一种非充气轮胎用H型轮辐及非充气轮胎的制作方法

一种非充气轮胎用h型轮辐及非充气轮胎
技术领域
1.本实用新型涉及非充气轮胎领域，特别涉及一种非充气轮胎用h型轮辐及非充气轮胎。


背景技术：

2.自充气轮胎诞生以来，其结构及制备工艺不断发展，性能不断提升，已经完全能满足高载荷高速、操控性强、舒适度佳等要求，然而充气轮胎始终潜藏着爆胎的风险，有研究表明高达七成的高速公路事故由轮胎爆胎引起，因此，或许在本世纪，具备更高安全系数的非充气轮胎或将大范围推广、应用。
3.传统充气轮胎的承载主要依靠胎内气压和胎体本身，整体表现为一种拉伸结构，在承载方面相当有效。非充气轮胎则是结构承载轮胎，除了与地面接触的胎面有刚度要求外，对连接胎面和中心轮毂的轮辐也有结构上、材料上的要求，目的是更好地承担、传递载荷、保证操作性和舒适性等。轮辐合适的径向刚度是高静承载负荷的前提，刚度过大会影响舒适性；合适的轴向刚度是良好操作性的前提，即可以有效传递来自轮毂的扭转力，高速行驶对轮辐的轴向刚度有着更高的要求。
4.在承载方面，主流设计为顶部承载结构，此种设计将大部分载荷发布在轮毂上方成拉伸状态的轮辐上，而位于轮毂下方的轮辐承担极少载荷，但是，顶部承载相对于底部承载而言，其对轮毂连接强度、轮辐本身稳定性和轴向抗扭强度有很高的要求。
5.非充气轮胎高速行驶下的操作性和舒适性对本领域研究人员提出了更大的挑战，相比顶部承载结构，底部承载可以更加容易满足操作性和舒适性的要求，但是除了胎面剪切带的合理设计，这两种性能要求轮辐结构与轮胎运行过程中各种复杂的受力情况合理有效对应，同时对轮辐在胎面与轮毂间的有限空间的合理布局也提出了挑战。
6.因此需要提出可以解决对底部承载类的非充气轮胎轮辐的承载性、舒适性以及合理结构布局相关问题的轮辐结构和非充气轮胎。


