CN102431395A - 全钢型钢子午线免充气轮胎的设置方法 - Google Patents

Abstract

全钢型钢子午线免充气轮胎设置方法，包括现有子午线轮胎的钢圈、帘线、复胶或与带束层的构造，其中帘线是由型钢钢带构成帘子布，帘子布两侧与安装轮辋相对应的尺寸是过盈的，轮胎在固定于轮辋时产生应力并与轮辋紧紧贴合。本发明用这种帘子布制成的全钢子午线轮胎因其刚性大大增加，而可不用充气，不怕扎刺，即使破损也不会发生爆胎，承载力能够满足各种车辆的应用要求。

Description

全钢型钢子午线免充气轮胎的设置方法

技术领域

本发明涉及全钢子午线免充气轮胎的结构和设置方法。

背景技术

子午线轮胎胎体的帘线排列不同于斜交轮胎，子午线轮胎的帘线不是相互交叉排列的，而是与外胎断面接近平行，像地球子午线排列，帘线角度小，一般为0°，胎体帘线之间没有维系交点，当轮胎在行驶过程中，冠部周围应力增大，会造成周向伸张，胎体成辐射状裂口。因此子午线轮胎的缓冲层采用接近周向排列的帘线层，与胎体帘线角度成90°相交，形成一条几乎不能伸张的刚性环形带，把整个轮胎固定，缓冲层承受整个轮胎60%到70%的内应力，成为子午线轮胎的主要受力部件，称之为子午线轮胎的带束层。斜交胎的主要受力部件不在缓冲层上，其80%到90%的内应力均由胎体的帘布层承担。

　　全钢子午线轮胎的胎体与带束层均采用钢丝帘线。子午线轮胎结构合理，比斜交胎性能要优越：耐磨及耐刺穿性能好；缓冲性能好，行驶温度低；稳定及安全性能好，行驶里程及经济效益高。由于子午线轮胎具有耐磨，节油，乘坐舒适，牵引性，稳定性及高速性能好的特点，使其获得了极快的发展。目前国际上轿车占90%以上。

现有的全钢子午线轮胎的帘线是用高碳钢丝（主要是弹簧钢丝），经压延复胶后成型，当然钢丝或钢带之前要经过热处理及表面处理工艺。

CN200410017595无内胎免充气轮胎结构，由外结构和内结构组成,外结构包含胎面胶、帘布、钢丝等,钢丝盘绕后与帘布、胎面胶胶合在一起,内结构为空心胎层，内结构和外结构通过架桥方式组成整体。

CN200620132142免充气弹簧钢丝网状骨架轮胎，包括橡胶层、钢圈，所述钢圈设在轮胎的两侧内沿,一侧一个,在两侧钢圈之间设有至少一层弹簧钢丝网,该弹簧钢丝网两侧边与所述钢圈固定连接,在弹簧钢丝网上下两面设有至少一层帘子布,所述钢圈、弹簧钢丝网、帘子布与橡胶层紧密压合在一起,在所述两侧钢圈中间成一个拱形圆圈状结合体,在该结合体外表面上设有防滑凹凸花纹。 

CN98251056一种新型无内胎免充气轮胎，与一般机动车外胎结构相似的轮胎胎体内,平行密集排布大量的近Ω形弹簧钢丝圈,充当弹性承重骨架;再在胎体内弹性承重骨架的外部,网格状排布较多的较细弹簧钢丝等,阻止轮胎在加速及刹车时非正常前后扭动;上述二者使用橡胶与帘布等胶结固定成形,就可制成本轮胎。近Ω形弹性承重骨架,在本轮胎内可以只单层排布,但也可排布双层或多层。重型机动车上使用本轮胎时,在胎体内侧的空腔内还可再加装一个弹性内衬承重支架。 

CN200480029063免充气空腔轮胎，由橡胶、环形弹性钢圈、封闭胎趾口固定装配钢圈,胎面、橡胶缓冲层、带束层、帘布层组成,帘布层围绕封闭胎趾口固定装配钢圈,把环形弹性钢圈用向轴心拉力束缚,形成圆弓力,支撑成空腔轮胎，圆弓力,是支承载荷介质。

CN200680002760.X充气子午线轮胎，包括布置在带束部(5)沿轮胎的径向外侧的至少一个带束增强层(6A、6B)的充气子午线轮胎，构成带束增强层(6A、6B)的增强元件是满足下式(I)和(II)的条件的聚酮纤维帘线: Σ≥-0.01×E+1.2… (I) Σ≥-0.02… (II)[其中,Σ是177℃时的热收缩应力(CN/DTEX);E是25℃时、在49N的负荷下的弹性模量(CN/DTEX)]。

