專利名稱：一種安全高效輪胎的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于交通運(yùn)輸領(lǐng)域，尤其是交通工具的安全高效輪胎。
二背景技術(shù)：
公知的輪胎存在以下不足1、安全性差。輪胎在運(yùn)行中會(huì)發(fā)生爆胎，尤其是前輪爆胎，由此引發(fā)事故不斷，往往造成生命財(cái)產(chǎn)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(qiáng)度不夠等。胎溫升高的原因之一是胎內(nèi)填充的氣體在受到壓力和壓力不斷變化和不斷地?cái)D壓運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生高溫。而氣體是熱的不良導(dǎo)體，熱量不能很好散發(fā)，積聚成高溫。高溫使胎內(nèi)氣體膨脹，產(chǎn)生高壓，導(dǎo)致爆胎?？梢姡瑲怏w導(dǎo)熱性差，易生高溫是爆胎的主要原因。由于充填物是氣體，發(fā)生爆胎時(shí)，事故輪胎的直徑急劇減小，轉(zhuǎn)速急劇降低，同樣時(shí)間內(nèi)所行的距離急劇減少，使交通工具，如汽車的各輪運(yùn)行距離不一致，從而使車子發(fā)生以爆胎為圓心的急劇偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，司機(jī)來(lái)不及處理，導(dǎo)致車輛失控出事。輪胎直徑變小是出事的關(guān)鍵原因。公知輪胎無(wú)法避免這種情況發(fā)生。
2、效率不高。效率是指輪胎在使用過程中，單位時(shí)間內(nèi)完成的工作量。也指有用功在總功中所占的百分比。效率不高的原因有許多，一是胎內(nèi)填充物性能差。公知的胎內(nèi)填充物為空氣?？諝獾姆肿咏Y(jié)構(gòu)很疏松，容易被壓縮、改變體積。而且在被壓成液體前，其體積總是處于易變狀態(tài)。這樣，當(dāng)胎內(nèi)充填壓力空氣后，由于空氣體積的易變性，使輪胎的直徑總是處于非穩(wěn)定狀態(tài)。充氣壓力過大，又易損壞內(nèi)、外胎。比如汽車，負(fù)載后其輪胎下方著地處的半徑會(huì)縮短。事實(shí)上，大部分的汽車輪胎下方著地處半徑在負(fù)載后會(huì)縮短。而輪胎除下方以外的半徑卻沒有縮短，反而由于壓力的增大而有所變長(zhǎng)。這樣，運(yùn)動(dòng)中的車輪總是要克服阻力前進(jìn)，甚至是不斷提高整體重心來(lái)運(yùn)行。因?yàn)槲挥谲囕喯路角懊娴能囕啺霃奖溶囕喯路降能囕啺霃介L(zhǎng)。這樣就產(chǎn)生了大量的無(wú)用功耗，降低了效率。又由于氣體的荷載力差(相對(duì)于液體、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(fèi)，而且增加了重量，增加能耗。
3、輪胎材料性能差。內(nèi)、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(lái)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(xiàn)在使輪胎經(jīng)常缺氣，氣壓不足，導(dǎo)致輪胎下方半徑變短，給運(yùn)動(dòng)中的輪胎產(chǎn)生很大阻力，浪費(fèi)能量。輪胎的鋼圈，尤其是汽車、拖拉機(jī)的輪胎鋼圈，用鋼板制成，既增加了車子自重，又易生銹，還不易加工，成本高。
4、輪胎形狀結(jié)構(gòu)不合理。從橫截面來(lái)看，輪胎內(nèi)腔的圓形結(jié)構(gòu)和輪胎外表的圓弧形結(jié)構(gòu)不利于輪胎下方，即著地的一方，保持半徑不變。比如汽車，負(fù)載后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(qiáng)，等于車子自身及負(fù)載的總重量。公知外胎橫截面的內(nèi)外形狀為圓弧形，外表面在充氣后更為明顯，使輪胎著地處成為一個(gè)球面，一個(gè)球點(diǎn)，而不是一條線，這個(gè)球點(diǎn)由于著地面積小，壓強(qiáng)大，只有向里縮，這樣就成了一個(gè)平面，輪胎下方著地處的半徑因之縮短，產(chǎn)生前述的運(yùn)動(dòng)阻力?？梢?，輪胎橫截面上內(nèi)腔和外形的圓弧形結(jié)構(gòu)，不能對(duì)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(dāng)車輪的著地處呈軸向一條線時(shí)，輪胎的運(yùn)動(dòng)最省力。因?yàn)榇藭r(shí)輪胎著地處的半徑?jīng)]變短或變短最少。只要半徑一變短，就成了一個(gè)面，與地面形狀相同的著地面。著地面越大，半徑越短、越浪費(fèi)能量。
