专利名称：具有圆形胎趾的轮胎和制造这种轮胎的模具的制作方法
技术领域：
本发明的背景和概述本发明涉及用于重载运输车辆的轮胎，例如，卡车和公共汽车的轮胎。特别是，本发明涉及有胎趾(bead toe)的重载轮胎，胎趾的形状可改善耐久性，在轮胎的使用寿命期中容易拆卸和重新安装。
胎圈是轮胎结合轮辋的部分。胎圈一般包括一个限定了一个芯型的扁平表面，它与轮惘座相匹配以传递胎圈芯的力或能将轮胎固定在轮辋上。胎圈座表面构成一个气密件以将压缩空气保留在轮胎内。在常规的卡车和公共汽车轮胎内，胎圈终止于从胎圈盘管或胎圈芯向轮胎旋转轴伸展的一个三角形的胎趾。
用一个15°深槽(drop center)轮辋的卡车和公共汽车轮胎一般有一个加长的胎趾，据信，它有助将胎圈固定在轮辋座上并且在使用过程中有助于阻止胎圈的脱离。此外，加长的胎趾据信有助于确保气密件的整体性。然而，加长的胎趾会妨碍将胎圈安装于轮辋或从轮辋上拆卸，拆装轮胎的动作包括使胎趾翻过轮缘。
卡车和公共汽车轮胎设计和制造成具有重型胎体(carcass)能延长胎面(tread)的使用寿命。车辆的使用者通常重新处理这种轮胎以从该胎体获得最佳值。例如，一种长的牵引卡车，可能进行三到四次重新处理，这需要同样多次数的拆卸和重新安装。
此外，轮胎在其寿命周期内由于路面造成胎体的严重损坏进行修理也需要拆卸。
安装和拆卸轮胎的一个问题是胎圈翻过轮缘，将很大的应力加到胎圈和胎趾上。由于轮胎的老化和橡胶由于氧化而变脆，该应力可能损坏胎趾。如果严重，这种损坏能够缩短或结束胎体的有用寿命。
本发明提供一种不同形状的新胎圈部分，与常规轮胎相比能去掉胎趾中的很大一部分而不牺牲轮胎胎圈安装的整体性。
根据本发明，安装在一个轮辋上的轮胎，有一个大约15°角的胎圈座，即卡车或公共汽车的轮胎与常规胎趾相比有一个截头的圆形胎趾。根据本发明该胎趾由胎圈座面和胎圈部分的内表面所限定，该胎圈座面限定一个105°-150°的角，最好是一个130°-150°的角。
按照本发明的另一方面，该胎圈的座面终止于一过渡点，该过渡点相对于轮胎的赤道平面，位于不小于从赤道平面起该座点的轴向距离的0.78倍，当轮胎被安装在合适的轮辋上该座点被定位时。
根据本发明的再一方面，该过渡点相对于该轮胎的选旋转中心的径向距离位于从旋转中心起座点径向距离的0.95-0.97倍范围内，当轮胎安装在轮辋上时。
根据本发明的一种模具，包括一个有圆锥形凸纹(ridge)胎圈环，该圆锥形凸纹包括一个形成一个面和一个膜片引导表面的胎圈座.该圆锥形凸纹引导该模具膜片从径向设置弯向轮胎的赤道平面。从该圆锥形凸纹伸展的该膜片与形成该面的胎圈座形成一夹角，范围为105°-155°，最好是130°-150°，以构成一个圆形的胎趾。
附图的简要说明下面将结合附图对本发明进行描述，使本发明将更好理解，其中
图1是根据本发明的轮胎胎圈的截面图；图2是安装在轮辋上的图1的轮胎胎圈的截面图；图3是安装在轮辋上的常规轮胎胎圈的截面图；图4是根据本发明的模具的部分截面图。
详细描述图1示出了一种重载轮胎，例如公共汽车或卡车轮胎，的胎圈部分的截面。该轮胎的外表面20和内表面22提供了基准定向。胎圈部分包括一个胎圈芯24，在图示的实施例中它是由一个长方形断面的钢丝盘管构成的。正如本领域所熟知的，其他形状，包括卵形和圆形，也可以用做胎圈芯。
