带有改进的胎边结构的车轮轮胎的制作方法

专利名称：带有改进的胎边结构的车轮轮胎的制作方法
技术领域：
本发明涉及机动车的轮胎，并具体涉及其胎边即其主要用于将轮胎固定到相应的安装轮辋上的环形外胎区。
更精确地，上述发明涉及用于将包含在所述胎边以及外胎垫层的端部中的通常称为“胎边芯”的环形加固结构连接在一起的系统。
轮胎通常包括一个环形外胎，外胎具有一个中心顶部区，中心顶部区的端部连接在一对轴向相对的侧壁上，侧壁径向向内延伸并都终止在一个用于将轮胎固定到一个相应的安装轮辋上的胎边中。为此，上述加固胎边芯包含在胎边中。
所述外胎的顶部在其上同轴安设有一个胎纹块，用于将轮胎滚压接触在地面上，并设有一个由凸部和凹部限定的抬高图案，图案形成在所述胎纹块的厚度中并设计成确保轮胎在使用过程中的处理性能。
外胎的加固结构包括至少一个硬化织物垫层，垫层包括一个橡胶片，其中嵌有织物或金属加固芯，所述加固芯相对于轮胎的周向横向设置在径向外胎轮胎中上述加固芯的方向垂直于所述周向即轮胎的赤道面。
不管加固芯的方向如何，外胎垫层的端部从内向外围绕上述胎边芯轴向折回。
由于此几何设置，外胎沿轮胎横截面的轮廓以及相应的加固芯在径向外胎中的轮廓在胎边芯的轴向内边和径向外边上有一个拐点，在此上述轮廓的曲率沿侧臂围绕胎边芯从凹向凸反转。
在本申请以下的说明书中，上述拐点被称为“K点”。
当外胎是径向型时，它还包括一个设置在外胎顶部上的带结构，带结构位于外胎和胎纹块之间并从轮胎一侧向另一侧延伸，即基本与胎纹块等宽。
上述结构基本包括一对或多对设有加固芯的硬化织物块，加固芯在每个块中彼此平行并与相邻块中的加固芯交叉，最好加固芯以对称的方式相对于轮胎的赤道面倾斜。
轮胎安装轮辋在其轴向端部具有两个基本锥形的同轴表面，它们形成轮胎胎边的支撑底部。所述底部的轴向外边终端有一个突缘，突缘径向向外延伸并对胎边的轴向外表面起一个支撑的作用，而且上述胎边由轮胎的充气压力保持压在其上。
轮胎胎边被迫配合在其底座中由支撑底部向外打开的锥形以及金属加固胎边芯共同确保，加固胎边芯周向无延展性并因此具有一个恒定的直径，并包含在轮胎的胎边中由轮胎充气压力轴向从内向外施加在胎边侧边上的轴向推力而产生的此强迫配合确保在使用以及在无内胎轮胎的情况下轮胎胎边在轮胎上的稳定性以及在轮胎和轮辋之间密封，以防止轮胎的逐渐漏气。
为了完全确保密封，无内胎轮胎安装在所谓的深凹式轮辋、即与胎边支撑底部一体形成的轮辋上，底部具有很大的锥度，即相对于轮辋的转轴倾斜15°。
所有上述以及本发明涉及的轮胎都是用于道路运输的无内胎轮胎，它们具有一个金属径向单垫层外胎并使用大约8bar的工作压力。
在这些轮胎中，胎边区是一个结构上很关键的区域，它通常导致在胎边完全磨损之前由于此区域的结构变弱而使轮胎无法使用。
已经进行了许多努力试图改进此情况，但都没有能成功解决问题这些努力具体包括改变胎边芯和制成胎边芯的钢丝的横截面以及如果需要彼此的组合，以对胎边芯提供更大的抗扭刚度，以及改变外胎垫层的轮廓，还有优化外胎垫层回折部的径向高度值。
所有这些努力都不能提供一个完全满意的方案，而且有时使要解决的问题更严重。
具体而言，胎边芯的抗扭刚度的增加导致同时增加其抗弯刚度，这样使得将轮胎安装在轮辋上和从上取下很困难同样，改变外胎垫层的轮廓对轮胎在使用过程中的许多工作特性有负面影响。
根据本申请人的构思，高压充气压力不仅在外胎的每个芯中包括一个沿两个互相垂直的并由胎边芯的周向无延展性对置的部件即一个轴向部件和一个径向部件传递到胎边芯上，而且由于K点与胎边芯质量中心的距离在胎边芯上施加一个扭矩。
在轮胎使用过程中此扭矩随着轮胎的每个转动循环改变，这样在胎边的整个结构中产生循环微小运动，尤其是胎边绕其径向外边和突缘边的微小转动，从而导致轮胎寿命很快终结。
