專利名稱：罩胎輪及其構件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于車輛的罩胎輪，即，涉及下述組件，即，該組件包括用來連接于車輛輪轂的安裝輪圈，安裝在安裝輪圈上的輪胎和插在所述輪胎內，通過專用充氣裝置在壓力下充入流體的內胎。
更具體來說，本發(fā)明涉及(雖然并不是全部地涉及)一種罩胎輪，其用于具有很高性能特征的機動車輛，即，能夠產生高驅動轉矩并沿直路段和彎路都可達到高速的機動車輛。
上述類型的罩胎輪必須能夠完全滿足各種要求-這些要求相互間也是相互沖突的-這是與目前市場所要求性能特征相關的。
具體來說，它們必須使車輛具有極好的處置性能-特別是與方向和橫向穩(wěn)定性有關-在各種地面上的操縱穩(wěn)定性能及牽引力、對aquaplaning的阻力、舒適性，以及在部分或完全失去空氣(泄氣狀態(tài))的情形中繼續(xù)行駛合理距離的能力，即，不會從座脫開(unseating)，也就是說一個或兩個胎圈不會從輪圈構成的有關胎圈座脫出。
本申請人注意到，這些要求一般分別地只被一個構成車輪的構件所滿足，因此，雖然已經借助胎圈座的適當成形而尋求對從座脫出的阻抗作用，但是處置已經有助于輪胎的上述性能。關于所謂“泄氣保用能力”按照第一種方法，通過改進胎殼結構，加強輪胎的側壁使其具有自支承能力，已經實現(xiàn)這一點；在另一種替代方案中，對于無管輪胎，這種能力是通過下述方式形成的，即，在輪圈上安裝并在輪胎內插入適當的支承構件，而在有內胎的輪胎中則將內胎或氣室分成多個圓周或橫向的相互獨立的室。
幾個獨立的室的存在使輪胎具有足夠的充氣壓力，因而甚至在所述室之一已穿孔時也具有應急行駛的能力。
已經發(fā)現(xiàn)，與所提供的這些優(yōu)點相比較，所有上述技術方案也存在各種缺陷，總的結果是不利的。
具體來說，本申請人已經注意到側壁結構剛性的增加會使輪胎重量增加，在所有方向-縱向、橫向和垂向上使其剛性都增加，這對正常條件下的驅動性能及對舒適性都有負面影響；在輪胎中使用支承構件會增加輪胎重量，當車輛重量借助輪胎徑向內表面和支承構件的徑向外表面之間的摩擦接觸傳向支承構件時，對于在泄氣狀態(tài)中的長期耐力并不提供任何保證；以及帶有內胎的技術方案對于所謂低輪廓輪胎，即，具有沿轉動軸線較長的橢圓形橫截面的那些輪胎并不實用，其中，會遇到插入和使用的困難。
實際上，本申請人已經能夠證實，輪胎橫截面越低，內胎在輪胎和輪圈之間的插入就越困難。此外，在充氣過程中，傳統(tǒng)的內胎所占據的輪廓，其橫截面基本呈圓形，并不是低輪廓輪胎的那種適當的橢圓形，從而導致頂部上的相互折迭，防止了內胎壁在環(huán)形空腔的內表面上，特別是沿輪胎側壁的正確和完全的延伸。這樣，環(huán)形空腔就不會適當地被填充，在內胎壁中引起內部張力的破壞狀態(tài)，在其使用期間會產生負面影響。
另外，如本申請人發(fā)現(xiàn)的那樣，傳統(tǒng)內胎設有帶閥桿的充氣閥，閥桿穿過輪圈以便連接于輪外的外界環(huán)境，這還會引起其它問題。在輪胎的特定行駛狀態(tài)中，尚未克服下述危險，已經發(fā)現(xiàn)，在車輛突然加速或減速的情形中，例如高性能車輛會產生很大的高轉矩值傳至地面，從而會發(fā)生輪胎相對于輪圈的滑動，結果會撕裂在閥門底部的內胎，或者剪斷閥桿。當發(fā)生這種情形時，輪胎會突然放氣，使車輛失去穩(wěn)定性，對車輛的駕駛員和乘客的生命造成嚴重的危險。
甚至最新提出的對于上述輪胎關于泄氣保用能力及對于脫出胎圈座的阻力等性能的改進提議也未能脫離現(xiàn)有公知技術的范圍，也是提出在由輪圈和輪胎組件所限定的空腔中插入堅實的嵌入物。
為了便于描述起見，這里要指出的是，上述組件具有安裝輪圈，輪圈設有圓錐形胎圈座，該胎圈座的軸向外端的直徑小于軸向內端的直徑，與一徑向胎殼的輪胎配合工作，該輪胎的胎圈與輪圈上相應的座相匹配，而胎殼在橫截面上具有子午線輪廓，其彎曲的方向不變，其在胎圈芯附近的切線基本平行于赤道平面。
在所提出的實施例中，輪圈具有不同直徑的胎圈座，較大直徑的胎圈座在軸向內部位置上由肩部界定，該肩部具有相當大的高度以防止在該側脫離胎圈座，但是難于越過。車輛以一個胎面支承環(huán)完成，該支承環(huán)徑向伸過輪胎橫截面高度的大約一半。該支承環(huán)在較小半徑的胎圈座附近裝配到輪圈上，萬一輪胎放氣，使相鄰的胎圈鎖止在位，防止輪胎在相應側脫出其座。
這種車輪例如在美國專利第5,634,993號中有所詳述，該專利在本說明書中用作參考。
