一种无内胎免充气轮胎构造及制造与安装使用方法 本发明涉及一种无内胎轮胎，尤其是以弹簧钢丝制作轮胎弹性承重骨架的无内胎与免充气轮胎。
以弹性钢丝制作承重骨架的无内胎轮胎，虽已由施妙生(9110753.8)、张宝旺(9111088.3)、弓守礼(97215227.x)等提出过，但直到现在在市场上推广使用很少，其原因关键是因为这些已经提出的新专利技术，或弹性性能不好及整体上弹性不均匀，或安装使用不方便，本人在98年6月虽也曾申报过一种采用孤型栅栏状排布钢丝，作为承重骨架的无内胎轮胎(98114535.3)，但其使用范围，主要只适用于自行车、摩托车、三轮车等轻型车辆，很难不加修改应用于汽车、拖拉机等大型机动车。而一切轻重型车辆上都可以应用的更好更实用钢丝骨架承重无内胎轮胎，则仍然有待开发。
本发明的目的，就是要提出一种弹性性能好与安装使用方便的钢丝骨架承重无内胎轮胎。以便使这类市场应用前景很广阔的无内胎轮胎，能早日在市场上得到广泛推广应用。
为了达到上述目的，本发明主要通过以下新的技术方案实现：
(1)将无内胎轮胎的整体横切面结构，由前人已提出的园管状或变型管状，改进为像普通机动车外胎一样，为向内侧开口的近Ω形或近门形环圈状(见图1)，这样其制造工艺就可大大简化，安装与使用也更为方便。
(2)轮胎内承重骨架的结构方式，也变为和普通机动车外胎外型相似的类Ω形或类门形特征(见图2、3)。
(3)在轮胎的弹性承重骨架外部或内外二侧胎体内，设计了蒙被帘布或类似帘布功能的网格状钢丝层的结构(见图4)。以增强轮胎内钢丝承重骨架与胎体橡胶，在受力变形时的一体性，并且增加胎体橡胶的使用寿命。
(4)为了对本无内胎免充气轮胎与轮辋进行固定，设计了添加内固定夹圈的固定方法(见图5-9)。
根据以上方案制造的无内胎免充气轮胎，其性能将比现有有内胎轮胎有很大的提高，具体特点如下：
1、一次安装后将可一直使用到报废为止，中途不必拆卸修理。
2、永远也不必为经常打气而烦恼。也永远不会因扎胎漏气，天热爆胎等损害公路，挨公路管理人员罚款。
3、弹性可比有内胎轮胎变好，并且不论路况好坏，都可保证使用其的车辆比用有内胎轮胎时更平稳的行驰。
4、生产成本不会比有内胎轮胎明显增加，生产工艺也不会比有内胎轮胎明显复杂。
5、轮胎的使用寿命将比有内胎轮胎大辐度增加。
6、由于此无内胎轮胎本身有较好弹性，所以使用本轮胎时，对与车辆减轻震动有关的避震装置弹性要求，也可比现有地设计减弱，以延长其正常使用寿命。
下面结合附图对本发明的特征进行一下描述。
在本发明的附图中：图1是用单层弹簧钢丝骨架承重的一种轮胎结构，图2、3是弹性承重骨架的二种局部结构，图4是局部的网格状钢丝稳定层，图5是采用双层钢丝骨架承重的轮胎结构，图6是具有支柱式中央弯垂的轮胎结构，图7是装有内衬支架的轮胎结构，图8是用贯通螺丝固定轮胎与轮辋的一种方法，图9是使用高弹力内固定夹圈固定轮胎的一种方法。
在上述各图中：1、近Ω形承重骨架钢圈2、胎圈3、网格状钢丝层4、承重骨架钢圈上的弯垂5、缓冲层6、辅助承重内衬支架7、金属承力碗8、橡胶软垫9、螺丝孔10、内固定夹圈11、固定螺丝12、轮辋。
弹性承重骨架(1)是本发明中的最重要承重结构，这一承重骨架，应选用弹性性能好、抗疲劳强度高的钢丝制作。其制作方法，可以使用长弹簧钢丝，首先制为间距很小的栅栏、炉排状，再加工成近门形或Ω形，然后利用和胎圈焊接或弹力连接制成大圆环圈式承重骨架(如图3)。也可先制作为一个个近Ω形或近门形的独立环圈，然后将这些独立环圈，密集的并列焊接或非焊接固定在与车轮辋周长近等长的胎圈之上，来制成弹性承重骨架(见图2)。为了增强胎圈附近骨架的一体性，这一部位骨架外侧还可再包裹一层较厚铁皮，或将近Ω形环圈的下部加工为直角弯折状，然后再将弯折部分一字状排列后，用弯成U形的厚铁条挤压包裹固定，来将许多独立的近Ω形环圈固定为完整的承重骨架。