技术实现要素：

7.本实用新型为了解决上述技术问题，提供了一种非充气轮胎用h型轮辐以及非充气轮胎，解决了现有技术中传统非充气轮胎用h型轮辐承载性不强、舒适性低以及合理结构布局相关问题。
8.本实用新型中的一种非充气轮胎用h型轮辐，包括对称设置的第一辐条和第二辐条，所述第一辐条和第二辐条沿径向分布；辐条连接体，所述辐条连接体同时连接所述第一辐条和第二辐条的中段位置；多个支脚连接体，分别连接于所述第一辐条和所述第二辐条的两端部，所述支脚连接体具有与所述胎面或与所述轮毂连接的连接面，所述连接面与所述第一辐条或所述第二辐条具有非垂直夹角，以使所述第一辐条或所述第二辐条连接轮毂或胎面后沿轮胎周向产生弯曲。
9.进一步的，所述辐条连接体包括与所述第一辐条连接的第一部分、与所述第二辐
35；第一连接件-36，第二连接件-37
31.轮毂-40；
32.胎面-50。
具体实施方式
33.为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。
34.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
35.下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征更易被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围作出更为清楚的界定。
36.实施例1：
37.请参见图1和图2，本实施例提供一种非充气轮胎用h型轮辐，轮辐结构连接在非充气轮胎的胎面40和轮毂50之间，对轮胎起到径向承载的作用。其具体包括多个辐条10，连接多个辐条10的辐条连接体2020，以及设置在辐条10两端的支脚连接体30。
38.其中，在一优选的实施例中，辐条10包括对称设置的第一辐条11和第二辐条12，第一辐条11和第二辐条12沿径向分布。为了方便描述，本实施例将辐条的各个部位进行划分，由于辐条大致沿轮胎的径向分布，因此我们将靠近轮毂部分的辐条端部定义为径向内端部，靠近胎面的端部为径向外端部，辐条的中间部分则为中间部位。同时径向内端部和径向外端部起到的是支腿作用，因此也可以该两个部分为支腿。
39.辐条连接体20则用于连接第一辐条11和第二辐条12，辐条连接体20同时连接第一辐条11和第二辐条12的中段位置。为了提高第一辐条11和第二辐条12之间的连接强度，其厚度会设置的较为宽厚，同时该厚度决定了第一辐条11和第二辐条12之间的距离。通过该辐条连接体20，可以将第一辐条11和第二辐条12连接成一个组合件，使其构成一个轮辐主体。本实施例中，辐条在非充气轮胎内的状态为如图2所示的向外弯曲状态，可以理解的，在某些实施例中也可以是内弯曲状态。
40.为了提高轮辐和胎面或者轮毂之间的链接强度，采用多个支脚连接体30分别对辐条10与胎面和轮毂的连接处进行加强，具体是分别连接于第一辐条11和第二辐条12的两端部。具体为，支脚连接体30包括径向内支脚连接体31、32和径向外支脚连接体33、34。
41.径向内支脚连接体31、32与第一辐条11或第二辐条12的径向内端部至少一侧面连接，径向外支脚连接体33、34与第一辐条11或第二辐条12的径向外端部至少一侧面连接。
42.这些支脚连接体30具有与胎面或与轮毂连接的连接面35，连接面35为平面或者是与胎面或者轮毂相适应的微曲面，连接面35与第一辐条11或第二辐条12具有非垂直夹角，每个支脚连接体30与和其对应的连接面35的夹角不一定是相同的，其形成的非垂直夹角是为了使第一辐条11或第二辐条12连接轮毂或胎面后沿轮胎周向产生弯曲。
43.在一些实施例中，第一辐条11的连接面和第二辐条12的连接面为对称设置。其处
于径向外端的连接面35与胎面50相连接，处于径向内端的连接面35与轮毂40相连接，因此这两个连接面应具有与胎面50内表面和与轮辋40的外表面有一致的曲率，表面一致的曲率。本实用新型所述轮辐在后续轮胎工装成型中需要借助类似专利cn202110606858.2装置，将该轮辐压缩至过压缩状态，最终于胎面和轮毂之间回复至最终状态，所述最终状态轮辐如附图2所示。
44.本专利提出的h型轮辐的外型特征，特别适合于规格为215/45 n17轮胎的轮辐各部件的合理尺寸，以此达到多个目的，包括节省材料、减轻轮胎重量、提高力传导效率、提高轮胎承载、保障轮辐的承载稳定性等，在保证轮胎基本性能的同时，提高轮胎的环保型、舒适性与操作性。所述规格215/45 n17表示轮胎宽度为215mm，扁平率为45%，轮辋直径为17英寸，n字母表示该轮胎为非充气轮胎。
