CN110588245A - 一种一次成型中空减震轮胎及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种一次成型中空减震轮胎及其制作方法，属于轮胎制作领域。轮胎包括胎体，还包括空腔结构，其沿周向开设于所述胎体内部，在所述胎体内部形成中空腔室；开口结构，其为沿周向开设于所述胎体内圈面上的凹槽，所述开口结构将所述空腔结构与外界连通；以及气密层，其由形成于空腔结构表面的气密层一与将开口结构闭合的气密层二构成，本发明的胎体通过空腔结构与开口结构的设置使胎体经一次注射直接成型，制作工艺简单，成品容易，开口结构的存在使得气密层的附着操作容易进行，在密封的空腔结构的作用下，轮胎行进遇到的颠簸经由空腔结构被缓冲吸收，减震性能大大增加。

Description

一种一次成型中空减震轮胎及其制作方法

技术领域

本发明属于轮胎制备技术领域，更具体地说，涉及一种一次成型中空减震轮胎及其制作方法。

背景技术

轮胎分为充气轮胎和免充气轮胎，鉴于目前传统充气轮胎因其本身生产工艺成熟、缓震而骑行舒适性好、承重良好而被广泛使用。但随着因轮胎爆胎、磨损及运转不平稳而引发了大量的车辆行驶安全事故越来越多，免充气轮胎无内胎，本身具有安全性高、节能环保等优势而越来越被人们关注。免充气轮胎分为实心轮胎和中空轮胎两大类，中空轮胎很大程度解决了免充气轮胎骑行过程中的因回弹性不足而造成颠簸的缺陷。

现有的中空轮胎采用传统的模压硫化成型工艺制作，这种工艺因本身工序复杂而难以实现全自动化生产，且受人为影响较大，故在进行无内胎轮胎制作时，生产效率低下且成品率低。

中国专利公开号：CN 109109352 A；公开日：2019年1月1日；公开了一种橡胶制品一次性注射、中空以及硫化成型生产方法，该方法能够在同一模腔内完成注射、中空和硫化工序，所述模腔包括上半模具、下半模具和模芯，模芯为模腔的中空奠定基础，中空后具备了充入硫化所需要的高温高压气体的条件，进而将注射成型、中空以及硫化装置集成化，避免了现有技术中各工序流转造成的热量流失和工序流转成本，虽然大大改善了传统工艺工序复杂的缺点，简化了制作工序，但是通过对该工艺的使用，发现该工艺虽理论上可实现全自动化生产，但在实际生产过程中因中空轮胎硫化成型时，需通入高温气体或压缩空气等对其内腔加热，发现中空轮胎成品率较低，同时需要高温气体或压缩空气等发生设备运行过程中而存在安全隐患且增加产品实现工艺的负责系数，故难以实现大规模工业化生产。

发明内容

1、要解决的问题

针对现有技术中中空轮胎制作复杂，减震性不足的问题，本发明提供一种一次成型中空减震轮胎及其制作方法，通过空腔结构与开口结构的设置使胎体经一次注射直接成型，制作工艺简单，成品容易，开口结构的存在使得气密层的附着操作容易进行，在密封的空腔结构的作用下，轮胎行进遇到的颠簸经由空腔结构被缓冲吸收，减震性能大大增加。

2、技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种一次成型中空减震轮胎，包括胎体，还包括：

空腔结构，其沿周向开设于所述胎体内部，在所述胎体内部形成中空腔室；

开口结构，其为沿周向开设于所述胎体内圈面上的凹槽，所述开口结构将所述空腔结构与外界连通；以及

气密层，其由形成于空腔结构表面的气密层一与将开口结构闭合的气密层二构成。

在胎体内部设有空腔结构，空腔结构构成了轮胎的中空，在轮胎使用时，此空腔结构对胎面传来的冲击力进行缓冲减震，达到防巅的效果，且减轻了轮胎胎体重量，降低了滚阻；开口结构为形成于胎体内圈面上的开口，将空腔结构与外界连通，通过开口结构，可以使轮胎成型时，中空结构成型后，直接将用于成型中空结构的模芯从开口结构处抽出，无需通过二次开模、二次合模、注气、泄压等操作，减少了失误、事故发生率，成品率得到提高，将模芯放入制作轮胎的模具组中合模后，轮胎成型后，直接将模芯抽出即可得到，使中空结构能可以一次性成型，且开口结构还减轻了胎体重量，进一步降低材料成本及轮胎滚阻，在不降低中空轮胎性能的前提下使得轮胎的中空结构可以一次性成型实现，便于制作且成品率高，进一步地，空腔结构壁面与开口结构壁面上均形成有气密层，其中气密层一包裹于空腔结构的壁面上，气密层二则将开口结构的两壁面闭合，使得空腔结构成为密封于胎体内部的中空腔室，由于开口结构的存在，气密层一可以由设备通过开口结构进入到空腔结构中进行附着操作，气密层二可以容易的附着到开口结构壁面上，使得气密层结构的形成操作也很容易实现，且通过气密层结构，使得空腔结构成为胎体内部的独立的中空腔室，胎体上安装轮辋后，在轮辋的压紧下，开口结构处经气密层二与轮辋压紧力的二次密封，保证了整个胎体的气密性，使得空腔结构内为稳定的恒压空间，由于气密性得到保证，当胎体使用时，遇到颠簸，空腔结构内的稳定气压相当于弹簧一样支撑变形的胎体快速恢复到原状，降低了滚阻，增强了遇到颠簸时的骑行稳定性，随着轮胎的转动，胎体长时间使用时会发热，封闭的空腔结构内原本为与外界相同的大气压，随着胎体的发热，加之空腔结构气密性好，空腔结构内的气压增大，对胎体的形状支撑效果更好，使得胎体的滚阻随着骑行时间的增大而减小，达到越骑行越省电/省力的效果，且气密层结构的形成保护了空腔结构的壁面，进一步减缓了壁面老化的速度，增加了胎体的有效使用寿命。

