專利名稱：輪胎支撐彈簧及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明輪胎支撐彈簧及其制造方法，涉及多種輪胎，特 別是涉及多種輪胎外胎內(nèi)腔的支撐物一一輪胎支撐彈簧及 其制造方法。
這種輪胎支撐彈簧適用于各種車輛輪胎、工程機械輪 胎、農(nóng)業(yè)輪胎、航空輪胎等，代替這些輪胎的充氣內(nèi)胎，使 這些輪胎成為不充氣輪胎或?qū)嵭妮喬ィF(xiàn)有外胎不作改 變。
本發(fā)明輪胎支撐彈簧及其制造方法，還為輪胎支撐彈簧 設(shè)計了切割每圈彈簧內(nèi)側(cè)兩邊多余金屬的方法，以及將整體 穩(wěn)定性不好的輪胎支撐彈簧固定成為實心內(nèi)胎的方法等。 隸議不
自從1894年法國米其林輪胎公司發(fā)明了世界上第一條 橡膠充氣輪胎到現(xiàn)在，橡膠充氣輪胎應(yīng)用已有110多年的歷 史。110多年來，各種輪胎經(jīng)過多次重大改革，這些重大改 革卻沒有中國人的名字。目前，世界上的各種輪胎，絕大多 數(shù)使用橡膠充氣輪胎。
與本發(fā)明輪胎支撐彈簧及其制造方法相比較，充氣內(nèi)胎 有以下缺點
1、消耗大量的天然橡膠和人造橡膠。世界各種橡膠產(chǎn)量的60%左右用于制造輪胎。其中機動車內(nèi)胎的主要原料為 氣密性好的丁基橡膠，我國還靠進口。
2、 制造工藝復雜，成本高。
3、 需要安裝氣門嘴和充氣。
4、 易被扎、被刺，易漏氣、爆破，易導致交通事故和 修補更換。
5、 使用壽命短，使用成本高。
6、 與輪輞之間有墊帶。
國家標準GB / T6326~—2005《輪胎術(shù)語及其定義》中， 有不充氣的實心輪胎,如壓配式實心輪胎、粘結(jié)式實心輪胎、 圓柱實心輪胎等。還有外胎內(nèi)腔中有支撐物的內(nèi)支撐輪胎。 而內(nèi)支撐物主要是外胎內(nèi)腔中的彈性發(fā)泡材料，沒有鋼制內(nèi) 支撐彈簧。
由彈簧鋼制造的各種類型彈簧，廣泛應(yīng)用于各種機械、 機構(gòu)等。其中各種螺旋彈簧，大多承受拉伸、壓縮的軸向負
荷，少數(shù)用于承受扭轉(zhuǎn)負荷。沒有承受徑向負荷的螺旋彈簧， 更沒有承受徑向負荷的本發(fā)明輪胎支撐彈簧，即沒有矩形截 面圓環(huán)螺旋彈簧。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明輪胎支撐彈簧及其制造方法，是設(shè)計了不充氣、 不耗用橡膠的輪胎支撐彈簧，為各種輪胎在外胎內(nèi)腔中的支 撐物，代替目前普遍使用的輪胎充氣內(nèi)胎，使輪胎成為不充 氣輪胎或?qū)嵭妮喬?。本發(fā)明還設(shè)計了這種輪胎支撐彈簧的制造方法。
1、 輪胎支撐彈簧
本發(fā)明輪胎支撐彈簧成品有圖1、圖2、圖3三種形態(tài)。
圖1為普通輪胎支撐彈簧。它是由薄的彈簧鋼帶巻繞而 成，再經(jīng)多道工序加工后的矩形截面圓環(huán)蟪旋彈簧。
圖2為圖1中整體穩(wěn)定性不好的輪胎支撐彈簧，在專用 模具內(nèi)，經(jīng)發(fā)泡塑料固定后的輪胎支撐彈簧，即實心內(nèi)胎。
圖3為未彎成圓環(huán)時的直形輪胎支撐彈簧，安裝在外胎 內(nèi)腔中和輪輞上時，再彎成圓環(huán)。
輪胎支撐彈簧安裝在外胎內(nèi)腔和輪輞中，支撐外胎和產(chǎn) 生彈性，用以承受徑向負荷或向心負荷。在與外胎的聯(lián)合作 用下，使輪胎產(chǎn)生彈性，減少車輛、工程機械、農(nóng)業(yè)機械等 在運行中的震動，達到運行平穩(wěn)和噪聲低。
