非充气汽车轮胎制造技术

一种汽车的非充气轮胎，具有弹性材料主体，该主体具有包括行驶面的周向延伸的冠部和连接于冠部的周向延伸的侧壁。侧壁终止于周向延伸的胎圈，胎圈适于接合车轮的轮辋。由复合材料制成的多个径向延伸且周向隔开的复合曲线形弹簧至少部分地嵌入冠部和侧壁内。曲线形弹簧具有终止于轮胎主体的胎圈内的末端。由高强度低拉伸材料构成的周向延伸的束带位于复合曲线形弹簧的径向外侧。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】非充气汽车轮胎相关申请的交叉参照本申请是目前未决的2005年4月22日提交的美国专利申请第 10/532,553号的部分继续申请案，其要求国际提交日期为2003年10 月21日的PCT国际申请第PCT/HU2003/000083号的优先权。
技术介绍
本专利技术总体涉及汽车轮胎，且更具体地，涉及非充气汽车轮胎。目前汽车上使用的轮胎一般为充气轮胎。使用这种轮胎，内部气 压对承载作用于轮胎上的负荷是必须的。尽管使用内部气压工作的汽 车轮胎在实际中运行良好，但其的确存在重大缺点。这些缺点包括结 构设计复杂以及在公路上使用期间出现刺破时的安全问题。现有技术中存在无气或非充气轮胎设计。例如，授予Benson的美 国专利第1,610,238号公开了一种无气汽车轮胎，其中围绕轮胎径向设 有弓形或C形弹簧。围绕轮胎外周的环形线簧穿过位于轮胎冠部的C 形弹簧部中形成的环。C形弹簧的末端弯入轮胎胎圈部内的金属丝圈 中。各自的直径等于轮胎胎圈直径的一对环形弹簧分别穿过C形弹簧 末端的金属丝圈。在授予Mitchell的美国专利第1,113,036号中说明了相似的径向定 位的板簧。然而该方案中的C形板簧不包括轮胎冠部上的环。根据授予Walton的美国专利第1,471,580号，由圆形截面的金属丝 制备的弹簧形成两个对称定位的半圆，并径向设置于轮胎内，以便形 成随道状结构。各个弹簧的两端设有圆形折返部。用作胎圈金属丝圈 的钢丝穿过圆形折返部。在圆周方向，径向弹簧通过轮胎冠部中的加 强件成对束紧。在此方案中，将轮胎加压以确保必要的负载能力。上述现有技术轮胎的缺点在于，因各轮胎弹簧的冠部变平，各轮 胎不适于承载约450磅以上的负荷，且因变形较大弹簧疲劳和断裂。 这种结构的汽车轮胎的另一缺点在于其仅可用于低行驶速度(最大25一35英里每小时)的汽车。如果负载或速度较大，则汽车轮胎的温度会因弹簧变形较大而大幅超过可接受的温度限度175 —195° F。因此， 橡胶材料老化非常迅速，从而不适合继续使用。上述现有技术轮胎的 又一缺点是因其高剖面所具有的较小侧向稳定性。这使其不可能安全 运行于现今的高速汽车中。授予Subotics的共同受让美国专利第6,374,887号的目标是通过径 向置于轮胎内的、优选由钢等材料制成的弓形板簧加强的非充气汽车 轮胎。该轮胎具有包括行驶面的冠部和经肩部连接于冠部的两个侧壁。 两个侧壁终止于夹入轮辋中的胎圈。冠部、侧壁和胎圈由弓形板簧支 承的、弹性材料制成的肋保持在一起。板簧末端柔性嵌入胎圈内，且 整个汽车轮胎以预应力状态安装于轮辋上。然而，Subotics的，887号专利的非充气轮胎的缺点在于，由于板簧 未置入轮胎的橡胶主体内，所以在运行中加强肋在板簧上滑动。因而 产生的摩擦导致生热。其结果是轮胎在使用中严重加热。此外，由于 板簧末端柔性嵌入胎圈内，在运行期间因轮胎的较大变形，轮胎胎圈 也严重加热。另外，在轮胎的高负载下，弹簧末端压入胎圈的橡胶材 料中。因此，弹簧的胎圈末端相互远离移动，且在弹簧的冠部产生折 叠状峰值变形。这些峰值变形导致弹簧在仅运行较短时间后即断裂。因此，本专利技术的目的在于提供具有高耐磨性、负载能力、速度和 侧向稳定性的非充气汽车轮胎，从而消除或至少减少公知汽车轮胎的 上述缺点。这些以及其它目的和优点根据以下说明将是显而易见的。
技术实现思路