此外为了增加钢丝承重骨架稳定性，在承重骨架上部弯垂附近及骨架钢圈两侧，也可焊加或非焊添加少量大圆环圈式加强筋，这样即可增强骨架在车辆加速及刹车过程中的纵向稳定性，又有利于增强骨架的抗挤压、抗扭动等方面的性能。
制作承重骨架环圈的钢丝，可以用单股的较粗钢丝，但为了更有利于其和胎体内橡胶结合，也可采用多股较细钢丝通过帘布缠绕或非缠绕拧成一体，作为制作承重骨架的弹簧钢丝材料。
由于不同类轮胎的承重量不同，而可制作弹性承重骨架的弹簧钢丝，也具有各种不同直径的类型，所以只要根据每一轮胎承重需要，通过计算或实验选用不同粗细的弹簧钢丝，就可制作适宜每一种特定类型轮胎使用的承重骨架，并进一步制造出适应不同需要的各种实用无内胎轮胎。例如自行车、摩托车、三轮车等车辆，其轮胎所需承重量较小，所以承重骨架就可以使用相对较细类型的弹簧钢丝制作。小轿车、农用车、小型客货车及拖拉机等所用轮胎，所需承重能力比自行车轮胎等大大增加，因而加工这些轮胎所需的弹簧钢丝直径，也就必须比自行车等大大增粗。大型卡车、工程车等重型车辆上所用轮胎，其需要的承载力很大，自然制作它们的弹性承重骨架，所需的弹簧钢丝也就必须很粗了。
在弹性钢丝承重骨架外部或内外二侧，一般被以类帘布功能的网格状钢丝层(3)。网格状钢丝层内所用的钢丝，直径一般应大大小于承重骨架钢丝。所用钢丝同样也即可是单股钢丝，也可由多股钢丝构成，并且也是以多股钢丝效果更佳。当只在承重骨架外部使用网格状钢丝时，承重骨架内侧胎体内，应同时再使用一层帆布或帘布，以增强胎体和承重骨架在变形方面的协变性，与胎体结构橡胶的耐用性。
网格状钢丝层(3)，可以预先编织而成，也可以在制好承重骨架后，采用弹性钢丝斜交网格状的固定在承重骨架外部构成。由于不同的轮胎设计承重量，以及使用其的车辆一般运动速度各不相同，所以这样的网格状钢丝层中每一钢丝的直径，或多股钢线拧成一体后的载面积也应不同。总的来说，轮胎的载重量越大，使用轮胎的车辆运动速度越高，轮胎内网格状钢丝层内，每股弹性钢丝的直径或多股钢丝累积截面积也应越大。
另外，虽然在各个附图内为了便于区分，网格状钢丝层一般都绘的和承重骨架分开，但为了更好发挥作用和便于轮胎制作，网格钢丝层也可和承重骨架紧贴在一起，另外二者也可制作为一体式。
缓冲层(5)结构在轻型车辆之内可以不专门制作，或者只用少量帘布制作缓冲层，但随轮胎承重量不断增大，弹簧钢丝骨架内钢丝直径会不断增粗，排布距离也会不断变远，缓冲层就应逐渐采用越来越粗的钢丝编为帘布状，或用许多纵向环圈状钢丝在胎冠基部密集地排布一层或多层的方法制作。如果采用钢丝编织帘布或纵向排布钢丝与普通帘布相间排布来制作缓冲层，效果可能更好。
本发明的弹性承重骨架在制作时，近Ω形或近门形承重骨架钢丝的顶部，可以如图3一样制作为圆滑的外形。也可以如图1、2等一样制作一个较小的向下弯垂，进行如此设计的含义有二：一是为了减低弹性钢丝承重骨架的高度，二是为了增加承重骨架在受到压力和横向扭动作用力时的稳定性。另外这一向下的弯垂，也可如图6一样制作的很长，这时他的作用就除了上述两点外，还具有抗压抗冲击的辅助承重支柱的功能了。这种较长弯垂式辅助承重支架在使用中，最好在弯垂底部固定轮胎的内固定夹圈(10)上部，如图6一样装一橡胶缓冲胶圈软垫(8)，并在这一缓冲胶圈表面加一较薄垫圈式钢条，以分散骨架弯垂对橡胶软垫的挤压力，这样一来轮胎的抗压抗冲击性能，就可比正常情况下成倍以上提高了。这样的结构对较重型载重车辆或重型工程车辆等特别有用，另外对于宽胎面的低压轮胎，这一结构也具有实用价值。
