專利名稱：帶有反向的胎體簾線層反包結(jié)構(gòu)的輪胎的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶有活胎面的充氣輪胎，更具體說涉及一種帶有改進(jìn)的可拆卸活胎面的充氣輪胎，由安裝在一改進(jìn)的徑向加強(qiáng)的帶胎圈的輪胎胎體上的可拆卸活胎面構(gòu)成，一般用于土方工程車輛。
背景技術(shù)：
本發(fā)明的帶活胎面的充氣輪胎通常用于大型的土方工程車輛上并在嚴(yán)酷的環(huán)境條件下承受很高的應(yīng)力和載荷，例如在采石場，礦山，鑄造廠，以及輪胎承受刺穿和磨損條件的其他工地。
如美國US 4,351,380所討論的，某些現(xiàn)有技術(shù)的活胎面組件包括一組繞支承結(jié)構(gòu)的周邊間隔開的與地面嚙合的外胎。在外胎上的重負(fù)荷導(dǎo)致產(chǎn)生很大的應(yīng)力，這些應(yīng)力有時(shí)導(dǎo)致早期輪胎失效。4,351,380號專利涉及一種改進(jìn)的活胎面組件，它包括一組外胎，繞一負(fù)荷支承結(jié)構(gòu)的周邊間隔開并固定在一加強(qiáng)帶結(jié)構(gòu)上，后者位于外胎的一側(cè)，該側(cè)與外胎嚙合地面的一側(cè)相反。
通常用于土方工程車輛的大型充氣輪胎有時(shí)因?yàn)樗鼈児ぷ鞯膰?yán)酷環(huán)境條件所造成的高應(yīng)力和負(fù)荷而失效。與其他失效根源相比，這些大型的現(xiàn)有技術(shù)輪胎在三個(gè)輪胎部位或者區(qū)域最可能失效。第一個(gè)有問題的區(qū)域是簾線層的反包端有時(shí)會通過輪胎的側(cè)壁斷裂。第二個(gè)有問題的區(qū)域是在胎圈區(qū)輪胎失效。第三個(gè)有問題的區(qū)域是在輪胎的胎冠區(qū)和/或胎肩區(qū)可能失效。
在現(xiàn)有技術(shù)中，對這些問題的傳統(tǒng)解決方案包括增加側(cè)壁的厚度，以提高彎曲剛性，提高胎圈區(qū)的剛性和強(qiáng)度，并通過提高側(cè)壁厚度減少負(fù)荷下輪胎的變形。為進(jìn)一步改善輪胎的耐用性，輪胎的簾線層反包部分一般都得到加強(qiáng)。
具有與本發(fā)明共同的收讓人的US 4,609,023中，在輪胎胎體內(nèi)設(shè)置了側(cè)壁嵌件，以允許在輪胎膨脹時(shí)簾線層結(jié)構(gòu)符合其固有形狀。
隨著改進(jìn)土方工程機(jī)械的不斷努力，迫切需要一種用于改善土方工程機(jī)械輪胎的耐用性的新方法和輪胎設(shè)計(jì)。本發(fā)明就是涉及一種改進(jìn)的充氣輪胎和活胎面組件，籍此明顯減少了早期輪胎失效的頻率。本發(fā)明還涉及提供一種改進(jìn)的充氣輪胎和活胎面組件，被設(shè)計(jì)成允許分幾個(gè)部分運(yùn)輸大型輪胎并然后在建筑工地組裝，以解決難以運(yùn)輸大型輪胎的問題，這些輪胎有時(shí)超過13英寸高并大約有8000到15000磅重。此外，本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的充氣輪胎和活胎面組件，籍此可更為經(jīng)濟(jì)地改變輪胎的驅(qū)動特性，并可減少通常需要的備用輪胎的存貨。
本發(fā)明的目的和概述本發(fā)明的目的是提供一種用于土方工程車輛的充氣輪胎，該充氣輪胎如所附權(quán)利要求中的一個(gè)或者多個(gè)所限定的，并具有被構(gòu)成為能實(shí)現(xiàn)其中一個(gè)或多個(gè)下述目的能力。
本發(fā)明的目的是提供一種用于土方工程車輛的改進(jìn)的輪胎和活胎面組件，其中可明顯減少早期輪胎失效的頻率。
本發(fā)明的另一目的涉及提供一種改進(jìn)的輪胎和活胎面組件，它被設(shè)計(jì)為允許分幾個(gè)部分運(yùn)輸大型輪胎，然后在送達(dá)地點(diǎn)組裝。
本發(fā)明的還一目的是提供一種改進(jìn)的輪胎和活胎面組件，籍此可迅速和經(jīng)濟(jì)地改變輪胎的驅(qū)動特性。
本發(fā)明的還一目的是提供一種改進(jìn)的輪胎和活胎面組件，籍此可減少在庫房儲存的輪胎備件的數(shù)量。
本發(fā)明的還一目的是提供一種改進(jìn)的輪胎和帶有獨(dú)特活胎面的可拆卸活胎面組件，后者被限制徑向向外擴(kuò)張。
本發(fā)明還一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的輪胎和可拆卸活胎面組件，其中輪胎胎面將保持更為平坦的胎面輪廓，這將改善輪胎壽命和耐用性。
本發(fā)明還一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的輪胎和可拆卸活胎面組件，其中該活胎面構(gòu)造成可提供刺穿保護(hù)。
