一种通过充气轮胎改造的安全轮胎的制作方法

1.本发明涉及轮胎技术领域，尤其涉及一种将充气轮胎改造成免充气的安全轮胎的技术方法。


背景技术：

2.轮胎作为车辆的重要组成部分，发展到今天已经形成许多种类，其中有充气轮胎和特制的防爆轮胎。
3.在社会生活中，车辆广泛应用的充气轮胎占据很大的比重，使用充气轮胎的车辆种类也很多。充气轮胎是将压缩空气注入密闭空间内以保持轮胎形状的同时通过气压来获得缓冲性能的轮胎，其中又分为有内胎轮胎和无内胎轮胎，无内胎轮胎又叫真空胎。但是轮胎存在气压失衡、容易刺破等爆胎隐患，轮胎失压后会产生行车安全和更换麻烦的问题。
4.由于充气轮胎的缺点明显和不足，因此也有在充气轮胎的基础上开发出具有一定防爆功能的轮胎技术和解决方案。当前市场上的防爆轮胎主要有通过增强轮胎侧壁使用的缺气保用轮胎、增加粘胶层的自补胶轮胎及失压后短时间行驶的内支撑轮胎等。
5.现在新型的无气轮胎逐步被开发出来，未来也将逐步使用无气轮胎。无气轮胎是一种不依靠空气实现支撑力的轮胎，通过功能材料与结构来实现轮胎的支撑与缓冲。无气轮胎由于其结构的特殊性，在有坚硬物体刺穿轮胎时，并不会像充气轮胎那样爆胎而可以继续前进，大大提升行驶安全性。
6.由于上述防爆轮胎和无气轮胎是在工厂车间和生产线上完成的，并且是全新设计制造出来的。无气轮胎采用的是轮胎与轮辋一体化设计，其使用比较多的非金属材料，其造型还没有被市场所接受。
7.当前市场上没有成熟和可靠的为充气轮胎改造为不用充气的安全轮胎的服务和技术，也没有针对轮胎改造提供专门设备、材料和操作工艺。


技术实现要素：

8.为了解决上述技术问题，本发明提出一种用于将充气轮胎改造为安全轮胎的改造方法和材料，使得能够为轮胎制造工厂、轮胎维修点、汽车修理店、汽车维护工厂、车辆售后单位和可移动的修理车上等多个环境场所使用，通过该操作能够单独对每一辆的助力车、乘用车、商用车、场内作业车辆、农机和特种车使用的充气轮胎逐个进行改造。
9.本发明的技术方案为：一种通过充气轮胎改造的安全轮胎，包括改造的方法和材料，由轮辋、轮胎、固定安装体、承托韧性板、连接钢索和弹性支撑体等组成，其特征是：在轮胎的胎侧上切割出用于在轮胎内部进行操作的空间，将未切割一面的轮胎胎圈粘合在轮辋外沿内部位置，将固定安装体、承托韧性板、连接钢索和弹性支撑体等组合装配在轮辋上，承托韧性板与轮胎内部进行粘合，再将切割的胎侧空间使用胶体材料或胎侧材料进行缝制和粘合；而对于新轮胎在生产时取消胎侧的制备或完成胎侧切割，同时提供配套使用的改造材料组件，经销售
后由轮胎改造人员进行组合安装，再将胎侧与轮辋外沿进行粘合密封；所述固定安装体、承托韧性板等在经过切削后通用于多个不同规格的轮胎。
10.需要改造的充气轮胎包括市场存在的和正在生产的新轮胎。
11.胎侧切割的作用在于为安全轮胎的内部材料组件提供充足实施的操作安装空间，这是最重要的改造前提和基础环节，避免了通过撬起轮胎胎圈边缘但是展露的间隙有限和操作空间不够的难题。
12.胎侧剖面有全部、间隔、条形分割和自由组合剖面等多种，根据情况可以在胎侧双面实施。
13.密封胎侧空间使用的材料为新提供的胶体材料或原有轮胎的胎侧材料。
14.所述胎侧剖面有全部、间隔和自由剖面等多种是指胎侧材料主体全部切割、间隔一个距离切割和不规则切割等多种方式，以安装实施需要具体选择。
15.所述条形分割是指圆形轮胎以轮毂轴心为指向进行切割胎侧，但是保留原有胎体侧面材料而不是去除，作用在于在需要对胎侧密封时不在需要其它的胶体材料而只需将分割开的胎侧材料体进行对边缝制和粘合。
16.所述轮胎侧面的切割不是完整的去除，而需要保留与胎面连接的一部分，其作用在于防止轮胎因为向心力的材料牵引力不足而向外出现变形和脱胶。