进一步地，所述的开口结构的开口宽度r自空腔结构至胎体内圈方向逐渐增加。

本方案的轮胎，开口结构的形状从胎体剖面上表现为自空腔结构至胎体内圈方向呈三角型，使得轮胎成型后，模芯取出操作容易进行，不会损坏胎体内的空腔结构与开口结构，中空轮胎的成品率高。

进一步地，所述的开口结构的开口宽度r自空腔结构至胎体内圈方向逐渐减小。

开口结构的形状从胎体剖面上表现为自空腔结构至胎体内圈方向呈倒三角型，轮辋安装后，从胎体内侧两侧压紧，与开口结构相配合形成锁紧效果，一方面增强了轮辋与胎体间的紧固效果，增加轮胎使用时的安全性，另一方面，轮辋压紧后开口结构闭合更紧密，与气密层二配合，进一步增强了对空腔结构的密封效果。

进一步地，所述胎体在模具组中一次成型而成。

本申请的开口结构与空腔结构的设计，使得胎体可以通过对应的模具组一次性成型，大大简化了中空胎体的制作工序，提高了成品率，提高了生产效率。

进一步地，所述模具组包括：

下模具，其合模面上开设有型腔，所述型腔形状与半个所述胎体形状相匹配；

中模具，其由内腔模和开口模构成，所述内腔模为形状与所述空腔结构形状相匹配的环形结构体，所述开口模为形状与所述开口结构形状相匹配的环形片，所述开口模固定连接于所述内腔模内侧；所述中模具置于下模具与上模具中间；

上模具，其结构与所述下模具相匹配，对称式设于所述下模具上方；

注射孔，其为开设在所述下模具或上模具侧壁并连通所述型腔的通孔。

本方案的注射孔开设在上模具侧壁，与上模具合模面上的型腔连通，上模具和下模具合模后，型腔构成完整的胎体形状的模腔，中模具作为模芯置于上下模具之间，中模具的内腔模完全置于合模后形成的模腔中，开口模部分置于模腔中，部分留置于模腔外，方便胎体成型后将中模具取出。

进一步地，所述下模具型腔内侧的合模面上环形开设有安装槽，所述安装槽的形状与所述中模具的开口模形状相匹配；所述上模具合模面对应位置开设有相同的安装槽。

在下模具的合模面上，中模具的开口模放置处开设有安装槽，上模具对应位置处也相应开设有安装槽，方便每次合模前中模具的放置，中模具中空部分恰好卡在安装槽旁凸起的合模面部分上，使得每次的中模具可以准确定位放置，进一步提高制作胎体产品的合格率，保证产品质量。

一种一次性成型中空减震轮胎的制作方法，步骤如下：

一、塑化：将橡胶颗粒塑化为流体状胶料；

二、合模：将中模具通过安装槽安装在下模具上，上模具与下模具合模；

三、注射：通过注射孔将塑化后流体状胶料注满整个型腔后静置成型；

四、硫化：对型腔内橡胶制品进行硫化；

五、开模：硫化完成后开模，取出成型的胎体，将中模具从开口结构中取出；

六、喷涂气密层：通过开口结构，将呈液态的气密层材料涂覆至空腔结构壁面上，空腔结构壁面涂覆完后，再对开口结构壁面涂覆呈液态的气密层材料；

七、慢硫化：将步骤六完成后的胎体套接在定型圈上，进行低温慢硫化操作；

八、成品：慢硫化操作结束后，从定型圈上取下胎体。

进一步地，步骤二合模后进行抽真空，型腔内呈负压状态；合模过程中，对型腔加温至150～200℃。

将模具组的模腔内抽成真空状态方便注射步骤时橡胶料能更容易注射填满模腔，通过对模具组外部加热或上下模具各自内部设有加热装置内外共同加热，保证型腔各处的温度均达到150～200℃，确保注射入模腔的橡胶料流动性足够，不会预冷粘结在注射孔附近影响橡胶料的注射。

进一步地，步骤六中气密层材料的涂覆方法包括人工涂抹和喷嘴自动喷涂。

人工涂抹气密层的方法是撑开开口结构，通过刷子蘸取呈液态的气密层材料，刷子通过开口结构伸入到空腔结构中，进行气密层材料的涂抹，空腔结构壁面涂抹完成后，再进行开口结构壁面上气密层材料的涂抹；喷嘴自动喷涂的方法是喷嘴通过开口结构伸入到空腔结构中，通过压缩空气从喷嘴喷头喷出气密层材料附着在空腔结构壁面，喷嘴沿着胎体周向转动，使一周的空腔结构壁面上均匀附着气密层材料，空腔结构壁面上喷涂完成后，用喷嘴在开口结构壁面上喷涂气密层材料。人工涂抹方法成本低，无需专用设备，但涂覆效果欠佳，喷嘴自动喷涂效果好，形成的气密层更加均匀致密，但需要投入设备成本。