本發(fā)明的還一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的輪胎和可拆卸的活胎面組件，其中帶束層由一獨(dú)特的胎體簾線層反包構(gòu)成，以加強(qiáng)胎圈區(qū)的輪胎。
本發(fā)明的還一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的輪胎和可拆卸的活胎面組件，在該輪胎的胎體內(nèi)帶有一獨(dú)特的反包簾線層結(jié)構(gòu)，以減少因下列原因造成的輪胎失效的可能性a)胎體簾線層的其中一個(gè)反包端通過輪胎的側(cè)壁斷裂；b)輪胎在胎圈區(qū)失效c)輪胎在其中一個(gè)側(cè)壁的上部胎肩區(qū)失效。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，一種改進(jìn)的帶活胎面的輪胎包括一輪胎胎體，具有一組繞胎體外周邊形成的環(huán)形凸臺和凹槽。一可拆卸的活胎面組件安裝在輪胎胎體的外部圓周表面上，以形成帶活胎面的輪胎。所述活胎面具有一組繞其內(nèi)周邊形成的環(huán)形凸臺和凹槽。一組零角度鋼絲在輪胎胎面的環(huán)形凸臺內(nèi)環(huán)繞輪胎活胎面的。可拆卸的活胎面組件包括一在其外表面上的接地胎面部分。輪胎胎體具有一組周向延伸的凸臺和凹槽，定向成與活胎面組件的內(nèi)表面上的周向延伸的互補(bǔ)凸臺和凹槽嚙合。
附圖的簡要說明

圖1是一斷面圖，示出了一改進(jìn)的輪胎，帶有根據(jù)本發(fā)明制造的活胎面；圖2是一放大的斷面圖，示出了圖1所示的根據(jù)本發(fā)明的對稱輪胎的一側(cè)或一半。
圖2A是一放大的斷面圖，示出了圖2所示輪胎的胎圈區(qū)。
圖3是一示出了其他實(shí)施例的斷面圖，其中胎體簾線層繞胎圈鋼絲軸向向內(nèi)反包；圖4是一放大的斷面圖，示出了圖3所示的根據(jù)本發(fā)明的對稱輪胎的一側(cè)或一半。
圖4A是一放大的斷面圖，示出了圖4所示輪胎胎體的反包部分。
定義“三角膠芯”指未加強(qiáng)的彈性體，繞胎圈芯徑向定位。
“輪胎斷面高度與寬度比”指其斷面高度(SH)和其斷面寬度(SW)之比，乘以100％，用百分比表示。
“軸向的”和“軸向地”指平行于輪胎轉(zhuǎn)動軸線的直線或者方向。
“胎圈”指的是輪胎的一部分，包括一環(huán)形抗張件，由膠層簾線包繞并成形為與輪輞設(shè)計(jì)配合，帶或者不帶其他加強(qiáng)件，例如鋼絲圈外包布、胎跟加強(qiáng)層、三角膠芯、護(hù)趾膠和胎圈包布。
“帶束層或緩沖層加強(qiáng)結(jié)構(gòu)”指的是至少兩層織造或非織造的平行簾線層，設(shè)置在胎面下面，不固著在胎圈上，并且相對于輪胎的中心平面具有范圍在17度至33度的左、右兩個(gè)簾線角度。
“斜交輪胎”指的是具有這樣一種胎體的輪胎，在該胎體的骨架層中加強(qiáng)簾線相對于輪胎的中心平面從胎圈芯到胎圈芯以約25°-50°的角度斜向地越過輪胎延伸。簾線在交替的層中以相反的角度延伸。
“周向的”指的是垂直于軸向方向沿環(huán)形胎面的表面的周邊延伸的線或方向。
“胎圈包布”指的是繞胎圈外側(cè)設(shè)置的窄條材料，以防止因輪輞相對于輪胎的運(yùn)動造成的簾線層老化和磨損。
“胎跟加強(qiáng)層”指設(shè)置在輪胎的胎圈部分內(nèi)的加強(qiáng)材料。
“簾線”指一根加強(qiáng)線股，輪胎中的簾線層由其構(gòu)成。
“中心平面(EP)”指的是這樣一個(gè)平面，該平面垂直于輪胎的轉(zhuǎn)動軸線并穿過其胎面的中心。
“鋼絲圈外包布”指的是繞胎圈芯和三角膠芯包繞的加強(qiáng)織物。
“接地印痕”指的是輪胎胎面在載荷和壓力下與一平坦表面的接地面積或接觸面積。
“內(nèi)襯層”是指彈性體或者其他材料構(gòu)成的層或數(shù)層，它形成了無內(nèi)胎輪胎的內(nèi)側(cè)表面并包含輪胎內(nèi)的充氣氣體或者流體。
“有效面積與總面積之比”是指在接地印痕內(nèi)時(shí)接觸道路表面的輪胎胎面橡膠被接地印痕內(nèi)胎面面積(包括槽之類的非接觸面積)除所得的比值。
“公稱輪輞直徑”是指輪胎的胎圈鋼絲密封之處的輪輞基部的直徑。
“額定充氣壓力”是指適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)組織為輪胎的服務(wù)條件設(shè)定的特定載荷下的特定設(shè)計(jì)充氣壓力。
“額定載荷”是指適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)組織為輪胎的服務(wù)條件設(shè)定的特定設(shè)計(jì)充氣壓力下的特定設(shè)計(jì)充氣載荷。