5、橡膠外胎兩側(cè)邊太高。外胎有三方，著地的一方及兩側(cè)邊。外胎兩側(cè)邊太高，既浪費(fèi)橡膠材料，又不利于輪胎保持半徑不變。當(dāng)輪胎負(fù)載時(shí)，兩側(cè)邊易發(fā)生外膨變形，必然導(dǎo)致輪胎著地處半徑變短，形成運(yùn)動(dòng)阻力。
6、成本高。一是外胎著地面用舊后，往往兩側(cè)邊并沒壞，結(jié)果卻一起丟棄了。對(duì)地球資源形成浪費(fèi)，還污染環(huán)境。舊胎翻新雖好，但不方便，成本高。二是由于前述的背景技術(shù)的原因，容易導(dǎo)致輪胎損壞，因而造成成本高。
公知技術(shù)在胎內(nèi)注入一種自動(dòng)補(bǔ)胎液，在小孔漏氣時(shí)自動(dòng)補(bǔ)胎。這種補(bǔ)胎液成份中有一部分水。一般只注入胎內(nèi)容積1/3以下的補(bǔ)胎液。96101135.1專利申請(qǐng)是一種注水輪胎，做法是在胎內(nèi)注入胎內(nèi)容積1/3以下的水，利用水在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生慣性節(jié)能。上述技術(shù)不能解決輪胎存在的不足。公知輪胎需經(jīng)常充氣，以保證氣壓，因此不方便。又由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝、拆卸、維修都不方便。
三
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)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(nèi)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，其特征是填充物充滿輪胎的內(nèi)腔。
(2)、如權(quán)利要求1所述輪胎，其特征在于液體填充物是水。
(3)、如權(quán)利要求1所述輪胎，它包括內(nèi)胎，內(nèi)胎由塑料膜制成，其特征是塑料膜的厚度在1毫米以內(nèi)。
(4)、如權(quán)利要求3所述輪胎，其特征是內(nèi)胎的外形與輪胎內(nèi)腔形狀相吻合，內(nèi)胎填充后的常壓體積大于輪胎的內(nèi)腔容積。
(5)、如權(quán)利要求4所述輪胎，其特征在于內(nèi)胎是依附或結(jié)合在外胎內(nèi)壁或抗拉層內(nèi)壁的塑料膜或涂層。
(6)、如權(quán)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(cè)，或安裝在外胎內(nèi)，防爆裝置可呈圓板狀、圓架狀、圓環(huán)狀，可分為二部分或以上，其特征是防爆裝置的直徑比輪胎的直徑小10厘米以下，1厘米以上。
(7)、如權(quán)利要求1所述輪胎，它包括內(nèi)胎，內(nèi)胎由發(fā)泡材料制成，其特征是內(nèi)胎呈無(wú)氣門的圓柱形環(huán)狀。
(8)、如權(quán)利要求8所述輪胎，其特征是內(nèi)胎與外胎結(jié)合在一起，截面上有外胎與內(nèi)胎的結(jié)合界面。
1、改變填充物。本發(fā)明在輪胎里充填液體，可壓力充填，充填到容積的1/3以上，直至充滿。或液體充滿輪胎里除固體充填物以外的空間。輪胎里的液體有承載作用。充填物可呈液體狀、膏體狀、膠體狀?；蛘撸涮钗锸枪腆w、液體，或固體、液體、氣體的組合物?；虺涮钗锍使腆w、液體、氣體之間的臨界物質(zhì)狀態(tài)。或充填物是粉狀、粒狀固體的聚合物或/和膠合物。還可是發(fā)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(zhì)的混合物或水合物。還可是油或油與其他物質(zhì)的混合物或化合物。這種輪胎由于不容易泄漏，因此可以呈無(wú)氣門的全封閉狀態(tài)、實(shí)心狀態(tài)。固體填充物可以是本發(fā)明將述及的內(nèi)撐。充填即填充。液體和氣體都是流體，遵守同樣的流體規(guī)律，氣體的減震和承載作用最終要通過外胎的彈性和強(qiáng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)，從這點(diǎn)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于外胎強(qiáng)度和受力面積，在這二條件不變的情況下，在胎內(nèi)空間設(shè)置固體充填物，并不影響輪胎效果，而且能起到爆胎后的支撐作用。支撐作用還將后述。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(yōu)點(diǎn)。