制造较重型车辆上所需轮胎的弹性承重骨架，除了可采用增大所需弹簧钢丝直径的方法外，还可采取的另一措施，就是将弹性承重骨架内的近Ω形承重钢丝环圈，由在胎体内采用单层排布，改为连续排布二层或二层以上(见图5)，在采用这样的方法之后，其生产轮胎将比使用原直径钢丝骨架的承重能力成倍的提高，抗挤压抗冲击性能，也可比使用单层骨架的轮胎一定程度提高。如果轮胎内使用二层或二层以上弹性承重骨架，再和内层钢丝采用较长向下弯垂等特征结合起来，更是会使载重性能和抗压抗冲击性能有相当大幅度(甚至几倍以上)提高。另外采用二层或二层以上弹簧钢丝承重骨架以后，由于会明显增加轮胎胎体内橡胶物质的厚度，并使承重骨架钢丝在胎体橡胶的内外二侧都有分布，所以必然也可大幅度增加胎体受外力时耐撕裂与耐破坏的性能。如果不同层钢丝骨架之间，再以类帘布功能的网格状的钢丝层相间，则抗撕裂抗破坏性能会提高更大，所以这类的结构特别适用于航空轮胎、军用炮车、装甲车、以及军用运输汽车等之上。和平时期这类车辆的轮胎胎体空腔内，可不再增加任何填充物，以便使轮胎保持良好的弹性，并节约车辆牵引燃料。而一旦发生战争，就可马上在其内部空腔中再填充橡胶状、海棉状、或其它有一定弹性的纤维状内衬体，就变的和现有实心轮胎一样，更不易被破坏失去承重功能了。
制作本发明轮胎时，弹性承重骨架使用也可比现有轮胎略为偏软，然后在使用时往胎体内部空腔中再安置一个辅助内衬承重支架(6)，来增强轮胎的抗压和抗冲击性能。辅助承重支架下部结构和一般承重骨架相似，但近Ω形钢丝承重骨架的二个侧面应制作更为直立，并且在其外侧应具有少量纵向斜交网络状或纵向横条状加强筋，以增强辅助承重支架在受压和受冲击时的稳定性。在这一钢丝支架上部应加一个W形金属承力碗(7)，承力碗上部和轮胎体顶部内侧面之间，则放置弹力较软的橡胶软垫(8)。这样一来车辆在较高等级公路上运动时，轮胎一般主要依靠胎体本身的弹力与橡胶软垫的弹力支撑，而在不平坦的路面行驰或进行越野时，则辅助承重支架就可充分发挥辅助承重功能。在采用这样的结构之后，轮胎的弹性性能将比其它方式更好，并且抗压抗冲击性能，也可比前述常规无内胎免充气轮胎大幅度提高。所以不论是在宽胎面轮胎还是越野型轮胎之上，这样结构全都可以应用。
在使用有内胎打气轮胎时，一般是利用轮胎内胎打气的外撑作用，把轮胎固定在轮辋上，而本发明无内胎轮胎由于不再使用打气内胎，所以一般应采用在轮胎内部空腔内加内固定夹圈(10)的方法使轮胎与轮辋固定。具体方法，一是轮胎下部开口处如图1一样制成长条状，并在胎足部分制作装贯穿螺丝杆的固定孔(9)，然后在轮胎内空腔内加内固定夹圈后套上轮辋，并用螺丝穿入轮胎、轮辋和内固定夹圈后用力拧紧固定(见图8)，二是将轮胎的胎足下部制作为三角状体，然后在将轮胎装入轮辋上后，象图7一样用螺丝杆拉紧轮辋和预先放入轮胎内部空腔中的内固定夹圈，利用螺杆力使内固定夹圈和轮辋一起夹紧轮胎的胎足部分的内伸三角体，以固定轮胎(见图9)，三是使用弹力很大的内固夹圈装入轮胎内部空腔内，并一起推到轮辋上之后，再用专用挤压工具从外向内压入轮辋上的活动外夹圈(一般称压圈)，就可使轮胎与轮辋固定。(见图5、6、9)，此外还有一种方法，就是将轮辋制成内固定夹圈式，外部套上轮胎再外加夹护板后，用贯通螺丝拧紧就可。用于固定本发明轮胎的内外夹护圈与轮胎的接触面，可以是平面状。但为了防止打滑，也可制为略具波齿状。
本无内胎免充气轮胎的生产，可以使用先将弹性承重骨架和网格状钢丝层一起套在金属伸张鼓或胶囊鼓上，再从外部滚压入胎体橡胶，并加外模挤压成型，然后内侧换上充气充水胶囊加温硫化成形的方法生产。也可先合外模并装入承重骨架与网格状的钢丝层，并从内向外挤压入各层胎体与胎冠橡胶，然后内部装入加温胶囊鼓加温硫化就可制成。另外也可使用注射(或注塑)法进行生产。但这三种方法中，以用第一种方法生产可能更简便易行。