专利名称：低阻力防损伤耐用复合充气轮胎的制作方法
技术领域：
本发明为一种具有异型断面，适用于多种类型轻型车辆和小型飞机的复合充气轮胎。
自橡胶充气轮胎问世以来，因其减振性能好，而得到广泛的应用。而充气轮胎为了使胎内气体产生减震作用，其轮胎就必须产生形变。但现有的常规充气轮胎尤其是轻型充气轮胎主要是由胎体接地部位的胎冠产生形变来实现减震作用的，该形变将导至接地面积增加，滚动进入角变大，胎体胶面及帘线揉动量大，胎体张力分布不均匀，其结果是轮胎的滚动阻力加大，胎面易发热、疲劳、老化、使用年限缩减，这就是常规充气轮胎无法同时满足好的减震性能，小的滚动阻力系数，长的使用年限的主要原因所在。
同时现有的常规轻型充气轮胎，胎面易受机械损伤，尤其是防御地面异物如小铁钉，碎玻璃等刺穿漏气的能力差，造成维修费用增加，误时误事是其又一严重缺陷。
作为军警用车辆和小型飞机上的充气轮胎，不仅希望具有好的机动性能，还希望其有相当于实芯橡胶轮胎那样好的抗强烈冲击性能。
本发明旨在提供一种滚动阻力较小，防损伤能力强，使用年限较长，有较好的抗冲击能力，比实芯轮胎减振性能好，重量轻的轻型充气轮胎。
本发明完成过程中，通过对常规轻型充气轮胎减振形变和滚动阻力关系的研究结果表明，轮胎气压高对减小滚动阻力有显著作用的实质在于提高了轮胎胎体的形变强度。而使整个轮胎胎体承受高的胎压，将严重削弱充气轮胎应起的减振作用，同时胎体所受的张力大，对材料性能要求就高，使用年限将缩短。
本发明从转移扩散胎体局部形变量入手，采用了与常规轻型轮胎不同的设计规范，取消组成轮胎胎体轮廓，起胎体与地面相接触作用的胎冠，而改由对胎压和负荷不敏感，形变强度很大的实芯承载环圈来与地面相接触。在硬路面上，该承载环圈将承担整个轮胎作用于地面的重量。
该承载环圈在胎压和负荷变动时，其横向接地宽度不变(极小)，纵向接地曲率无突变，而且弧半径是向有利于减小滚动阻力而变大，地面给胎体的震动和起伏将由承载环圈向整体扩散吸收，并削减形变造成的张力的集中。
该承载环圈因厚度和强度大，使胎体离地高度增加，因而阻隔地面对胎体的热传导，强化胎体自身散热能力，给胎体提供远较常规轻型充气轮胎为高的对机械损伤和异物刺穿的防御能力。
承载环圈向胎内凸起和向胎外凸起一样，可提高承载环圈的形变强度，增强胎体防异物刺穿能力，向胎外的凸起高度可适当降低，从而既保持了硬路面时的低滚动阻力优点，又可适应松软路面，增加轮胎对路面的抓着力，大幅度提高在泥泞和雪地路面中轮胎的防侧滑能力。
承载环圈向胎内凸起，还将对轮胎承受强烈冲击时，起缓冲和限制胎体最大形变量作用，这对经常承受强烈冲击的轻型车辆和小型飞机防止爆胎事故有实用价值。
该承载环圈的形状结构为较常规轻型充气轮胎胎冠接地部分横向宽度窄，径向厚度大的，一条由胎体接地部位中部向胎体外和(或)内表面凸起一定高度和宽度的，且其凸起顶面呈弧形的，与胎体结合内相交处为过渡弧的实芯环状圈。我们称之为承载环圈，它与常规轻型充气轮胎胎体复合构成了本发明的低阻力、防损伤，耐用复合充气轮胎。
该承载环圈向胎内和胎外凸起尺寸，根据不同的轮胎类型用途要求，应在下述范围内选取承载环圈凸起于胎体外表面的高度为该处胎体厚度的1至10倍，其底部宽度为胎体外直径的0.3至0.8倍，其顶部宽度为底部宽度的0.3至0.8倍。承载环圈凸起于胎体内表面的高度为胎体内直径的0至0.8倍，其底部弦长为胎体内直径的0至0.7倍，与胎体内表面连接处以园弧过渡。承载环圈的凸起，由胎体内至胎体外最高处厚度为该处胎体厚度的4倍至等于胎体内直径。
本发明轮胎生产时，承载环圈可与轮胎胎体在生产中一次成形构成本轮胎；承载环圈可与轮胎胎体选用不同材料在生产中分两阶段铸压成本轮胎；承载环圈在胎体外表面凸起部分的环圈，可由内含抗张材料的胶料单独成形一部件，在使用中通过张力与外表面有槽的轮胎胎体紧固构成该部件可更换的本轮胎。