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(jié)合得更緊密、更結(jié)實(shí)，不易逃逸。這樣就減少了經(jīng)常充氣的麻煩，而且能保持輪胎的半徑不變，減少運(yùn)動(dòng)阻力。二是不易爆胎，液體的導(dǎo)熱性比氣體強(qiáng)，而產(chǎn)熱性卻比氣體差，這樣胎內(nèi)溫度就不易升高、不易膨脹，不會(huì)因此產(chǎn)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(huì)象氣體那樣一下子全沖出去，造成癟胎，釀成事故。爆胎后仍可行使，直至修復(fù)。甚至不會(huì)爆胎。四是由于固體、液體或半流體的承載力強(qiáng)，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(fā)明的胎內(nèi)液體與公知的胎內(nèi)液體的作用不同，公知的胎內(nèi)液體作用是補(bǔ)胎或起慣性作用。本發(fā)明卻還有承載、傳熱、安全、增效作用。所起的作用不同，在胎內(nèi)的數(shù)量不同，其材料成份也不同。由于液體的不可壓縮性，所以胎內(nèi)液體也可是常壓狀態(tài)，但仍能起承載作用。常壓指與大氣壓力相等，即胎內(nèi)外壓力相等。當(dāng)外胎的彈性作用于液體時(shí)，胎內(nèi)的液體具有了壓力，成為壓力液體。由于液體、膏體、膠體具有與氣體類似或相同的易變形性和封閉狀態(tài)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(yōu)點(diǎn)。公知的胎內(nèi)液體只在1/3或1/3以下，本發(fā)明可在1/3以上，直至充滿胎內(nèi)所有空間。在自然界，固體、液體、氣體并沒有截然的分界，因此，本發(fā)明的充填物可以是固體、液體、氣體的臨界物質(zhì)狀態(tài)。把固體粉粒聚集在一起，封閉于胎內(nèi)作充填物，也能起到流體物質(zhì)的作用。因較細(xì)的固體粉粒也具有流動(dòng)性，能產(chǎn)生局部變形，比如向里凹進(jìn)，并傳遞壓力。在封閉的狀態(tài)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(dú)作為胎內(nèi)充填物。如泡沫、發(fā)泡塑料、發(fā)泡橡膠。為防水在冬天結(jié)冰，可在水中加入其他物質(zhì)形成水的混合物或水合物?；蚋挠糜突蛴偷幕旌衔锘蚧衔?。這種充填物當(dāng)然也可用在非冬天季節(jié)或其他場(chǎng)所。充填物還可是水、油以外的其他物質(zhì)的混合物或化合物。由于不易泄漏，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。如果與后將述及的胎內(nèi)塑料密封層結(jié)合起來(lái)將更好，選擇充填物的范圍會(huì)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，幾乎全在橡膠外胎里，有的在鋼圈里有很少的容積，只占整個(gè)輪胎總?cè)莘e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(nèi)部空間，即外胎和鋼圈結(jié)合所形成的胎內(nèi)空間，用來(lái)充填物質(zhì)，支撐外胎的體積和支持外胎的彈性。公知外胎有三方，兩側(cè)邊和底面，底面即圓周面。其兩側(cè)邊很高，目的是形成容納充填物的空間。側(cè)邊高的外胎有許多不足。一是易變形。我們?cè)诘玫较鹉z外胎彈性好的好處的同時(shí)，也得到其壞處，這就是外胎的兩側(cè)邊同樣彈性好，彈性好就易變形。當(dāng)外胎負(fù)載時(shí)，兩側(cè)邊即向外凸出，使得輪胎的著地處的半徑變短，形成運(yùn)動(dòng)阻力。二是在爆胎時(shí)，外胎失去胎內(nèi)支撐物，橡膠胎的兩側(cè)邊不堪重壓，立即癟了下來(lái)，形成事故原因。三是成本高，兩側(cè)邊很高既多消耗橡膠，又增加加工難度。
本發(fā)明加深鋼圈代替或包住外胎的兩側(cè)邊，形成輪胎的內(nèi)腔室，即胎內(nèi)容積。外胎上只有少量容積或沒有容積。正好是把公知技術(shù)顛倒過來(lái)。鋼圈還可呈夾板狀，二塊夾板從兩側(cè)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(shí)，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(shù)的不足。鋼圈兩側(cè)邊代替或包住外胎的兩側(cè)邊有如下作用，一是使外胎無(wú)法變形，輪胎下方著地處半徑不變短。不變短是相對(duì)的，相對(duì)于公知外胎變短很多而言，本發(fā)明不變短。