17.将固定安装体、承托韧性板、连接钢索和弹性支撑体等组合装配在轮胎内部使得轮胎与轮辋之间得到弹性的连接支撑。
18.固定安装体提供多个不同厚度的材料，以适用于不同规格轮胎内部空间高度变化。
19.新生产的配套轮胎由于不再需要空气加注因此胎体生产材料可以调整。
20.所述在轮胎改造时进行操作的步骤和流程可以变化和调整。
21.由于很多轮辋的圆周表面有非水平面的凹槽形状，如果固定安装体的基体是非金属材料时需要用填充体材料和高强度胶黏剂进行填充补平，如果使用金属材料则可以采用焊接的方式进行固定。
22.特殊情况下比如出于减重、降温、降噪需要时，轮胎的两个胎侧可以取消并不再使用材料进行覆盖粘合。
23.固定安装体、承托韧性板、连接钢索和弹性支撑体等依次组合装配在轮辋上，其中轮辋与轮胎胎圈粘合装配在一起。
24.承托韧性板为具有一定柔软度的韧性材料，能够进行切削和裁剪加工。
25.轮胎胎面磨损后可以更换新的轮胎。
26.轮辋外沿内部与轮胎胎圈粘合装配在一起。
27.所述轮胎胎圈是指轮胎胎侧与轮辋接触的一圈胎体部分。
28.固定安装体与轮辋采用高强度的硬性组合连接。
29.使用胶体材料或原有胎侧材料进行缝制和胶粘等以达到美观、防水、防风噪、防泥砂存留在内部影响动平衡的密封作用。
30.所述进行缝制和胶粘等的胶体材料与轮胎原有胎侧材料基本一致，从而取代原有胎侧材料的封闭作用，要求具有一定的结构强度和韧性能够保持形态长期稳定。
31.根据轮胎智能化的管理需要，植入温度、压力、振动和声噪等传感器。
32.轮胎生产制造工厂在向市场供应需要改造的安全轮胎时，需要选取轮胎型号和对应配套的改造组件材料一起提供，并且在轮胎的胎侧做好切割处理，经销售后由轮胎改造人员将轮辋进行一起组合安装。
33.轮胎生产制造工厂在向市场供应需要改造的安全轮胎时，如果同时提供配套的轮辋时，则在工厂时就能够将轮胎改造完成。
34.所述弹性支撑体为轴心辐射对称布局安装，采用锻造、冲压的弹簧钢片或耐压复合纤维材料等制成，其外形和结构不作限定，根据设计需要做出改变。
35.弹性支撑体的形状和结构有多种设计，如斜拉、同圆对应、交叉、弯弧等，其整体材料在不同位置的厚度可以变化。
36.弹性支撑体经过切削后可以通用在多个不同规格的轮胎改造中。
37.弹性支撑体在受到垂直和径向压力时能发生弹性形变，使得轮胎和车辆得到减震缓冲作用，当外应力消失时快速恢复形态。
38.每个弹性支撑体下端设置有通孔，使用连接钢索将它们串连在一起防止脱离移位，连接钢索的两端使用卡箍连接固定。
39.弹性支撑体与固定安装体连接处可以设置定位螺杆来调节支撑体高度和软硬度的作用。
40.弹性支撑体与固定安装体、承托韧性板的组合连接为整体嵌合结构或多个凸起嵌合连接，其两端连接部分配合采用防脱卡锁结构设计。
41.弹性支撑体与固定安装体、承托韧性板的组合连接可以使用螺杆通孔的固定方式，其做出相互配合的组合结构设计。
42.弹性支撑体的优选结构为一个独立整体，也可以在轴向上多个分体排列。
43.在胎圈与轮辋外沿内部的接触位置使用粘合剂，两面都可以涂刷。
44.对车辆使用中的轮胎改造推荐为两个或全部，保持至少两个轮胎的形态一致并优先安装于车辆两边的对应位置，使得车辆容易保持平衡状态。
45.当车辆行驶中出现不平衡现象时，应考虑对轮胎做动平衡校正以确定原因。
46.对于受压变形等的轮胎，需要充气恢复或使用一段时间，形态正常时才可改造使用。
47.由于改造的轮胎不需要充气，因此有所破损、磨损的充气轮胎也可以使用，而轮胎的承重和减震依靠的主要是改造材料本身，因此轮胎具有更长使用期限。
48.轮胎在改造后进行检查组件材料各部分衔接是否牢固。
49.所述固定安装体、承托韧性板能够裁剪和切削，可以通用在多个不同规格的轮胎中以减少材料的储备和生产成本。