圖1、圖2輪胎支撐彈簧橫斷面外形、尺寸和圓環(huán)直徑 等，同充氣輪胎安裝在輪輞上，充氣后形成的外胎內(nèi)腔相同， 即與充氣的內(nèi)胎環(huán)形彈性管相同。圖3彎成圓環(huán)后，亦如此。 對于壁厚等于和小于0.9毫米的輪胎支撐彈簧，橫斷面可為 圓形。
輪胎支撐彈簧，使用的原材料為退火薄的彈簧鋼帶。彈 簧鋼帶的寬度、厚度，根據(jù)配套輪胎的負荷大小、輪胎大小、 工作條件等，經(jīng)過計算、檢驗、實際使用驗證確定。每圈彈 簧的間隙為0到0.8毫米。
2、 輪胎支撐彈簧的制造方法本發(fā)明輪胎支撐彈簧的制造工序為巻繞一整形一切割 每圈彈簧內(nèi)側(cè)兩邊多余金屬一切斷一焊接一淬火一回火一除 油—除銹—磷化—涂塑一塑料發(fā)泡固定。對于整體穩(wěn)定性好 的輪胎支撐彈簧，不用塑料發(fā)泡固定。
輪胎支撐彈簧的巻繞，與目前巻繞圓柱螺旋彈簧相同。 普通車床或?qū)Ｓ脵C床夾持圓柱芯棒，芯棒的另一端用尾座頂 尖頂住，將退火薄的彈簧鋼帶巻繞成圓柱螺旋彈簧。每圈彈 簧的間隙為O到O.S毫米。
由于彈簧指數(shù)超過規(guī)定范圍，巻繞的螺旋彈簧有反彈。 為此，圓柱芯棒外徑小于巻繞后的彈簧孔徑。圓柱芯棒外徑 尺寸，根據(jù)彈簧鋼硬度、彈簧指數(shù)，經(jīng)試驗確定。
巻繞的彈簧尺寸穩(wěn)定后，其外圓周長，同成品輪胎支撐 彈簧的外圓周長相等。
專用芯棒穿入尺寸穩(wěn)定后的巻繞圓柱螺旋彈簧內(nèi)孔中， 用壓力機進行整形，使彈簧外形和尺寸符合設(shè)計要求。
專用芯棒的截面，與輪胎支撐彈簧為直形時(圖3)的內(nèi)孔 形狀、尺寸相同。
輪胎支撐彈簧與輪輞的接觸面較平直、原材料較軟時， 可直接用專用芯棒在機床上巻繞。巻繞后再整形。對于壁厚 等于或小于0.9毫米的彈簧鋼帶,直接用圓柱芯棒在機床上巻內(nèi)側(cè)兩邊多余的金屬，即a^a。
去掉每圈彈簧內(nèi)側(cè)兩邊多余的金屬，本發(fā)明為砂輪片切 割法或磨削法。
圖4為砂輪切割工具簡圖。l為被切割的彈簧，2為模 座，3為鍘刀式上卡板，4為砂輪切割機，5為下?lián)醢濉?br> 模座2由鋼板巻制成圓筒，內(nèi)孔與輪胎支撐彈簧被切割 面朝上的外形基本相同。在輪胎支撐彈簧被切割面朝上放進 模座圓筒內(nèi)孔后，上部有1到5毫米的間隙。圓筒焊接在模 座底板上。圓筒右端頂部，在被切割的彈簧圈與下一根彈簧 圈之間，開有1亳米左右的槽，鍘刀式上卡板3進入此槽后， 卡住被切割的彈簧圈，便于切割操作。模座底板用螺栓固定 在砂輪切割機4的底板上，并使圓筒與切割機底板成一定角 度。
鍘刀式上卡板3,是將0.5到1亳米厚的刀片固定在鍘刀 板上。鍘刀板前端焊有手柄，另一端用螺栓與卡板立柱聯(lián)接。 卡板立柱用螺栓固定在砂輪切割機4底板上。人工操作卡板 手柄，使卡板上下運動，達到卡住被切割彈簧圈的目的。卡 板立柱和鍘刀板用扁鋼制造。
砂輪切割機4為一電動機與切割砂輪片聯(lián)接。電動機又 與手柄、起落桿相聯(lián)。起落桿的另一端用螺栓與立柱聯(lián)接。 立柱固定在砂輪切割機底板上。立柱和起落桿用扁鋼制造。 砂輪切割機還有砂輪罩，圖4未畫出。
根據(jù)被切割的彈簧大小，選擇不同直徑的砂輪片。對于較厚的砂輪片，用金鋼石將砂輪片工作部位修成刀形。