已经发现可以通过使外胎垫层的中性轮廓进入胎边芯、最好通过其质量中心而避免拐点而有利地克服上述问题。
本发明涉及一种新的胎边结构，特别用于大型无内胎轮胎，本发明提供了现有胎边的柔性、弹性可变形以及机械强度的优点，但避免了上述的缺点。
本发明还涉及一种新的胎边结构，它对轮胎提供较大的寿命。
此外本发明还涉及一种新的胎边结构，它对轮胎提供较小的滚动摩擦。
本发明的一个目的是提供一种新的胎边结构，同具有相同尺寸的现有轮胎相比它对轮胎提供较大的承载能力。
本发明的另一个目的是提供一种新的胎边结构，它简化了加工过程并可以使用较低廉的机器。
本发明的还一个目的是提供一种方法，同具有相同尺寸的现有轮胎相比它可以增大车轮轮胎的承载能力。
本发明的再一个目的是提供一种方法，它可以避免在径向横截面的平面中施加在车轮轮胎中的环形胎边加固芯上的扭矩。
根据本发明的第一方面，本发明涉及一种用于车轮的轮胎，包括一个圆环形的外胎，外胎具有一个中心顶部和两个轴向相对的侧壁，侧壁终止在一对用于将轮胎固定到一个对应的安装轮辋上的胎边处，每个胎边包括至少一个周向无延展性的环形加固芯，一个位于顶部上并围绕所述外胎同轴延伸并且设有一个与路面滚动接触的抬高的图案的胎纹块，以及一个在所述外胎和所述胎纹块之间同轴设置的带结构，所述外胎设有一个加固结构，此加固结构基本包括至少一个硬化织物垫层，垫层加固有位于包含轮胎转轴的径向平面中的金属绳索，所述加固结构的端部固定在所述环形加固芯中，而且一个中性轮廓位于从胎边向胎边轴向延伸的一个径向横截面中，其特征在于，所述中性轮廓与包围所述环形加固芯的区域的横截面交叉，而且所述加固结构的端部向所述环形加固芯的径向最内部轮廓径向延伸但不超过此轮廓。
根据本发明的第二方面，本发明涉及一种用于增加车轮轮胎承载能力的方法，轮胎包括一个圆环形的外胎，外胎具有一个中心顶部和两个轴向相对的侧壁，侧壁终止在一对用于将轮胎固定到一个对应的安装轮辋上的胎边处，每个胎边包括至少一个周向无延展性的环形加固芯，所述外胎设有一个加固结构，此加固结构基本包括至少一个硬化织物垫层，垫层加固有位于包含轮胎转轴的径向平面中的金属绳索，所述加固结构的端部固定在所述环形加固芯中，而且一个中性轮廓位于从胎边向胎边轴向延伸的一个径向横截面中，所述方法包括以下步骤限制所述加固结构的端部径向向内的延伸，这样端部不会伸过所述环形加固芯的径向最内部的轮廓；使所述中性轮廓与包围所述环形加固芯的区域的横截面交叉。
根据本发明的另一方面，本发明涉及一种避免在径向横截面平面中施加到车轮轮胎的环形胎边加固芯上的扭矩的方法，所述轮胎包括一个圆环形外胎，所述外胎设有一个加固结构，此加固结构基本包括至少一个硬化织物垫层，垫层加固有位于包含轮胎转轴的径向平面中的金属绳索，所述加固结构的端部固定在所述环形加固芯中，而且一个中性轮廓位于从胎边向胎边轴向延伸的一个径向横截面中，所述方法包括以下步骤避免沿加固结构的所述中性轮廓的延伸的拐点；使所述中性轮廓与包围所述环形加固芯的区域的横截面交叉。
在任何情况下，可以通过以下说明书和附图的帮助而更好地理解本发明，说明书和附图都是非限定性的，其中

图1以局部剖视图和示意图的形式示出与现有技术相比本发明类型的外胎垫层的外胎垫层的中性轮廓的路径；图2以局部剖视图和示意图的形式示出与现有技术相比本发明类型的一个外胎结构的第一实施例；图3以局部剖视图的形式示出本发明类型的外胎结构的第二实施例；图4以局部剖视图的形式示出在使用过程中作用在胎边上的力的状态；图5示出由胎边施加在轮辋的胎边座上的压力的变化；图6示出本发明的一个胎边模型，其中在轮胎的使用过程中传递到胎边上的所有单向力已经施加到胎边模型上。
图1与现有技术轮胎的对应的轮廓相比，具体参照轮胎的外形轮廓和外胎垫层的中性外形以局部剖视图和示意图的形式示出本发明的一个轮胎。