以上免充气轮胎的结构实际上并不能实用，而现有全钢子午线轮胎的缺点是：仍要充气，轮辋稍有变形使轮胎漏气，因胎侧较薄，胎冠较厚，在其与胎侧的过渡区易产生裂口。总体上充气轮胎的曝胎仍是发生交通事故的巨大危险。

发明内容

本发明目的是：提出一种全钢型钢子午线免充气轮胎及设置方法，可以克服现有子午线轮胎仍要充气的不足，且与现有子午线轮胎的生产工艺可以兼容。克服充气轮胎的曝胎的巨大危险。克服实心轮胎散热太差，难以实用于中高速机动车辆的不足。尤其是解决轮胎与轮辋在不充气的情况下如何能够紧密贴合并且产生足够的摩擦力。

全钢型钢子午线免充气轮胎设置方法，包括现有子午线轮胎的钢圈、帘线、复胶或再加带束层的构造，其中帘线是由型钢钢带构成帘子布，帘子布两侧与安装轮辋相对应的尺寸是过盈的，轮胎在固定于轮辋时产生应力并与轮辋紧紧贴合。

帘线和钢圈在固定轮辋时产生支撑力由钢带的厚度尺寸和材料的弹性性能，及帘线两侧边与轮辋的过盈尺寸来控制。

帘线密布于整个胎面(子午线方向)的，帘线可以是无间隙或小间隙的；使帘线主体基本能够作为轮胎的支撑和载重的支承。

所述帘线是由钢带经机械加工使其截面形状为一个或一个以上的梯形、矩形、正方形、三角形、波浪形或弧线形、半圆形多种形状的型钢带。

帘线在胎面互相平行排列，从两侧面可互相交错排列，圆周方向必须是平行排列的以提高承载力。帘线的顶部多数可以成为拱型。

带束层由型钢钢带构成。其截面形状可以与帘子线钢带相同。

全钢型钢子午线免充气轮胎，包括现有子午线轮胎的钢圈、帘线、复胶或再与带束层的构造，其中帘线是由型钢钢带构成帘子布，帘子布两侧与安装轮辋相对应的尺寸是过盈的，轮胎在固定于轮辋时产生应力并与轮辋紧紧贴合。

型钢钢带采用高碳钢，有一定的弹性，由钢带的厚度、材料的力学弹性性能及过盈尺寸产生的预应力决定轮胎的支撑力。

本发明通过材料的选择，也可以选择高合金材料钢带，增加钢带的密度和尺寸加上予应力，使轮胎在即使不充气的情况下也能够支撑负载，由于本发明钢带本身有一定弹性，所以亦具有一定的抗震作用，当然，机动车本身悬挂的减震设计的好坏，直接影响到本发明在机动车上的应用。

全钢型钢子午线免充气轮胎，包括现有子午线轮胎的钢圈、帘线、复胶或再与带束层的构造，其中帘线是由型钢钢带构成帘子布，帘子布两侧与安装轮辋相对应的尺寸是过盈的，轮胎在固定于轮辋时产生应力并与轮辋紧紧贴合。

本发明的有益效果是：用这种帘子布制成的全钢子午线轮胎因其刚性大大增加，而可不用充气，不怕扎刺，即使破损也不会发生爆胎，优点自明。当然本发明轮胎也可以充气，但完全不依赖于充气进行负载，承载力能够满足各种车辆的应用要求，这种轮胎在整体上硬度更硬一些，但由于车架和车桥在整体上已经是防震的悬挂设计，因此车胎的钢性并不是使用上的缺点，因此本发明在在整体上与子午线胎性能具有可比性。

附图说明

图1是全钢型钢子午线轮胎结构截面示意图。

图2是全钢型钢子午线轮胎具体结构示意图。

图3是本发明全钢型钢子午线轮胎结构示意图。

图4-7是本发明全钢型钢子午线轮胎的型钢钢带载面结构示意图。

具体实施方式

全钢型钢子午线免充气轮胎设置方法，设有包括子午线轮胎的钢圈4、帘线1和带束层5和复胶的构造，轮胎的胎面3，所述帘线是型钢钢带构成门型或Ω形，帘线在固定于轮辋2时产生应力并与轮辋2贴合。本发明可以与现有子午胎工艺的设备基本兼容，设备工艺可基本不变。改变的地方主要是因为帘线的“截面”形状改变需要将帘子布的辅具作相应的改变即可。

全钢型钢子午线免充气轮胎其中帘线是由高碳钢带（主要是弹簧钢）经机械加工使其截面形状为一个或一个以上的梯形、矩形、正方形、三角形、波浪形、半圆形等多种形状的型钢带，经过热处理后，具有高弹性、高刚性、高韧性。这种型钢再经过表面处理（如镀黄铜等以提高与橡胶的粘接力），可作为全钢子午线帘线的主要材料，再经压延复胶后成型为子午线帘线，帘线密集排列成帘子布并复胶成为圆胎。