下?lián)醢?厚0. 5毫米左右，安放在砂輪切割機底板槽內(nèi)， 緊靠模座圓筒內(nèi)孔下端，下?lián)醢屙敳扛叱瞿Ｗ鶊A筒下端1毫
米左右o
本發(fā)明輪胎支撐彈簧內(nèi)側(cè)兩邊多余金屬的去除，采用砂 輪片切割法或磨削法。操作時，將被切割或被磨削的彈簧內(nèi) 側(cè)朝上，放入模座圓筒內(nèi)。當鍘刀式上卡板卡在第一圈和第 二圈彈簧之間時，第一圈彈簧被切割的一側(cè)，全部露出模座 圓筒前端之外，不被切割的部分，則在模座圓筒之內(nèi)。上卡 板卡住第一圈彈簧后，砂輪切割機的砂輪片切割第一圈彈簧 一側(cè)多余的金屬。砂輪抬起，上卡板隨之抬起，超出被切割 彈簧。另一操作者，用手將彈簧上抬，拉出第一圈彈簧，使 第一圈彈簧的下端被抬出下?lián)醢?，且下端抵住下?lián)醢澹沟?一圈彈簧上端與第二圈被切割的彈簧之間，出現(xiàn)超出砂輪片 寬度的縫隙。隨后，砂輪片切割第二圈彈簧內(nèi)側(cè)單邊多余的 金屬。如此反復操作，直到切割完整條彈簧單邊多余金屬。
整條彈簧被切割完單邊多余金屬后，轉(zhuǎn)動180度，在第
二臺切割工具上，用同樣的方法切割每圈彈簧另一邊多余的
金屬。第二臺砂輪切割工具的上卡板、模座圓筒上槽，比第 —厶雜*
切割完整條輪胎支撐彈簧內(nèi)側(cè)兩邊多余的金屬后，再將接下來的工序焊接、淬火、回火、除油、除銹、磷化、 涂塑，其工藝技術(shù)，采用目前現(xiàn)有工藝技術(shù)。其中淬火、回
火熱處理工藝，要防止脫炭和變形；涂塑工序，使輪胎支撐 彈簧內(nèi)外層的塑料厚度大于0.5毫米,以利增加彈簧的整體穩(wěn) 定性、防腐和不磨損輪胎外胎內(nèi)層。
輪胎支撐彈簧為實心內(nèi)胎時，經(jīng)上述方法制造的輪胎支 撐彈簧，置于專用外胎內(nèi)腔中，安裝在專用輪輞上，將聚苯 乙烯或聚氨酯在其內(nèi)發(fā)泡。發(fā)泡工藝、原料配比、發(fā)泡溫度 等，采用現(xiàn)有工藝、技術(shù)。
本發(fā)明輪胎支撐彈簧及其制造方法，與現(xiàn)有充氣橡膠內(nèi) 胎和制造工藝相比，有益效果顯著。它不用橡膠、不充氣、 不怕刺傷、不爆破、減少交通事故、不用墊帶、使用壽命長、 使用成本低、制造工藝簡單、可靠度高、易推廣實施。


圖1為整體穩(wěn)定性好的輪胎支撐彈簧。
圖2為整體穩(wěn)定性不好，用發(fā)泡塑料固定后的輪胎支撐 彈簧。
圖3為整體穩(wěn)定性好，未焊接的直形輪胎支撐彈簧。使 用和安裝時，彎成圖1形狀的輪胎支撐彈簧。
圖4為用砂輪片切割輪胎支撐彈簧半成品內(nèi)側(cè)兩邊多余 金屬的砂輪切割工具簡圖。1為被切割的輪胎支撐彈簧半成 品，2為模座，3為鍘刀式上卡板，4為砂輪切割機，5為下 擋板。
具體實施例方式
本發(fā)明輪胎支撐彈簧及其制造方法，是輪胎工業(yè)的一次 重大改革和創(chuàng)新，是具有重大意義的公益發(fā)明。它的實施， 將結(jié)束輪胎的重大改革無中國人的歷史。
由于沒有彈簧鋼帶，本發(fā)明者用直徑l. 5毫米的65錳 彈簧鋼絲，于2007年制成了自行車輪胎支撐彈簧。經(jīng)騎用， 效果很好。單輪胎負荷達800公斤以上。白行車輪胎支撐彈 簧，初步計算可用厚度小于0.2毫米，寬度大于20毫米的彈 簧鋼帶制造。
本發(fā)明輪胎支撐彈簧及其制造方法的實施，要著力解決 以下問題
1、 確定彈簧鋼牌號。通過理輪研究和試驗，確定輪胎支 撐彈簧的計算公式，通過計算、試制、檢測，確定各種輪胎 支撐彈簧選用彈簧鋼帶的寬度、厚度。