轮胎包括一个圆环面形式的外胎，外胎具有一个中心顶部C和两个轴向相对的侧壁A，每个侧壁终止在一个胎边B中，用于将轮胎固定到一个对应的安装轮辋上。胎边在内部至少装有一个周向无延展性的环形加固芯，通常称为“胎边芯”，而且对此图中只示出质量块G的中心以及包含其横截面的区域的轮廓S。
在外胎的顶部，围绕其同轴延伸地设置了一个胎纹块M，胎纹块M设有一个升高的图案，用于与路面滚压接触，由于与本发明关系不大因此在图中未示出，而且胎纹块决定了在轮胎使用过程中的操作，尤其是牵引能力、路面保持性能以及防滑控制能力。
外胎设有一个加固结构，包括至少一个由加固有织物和/或金属绳索的橡胶织品层，其中织物和/或金属层形成从胎边向胎边延伸并固定在上述胎边芯上的加固件。
从下面可以看出在图中只示出此结构的轮廓N。
轮廓E表示轮胎的外部外形，这在本发明和公知的轮胎中都是一样的，使用带有相同最大整体尺寸和最小尺寸的轮胎以便示出在本发明的轮胎和公知轮胎之间较好的比较。
轮廓l1和l2分别表示本发明和公知轮胎的内胎轮廓，它们在侧壁的径向内部中和在胎边中彼此间隔开。
轮廓N1和N2分别表示本发明的轮胎和公知轮胎的外胎垫层的轮廓，它们也在侧壁的径向内部中和在胎边中彼此间隔开。
对于公知的轮胎，轮廓N2沿其延伸方向在胎边的区域中具有一个拐点K，在此由于外胎层板缠绕在胎边芯上而使轮廓的曲率改变方向，变成向外凸而不是向内凹。更具体地，K点位于胎边芯的轴向内端上，并且有时基本位于胎边芯的轴向内端和径向外边上。在点K轮廓N2的切线具有一个倾角“w”，此倾角相对于轮胎的转轴很小，大约在20°和35°之间。
本发明轮胎的轮廓N1并不是进入包含胎边芯的横截面的区域或形成胎边加固件的胎边芯组，而是最好穿过胎边芯或上述加固胎边芯组的质量块G的中心；为了方便起见，参考区由一个弧线S限定，弧线经过胎边芯的顶点并减小此区域的面积即限制面积的值。
图1清楚示出上述轮廓N1是如何避免K点、沿其延伸方向没有曲率倒转并且具有一个相对于轮胎转轴的倾角“y”，倾角由经过质量块G的中心的轮廓N1的切线倾斜度限定，此倾角明显大于在公知轮胎中经过上述K点的切线的倾角。
在下面的说明书中，参照外胎垫层的中性轮廓进行描述实际上，当所述垫层互相接触时此轮廓与垫层的轮廓一致，但当垫层彼此分开时此轮廓与垫层的轮廓分离。在此情况下，中性轮廓对应于组件中性轴的轮廓，组件在外部由两个或多个外部垫层界定而在内部包含另外的填充或加固件，例如混合物和/或纤维、纱、线或由织物或金属或其他适当材料制成的带。
在此需要指出，外胎垫层的轮廓通常在技术文献中称为“层线”；在轮胎载荷和气压变化而产生变形以对轮胎提供承载能力和竖向弹性的所述轮胎部分通常在技术文献中称为“py”并基本对应于在K点径向外部的层线部分。“py”在此也称为“活性轮廓”。
从图1中明显可以看出本发明外胎垫层的中性轮廓是如何大大减小胎边的厚度并加宽活性轮廓直到胎边芯质量块的中心。此厚度的减小即避免图中阴影线胎边部分不仅增大包含在轮胎中的空气的体积约2％-5％，而且将此增大集中在轮胎径向最内部。结果轮胎的容积中心线向轮辋的转轴移动，而且轮胎本身承载能力相应地增加，条件与现有技术中相同的轮胎一样。
胎边的流线型本身产生对轮胎重量以及其操作温度的减小，因为较少量的材料承受与轮胎滚动有关的循环变形。
图2仍然以局部剖视图和示意图的形式示出与现有技术等同的外胎结构(以虚线形式表示)相比本发明轮胎的一个外胎结构的第一实施例。
除了已经参照图1所述的以外，本发明的轮胎包括一个加固有径向设置即基本位于轮胎横截面平面中的金属带的外胎垫层1。外胎垫层1可以包括一个单层橡胶织物或一组多层或一系列如下适当设置的带条。