從理論上講，任何物質(zhì)受力后都會(huì)發(fā)生形變，只是量的大小不同而已。事實(shí)上，本發(fā)明的輪胎受力后也會(huì)變形，輪胎下方著地處的半徑也會(huì)變短，只是相對(duì)于公知技術(shù)而言，變短的量要小得多，從而達(dá)到安全高效的目的。二是發(fā)生爆胎時(shí)，由于鋼圈包住了外胎兩側(cè)邊，包住，或稱夾持的程度達(dá)到了公知外胎側(cè)邊高度的一半以上，鋼圈離地距離可在5厘米以下，0.5厘米以上，所以輪胎半徑不會(huì)一下子變短很多，因?yàn)殇撊巫×耸コ涮钗镏蔚耐馓?。即使輪胎半徑變短一點(diǎn)，車子發(fā)生一點(diǎn)偏轉(zhuǎn)，但不致于無(wú)法控制，并且仍可行駛。三是節(jié)省了橡膠材料、方便了加工、節(jié)省了成本。
3、輪胎防爆裝置。即輪胎爆炸后的救護(hù)裝置。還可在輪胎內(nèi)設(shè)內(nèi)撐來(lái)代替鋼圈的爆胎防護(hù)作用。內(nèi)撐可呈各種形狀，如圓環(huán)狀、帶狀，位于胎內(nèi)，起到支撐作用。爆胎時(shí)，內(nèi)撐接替填充物支撐起全部負(fù)載。比如在外胎內(nèi)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(shí)，T形內(nèi)撐撐住了外胎。還可在輪胎兩側(cè)安裝夾板，代替鋼圈的爆胎防護(hù)作用。夾板在輪胎一側(cè)或兩側(cè)固定，夾持或包住外胎側(cè)邊高度的一半以上。離地距離可在5厘米以下，0.5厘米以上。夾板還可呈圓架狀、網(wǎng)眼板狀。夾板也可安在公知的輪胎上起同樣作用。
歸納2、3，其特征是鋼圈上有凹腔，凹腔的深度超過內(nèi)胎的胎體中心線，或超過內(nèi)胎體積的一半?；蜾撊Φ陌记蝗莘e超過輪胎總?cè)莘e的一半；或至少有一邊鋼圈包住外胎側(cè)邊高度的一半以上；或輪胎上有包住外胎側(cè)邊高度一半以上的板狀物；或外胎的內(nèi)腔容積少于輪胎總?cè)莘e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厘米以下，0.5厘米以上。即鋼圈的直徑比外胎的直徑小1至10厘米。表現(xiàn)在著地處時(shí)，即鋼圈離地距離可在5厘米以下，0.5厘米以上。離地很近?；蜉喬?nèi)腔里有內(nèi)撐；或內(nèi)撐與外胎或/和鋼圈聯(lián)結(jié)。內(nèi)撐可呈立邊狀、T狀、袋狀、球狀、柱狀、環(huán)狀，可徑向環(huán)繞在胎內(nèi)，或軸向排列在胎內(nèi)，或不規(guī)則布置?？捎幸粋€(gè)或多個(gè)內(nèi)撐。有的內(nèi)撐可代替胎內(nèi)充填物起承載作用，如充氣的袋狀、球狀內(nèi)撐。也可與胎內(nèi)填充物共同起承載作用。內(nèi)撐可與鋼圈活動(dòng)聯(lián)接，靠近外胎底面，可分為二部分或多部分，可分為多個(gè)袋狀、球狀、柱狀或多圈環(huán)狀。內(nèi)撐可由金屬、塑料、泡沫、橡膠等材料單獨(dú)或組合制成。夾板可代替鋼圈形成凹腔。或凹腔容積占輪胎總?cè)莘e一半以上的鋼圈的周邊離輪胎周邊的距離不足5厘米。
4、塑料輪胎。其特征是內(nèi)胎用塑料膜制成，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?？捎靡粔K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?？上戎瞥珊荛L(zhǎng)的塑料膜管帶，在管帶上打出長(zhǎng)度標(biāo)記，然后截?cái)噙B接成內(nèi)胎。連接方法可用膠粘、熱合等。塑料膜可結(jié)合在橡膠外胎內(nèi)壁。外胎用塑料制成，或用塑料、橡膠組合制成；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(lián)接凹凸，聯(lián)接凹凸可呈齒輪狀、鋸齒狀、波紋狀。輪胎的鋼圈也可用高強(qiáng)度塑料制成?；蛩芰吓c金屬結(jié)合制成。塑料比橡膠具有更好的密封性能，而且具有一定的彈性。用塑料代替橡膠制作輪胎，具有密封性能好、重量輕、防銹蝕、外表美觀、成本低等特點(diǎn)。內(nèi)胎的體積可大于輪胎的容積；或輪胎呈沒有氣門的全封閉狀態(tài)。內(nèi)胎的體積大于輪胎的容積，即內(nèi)胎的表面面積大于輪胎內(nèi)腔的表面面積。充氣或充其他填充物時(shí)，內(nèi)胎并沒有受到張力，充氣所形成的張力首先被外胎接受并限制在外胎的容積之內(nèi)。內(nèi)胎由于沒承受張力，或承受張力很小，一是不會(huì)被脹破，二是不會(huì)因?yàn)槭軓埩ψ饔枚档兔芊庑阅?。塑料?nèi)胎、橡膠內(nèi)胎均可如此結(jié)構(gòu)。由于不會(huì)漏氣，所以輪胎可以不要?dú)忾T，一次充填，或預(yù)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(dòng)聯(lián)接，靠充填后的張力固緊。可將塑料膜結(jié)合在橡膠外胎內(nèi)壁，取代內(nèi)胎。外胎與表層之間可帶有各種形狀的嚙合結(jié)構(gòu)，有利于兩者之間的緊固。