其中一些轮胎因需要加层或带束层，在帘子布圆胎的外周面设有带束层。带束层的钢带亦为型钢钢带，与帘子截面可以相同，即垂直于钢带的截面形的形状为一个或一个以上的梯形、矩形、正方形、三角形、波浪形、半圆形等多种形状的型钢带。钢带横截面因此类似T型。钢带的纵截面通过一个或一个以上的梯形、矩形、正方形、三角形、波浪形、半圆形等等形状的加强也是一个方式。

由于轮胎在成型过程中，全钢子午线帘子布中的钢丝或钢带由平直状态或帘子布两侧边在固定于钢圈之前是向外张开的形状变成子午线状态，而产生较大的应力，而型钢钢带的帘线因其钢性大大增加而产生的应力则更大，这种应力会因钢圈装在轮辋上被限制而无法释放，成为予应力。

本发明的轮胎承载力由型钢的刚性大大提高而产生轮胎与轮辋的固定的紧贴应力而实现的。将成型的轮胎底部外沿宽度尺寸（见图中的虚线）比与之配合的轮辋的内沿尺寸要稍大，形成过盈状态，在装配时将轮胎的两侧加上外力（图3），使轮胎方便的进入轮辋中，再将外力去掉，轮胎在预应力作用下会迅速回弹，与轮辋紧紧贴合在一起，过盈量越大则预应力越大结合力越大，需要多大的过盈量就根据车速、承载量的大小而定，对高速及重载型车用轮胎，可将子午帘线的顶部制成向上的拱形，则承载力更大，轮辋也应该采用半深槽和深槽类型，轮辋的结构形式选用二件或二件以上的结构形式。在安装轮辋的过程中，需要液压等专用工具将轮胎压进轮辋，保证轮胎和轮辋的良好整体性。

本发明也适用于非机动车，飞机、火炮等各类橡胶轮胎。

所述钢带由向外偏角或较平直状态变成子午胎限定的子午线状态，因产生较大的应力，而所述钢带帘线因其刚性大大增加而产生的应力则更大，这种应力会因钢圈与轮辋的装配限制而无法释放（图）成为预应力。

现有的充气轮胎的承载力及轮胎与轮辋的贴合力是由充气压力而产生的。而本发明轮胎的承载力及轮胎与轮辋的贴合力因型钢及轮辋的支撑及钢圈与轮辋的装配产生的预应力支撑而产生的。

图4-7分别是梯形、矩形、波浪和三角的钢带截面。还包括单齿的加强筋的结构，可以是梯形的变形（腰为弧线表），还可以是锯齿表等。

典型的型钢带尺寸：钢带的厚度0.5mm以上，宽度3mm均可以，小尺寸的可以用于人力车辆的车胎，可视不同载重的车胎可以有不同的尺寸的子午线（帘子布）。

图3中的虚线结构的轮胎被嵌入轮辋，安装时采用液压等工具即可完成。

当然还应该根据车辆的载重和速度状况设计轮胎和轮辋（本发明是轮胎与轮辋二者紧密结合的），如是低速轻载的人力车，可以采用单件式轮辋，机动车辆均应该采用二件或二件以上的结构的轮辋。如果是高速重载车建议采用半深槽或深槽式轮辋。

Claims (6)

1.全钢型钢子午线免充气轮胎设置方法，其特征是包括现有子午线轮胎的钢圈、帘线、复胶或与带束层的构造，其中帘线是由型钢钢带构成帘子布，帘子布两侧与安装轮辋相对应的尺寸是过盈的，轮胎在固定于轮辋时产生应力并与轮辋紧紧贴合。

2.根据权利要求1所述的全钢型钢子午线免充气轮胎设置方法，其特征是轮胎在固定轮辋上时产生支撑力，并由钢带的厚度尺寸和材料的弹性性能，及帘线两侧边与轮辋的过盈尺寸来控制。

3.根据权利要求1或2所述的全钢型钢子午线免充气轮胎设置方法，其特征是帘线在胎面互相平行排列，从两侧面可互相交错排列，圆周方向必须是平行排列的以提高承载力。

4.根据权利要求1或2所述的全钢型钢子午线免充气轮胎设置方法，其特征是所述帘线是由钢带经机械加工使其截面形状为一个或一个以上的梯形、矩形、正方形、三角形、波浪形或弧线形、半圆形多种形状的型钢带。

5.根据权利要求2或4所述的全钢型钢子午线免充气轮胎设置方法，其特征是带束层由型钢钢带构成。

6.全钢型钢子午线免充气轮胎，包括现有子午线轮胎的钢圈、帘线、复胶或与带束层的构造，其特征是帘线由高碳型钢钢带构成帘子布，帘子布两侧与安装轮辋相对应的尺寸是过盈的，轮胎在固定于轮辋后产生应力并与轮辋紧紧贴合。

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