参考图2，该胎圈部分安装在轮辋50上。胎圈芯24上的张力通过压缩胎圈芯24和轮辋座52之间的橡胶传递给轮辋，以便将胎圈固定于该轮辋，并因而将该轮胎固定于轮辋。胎圈部分有一个扁平形状区轮辋的胎圈座面26，与该轮辋50的轮辋座52结合。一个接近座面26的外端附近的座基准点28和该轮辋上标准基准点S一致。在轮胎和轮辋协会的年鉴上出版了轮辋的标准尺寸，其中，基准点S位于标准轮辋直径和宽度的轮辋的一点。当轮胎适当地安装在轮辋上时，点28和点S基本上重合。如图1所示，座点28实际上并不位于轮胎胎圈上；然而，这一点很容易被业内人士识别，并通常用在轮胎的特定的安装直径和宽度中。
图2中所示的轮辋50示出了其半径R和一半宽度X而不是它的直径和宽度。轮辋座52相对于轮辋的旋转轴A-A形成一个截头圆锥部分。座52相对于旋转轴A-A形成一个15°的座角56。一个15°的座角用于重载车辆的轮辋，如卡车和公共汽车的轮辋。
轮胎胎圈座26终止于表示过渡点的端点30，在此点胎圈曲面的端面32远离胎圈座26到轮胎侧壁的内表面22。如图1和图2所见，端表面32有一个圆形的成为胎圈座26到轮胎内表面22的过渡区。
相比之下，图3示出一个常规的胎圈80安装在轮辋50上。该常规胎圈的胎圈座52相对较长并终止于一三角形顶点84。有这种三角形顶点或胎趾的胎圈在本行业是很普遍的，因为据信这种加长的胎圈座82能确保形成适当的气密件。此外，这种在胎圈芯86之下的加长的胎圈座82据信有助于使轮辋上的胎胎圈稳定并有助于抵抗车辆在行驶中车轮在转动中所遇到的力。
常规的胎圈80在轮胎安装和拆卸中遇到一个问题。如图3所见，轮辋50包括一个所谓的深槽(drop center)或凹陷54。在安装时，轮胎的一侧要越过轮缘58并位于凹陷54。轮胎的外侧然后越过轮缘58。该轮胎然后充气使胎圈坐于轮辋座上。拆卸轮胎时需要完成相反的动作。
使胎圈越过轮缘需要一种使胎圈变形的工具，用扭转、弯曲和拉伸，以产生足够的间隙。该加长的三角形胎趾84要越过轮缘58十分困难，即使是用工具。此外，施加在胎圈上的工具的动作和力通过轮缘可以胎趾，特别是旧轮胎，橡胶因老化而变脆。这种弹性较小的橡胶会龟裂或破裂。破裂的胎趾可以使胎圈暴露，或胎圈座失去整体性，或使轮胎变得不能使用。
发明人发现，用圆形胎趾可以使轮胎胎圈牢固地就位并提供气密件，这就消除了常规胎趾的问题。短胎趾很容易越过轮缘，需要较小的变形，因而也遭受较少的破坏。此外，根据本发明的胎圈需要较少的材料，因而重量较轻，制造成本较低。
再参考图1，根据本发明的一种轮胎胎圈有一个胎趾，该胎趾包括一个终止与过渡点30并连接于内表面32的座表面26。一个由座表面和T线形成的夹角36，T线的起点在过渡点30并与内表面22相切，该夹角的范围在105°-150°之间。该夹角在包含胎趾的方向测量。最好是该夹角在130°-150°的范围内。
参考图2，本发明的胎趾也是由相对于座点28或轮辋座点S的过渡点30的位置所限定。Z-Z线代表赤道平面，即轮辋的中心和沿旋转轴A-A安装的轮胎的中心。轮辋的名义半径是从旋转轴A-A测量的。座点S的轴向距离X是名义宽度的一半，并从轮辋的中心线Z-Z测量。轮辋的名义宽度和直径的具体尺寸由轮胎和轮辋协会在其年鉴中发表。
每个标准的轮辋和安装在其上的轮胎的座点S被限定，即距离R和X可以从标准数据计算并用作基准。根据本发明，当轮胎以与点S相重合的座点28定位在0.95R-0.97R的径向距离P时，过度点30相对于轮辋座点S被定位。应当明白，该轮胎有两个胎圈，对于每个座点28与基准轮辋座点S相重合，如果该轮胎被安装在一个轮辋上则该轮胎将被定位。这实际上在该轮胎安装在适当的轮辋上完成，或用一个能建立起适当的胎圈位置的工具完成。
此外，过渡点30在0.78X的轴向距离Y。最好是过渡点30在胎圈芯24的中心轴向向里。当然，过渡点30不能在从轮胎中心大于座点S或点28的距离的轴向距离。