本申請人已經認識到，這種技術方案對于高質量標準和市場即車輛制造廠商、輪胎零售商和用戶本身目前所要求的性能來說也不是盡如人意的。具體來說，本申請人已經設想出，沒有胎面支承構件的方案反而會使輪胎帶有加強的自支承側壁，而內部堅實的支承環(huán)會減小低輪廓輪胎中已經不大的充氣容積，因而會降低舒適性、限制輪胎的垂向可變形性、對駕駛性能產生負面影響、增加構成對使用中產生熱的發(fā)散有害障礙的熱質量，以及要求輪圈的特殊的結構形式，這需要輪圈不同直徑的胎圈座，使輪組件特別是支承環(huán)裝卸困難。
綜上所述，本申請人現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)車輛罩胎輪的性能特征可以通過下述方式得到進一步改善，即，采用一種部分公知和部分新穎構件的組件，這樣構成的輪胎系統(tǒng)能夠在它們間形成相互作用，產生一種新穎的車輛罩胎輪，它能夠以最佳方式同時滿足現(xiàn)代車輛所要求的各種性能特征。
上述車輛基本包括一個帶有胎圈座的輪圈，胎圈座向著轉動軸線傾斜，從赤道平面軸向向外；一個帶有胎圈的車胎，胎圈外形與輪圈上相應的座相應并帶有一個胎殼輪廓，在橫截面上來看，該胎殼輪廓在所述胎圈的區(qū)域中具有其最大軸向寬度，所述胎圈最好具有新的結構，以便將胎殼層固定在加強芯上；以及一個內胎，該內胎最好具有橢圓形橫截面，可以借助一個充氣裝置充氣，該充氣裝置沒有用于與輪外環(huán)境連接，特別是穿過輪圈壁的任何構件。
按照本發(fā)明的第一方面，一種用于車輛的罩胎輪包括一個可與車輛輪轂配合工作的安裝輪圈；一個安裝在所述輪圈上且具有環(huán)形胎殼的輪胎，所述胎殼設有一個連接于一對軸向相面對的側壁的冠部，所述側壁終止于胎圈，胎圈用于與在安裝輪圈上形成的相應胎圈座相接合，所述胎殼設有至少一個從胎圈延伸至胎圈的加強層，其端部固定在插在所述胎圈中的胎圈芯上，所述輪胎和所述輪圈的組件限定一個可與大氣壓力下的周圍環(huán)境相隔絕的環(huán)形空腔；以及一個內胎，所述內胎插在所述空腔中，通過在壓力下向其內部容積引入流體可以膨脹，并設有插在所述內胎壁中的充氣和放氣裝置，所述罩胎輪的特征在于-所述輪圈包括一個基本呈圓筒形的本體，其軸線構成所述罩胎輪的轉動軸線，所述本體的徑向外表面具有兩個側部，其用于構成與所述輪胎的相應胎圈接合的所述胎圈座，每個側部按照一個圓錐面布置，該圓錐面的頂點在所述胎圈座的相對于所述輪圈來說的外側位置上，以及一個徑向更向內的中央部分有一個小于所述圓錐形側部的最小直徑的最大直徑；-所述輪胎在所述胎圈的區(qū)域中具有一個等于在所述側壁的區(qū)域中的最大寬度的寬度；-所述裝置沒有任何連接所述輪圈，用來固定所述內胎相對于輪圈的圓周位置的系統(tǒng)。
胎圈座的所述圓錐面的頂角最好在8°和60°之間。上述胎圈座朝向外側分別由一凸緣軸向界定，所述凸緣在所述輪圈徑向外側的方向上發(fā)散，并且相對于赤道平面成一個在40°和50°之間的角度，而朝內側，所述凸緣則分別由一個肩部界定，該肩部的軸向外表面在輪圈的徑向外側的方向上朝向赤道平面收斂，并相對于所述平面成一個在0°和30°之間的角度。
上述圓筒形本體的徑向外表面上的所述中央部分的最大直徑和所述胎圈座的最小直徑之間的差最好是所述最小直徑的10％至20％之間；所述凸緣的外徑和相應胎圈座的最小直徑之差為所述最小直徑值的1％至5％之間。
按照本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明也涉及上述的罩胎輪，其中，胎圈座具有至所述輪的轉動軸線的不同距離，較大直徑的胎圈座的最小直徑和軸向相對的較小直徑的胎圈座的最大直徑之間的差為所述最大直徑值的3％和6％之間。
在這種情形中，輪圈最好設計得安裝在車輛上時，以較大直徑的胎圈座面對車輛本身。
按照本發(fā)明的一個不同的方面，本發(fā)明涉及一種上述類型的罩胎輪，其裝有一個輪胎，其中，胎圈加強芯包括至少兩個重疊的金屬絲層，它們軸向并排纏繞，基本在相應的胎圈座的整個軸向范圍上延伸，并且基本與胎圈座的表面平行地布置，徑向最內層的最小直徑不小于相鄰凸緣的直徑，其最大直徑不大于相鄰肩部的直徑。
所述層最好是由高碳鋼絲形成的，可以由直徑為0.9mm至1.5mm的單金屬絲的螺旋構成，或者由絞合金屬線的螺旋構成，所述絞合線的基本的絲的直徑最好在0.22mm和0.38mm之間。
胎圈芯可以包括由基本的絲構成的層，也可包括金屬線的層，或者所述兩種層的組合。
對于這種胎圈芯，胎殼層的端部最好軸向從內至外插在所述層之間。
在一個推薦實施例中，所述胎殼層的端部包括兩個軸向分開的織物部分，第一織物部分布置在徑向最內的金屬絲層的徑向內側的位置上，而第二織物部分則插在徑向最外金屬絲層的徑向內側的位置上，由一個彈性材料的嵌入物與徑向最內層分隔開來，所述嵌入物朝向輪胎的側壁徑向超出所述金屬絲層的軸向內端，并且具有的硬度不小于肖氏70°A。