“簾線層”是指涂膠平行簾線構(gòu)成的連續(xù)層。
“徑向的”和“徑向地”是指朝向或者離開輪胎的轉(zhuǎn)動軸線徑向延伸的方向。
“子午線輪胎”是指帶束的或者周向約束的充氣輪胎，其中從胎圈延伸到胎圈的簾線層相對于輪胎的中心平面是以65°-90°之間的簾線角度鋪設(shè)的。
“斷面高度(SH)”是指在輪胎的中心平面從輪胎的公稱輪輞直徑到外徑的徑向距離。
發(fā)明的詳細(xì)描述參照圖1，其中示出了一改進(jìn)的帶活胎面的充氣輪胎10的斷面，在此特定實(shí)施例中該輪胎是一60/80R63規(guī)格和/或一70/68R63規(guī)格的土方工程機(jī)械輪胎。60/80R63規(guī)格的輪胎具有162英寸(411.48cm)的最大充氣外徑，60.00英寸(152.40cm)的最大充氣軸向?qū)挾?，?3英寸(160.02cm)的公稱胎圈直徑。70/68R63規(guī)格的輪胎具有162英寸(411.45cm)的最大充氣外徑，70.0英寸(177.80cm)的最大充氣軸向?qū)挾龋?3英寸(160.02cm)的公稱胎圈直徑。一般用空氣有時(shí)用空氣/氮的混合氣體將所述輪胎充氣到約100磅/每平方英寸(psi)的壓力。
改進(jìn)的帶活胎面的充氣輪胎10包括一個(gè)與地面嚙合的沿周向延伸的活胎面12，后者安裝在一徑向加強(qiáng)的帶胎圈的輪胎胎體14上。帶胎圈的輪胎胎體14通常包括一對輪胎側(cè)壁16，18，從輪胎胎體的外周表面20徑向向內(nèi)延伸并且它們的徑向末端分別終止在一對胎圈鋼絲22，24。側(cè)壁16，18各具有一上部16a，18a，分別位于輪胎胎體14的胎肩區(qū)內(nèi)及輪胎胎體的最大斷面寬度的徑向內(nèi)側(cè)，還各具有一下部16b，18b，分別位于胎圈鋼絲22，24附近及輪胎胎體14的最大斷面寬度的徑向內(nèi)側(cè)。下面將詳細(xì)描述輪胎胎體14的結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)。
輪胎胎體參照圖1和2，示出了輪胎胎體14的細(xì)節(jié)。軸向向內(nèi)的表面28是一個(gè)形成內(nèi)襯層的內(nèi)膠層襯26，用以保持充氣輪胎10的空氣壓力。內(nèi)膠層襯26覆蓋輪胎胎體14的整個(gè)面向內(nèi)表面28并用以保持胎體內(nèi)用來使輪胎10充氣的空氣。在輪胎胎體12內(nèi)在內(nèi)側(cè)表面28的彎曲部分的區(qū)域設(shè)置有織物阻隔層30和32，用以為阻隔橡膠層36的上部提供支承并防止阻隔橡膠被擠壓通過簾線層34的簾線。盡管示出了兩個(gè)阻隔層30和32，在本發(fā)明的范圍內(nèi)根據(jù)特定設(shè)計(jì)的需要也可以使用一至四個(gè)阻隔層。
胎體14在其結(jié)構(gòu)中還包括至少一個(gè)夾膠的簾線層34，由從輪胎胎體的外周表面20(亦稱為輪胎胎體的胎冠區(qū))徑向向內(nèi)延伸的輪胎簾線織物構(gòu)成，并具有分別包繞胎圈鋼絲22和24的反包端34a和34b。盡管所示的胎體簾線層34是單一的簾線層結(jié)構(gòu)，但如果需要可以采用多層結(jié)構(gòu)。胎體簾線層34優(yōu)選由鋼絲簾線的涂膠簾線層構(gòu)成，但它亦可由非鋼絲的胎體加強(qiáng)材料構(gòu)成。反包端34a和34b分別相對于裝胎輪輞42的凸緣35和胎圈鋼絲22、24的位置是本發(fā)明的一個(gè)重要方面，并將在下文中詳細(xì)討論。
在內(nèi)襯層26和簾線層34之間是一阻隔橡膠層36，后者支承簾線層34的整個(gè)長度并由擠靠簾線層34的橡膠的柔軟復(fù)合物構(gòu)成。這里稱為三角膠芯或者三角膠芯件38，39的環(huán)形剛性件各具有大致三角形的形狀并分別設(shè)置在胎圈鋼絲22，24的徑向外側(cè)以及阻隔橡膠36和內(nèi)襯層26之間。三角膠芯38，39分別從胎圈鋼絲22，24徑向向外的側(cè)壁中部和內(nèi)襯層26的區(qū)域延伸，用以提高胎圈區(qū)的剛性，以便防止輪胎在凸緣35上彎曲。從三角膠芯38，39軸向向外并在繞胎圈鋼絲22，24反包的簾線層34之間分別設(shè)置有下部膠料胎圈包布40，41，后者位于裝胎輪輞42的區(qū)域，分別支承胎圈鋼絲22，24，以便防止輪胎被相鄰的裝胎輪輞磨損?？恐虏磕z料胎圈包布40，41以及輪胎下部側(cè)壁16b，18b分別設(shè)置有上部膠料胎圈包布44，45，以便在凸緣35的區(qū)域?yàn)樘ト︿摻z22，24提供支承，并防止輪胎被相鄰的裝胎輪輞磨損。
