一種中空免維護輪胎及其製作方法與流程

2023-05-27 19:02:01

本發明涉及輪胎技術領域，尤其是涉及一種中空免維護輪胎及其製作方法。

背景技術：

輪胎是在各種車輛或機械上裝配的接地滾動的圓環形彈性橡膠製品。通常安裝在金屬輪輞上，能支承車身，緩衝外界衝擊，實現與路面的接觸並保證車輛的行駛性能。輪胎常在複雜和苛刻的條件下使用，它在行駛時承受著各種變形、負荷、力以及高低溫作用，因此必須具有較高的承載性能、牽引性能、緩衝性能。同時，還要求具備高耐磨性和耐屈撓性，以及低的滾動阻力與生熱性。

但是，最早的輪胎是由木頭製造的，這從中國古代的戰車上和國外的紳士馬車上都能看出。後來，當探險家哥倫布在1493-1496年第二次探索新大陸到達西印度群島中的海地島時，發現了當地小孩所玩的橡膠硬塊，這使他大吃一驚。後來他把這個奇妙的東西帶回了祖國，若干年以後，橡膠得到了廣泛的應用，車輪也逐漸由木製變成了硬橡膠製造。但這時的橡膠輪胎卻還是實心的，走起來還很不舒服，而且噪聲也很大。直到1845年，出生於蘇格蘭的土木技師r·w·湯姆生發明了充氣輪胎，初期的充氣輪胎，使用的是用塗有橡膠的帆布當胎體，因為帆布的縱線和橫線互相交叉，行走時由於輪胎的變形，導致線的互相摩擦，這樣，線就很容易被磨斷，這時的輪胎只能跑200-300km。1903年，j·f·帕瑪先生發明了斜紋紡織品，這種斜紋紡織品的發明促成了交叉層輪胎的發展，使輪胎的壽命向前跨了一大步。因為斜叉的胎體不會再因輪胎的行走而引起摩擦，簾線不容易被磨斷，所以壽命大大加長。1930年米其林製造了第一個無內胎輪胎；1946年又發明了舉世聞名的子午線輪胎。因此，輪胎的發展是經歷了一個漫長的歷程，在這漫漫長夜裡，不知有多少代人為之付出了艱辛的勞動和高超的智慧。

隨著工業的發展，工業車輛和其它各種特殊用途車輛對輪胎性能的要求也不斷提高。傳統的充氣輪胎具有非常好的舒適性、緩衝性，適宜高速行駛，但存在在高負荷下易刺傷頂爆、慢漏氣需及時充氣等缺點，尤其在礦山、碼頭等特殊條件下使用更易出現質量問題；傳統的實心輪胎由於質量大，可以承受更高的負荷，耐刺扎、不會出現頂爆現象，但緩衝性能差，對車輛的損害大，而且很重，會加大車輛的維修保養工作量，成本高，在一定程度上制約了它的應用。

技術實現要素：

本發明提供了一種中空免維護輪胎及其製作方法。為了解決現有技術存在的傳統充氣輪胎易刺傷頂爆、慢漏氣，傳統實心輪胎重量較重的問題，本發明提供的諸多技術方案中的優選技術方案所能產生的諸多技術效果(有效地調節避震、安全性高、舒適、有效地解決用戶尋找發現及外部警示問題)詳見下文闡述。