按照本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明涉及上述的罩胎輪，其中，內胎已模制并硫化成環(huán)形，其具有一個不小于使用的最終容積的三分之一的內部容積，并且最好模制并硫化成橢圓形。
內胎最好包括至少兩個相分隔且獨立的圓周容積，由一縱向壁分隔，該縱向壁在垂直于輪的轉動軸線的平面內延伸，每個容積設有所述充氣裝置。所述壁的硬度最好大于軸向最外部分即所述內胎的側壁的硬度。作為補充或替代，所述壁內部至少有一條通道，該通道在壁的整個徑向范圍上在內部延伸，在內胎的外拱和內拱表面上通出。
按照本發(fā)明的另一個方面，本發(fā)明涉及一種上述的罩胎輪，其中，所述充氣和放氣裝置包括一個剛性本體，所述剛性本體內裝有至少一個充氣閥門、一個校準閥門和一個放氣閥門。
現(xiàn)在對照以下附圖以說明的方式而絕不是以限定的方式描述本發(fā)明。


圖1是按照本發(fā)明的一個推薦實施例的罩胎輪的局部橫剖圖，它包括一種有關輪胎的新的胎圈結構；圖2表示輪圈和胎圈的第二實施例中的圖1所示的罩胎輪，其中沒有內胎；圖3的橫剖圖表示按照本發(fā)明的內胎的一個推薦實施例的實例；圖4表示各構件組裝后、內胎充氣前的按照本發(fā)明的罩胎輪；圖5至7的三個視圖分別表示內胎充氣裝置的一個推薦實施例的軸向剖視圖和兩個垂直于軸線的剖視圖。
現(xiàn)在參閱圖1，按照本發(fā)明的輪包括一個安裝輪圈1，輪胎2安裝在該輪圈上，在輪胎的內表面和輪圈的徑向外表面之間限定的環(huán)形空腔內裝有內胎3，內胎上設有至少一個充氣裝置4，該充氣裝置可經由一個專用閥門5從輪圈外引入空氣而充氣。上述內胎由于充氣壓力的作用而膨脹，占據了整個空腔，并抵靠在輪胎和輪圈的上述表面上。
輪圈1包括一個基本呈圓筒形的本體12，其軸線(未畫出)構成輪的轉動軸線，該本體連接在一個圓盤13上，該圓盤處于與轉動軸線垂直的平面內，具有將輪圈，因而將輪緊固在車輛輪轂上的作用。
上述本體的徑向外表面具有兩個側部11，其用于構成與相應胎圈接合的胎圈座，每個側部按照一個圓錐面布置，圓錐頂點在轉動軸線上，相對于輪圈來說位置在胎圈座的軸向外側，上述本體的徑向外表面還具有一個徑向更向內的中央部分，其最大直徑小于胎圈座的最小直徑。
更確切而言，胎圈座11的軸向外端的徑向外部直徑Dc與輪胎的裝配直徑一致，被看作是輪圈的標稱直徑，輪圈的上述中央部分的徑向外表面具有一個直徑dc，其值最好在Dc的80％和90％之間。
輪圈座的所述圓錐面的頂角最好在8°和60°之間，即，所述圓錐面相對于轉動軸線的角W在4°和30°之間；在圖示實例中，它等于15°，對于兩個座來說是相同的。而且一個座的該角也可以不同于另一個座的該角，如果這是更有利的話，不過它最好總是在上述值的范圍內。
胎圈座分別由一個凸緣14朝向外側軸向界定，最好在輪圈的徑向外側的方向上發(fā)散，并且相對于赤道平面傾斜一個角X，該角最好在40°和50°之間，在圖示實例中等于45°，對于兩個凸緣來說是相同的。另外，一個凸緣的該角也可以不同于另一個凸緣的該角，如果這更為有利的話，不過它最好總是在上述值的范圍內。
所述凸緣的徑向外部直徑DF超過輪圈標稱直徑一個值，該值最好在所述標稱直徑的1％和5％之間。
胎圈座分別由一個肩部15向著內側軸向被界定，肩部15的軸向外表面最好沿著輪圈的徑向外側的方向朝著赤道平面收斂，并且相對于所述平面傾斜一個角Y，該角最好在0°和30°之間，在圖示實例中等于15°，對于兩個肩部來說是相同的，另外，如果更為有利的話，一個肩部的該角也可以不同于相對的肩部的該角，不過它最好總是在上述值的范圍內。
所述肩部的徑向外部直徑dR的值最好是標稱直徑值的106％和108％之間。
輪圈的徑向更朝內的中央部分借助兩個壁10連接于上述胎圈座，所述壁10最好發(fā)散且徑向向外伸展，它們共同限定一條方便于將輪胎和內胎裝到輪圈上的槽道，在槽道的壁上最好形成一個孔，一個充氣閥門5安裝在該孔中，所述閥門是與無內胎輪胎通用的那種。
上述凸緣14之間的最大軸向距離限定輪圈的寬度L。
輪胎2包括一個環(huán)形胎殼，胎殼具有一個圓周部分21和兩個軸向相對的側壁22，所述兩側壁終止于一對胎圈23，每個胎圈設有至少一個加強圈芯24，其用于將輪胎固定在相應的安裝輪圈1上。
胎面帶26位于所述胎殼的圓周上，以本身公知方式模制出具有槽27和切口28的凸紋圖案，所述圖案根據輪胎使用類型有不同的布置。
胎殼設有至少一個加強層29，從胎圈延伸至胎圈，其兩端固定在上述圈芯。
如果輪胎是徑向型的，那么，上述加強層的簾子線基本位于含有輪胎轉動軸線的平面內；另外在胎殼和胎面帶之間插有一種帶結構，該帶結構最好包括至少兩個徑向疊置的金屬線層201和202，在每層中金屬線相互平行，與相鄰層的金屬線相交，金屬線最好按照與輪胎的赤道平面對稱的方式傾斜。在徑向外部區(qū)域，上述結構最好也包括附加的紡織線層203，該層最好是由熱縮材料制成，與赤道平面平行地設置。
