具有斜交帘布层胎体的在结构上支撑的弹性轮胎制造技术

一种不需要内气压支撑载荷的弹性轮胎，包括一地面接触胎面部分，从该胎面部分径向向内延伸的侧壁部分，并在该轮胎转动时保持车轮固定在的胎圈部分。一支撑该侧壁的帘布层斜交帘布层胎体在该胎圈之间延伸，一加强环形带设置在该胎面部分的径向部，该环形带包括一个在该帘布层斜交帘布层胎体径向外侧的弹性剪切层，以及一个粘贴在该弹性剪切层径向外侧的隔膜板。每个帘布层斜交帘布层和隔膜板包括大于该剪切层剪切模量的纵向拉伸模量，使得在施加外载荷时，轮胎的接触地面部分经剪切拉伸变成一平的接触区域，同时保持该隔膜板恒定的接触长度。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
具有斜交帘布层胎体的在结构上支撑的弹性轮胎专利技术背景本专利技术涉及一种能够不依靠内气压而支撑车辆载荷的弹性轮胎。充气轮胎是野外运输车辆选择的方案，该充气轮胎由在轮胎内腔中的内气压作用而获得其机械性能，这给该带状件和胎体部件提供了适当的强度。充气轮胎的难点在于要很好地保持气压需要保证适当的变形。当完全失去充气压力时，常规充气轮胎只能够非常有限地使用。许多轮胎结构的目的是允许车辆在轮胎完全失去气压时继续行驶。一种方案是，商业上已使用的一种泄气保用轮胎的方案是充气轮胎具有附加的侧壁加强件或填充物，在有限的泄气工作下时在压力作用下起到载荷支撑部件作用。这种附加加强件经常会导致增大轮胎质量和降低乘坐舒适性的缺点。提供泄气保用性能的其它尝试基本上是利用一个在轮胎胎面部分中的环形加强带。在这些方案中，该胎面部分的强度一部分是由该环形加强带自身特性形成，一部分是由气压反作用而形成。还有其他方案依靠安装在车轮上的第二内支撑结构，这种支撑增大了装配总成的质量，并增加了装配难度。或者可能需要多件形式的轮辋。所有这些方法的是不同充气轮胎结构的混合，并且防碍即不是充气状态也不是泄气状态的最佳设计的变化。此外，这些泄气保用方案需要使用一些装置来监视轮胎的充气压力，并告知车辆驾驶员该充气压力是否超出该额定限度。用在不具有充气压力效益下工作的轮胎消除了许多问题，并兼顾充气轮胎相结合。只有一个工作状态，即未充气。即不需要保持压力也不需要监视压力。至今，在结构上支撑的弹性轮胎，例如实心轮胎或其它弹性结构，不能提供常规充气轮胎的变形水平，能够提供象充气轮胎那样性能的在结构上支撑的弹性轮胎的方案是受欢迎的改进。-->
技术实现思路
根据本专利技术的在结构上支撑的弹性轮胎不需内部的气压支撑而单独用胎面结构件、侧壁和胎圈部分支撑气载荷。该在结构上支撑的弹性轮胎的胎面部分，在不考虑侧壁和胎圈部分时，呈现为一个加强的环形带。该加强的环形带具有一刚度，以阻止在该轮胎的子午面和赤道面上的弯曲。一子午面经过该轮胎，轮胎的旋转轴线整个位于在该子午面上。该赤道面垂直经过该轮胎的旋转轴线，并等分该轮胎结构。该环形带和一平面的接触同该轮胎和地面接触相类似。所得到的反作用与一承载轮胎的地面接触应力相类似。对于一个与一平面接触的由均匀材料构成的非弹性环形带来讲，满足平衡和弯曲移动要求得的压力分布产生了一对在该接触区域每个端部的集中的力，其一个端部在图2A中示出。在这种理想状态中，在该接触区域中不产生环形带的剪切变形。然而，如果该环形带具有一个确定剪切变形的结构，所得到的压力分布基本上是均匀的，如图2B中所示。根据本专利技术的在结构上支撑的弹性轮胎包括一胎面部分，从该胎面部分径向向该轮胎轴线延伸的侧壁部分，以及将该轮胎固定在车轮上的在该侧壁部分径向内端的胎圈部分。