进一步地，步骤七慢硫化过程在60～100℃温度下进行，持续时间为1～2h。

慢硫化的温度控制在60～100℃，低于60℃慢硫化效果减弱，气密层材料与胎体壁面的附着力不够，高于100℃，长时间高于100℃的温度下慢硫化会使气密层材料的性能降低，从而降低胎体的整体性能；慢硫化时间不能小于1h，小于1h慢硫化完成度不够，会存在开口结构未被气密层二完全密闭的情况，慢硫化时间大于2h，气密层材料的性能会降低，从而降低胎体的整体性能。通过慢硫化，确保气密层二对开口结构的密封及强化气密层结构在胎体内壁上的附着效果。

3、有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明的一次性成型中空减震轮胎，通过空腔结构与开口结构的设置使胎体经一次注射直接成型，制作工艺简单，成品容易，胎体均匀性高，平衡度好，胎体上无贴合、接合处，在使用过程中，尤其是在高速使用时的稳定性、安全性极高，开口结构的存在使得气密层的附着操作容易进行，在密封的空腔结构的作用下，轮胎行进遇到的颠簸经由空腔结构被缓冲吸收，减震性能大大增加，形成于空腔结构壁面的气密层结构相当于保护层，在提高密封性的同时保护了壁面，减缓壁面老化速度，进一步增加了胎体的有效使用寿命；

(2)本发明的一次性成型中空减震轮胎，通过气密层与轮辋结构的双重密封，使得空腔结构中具有很好的气密性，有稳定的气压提供空腔结构壁面的支撑力，在轮胎使用过程中遇到颠簸时，冲击力通过空腔结构被减震缓冲，在空腔结构内气压的支撑下，形变胎体部分很快恢复，保证胎体行进时的稳定性，随着轮胎的转动，胎体发热，空腔结构内的气压逐渐升高，对胎体的支撑作用更加明显，使得轮胎使用时的滚阻随着骑行时间的增大而减小，达到越骑行越省电/省力的效果；

(3)本发明的一次性成型中空减震轮胎，开口结构的形状从胎体剖面上表现为自空腔结构至胎体内圈方向呈三角型，使得轮胎成型后，模芯取出操作容易进行，不会损坏胎体内的空腔结构与开口结构，中空减震轮胎的成品率高；

(4)本发明的一次性成型中空减震轮胎，开口结构的形状从胎体剖面上表现为自空腔结构至胎体内圈方向呈倒三角型，轮辋安装后，从胎体内侧两侧压紧，与开口结构相配合形成锁紧效果，一方面增强了轮辋与胎体间的紧固效果，增加轮胎使用时的安全性，另一方面，轮辋压紧后开口结构闭合更紧密，与气密层二配合，进一步增强了对空腔结构的密封效果；

(5)本发明的一次性成型中空减震轮胎，开口结构与空腔结构的设计，使得胎体可以通过对应的模具组一次性成型，大大简化了中空胎体的制作工序，提高了成品率，提高了生产效率；

(6)本发明的一次性成型中空减震轮胎，通过上、中、下模具的配合，一次合模操作即可完成有中空结构的胎体的制作，大大简化了中空减震轮胎的制作工艺，操作方便，生产效率高；

(7)本发明的一次性成型中空减震轮胎，在下模具的合模面上，中模具的开口模放置处开设有安装槽，上模具对应位置处也相应开设有安装槽，方便每次合模前中模具的放置，中模具中空部分恰好卡在安装槽旁凸起的合模面部分上，使得每次的中模具可以准确定位放置，进一步提高制作胎体产品的合格率，保证产品质量；

(8)本发明的一次性成型中空减震轮胎的制作方法，一次合模后注射硫化，即可直接得到成型的一体的中空结构的胎体，然后通过开口结构即可进行气密层的涂覆工艺，最后通过低温慢硫化步骤进一步强化气密层的附着效果，强化气密层对开口结构的密封性，整个工艺简单，降低了生产成本，制作耗时短，生产效率高，且由于制作的胎体是一体化成型，其均匀性、平衡性能高，使用体验好，安全性能高；

(9)本发明的一次性成型中空减震轮胎的制作方法，将模具组的模腔内抽成真空状态方便注射步骤时橡胶料能更容易注射填满模腔，通过将型腔各处的温度加热达到150～200℃，确保注射入模腔的橡胶料流动性足够，不会遇冷粘结在注射孔附近影响橡胶料的注射；

(10)本发明的一次性成型中空减震轮胎的制作方法，通过控制合理的慢硫化参数，确保气密层二对开口结构的密封效果及强化气密层结构在胎体内壁上的附着效果。

附图说明

图1为本发明的一次成型中空减震轮胎结构示意图；

图2为本发明的一次成型中空减震轮胎剖视图；

图3为图2中A的放大图；

图4为实施例3的图2中A的放大图；

图5为实施例2的图2中A的放大图；

图6为本发明制作一次成型中空减震轮胎的模具组的结构示意图；

图7为本发明制作一次成型中空减震轮胎的模具组的结构示意图；

图8为本发明制作一次成型中空减震轮胎的模具组的中模具结构示意图；

图9为本发明制作一次成型中空减震轮胎的模具组的中模具局部剖结构示意图；

图10为本发明制作一次成型中空减震轮胎的模具组的下模结构示意图

图中：

1、胎体；10、空腔结构；11、开口结构；12、气密层；120、气密层一；121、气密层二；

2、模具组；20、下模具；200、型腔；201、安装槽；21、中模具；210、内腔模；211、开口模；22、上模具。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明进一步进行描述。

