基于快速成型技术的免充气防爆轮胎.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010481789.2 (22)申请日 2020.05.27 (71)申请人 中国电子科技集团公司第十四研究 所 地址 210039 江苏省南京市雨花开发区国 睿路8号 (72)发明人 王长武周夕维陈陶菲 (74)专利代理机构 北京律谱知识产权代理事务 所(普通合伙) 11457 代理人 黄云铎 (51)Int.Cl. B60C 7/12(2006.01) (54)发明名称 一种基于快速成型技术的免充气防爆轮胎 (57)摘要 本发明涉及一种基于快速成型技术的免充 气防爆轮胎。

2、， 所述轮胎包括胎体， 所述胎体内设 有多个间隔布置的气穴； 所述气穴沿所述轮胎周 向依次排列， 并在所述胎体轴向呈 “一” 字型多层 排列设置； 所述气穴在高压惰性气体氛围内通过 快速成型技术固化成型， 在成型时所述气穴内由 高压惰性气体填充。 本发明的轮胎具备优异阻尼 特性、 免充气、 低噪音、 防爆性能， 大大降低了爆 胎风险， 最大限度地保证人员及车辆的安全， 且 通用性强、 可设计性强。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 111660730 A 2020.09.15 CN 111660730 A 1.一种基于快速成型技术的免充气防爆轮胎， 其特征在于， 所述轮胎包括胎体， 。

3、所述胎 体内设有多个间隔布置的气穴(2)； 所述气穴(2)沿所述轮胎周向依次排列， 并在所述胎体 轴向呈 “一” 字型多层排列设置； 所述气穴(2)在高压惰性气体氛围内通过快速成型技术固 化成型， 在成型时所述气穴(2)内由高压惰性气体填充。 2.根据权利要求1所述的基于快速成型技术的免充气防爆轮胎， 其特征在于， ， 多个所 述气穴(2)通过实体壁(3)间隔。 3.根据权利要求1所述的基于快速成型技术的免充气防爆轮胎， 其特征在于， 所述气穴 (2)的数量、 形状根据所述轮胎在不同应用场合下的阻尼需求综合优化设计。 4.根据权利要求3所述的基于快速成型技术的免充气防爆轮胎， 其特征在于， 所。

4、述气穴 (2)的形状为六边形、 三角形或矩形。 5.根据权利要求3所述的基于快速成型技术的免充气防爆轮胎， 其特征在于， 所述胎体 内的多个所述气穴(2)由多种形状的所述气穴(2)组合而成。 6.根据权利要求1所述的基于快速成型技术的免充气防爆轮胎， 其特征在于， 所述气穴 (2)通过成型设备在高压惰性气体氛围内打印成型。 7.根据权利要求6所述的基于快速成型技术的免充气防爆轮胎， 其特征在于， 所述成型 设备包括净化系统(5)和工作密封箱(8)， 所述净化系统(5)将惰性气体净化后， 所述惰性气 体在所述工作密封箱(8)内形成预设高压惰性气体氛围， 待打印材料粉末在所述工作密封 箱(8)内按。

5、预设形式堆积成型， 形成所述气穴(2)。 8.根据权利要求7所述的基于快速成型技术的免充气防爆轮胎， 其特征在于， 所述成型 设备还包括惰性气体过渡舱(9)， 所述净化系统(5)通过所述惰性气体过渡舱(9)与所述工 作密封箱(8)相连通。 9.根据权利要求7所述的基于快速成型技术的免充气防爆轮胎， 其特征在于， 所述成型 设备还包括固化成型密封箱(10)， 所述轮胎在所述工作密封箱(8)内打印完成后， 送入所述 固化成型密封箱(10)， 在所述固化成型密封箱(10)内设置相应的温度、 压力加速所述轮胎 的固化成型。 10.根据权利要求7所述的基于快速成型技术的免充气防爆轮胎， 其特征在于， 所。

6、述成 型设备还包括送粉器(4)和打印机床(7)； 所述送粉器(4)与所述打印机床(7)相连， 用于向 所述打印机床(7)输送待打印材料粉末； 所述打印机床(7)设置在所述工作密封箱(8)内， 所 述打印机床(7)控制喷头打印所述气穴(2)。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111660730 A 2 一种基于快速成型技术的免充气防爆轮胎 技术领域 0001 本发明涉及一种防爆轮胎， 具体涉及一种基于快速成型技术的免充气防爆轮胎。 背景技术 0002 汽车是一种常用的交通运输工具。 随着经济全球化的发展日益深入， 公路运输需 求强劲增长且日益繁忙， 车辆高速运转给人们带来极大的便利， 为社会创。