相交的帶結構層的線與赤道平面的傾角最好在5°和30°之間，與帶結構和/或輪胎的具體實施例相關，在兩層中上述傾角也可以具有不同的值。
上述輪胎在相應于胎圈最大軸向長度的點上具有其最大寬度Lp，該寬度至少等于，但最好大于在輪胎兩側壁測出的最大寬度Lc。
換言之，輪胎的橫截面的外部輪廓在軸向上并不超出其安裝輪圈的凸緣14的外緣。
輪胎的胎圈的外部形狀至少與胎圈座和凸緣的相鄰壁和肩部的輪廓相匹配，但是，它最好在軸向上向外延伸以便也覆蓋凸緣14的徑向外表面。
胎圈的內部結構可以包括一個加強圈芯24，圈芯可以按照各種公知的結構之一制成，例如，可以是集束式或扭絞式的；在任何情形中，所述圈芯的徑向內部直徑dB必須具有一個不小于dF且不大于dR的值。
圖1在左半部表示按照本發(fā)明的胎圈結構的一個特別推薦的實施例。
在該實施例中，圈芯包括至少兩個徑向疊置的金屬絲層241和242，金屬絲則軸向并排布置地纏繞，基本在相應胎圈座的整個軸向范圍上延伸，同時胎殼的端部從內向外軸向地插在上述層之間。
所述層平行于轉動軸線布置，或者，最好基本平行于胎圈座布置，對于徑向最內層來說，傳統(tǒng)胎圈絲的已經描述的情況也是適用的，其最小直徑基本上必須不小于dF，其最大直徑不大于dR。
所述層是由含碳量高的鋼絲(HT型，即，含碳量大于0.8％)形成的。每層可以由直徑在0.9mm和1.5mm之間的單根金屬絲的螺旋構成。所述層最好由絞合金屬線的螺旋構成，所述絞合金屬線最好有七股，每股由三根基本的絲構成。所述股的基本的絲的直徑宜在0.22mm和0.38mm之間，最好等于0.28mm或0.36mm。換言之，按照在本專業(yè)中通常的標識方法，構成所述層的優(yōu)選線為7×3×0.28和7×3×0.36。圈芯可以包括單絲的層，也可以包括線的層，或者上述兩種層的組合。
在輪圈上裝、拆輪胎的過程中，為了使圈芯具有必要的撓性，推薦使用帶有金屬線的實施例，使輪圈的凸緣14可以被越過而不發(fā)生任何結構上的損壞。
圖2表示按照本發(fā)明的輪的第二種有利的實施例，它與前面的描述的不同之處在于，胎圈座具有不同的直徑。具體來說，較大直徑的胎圈座的直徑DMIN和較小直徑的胎圈座的直徑DMAX之差最好是標稱直徑的值的3％和6％之間，上述兩胎圈座在軸向上是相對的。
在本實施例中，較小直徑的胎圈座的最小直徑被看作是輪圈的標稱直徑，車輛安裝在車輛上時，較大直徑的胎圈座最好位于車輛側上。
該圖也表示胎圈的不同實施例，其不同之處在于加強的胎殼包括兩個胎殼層，或者在任何情形中，胎殼層的端部都分成兩個軸向分開的織物部分。在本例中，第一織物部分設置在徑向最內的金屬絲層的徑向內側的位置上，而第二織物層則設置在徑向最外的金屬絲層的徑向內側的位置上，通過高硬度系數(hardness factor)的彈性材料嵌入物與徑向最內層隔開，所述彈性材料徑向超過金屬絲層的軸向內端伸向輪胎的側面。所述嵌入物的硬度最好等于肖氏硬度70°A，大于該值甚至更好。
至于徑向最內層的直徑，在描述圖1實施例時提到的情形同樣適用。圖1和3中所示的內胎3最好是彈性材料制成的內胎，并被分成相互分開的兩個部分，即，一個包括壁31的中央芯部和一對側壁32。
換言之，所述內胎包括兩個分開和獨立的圓周容積3a和3b，分隔它們的縱向壁31在一個最好垂直于輪的轉動軸線的平面中延伸，在赤道平面內延伸更好。
上述壁，以及緊緊包圍它的區(qū)域，其剛性最好具有大于軸向最外部分，即，內胎側壁32的剛性，因而內胎在輪胎內充氣的過程中，內胎在軸向上的膨脹大于在徑向上的膨脹。這樣，內胎的中央部分與胎面區(qū)域接觸，同時其側壁完全抵靠輪胎的側壁，防止在內胎本身的壁內側出現(xiàn)任何不正常的拉力。
內胎的進一步特征及其制造方法和裝置，以及它與普通輪胎一起的使用方式是在本申請人的尚未公開的共同未審定的另一專利申請中詳細描述的，因此，這里只提供它的實施例的一個實例，進一步的內容應參閱上述申請的公開文本。
另外，必須指出的是，在本發(fā)明的范圍中，內胎不必是橢圓的，也不必設有相互獨立的容積。換言之，按照本發(fā)明的罩胎輪同樣也可以包括一條橫截面基本呈圓形的和/或單一容積的內胎。
更具體來說，圖示的內胎特別適用于橢圓形橫截面的輪胎。其中，平行于赤道平面的短軸的尺寸小于平行于轉動軸線的長軸的尺寸，也就是說特別適用于那些所謂的“低輪廓(low-profile)”輪胎，其中在胎圈底部和胎面頂部之間測得的橫截面高度與輪胎最大寬度之比值等于或小于0.7。
在前述圖2所示具體的輪胎實施例中，上述比值所表示的狀態(tài)必須沿著設有較大徑向尺寸的側壁的輪胎的中心線驗證。
中央芯部最好存在于壁31中，兩凸緣，徑向內凸緣33(外拱凸緣)和徑向外凸緣34(內拱凸緣)分別從壁31兩端與其垂直地在兩相反軸向上延伸一段預定的寬度。