上述垫层的端部插在两个胎边芯2a和2b之间，它们一起形成轮胎胎边环形加固芯。最好垫层的端部不从胎边芯径向向内伸出，即不会径向向内伸过胎边芯或胎边芯组的径向最内部的轮廓“p”，因此甚至不会围绕一个胎边芯折叠，这同现有技术相反，在现有技术中，从内向外轴向转动的端部3包围胎边芯2并沿外胎垫层的侧边径向向外抬高，使得在上述折叠的边部4的高度胎边中结构不连续。
此不连续的效果必须通过插入一个在所述边部的侧边上都径向延伸的织物或金属侧边件5而补偿。
从内向外以及反过来避免围绕胎边芯的外胎垫层的折叠简化了轮胎的制造过程并避免了一个重要的负面影响来源。
在一个具体实施例中，本发明的外胎还包括一个带结构6，它同轴设置在外胎的顶部上并位于上述外胎和胎纹块M之间。
图3示出本发明轮胎的一个优选实施例，它使用在由本申请人递交的悬置的欧洲专利申请No.97-830731.2中描述的技术构成。
轮胎的内部部件放置在一个圆环形的鼓20上，其外轮廓与未处理的轮胎的径向内表面一致，内表面从所谓的衬里7开始，即一层在硬化轮胎中形成轮胎内密闭表面的橡胶。
然后通过在衬里上周向连续放置多个带8即每个包含特定数量的钢绳索的橡胶织物块而构成外胎垫层，所述带彼此以一个最好等于带宽度的间隔分开设置，而钢绳索径向设置，即相对与外鼓的周向90°。带在其整个纵向延伸方向上固定在衬里上，沿外鼓的外表面从胎边向胎边延伸。
最好带具有3-15mm之间(最好5-10mm之间)宽度以及0.5-2.5mm之间的厚度，并包含在2-15(最好3-10)个之间的多个绳索，其密度最好为在轮胎1的赤道面附近在周向中在外胎垫层上测量的每厘米4-8的绳索之间。
最好绳索以不小于1.5倍绳索直径的相互之间的轴间距离设置在带8中，以便在相邻的绳索之间充分进行涂胶。
但是，如果需要，绳索可以优选地也以较大的密度设置在带中，以便对外胎垫层提供具体的紧凑和均匀的特性。
绳索是用于轮胎外胎制备中的绳索，最好具有0.3mm和2.1mm之间的尺寸。对于制备一个尺寸为315/80 R 22.5″的原型轮胎，申请人已经发现可以方便地使用具有组分3＋9＋15×0.22的金属丝。
一个加固的胎边芯9则在胎边的区域中在所述胎边芯径向外部的一个位置中与一个三角形填充体10一起施加到此第一系列带上，填充体10向胎边芯的相对端逐渐变小，向外在一个最好为轮胎区段H的高度的10％-50％之间的径向高度“h”径向延伸。
胎边芯9可以在一个适当的制备鼓上单独构成，然后在构成的外胎上组装，或者可以直接在胎边的区域中在上述带之上在外鼓上构成。
最好，胎边芯包括一个金属环形芯，其在周向无延展性并包括一系列金属螺旋线，螺旋线径向叠置而轴向彼此并排设置。
可以通过在一个适当的鼓上以几个彼此径向叠置的螺旋线的形式缠绕彼此并排设置的金属丝、或通过连续彼此并排设置多个在径向叠置的螺旋线中围绕其本身缠绕一个单独的金属丝而制成的金属螺旋线、或通过相对于彼此径向叠置多个在轴向彼此并排设置的螺旋线中缠绕一个单独的金属丝而形成的金属层而形成螺旋线系列。
应该注意到，由于外胎垫层的中性轮廓进入包围胎边芯横截面的区域中，并尤其通过胎边芯本身的质量块的中心，胎边芯不再经受扭矩，这样它只需要承受施加在其横截面上的牵引力。
结果，胎边芯不再需要具有特别的抗扭强度，因此一些特性例如其横截面的抗变形能力或在基本等于胎边座在轮辋上的一个角度的胎边芯的径向内表面的倾角就不再重要。
这一情况导致可以大大增大选择胎边芯的横截面的形状以及形成其的绳索。
至于胎边芯9的横截面，在所述实施例中，胎边芯最好形成为一个不规则的梯形，胎边芯包括两个底部，分别包括径向内表面9a和径向外表面9b，以及两个斜边，分别包括轴向内表面9c和轴向外表面9d。底部9a相对于轮胎的转轴倾斜一个基本等于轮辋上胎边芯倾角的角度，即15°大小，但可以具有较小的倾角，最好在0°-12°之间，以便有利于将胎边强迫配合在对应的座上。根据另一个优选实施例，所述梯形的轴向外侧面和轴向内侧面相对于轮胎转轴的倾角分别大于和小于在所述侧面的区域中外胎垫层的中性轮廓的倾角。
