護作用，免受外來損傷。夾板上、鋼圈上都可帶有加強筋和裝飾層、覆蓋層。夾板可用螺栓或卡子固定在輪胎上，便於裝、卸。夾板8比外胎1的直徑小1-10釐米。也可在公知輪胎上專門安夾板，起爆胎後的防護作用。
圖4、5、6，T形內撐9的主要作用是防爆胎。它分成二塊。由豎、橫二片板製成，豎板903卡在鋼圈201上，橫板902平行於外胎101的內圓周面，還有外層901，外圈901起固定作用，將二塊內撐箍在一起。外圈901可用橡膠、塑料、織物製成。爆胎時，豎邊把來自地面的力傳給鋼圈201。橫板面積大，上覆膠或塑，不易損傷外胎。正常時，內撐9不受力，也不起支撐作用。卡在鋼圈上隨輪胎運動。外圈901將內撐9包住，固定在鋼圈201上。豎板903上有聯接孔10，用以將二塊內撐用卡子聯接在鋼圈上。公知輪胎中放入內撐9，可防爆胎時車輛失控。圖6中，外胎101是平底外胎，其外圓周面和內腔圓周面平行，使外胎在受力時能保持外圓周面軸向平直。其方形內腔能為外胎保持軸向平直提供內力支持。液體7充滿胎內空間。圖4是兩個T形內撐合在一起的示意圖。
圖7，鋼圈202的一個立邊由夾板8構成，鋼圈202包住塑料膜內胎301。橡膠外胎11與鋼圈202之間無子口，去掉了公知的子口結構，便於加工，降低成本。由於液體的不可壓縮性能和流體向容器各處均勻傳遞壓力的特性，使得無子口外胎11能固定在鋼圈202上，完成輪胎功能。塑料膜內胎呈方形，內有液體7。塑料膜內胎301的體積可大於輪胎內腔的容積，當胎內充填物產生壓力時，內胎的體積還未用盡，就已充滿了輪胎內腔，壓力被輪胎內腔接受了，內胎並未受到壓力或所受壓力很小。塑料膜內胎周圍可有墊子，以保護內胎免受磨損。墊子可用金屬、塑料、橡膠、織物製成。鋼圈202可帶加強筋，使其口部邊緣處不致因受力而變形張開。內胎301可分為二個或多個，便於安裝和修理，還可在爆胎時起到內撐作用。因不可能多個內胎同時爆炸，一個爆炸後，其他的會迅速填充過去，使輪胎直徑不產生大的變短，防止事故。內胎裡的充填物也可以是膏狀物、膠狀物，預先加工成型，使用時放進鋼圈即可。外胎11靠自身的彈性及強度，包在輪胎外周，與抗拉層302緊密接觸，並有部分進入鋼圈202。子口即輪胎的橡膠外胎與鋼圈結合部位的相互嚙合結構。抗拉層302位於內外胎之間，與外胎一起包住內胎，抵抗內胎中填充物的壓力。抗拉層可用粘合劑與外胎粘合在一起，更換外胎時撕下抗拉層，抗拉層可重複使用。抗拉層可由金屬、塑料、橡膠、織物等材料單獨或混合製成，可用製造動力皮帶的公知技術製造抗拉層。外胎11呈兩面平行的平板狀，安全沒有內腔，外周帶有胎紋5。
圖8，塑料外胎12和橡膠表層111有相應的鋸齒狀結構，輪胎充壓後，能使橡膠表層牢固地聯接在塑料外胎上。如不用膠粘，卸壓後很容易將橡膠表層在塑料外胎上裝上或卸下，便於更換。塑料外胎12也可換成抗拉層。
圖9、10，袋狀內撐13、球狀內撐14實際上相當於內胎作用。由於分成了若干個，不會同時爆炸，所以在爆胎時，又能起到內撐作用。袋狀內撐呈口袋狀。球狀內撐呈球狀，如桌球就可以是一種球狀內撐。在胎腔裡可任意放置。靠外胎的彈性擠壓在胎裡，同時起到承載和防爆胎作用。圖10中的橡膠外胎1可改用塑料製成。還可是帶狀、節狀內撐，在胎腔裡沿徑向纏繞、布設，同樣能有內胎、內撐雙重功能。內撐裡的充填物可以是液體或/和固體或/和氣體或它們的組合物、化合物。也可是真空。輪胎中的袋狀內撐可有一條或多條，可徑向或軸向排列。圖6、7、8、9、10、11、12、13均只畫出了輪胎的部分結構截斷面剖示圖，表示截取輪胎某一部分的一個截面。其他部分未表示。內撐可單獨起承載作用，也可與其他填充物共同起承載作用。如在液體填充物裡加多個球狀內撐14，這能減輕輪胎的重量。球狀內撐內充氣體，球殼具有一定強度，不易破，能承壓。圖9、10的輪胎中，均可加入液體，與袋狀內撐13、球狀內撐14共同起承載作用。圖9中，塑料外胎12外周包有橡膠表層111。橡膠表層在胎內充壓後，可僅靠自身的彈力與塑料外胎或/和鋼圈固定聯接，洩壓後，又可方便取下，方便更換。圖10中，塑料外胎12不帶橡膠表層，為獲得良好的抓地力，需選用合適的塑料。
圖11，泡沫內撐15裝在鋼圈203內，並帶有橡膠表層111。這種輪胎尤其適用於輕載車，如自行車、摩託車。鋼圈203的一側立邊由夾板8構成。夾板8可用螺栓聯接在鋼圈上，可從輪胎上卸下或裝上，便於整圈成型後的泡沫內撐和外胎安裝到鋼圈上。泡沫內撐同時具有內胎和內撐雙重作用，所以也叫泡沫內胎。泡沫內胎與橡膠表層，可粘接一起或靠橡膠表層的彈力擠壓在一起。截面上有外胎與內胎的結合界面。泡沫內撐可分成多塊。泡沫內撐可與液體共同做胎內充填物。