实施例1

如图1和图2所示，一种一次成型中空减震轮胎，包括胎体1，还包括：

空腔结构10，其沿周向开设于所述胎体1内部，在所述胎体1内部形成中空腔室；

开口结构11，其为沿周向开设于所述胎体1内圈面上的凹槽，所述开口结构11将所述空腔结构10与外界连通；以及

气密层12，其由形成于空腔结构10表面的气密层一120与将开口结构11闭合的气密层二121构成。

中空轮胎的中空内腔成型大多借助于轮胎制作时模芯置于成型轮胎的型腔中，而在轮胎内腔成型后还要考虑模芯脱出，造成了现有的中空轮胎均无法一次性直接成型，使得中空免充气轮胎的生产制作即为麻烦，申请人于2018年8月22日申请，公布号为CN109109352 A的专利文件中提出了一种中空轮胎的制作方法，通过该方法，可将中空轮胎的制备工艺简化到两次开模合模后可完成，但这种方法工序仍然略显复杂且成品率不高，本申请改进了中空轮胎的结构，通过改进的结构，配合相应的模具可以使中空轮胎一次成型，极大简化了中空轮胎的生产工序，降低了生产成本且成品率高。

本实施例的一次成型中空减震轮胎，在胎体1内部设有空腔结构10，空腔结构10构成了轮胎的中空，在轮胎使用时，此空腔结构10对胎面传来的冲击力进行缓冲减震，达到防巅的效果，且减轻了轮胎胎体1重量，降低了滚阻；开口结构11为形成于胎体1内圈面上的开口，将空腔结构10与外界连通，通过开口结构11，可以使轮胎成型时，中空结构成型后，直接将用于成型中空结构的模芯从开口结构11处抽出，无需通过二次开模、二次合模、注气、泄压等操作，减少了失误、事故发生率，成品率得到提高，本实施例结构的轮胎，将模芯放入制作轮胎的模具组中合模后，轮胎成型后，直接将模芯抽出即可得到，使中空结构能可以一次性成型，且开口结构11还减轻了胎体1重量，进一步降低材料成本及轮胎滚阻，在不降低中空轮胎性能的前提下使得免充气轮胎的中空结构可以一次性成型实现，便于制作且成品率高，进一步地，本实施例在空腔结构10壁面与开口结构11壁面上均形成有气密层12，其中气密层一120包裹于空腔结构10的壁面上，气密层二121则将开口结构11的两壁面闭合，使得空腔结构10成为密封于胎体1内部的中空腔室，由于开口结构11的存在，气密层一120可以由设备通过开口结构11进入到空腔结构10中进行附着操作，气密层二121可以容易的附着到开口结构11壁面上，使得本实施例的气密层12结构的形成操作也很容易实现，且通过气密层12结构，使得空腔结构10成为胎体1内部的独立的中空腔室，胎体1上安装轮辋后，在轮辋的压紧下，开口结构11处经气密层二121与轮辋压紧力的二次密封，保证了整个胎体1的气密性，使得空腔结构10内为稳定的恒压空间，由于气密性得到保证，当胎体1使用时，遇到颠簸，空腔结构10内的稳定气压相当于弹簧一样支撑变形的胎体1快速恢复到原状，降低了滚阻，增强了遇到颠簸时的骑行稳定性，随着轮胎的转动，胎体1长时间使用时会发热，封闭的空腔结构10内原本为与外界相同的大气压，随着胎体1的发热，加之空腔结构10气密性好，空腔结构10内的气压增大，对胎体1的形状支撑效果更好，使得胎体1的滚阻随着骑行时间的增大而减小，达到越骑行越省电/省力的效果，且气密层12结构的形成保护了空腔结构10的壁面，进一步减缓了壁面老化的速度，增加了胎体1的有效使用寿命。

本实施例的胎体1经一次注射直接成型，制作工艺简单，成品容易，胎体1均匀性高，平衡度好，胎体1上无贴合、接合处，在使用过程中，尤其是在高速使用时的稳定性、安全性极高，开口结构11的存在使得气密层12的附着操作容易进行，在密封的空腔结构10的作用下，轮胎行进遇到的颠簸经由空腔结构10被缓冲吸收，减震性能大大增加，形成于空腔结构10壁面的气密层12结构相当于保护层，在提高密封性的同时保护了壁面，减缓壁面老化速度，进一步增加了胎体1的有效使用寿命。

通过气密层12与轮辋结构的双重密封，使得空腔结构10中具有很好的气密性，有稳定的气压提供空腔结构10壁面的支撑力，在轮胎使用过程中遇到颠簸时，冲击力通过空腔结构10被减震缓冲，在空腔结构10内气压的支撑下，形变胎体1部分很快恢复，保证胎体1行进时的稳定性，随着轮胎的转动，胎体1发热，空腔结构10内的气压逐渐升高，对胎体1的支撑作用更加明显，使得轮胎使用时的滚阻随着骑行时间的增大而减小，达到越骑行越省电/省力的效果，由于空腔结构10内本身未充气，即使因轮胎发热产生气压增大也不会发生爆胎危险。