7、造了巨大的财富。 作为汽车行驶系统中的重要组成部件， 轮胎套装在轮辋上， 是汽车上唯一直接与地面接触 的部件。 在汽车行驶过程中， 轮胎主要起到支撑整车， 缓和并部分吸收汽车行驶时所受的冲 击和振动， 保证车轮与地面之间的良好附着， 使汽车具有良好的牵引性能、 制动性能以及通 过性能， 此外其对汽车的操纵稳定性也有十分重要的影响。 0003 轮胎在车辆行驶过程中， 易受到机械的、 电气的、 物理的、 化学的各种压力的作用， 并受道路、 自然环境等多种因素的影响， 轮胎会发生爆胎等故障。 根据交通部门对近几年交 通事故的统计， 高速公路上发生的交通事故与轮胎有关的占到46， 而爆胎引起的事故占 。

8、到轮胎相关事故中的70(曹兴举.汽车在高速公路上爆胎原因及防治措施。 交通科技与经 济， 0004 2008,2:56-57.)。 目前轮胎发生爆胎的风险已成为人们关注的焦点， 急需解决轮 胎的爆胎问题， 以增加车辆行驶的安全性。 0005 此外， 除安全性外， 汽车行驶过程中轮胎噪声(主要包括胎体结构振动噪声和与空 气相关的气动噪声， 占整车噪声的30以上)以及与地面接触的阻尼特性也均直接影响汽 车的驾驶体验与乘车舒适性(张朝娟.城市交通噪声污染现状与防治.技术与市场,2014,21 (9)： 325.)。 0006 目前也有车辆通过安装防爆轮胎来提高车辆的安全性。 所用的防爆轮胎， 如申请。

9、 号为201220233722.8的发明专利一种防爆安全轮胎。 该专利通过在胎体与胎圈之间设置气 圈间隔层， 气圈间隔层设置有多个间隔气腔， 每个气腔均设置有一个与其相连通设置的气 门嘴。 该专利不足之处在于沿轮胎设置的径向腔室只能保持一层， 可设计性受限， 另外每个 气室均设置一个气门嘴制造成本高、 充气操作复杂耗时长。 申请号为02248106.0的发明专 利多腔阻尼防爆车胎。 该专利通过将车胎内部分隔为6个以上的腔室， 各腔室由穿设其中的 环形高压软管相连通， 而环形高压软管与气门相连， 实现车胎的防爆功能。 但该专利沿轮胎 设置的径向腔室也只能保持一层， 对于车胎的阻尼特性设计自由度有。

10、所限制， 另外车胎内 需铺设环形软管， 生产工艺复杂、 制造成本偏高， 且本轮胎还需充气操作。 发明内容 0007 为解决现有轮胎存在的上述技术问题， 本发明提供了一种基于快速成型技术的免 充气防爆轮胎， 本发明借助快速成型技术(如3D打印技术等)， 在车胎内设置若干个 “气穴” ， 使轮胎具备优异阻尼特性、 免充气、 低噪音、 防爆性能。 0008 为实现上述目的， 本发明提供如下技术方案： 说明书 1/4 页 3 CN 111660730 A 3 0009 一种基于快速成型技术的免充气防爆轮胎， 其特征在于， 所述轮胎包括胎体， 所述 胎体内设有多个间隔布置的气穴； 所述气穴沿所述轮胎周向。

11、依次排列， 并在所述胎体轴向 呈 “一” 字型多层排列设置； 所述气穴在高压惰性气体氛围内通过快速成型技术固化成型， 在成型时所述气穴内由高压惰性气体填充。 0010 进一步地， 多个所述气穴通过实体壁间隔。 0011 进一步地， 所述气穴的数量、 形状根据所述轮胎在不同应用场合下的阻尼需求综 合优化设计。 0012 进一步地， 所述气穴的形状为六边形、 三角形或矩形。 0013 进一步地， 所述胎体内的多个所述气穴由多种形状的所述气穴组合而成。 0014 进一步地， 所述气穴通过成型设备在高压惰性气体氛围内打印成型。 0015 进一步地， 所述成型设备包括净化系统和工作密封箱， 所述净化系统。