圖12，橡膠外胎102和鋼圈204具有與公知技術相反的反向子口。由於胎內流體的擠壓力和子口的嚙合結構，流體不會漏出來。外胎102也不會鬆動或脫落。鋼圈204內也可有內胎或內撐。外胎102外表面向胎內凹進，這樣的目的是為了使負載後的外胎外表面著力處半徑不變短，保持軸向直線接觸地面，以省力增效。向裡凹進類似於預應力作用，外胎中間部位受力後，比兩側邊向外凸出的程度大一些，預先向裡凹進，補償多凸出的部分，以保持負載受力後的著地處半徑不變短。也可通過加厚外胎中間部位來達到預應力效果。反子口外胎可以最大限度地在軸向直線上增加同條件下的著地面積。
圖13，鋼圈205包住部分外胎111，胎內充填物16是由粉狀、粒狀固體物組合成的液狀物或膏狀物或漿狀物。充填物可由公知的氣門進入胎內，用水泵或泥漿泵加壓。外胎111帶有內層塑料膜303。也可用塑料膜內胎301。
圖14、塑料膜內胎17或泡沫內撐17呈管形帶狀、螺旋形狀。用塑料膜加工的內胎，可先加工成很長的管形帶，並如圖將管形帶螺旋盤繞在一起，其上作出標記18，標出一個內胎的長度，然後按標記18截取下來，兩頭一接、安上氣門，即成塑料膜內胎。同樣，泡沫內撐也可如此法加工，只是接頭的方法可能不一樣，甚至不接頭，直接放進胎腔裡使用。
圖15、16，塑料膜先呈平帶狀，很長，將其按螺旋形粘合或熱合，形成管帶19，還可在其上做出長度標記，按標記截取後，兩頭一接，安上氣門，即成塑料膜內胎。圖16是圖15的左視圖。
圖17、18，平帶狀塑料膜20兩邊對摺成管帶21，再將兩頭一接，安上氣門，即成塑料膜內胎。22是對摺接縫。
圖19、20，夾板23呈盤狀，中間凹進部分用於聯接，周邊用於形成胎腔。圖20是用19的左視圖。
圖21，兩個夾板23相對組合在一起，構成輪胎骨架24，代替鋼圈和鋼盆。內外胎裝在兩夾板形成的槽中，中間圓心可接軸。
圖22，深盆夾板25具有較深的盤身26，這種深盆夾板與平板狀夾板8結合，形成輪胎骨架，代替鋼圈和鋼盆。
圖23、24，圓架狀夾板27由輻條28聯接外圈和軸圈。這種夾板適合安裝在公知的輪胎上，起爆胎防護作用。所有夾板、鋼盆、鋼圈均可由塑料製成。圖24是23的左視圖。
圖25、26，抗拉層29呈圓環狀，圖26是圖25的左視圖。可用公知的動力皮帶材料和工藝加工抗拉層。抗拉層內壁可有塑料膜或塗層。
圖27、28，塑料膜內胎30與公知內胎外觀一樣，帶有氣門31。圖28是圖27的左視圖。
權利要求1.一種輪胎，它包括內胎，內胎由塑料膜製成，其特徵是塑料膜的厚度在1毫米以內。
2.如權利要求1所述輪胎，其特徵是內胎的外形與輪胎內腔形狀相吻合，內胎填充後的常壓體積大於輪胎的內腔容積。
3.如權利要求1所述輪胎，其特徵在於內胎是依附或結合在外胎內壁或抗拉層內壁的塑料膜或塗層。
4.如權利要求1所述輪胎，其特徵在於胎內的填充物是固體或液體，或固體、液體、氣體的組合物，或半流體，或填充物是粉狀、粒狀固體的聚集物，或填充物呈漿狀、膏體狀，填充物充滿輪胎的內腔。
5.如權利要求1所述輪胎，其特徵在於液體填充物是水。
6.如權利要求1所述輪胎，其特徵是它包括防爆裝置，防爆裝置固定在輪胎外側，或安裝在外胎內，防爆裝置可呈圓板狀、圓架狀、圓環狀，可分為二部分或以上，防爆裝置的直徑比輪胎的直徑小10釐米以下，1釐米以上。
7.如權利要求1所述輪胎，其特徵是內胎由發泡材料製成，呈無氣門的圓柱形環狀。
8.如權利要求7所述輪胎，其特徵是內胎與外胎結合在一起，截面上有外胎與內胎的結合界面。
專利摘要一種安全高效輪胎，它屬於交通工具領域，主要特徵是用液體或固體或半流體或液體、固體和氣體的組合物、化合物作為輪胎的充填物。使輪胎著地處半徑不變短，克服了充氣輪胎易爆胎的缺點，使之高效安全。鋼圈的凹腔佔輪胎內腔的一半以上、夾持外胎側邊高度一半以上。鋼圈離地高度在0.5－5釐米之間。異物切割爆胎也不會失事。內胎用塑料膜製成，密封性能比橡膠好，成本低。外胎呈平板狀。外胎用塑料或塑料、橡膠結合製成。輪胎可呈無氣門的全封閉狀、實心狀，永不爆胎。輪胎與鋼圈無子口或反子口接合。輪胎截面呈方形，著地處呈軸向平直狀。內外胎之間設抗拉層。
文檔編號B60B19/06GK2567064SQ0227855
公開日2003年8月20日 申請日期2002年7月30日 優先權日2002年7月30日
發明者任文林 申請人:任文林