实施例2

如图5所示，本实施例的一种一次成型中空减震轮胎，在实施例1的基础上做进一步改进，所述的开口结构11的开口宽度r自空腔结构10至胎体1内圈方向逐渐增加。

本实施例的轮胎，开口结构11的形状从胎体1剖面上表现为自空腔结构10至胎体1内圈方向呈三角型，本实施例的开口结构11，使得轮胎成型后，模芯取出操作容易进行，不会损坏胎体1内的空腔结构10与开口结构11，中空轮胎的成品率高。

实施例3

如图4所示，本实施例的一种一次成型中空减震轮胎，在实施例1的基础上做进一步改进，所述的开口结构11的开口宽度r自空腔结构10至胎体1内圈方向逐渐减小。

本实施例的轮胎，开口结构11的形状从胎体1剖面上表现为自空腔结构10至胎体1内圈方向呈倒三角型，本实施例的开口结构11，轮辋安装后，从胎体1内侧两侧压紧，与开口结构11相配合形成锁紧效果，一方面增强了轮辋与胎体1间的紧固效果，增加轮胎使用时的安全性，另一方面，轮辋压紧后开口结构11闭合更紧密，与气密层二121配合，进一步增强了对空腔结构10的密封效果。

进一步地，如图3所示，所述开口结构11的开口宽度r不超过所述胎体1内侧宽度L的1/6。

开口结构11的开口宽度r越大，模芯的取出操作越容易进行，但是过大的开口结构11容易导致胎体1内侧壁过薄进而使得轮辋安装后，胎体1内侧结构容易被破坏坍塌，导致轮胎无法正常使用，且开口过大需要的气密层二121的材料就更多，对气密性不好且消耗的气密性材料成本加大，经试验，将开口结构11的开口宽度r控制不超过所述胎体1内侧宽度L的1/6时可保证在正常的轮辋压紧力及轮胎适用工况条件下，胎体1内侧结构不会发生损坏。

实施例4

如图5所示，本实施例的一种一次成型中空减震轮胎，在实施例1～3的基础上做进一步改进，所述胎体1在模具组2中一次成型而成。

本申请的开口结构11与空腔结构10的设计，使得胎体1可以通过对应的模具组2一次性成型，大大简化了中空胎体的制作工序，提高了成品率，提高了生产效率。

实施例5

如图6、图7、图8、图9和图10所示，本实施例的一种一次成型中空减震轮胎，在实施例4的基础上做进一步改进，所述模具组2包括：

下模具20，其合模面上开设有型腔200，所述型腔200形状与半个所述胎体1形状相匹配；如图10所示，

中模具21，其由内腔模210和开口模211构成，所述内腔模210为形状与所述空腔结构10形状相匹配的环形结构体，所述开口模211为形状与所述开口结构11形状相匹配的环形片，所述开口模211固定连接于所述内腔模210内侧；所述中模具21置于下模具20与上模具22中间；如图8和图9所示，

上模具22，其结构与所述下模具20相匹配，对称式设于所述下模具20上方；

注射孔，其为开设在所述下模具20或上模具22侧壁并连通所述型腔200的通孔。

本实施例的注射孔开设在上模具22侧壁，与上模具22合模面上的型腔200连通，上模具22和下模具20合模后，型腔200构成完整的胎体1形状的模腔，中模具21如图8和图9所示，作为模芯置于上下模具之间，中模具21的内腔模210完全置于合模后形成的模腔中，开口模211部分置于模腔中，部分留置于模腔外，方便胎体1成型后将中模具21取出。

本实施例的模具组2，使用时，将中模具21放置于下模具20合模面上，使内腔模210位于型腔200上方，开口模211部分位于型腔200上方，部分置于合模面上，放置好中模具21的位置后合上上模具22，然后通过注射孔进行橡胶物料的注射，注射完待模腔内胎体1成型后，硫化，开模，取下胎体1，抽出中模具21，即可得到中空胎体1。

本实施例的模具组2，通过上、中、下模具的配合，一次合模操作即可完成有中空结构的胎体1的制作，大大简化了中空轮胎的制作工艺，操作方便，生产效率高。

实施例6

如图10所示，本实施例的一种一次成型中空减震轮胎，在实施例5的基础上做进一步改进，所述下模具20型腔200内侧的合模面上环形开设有安装槽201，所述安装槽201的形状与所述中模具21的开口模211形状相匹配；所述上模具22合模面对应位置开设有相同的安装槽201。

本实施例的模具组2，在下模具20的合模面上，中模具21的开口模211放置处开设有安装槽201，上模具22对应位置处也相应开设有安装槽201，方便每次合模前中模具21的放置，中模具21中空部分恰好卡在安装槽201旁凸起的合模面部分上，使得每次的中模具21可以准确定位放置，进一步提高制作胎体1产品的合格率，保证产品质量。