经试验表明，具有承载环圈的本轮胎确比常规轻型充气轮胎滚动阻力系数小，发热量小，内张力较均衡，对充气压力及负荷不敏感，使用年限较长，且有良好的防机械损伤和防刺穿漏气的能力。若承载环圈采用可更换的套嵌张紧连接方式，并采用与胎体不同的其他高强度，耐磨、弹性复合材料，不仅本轮胎可获得更好的性能指标，而且因可多次更换磨损的承载环圈，对消费者而言的使用费用将进一步降低，对减少国家资源消耗，亦具有可观的价值。
以下结合附图
对本发明作进一步的描述附图是本发明轮胎的断面图。本轮胎可为有内胎式和空心胎式品种。
参见附图，(1)轮胎胎体(2)承载环圈在胎体外表面凸起(3)承载环圈在胎体内表面凸起。
承载环圈是由轮胎胎体外和(或)内表面凸起部分和胎体组成。胎体外和(或)内表面的凸起部分除均有提高轮胎形变强度及防损伤防刺穿作用外，分别还有不同的功能。内凸起对抗强冲击起主要作用，其凸起高度将限制最大冲击形变量，为适应有内胎结构需要，该内凸起及胎内各部位均应园滑过渡。外凸起与地面相接触，它承载轮胎全部负荷，提供旋转力，并是滚动阻力，侧滑力，转向力、发热等主要产生部位，故不仅其所用胶料，而且其尺寸形状等也应按上述要求设计选定。
附图中的虚线表明承载环圈在胎体外表成的凸起部分，还可独立构成一环圈，在应用中通过套嵌张紧与胎体结合成一体。
下面给出三个应用实例例一26寸硬边胎承载环圈无内凸起，外凸起底13毫米，顶7毫米，高8毫米(轻捷，适用于城市道路)例二28寸软边胎、承载环圈内凸起，弦20毫米，高8毫米；外凸起，底10毫米，顶5毫米，高6毫米。(外凸起可更换，软硬及冰雪路面均可适用)例三3.75－19摩托车胎，承载环圈内凸起，弦60毫米，高60毫米；外凸起，底50毫米，顶30毫米，高15毫米，(抗强冲击，外凸起表面应有槽纹)
权利要求1.一种具有减振空腔和承载环圈实体的复合充气轮胎，其特征在于该轮胎胎体接地部位中部为一条凸起于胎体外和(或)内表面，与胎体表面连接处以圆弧过渡，其凸起部分顶面为弧形的实芯承载环圈。
2.根据权利要求1所述的复合充气轮胎，其特征在于承载环圈在胎体外和(或)内表面凸起部分与胎体相结合成形，结合成形方式是承载环圈在胎体外和(或)内表面凸起部分在轮胎生产中成形与胎体热压铸成不可拆卸的整体；承载环圈在胎体外表面凸起部分的环圈单独生产，在使用中与胎体通过套嵌后充气张紧成为该部分可更换的整体。
3.根据权利要求1、2所述的复合充气轮胎，其特征在于承载环圈的凸起，由胎体内至胎体外最高处厚度为该处胎体厚度的4倍至等于胎体内直径。
4.根据权利要求1、2所述的复合充气轮胎，其特征在于承载环圈凸起于胎体外表面的高度为该处胎基厚度的1至10倍，其底部宽度为胎体外直径的0.3至0.8倍。其顶部宽度为底部宽度的0.3至0.8倍。
5.根据权利要求1、2所述的复合充气轮胎，其特征在于承载环圈凸起于胎体内表面的高度为胎体内直径的0至0.8倍，其底部弦长为胎体内直径的0至0.7倍。
专利摘要一种异型断面，适用于多种类型轻型车辆和小型飞机的复合充气轮胎。该轮胎胎体接地部位中部为一条凸起于胎体外和(或)内表面，与胎体表面连接处以圆弧过渡，其凸起部分顶面为弧形的实芯承载环圈。该轮胎与常规充气轮胎相比，其滚动阻力小，受机械损伤及刺穿漏气率低，胎体温升低，与免充气的实芯轮胎相比，减振性能好，重量轻，成本低。由该轮胎构成的车轮具有省力、省油，使用年限长，维护费用低。并可有抗强冲击和适应冰雪地面行驶的能力。
文档编号B60C5/00GK2123446SQ9220222
公开日1992年12月2日 申请日期1992年1月28日 优先权日1992年1月28日
发明者张建国 申请人:张建国