5、平底外胎。其特征是外胎內(nèi)腔截面呈方形或內(nèi)腔的底面軸向平直或向里凸起；或外胎外表面軸向平直或向里凹進(jìn)；內(nèi)胎有與外胎內(nèi)腔相應(yīng)的外部形狀，內(nèi)胎的體積可大于外胎的容積；或壓力狀態(tài)下的外胎圓周面，即著地面呈軸向平直狀。上述結(jié)構(gòu)的輪胎有利于保持運(yùn)動(dòng)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(nèi)腔或內(nèi)腔的底面軸向平直的結(jié)構(gòu)，能使外胎著地處得到很好的有力的胎內(nèi)壓力支持，使之保持半徑不變。公知的圓形外胎和內(nèi)胎，使受壓的外胎圓周面呈軸向圓弧狀，不利于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(nèi)外平行的平板狀，沒有二側(cè)邊。
6、內(nèi)外胎之間設(shè)抗拉帶。公知輪胎的張力幾乎全由外胎承擔(dān)，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(fā)明在內(nèi)外胎之間設(shè)有抗拉帶，部分或全部承擔(dān)荷載或胎內(nèi)填充物所產(chǎn)生的張力。使外胎所受的張力大大減小。這一是有利于提高外胎的使用壽命。二是降低更換外胎的成本?？估瓗Э捎盟芰?、金屬制成?？芍瞥刹紟?、金屬網(wǎng)帶狀、織線帶狀。橡膠外胎可粘在抗拉層上，用壞后揭下?lián)Q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(jié)構(gòu)，其特征是帶有貯液箱和注液口，或/和輸液管或/和單向閥門。由于氣體、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(fā)明的注液裝置。公知的充水裝置、泥漿泵均可如此改裝制成。
四

及實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施方式進(jìn)一步說明本發(fā)明。
圖1、2是本發(fā)明注液輪胎結(jié)構(gòu)綜合示意圖圖3是夾板輪胎示意圖圖4、5是T形內(nèi)撐結(jié)構(gòu)圖圖6是T形內(nèi)撐安裝后的輪胎截面剖示圖圖7是無(wú)子口結(jié)構(gòu)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(jié)合的局部剖示圖圖9、10分別是有袋狀、球狀內(nèi)撐的輪胎截面剖示圖圖11是泡沫內(nèi)撐輪胎截面剖示圖圖12是反子口結(jié)構(gòu)的外胎帶凹面的輪胎截面剖示圖圖13是無(wú)氣門全封閉輪胎截面剖示圖圖14是塑料膜內(nèi)胎或泡沫內(nèi)撐用螺旋法加工的半成品示意圖。
圖15、16是塑料膜內(nèi)胎用螺旋法加工的半成品示意圖。
圖17、18是塑料膜內(nèi)胎用對(duì)折法加工的半成品示意圖。
圖19-24是三種夾板結(jié)構(gòu)及應(yīng)用的示意圖。
圖25、26是輪胎抗拉層結(jié)構(gòu)示意圖。
圖27、28是塑料膜內(nèi)胎成品結(jié)構(gòu)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(dāng)于圖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(nèi)壁上有塑料膜3結(jié)合其上。沒有內(nèi)胎。輪胎圓周面上的著地處4，呈軸向平直狀態(tài)。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(yùn)動(dòng)中的輪胎連續(xù)不斷地改變著地處。5是胎紋。輪胎鋼盆6與鋼圈2聯(lián)結(jié)。鋼盆即聯(lián)接鋼圈與中心軸的部件。鋼圈即聯(lián)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(cè)邊很矮，其內(nèi)腔容積很小，占輪胎總?cè)莘e的1/5以下。外胎1也可呈平板狀，完全無(wú)容積。鋼圈2容積很大，占輪胎總?cè)莘e的一半以上，鋼圈2的周邊離地面很近，在5厘米以下。圖2是輪胎的軸向中心剖示圖，相當(dāng)于沿圖1的B-B線剖示。液體7充滿胎內(nèi)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(nèi)撐。