在局部包圍胎圈鋼絲22，24的區(qū)域在下部胎圈包布40，41和橡膠阻隔層36之間設(shè)置有鋼絲胎圈包布層46，47，用以分別支承胎圈鋼絲22，24。從圖2和2A可見，鋼絲胎圈包布層46主要靠著下部胎圈包布40，41的朝內(nèi)的表面設(shè)置。在簾線層的內(nèi)表面和胎圈鋼絲22和24之間分別設(shè)置有鋼絲圈外包布48，49，后者由包繞鋼絲圈和其中一個(gè)三角膠芯至少一部分的織物材料加強(qiáng)。在簾線層34的端部34a，34b的兩側(cè)是兩個(gè)鋼絲涂膠層50和52，用以分別覆蓋簾線層34的端部34a，34b并使簾線層34可在涂膠層50和51之間移動而在輪胎制造或者輪胎嚴(yán)重彎曲時(shí)不致在簾線層34內(nèi)露出鋼絲。
三角膠芯的構(gòu)造這里稱為三角膠芯54，55并大致呈四邊形的兩個(gè)環(huán)形剛性件分別設(shè)置在胎圈鋼絲22，24的徑向外側(cè)，在鋼絲圈外包布48，49之間并在三角膠芯58，59之外，用以提高分別繞胎圈鋼絲22，24的區(qū)域的剛性，以防止輪胎在凸緣35上彎曲。三角膠芯54，55還設(shè)置在涂膠簾線層34的下部內(nèi)端和反包端34a和34b之間。貼靠著三角膠芯54和55并且從其上向外徑向延伸的是兩個(gè)環(huán)形剛性件，這里分別稱為三角膠芯58和59，用以幫助支承涂膠簾線層34的端部34a和34b。三角膠芯54，55由較硬的復(fù)合物構(gòu)成，其模量為在200％拉伸下約12.2-14.9megapascals/cm2。分別從三角膠芯58和59軸向向外的是外側(cè)三角膠芯62和64。
三角膠芯38，39，58，59和62，64通常由相同的較軟的橡膠復(fù)合物構(gòu)成，其模量為在200％拉伸下約7.2-8.8megapascals/cm2，用以提供一軟墊，以便吸收繞簾線層34的反包端34a和34b的應(yīng)力，此應(yīng)力是由輪胎撓曲產(chǎn)生的應(yīng)力造成的。盡管三角膠芯38，39，58，59和62，64通常是用相同的橡膠復(fù)合物構(gòu)成的，用范圍在約7.2和8.8megapascals/cm2at 200％之間的不同模量構(gòu)成三角膠芯中的一個(gè)或者多個(gè)也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在優(yōu)選實(shí)施例中，三角膠芯38，39，58，59和62，64比三角膠芯54和55軟，后者直接與胎圈鋼絲22和24相鄰并從胎圈鋼絲22和24徑向向外。最好，用以形成三角膠芯54和55的橡膠復(fù)合物比用以形成三角膠芯38，39，58，59和62，64的橡膠復(fù)合物硬約20％到約50％，最好硬約20％到50％。
胎體簾線層反包端的定位簾線層反包端34a和34b的定位是本發(fā)明的一個(gè)重要方面。如圖2A所示，反包端34a和34b徑向向外設(shè)置在約2至3倍鋼絲圈直徑的一個(gè)距離，該距離是從中心線66和直線67的交點(diǎn)到直線68，其中中心線66通過胎圈鋼絲22，24的中心延伸，直線67與胎體簾線層34的最為徑向向內(nèi)的表面相切，此處胎體簾線層部分34a，34b環(huán)繞胎圈鋼絲22，24，而直線68則與中心線66垂直并與簾線層34的外端相切。簾線層34的反包端34a，34b的外端的這一位置的重要性在于它能夠承受朝簾線層端部施加的壓力，在現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)中該壓力有時(shí)足以引起簾線層端部通過側(cè)壁斷裂，在現(xiàn)有技術(shù)中反包端更靠近輪胎側(cè)壁的中部延伸。使胎體簾線層34的反包端34a，34b的外端在更靠下位置接近凸緣35的徑向外部的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)工作條件使得輪胎向外偏轉(zhuǎn)時(shí)簾線層34的反包端34a，34b的端部將由凸緣35支承。這一方案大大減少了反包端34a，34b的外端在輪胎胎體14的側(cè)壁上造成龜裂的可能性，以及反包端34a，34b的外端軸向向外穿透輪胎胎體14的側(cè)壁的可能性。
固有的簾線層曲線簾線層34的簾線層曲線遵循固有的簾線層曲線，這意味著一旦膨脹它已經(jīng)處于其固有的形狀。胎體簾線層34當(dāng)膨脹時(shí)保持其固有的形狀以減少輪胎上的膨脹應(yīng)變。向下延伸到鋼絲圈22的簾線的部分沿其長度由輪輞凸緣35的軸向內(nèi)表面37同樣地支承，該軸向內(nèi)表面37大致平行于穿過鋼絲圈22，24的中心線66。