该胎面、侧壁和胎圈形成了一个环形壳体，限定出一个相似于充气轮胎环形壳体的中空的环形空间。根据本专利技术，该环形带置于该胎面部分的径向里面。该环形带具有一个弹性剪切层，至少一个粘贴在该弹性剪切层径向内部区域的第一或内隔膜板，以及至少一个粘贴在该弹性剪切层径向外部区域的第二或外隔膜板。最好是该隔膜板包括在弹性覆盖层内的基本不可伸长芯线加强件的叠加的层，该隔膜板具有一纵向弹性拉伸模量，它远远大于该弹性剪切层的弹性的剪切模量，使得在施加外载荷下，接触地面的胎面部分从基本为环形变成一平的形状，同时保持该隔膜板基本恒定的接触长度。由于剪切，该隔膜板的相对移动发生在该剪切层中。图2B简要描述了这个效果。如图2B所示，一个有益的结果是，与不使用具有上述变形特性的环形带的轮胎相比，在整个接触区域的长度上该地面接触压力更均匀。该环形带不依靠内充气压力，而在轮-->胎子午面上具有足够高的横向强度，以及在轮胎赤道面上具有足够的纵向弯曲强度，从而起到载荷支撑部件的作用。在本专利技术的一个实施例中，该胎体具有埋在橡胶或其它弹性材料中的径向定向的加强芯线，和一个包括不连续内和外隔膜板的剪切层的环形带。根据本专利技术的另一实施例，该胎体包括埋在橡胶或其它弹性材料中的非径向定向的加强芯线，所谓的帘布层斜交帘布层。根据本专利技术的再一实施例，该轮胎包括一帘布层斜交帘布层胎体，并且径向邻近于该剪切层的胎体部分是内隔膜板。在该轮胎胎冠中的胎体径向外边与该剪切层粘接，以及该胎体，至少在这个区域中，具有上述的纵向强度特性。埋在一弹性材料中的基本不可伸长的加强芯线的外隔膜板与该剪切层的径向外表面粘接。根据本专利技术的一个方面，该环形带的横向半径，即在轮胎子午面上的弯曲半径，小于该胎面外表面的横向半径。通过这种结构可阻止在该接触区域中该环形带的弯曲。本专利技术结构的优点是允许轮胎设计者不依赖接触压力而调整该轮胎的垂向强度。相比之下，在常规的充气轮胎中，该垂向强度与地面接触压力紧密联系的。该轮胎侧壁提供了通过环形带支撑的载荷反作用于车轮所需的结构，由此支撑该车辆的质量。在常规充气轮胎中，载荷支撑是由轮胎侧壁张力差提供的，该最小侧壁张力是在接触区域的中央，而最大张力是在接触区域相对的子午线处。如图3A所示，本专利技术的该在结构上支撑的弹性轮胎通过拉伸在该接触区域外边的侧壁部分而支撑其载荷。当该侧壁具有高的有效径向拉伸强度和低的有效径向压缩强度时，可获得最佳载荷支撑。当满足这些条件时，该车轮可以称为挂在该轮胎上部分上。此外，为了最佳的载荷支撑，该侧壁在子午面上包括直的形状，即不像充气轮胎那样弯曲。本专利技术轮胎的垂向强度，是在垂直方向上抵抗承受载荷而变形的能力，很大程度上可以由该轮胎反向偏移强度影响。反向偏移强度是测量轮胎对于不与地面接触部分径向变形的抵抗力。该轮胎的反向偏移允许该车轮轴有一定垂向位移，它有效地降低了该轮胎的垂向强度。-->对该轮胎反向偏移强度的调整也就调整了该轮胎的垂向强度。垂向强度还受该轮胎的转动影响。当本专利技术的轮胎在高角速度下旋转时，在该环形带上产生离心力。这些力产生环向应力，使该环形带区域径向向外扩张。该环形带的扩张由该侧壁的高效径向强度阻止。由于在该地面接触区域不产生这种离心力，最终结果是一个垂直向上的力，它起到支撑部分载荷的作用，并增加了该轮胎的有效垂向强度。由此，该离心力以及该轮胎的有效垂向强度随速度增加而增加；由此，随速度增加该轮胎偏移被减小。减小偏移降低了轮胎中产生的热并改善了高速性能。