專(zhuān)利名稱(chēng)：輪子及其部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車(chē)輛輪子。
通常輪子包括輪輞及輪胎，輪胎分實(shí)心輪胎和充氣輪胎。充氣輪胎包括承壓的充氣內(nèi)胎和外胎，外胎包括胎面、胎體和胎圈。類(lèi)比充氣輪胎，將實(shí)心胎中心承壓部分叫彈性體內(nèi)胎，實(shí)心胎也包括胎面、胎圈和胎體(低模量)。因胎體主要靠?jī)?nèi)壓引起的張力承載，滾動(dòng)阻力大。
本發(fā)明提供胎體還用其他內(nèi)力承載的輪子，降低阻力。
本發(fā)明目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，胎體包括高模量骨架層，骨架層本身或與其他部件結(jié)合后有較大平面彎曲剛度D，使胎體彎矩承載份額增大，降低阻力。導(dǎo)致接地面減小時(shí)可加厚胎面和/或用防滑花紋。
實(shí)心胎體包括高模量的骨架4和/或較大彎曲剛度的骨架4’。
充氣胎體包括較大彎曲剛度的骨架4’。
上述設(shè)置了骨架4和/或骨架4’的實(shí)心或充氣輪胎輪子的部件成為互相關(guān)聯(lián)不能分開(kāi)使用的產(chǎn)品。
彎矩承載份額大，張力份額就小，內(nèi)壓下降，降低原材料消耗。
本發(fā)明具體結(jié)構(gòu)由以下實(shí)施例及附圖給出。
圖1，輪子。圖2，實(shí)施例1。圖3，實(shí)施例2。圖4，實(shí)施例3。圖5，實(shí)施例4。圖6，實(shí)施例5。圖7，例5 彈性體內(nèi)胎周向展開(kāi)。圖8，阻力下降原理。圖9，變形分解。
圖1，輪子包括連車(chē)軸孔1的輪輞2，內(nèi)胎3，包括骨架4、4’的胎體，胎面5，胎圈6。骨架4是簾布層，從胎冠延伸并連接胎圈6。骨架4’有較大平面7彎曲剛度，如薄壁鋼環(huán)或塑料環(huán)，內(nèi)緣和輪輞分離，不影響彎曲徑向位移。外緣被骨架4和/或胎面5覆壓。平面7剖面上由內(nèi)向外排列次序是輪輞，內(nèi)胎，胎體，胎面。圖2-6是實(shí)施例略去剖面線的橫剖圖。圖2，骨架4’直線型，充氣內(nèi)胎時(shí)，骨架4’位于骨架4外側(cè)箍緊骨架4，骨架4簾線最好子午線方向；彈性體(如橡膠，聚氨酯等)內(nèi)胎時(shí)，骨架4’在骨架4內(nèi)側(cè)，最好箍緊內(nèi)胎，使彈性體內(nèi)胎有徑向予壓力(也叫內(nèi)壓)，骨架4的側(cè)部10最好是平直的。(充氣和彈性體)輪胎的這些結(jié)構(gòu)約束了胎體彎曲徑向位移，提高了彎曲剛度。圖8是降低阻力原理。驅(qū)動(dòng)力矩M為零時(shí)輪子中心Q受到重力P，輪輞2下降了距離h，胎體冠部12和胎面5的外緣有重力變形17，如實(shí)線所示。胎面5有左、右端點(diǎn)為11、11’，在臨界狀態(tài)前保持接觸地面的面14。點(diǎn)11和11’處胎面在下列二因素下被擠壓成外凸凸緣13、13’1、面14處胎面被地面反力(合力P，過(guò)Q點(diǎn))所壓縮；2、點(diǎn)11、11’處冠部12曲率變小。將冠部12外側(cè)、面14處的胎面叫接地胎面5’，胎體和內(nèi)胎一起叫胎基，胎面5’和胎基有端點(diǎn)為16、16’的界面12’。普通實(shí)心胎的胎體和彈性體內(nèi)胎都是低摸量材料，凸緣13是胎基在點(diǎn)11處曲率變小的彎曲使冠部12受壓屈撓外凸形成的，胎基橫截面屈撓部分不承擔(dān)彎矩。高摸量(有箍緊力)的骨架4約束了屈撓外凸使截面承彎能力增大。令M增至滾動(dòng)阻力矩M′即點(diǎn)11不離開(kāi)地面的最大力矩，達(dá)到臨界狀態(tài)的虛線位置。輪輞2轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度θ使Q點(diǎn)右移距離d，在點(diǎn)11處，力矩M’產(chǎn)生的應(yīng)變和重力產(chǎn)生的應(yīng)變反方向，互相抵消，凸緣13消失，冠部12曲率恢復(fù)，相反在點(diǎn)11’處力矩應(yīng)變與重力應(yīng)變同方向，互相疊加，使凸緣13’擴(kuò)大，冠部12的曲率更減小，導(dǎo)致接地處冠部12向右下傾斜，其下面的胎面5壓縮率左小右大?？偲饋?lái)地面反力P作用點(diǎn)右移距離d+S，即M’＝PS。由于S是輪輞轉(zhuǎn)動(dòng)和右移擠壓輪胎造成的，所以S隨θ增加而增加。設(shè)M’＝N+N’，N和N’是各作用在面14和附加面14’上的阻力矩。