活胎面與地面嚙合的周向延伸的活胎面可拆卸地安裝在輪胎胎體14上。如圖1所示，活胎面12的下側(cè)或內(nèi)周面70包括一組與輪胎胎體14的凸臺76和凹槽78嚙合的凸臺72和凹槽74，以約束活胎面12相對于胎體14的側(cè)向或軸向的運(yùn)動。輪胎活胎面12包括一胎面部分80和一組胎面帶束層82，84，86，和88(82-88)。盡管示出了四個(gè)帶束層82-88，按需要使用其他數(shù)量的胎面簾線層也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。為用于大型土方工程機(jī)械而組合可拆卸的輪胎活胎面和輪胎胎體，其重要性在于在輪胎的一部分例如輪胎活胎面或者輪胎胎體磨損而其他部分完好的情況下，使之能夠更換輪胎的一部分，而非整個(gè)輪胎。而且，也可能希望有不同類型的胎面設(shè)計(jì)，例如驅(qū)動或者轉(zhuǎn)向胎面設(shè)計(jì)。這一特征允許一種改變輪胎胎面的低成本手段，以構(gòu)成適當(dāng)類型的理想輪胎。這一特征將大為減少儲存?zhèn)溆幂喬サ某杀?，甚至可延長輪胎的工作時(shí)間。
本發(fā)明的一個(gè)獨(dú)特方面是采用了零角度鋼絲90。零角度鋼絲90環(huán)繞輪胎胎面并設(shè)置成約束由于輪胎胎體中嚴(yán)重偏移造成的活胎面12徑向向外脹大。通過防止輪胎胎面徑向向外脹大，輪胎胎面可以保持一更為平坦的胎面輪廓，后者將改善胎面壽命和耐用性。它亦可提供許多層鋼絲，以防止切割和刺穿。在輪胎胎面12的環(huán)形凸臺72內(nèi)設(shè)置零角度鋼絲90有兩個(gè)附加的優(yōu)點(diǎn)。第一，當(dāng)將活胎面安裝在輪胎胎體上時(shí)，使輪胎胎體膨脹及向外壓迫，使得其凸臺76被壓入繞活胎面12的內(nèi)表面設(shè)置的環(huán)形槽74內(nèi)。以同樣方式，包含零角度鋼絲90的活胎面的凸臺72就被壓入輪胎胎體14的凹槽20內(nèi)。然而，由于鋼絲90阻止環(huán)形凸臺76從輪胎胎體14的胎冠徑向向外擴(kuò)張，所以凸臺76就被壓入在活胎面12上形成的凹槽70內(nèi)。由于活胎面12在沒有零角度鋼絲90的區(qū)域內(nèi)可以更略微地?cái)U(kuò)張，所以環(huán)形凸臺76就有更深地壓入環(huán)形槽74內(nèi)的傾向，以更好地支承輪胎胎體14上的活胎面12。盡管所示的零角度鋼絲90是處于環(huán)形凸臺72內(nèi)，包括一附加層的零角度鋼絲亦在本發(fā)明的范圍內(nèi)，其中該零角度鋼絲嵌在活胎面中在凸臺71和環(huán)形凸臺72之間。
簾線層反包端的其他實(shí)施例如圖3，4，和4A所示，輪胎胎體例如輪胎胎體114的一替換實(shí)施例在結(jié)構(gòu)上包括輪胎簾布構(gòu)成的至少一個(gè)夾膠簾線層134，從輪胎胎體的外部圓周表面110(亦稱為輪胎胎體的胎冠區(qū))徑向向內(nèi)延伸，并具有分別包繞胎圈鋼絲122和124的反包端134a和134b。盡管所示的胎體簾線層134呈單層結(jié)構(gòu)，如果需要也可采用多層結(jié)構(gòu)。胎體簾線層134最好由涂膠的鋼絲層構(gòu)成，但它可以由非鋼制的胎體加強(qiáng)材料構(gòu)成。反包端134a和134b分別相對于輪胎安裝輪輞142的凸緣135和胎圈鋼絲122和124的位置是本發(fā)明的一個(gè)重要方面，并將在下文中更為詳細(xì)地討論。
在內(nèi)襯層126和簾線層134之間是一阻隔橡膠層136，后者支承簾線層34的整個(gè)長度并由擠靠簾線層134的橡膠的柔軟復(fù)合物構(gòu)成。這里稱為三角膠芯或者三角膠芯件138，139的環(huán)形剛性件各具有大致三角形的形狀并分別設(shè)置在胎圈鋼絲122，124的徑向外側(cè)以及阻隔橡膠136和內(nèi)襯層126和反包簾線層134之間。三角膠芯138，139分別從胎圈鋼絲122，124徑向向外的側(cè)壁中部和內(nèi)襯層126的區(qū)域延伸，用以提高胎圈區(qū)的剛性，以便防止輪胎在凸緣135上彎曲。從三角膠芯138，139軸向向內(nèi)并在繞胎圈鋼絲122，124反包的簾線層34之間分別設(shè)置有下部膠料胎圈包布140，141，后者在裝胎輪輞142的區(qū)域分別支承胎圈鋼絲122，124，以便防止輪胎被相鄰的裝胎輪輞磨損?？恐虏磕z料胎圈包布140，141以及輪胎下部側(cè)壁116b，118b分別設(shè)置有上部膠料胎圈包布144，145，以便在凸緣135的區(qū)域?yàn)樘ト︿摻z122，124提供支承，并防止輪胎被相鄰的裝胎輪輞磨損。
在局部包圍胎圈鋼絲122，124的區(qū)域在下部胎圈包布140，141和橡膠阻隔層136之間設(shè)置有鋼絲胎圈包布層146，147，用以分別支承胎圈鋼絲122，124。從圖3，4和4A可見，鋼絲胎圈包布層146主要靠著下部胎圈包布140，141的朝內(nèi)的表面設(shè)置。在簾線層134的內(nèi)表面和胎圈鋼絲122和124之間分別設(shè)置有鋼絲圈外包布148，149，后者由包繞鋼絲圈和其中一個(gè)三角膠芯至少一部分的織物材料加強(qiáng)。在簾線層134的端部134a，134b的兩側(cè)是兩個(gè)鋼絲涂膠層150和152，用以分別覆蓋簾線層134的端部134a，134b并使簾線層134可在鋼絲簾線層150和151之間移動而在輪胎制造或者輪胎嚴(yán)重彎曲時(shí)不致在簾線層134內(nèi)露出鋼絲。