輪胎著地處4如果凹進(jìn)，勢(shì)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(zhǎng)。這樣，輪胎運(yùn)動(dòng)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，十分有利于輪胎做前傾的滾動(dòng)動(dòng)作，產(chǎn)生節(jié)能增效的效果。充氣輪胎由于自身的弊端，常是著地處凹進(jìn)，半徑變短，因而運(yùn)動(dòng)困難。本發(fā)明用液體、漿體或膏體做胎內(nèi)充填物，用密封性比橡膠強(qiáng)的塑料做胎內(nèi)密封材料，采用平底內(nèi)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(dòng)條件，節(jié)能增效?？稍诠妮喬ブ谐錆M液體或半流體，直接應(yīng)用本發(fā)明。外胎內(nèi)腔呈方形，其內(nèi)腔底面呈軸向平直狀，與地面平行。這有利于輪胎軸向增加著地面積，減小著地處的壓強(qiáng)。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(huì)增加滾動(dòng)阻力。人們往往用增加輪胎數(shù)量的辦法來(lái)分散壓力，與此是同樣道理。塑料膜3可換成塑料膜內(nèi)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(nèi)胎的體積可比輪胎的容積大，這樣，充填物的張力就不會(huì)撐壞內(nèi)胎，沒有受到張力拉伸的內(nèi)胎材料，密封性能會(huì)更好。鋼圈2離地面可選定在5厘米以下，越少越好。爆胎時(shí)，輪胎直徑變動(dòng)少，產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)力小，司機(jī)能控制輪胎方向。本發(fā)明適用于所有輪胎。
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(hù)外胎的腔室，一是使輪胎負(fù)載時(shí)徑向變形小，即著地處半徑不變短。二是爆胎時(shí)接地，起安全作用?？梢贿吺菉A板，另一邊是鋼圈，如圖11，這樣有利于內(nèi)、外胎在鋼圈上的安裝、拆卸。三是對(duì)內(nèi)外胎起保護(hù)作用，免受外來(lái)?yè)p傷。夾板上、鋼圈上都可帶有加強(qiáng)筋和裝飾層、覆蓋層。夾板可用螺栓或卡子固定在輪胎上，便于裝、卸。夾板8比外胎1的直徑小1-10厘米。也可在公知輪胎上專門安夾板，起爆胎后的防護(hù)作用。
圖4、5、6，T形內(nèi)撐9的主要作用是防爆胎。它分成二塊。由豎、橫二片板制成，豎板903卡在鋼圈201上，橫板902平行于外胎101的內(nèi)圓周面，還有外層901，外圈901起固定作用，將二塊內(nèi)撐箍在一起。外圈901可用橡膠、塑料、織物制成。爆胎時(shí)，豎邊把來(lái)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(shí)，內(nèi)撐9不受力，也不起支撐作用?？ㄔ阡撊ι想S輪胎運(yùn)動(dòng)。外圈901將內(nèi)撐9包位，固定在鋼圈201上。豎板903上有聯(lián)接孔10，用以將二塊內(nèi)撐用卡子聯(lián)接在鋼圈上。公知輪胎中放入內(nèi)撐9，可防爆胎時(shí)車輛失控。圖6中，外胎101是平底外胎，其外圓周面和內(nèi)腔圓周面平行，使外胎在受力時(shí)能保持外圓周面軸向平直。其方形內(nèi)腔能為外胎保持軸向平直提供內(nèi)力支持。液體7充滿胎內(nèi)空間。圖4是兩個(gè)T形內(nèi)撐合在一起的示意圖。
圖7，鋼圈202的一個(gè)立邊由夾板8構(gòu)成，鋼圈202包住塑料膜內(nèi)胎301。橡膠外胎11與鋼圈202之間無(wú)子口，去掉了公知的子口結(jié)構(gòu)，便于加工，降低成本。由于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(wú)子口外胎11能固定在鋼圈202上，完成輪胎功能。塑料膜內(nèi)胎呈方形，內(nèi)有液體7。塑料膜內(nèi)胎301的體積可大于輪胎內(nèi)腔的容積，當(dāng)胎內(nèi)充填物產(chǎn)生壓力時(shí)，內(nèi)胎的體積還未用盡，就已充滿了輪胎內(nèi)腔，壓力被輪胎內(nèi)腔接受了，內(nèi)胎并未受到壓力或所受壓力很小。塑料膜內(nèi)胎周圍可有墊子，以保護(hù)內(nèi)胎免受磨損。墊子可用金屬、塑料、橡膠、織物制成。鋼圈202可帶加強(qiáng)筋，使其口部邊緣處不致因受力而變形張開。