45.在一些实施例中，第一辐条11和第二辐条12所用材料为橡胶复合树脂基玻纤材料，其主要特点是具备一定的抗弯刚度，抗弯刚度优选大于100000 nmm2，更优选大于200000nmm2，特别优选大于300000nmm2。所述树脂基玻纤材料中的玻纤形式可以是玻纤棒或玻纤板，所述树脂优选玻璃化转变温度高的树脂，例如酚醛型乙烯基树脂、环氧型乙烯基树脂等，所述玻璃化转变温度高指该参数值大于等于170℃。所述玻纤棒/板所含的玻纤可以是短玻纤、长玻纤或连续玻纤，所述玻纤棒直径范围为0.8~2mm，所述玻纤板厚度范围为0.5~2mm，所述橡胶复合树脂基玻纤材料厚度范围为1.5~4mm，优选2~3.5mm。
46.在优选的实施例中，辐条连接体20包括与第一辐条11连接的第一部分21、与第二辐条12连接的第二部分22和连接第一部分21和第二部分22的第三部分23；第一部分21和/或第二部分22与第一辐条11或第二辐条12的接触面沿第一辐条11或第二辐条12的表面延展。即从径向切面看来，辐条连接器呈现为类似“工”字型的结构。该结构有效保证第一辐条11和第二辐条12的连接强度，同时也能保留较好的弹性。
47.由于空间限制，第一辐条11和第二辐条12的垂直距离、各个连接面之间的水平斜度与最终轮胎能容存的轮辐数量存在矛盾冲突，设计上需要使之相互协调配合。所述水平斜度指表面中点切线与水平线形成的锐角。减小表面连接面与辐条之间的夹角或第一辐条11和第二辐条12的垂直距离，均能增加轮辐在圆周阵列排布的个数，反之则能减少，而轮辐数量的增加能带来承载提升，第一辐条11和第二辐条12合适的垂直距离以及辐条连接体20合适的模量则能保证轮胎的弹性、舒适性。
48.第一辐条11和第二辐条12的长度也决定了轮胎的承载能力，其范围优选60~85mm，更优选75~82mm，应该说明的是第一辐条11和第二辐条12可以与各个连接面相接，其长度不受此点限制。第一辐条11和第二辐条12合适的垂直距离范围优选15~40mm，更加优选20~25mm。
49.另外，第一辐条11或第二辐条12的径向外端部与连接面之间的夹角为45
°
~75
°
之间的任一值，更加优选55
°
~65
°
，第一辐条11或第二辐条12的径向外端部与连接面之间的夹角为40
°
~70
°
之间的任一值，更加优选50
°
~60
°
。在此优选范围内，h型轮辐在工况下能够起来更加合理有效的承载作用，对后续车辆的稳定性、操作性、舒适性有着相当大的作用。
50.在一些优选的实施例中，请参见图3，支脚连接体可以是包裹在第一辐条11和/或第二辐条12的两侧面，为了方便描述，将第一辐条11和第二辐条12中朝向连接面的一侧定义为第一侧13，背向连接面的一侧定义为第二侧14。径向内支脚连接体31、32和/或径向外
支脚连接体包括连接第一侧13的第一连接件36和连接第二侧14的第二连接件37。
51.优选的是，本实施例中的支脚连接体30所用材料可以是弹性体材料，进一步可以但不仅限于是橡胶或聚氨酯，优选橡胶，其拉伸模量优选10~35mpa，更优选20~35mpa。
52.辐条连接体20所用材料也可以是弹性体材料，可选橡胶或聚氨酯，优选橡胶，其拉伸模量优选1~10mpa，更优选1-5mpa。
53.如图3所示，第一连接件36大致呈三角形，其主要起到径向支撑和缓冲的作用，而第二连接件37则由连接面开始沿第一辐条11或者第二辐条12的第二侧14向中段延伸，从而起到加强连接的作用。
54.实施例2：
55.如图4所示，本实施例与实施例1的区别在于，第一辐条11和第二辐条12可以是在自然状态下即为弧线状态。在该种辐条结构下，可以有效减少第一辐条11和第二辐条12之间的间距，其最短垂直距离可以缩减到10mm，有利于优先空间内的布局，另外，2、第一辐条11和第二辐条12的两个端部分别与连接面接触，可以将整个轮辐结构在径向上的跨度进一步减小。
56.实施例3，
57.如图5所示，本实用新型实施例还提供一种非充气轮胎，包括胎面50、轮毂40及如上实施例所述的h型轮辐60，h型轮辐60设于胎面50与轮毂40之间。
58.在本实用新型的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
59.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
60.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
61.虽然对本实用新型的描述是结合以上具体实施例进行的，但是，熟悉本技术领域的人员能够根据上述的内容进行许多替换、修改和变化、是显而易见的。因此，所有这样的替代、改进和变化都包括在附后的权利要求的精神和范围内
62.上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。