50.所述固定安装体、承托韧性板均不是一个整体环形结构，采用多个片段进行对接安装组合，有利于轮胎空间的动平衡调整。
51.所述固定安装体包括单纯的合成材料如工程塑料、复合纤维材料、金属材料也包括组合材料如金属塑料嵌合材料等。
52.所述轴向为车辆安装轮毂车轴所在的水平方向，径向为车辆轮胎转动或前进的方向，其对应在轮胎上的不同位置径向是不同的。
53.当承托韧性板与轮胎内部之间需要加注填充或粘合具有更大厚度的弹性材料时，
该材料作为增强的减震和粘性连接的组合体，所需的承托韧性板可以改变使用中空网格状腔体等结构以达到与弹性支撑体的相同作用并进行替换。
54.承托韧性板与轮胎内部气密层粘合需要使用粘合层和软性胶黏剂，该粘合层材料两面涂敷，其具有一定的厚度，这样能够加强与非纯平的轮胎内部的胶粘效果。
55.该软性粘合层材料可以使用高分子塑料、橡胶等材料进行热熔加注、填充，并且在具有三厘米以上厚度时能够作为轮胎的弹性减震抗压功能主材料。
56.根据需要，添加降噪、吸震、防摩擦和防撞块等功能性配置。
57.所述轮辋为用于安装轮胎的圆周结构体，通过向车轴中心收缩的辐板与车辆车轴连接的轮毂组合成一体，轮辋外沿为轮辋与轮胎胎侧末端组合接触和密封的位置。
58.轮辋上原有的充气嘴和部分材料可以保留，需做好固定处理。
59.由于从轮胎外部进入安装时的操作空间小，因此弹性支撑体需要倾斜一定角度才能安装连接上，所以需要时用到如撬棍、撑杆等辅助工具。
60.所述车辆的轮胎包括助力车、乘用车、商用车、场内作业车辆、农机和特种车等使用的充气轮胎，包含充气的内胎类和真空胎类型。
61.改造安全轮胎时需要选取轮胎和配套的轮辋一起，而不能单独对轮胎加工。
62.将充气轮胎改造为安全轮胎的改造方法和材料，能够在轮胎制造工厂、轮胎维修点、汽车修理店、汽车维护工厂、车辆售后单位和可移动的修理车上等多个环境场所进行操作使用。
63.对胎侧切割的整个胎侧材料和其胎圈完整保留，在轮胎空间安装完成后，将胎侧材料重新装在轮辋原来位置上并加胶涂刷以实现固定和防水等密封作用，其切割面与轮胎胎侧的截面重新连接缝线和粘合。
64.胎侧切割的不是整个胎侧材料时，可以使用原有胎侧材料体也可以使用替换胶体材料，要保障整个粘合的重量、平面的配比均匀以减少运动失衡。
65.提供轮胎侧面的切割设备如台式旋转切割机、手持切割机、携带式激光、超高压水刀等设备，并在轮胎内放置托架物体防止标示失圆而减少误差。
66.本发明的有益效果如下：一种通过充气轮胎改造的安全轮胎，包括改造的方法和需要的材料，由轮辋、轮胎、固定安装体、承托韧性板、连接钢索和弹性支撑体等组成。通过该方法和材料进行操作，对每一辆的助力车、乘用车、商用车、场内作业车辆、农机和特种车等使用的充气轮胎进行改造，使得充气轮胎成为不充气、不爆胎、不怕扎和使用期限更久的安全轮胎，减少用车当中需要换胎的麻烦和担忧，同时节约时间、经济成本和提高行车安全。
附图说明
67.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的方案，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，可以根据这些附图获得类似设计。
68.图1是本发明的安全轮胎的实施例的整体平面结构示意图。
69.图2是本发明的安全轮胎的胎侧全部剖面的结构示意图。
70.图3是本发明的安全轮胎的胎侧条形分割的结构示意图。
71.图4是本发明的安全轮胎的弹性支撑体的侧视结构示意图。
72.图5是本发明的安全轮胎的局部的横向截面的结构示意图。
73.图6是是本发明的安全轮胎具有减震弹性体的结构示意图。
74.图中：1、胎面，2、承托韧性板，3、轮辋，4、轮毂，5、固定安装板，6、弹性支撑体，7、胎侧，8、轮胎内面，9、切割口，10、通孔，11、连接钢索，12、填充体，13、轮辋内面，14、减震弹性体，15、中空结构体。