側壁和凸緣相鄰的端部接合在一起，在徑向外部位置上的那些沿圓周接合線35接合，在徑向內部位置上的那些沿圓周接合線36接合。接合最好借助硫化形式的化學粘合實現(xiàn)。
按照本發(fā)明的一個方面，所制造的內胎帶有不同剛性的分開的部分，更確切地說，帶有剛性大于側部剛性的芯部。在圖3所示推薦實施例中，內胎各部分是用相同的彈性材料制成的，相對側壁而言芯部較大的剛性是通過適當相對側壁來說增加芯部的橫截面(厚度)而得到的。在本發(fā)明推薦實施例中，芯部厚度的平均值與側壁厚度的平均值之比值可以在1和4之間變化。
更詳細來說，在圖3的實例中，內胎沿壁31具有不變的5mm的厚度，在壁和凸緣之間的連接區(qū)域厚度較大，然后變薄直至在與側壁的連接區(qū)域中的2mm的厚度；然后在側壁中厚度保持不變。
在一個替代方案中，相對側壁的剛性來說，芯部較大的剛性是借助相互不同的材料獲得的，芯部使用的彈性材料，其模量大于側壁材料的模量。在本例中，芯部的厚度可以等于或不同于側壁的厚度。
在按照本發(fā)明的另一個推薦實施例中，芯部和側壁材料的模量之比值可以在1和10之間的取值范圍內，最好在1和5之間的取值范圍內。
芯部材料的模量之值最好在1.5和10N/mm2之間。
這里應指出的是，“模量”應理解為相當于100％的縱向變形的力的標稱值。模量值的測定是按照標準ISO37(環(huán)類A)進行的。
內胎側壁最好以丁基橡膠或丁基鹵代橡膠為基礎，中央芯部最好以二烯基橡膠例如丁苯橡膠、聚丁二烯橡膠和天然橡膠為基礎。
在另一種方案中，相對于側壁而言，芯部的較大剛性可以使用相同或不同成分且具有相同或不同的厚度的材料，通過在所述材料中添入適當的加強填料實現(xiàn)的。在一個推薦方案中，這些填料包括(尺寸等于或小于7mm)的短纖維，特別是通過磨碎aramide纖維而得到的稱為“aramide膏”的短纖維(尺寸等于或小于1mm)(例如Kevlar-漿或Twaron-漿)，其中，Kevlar和Twaron分別注冊為DuPond和AKZO公司的商標。
所述短纖維的量最好是在1和5phr(每100份橡膠中的份數)之間；在一個具體的推薦實施例中，只有芯部的彈性材料中含有這種纖維狀加強填料。
另外，中央芯部的不同部分最好有不同的剛性，在一種情形中，內拱凸緣與壁和外拱凸緣相比有最大的剛性，從而以最佳方式控制內胎膨脹過程中內胎壁的膨脹，因此使內胎壁可以完全適配于輪胎的內表面。為此目的，推薦的作法是內胎模制和硫化成一個環(huán)形，其內部容積不小于使用的最終容積的三分之一，更好的作法是內胎模制和硫化成一橢圓形。壁31最好有至少一條通道，它在內部在壁的整個徑向范圍上延伸，在內胎的外拱表面和內拱表面上通出。內胎最好包括多個上述通道，它們在周向上相互均勻間隔開來，即，以相同的角量相互錯開。
這樣的通道可以有三條，數目多些更好，最好至少六條，并且其直徑最好在3mm和15mm之間，等于12mm則更好。
由于設有這些通道，在內胎充氣過程中，滯留在內胎的徑向外表面(外拱表面)和輪胎圓周部分的徑向內表面之間的空氣可以向外流向內胎徑向內表面(內拱表面)和面對的輪圈表面之間空間，再從那里借助處于打開位置的充氣閥5流向外界環(huán)境。
按照本發(fā)明，這里描述的內胎設有插在其壁中，最好是內拱壁中的充氣裝置4，而沒有穿過輪圈的任何用于連接于外界環(huán)境的構件。
這種充氣裝置的各種特征和實施例，以及它與普通罩胎輪相結合的用途在本申請人的尚未公開的共同未審定的專利申請中有詳細的描述，因此，在本說明書中只說明其實施例的一個實例，與此相關，更詳細的情況應參閱上述專利申請的公開文本。
上述充氣和放氣裝置一般包括一個剛性本體41，它最好用塑料制成并設有一組閥門，每個閥門由一個外殼界定，外界內設有相關的驅動機構，即，閥門在打開位置和閉合位置之間工作的零件，分別允許或防止壓縮空氣在穿過外殼的兩個方向中的任一方向上的流動。
具體來說，上述閥門組包括三個閥門，分別用于充氣、校準和放氣，使人可以進行使輪胎有正確的工作壓力的至少三種基本操作，即，迅速充氣至過壓、達到需要的壓力值(校準)，以及使內胎迅速放氣。
最好為圓筒形結構的剛性本體41裝在專用襯套42內，該襯套限定在內胎的壁中形成的一個圓形通孔，該通孔最好在徑向內表面(內拱表面)上。
上述剛性本體最好包括其外表面的環(huán)形部部分，其上有螺紋以便其擰入襯套42，還包括一個底部凸緣40，使其位置相對于襯套固定。
如圖1和4所示，上述剛性本體41和其中的閥門組完全與外界環(huán)境隔絕，因而沒有任何穿過輪圈壁用來與輪外環(huán)境連接的構件。另外，設有這種裝置的內胎可自由移入由輪胎和輪圈表面界定的空腔中。
在本發(fā)明的一個推薦實施例中，單一的閥門進行所有三個功能，即，充氣、校準和放氣，因而使裝置輕、緊湊、占用空間小。