实施例7

一种一次性成型中空减震轮胎的制作方法，步骤如下：

一、塑化：将橡胶颗粒塑化为流体状胶料；

二、合模：将中模具21通过安装槽201安装在下模具20上，上模具22与下模具20合模；

三、注射：通过注射孔将塑化后流体状胶料注满整个型腔200后静置成型；

四、硫化：对型腔200内橡胶制品进行硫化；

五、开模：硫化完成后开模，取出成型的胎体1，将中模具21从开口结构11中取出；

六、喷涂气密层：通过开口结构11，将呈液态的气密层材料涂覆至空腔结构10壁面上，空腔结构10壁面涂覆完后，再对开口结构11壁面涂覆呈液态的气密层材料；

七、慢硫化：将步骤六完成后的胎体1套接在定型圈上，进行低温慢硫化操作；

八、成品：慢硫化操作结束后，从定型圈上取下胎体1。

进一步地，步骤六中气密层材料的涂覆方法包括人工涂抹和喷嘴自动喷涂。

人工涂抹气密层的方法是撑开开口结构11，通过刷子蘸取呈液态的气密层材料，刷子通过开口结构11伸入到空腔结构10中，进行气密层材料的涂抹，空腔结构10壁面涂抹完成后，再进行开口结构11壁面上气密层材料的涂抹；喷嘴自动喷涂的方法是喷嘴通过开口结构11伸入到空腔结构10中，通过压缩空气从喷嘴喷头喷出气密层材料附着在空腔结构10壁面，喷嘴沿着胎体周向转动，使一周的空腔结构10壁面上均匀附着气密层材料，空腔结构10壁面上喷涂完成后，用喷嘴在开口结构11壁面上喷涂气密层材料。

人工涂抹方法成本低，无需专用设备，但涂覆效果欠佳，喷嘴自动喷涂效果好，形成的气密层更加均匀致密，但需要投入设备成本，本申请的胎体1结构，不同生产厂家可以根据经济实力和成本预算灵活选择不同的涂覆方法，保证实际生产运用中的可行性。

本实施例采用喷嘴自动喷涂的方法。

本实施例的一次性成型中空减震轮胎的制作方法，经过塑化、合模、注射步骤，在模具组2内的模腔中得到了完整一体成型的胎体1结构，胎体1的空腔结构10与开口结构11也已成型，此时模具组2内的模腔保持一定的压力并对模具组2升温，达到胎体1的硫化温度，一定时间后完成胎体1的硫化，此时，模具组2模腔中的胎体1为高强度高弹性的橡胶结构，开模，将胎体1从模具组2中取出，撑开胎体1内圈面，取出中模具21，即得到中空胎体1结构，此时，将喷嘴经过开口结构11伸入到空腔结构10中，将液态的气密层材料通过喷嘴，均匀喷洒在空腔结构10的壁面上，喷嘴匀速的转动，沿着胎体1的周向将每处空腔结构10的壁面上均喷洒气密层材料，最终在空腔结构10壁面上形成一层气密层一120，传统的胎体1内壁的气密层12结构是将气密层胶料混炼、压延成胶片后粘附在中空结构壁面上，采用这种气密层制备工艺得到的气密层12与胎体1间存在着剪切应力，易使其与胎体1间发生脱层，且易在长时间应力作用下产生裂纹，脱层和裂纹均会造成无内胎轮胎漏气，影响气密性，且粘附操作很难进行，本实施例利用开口结构11的优势，将气密层胶料熔炼成液态状，由喷嘴进行喷涂，操作易实现且气密层的行程更加均匀，液态气密层胶料在空腔结构10表面均匀固化，形成致密的薄膜层，这种结合方式是由小分子交联成高分子成膜结合，气密层12薄膜与胎体1间紧密结合，近似为一体结构，两者间的剪切应力极小，不会发生脱层现象，同种气密层胶料通过喷涂固化形成的气密层与制成胶片粘附成气密层相比，喷涂固化后形成的气密层质量更轻、致密薄膜气密性更好，不发生脱层现象，使用寿命更长，空腔结构10壁面上喷涂完气密层12后，开口结构11上也进行相同操作，于开口结构11的两壁面上喷涂气密层二121，喷涂完后开口结构11被气密层121闭合，此时将胎体1套接在定型圈上，定型圈为圆柱体，其直径比胎体1内圈直径大1.5～5％，通过胎体1的内圈将胎体1固定在定型圈侧面，使胎体1的内圈有稳定的形状，且开口结构11的两壁面连通气密层121结构被内圈被撑开时的压力仅仅压合，对此时的胎体1进行低温慢硫化，进一步促进气密层12与胎体1接触面的附着效果，保证气密层二121能将开口结构11有效闭合。

进一步地本实施例的低温慢硫化采用的是常规工艺，将套接胎体1的定型圈在60～100℃的一氯化硫的蒸气中放置1～2h。

定型圈将胎体1内圈的直径扩大1.5～5％，扩大程度小于1.5％时对胎体1内圈的支撑力不足，开口结构11处的气密层二121无法有效将开口结构11密封，扩大程度大于5％，会破坏内圈的胎体1结构，导致内圈变形。

本实施例的一次性成型免充气中空减震轮胎的制作方法，一次合模后注射硫化，即可直接得到成型的一体的中空结构的胎体1，工艺简单，降低了生产成本，制作耗时短，生产效率高，且由于制作的胎体1是一体化成型，其均匀性、平衡性能高，使用体验好，安全性能高。实施例8

本实施例的一次性成型中空减震轮胎的制作方法，在实施例7的基础上做进一步改进，步骤二合模后进行抽真空，型腔200内呈负压状态；合模过程中，对型腔200加温至150～200℃。

将模具组2的模腔内抽成真空状态方便注射步骤时橡胶料能更容易注射填满模腔，通过对模具组2外部加热或上下模具各自内部设有加热装置内外共同加热，保证型腔200各处的温度均达到150～200℃，确保注射入模腔的橡胶料流动性足够，不会预冷粘结在注射孔附近影响橡胶料的注射。