內(nèi)胎301可分為二個(gè)或多個(gè)，便于安裝和修理，還可在爆胎時(shí)起到內(nèi)撐作用。因不可能多個(gè)內(nèi)胎同時(shí)爆炸，一個(gè)爆炸后，其他的會(huì)迅速填充過去，使輪胎直徑不產(chǎn)生大的變短，防止事故。內(nèi)胎里的充填物也可以是膏狀物、膠狀物，預(yù)先加工成型，使用時(shí)放進(jìn)鋼圈即可。外胎11靠自身的彈性及強(qiáng)度，包在輪胎外周，與抗拉層302緊密接觸，并有部分進(jìn)入鋼圈202。子口即輪胎的橡膠外胎與鋼圈結(jié)合部位的相互嚙合結(jié)構(gòu)?？估瓕?02位于內(nèi)外胎之間，與外胎一起包住內(nèi)胎，抵抗內(nèi)胎中填充物的壓力?？估瓕涌捎谜澈蟿┡c外胎粘合在一起，更換外胎時(shí)撕下抗拉層，抗拉層可重復(fù)使用?？估瓕涌捎山饘佟⑺芰?、橡膠、織物等材料單獨(dú)或混合制成，可用制造動(dòng)力皮帶的公知技術(shù)制造抗拉層。外胎11呈兩面平行的平板狀，安全沒有內(nèi)腔，外周帶有胎紋5。
圖8，塑料外胎12和橡膠表層111有相應(yīng)的鋸齒狀結(jié)構(gòu)，輪胎充壓后，能使橡膠表層牢固地聯(lián)接在塑料外胎上。如不用膠粘，卸壓后很容易將橡膠表層在塑料外胎上裝上或卸下，便于更換。塑料外胎12也可換成抗拉層。
圖9、10，袋狀內(nèi)撐13、球狀內(nèi)撐14實(shí)際上相當(dāng)于內(nèi)胎作用。由于分成了若干個(gè)，不會(huì)同時(shí)爆炸，所以在爆胎時(shí)，又能起到內(nèi)撐作用。袋狀內(nèi)撐呈口袋狀。球狀內(nèi)撐呈球狀，如乒乓球就可以是一種球狀內(nèi)撐。在胎腔里可任意放置?？客馓サ膹椥詳D壓在胎里，同時(shí)起到承載和防爆胎作用。圖10中的橡膠外胎1可改用塑料制成。還可是帶狀、節(jié)狀內(nèi)撐，在胎腔里沿徑向纏繞、布設(shè)，同樣能有內(nèi)胎、內(nèi)撐雙重功能。內(nèi)撐里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(nèi)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(jié)構(gòu)截?cái)嗝嫫适緢D，表示截取輪胎某一部分的一個(gè)截面。其他部分未表示。內(nèi)撐可單獨(dú)起承載作用，也可與其他填充物共同起承載作用。如在液體填充物里加多個(gè)球狀內(nèi)撐14，這能減輕輪胎的重量。球狀內(nèi)撐內(nèi)充氣體，球殼具有一定強(qiáng)度，不易破，能承壓。圖9、10的輪胎中，均可加入液體，與袋狀內(nèi)撐13、球狀內(nèi)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(nèi)充壓后，可僅靠自身的彈力與塑料外胎或/和鋼圈固定聯(lián)接，泄壓后，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(nèi)撐15裝在鋼圈203內(nèi)，并帶有橡膠表層111。這種輪胎尤其適用于輕載車，如自行車、摩托車。鋼圈203的一側(cè)立邊由夾板8構(gòu)成。夾板8可用螺栓聯(lián)接在鋼圈上，可從輪胎上卸下或裝上，便于整圈成型后的泡沫內(nèi)撐和外胎安裝到鋼圈上。泡沫內(nèi)撐同時(shí)具有內(nèi)胎和內(nèi)撐雙重作用，所以也叫泡沫內(nèi)胎。泡沫內(nèi)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(nèi)胎的結(jié)合界面。泡沫內(nèi)撐可分成多塊。泡沫內(nèi)撐可與液體共同做胎內(nèi)充填物。
圖12，橡膠外胎102和鋼圈204具有與公知技術(shù)相反的反向子口。由于胎內(nèi)流體的擠壓力和子口的嚙合結(jié)構(gòu)，流體不會(huì)漏出來(lái)。外胎102也不會(huì)松動(dòng)或脫落。鋼圈204內(nèi)也可有內(nèi)胎或內(nèi)撐。外胎102外表面向胎內(nèi)凹進(jìn)，這樣的目的是為了使負(fù)載后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。向里凹進(jìn)類似于預(yù)應(yīng)力作用，外胎中間部位受力后，比兩側(cè)邊向外凸出的程度大一些，預(yù)先向里凹進(jìn)，補(bǔ)償多凸出的部分，以保持負(fù)載受力后的著地處半徑不變短。也可通過加厚外胎中間部位來(lái)達(dá)到預(yù)應(yīng)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(nèi)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(jìn)入胎內(nèi)，用水泵或泥漿泵加壓。外胎111帶有內(nèi)層塑料膜303。也可用塑料膜內(nèi)胎301。