圖9，將臨界變形分解為變形A在變形17的界面12’處作用-N，與變形B在變形A的Q點(diǎn)、界面12’各作用M’、N；之和。變形B等同于用只制止轉(zhuǎn)動(dòng)的支座15固定變形A的界面12’再作用M’。變形A主要使胎面5’變形，變形B主要使胎基彎曲變形產(chǎn)生附加面14’。顯然胎體彎曲剛度D增大，N減小，變形B減小，N’減小，M’減小。若D＝∞，變形B＝0，M’＝N＝用胎面5作普通實(shí)心胎的滾動(dòng)阻力矩X，極小，因臨界狀態(tài)界面12’彎曲相對(duì)較小，使D對(duì)N影響較小，一般近似認(rèn)為N＝X與D無(wú)關(guān)。若D增大且同時(shí)減小內(nèi)壓可實(shí)現(xiàn)阻力與徑向彈性都減小。
圖3，沒(méi)有骨架4’，幾乎全靠張力承載，內(nèi)壓較大。充氣內(nèi)胎時(shí)就是普通無(wú)帶束層的輪胎；彈性體內(nèi)胎時(shí)骨架4可以不延伸到胎圈6而是直線型(參見(jiàn)圖6)。圖4，骨架4’撐緊彈性體內(nèi)胎3，幾乎全靠彎矩承載，加上周向分布較均勻的剪切變形，可以無(wú)骨架4，彈性體內(nèi)胎3、胎圈6和胎面5相連，這時(shí)胎面?zhèn)炔?可以有較小的徑向彈性(如彎曲型)以平衡骨架4’過(guò)大的彎曲剛度。圖3，4是圖2的兩個(gè)極端特例，圖2胎體中彎矩和張力都不可忽略，視具體情況骨架4可以要或不要，無(wú)骨架4時(shí)如胎圈6與胎面相連，可將胎面?zhèn)炔?代替骨架4側(cè)部)做成平直的。圖6，彈性體內(nèi)胎時(shí)因無(wú)側(cè)壓，胎圈6可移到內(nèi)胎3上，內(nèi)胎3可以有橫向加強(qiáng)筋9(圖7)。圖5，彈性體內(nèi)胎時(shí)內(nèi)胎3可以連接胎面5。在圖4，5中也可保留連接胎圈的骨架4(圖2)。不與骨架4相連的胎圈6(如圖4、5或6)可以不含鋼絲圈或硬膠芯。骨架4’可以和相鄰的外胎部件粘或吻合。圖6也可以胎面5和骨架4’都是鐵或尼龍的、高模量，且胎面5和骨架4’連接在一起，用作手動(dòng)車(chē)、家具、箱包的輪子。用相連的結(jié)構(gòu)命名包含它們的部件，這些部件包括圖2，輪輞2，骨架4’，彈性體內(nèi)胎3，胎圈6、骨架4和胎面5的連接；圖4，彈性體內(nèi)胎3、胎圈6和胎面5的連接；圖5，彈性體內(nèi)胎3、胎圈6和胎面5的連接，彈性體內(nèi)胎3、胎圈6、骨架4和胎面5的連接；圖6，胎圈6和彈性體內(nèi)胎3的連接，胎面5。
權(quán)利要求
1.一種包括輪輞、內(nèi)胎、胎圈、胎體和胎面的輪子，其特征是在平面(7)剖面上由內(nèi)向外排列次序是輪輞、內(nèi)胎、胎體、胎面，內(nèi)胎是彈性體內(nèi)胎，胎體含高模量骨架。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪子，其特征是胎體含骨架(4)和/或骨架(4’)。骨架(4’)是薄壁鋼環(huán)或塑料環(huán)，箍緊或撐緊彈性體內(nèi)胎，彈性體內(nèi)胎(3)有或沒(méi)有橫向加強(qiáng)筋(9)，所述彈性體是橡膠或聚氨酯。
3.一種包括輪輞、內(nèi)胎、胎圈、胎體和胎面的輪子，其特征是內(nèi)胎是充氣內(nèi)胎，胎體含彎曲剛度較大的骨架(4’)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述輪子的部件，其特征是這些部件合并在一起包含下列集合輪輞(2)，骨架(4’)，彈性體內(nèi)胎(3)，胎圈(6)、骨架(4)和胎面(5)的連接，彈性體內(nèi)胎(3)、胎圈(6)和胎面(5)的連接，彈性體內(nèi)胎(3)、胎圈(6)、骨架(4)和胎面(5)的連接，胎圈(6)和彈性體內(nèi)胎(3)的連接，胎面(5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪子，其特征是骨架(4’)和胎面(5)都采用相同的材料，鐵或尼龍。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種胎體彎曲剛度大、滾動(dòng)阻力小的輪子，它是在普通實(shí)心胎中設(shè)置含高模量骨架的胎體，在普通充氣輪胎中設(shè)置含彎曲剛度較大的骨架4′胎體。
文檔編號(hào)B60C9/00GK1153716SQ9610171
公開(kāi)日1997年7月9日 申請(qǐng)日期1996年1月5日 優(yōu)先權(quán)日1996年1月5日
發(fā)明者崔世泰 申請(qǐng)人:崔世泰