进一步地，步骤三注射时，料温为60～100℃，注射时间5～30s，注射后，静置10～30s。

保证注射温度在60～100℃之间，确保注射期间橡胶料的流动性，进一步地，本实施例的注射时间控制在5～30s内，防止注射过慢橡胶料在模腔内提前成型影响后续注射，注射后静置10～30s，在此期间轮胎初步成型。

实施例9

本实施例的一次性成型中空减震轮胎的制作方法，在实施例7的基础上做进一步改进，针对喷嘴自动喷涂气密层的方法，呈液态的气密层胶料由0.1～3.0MPa的压缩气体进行喷吹。

采用压缩空气作为动力源，通过喷嘴，将液态气密层胶料喷吹进入至壁面，喷吹操作方便快捷，根据轮胎型号不同和内腔形状的不同，选用不同压强的压缩空气进行喷吹，压缩气体压强不能过小(小于0.1MPa)，否则无法顺利将液态气密层胶料充分喷吹至壁面各处，喷吹效率低，压缩气体压强不能过大(大于3.0MPa)，压强过大导致喷吹速度过快，液态气密层胶料易对气门嘴附近的壁面产生冲击，影响轮胎性能，且喷吹压强过大影响轮胎内腔压力的均匀性，导致气密层均匀性受到影响。

本实施例气密层制备步骤分为两个阶段：a)、喷吹：通过压缩空气将液态气密层胶料喷吹至轮胎壁面，喷吹过程持续2.1～2.6min；b)、固化：喷吹阶段完成后，保持轮胎内腔恒温恒压下静置一段时间，使喷吹的气密层胶料固化在胎体1壁面，固化过程持续0.9～2.2min。

喷吹时间过短会导致形成气密层厚度过薄，气密性不达标，喷吹时间过长会浪费材料且可能导致局部气密层厚度过大，影响轮胎使用性能；固化时间过短会导致气密层胶料未能充分固化在胎体1壁面，从而形成的气密层薄膜不够牢固而受压力易发生破裂，固化时间过长会增加能耗和生产时间，进而增加生产成本。

实施例10

本实施例的一次性成型中空减震轮胎的制作方法，在实施例7的基础上做进一步改进，步骤七慢硫化过程在60～100℃温度下进行，持续时间为1～2h。

慢硫化的温度控制在60～100℃，低于60℃慢硫化效果减弱，气密层材料与胎体1壁面的附着力不够，高于100℃，长时间高于100℃的温度下慢硫化会使气密层材料的性能降低，从而降低胎体1的整体性能；慢硫化时间不能小于1h，小于1h慢硫化完成度不够，会存在开口结构11未被气密层二121完全密闭的情况，慢硫化时间大于2h，气密层材料的性能会降低，从而降低胎体1的整体性能。

实施例11

一种一次性成型中空减震轮胎的制作方法，制作直径为200mm的轮胎，步骤如下：

一、塑化：将橡胶颗粒塑化为流体状胶料；

二、合模：将中模具21通过安装槽201安装在下模具20上，上模具22与下模具20合模，合模后将型腔200内抽真空，并加温至150℃；

三、注射：通过注射孔将塑化后流体状胶料注满整个型腔200，注射的料温为60℃，注射时间为5s，注射完成后静置10s成型；

四、硫化：对型腔200内橡胶制品进行硫化50s；

五、开模：硫化完成后开模，取出成型的胎体1，将中模具21从开口结构11中取出；

六、喷涂气密层：将气密层材料喷嘴从开口结构11中伸入至空腔结构10中对空腔结构10壁面喷涂呈液态的气密层材料，空腔结构10壁面喷涂完后，气密层材料喷嘴对开口结构11壁面喷涂呈液态的气密层材料，压缩气体压强为0.1MPa，喷吹时间为2.1min，固化时间为0.9min；

七、慢硫化：将步骤六完成后的胎体1套接在外径大于胎体1内圈直径1.5％的定型圈上在60℃的一氯化硫的蒸气中放置1h，进行低温慢硫化操作；

八、成品：慢硫化操作结束后，从定型圈上取下胎体1。

经本实施例的制作方法制作的胎体1成品率达96％以上。

实施例12

一种一次性成型中空减震轮胎的制作方法，制作直径为560mm的轮胎，步骤如下：

一、塑化：将橡胶颗粒塑化为流体状胶料；

二、合模：将中模具21通过安装槽201安装在下模具20上，上模具22与下模具20合模，合模后将型腔200内抽真空，并加温至175℃；

三、注射：通过注射孔将塑化后流体状胶料注满整个型腔200，注射的料温为85℃，注射时间为20s，注射完成后静置20s成型；

四、硫化：对型腔200内橡胶制品进行硫化450s；

五、开模：硫化完成后开模，取出成型的胎体1，将中模具21从开口结构11中取出；

六、喷涂气密层：将气密层材料喷嘴从开口结构11中伸入至空腔结构10中对空腔结构10壁面喷涂呈液态的气密层材料，空腔结构10壁面喷涂完后，气密层材料喷嘴对开口结构11壁面喷涂呈液态的气密层材料，压缩气体压强为2.5MPa，喷吹时间为2.4min，固化时间为1.8min；

