CN102765303B - 安装在标准轮辋与全钢丝子午线有内胎轮胎之间的护圈垫 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种安装在标准轮辋与全钢丝子午线有内胎轮胎之间的护圈垫，环形圈的断面两侧外轮廓曲线分别与轮辋轮廓、轮胎胎圈外轮廓曲线相一致，顶部轮廓曲线由其两端通过半径为3～5mm的倒角弧与两侧曲线相连接的一直线段构成，该直线段与轴线夹角在55～65°范围内。本发明是安装在标准轮辋与全钢丝子午线有内胎轮胎之间的环形圈，环形圈表面与轮辋、充气轮胎胎圈表面紧密贴合；环形圈实体的外径略大于胎体反包端头直径，其作用是把轮辋对轮胎胎圈的支撑点高度有效提高，从低于胎体反包端头增高到高于胎体反包端头的位置，其结果是大幅度降低了轮胎在使用中胎圈部胎体反包端头附近区域的曲饶幅度，使胎体反包端点头的应力不再高度集中。

Description

安装在标准轮辋与全钢丝子午线有内胎轮胎之间的护圈垫

技术领域

本发明涉及全钢丝子午线有内胎轮胎与标准轮辋之间加装的具有保护轮胎胎圈的护圈环垫。

背景技术

全钢丝子午线轻载轮胎和载重轮胎的规格品种很多，可分为有内胎轮胎和无内胎轮胎两大类，分别对应于有内胎轮辋轮廓和无内胎轮辋轮廓。有内胎轮胎的轮辋一股是可拆卸的，无内胎的轮辋为整体式的。轮胎胎圈里有钢丝圈。胎体帘布端部从内侧包过钢丝圈形成一个反包端头。反包端头一股高于钢丝圈顶面，进入胎圈曲绕区域，形成应力集中区。对于全钢丝子午线轮胎而言，反包端头在使用中，因反复曲绕极易脱空，造成轮胎早期质损。这种反包端头形成的结构缺陷，长期以来都被列为轮胎技术攻关的课题。一股情况，采用最多的解决措施都是加强胎圈部设计：增加胎圈厚度以增强弯曲刚度，降低反包端头区域应力应变；布置纤维帘布增强反包端点保护。这些措施对于不同的规格品种还必须通过大量的方案试验筛选才能找到比较有效的措施。其结果往往是材料浪费、成本上升、效果不佳。目前车辆所使用的各类轮辋的轮缘高度均低于轮胎胎体反包端点和钢丝圈包布层的端点，在实际使用中，在胎圈部，尤其在全钢子午胎胎圈部发生周期性循环曲饶，轮胎胎体反包端点和钢丝包布层端点因应力集中经常发生破坏。分析其原因，主要是轮胎胎体反包端点和钢丝包布层端点位于胎圈部曲饶区域，而轮胎胎体反包端点和钢丝包布层端点处正是弯曲刚性发生突变处，是轮胎结构本身造成的固有缺陷，克服这一缺陷，大幅度缓解应力集中是历来全球轮胎技术研究的热点。但是，至今尚未能寻找到有实际应用价值的简单有效的解决方案。

发明内容

本发明的目的是在针对轮胎与拆卸式轮辋正常装配使用情况，可在轮辋与有内胎轮胎胎圈间，加装一付与轮辋和胎圈匹配的护圈垫，以此来克服轮胎反包端头的固有结构缺陷，同时为轮胎胎圈瘦身设计、“圈护子午线轮胎”的推广应用创造有利条件，进而提供一种安装在标准轮辋与全钢丝子午线有内胎轮胎之间的护圈垫。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种安装在标准轮辋与全钢丝子午线有内胎轮胎之间的护圈垫，包括：环形圈，所述环形圈的断面两侧外轮廓曲线分别与轮辋轮廓、轮胎胎圈外轮廓曲线相一致，顶部轮廓曲线由其两端通过半径为3～5mm的倒角弧与两侧曲线相连接的一直线段构成，该直线段与轴线夹角在55～65°范围内；所述顶部轮廓曲线通过半径为3～5mm的倒角弧与侧部轮辋轮廓曲线在轮辋轮廓最高点处相连接；所述环形圈的制作材料为钢、铝合金、工程塑料或聚氨酯；所述环形圈与轮胎胎圈和轮辋轮廓相接触的两个侧面通过喷砂或滚花处理。

本发明具有以下优点：本发明是安装在标准轮辋与全钢丝子午线有内胎轮胎之间的环形圈，能耐150℃以上的高温。本发明具有较高的刚性，环形圈表面与轮辋、充气轮胎胎圈表面紧密贴合；环形圈实体的外径略大于胎体反包端头直径，其作用是把轮辋对轮胎胎圈的支撑点高度有效提高，从低于胎体反包端头增高到高于胎体反包端头的位置，其结果是大幅度降低了轮胎在使用中胎圈部胎体反包端头附近区域的曲饶幅度，使胎体反包端点头的应力不再高度集中，从而避免反包端头的早期脱空；同时，也因此可以对轮胎胎圈实施瘦身设计以降低轮胎成本。