2、 國家有關(guān)部門和全國輪胎輪輞標準化技術(shù)委員會等， 指定個別條件較好的力車、電動車、摩托車、轎車輪胎制造 企業(yè)和彈簧制造企業(yè)，許可實施本發(fā)明。通過試制、試驗、 檢驗、試用，根據(jù)實施結(jié)果，制訂標準和鑒定。
3、 彈簧鋼帶生產(chǎn)企業(yè)給予支持和配合。根據(jù)各種輪胎支 撐彈簧需用的薄的彈簧鋼帶，組織生產(chǎn)。
權(quán)利要求
1、本發(fā)明輪胎支撐彈簧及其制造方法，涉及多種輪胎，特別是涉及多種輪胎外胎內(nèi)腔的支撐物——輪胎支撐彈簧及其制造方法。輪胎支撐彈簧安裝在輪胎的外胎和輪輞中，代替充氣內(nèi)胎，使充氣輪胎成為不充氣輪胎或?qū)嵭妮喬?；設(shè)計了輪胎支撐彈簧的制造方法。其特征是輪胎支撐彈簧是用彈簧鋼帶制造的矩形截面圓環(huán)螺旋彈簧，彈簧管橫斷面和圓環(huán)直徑，同充氣輪胎安裝在輪輞上，經(jīng)充氣后外胎內(nèi)腔相同，即與充氣后的內(nèi)胎環(huán)形彈性管相同；對于壁厚等于和小于0.9毫米的彈簧橫斷面，可為圓形。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎支撐彈簧及其制造方法， 其特征是整體穩(wěn)定性不好的輪胎支撐彈簧，置于專用外胎 內(nèi)腔中，并安裝在專用輪輞上，經(jīng)聚苯乙烯或聚氨酯發(fā)泡固 定，輪胎支撐彈簧成為實心內(nèi)胎。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎支撐彈簧及其制造方法， 其特征是用彈簧鋼帶巻繞、整形后的輪胎支撐彈簧半成品，將其內(nèi)側(cè)朝上，放在專用砂輪切割工具的模座圓筒內(nèi)，用切 割砂輪片切割或磨削掉每圈彈簧內(nèi)側(cè)兩邊多余的金屬，當輪 胎支撐彈簧安裝在外胎內(nèi)腔時，每圈彈簧的內(nèi)、外間隙相等。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎支撐彈簧及其制造方法， 其特征是:切割輪胎支撐彈簧半成品內(nèi)側(cè)兩邊多余的金屬，所用的專用砂輪切割工具由模座、鍘刀式上卡板、砂輪切割 機、下?lián)醢鍢?gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明輪胎支撐彈簧及其制造方法，涉及多種輪胎，特別是涉及多種輪胎外胎內(nèi)腔的支撐物——輪胎支撐彈簧及其制造方法。本發(fā)明輪胎支撐彈簧，是一個矩形截面圓環(huán)螺旋彈簧。它安裝在輪胎外胎內(nèi)和輪輞上時，代替充氣內(nèi)胎，使輪胎成為不充氣輪胎或?qū)嵭妮喬?。用彈簧鋼帶卷繞、整形后的輪胎支撐彈簧半成品，用專用砂輪切割工具切割掉每圈彈簧內(nèi)側(cè)多余的金屬，當輪胎支撐彈簧安裝在外胎內(nèi)腔時，每圈彈簧內(nèi)、外間隙相等。對于穩(wěn)定性不好的輪胎支撐彈簧，在專用外胎和專用輪輞中，用發(fā)泡塑料發(fā)泡固定，使其成為實心內(nèi)胎。
文檔編號B60C7/00GK101456336SQ200710199689
公開日2009年6月17日 申請日期2007年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月12日
發(fā)明者李名杰, 李天飛, 李少強 申請人:李少強;李名杰;李天飛