非常重要的是胎边芯9的衬里尺寸，即在图3中示出的纵向(包括侧面)延伸(z)以及在横向中的轴向厚度(v)(径向偏置量)；最好尺寸z在10-25mm之间，而尺寸v在7-20mm之间。
胎边芯的材料可以是任何织物或金属材料，或可以是其他具有适当机械强度特性的任何材料；最好此材料是通常用于轮胎技术的常规钢丝或高碳(高拉伸性)钢丝，或者是具有相应承载能力和强度的金属绳索。
在使用金属绳索的情况下，其横截面最好是圆形的，直径在0.3-2.1mm之间；或者可以使用一个最好具有基本为矩形横截面的平金属块，其侧面尺寸在1.5-2.5mm之间，最好具有圆角。
在一个不同的实施例中，平块具有基本为六边形的横截面，例如在本申请人的美国专利No.5,007,471中所述。
在使用金属绳索的情况下，申请人发现使用7×4×0.28绳索非常有利，即绳索包括七股，每股有四个绳索，每个绳索具有0.28mm的直径。
最好形成胎边芯9的螺旋线的金属件(绳索或块)是裸露的，即不衬有橡胶，在此情况下，每个金属件可以相对于相邻的金属件进行很小的轴向移动，这样加大了胎边芯的柔性，而且在相邻块的区段之间轴向相互连接的情况下，在将轮胎安装到轮辋上的过程中可以使胎边绳索变成椭圆形。
在设置在前面位置中的带8a之间的空间中放置一个芯系列的带8b这些带的端部在已经组装在外鼓上的胎边芯轴向向外的一个位置中叠置，这样胎边芯设置在两层外胎绳索之间。具体地，在胎边的区域中，带交替位于胎边芯轴向相对的侧面上第一系列带在轴向内部，第二系列带在轴向外部并不于第一系列带相对。换句话说，这样形成的外胎在顶部并沿侧壁的径向外中心线表现为一个径向单垫层外胎，而沿侧壁的径向内中心线并在胎边的区域中表现为一个双垫层外胎。这样本发明的外胎具有了单垫层外胎的重量轻、舒适和有柔性的所有优点以及双垫层外胎的结构强度、胎边的竖直和抗扭刚度以及在具有横向移动力时稳定性的所有优点。
在第一实施例中，所有带彼此都相同，即具有相同的数量和相同的加固绳索类型。但是，可以方便地从安装在胎边芯轴向外部的一个位置中的带改变安装在胎边芯轴向内部的一个位置中的带的特性在一个第一变化中所谓的轴向内部带具有不同的宽度，最好大于所谓的轴向外部带，这样对于在带中绳索的相同密度，在胎边芯轴向内部的绳索数量大于轴向外部的绳索，并在外胎垫层中保持一个均匀的密度。
在第二变化实施例中，胎边芯轴向内部的绳索具有不同的类型，即同轴向外部的绳索相比最好强度较大；可以看出在此情况下，外胎垫层在其本身的顶部上具有一个周期性均匀的圆周变化，如果需要可以通过改变在各个带中绳索的密度而还原这种变化。
在另一个变化的实施例中，本发明轮胎的胎边具有第二加固胎边芯11，第二胎边芯最好在一个轴向外部位置中轴向设置在外胎胎边的外侧。最好此第二胎边芯包括一个周向无延展性的环形插入件，此插入件基本形成为一个圆形轮辋，与轮胎的转轴同轴并位于一个与上述带的端部相对的轴向外部位置中。
此环形插入件包括至少一个细长金属件，金属件缠绕成几个基本同轴的螺旋线。这些螺旋线可以由一个连续的螺旋线或由各自的细长金属件形成的同心环限定。
在一个不同的实施例中，环形插入件具有与在一个轴向内部位置中的梯形胎边芯相同的形状，但可以具有不同的尺寸。
当带在填充体的径向外端彼此分开时与在带具有相同的轨迹的部分中的垫层一致的外胎垫层的中性轮廓离开带，并且经过两个系列的带之间进入包围上述两个胎边芯的胎边芯横截面的区域中，并且最好经过胎边芯或胎边芯组的胎边芯的质量块的中心这样外胎的活性轮廓继续径向向内直到紧邻胎边芯附近的位置。