其他實(shí)施例的三角膠芯構(gòu)造這里稱為三角膠芯154，155并大致呈四邊形的兩個(gè)環(huán)形剛性件分別設(shè)置在胎圈鋼絲122，124的徑向外側(cè)，在鋼絲圈外包布148，149之間并在三角膠芯158，159之外，用以提高分別繞胎圈鋼絲122，124的區(qū)域的剛性，以防止輪胎在輪輞142的凸緣135上彎曲。三角膠芯154，155還設(shè)置在涂膠簾線層134的下部內(nèi)端和反包端134a和134b之間。貼靠著三角膠芯154和155并且從其上向外徑向延伸的是兩個(gè)環(huán)形剛性件，這里分別稱為三角膠芯158和159，用以幫助支承涂膠簾線層134的端部134a和134b。三角膠芯154，155由較硬的復(fù)合物構(gòu)成，其模量為在200％拉伸下約12.2-14.9megapascals/cm2。分別從三角膠芯154和155軸向向內(nèi)的是內(nèi)側(cè)三角膠芯138和139，分別從三角膠芯154和155軸向向外的是外側(cè)三角膠芯162和164。三角膠芯138，139，158，159和162，164通常由相同的較軟的橡膠復(fù)合物構(gòu)成，其模量為在200％拉伸下約7.2-8.8megapascals/cm2，用以提供一軟墊，以便吸收繞簾線層134的反包端134a和134b的應(yīng)力，此應(yīng)力是由輪胎撓曲產(chǎn)生的應(yīng)力造成的。盡管三角膠芯138，139，158，159和162，164通常是用相同的橡膠復(fù)合物構(gòu)成的，用范圍在約7.2和8.8megapascals/cm2at 200％之間的不同模量構(gòu)成三角膠芯中的一個(gè)或者多個(gè)也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在優(yōu)選實(shí)施例中，三角膠芯138，139，158，159和162，164比三角膠芯154和155軟，后者分別直接與胎圈鋼絲122和124相鄰并從胎圈鋼絲122和124徑向向外。最好，用以形成三角膠芯154和156的橡膠復(fù)合物比用以形成三角膠芯138，139，158，159和162，164的橡膠復(fù)合物硬約20％到約50％，最好硬約20％到50％。
其他實(shí)施例的簾線層反包端的定位胎體簾線層反包端134a和134b的定位是本發(fā)明的一個(gè)重要方面。最好徑向向外地設(shè)置反包端24a，34b。它們繞胎圈鋼絲122，124軸向向內(nèi)地回繞。這是一項(xiàng)十分重要的改進(jìn)，因?yàn)閷⑤喬ヌンw114的胎圈區(qū)壓靠在凸緣135上的輪胎壓力實(shí)際上使得簾線層反包端134a，134b壓靠在從胎體的胎冠軸向向下延伸到胎圈鋼絲122，124的胎體簾線層部分上。所述壓靠產(chǎn)生一個(gè)趨向于防止簾線層反包端134a，134b徑向移動的力。這就對側(cè)壁附加了一個(gè)額外的支承，以防止它們沿軸向向外的方向移動。而且，由于將簾線層反包端134a，134b壓靠在從胎體的胎冠軸向向下延伸到胎圈鋼絲122，124的胎體簾線層部分上的效果，繞胎圈鋼絲122，124的胎圈區(qū)被變直，并且降低了胎圈鋼絲轉(zhuǎn)動的傾向。
圖3，4和4A所示設(shè)計(jì)的改進(jìn)是反包端134a和134b設(shè)置在約2至3倍鋼絲圈直徑的一個(gè)距離，該距離是從中心線166和直線167的交點(diǎn)到直線168，其中中心線166通過胎圈鋼絲122，124的中心延伸，直線167與胎體簾線層134的最為徑向向內(nèi)的表面相切，此處胎體簾線層反包端部分134a，134b環(huán)繞胎圈鋼絲122，124，而直線168則與中心線166垂直并與胎體簾線層134的外端相切。簾線層134的反包端134a，134b的外端的這一位置是重要的，因?yàn)樵诂F(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)中朝簾線層端部施加的壓力有時(shí)足以引起簾線層端部通過側(cè)壁斷裂，在現(xiàn)有技術(shù)中反包端更靠近輪胎側(cè)壁的中部延伸。使胎體簾線層134的反包端134a，134b在更靠下位置接近凸緣135的徑向外邊緣的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)工作條件使得輪胎向外偏轉(zhuǎn)時(shí)簾線層134的反包端134a，134b將由簾線層134和凸緣35支承。軸向向內(nèi)回繞的簾線層反包端134a，134b的總有利效果是大大減少了反包端134a，134b軸向向外刺穿輪胎胎體114側(cè)壁的可能性。