12、将惰性气体 净化后， 所述惰性气体在所述工作密封箱内形成预设高压惰性气体氛围， 待打印材料粉末 在所述工作密封箱内按预设形式堆积成型， 形成所述气穴。 0016 进一步地， 所述成型设备还包括惰性气体过渡舱， 所述净化系统通过所述惰性气 体过渡舱与所述工作密封箱相连通。 0017 进一步地， 所述成型设备还包括固化成型密封箱， 所述轮胎在所述工作密封箱内 打印完成后， 送入所述固化成型密封箱， 在所述固化成型密封箱内设置相应的温度、 压力加 速所述轮胎的固化成型。 0018 进一步地， 所述成型设备还包括送粉器和打印机床； 所述送粉器与所述打印机床 相连， 用于向所述打印机床输送待打印材料粉末。

13、； 所述打印机床设置在所述工作密封箱内， 所述打印机床控制喷头打印所述气穴。 0019 本发明的有益效果： 0020 本发明的轮胎基于快速成型技术在胎体内设置多层气穴， 使轮胎成为具备优异阻 尼特性的免充气、 低噪音防爆轮胎， 气穴在高压惰性气体氛围下直接填充高压惰性气体并 快速成型， 从而实现轮胎免充气， 且在行驶时， 当一定比例的气穴被扎破时也不会影响其他 气穴， 不会产生爆胎和轮胎整体严重漏气现象， 最大限度保证人员及车辆的安全； 而轮胎内 气穴的数量、 形状及布局均可根据轮胎不同应用场合对阻尼、 噪音的设计需求进行参数化 设计， 通用性强、 可设计性强； 轮胎的成型设备设置有互相独立的。

14、工作密封箱与固化成型密 封箱， 大大提高了轮胎的生产制造效率。 附图说明 0021 图1为本发明基于快速成型技术的免充气防爆轮胎示意图； 0022 图2为本发明免充气防爆轮胎 “气穴” 形状设计示意图； 0023 图3为本发明免充气防爆轮胎 “气穴” 数量设计示意图； 0024 图4为本发明免充气防爆轮胎 “气穴” 组合设计示意图； 0025 图5为本发明免充气轮胎快速打印设备示意图。 0026 其中:1、 轮辋， 2、 气穴， 3、 实体壁， 4、 送粉器， 5、 净化系统， 6、 控制柜， 7、 打印机床， 8、 工作密封箱， 9、 惰性气体过渡舱， 10、 固化成型密封箱。 说明书 2/。

15、4 页 4 CN 111660730 A 4 具体实施方式 0027 下面结合说明书附图和实施例， 对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。 以 下实施例仅用于说明本发明， 但不用来限制本发明的范围。 0028 本申请文件中的上、 下、 左、 右、 内、 外、 前端、 后端、 头部、 尾部等方位或位置关系用 语是基于附图所示的方位或位置关系而建立的。 附图不同， 则相应的位置关系也有可能随 之发生变化， 故不能以此理解为对保护范围的限定。 0029 本发明中， 术语 “安装” 、“相连” 、“相接” 、“连接” 、“固定” 等应做广义理解， 例如， 可 以是固定连接， 也可以是可拆卸连接， 也。

16、可以是一体地连接， 也可以是机械连接， 也可以是 电连接或可以相互通信， 也可以是直接连接， 也可以是通过中间媒介间接连接， 可以是两个 元器件内部的联通， 也可以是两个元器件的相互作用关系。 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发明中的具体含义。 0030 本实施例记载了一种基于快速成型技术的免充气防爆轮胎， 该轮胎借助快速成型 技术(如3D打印技术)在高压惰性气体氛围下快速成型。 0031 如图1所示， 轮胎套装在轮辋1上， 轮胎主要由胎体组成， 在胎体内设有多个通过实 体壁3间隔的气穴2， 气穴2沿轮胎周向(即环绕轮辋1方向)依次排列， 并在胎体轴向呈 “一。