然后随着设置带结构6、侧壁12和胎纹块M形成外胎，然后进行模制和硬化如果必要由于特定需要，胎边的结构可以包括其他金属件，例如在一个轴向内部和/或外部位置中的织物和/或金属块和/或具有特定性能的混合带，例如位于一个轴向外部位置中保护轮胎胎边免受轮辋台肩摩擦的抗摩带13。
例如，它可以包括一个加固边，包括一个加固有由任何材料、最好是金属材料制成的带的硬化织物块。绳索以相对于轮胎径向0°-60°、最好在15°-25°之间的一个角度设置在硬化织物中。加固边的高度h2最好在轮胎区段H的高度的15％-35％之间。
在本发明另一个变化的实施例中，第一系列的带彼此并排定位或以等于第二系列带的宽度的最小宽度的间隔隔开。这些第二带的定位通过将其完全叠置在下面的带的顶上而进行，这样导致也在顶部上和在侧壁的径向外部中形成一个双外胎垫层。在此情况下，可以取得外胎较大的强度而不用增加轮胎的重量。根据此方案还可以对径向叠置的带设有第一系列与第二系列的交叉的加固绳索，而且如果需要相对于周向具有彼此不同的倾角。
在本发明的此实施例中，可以改变在轮胎赤道面附近外胎垫层上周向测量的在第一系列和第二系列带中绳索的厚度，并且特别相对于第二系列的带8b对第一系列的带即径向最内部的带8a使用较大厚度的绳索。例如，可以对第一系列使用每厘米8个绳索的厚度而对第二系列使用每厘米4个绳索。
为了证实所述方案的技术效果，申请人根据本发明构造了一个胎边的模型，在使用轮胎的过程中传递到轮胎上的所有单向力施加到模型上。
参见图4，这些主要的力是-由于充气压力的力P-对应于载荷的力Q-由于充气压力而由外胎垫层并且具体由外胎垫层的加固绳索施加的拉力而产生的力T。
这些总体上由P1表示的力传递到轮辋的台肩上(分别在点B1-B6)，并且在轮胎在载荷作用下滚动过程中强度和方向循环变化。图5中的图形示出由轮胎胎边施加在轮辋台肩上的压力P1随着点位(从B1到B6)的平均阶变。
这些已经对上述具有315/80R22.5″尺寸的原型轮胎测量和计算出的平均力施加到在图6中示出的模型上，所述模型使用与上述轮胎相同的材料和相同的几何形状构成。
模型形成有一个由与外胎垫层相同的织物制成的橡胶织物带8(长度为12cm，宽度为1cm，厚度为2.6mm)，并包括四个钢制加固绳索，其成分为3＋9＋15×0.22，这些绳索通常用于具有上述尺寸的轮胎外胎中。
上述带的一端装在两个固定件15和16之间，每个固定件都包括两个橡胶织物块，其厚度为2.3mm而高度为20mm，并且加固有8个金属绳索，绳索的成分为7×4×0.28，绳索相对于外胎块的绳索垂直设置，这样可以模仿图2中所示的胎边芯。
模型在190℃的温度和30bar的压力下硬化30分钟。
作为一种替换，两个固定件由一个等于轮胎胎边压在轮辋台肩上的压力即60bar的压力压在一起，而带的相对端由一个牵引载荷施加在其上的夹具承受一个牵引力，所述载荷增大，直到其在带的绳索和固定件的绳索之间的混合物中产生破口。
产生上述破口的力F大于400kg并因此在每个绳索大于100kg。
由于在轮胎滚动施加到每个外胎绳索上的拉力T约为20kg，本发明胎边结构的安全系数基本为5，即完全符合现有技术轮胎的正确设计中通常使用的安全系数。
本发明的轮胎可以取得很多重要的优点，所有的优点基本上来自免除作用在现有技术轮胎的轮辋上的扭矩。
首先，在胎边底部上和围绕轮辋台肩的胎边芯的细微的移动如果不能完全避免也能在量级上大大减小，由于在载荷作用下的转动过程中胎边临界区的较小程度的疲劳可以增大轮胎的工作寿命。
与轮胎的工作寿命有关的另一个积极的效果通过避免在公知轮胎中由外胎垫层的折叠而产生的结构不连续性而取得，这种不连续性是在上述折叠的边上失效的原因。
需要指出的是，由于对车辆操作成本的影响，用于大载荷的轮胎当磨损时必须可以至少覆盖一次一个新的胎纹块，但最好可以为多次；但是这种操作可以只对完整的外胎进行，这样事先可以对送去进行翻新的外胎检查并适当地选择。考虑到避免了由于胎边缺陷大多数外胎在翻新之前都被抛弃，因此本发明的重要性显而易见。