該閥門(圖5)最好包括一個圓筒形外殼60，在內胎外突出的端部上有凸緣且在所述凸緣附近設有外螺紋61或任何其它相當的緊固形式(快速連接等)，以便安裝在上述的襯套42內。
一個環(huán)62借助螺紋或其它有利的方式安裝在所述帶凸緣的端部內，并設有至少二個，最好是三個或更多徑向向內的凸起63(圖6)。
圓筒形外殼60的軸向相反端由圓形冠部64(圖7)封閉，該冠部與通道65連為整體，該通道焊接在該冠部的軸向內表面上，設有二個開口，一個是在圓筒形外殼的側面上的開口66，另一個是在通道側面上的開口67，指向外殼的凸緣端，最好與其共軸。
一個碗狀罩68在共軸的位置上旋接或用其它方式固定在圓形冠部64上，凹面朝向圓筒形外殼的一個透鏡狀構件69可在碗狀罩內移動并抵靠在圓形冠部上。
一根共軸桿70設置在圓筒形外殼60內并可軸向移動，特別是在環(huán)62的凸起63之間被引導。桿的朝向圓形冠部的軸向表面與一個圓盤71連為整體，該圓盤的直徑最好大于桿70的直徑，最好設有凸耳72，它們以懸臂方式徑向從圓盤的圓周伸出。上述桿70最好是燒結合金制成的永久磁鐵，最好是含有鐵磁性材料。
最好，壓簧73圍繞桿70，一端抵靠環(huán)62，另一端抵靠圓盤71的突伸邊緣和/或凸耳72。
壓簧的推力在輪胎以及內胎的工作壓力的基礎上被校準。
在充氣階段，作用在內胎外側的壓縮空氣流入圓筒形本體，在桿70的側面和環(huán)62之間流過，從那里經過圓盤71，流過圓形冠部64，使透鏡狀構件69從在輪圈上的靜止位置位移，進入內胎，穿過罩68，罩只是起到將透鏡狀構件保持在預定空間中的作用。
一旦作用在內胎內側的壓力超過外部壓力，透鏡狀構件就壓在圓形冠部上，封閉其中央孔，以便防止空氣從內胎內側流向外側。
如果上述內部壓力值超過彈簧的校準值，那么，在經由孔66與內胎連通的通道內的壓縮空氣就壓縮彈簧，使圓盤71及有關的桿70移離通道，因而使空氣可以流出孔67，流向圓筒形外殼的凸緣端，并從那里流向外界環(huán)境。
一旦內部壓力值降得低于彈簧的校準值，彈簧伸展，使盤71立即抵靠通道65，封閉住孔67。
如果想使內胎快速放氣，只要施加一個作用在桿70上的磁場，將其拉向圓筒形外殼的凸緣端，使圓盤71位移，如上所述，打開孔67。
在操縱者需要的整個期間，磁場將使銷保持在孔的打開位置上。
本專業(yè)技術人員現(xiàn)在已理解了本發(fā)明，能夠設計和制造其它種類的閥門，這種閥門根據本發(fā)明沒有用于連接于外界環(huán)境的構件，并且能夠具有至少三種上述的功能。
例如，可以用主動的裝置如微型電磁閥來替代放氣閥的磁性致動器，在收到適當的編碼信號后無線電波或超聲波接收器用來操縱電磁閥。
電磁閥可以是電磁式的，或者包括相變致動器、易熔膜、形狀保持材料制成的構件、微電機、壓電致動器和其它類似裝置。
現(xiàn)在可以容易地理解輪組件的工作方式及其具有的許多優(yōu)點。
首先，在正常的行駛條件下，在胎圈區(qū)域中最大軸向寬度產生的特定的胎殼輪廓使輪胎滑動推力(slip thrust)最大化，對驅動性能有良好的影響。
關于防止從座脫出(unseating)的能力，首先應記住的是，在泄氣行駛條件下，特別是沿彎曲軌跡行駛時，指向輪胎內側的很高的軸向推力會作用在彎路外側的胎圈上，而指向外側的推力要小得多，作用在彎路內側的胎圈上。
在按照本發(fā)明的車輪中，朝向內側的推力有效地被肩部15抵抗，胎圈不能越過該肩部，這是由于加強胎圈芯的最小直徑小于肩部的直徑。另一方面，凸緣14的徑向外部直徑基本等于或小于胎圈芯的最小直徑，但是在該方向上，即，軸向朝外的方向上，作用在胎圈上的有限推力值，鑒于胎圈整體結構的剛性及其不可變形性，不足以使胎圈從其座脫出及使凸緣14被越過。
但是，肩部的尺寸及胎圈座上的凸緣并不構成裝、卸輪胎的障礙，而是正相反，與現(xiàn)有技術的車輪相比較，可以更為容易地進行。
在輪圈1上安裝輪胎2并使其充氣的方法在開始時涉及在輪圈上裝配第一個胎圈，使其設置在有關胎圈座上的步驟。
通過使胎圈芯變成橢圓形并利用輪圈上存在的中央槽道使第一胎圈越過兩個肩部，以便使輪胎的軸線相對于輪圈偏置。
然后，將已經設置了充氣裝置的內胎放入輪胎和輪圈之間界定的尚未封閉的空間，然后，通過將第二胎圈插入有關的胎圈座，從而將其裝配到輪圈上。
第二胎圈和凸緣直徑間的比值有利于使第二胎圈越過凸緣。
圖2所示的實施例進一步便利了帶有低輪廓輪胎的車輛的組裝。在對稱的輪圈的情形中，將內胎插入輪胎、使其進入胎圈和相應胎圈座的凸緣之間界定的空間往往很困難。然而在按照本發(fā)明的非對稱的車輪中，在將輪胎裝配到輪圈上的過程中，將最大直徑的胎圈首先插入最小直徑的胎圈座，在輪圈的胎圈座和輪胎的胎圈之間的較大空間使內胎能夠比較容易地插入車輪空腔中。