盡管圖3，4和4A示出了三角膠芯156，157，158，159，162和164，鋼絲圈外包布148，149，以及其他共用胎體構(gòu)件的一個(gè)特定結(jié)構(gòu)，根據(jù)特定類型的子午線輪胎的要求，軸向向內(nèi)回繞的簾線層反包端134a，134b可用在具有任何結(jié)構(gòu)的三角膠芯，鋼絲圈外包布和其他共用輪胎構(gòu)件的子午線輪胎內(nèi)。盡管在輪胎胎體114上安裝有輪胎活胎面120的充氣輪胎100可包括軸向向內(nèi)回繞的簾線層反包端134a，134b，將軸向向內(nèi)回繞的簾線層反包端用在一充氣輪胎內(nèi)也屬于本發(fā)明的范疇，這種輪胎例如可以是4,609,023號專利所示的充氣輪胎，該專利整體結(jié)合在本文中。而且，盡管將軸向向內(nèi)回繞的簾線層反包端用在安裝于土方工程車輛上的大型充氣輪胎之類的充氣輪胎內(nèi)屬于本發(fā)明，將用于充氣輪胎的向內(nèi)反包端用在任何類型的車輛上也屬于本發(fā)明，這些車輛包括(但非絕對)卡車，汽車，商業(yè)和家用車輛。
其他實(shí)施例的固有簾線層曲線簾線層134的固有簾線層曲線遵循固有的簾線層曲線，這意味著一旦膨脹它已經(jīng)處于其固有的形狀。胎體簾線層134當(dāng)膨脹時(shí)保持其固有的形狀以減少輪胎上的膨脹應(yīng)變。向下延伸到鋼絲圈122，124的簾線層134的部分沿其長度由輪輞凸緣135的軸向內(nèi)表面137同樣地支承，該軸向內(nèi)表面137大致平行于穿過鋼絲圈122，124的中心線166。
在整個(gè)說明書中，技術(shù)用語橡膠復(fù)合物是指任何彈性的復(fù)合物。
很明顯，根據(jù)本發(fā)明已經(jīng)提供了用于構(gòu)成一改進(jìn)輪胎以及可拆卸的活胎面組件的設(shè)備和方法，其中通過包括改進(jìn)的輪胎胎體簾線層反包結(jié)構(gòu)。改進(jìn)的輪胎胎體簾線層反包結(jié)構(gòu)可用在具有單個(gè)輪胎胎體和胎面組件的充氣輪胎上，以第一和第二反包端包繞胎圈鋼絲并從胎圈鋼絲軸向向內(nèi)延伸。改進(jìn)的輪胎胎體簾線層反包結(jié)構(gòu)也可用在具有改進(jìn)的三角膠芯結(jié)構(gòu)的輪胎中。改進(jìn)的輪胎和可拆卸的活胎面組件允許以分幾個(gè)部分的形式運(yùn)輸大尺寸輪胎，然后在到貨地點(diǎn)組裝。此外，可拆卸的活胎面組件允許在一輪胎胎體上采用不同的活胎面，以便迅速地以及經(jīng)濟(jì)地改變輪胎的驅(qū)動特性。而且，可拆卸的活胎面組件提供了一種徑向向外的擴(kuò)張受到限制的獨(dú)特的活胎面，因此輪胎胎面將保持更為平坦的胎面輪廓，后者進(jìn)一步改善了胎面的壽命和耐用性，并提供了了改善的刺穿保護(hù)。
盡管結(jié)合實(shí)施例描述了本發(fā)明，很明顯本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)上述教導(dǎo)可明顯看出許多其他改動和變化。因此，由于落入本發(fā)明的精神和范圍本發(fā)明意在包括所有這些改動和變化。
權(quán)利要求
1.一種帶活胎面的充氣輪胎，包括一可拆卸的活胎面組件，安裝在一可膨脹的多層輪胎胎體的外圓周表面上；該輪胎胎體包括至少一個(gè)胎體簾線層，一對隔開的胎圈鋼絲，和一對位于胎圈鋼絲之間到所述輪胎胎體的外圓周表面的側(cè)壁部分；所述至少一個(gè)胎體簾線層嵌在所述輪胎胎體內(nèi)且完整地繞輪胎胎體的圓周延伸，并具有包繞胎圈鋼絲且從所述胎圈鋼絲軸向向內(nèi)延伸的第一和第二反包端。
2.如權(quán)利要求1所述的帶活胎面的充氣輪胎，還包括所述第一和第二反包端的最外端徑向向外位于等于胎圈鋼絲直徑的約2至3倍的距離處，該距離是從一中心線和一直線的交點(diǎn)到另一直線測得的，其中所述中心線穿過胎圈鋼絲的中心延伸，所述直線與胎體簾線層的最為徑向向內(nèi)的表面相切，此處胎體簾線層反包部分環(huán)繞胎圈鋼絲，而所述另一直線則與所述中心線垂直并與簾線層的反包端的外端相切。
3.如權(quán)利要求1所述的帶活胎面的充氣輪胎，還包括繞各胎圈鋼絲設(shè)置的第一，第二，第三和第四三角膠芯件，三角膠芯件的第一個(gè)鄰接各胎圈鋼絲并從所述胎圈鋼絲徑向向外地設(shè)置，三角膠芯件的第二個(gè)鄰接所述三角膠芯件的第一個(gè)并從其徑向向外地設(shè)置，并在從輪胎胎體的圓周到胎圈鋼絲延伸的第一胎體簾線層的一部分和胎體簾線層的第一和第二反包端的一部分之間，三角膠芯件的第三個(gè)靠著第一和第二反包端的軸向向外的側(cè)面設(shè)置，并且三角膠芯件的第四個(gè)靠著第一胎體簾線層的第一和第二反包端的軸向向內(nèi)的側(cè)面設(shè)置。