本發明所採用的技術方案：

一種中空免維護輪胎，包括內胎和外胎，所述外胎包裹在所述內胎的外部且所述外胎的外圓周面形成與地面接觸的著地部，所述內胎呈中空並免充氣的結構且形成所述外胎的支撐部。

優選地，所述外胎的內圓周面形成能套設在輪轂上並嵌於輪轂的安裝槽內的安裝部，在徑向方向上，所述內胎介於所述著地部與所述安裝部之間。

優選地，所述內胎材質的韌性高於所述外胎材質的韌性，所述外胎材質的熱塑性和耐磨性高於所述內胎材質的熱塑性和耐磨性。

優選地，所述外胎的材質包括改性四苯乙烯且所述外胎通過模具注塑成型，所述內胎的材質包括改性聚丙烯且所述內胎通過吹塑成型。

優選地，所述外胎上未與地面接觸的側表面設有環形槽，所述內胎的外表面設有多段圍繞圓周呈間隙均勻分布的凸起，所述凸起露出所述環形槽。

優選地，所述內胎的的材料還包括螢光粉及抗紫外線的uv配方，所述螢光粉能使所述內胎與空氣接觸發出淡光。

優選地，所述環形槽由多段圍繞圓周呈間隙均勻分布的弧形槽組成。

優選地，所述內胎的腔內設有多個圍繞所述內胎圓周分布的空心圓柱，所述空心圓柱的兩端互相貫穿，每個所述空心圓柱沿所述內胎的軸向方向貫穿所述內胎，所述空心圓柱內注入製作所述外胎的材料。

優選地，所述外胎的材料在熔融狀態下能與所述內胎的材料發生反應以將所述外胎的內表面與所述內胎的外表面固定。

一種中空免維護輪胎的製作方法，包括以下步驟：

a、將製作所述內胎的材料加熱至預設溫度，通過吹塑機注入吹塑模具中，再利用氣壓將注入模具中的所述內胎的材料吹入預定模具中；

b、冷卻後將吹塑模具打開，取出內胎部件，然後用熱剪封住吹塑模具的吹注口，完成內胎的生產；

c、將步驟b中製得的內胎置入注塑模具的型腔中，通過注塑機將生產外胎的材料注入到所述內胎上的空心圓柱內，設置注塑所述外胎需要的溫度和壓力，使製成的外胎與內胎緊密包合；

d、冷卻溫度及保壓時間達到預設值後進行脫模，完成所述中空免維護輪胎的生產。

本發明的有益效果：

本發明中的輪胎包括外胎和內胎，其中內胎呈中空並免充氣的結構使得輪胎整體重量較輕，而且避免了充氣輪胎易刺傷頂爆、慢漏氣現象的發生。

本發明優選的技術方案中，該中空免維護輪胎通過兩次成型技術製得，其中內胎採用彈性韌性較高的改性等規聚丙烯吹塑成型，有力地支撐整個輪胎，且能有效地調節避震，內胎材料的高韌性特點可確保輪胎在受到尖銳物體刺破後保持輪胎之承重，可有效保護輪轂及使用者安全；外胎採用彈性和耐磨較高的改性四苯乙烯注塑成型，本發明中的內胎和外胎相配合達到內硬外軟的效果，舒適度更佳。

通過在製作內胎的材料中加入一定比例的螢光粉及uv配方，使得內胎遇空氣會發出淡光，通過在外胎上環形槽的設置和內胎外表面凸起的設置，使得凸起露出環形槽，內胎上的凸起裸露在環境中，特別是在漆黑的環境中起到外部警示作用，也使用戶容易被尋找發現。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明中的中空免維護輪胎的整體結構示意圖；

圖2是本發明中的內胎結構示意圖；

圖3是本發明中的外胎的正視圖。

圖中1-外胎；2-內胎；3-凸起；4-弧形槽；5-空心圓柱。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將對本發明的技術方案進行詳細的描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所得到的所有其它實施方式，都屬於本發明所保護的範圍。

參見圖1至圖3，本發明提供了一種中空免維護輪胎，包括內胎2和外胎1，外胎1包裹在內胎2的外部且外胎1的外圓周面形成與地面接觸的著地部，內胎2呈中空並免充氣的結構且形成外胎1的支撐部。其內胎2呈中空並免充氣的結構使得輪胎整體重量較輕，而且避免了充氣輪胎易刺傷頂爆、慢漏氣現象的發生，從而省去了維修的麻煩。

外胎1的內圓周面形成能套設在輪轂上並嵌於輪轂的安裝槽內的安裝部；在徑向方向上，內胎2介於外胎1的著地部與安裝部之間，輪胎安裝時，外胎1的安裝部直接套設在輪轂上並嵌於輪轂的安裝槽內即可，安裝比較便捷。