七、慢硫化：将步骤六完成后的胎体1套接在外径大于胎体1内圈直径3％的定型圈上在85℃的一氯化硫的蒸气中放置1.5h，进行低温慢硫化操作；

八、成品：慢硫化操作结束后，从定型圈上取下胎体1。

经本实施例的制作方法制作的胎体1成品率达95％以上。

实施例13

一种一次性成型中空减震轮胎的制作方法，制作直径为700mm的轮胎，步骤如下：

一、塑化：将橡胶颗粒塑化为流体状胶料；

二、合模：将中模具21通过安装槽201安装在下模具20上，上模具22与下模具20合模，合模后将型腔200内抽真空，并加温至200℃；

三、注射：通过注射孔将塑化后流体状胶料注满整个型腔200，注射的料温为100℃，注射时间为30s，注射完成后静置30s成型；

四、硫化：对型腔200内橡胶制品进行硫化800s；

五、开模：硫化完成后开模，取出成型的胎体1，将中模具21从开口结构11中取出；

六、喷涂气密层：将气密层材料喷嘴从开口结构11中伸入至空腔结构10中对空腔结构10壁面喷涂呈液态的气密层材料，空腔结构10壁面喷涂完后，气密层材料喷嘴对开口结构11壁面喷涂呈液态的气密层材料，压缩气体压强为3.0MPa，喷吹时间为2.6min，固化时间为2.2min；

七、慢硫化：将步骤六完成后的胎体1套接在外径大于胎体1内圈直径5％的定型圈上在100℃的一氯化硫的蒸气中放置2h，进行低温慢硫化操作；

八、成品：慢硫化操作结束后，从定型圈上取下胎体1。

经本实施例的制作方法制作的胎体1成品率达95％以上。

本发明所述实例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种一次成型中空减震轮胎，包括胎体(1)，其特征在于，还包括：

空腔结构(10)，其沿周向开设于所述胎体(1)内部，在所述胎体(1)内部形成中空腔室；

开口结构(11)，其为沿周向开设于所述胎体(1)内圈面上的凹槽，所述开口结构(11)将所述空腔结构(10)与外界连通；以及

气密层(12)，其由形成于空腔结构(10)表面的气密层一(120)与将开口结构(11)闭合的气密层二(121)构成。

2.根据权利要求1所述的一种一次成型中空减震轮胎，其特征在于：所述的开口结构(11)的开口宽度r自空腔结构(10)至胎体(1)内圈方向逐渐增加。

3.根据权利要求1所述的一种一次成型中空减震轮胎，其特征在于：所述的开口结构(11)的开口宽度r自空腔结构(10)至胎体(1)内圈方向逐渐减小。

4.根据权利要求1～3任意一条所述的一种一次成型中空减震轮胎，其特征在于：所述胎体(1)在模具组(2)中一次成型而成。

5.根据权利要求4所述的一种一次成型中空减震轮胎，其特征在于，所述模具组(2)包括：

下模具(20)，其合模面上开设有型腔(200)，所述型腔(200)形状与半个所述胎体(1)形状相匹配；

中模具(21)，其由内腔模(210)和开口模(211)构成，所述内腔模(210)为形状与所述空腔结构(10)形状相匹配的环形结构体，所述开口模(211)为形状与所述开口结构(11)形状相匹配的环形片，所述开口模(211)固定连接于所述内腔模(210)内侧；所述中模具(21)置于下模具(20)与上模具(22)中间；

上模具(22)，其结构与所述下模具(20)相匹配，对称式设于所述下模具(20)上方；

注射孔，其为开设在所述下模具(20)或上模具(22)侧壁并连通所述型腔(200)的通孔。

6.根据权利要求5所述的一种一次成型中空减震轮胎，其特征在于：所述下模具(20)型腔(200)内侧的合模面上环形开设有安装槽(201)，所述安装槽(201)的形状与所述中模具(21)的开口模(211)形状相匹配；所述上模具(22)合模面对应位置开设有相同的安装槽(201)。

7.一种一次性成型中空减震轮胎的制作方法，其特征在于，步骤如下：

一、塑化：将橡胶颗粒塑化为流体状胶料；

二、合模：将中模具(21)通过安装槽(201)安装在下模具(20)上，上模具(22)与下模具(20)合模；

三、注射：通过注射孔将塑化后流体状胶料注满整个型腔(200)后静置成型；

四、硫化：对型腔(200)内橡胶制品进行硫化；

五、开模：硫化完成后开模，取出成型的胎体(1)，将中模具(21)从开口结构(11)中取出；

六、喷涂气密层：通过开口结构(11)，将呈液态的气密层材料涂覆至空腔结构(10)壁面上，空腔结构(10)壁面涂覆完后，再对开口结构(11)壁面涂覆呈液态的气密层材料；

七、慢硫化：将步骤六完成后的胎体(1)套接在定型圈上，进行低温慢硫化操作；

八、成品：慢硫化操作结束后，从定型圈上取下胎体1。

8.根据权利要求7所述的一种一次性成型中空减震轮胎的制作方法，其特征在于：步骤二合模后进行抽真空，型腔(200)内呈负压状态；合模过程中，对型腔(200)加温至150～200℃。

9.根据权利要求7所述的一种一次性成型中空减震轮胎的制作方法，其特征在于：步骤六中气密层材料的涂覆方法包括人工涂抹和工装喷嘴自动喷涂等。

10.根据权利要求8所述的一种一次性成型中空减震轮胎的制作方法，其特征在于：步骤七慢硫化过程在60～100℃温度下进行，持续时间为1～2h。