有利的是，內胎插入上述空腔的較大的方便性節(jié)約了大量時間，這種產品更受進行保養(yǎng)和更換作業(yè)的人員的歡迎。
在按照本發(fā)明的車輪中，用于引入和放出空氣的裝置包括用于為無管輪胎充氣的普通閥門，其包括一個管狀構件51，內裝用于充氣和放氣作業(yè)的啟動機構并具有一個裝在橡膠塞52中的一端，該橡膠塞以氣密方式插在輪圈壁上的相應孔中，管狀構件的另一端設有一個未畫出的專用封蓋。
為了給按照本發(fā)明的車輪充氣，將封蓋從管狀構件51上卸掉，使用任意的工具如設有壓力表的普通的壓縮空氣供給槍將壓縮空氣送入輪胎和輪圈之間的空間中。
引入空氣的壓力值要選擇得足夠高，最好在工作壓力的150％和200％之間。一旦達到固定的壓力值，就停止壓縮空氣的送入，上述固定的壓力值可以使用任何公知裝置(壓力表)方便地測出。
高壓的空氣最初使內胎變形，基本上將其壓向自身；但是，最好已模制成圓凸形的內胎記憶住該形狀，對變形作出反應，產生使其恢復其環(huán)形結構(toroidal configuration)的內部拉力。
剛性比側壁剛性大的中央芯部的存在進一步有助于上述對壓力的反應。
在上述情形中，低于空腔的外部壓力的一個壓力在內胎中形成，經由按照本發(fā)明的充氣裝置形成流向內胎中的氣流。當內胎的內部容積逐漸充滿壓縮空氣時，內胎逐漸膨脹，返回其模制形狀，直至它在一定時間后達到在內胎內部和輪胎和輪圈間的外部空腔之間實現(xiàn)平衡的壓力。
現(xiàn)在從管狀構件51卸掉空氣進口工具，使空腔中的所有壓縮空氣通過管狀構件放出，因而使上述空腔具有大氣壓的值。
內胎內部和空腔之間壓差完成了內胎3的膨脹，直至內胎的內拱表面壓在輪圈的底部表面上。
由于達到內胎內部的壓力大于預定的工作壓力，如上所述，校準閥打開，然后閉合，使內胎內部與外界環(huán)境隔絕，此時，內胎的內、外側的壓力之間的差相應于工作壓力，在工作壓力的基礎上進行充氣裝置的校準，由于閥門5的封蓋已經卸掉，其相應于大氣壓力。
內胎充氣作業(yè)及將壓力校準至預定值完成時，將封蓋裝在管狀構件51上，也使車輪空腔與外界環(huán)境隔絕。
如果必須增加內胎內部的壓力，例如，為了恢復工作壓力值，則從頭重復上述的充氣過程。
如上所述，內胎的迅速放氣是通過使裝置的封閉裝置從其閉合位置移開而實現(xiàn)的。
按照本發(fā)明的充氣和放氣裝置，與現(xiàn)有技術內胎的閥門相比較，具有許多優(yōu)點。
其原因是，由于沒有連接內胎和車輪外部環(huán)境的構件，所述裝置總可以保持原狀，性能完好，消除了輪胎在輪圈上滑動或其它偶然因素引起的放氣，上述偶然因素例如是傳統(tǒng)閥門從輪圈突出的部分沖擊路面障礙物或其它問題如封蓋丟失等。
另外，有利的是內胎的適當充氣是通過下述方式保證的，即，校準功能不再由操縱者手動完成，而是由自動的裝置進行，可保證精確預定的工作壓力值，使其對于每次的內胎充氣操作總是相同的。
另外，按照本發(fā)明的充氣裝置沒有與內胎相關的且從輪圈伸出的部分，因而使內胎可以被迅速地布置而不會在輪胎和輪圈之間的空腔中扭曲。
事實上，本發(fā)明充氣裝置的實施例消除了現(xiàn)有技術的普通閥門為將內胎的閥桿從輪胎和輪圈間的空腔內朝外穿過輪圈上設置的適當的孔所要求的復雜而困難的操作。
帶有兩個獨立的室的內胎構成一種安全裝置，它可使輪胎即使在一個室在穿孔后部分放氣或全部放氣時也具有穩(wěn)定性和支承性能。幾個獨立的室的存在使輪胎甚至在緊急行駛條件下也可保持充分的充氣壓力，從而保證良好的行駛特性(速度、距離和舒適性)。
在這種情形下，每個室最好具有其自己的上述裝置。
有利的是，由于本發(fā)明的特征，當需要更換輪胎、內胎或其充氣裝置時，因充氣裝置裝在內胎壁中可方便地分離，因而可以迅速地、方便地從車輪取出內胎。
權利要求
1．用于車輛的罩胎輪，包括一個可與車輛輪轂配合工作的安裝輪圈；一個安裝在所述輪圈上且具有環(huán)形胎殼的輪胎，所述胎殼設有一個連接于一對軸向相面對的側壁的冠部，所述側壁終止于胎圈，胎圈用于與在安裝輪圈上形成的相應胎圈座相接合，所述胎殼設有至少一個從胎圈延伸至胎圈的加強層，其端部固定在插在所述胎圈中的胎圈芯上，所述輪胎和所述輪圈的組件限定一個可與大氣壓力下的周圍環(huán)境相隔絕的環(huán)形空腔；以及一個內胎，所述內胎插在所述空腔中，通過在壓力下向其內部容積引入流體可以膨脹，并設有插在所述內胎壁中的充氣和放氣裝置，所述罩胎輪的特征在于-所述輪圈包括一個基本呈圓筒形的本體，其軸線構成所述罩胎輪的轉動軸線，所述本體的徑向外表面具有兩個側部，其用于構成與所述輪胎的相應胎圈接合的所述胎圈座，每個側部，按照一個圓錐面布置，該圓錐面的頂點在所述胎圈座的相對于所述輪圈來說的外側位置上，以及一個徑向更向內的中央部分有一個小于所述圓錐形側部的最小直徑的最大直徑；-所述輪胎在所述胎圈的區(qū)域中具有一個等于在所述側壁的區(qū)域中的最大寬度的寬度；-所述裝置沒有任何連接所述輪圈，用來固定所述內胎相對于輪圈的圓周位置的系統(tǒng)。