由于其减小的几何尺寸，本发明的胎边芯的或成对的胎边芯形成一个环形加固芯，它非常有柔性并且因此可以容易变形，具体呈现出在将轮胎安装到轮辋上并且相反从轮辋取下轮胎的过程中所必须的允许胎边经过轮胎台肩的椭圆形(卵形)，所述操作对用于道路运输的庞大尺寸的轮胎非常复杂。
除此以外，由于轮胎较轻的重量而取得的较小的滚动阻力，本发明的轮胎减小了耗油，因为避免施加到胎边上的扭转运动使胎边芯和胎边的整体结构都很轻，相应地减小了形成上述结构的材料的异常聚集和变形。
车辆的承载能力同样增大，因为外胎垫层的活性轮廓一直径向延伸到胎边芯的中心，随后环形腔膨胀轮胎的相同的整个容积，并向轮胎的转轴降低环形腔的子午线平面。应该理解轮胎的承载能力与包括在轮辋的径向外表面和上述容积子午线平面之间的环形腔的容积成正比。
对此，可以看出本发明还包括一种增大用于车轮的传统轮胎承载能力的方法，其中轮胎设有一个上述的外胎结构。
根据此方法，对公知制造轮胎的过程进行修改，以限制向外胎加固结构的端部的径向延伸，这样端部就不会超过胎边芯的径向最内部的轮廓，从而使围绕胎边芯折回外胎垫层成为不可能，而且外胎垫层相对于胎边芯设置在一个轴向位置中，这样上述垫层的中性轮廓与包围胎边加固芯的区域的横截面交叉。
简化生产过程以及相关的加工机器导致避免将外胎垫层围绕胎边芯折叠是本发明提供的另一个显著的优点。
最后，本发明还提供了一种方法，用于避免在径向横截面平面中施加到加固上述车轮轮胎中胎边的胎边芯上的扭矩，从而产生所述取得优点，尤其是轮胎较轻的重量和较小的滚动阻力。
上述方法与现有的轮胎加工方法不同，因为它包括以下步骤沿外胎加固结构的中性轮廓的延伸避免拐点，并使上述中性轮廓与包围环形胎边加固芯即上述胎边芯的区域的横截面交叉。
很清楚已经理解本发明基本特征的本领域的技术人员在不脱离本发明权利要求书保护范围的前提下可以进行结构变化和管件参数的改变，这些变化和改变虽然没有在此具体描述，但可以从根据一个非限定性的例子而提供的本说明书中容易地推断出。
权利要求
1.一种用于车轮的轮胎，包括一个圆环形的外胎，外胎具有一个中心顶部和两个轴向相对的侧壁，侧壁终止在一对用于将轮胎固定到一个对应的安装轮辋上的胎边处，每个胎边包括至少一个周向无延展性的环形加固芯，一个位于顶部上并围绕所述外胎同轴延伸并且设有一个与路面滚动接触的抬高的图案的胎纹块，以及一个在所述外胎和所述胎纹块之间同轴设置的带结构，所述外胎设有一个加固结构，此加固结构基本包括至少一个硬化织物垫层，垫层加固有位于包含轮胎转轴的径向平面中的金属绳索，所述加固结构的端部固定在所述环形加固芯中，而且一个中性轮廓位于从胎边向胎边轴向延伸的一个径向横截面中，其特征在于，所述中性轮廓与包围所述环形加固芯的区域的横截面交叉，而且所述加固结构的端部向所述环形加固芯的径向最内部轮廓径向延伸但不超过此轮廓。
2.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述中性轮廓沿其在所述胎边之间的延伸具有一个避免拐点的连续曲率。
3.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述环形加固芯包括一个第一轴向最内部的胎边芯和一个第二轴向最外部胎边芯，所述外胎垫层的一端插在所述第一和第二胎边芯之间。
4.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述外胎垫层包括多个硬化织物带，这些带在至少一个所述胎边中交替设置在所述环形加固芯的轴向相对侧边上。