根据本专利技术的一个实施例，一在结构上支撑的弹性轮胎包括支撑着与地面接触的胎面部分的径向帘布层胎体，从该胎面部分径向向内延伸的侧壁部分，并侧壁部分固定在胎圈部分上，该胎圈部分适合在轮胎转动时保持在车轮上，以及一个置于该胎面部分径向里边的加强环形带，该环形带包括一个弹性剪切层，至少一个粘贴在该弹性剪切层径向内部区域的第一隔膜板，以及至少一个粘贴在该弹性剪切层径向外部区域的第二隔膜板。根据本专利技术的另一实施例，一在结构上支撑的弹性轮胎包括支撑地面接触胎面部分的径向帘布层胎体，从该胎面部分径向向内延伸的侧壁部分，并固定在胎圈部分上，该胎圈部分适合在轮胎转动时保持在车轮上，以及一个置于该胎面部分径向里边的加强环形带，该环形带包括至少在该弹性剪切层径向外部区域粘贴着外隔膜板的弹性剪切层，该帘布层斜交帘布层胎体的胎冠或顶点部分粘贴在该弹性剪切层的径向内部区域，并起内隔膜板作用。附图说明本专利技术将通过结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在结构上支撑的弹性轮胎，包括一地面接触胎面部分，从该胎面部分径向向内延伸的、并固定在胎圈部分上以将轮胎固定在车轮上的侧壁部分，该轮胎还包括： 一胎体帘布层，具有至少两个在该胎圈部分之间延伸的层，并包括相对轮胎赤道面成一角度定向的平行加强芯线，该角度大于约１０°并小于约４５°，所述至少两层上的芯线相互倾斜； 一个弹性剪切层，设置于所述加强帘布层径向外部；以及 一个隔膜板，粘贴在所述弹性剪切层径向外部区域上，其中所述隔膜板和所述胎体帘布层的一部分设置在所述弹性剪切层径向内部，它们各具有大于所述弹性剪切层剪切模量的纵向拉伸模量。

【技术特征摘要】
1、一种在结构上支撑的弹性轮胎，包括一地面接触胎面部分，从该胎面部分径向向内延伸的、并固定在胎圈部分上以将轮胎固定在车轮上的侧壁部分，该轮胎还包括：一胎体帘布层，具有至少两个在该胎圈部分之间延伸的层，并包括相对轮胎赤道面成一角度定向的平行加强芯线，该角度大于约10°并小于约45°，所述至少两层上的芯线相互倾斜；一个弹性剪切层，设置于所述加强帘布层径向外部；以及一个隔膜板，粘贴在所述弹性剪切层径向外部区域上，其中所述隔膜板和所述胎体帘布层的一部分设置在所述弹性剪切层径向内部，它们各具有大于所述弹性剪切层剪切模量的纵向拉伸模量。2、根据权利要求1的轮胎，其中，所述胎体帘布层的加强芯线相对于所述轮胎赤道面以约15°至约20°范围的角度设置在轮胎顶部中。3、根据权利要求1的轮胎，其中，所述胎体帘布层的加强芯线相对于所述轮胎赤道面以约30°至约60°范围的角度设置在轮胎侧壁部分中。4、根据权利要求1的轮胎，其中，所述胎体帘布层包括两个加强芯线层。5、根据权利要求1的轮胎，其中所述胎体帘布层是一个加强芯线层，加强芯线层被设置成绕过所述胎圈，并且其自由端在赤道面上重叠。6、根据权利要求1的轮胎，其中，所述剪切层直接粘贴在所述胎体帘布层上。-->7、根据权利要求1的轮胎，其中，所述剪切层径向部的加强胎体帘布层部分的纵向拉伸模量与所述剪切层的剪切模量的比率至少为约100∶1。8、根据权利要求1的轮胎，其中，所述隔膜板的纵向拉伸模量与所述剪切层的剪切模量的比率至少为约100∶1。9、根据权利要求8的轮胎...

【专利技术属性】
技术研发人员：RH汤普森，TB赖恩，KW德米诺，SM克龙，
申请(专利权)人：米其林研究和技术股份有限公司，米其林技术公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]