具体实施方式
75.下面将结合图1～6，对本发明实施例进一步说明。
76.在图1中，该实施例为横向的整体剖面的轮胎结构，其中轮胎和配套的轮辋（3）装配在一起，轮毂（4）通过辐板与轮辋组成整体结构。固定安装体（5）、承托韧性板（2）和弹性支撑体（6）依次组合装配在轮辋上，承托韧性板与轮胎内部气密层通过胶粘材料进行粘合，固定安装体用胶体材料粘合或在使用金属材料时焊接在轮辋的圆周曲面上。将固定安装体、承托韧性板、连接钢索和弹性支撑体等组合装配在轮胎内部，使得轮胎与轮辋之间得到弹性的连接支撑。这时，当车辆轮胎转动时，胎面（1）受到到路面不断变化的压力、阻力时会传递到整个轮胎，轮胎内部安装的弹性支撑体受力发生弹性形变使得轮胎和车辆得到减震缓冲作用。
77.在图2和图3中，实施例解决了在轮胎内部进行改造时操作空间拓展的技术方法，避免了原来的撬起轮胎胎圈边缘而间隙有限和操作空间不够的难题。在轮胎的胎侧（7）切割出对轮胎内部操作安装的空间，将固定安装体、承托韧性板和弹性支撑体等材料装配在轮胎内部空间，未切割一面的轮胎胎圈用胶黏剂粘固在轮辋（3）外沿内部原有位置，再将切割的胎侧空间使用原有胎侧材料或新的胶体材料进行缝制和粘合。在胎侧切割后能够看到的是另一面的胎侧内面（8）。轮胎侧面全部切割不是完整的去除，而需要保留与胎面胎面（1）连接的一部分，其作用在于防止轮胎因为向心力的材料牵引力不足而向外出现变形和脱胶。条形分割是指轮胎以轮毂所在的安装车辆车轴的轴心为指向进行切割胎侧，使得胎侧上具有很多的切割口（9），但是保留原有胎侧材料以再次粘合使用，在安装操作时撑开分割的胎侧材料体。
78.在图4中，弹性支撑体（6）在轮胎内部为轴心辐射对称布局安装，采用锻造、冲压的弹簧钢片或耐压复合纤维材料等制成，具有预定结构强度的支撑力和在受到垂直和径向压力时能发生弹性形变。弹性支撑体两端做出多个凹槽的设计在于强化与固定安装体、承托韧性板的嵌合连接强度，在使用时受到车辆横向的牵引、冲击力时更加牢固。每个弹性支撑体下端设置有通孔（10），使用连接钢索（11）将它们串连在一起防止脱离移位，连接钢索的两端使用卡箍连接固定。弹性支撑体与固定安装体、承托韧性板的组合连接为整体嵌合结构或多个凸起嵌合连接，其两端连接部分配合采用防脱卡锁结构设计。弹性支撑体与固定安装体连接处可以设置定位螺杆结构来调节支撑体高度和软硬程度。
79.在图5中，该实施例为局部剖面的轮胎结构，其中轮胎和配套的轮辋（3）装配在一起，轮毂（4）通过辐板与轮辋组成整体结构，轮辋内面（13）为轮辋的圆周主体材料的可视部分，胎侧（7）末端的胎圈部分固定在轮辋外沿内部接触面位置。固定安装体（5）、承托韧性板（2）和弹性支撑体（6）组合装配在轮辋上，承托韧性板与轮胎内部气密层通过胶粘层进行粘合，固定安装体用填充体（12）材料补充粘合或焊接在轮辋的圆周外曲面上。将固定安装体、
承托韧性板、连接钢索和弹性支撑体等组合装配在轮胎内部，使得轮胎与轮辋之间得到弹性的连接支撑。由于轮辋的外圆表面很多是非水平面的凹槽形状，如果固定安装体的基体是非金属材料时需要用填充体材料和高强度胶黏剂进行填充补平，如果使用金属材料则可以采用焊接方式进行固定。