5.根据权利要求4所述的轮胎，其特征在于，所述外胎垫层包括两个系列的带，这些带至少在所述轮胎顶部上径向叠置。
6.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述环形加固芯在其横截面的平面中形成有一个不规则的梯形形状，此梯形包括两个底部即一个径向内底部(9a)和一个径向外底部(9b)，以及两个斜侧边即一个轴向内侧边(9c)和一个轴向外侧边(9d)。
7.根据权利要求6所述的轮胎，其特征在于，所述梯形的轴向内侧边和轴向外侧边相对于轮胎转轴的倾角分别大于和小于在所述侧边的区域中外胎垫层的所述中性轮廓的倾角。
8.根据权利要求6所述的轮胎，其特征在于，胎边芯(9)的倾斜侧边的纵向尺寸(z)在10和25mm之间，而所述胎边芯的底部的横向尺寸(v)在7和20mm之间。
9.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述环形加固芯包括一系列金属螺旋线，此螺旋线基本径向叠置而轴向彼此并排设置。
10.根据权利要求9所述的轮胎，其特征在于，所述金属螺旋绳索的材料是一种高碳钢。
11.根据权利要求9所述的轮胎，其特征在于，所述金属绳索的横截面是六边形。
12.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述环形加固芯包括一系列径向叠置的平金属螺旋块。
13.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述环形加固芯由于轮胎的充气压力不承受扭矩。
14.一种用于增加车轮轮胎承载能力的方法，轮胎包括一个圆环形的外胎，外胎具有一个中心顶部和两个轴向相对的侧壁，侧壁终止在一对用于将轮胎固定到一个对应的安装轮辋上的胎边处，每个胎边包括至少一个周向无延展性的环形加固芯，所述外胎设有一个加固结构，此加固结构基本包括至少一个硬化织物垫层，垫层加固有位于包含轮胎转轴的径向平面中的金属绳索，所述加固结构的端部固定在所述环形加固芯中，而且一个中性轮廓位于从胎边向胎边轴向延伸的一个径向横截面中，所述方法包括以下步骤-限制所述加固结构的端部径向向内的延伸，这样端部不会伸过所述环形加固芯的径向最内部的轮廓；-使所述中性轮廓与包围所述环形加固芯的区域的横截面交叉。
15.一种避免在径向横截面平面中施加到车轮轮胎的环形胎边加固芯上的扭矩的方法，所述轮胎包括一个圆环形外胎，所述外胎设有一个加固结构，此加固结构基本包括至少一个硬化织物垫层，垫层加固有位于包含轮胎转轴的径向平面中的金属绳索，所述加固结构的端部固定在所述环形加固芯中，而且一个中性轮廓位于从胎边向胎边轴向延伸的一个径向横截面中，所述方法包括以下步骤-避免沿加固结构的所述中性轮廓的延伸的拐点；-使所述中性轮廓与包围所述环形加固芯的区域的横截面交叉。
全文摘要
一种用于车轮的轮胎,包括一个圆环形的外胎,所述外胎设有一个加固结构,此加固结构基本包括至少一个硬化织物垫层,垫层加固有位于包含轮胎转轴的径向平面中的金属绳索,一个位于顶部上并围绕所述外胎同轴延伸并且设有一个与路面滚动接触的抬高的图案的胎纹块,一个在所述外胎和所述胎纹块之间同轴设置的带结构,以及两个轴向相对的侧壁,侧壁终止在一对胎边处,胎边设有至少一个周向无延展性的环形加固芯,用于将轮胎固定到一个对应的安装轮辋上。在上述轮胎中,外胎加固结构的端部向内径向延伸但不会超过上述环形胎边加固芯的最内部轮廓,同时上述加固结构的轴向从胎边向胎边延伸的中性轮廓与包围所述环形胎边加固芯的区域的横截面交叉。
文档编号B60C9/02GK1329547SQ99814194
公开日2002年1月2日 申请日期1999年11月22日 优先权日1998年12月7日
发明者雷纳多·卡莱塔 申请人:倍耐力轮胎公司