2．如權利要求1所述的罩胎輪，其特征在于它在輪圈上包括在壓力下將流體分別引入和放出所述環(huán)形空腔的裝置。
3．如權利要求1所述的罩胎輪，其特征在于所述圓錐面相對于轉動軸線的角度(W)是在4°和30°之間。
4．如權利要求1所述的罩胎輪，其特征在于所述胎圈座朝向外側分別由一只緣在軸向上界定，可述凸緣在輪圈的徑向外側的方向上發(fā)散并相對于赤道平面?zhèn)刃币粋€40°和50°之間的角度。
5．如權利要求1所述的罩胎輪，其特征在于所述胎圈座朝向內側分別由一肩部在軸向上界定，所述肩部的軸向外表面朝向赤道平面在輪圈的徑向外側的方向上收斂，并相對于所述平面成一個0°和30°之間的角度。
6．如權利要求1所述的罩胎輪，其特征在于所述圓筒形本體的徑向外表面上的所述中央部分的最大直徑和所述胎圈座的最小直徑之間的差在所述胎圈座最小直徑值的10％和20％之間。
7．如權利要求1所述的罩胎輪，其特征在于所述凸緣的外徑和相應胎圈座的最小直徑之間的差在所述最小直徑值的1％和5％之間。
8．如權利要求1所述的罩胎輪，其特征在于所述胎圈座與所述輪的轉動軸線相隔具有不同的距離，較大直徑的胎圈座的最小直徑和軸向相對的較小直徑的胎圈座的最大直徑之間的差在所述最大直徑值的3％和6％之間。
9．如權利要求8所述的罩胎輪，其特征在于所述輪圈設計得在車輛上安裝時使較大直徑的胎圈座面對車輛本身。
10．如權利要求1所述的罩胎輪，其特征在于所述胎圈加強芯包括至少兩個徑向重疊的金屬絲層，它們軸向并排地纏繞，基本在相應胎圈座的整個軸向范圍上延伸，與胎圈座表面平行地布置。
11．如權利要求10所述的罩胎輪，其特征在于所述層是由高碳綱絲構成的。
12．如權利要求10所述的罩胎輪，其特征在于所述層包括單金屬絲的螺旋，金屬絲的直徑在0.9mm和1.5mm之間。
13．如權利要求10所述的罩胎輪，其特征在于所述層包括絞合金屬線的螺旋，所述絞合線的基本的絲具有0.22mm和0.38mm之間的直徑。
14．如權利要求13所述的罩胎輪，其特征在于所述線包括七股，每股三根絲，所述絲具有0.28mm和0.36mm之間的直徑。
15．如權利要求10所述的罩胎輪，其特征在于所述胎圈芯包括單絲層和線層的組合。
16．如權利要求10所述的罩胎輪，其特征在于所述徑向最內層的最小直徑不小于相鄰凸緣的直徑，其最大直徑不大于相鄰肩部的直徑。
17．如權利要求10所述的罩胎輪，其特征在于所述胎殼層的端部軸向從內至外插在所述層之間。
18．如權利要求17所述的罩胎輪，其特征在于所述胎殼層的端部包括兩個軸向分開的織物部分，第一織物部分布置在徑向最內的金屬絲層的徑向內側位置上，第二織物部分插在徑向最外的金屬絲層的徑向內側位置上，被一個彈性材料的嵌入物與徑向最內層隔開。
19．如權利要求18所述的罩胎輪，其特征在于所述嵌入物朝向輪胎側壁徑向超出所述金屬絲層的軸向內端延伸。
20．如權利要求18所述的罩胎輪，其特征在于所述嵌入物的硬度不小于肖氏70°A。
21．如權利要求1所述的罩胎輪，其特征在于所述內胎已模制和硫化成環(huán)形，具有不小于最終使用容積三分之一的內部容積。
22．如權利要求1所述的罩胎輪，其特征在于所述內胎已模制和硫化成橢圓形。
23．如權利要求1所述的罩胎輪，其特征在于所述內胎包括至少兩個相互隔開和獨立的圓周容積，由縱向壁隔開，所述縱向壁在垂直于輪的轉動軸線的平面內延伸，每個容積設有所述充氣裝置。
24．如權利要求23所述的罩胎輪，其特征在于所述壁的剛性大于所述內胎側壁的剛性。
25．如權利要求23所述的罩胎輪，其特征在于所述壁內有至少一條通道，該通道在壁的整個徑向范圍上在內部延伸，在內胎的外拱和內拱表面上通向外界。
26．如權利要求1所述的罩胎輪，其特征在于所述充氣和放氣裝置包括一個剛性本體，該剛性本體內裝有一個充氣閥門、一個校準閥門和一個放氣閥門。
全文摘要
車輛罩胎輪包括安裝輪圈，它與車輛輪轂相關并設有兩個形成圓錐，接合與相應胎圈的胎圈座，其頂點在輪圈軸向外側位置上，在所述轉動軸線上；一個包括環(huán)形胎殼的輪胎，胎殼設有連接于一對軸向相對的側壁的冠部，側壁終止于與輪圈的相應胎圈座相接合的胎圈，輪胎在胎圈區(qū)域中具有其最大寬度；內胎插入輪胎和輪圈間限定的環(huán)形空腔，向其內部容積引入加壓流體可彈性膨脹，并設有插入內胎壁中的充氣和放氣裝置，沒有與輪外環(huán)境相連，特別是穿過輪圈壁的任何構件。
文檔編號B60B21/10GK1238276SQ9910830
公開日1999年12月15日 申請日期1999年6月4日 優(yōu)先權日1998年6月5日
發(fā)明者雷納托·卡雷塔 申請人:倍耐力輪胎公司