17、” 字型多层排列设置。 0032 气穴2的数量、 形状可根据轮胎在不同应用场合下的阻尼需求， 从降低噪音、 减缓 振动等多角度出发进行综合优化设计， 如图2图4所示， 气穴2可为六边形、 三角形、 矩形 (包括但不限于上述三种形式)等形状， 或者对于某些特殊应用场合， 可以根据实际需要将 不同形状的气穴2进行组合设计以满足使用要求。 0033 使用本实施例防爆轮胎的车辆， 在行驶时， 一个或多个气穴2被扎破时， 并不影响 其他气穴2， 不会发生爆胎， 也不会发生轮胎整体严重漏气的现象， 最大限度保证人员及车 辆的安全。 而多层铺设的气穴2使轮胎具备优异的阻尼特性， 行驶过程中噪音低， 减振性能。

18、 好。 0034 本实施例轮胎的胎体内部气穴2利用成型设备在高压惰性气体氛围内通过快速成 型技术(如3D打印技术等)固化成型。 如图5所示， 成型设备包括送粉器4、 净化系统5、 控制柜 6、 打印机床7、 工作密封箱8、 惰性气体过渡舱9和固化成型密封箱10。 送粉器4与打印机床7 相连， 为打印机床7控制的喷头输送待打印材料粉末。 打印机床7设置在工作密封箱8内， 打 印胎体内部的气穴2。 净化系统5通过惰性气体过渡舱9与工作密封箱8相连通， 为工作密封 箱8提供净化后的高压气体， 惰性气体过渡舱9用于缓冲、 存储气体， 以保证成型过程中工作 密封箱8内压力能够稳定在要求范围内。 固化成型。

19、密封箱10通过输送装置与工作密封箱8相 连， 用于打印完成的工件固化。 控制柜6内的控制模块与送粉器4、 净化系统5、 打印机床7、 工 作密封箱8、 惰性气体过渡舱9、 固化成型密封箱10、 输送装置分别相连， 控制各部件的动作。 0035 外界气源将惰性气体送入净化系统5中净化， 以免气体中的杂质影响工件质量。 净 化系统5净化的惰性气体经过惰性气体过渡舱9送入工作密封箱8内根据轮胎压力需求形成 高压(如240kPa)惰性气体氛围， 此工作密封箱8内压力可通过控制柜6根据使用需求进行设 置和调整， 打印机床7在高压惰性气体氛围内， 将送粉器4输送的待打印材料粉末， 控制喷头 按照控制柜6的。

20、控制程序喷出， 在工作密封箱8中堆积成型， 成型后气穴2内填充有高压惰性 气体， 从而实现轮胎免充气。 说明书 3/4 页 5 CN 111660730 A 5 0036 在打印过程中， 惰性气体过渡舱9内可存储一部分惰性气体， 待工作密封箱8内气 压下降时， 惰性气体过渡舱9内气体可先对其进行补充， 避免频繁启动净化系统5。 另外， 如 使用需求需降低工作密封箱8内气压， 多余气体也可在惰性气体过渡舱9内储存， 避免惰性 气体的浪费。 0037 为提高轮胎工件生产效率， 工件打印完成后即由输送装置将其由工作密封箱8转 移至固化成型密封箱10， 在固化成型密封箱10内设置合理的温度、 压力等工。

21、艺参数加速工 件的固化成型。 通过成型设备内互相独立设置的工作密封箱8与固化成型密封箱10， 大大提 升本实施例轮胎的生产制造效率。 0038 本实施例实现了在高压惰性气体氛围下轮胎成型， 在实际使用过程中轮胎无需实 施充气操作， 使用便捷； 此外可通过气穴2数量、 形状、 布局参数的组合设计， 一方面降低车 辆高速运行过程中发生爆胎的风险， 另一方面也实现了轮胎的减震、 降噪， 大大提高轮胎的 综合性能。 0039 虽然上面结合本发明的优选实施例对本发明的原理进行了详细的描述， 本领域技 术人员应该理解， 上述实施例仅仅是对本发明的示意性实现方式的解释， 并非对本发明包 含范围的限定。 实施例中的细节并不构成对本发明范围的限制， 在不背离本发明的精神和 范围的情况下， 任何基于本发明技术方案的等效变换、 简单替换等显而易见的改变， 均落在 本发明保护范围之内。 说明书 4/4 页 6 CN 111660730 A 6 图1 图2 图3 说明书附图 1/2 页 7 CN 111660730 A 7 图4 图5 说明书附图 2/2 页 8 CN 111660730 A 8 。