本發明中的中空免維護輪胎通過兩次成型技術製得，外胎1採用高彈性耐磨的熱塑性彈性體通過模具注塑成型，內胎2採用高彈性高韌性聚合物吹塑成型。採用的內胎2材質的韌性高於外胎1材質的韌性，外胎1材質的熱塑性和耐磨性高於內胎2材質的熱塑性和耐磨性。

作為可選地實施方式，內胎2採用彈性韌性較高的改性等規聚丙烯吹塑成型，內胎2的壁厚為2～3mm，有力地支撐了整個輪胎，且能有效地調節避震，其內胎2材料的高韌性特點可確保輪胎在受到尖銳物體刺破後保持輪胎之承重，可有效保護輪轂及使用者安全；外胎1採用彈性和耐磨較高的改性四苯乙烯注塑成型，本發明中的內胎2和外胎1相配合達到內硬外軟的效果，舒適度更佳。

以自行車實際應用為例：前後車輪安裝上本發明中的中空免維護輪胎後可承重100kg以上；100kg負載時該輪胎形變小於2％；當該輪胎受尖銳物體穿刺且穿刺物拔出後，100kg負載輪胎形變小於5％；30km/小時速度使用時，胎面形變可在2％～8％間回彈，大大提升了用戶感受。

此外，外胎1上未與地面接觸的側表面設有環形槽，內胎2的外表面設有多段圍繞圓周呈間隙均勻分布的凸起3，凸起3露出環形槽，本發明中內胎2的的材料還包括螢光粉及抗紫外線的uv配方，其中，螢光粉能使內胎2與空氣接觸發出淡光。所以內胎2上的凸起3通過外胎上的環形槽裸漏在外面，露出環形槽的內胎2的部分與空氣接觸會發出淡光，特別是在漆黑的環境中起到外部警示作用，也使用戶容易被尋找發現。

作為可選地實施方式，上述環形槽可以由多段圍繞圓周呈間隙均勻分布的弧形槽4組成，使得內胎2上的凸起3也可以通過弧形4槽裸露在外面。

內胎2的腔內設有多個圍繞內胎圓周分布的空心圓柱5，空心圓柱5的兩端互相貫穿，每個空心圓柱5沿內胎2的軸向方向貫穿內胎2的上下面，空心圓柱5內注入製作外胎1的材料。外胎1的材料在熔融狀態下能與內胎2的材料發生反應從而將外胎1的內表面與內胎2的外表面固定，不需要使用膠水進行連接，大大提高了生產效率。

本發明還提供了一種上述中空免維護輪胎的製作方法，包括以下步驟：

a、將製作所述內胎2的材料加熱至預設溫度，通過吹塑機注入吹塑模具中，再利用氣壓將注入模具中的所述內胎2的材料吹入預定模具中；

b、冷卻後將吹塑模具打開，取出內胎2部件，然後用熱剪封住吹塑模具的吹注口，完成內胎2的生產；

c、將步驟b中製得的內胎2置入注塑模具的型腔中，通過注塑機將生產外胎的材料注入到所述內胎2上的空心圓柱5內，設置注塑所述外胎1需要的溫度和壓力，使製成的外胎1與內胎2緊密包合；

d、冷卻溫度及保壓時間達到預設值後進行脫模，完成所述中空免維護輪胎的生產。

作為可選的實施方式，上述步驟a中內胎2的材料加熱溫度為210～220度，通過吹塑機注入吹塑模具的注入時間為38秒，利用120kp氣壓將注入模具中的所述內胎2的材料吹入預定模具，吹氣時間為9秒；步驟b中的冷卻時間一般為20秒；步驟c中注塑外胎1需要的溫度為160-170度；步驟d中的冷卻溫度達15度，冷卻保壓時間為20秒。

以上所述，僅為本發明的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保範圍應以所述權利要求的保護範圍為準。