本专利技术针对汽车的非充气轮胎。本专利技术是以公知的具有弹簧的汽 车轮胎的缺点主要来源于板簧的形状、材料和结构及其与轮胎的橡胶 主体的连接模式这一认识为基础的。本专利技术的汽车轮胎具有由弹性材料优选为橡胶或聚氨酯制成的主 体。该主体具有包括行驶面的冠部和经肩部连接于冠部且终止于胎圈 的两个侧壁。径向设置的曲线形弹簧被定位成相互间以规定距离沿周 向隔开，并从一个胎圈延伸至另一胎圈。在将轮胎安装至轮辋上时，随着胎圈被拉伸以跨越轮辋的凸缘，而将轮胎的胎圈通过张力固定于 常规车轮轮辋的凸缘中。根据本专利技术，曲线形弹簧至少沿冠部嵌入轮 胎主体内。在本专利技术的非充气轮胎的一个实施例中，从一个胎圈至另一胎圈 的角度范围为0《t《7l的曲线形弹簧的形状，可在具有X和Y轴的正交坐标系中由等式x = a *cos t禾口 y = b *sin t描述。该形状为半椭圆形，其中半椭圆处于由以下椭圆确定的范围内(7/8)a > b > (l/2)a 其中a为椭圆长轴的一半，且 b为椭圆短轴的一半。 在理想情况下 b = (2/3)a曲线形弹簧的向内弯曲的端部与正交坐标系的x轴之间的夹角oc 优选地最小为约8° ，或优选地等于安装至轮胎胎圈的轮辋部与轮辋的 旋转轴之间的夹角。冠部上的曲线形弹簧由具有良好动态性能的两个高强度、低拉伸 的束带插入件环绕。束带完全嵌入橡胶内且径向位于弹簧外侧。本专利技术的非充气轮胎的第二实施例适用于二件式、可拆卸的轮辋， 除省略束带之外其具有与第一实施例相同的结构，且曲线形弹簧的末 端在侧视图中为横向C形，其中，在由C形形成的凹处，胎圈金属丝 圈嵌入胎圈的橡胶主体中。圆形胎圈金属丝圈优选地由弯曲成圆形的、 高强度钢的绞合弹簧钢丝制成，嵌入可能由石墨或玻璃纤维增强的橡 胶或KEVLAR中。在本专利技术的非充气轮胎的第三实施例中，多个径向延伸且周向隔 开的复合曲线形弹簧至少部分地嵌入轮胎主体的冠部和第一及第二侧 壁内，各个复合曲线形弹簧具有止于轮胎主体的第一胎圈内的第一端 和止于轮胎主体的第二胎圈内的第二端。由高强度和低拉伸材料构成 的周向延伸的束带径向设置于多个曲线形弹簧的外侧以便围绕这些弹 簧。弹簧由复合材料构成，且各个弹簧包括总体S形的第一侧壁和总7体倒S形的第二侧壁。更具体地，各个弹簧的侧壁各自包括侧壁上部 和下部，侧壁上部相对于轮胎的径向平面凸出，而侧壁下部相对于轮 胎的径向平面凹入。各个弹簧还包括相对于车轮的轮辋凸出的顶部和 平坦的以总体沿横轴平放的端部。周向延伸的缓冲器由弹性材料制成， 且适于接合车轮的轮辋以便被轮胎主体封闭。优选地使用便于粘合的某种材料，优选地使用双组分CHEMOSIL 溶液对曲线形弹簧的表面进行处理，或者可在曲线形弹簧表面使用铜 覆层。另外，优选地使用橡胶涂覆的加强材料覆盖行驶面下方的曲线 形弹簧，如钢带或KEVLAR织物。根据本专利技术的汽车轮胎可有利地用于具有轮胎的各种车辆，包括 卡车、军用车辆、客车等。结合所附权利要求和附图，本专利技术实施例的以下详细说明提供了 对本专利技术性质和范围的更完整的理解。附图说明图1是安装于整体式轮辋上的本专利技术的汽车轮胎的第一实施例的 剖视图2是安装于二件式轮辋上的本专利技术的汽车轮胎的第二实施例的 剖视图3是示出图1轮胎的曲线形弹簧的形状的示意图； 图4是围绕图1轮胎的圆周所截取的剖视图； 图5是示出图2轮胎的曲线形弹簧的形状的示意图； 图6是图l轮胎的剖视透视图7是安装于整体式轮辋上的本专利技术的汽车轮胎的第三实施例的 剖视图8是粘合剂和加强材料应用于弹簧上的、图7轮胎的剖视透视图。具体实施例方式图1的剖视图中示出了本专利技术的汽车轮胎的第一实施例。总体示 为1的主体优选由橡胶或聚氨酯等弹性材料(例如通过压铸、传递模塑或注射成型)制成。尽管本说明书的其余部分将假定轮胎主体材料 为橡胶，但是可以理解也可使用替代材料。轮胎本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车的非充气轮胎，包括：　ａ．由弹性材料制成的主体，具有包括行驶面的周向延伸的冠部和连接于所述冠部的周向延伸的第一和第二侧壁，所述周向延伸的第一和第二侧壁分别终止于周向延伸的第一和第二胎圈，所述第一和第二胎圈适于接合车轮的轮辋；以 及　ｂ．多个径向延伸且周向隔开的复合曲线形弹簧，至少部分地嵌入轮胎主体的所述冠部和所述第一及第二侧壁，所述复合曲线形弹簧各自具有终止于轮胎主体的第一胎圈内的第一端部和终止于轮胎主体的第二胎圈内的第二端部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M穆恩，M科恩，
申请(专利权)人：新技术轮胎有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]