4.如權(quán)利要求3所述的帶活胎面的充氣輪胎，其中第一三角膠芯件由第一彈性體構(gòu)成，所述第一彈性體比構(gòu)成第二，第三和第四三角膠芯件的第二彈性體硬。
5.如權(quán)利要求4所述的帶活胎面的充氣輪胎，其中第一三角膠芯件由第一彈性體構(gòu)成，所述第一彈性體比構(gòu)成第二，第三和第四三角膠芯件的第二彈性體硬至少20％到約50％。
6.如權(quán)利要求1所述的帶活胎面的充氣輪胎，還包括一互鎖結(jié)構(gòu)，用以將可拆卸的活胎面組件固定在輪胎胎體上。
7.如權(quán)利要求6所述的帶活胎面的充氣輪胎，其中互鎖結(jié)構(gòu)包括在可拆卸的活胎面組件的內(nèi)表面上的互鎖胎面結(jié)構(gòu)，用以與可膨脹載荷支承結(jié)構(gòu)的外部圓周表面上的互補(bǔ)的互鎖支承結(jié)構(gòu)嚙合。
8.如權(quán)利要求7所述的帶活胎面的充氣輪胎，其中互鎖胎面結(jié)構(gòu)包括一組周向延伸的凸臺和凹槽；并且互鎖支承結(jié)構(gòu)包括一組周向延伸的凸臺和凹槽，定向成與活胎面組件內(nèi)表面上的周向延伸的互補(bǔ)的凸臺和凹槽嚙合，以防止活胎面組件相對于可膨脹載荷支承結(jié)構(gòu)的外圓周邊軸向移動。
9.如權(quán)利要求1所述的帶活胎面的充氣輪胎，其中活胎面組件包括在其外表面上的接觸地面的胎面部分和一組周向延伸的凸臺和凹槽，后者定向成防止活胎面組件相對于輪胎胎體的外圓周邊軸向移動。
10.如權(quán)利要求1所述的帶活胎面的充氣輪胎，其中第一胎體簾線層的簾線層曲線遵循固有的簾線層曲線。
11.一種充氣輪胎，包括一輪胎胎面，設(shè)置在可膨脹的多層輪胎胎體的外圓周表面上；該輪胎胎體包括至少一個(gè)胎體簾線層，一對隔開的胎圈鋼絲，和一對位于所述胎圈鋼絲之間到所述輪胎胎體的外圓周表面的側(cè)壁部分；并且所述至少一個(gè)胎體簾線層嵌在所述輪胎胎體內(nèi)且完整地繞輪胎胎體的圓周延伸，并具有包繞胎圈鋼絲且從所述胎圈鋼絲軸向向內(nèi)延伸的第一和第二反包端。
12.如權(quán)利要求11所述的充氣輪胎，還包括所述第一和第二反包端的最外端徑向向外位于等于胎圈鋼絲直徑的約2和3倍的距離處，該距離是從一中心線和一直線的交點(diǎn)到另一直線測得的，其中所述中心線穿過胎圈鋼絲的中心延伸，所述直線與胎體簾線層的最為徑向向內(nèi)的表面相切，此處胎體簾線層反包部分環(huán)繞胎圈鋼絲，而所述另一直線則與所述中心線垂直并與胎體簾線層的反包端的外端相切。
13.如權(quán)利要求11所述的充氣輪胎，還包括繞各胎圈鋼絲設(shè)置的第一，第二，第三和第四三角膠芯件，三角膠芯件的第一個(gè)鄰接各胎圈鋼絲并從所述胎圈鋼絲徑向向外地設(shè)置，三角膠芯件的第二個(gè)鄰接所述所述三角膠芯件的第一個(gè)并從其徑向向外地設(shè)置，并在從輪胎胎體的圓周到胎圈鋼絲延伸的第一胎體簾線層的一部分和胎體簾線層的第一和第二反包端的一部分之間，三角膠芯件的第三個(gè)靠著第一和第二反包端的軸向向外的側(cè)面設(shè)置，并且三角膠芯件的第四個(gè)靠著第一胎體簾線層的第一和第二反包端的軸向向內(nèi)的側(cè)面設(shè)置。
14.如權(quán)利要求13所述的充氣輪胎，其中第一三角膠芯件由第一彈性體構(gòu)成，所述第一彈性體比構(gòu)成第二，第三和第四三角膠芯件的第二彈性體硬。
15.如權(quán)利要求14所述的充氣輪胎，其中第一三角膠芯件由第一彈性體構(gòu)成，所述第一彈性體比構(gòu)成第二，第三和第四三角膠芯件的第二彈性體硬至少約20％到約50％。
16.如權(quán)利要求11所述的充氣輪胎，其中所述第一胎體簾線層的簾線層曲線遵循固有的簾線層曲線。
全文摘要
一種改進(jìn)的帶活胎面的輪胎,包括安裝在多層輪胎胎體的外部圓周表面上可拆卸活胎面組件。而嵌入的輪胎胎體具有包繞胎圈鋼絲的簾線層反包端并從胎圈鋼絲軸向向內(nèi)延伸。第一和第二反包端的最外端徑向向外位于等于胎圈鋼絲直徑的約2至3倍的距離處,這樣當(dāng)安裝在輪胎輪輞上的輪胎胎體被偏轉(zhuǎn)時(shí)反包端的端部由輪胎輪輞的凸緣支承。反包端也由繞各胎圈鋼絲設(shè)置的第一,第二,第三和第四三角膠芯件支承。胎體簾線層的簾線層曲線也可遵循固有的簾線層曲線。
文檔編號B60C15/00GK1275946SQ97182282
公開日2000年12月6日 申請日期1997年5月20日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月20日
發(fā)明者W·E·雷曼 申請人:固特異輪胎和橡膠公司