根据本发明的轮胎可以用一种特别适合形成胎趾的模具制造。图4是代表根据本发明的一种高度简化了的模具的截面图。该模具包括一个膜片100，该膜片100用加热的流体填充，该流体将压力和热传递给轮胎内部。膜片100的端部102被夹在上膜片板104和下膜片板106中。上胎圈环110和下胎圈环112、上侧壁板114和下侧壁板116和胎面环118、120被安装在模具中以构成轮胎的外部。一个在模具里被硫化的轮胎存在于膜片100和胎圈环、侧壁板和胎面环之间所限定的空间里。
胎圈环110、112每个包括一个圆锥凸纹124，它限定一个具有胎圈座形状的座面130和一引导膜片100的引导面132。膜片100绕座面130端部的一个点沿引导面132伸展以模制轮胎的胎趾。座面130端部的该点与轮胎胎趾的过渡点一致(见图1和图2)。圆锥形凸纹124确保轮胎胎圈的过渡点30适当定位。引导面132将膜片100从夹紧端的水平状态传送到向轮胎的赤道平面弯曲，因而当座面130和膜片100从圆锥形凸纹(ridge)分开时限定一个105°-155°的夹角，最好是130°-150°。因而，座面130和引导面132之间的夹角在30°-95°之间。膜片内侧的流体压力使膜片绕轮胎胎圈弯曲并与轮胎的内表面一致。
根据本发明的模具为胎趾提供了一个较好的硫化，消除了模具内的空隙。橡胶不必首先流入空间，并因而在模制的早期均匀地模压胎圈和均匀地将热传递给胎圈。
本发明已经用较佳原理、较佳实施例、较佳结构进行了描述。然而业内人士将会明白，本发明的实施不限于所描述的实施例，可以作出各种变化和替换而不超出由权利要求所限定的本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种安装在轮辋上的轮胎有一个大约15°的圆锥形的座，所述的轮胎有两个胎圈，赤道平面每侧一个胎圈，每个胎圈有一个基本截头圆锥形的座面和一个内表面，该座面和内表面相交与一过渡点，本发明包含的座面和内表面限定了一个以过渡点为顶点的夹角，夹角的范围为105°-155°。
2.根据权利要求1所述的轮胎，座面和内表面之间夹角的范围为130°-150°。
3.根据权利要求1所述的轮胎，本发明包括的渡点位于从轮胎旋转中心起的径向距离为从轮胎旋转中心起的座点径向距离的0.95-0.97倍。
4.根据权利要求1所述的轮胎，本发明包括的过渡点位于从赤道平面起的轴向距离至少是从赤道平面起座点的轴向距离的0.78倍，且不大于该座点从赤道平面起的轴向距离。
5.一种用于制造重载轮胎的模具，包括一个用于模制轮胎内部的膜片；上部膜片板和下部膜片板，用来在与模具的赤道平面平行的位置夹住膜片的自由端；径向地安装在膜片板外部的上部胎圈环和下部胎圈环，用来模制轮胎的胎圈部分和用来将膜片从膜片板引导到轮胎内部，每个胎圈环有一个圆锥形凸纹，限定了交于一点的一个座面和一个引导面，一个由座面和过该点的引导面的延长线的夹角，夹角的范围是105°-155°。
全文摘要
一种安装在一个15°深槽轮辋上重载卡车或公共汽车轮胎有一个圆形胎趾,它解决了安装问题并节省了材料。该胎趾被胎圈座和胎趾端表面所限定并形成一个105°－155°的夹角。此外,在胎圈座和胎趾端表面之间的一个过渡点相对于胎圈座点位于从轮胎中心0.95－0.97倍的轴向距离和至少0.78倍的胎圈座点的径向距离。还公开了一种制造该轮胎的模具。
文档编号B60C15/00GK1384788SQ99814604
公开日2002年12月11日 申请日期1999年10月18日 优先权日1999年10月18日
发明者K·K·小邦帕斯, J·P·加列戈 申请人:米其林研究和技术股份有限公司