80.在图6中，该实施例是图1的变化结构，为横向的局部剖面的轮胎结构，其中轮胎和配套的轮辋（3）装配在一起。与承托韧性板与轮胎内部气密层之间的粘合材料不同，当该粘合层材料使用加注填充和粘合具有较大厚度的减震弹性体（14）材料时，该减震弹性体作为增强的减震和粘性连接的功能材料，具有所需结构强度的抗压能力和在受到垂直和径向压力时发生弹性形变。减震弹性体材料使用高分子塑料、橡胶等材料进行热熔加注或内置材料填充。当车辆轮胎转动时，胎面（1）受到到路面不断变化的压力、阻力时，减震弹性体受力发生弹性形变使得轮胎和车辆得到减震缓冲作用。与此相对应的，所需的固定安装体也改变为中空结构体（15），具有粘合和承托减震弹性体的作用，其高度完全大于固定安装体但是低于弹性支撑体，以使得减震弹性体实现达到与弹性支撑体相同作用所需要的足够减震弹性的材料厚度。中空结构体采用中空网格结构，其材料主要选用工程塑料材料，以减轻材料体以至整个轮胎的重量。
81.显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本实施例的技术要求和范围。这样，倘若本实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明的意图也包含这些改动和变型在内。

技术特征：
1.一种通过充气轮胎改造的安全轮胎，包括改造的方法和材料，由轮辋、轮胎、固定安装体、承托韧性板、连接钢索和弹性支撑体等组成，其特征是：在轮胎的胎侧上切割出用于在轮胎内部进行操作的空间，将未切割一面的轮胎胎圈粘合在轮辋外沿内部位置，将固定安装体、承托韧性板、连接钢索和弹性支撑体等组合装配在轮辋上，承托韧性板与轮胎内部进行粘合，再将切割的胎侧空间使用胶体材料或胎侧材料进行缝制和粘合；而对于新轮胎在生产时取消胎侧的制备或完成胎侧切割，同时提供配套使用的改造材料组件，经销售后由轮胎改造人员进行组合安装，再将胎侧与轮辋外沿进行粘合密封；所述固定安装体、承托韧性板等在经过切削后通用在多个不同规格的轮胎。2.根据权利要求1所述的安全轮胎，其特征是：所述弹性支撑体为轴心辐射对称布局安装，采用锻造、冲压的弹簧钢片或耐压复合纤维材料等制成，其外形和结构不作限定，根据设计需要做出改变。3.根据权利要求1所述的安全轮胎，其特征是：胎侧剖面有全部、间隔、条形分割和自由组合剖面等多种方式，根据情况可以在胎侧双面实施。4.根据权利要求1所述的安全轮胎，其特征是：由于很多轮辋的圆周表面有非水平面的凹槽形状，如果固定安装体的基体是非金属材料时需要用填充体材料和高强度胶黏剂进行填充补平，如果使用金属材料则可以采用焊接的方式进行固定。5.根据权利要求1和2所述的安全轮胎，其特征是：弹性支撑体与固定安装体连接处可以设置定位螺杆来调节支撑体高度和软硬度。6.根据权利要求1所述的安全轮胎，其特征是：固定安装体、承托韧性板均不是一个整体环形结构，采用多个片段进行对接安装组合，有利于轮胎空间的动平衡调整。7.根据权利要求1所述的安全轮胎，其特征是：承托韧性板与轮胎内部气密层粘合需要使用粘合层和软性胶黏剂，该粘合层材料需要两面涂敷，其具有一定的厚度，这样能够加强与非纯平的轮胎内部的胶粘效果。8.根据权利要求1和7所述的安全轮胎，其特征是：当承托韧性板与轮胎内部气密层之间需要加注填充或粘合具有更大厚度的弹性材料时，该材料作为增强的减震和粘性连接的组合体，所需的承托韧性板可以改变使用中空网格状腔体等结构以达到与弹性支撑体的相同作用并进行替换。9.根据权利要求1所述的安全轮胎，其特征是：根据需要添加降噪、吸震、防摩擦和防撞块等功能性配置。

技术总结
一种通过充气轮胎改造的安全轮胎，包括改造的方法和材料，由轮辋、轮胎、固定安装体、承托韧性板、连接钢索和弹性支撑体等组成。通过该方法和材料进行改造操作，对每一辆的助力车、乘用车、商用车、场内作业车辆、农机和特种车等使用的充气轮胎进行改造，使得充气轮胎成为不充气、不爆胎、不怕扎和使用期限更久的安全轮胎，减少用车当中需要换胎的麻烦和担忧，同时节约时间、经济成本和提高行车安全。经济成本和提高行车安全。经济成本和提高行车安全。


技术研发人员：刘继文
受保护的技术使用者：刘继文
技术研发日：2022.11.23
技术公布日：2023/6/27