圖14、塑料膜內(nèi)胎17或泡沫內(nèi)撐17呈管形帶狀、螺旋形狀。用塑料膜加工的內(nèi)胎，可先加工成很長(zhǎng)的管形帶，并如圖將管形帶螺旋盤繞在一起，其上作出標(biāo)記18，標(biāo)出一個(gè)內(nèi)胎的長(zhǎng)度，然后按標(biāo)記18截取下來(lái)，兩頭一接、安上氣門，即成塑料膜內(nèi)胎。同樣，泡沫內(nèi)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(jìn)胎腔里使用。
圖15、16，塑料膜先呈平帶狀，很長(zhǎng)，將其按螺旋形粘合或熱合，形成管帶19，還可在其上做出長(zhǎng)度標(biāo)記，按標(biāo)記截取后，兩頭一接，安上氣門，即成塑料膜內(nèi)胎。圖16是圖15的左視圖。
圖17、18，平帶狀塑料膜20兩邊對(duì)折成管帶21，再將兩頭一接，安上氣門，即成塑料膜內(nèi)胎。22是對(duì)折接縫。
圖19、20，夾板23呈盤狀，中間凹進(jìn)部分用于聯(lián)接，周邊用于形成胎腔。圖20是用19的左視圖。
圖21，兩個(gè)夾板23相對(duì)組合在一起，構(gòu)成輪胎骨架24，代替鋼圈和鋼盆。內(nèi)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?yuàn)A板8結(jié)合，形成輪胎骨架，代替鋼圈和鋼盆。
圖23、24，圓架狀?yuàn)A板27由輻條28聯(lián)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(hù)作用。所有夾板、鋼盆、鋼圈均可由塑料制成。圖24是23的左視圖。
圖25、26，抗拉層29呈圓環(huán)狀，圖26是圖25的左視圖?？捎霉膭?dòng)力皮帶材料和工藝加工抗拉層?？估瓕觾?nèi)壁可有塑料膜或涂層。
圖27、28，塑料膜內(nèi)胎30與公知內(nèi)胎外觀一樣，帶有氣門31。圖28是圖27的左視圖。
權(quán)利要求1.一種輪胎，它包括內(nèi)胎，內(nèi)胎由發(fā)泡材料制成，其特征是內(nèi)胎呈無(wú)氣門的圓柱形環(huán)狀。
2.如權(quán)利要求1所述輪胎，其特征在于胎內(nèi)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(nèi)腔。
3.如權(quán)利要求1所述輪胎，其特征在于液體填充物是水。
4.如權(quán)利要求1所述輪胎，其特征是包括內(nèi)胎，內(nèi)胎由塑料膜制成，塑料膜的厚度在1毫米以內(nèi)。
5.如權(quán)利要求3所述輪胎，其特征是內(nèi)胎的外形與輪胎內(nèi)腔形狀相吻合，內(nèi)胎填充后的常壓體積大于輪胎的內(nèi)腔容積。
6.如權(quán)利要求4所述輪胎，其特征在于內(nèi)胎是依附或結(jié)合在外胎內(nèi)壁或抗拉層內(nèi)壁的塑料膜或涂層。
7.如權(quán)利要求1所述輪胎，其特征是包括防爆裝置，防爆裝置固定在輪胎外側(cè)，或安裝在外胎內(nèi)，防爆裝置可呈圓板狀、圓架狀、圓環(huán)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厘米以下，1厘米以上。
8.如權(quán)利要求1所述輪胎，其特征是內(nèi)胎與外胎結(jié)合在一起，截面上有外胎與內(nèi)胎的結(jié)合界面。
專利摘要一種安全高效輪胎，它屬于交通工具領(lǐng)域，主要特征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(diǎn)，使之高效安全。鋼圈的凹腔占輪胎內(nèi)腔的一半以上、夾持外胎側(cè)邊高度一半以上。鋼圈離地高度在0.5－5厘米之間。異物切割爆胎也不會(huì)失事。內(nèi)胎用塑料膜制成，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(jié)合制成。輪胎可呈無(wú)氣門的全封閉狀、實(shí)心狀，永不爆胎。輪胎與鋼圈無(wú)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(nèi)外胎之間設(shè)抗拉層。
文檔編號(hào)B60B19/06GK2611192SQ0227855
公開日2004年4月14日 申請(qǐng)日期2002年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月30日
發(fā)明者任文林 申請(qǐng)人:任文林