附图说明

图1是本发明全钢丝子午线有内胎普通轮胎护圈垫的结构示意图；

图2是本发明护圈垫与全钢丝子午线有内胎普通轮胎的连接结构示意图；

图3是本发明全钢丝子午线有内胎圈护轮胎护圈垫的结构示意图；

图4是护圈垫与全钢丝子午线有内胎圈护轮胎的连接结构示意图。

图中的附图标记1是轮胎胎圈，2是反包端头，3是胎圈外侧曲线，4是轮辋轮廓曲线，5是环形圈。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

如图1～图4所示，本实施例所涉及的一种有内胎轮胎的护圈垫，包括：环形圈5，所述环形圈5的断面两侧外轮廓曲线分别与轮辋轮廓、轮胎胎圈外轮廓曲线相一致，顶部轮廓曲线由其两端通过半径为3～5mm的倒角弧6与两侧曲线相连接的一直线段7构成，该直线段7与轴线夹角在55～65°范围内。

所述顶部轮廓曲线通过半径为3～5mm的倒角弧6与侧部轮辋轮廓曲线在轮辋轮廓最高点处相连接。

所述环形圈5的上端点高于胎体反包端头2的上端点0～10mm。

所述环形圈5的上端点高于胎体反包端头2的上端点1mm。

所述环形圈5的上端点高于胎体反包端头2的上端点2mm。

所述环形圈5的上端点高于胎体反包端头2的上端点3mm。

所述环形圈5的上端点高于胎体反包端头2的上端点5mm。

所述环形圈5的制作材料为钢、铝合金、工程塑料或聚氨酯。

每一个轮胎规格都有对应的标配轮辋；当其装配充气后，可发现轮辋轮廓对于胎圈的支撑位一股都低于轮胎反包端头，导致反包端头处于曲绕区，在使用中因反复曲饶极易脱空，造成轮胎早期质损。

本发明的原理是，在轮辋轮廓和全钢丝子午线有内胎轮胎胎圈之间加一个环形圈(见图1～图4)。环形圈上与轮辋相接触面与轮辋面完全紧密接触；与轮胎接触的一面就可视为新的轮辋轮廓(设计轮胎时与本发明的轮辋轮廓进行匹配设计)：与原轮辋轮廓和有内胎轮胎胎圈接触面相比，它与轮胎接触面上边缘上移了一段距离，使胎圈在更高的位置得到支撑。恰当地设计护圈环垫的形状、外径和胎圈结构，使轮胎胎体帘布反包端头的位置高度略低于环形圈的高度。本发明的有内胎轮胎护圈垫是采用能耐150℃以上高温的，且具有高曲饶刚性、高弹性的材料，如钢、铝合金、工程塑料、高硬度聚氨酯或其他复合材料等制作的实体环垫。本发明的轮胎护圈垫的断面轮廓曲线设计具有下述特征：标准轮辋轮廓曲线和轮胎胎圈外轮廓曲线构成了轮胎护圈垫的底边和两个侧边，二侧边间的最小距离根据材料性能确定，在确保刚度条件下，该距离尽可能小，一股取4～6mm，顶部曲线一股是由一段与轮辋轴线呈55～65度夹角的直线段和3～5mm的倒角R与二侧曲线相连接，轮辋轮廓的最高点对应的护圈垫一侧上的点则应作为与直线段相连接的倒角R起始点。本发明的环形圈与轮胎胎圈和轮辋轮廓相接触的两个侧面可通过喷砂或滚花等处理来增加接触面的摩擦系数，确保轮辋、环形圈和轮胎三者两两之间在使用中无相对滑动。

通过有限元仿真可知，在各种使用工况下，加装护圈环垫后与未加装护圈环垫的正常状态相比，反包端头的位移范围大幅度减小。显然，这时反包端头的应力集中度已大幅度降低。本发明的轮胎护圈垫的断面形状主要有两大系列：(1)全钢丝子午线有内胎普通轮胎护圈垫(图1和图2所示)；(2)全钢丝子午线有内胎圈护轮胎护圈垫(图3和图4所示)；对于特殊的轮胎和轮辋，则可单列在上述系列之外。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种安装在标准轮辋与全钢丝子午线有内胎轮胎之间的护圈垫，其特征在于，包括：环形圈，所述环形圈的断面两侧外轮廓曲线分别与轮辋轮廓、轮胎胎圈外轮廓曲线相一致，顶部轮廓曲线由其两端通过半径为3～5mm的倒角弧与两侧曲线相连接的一直线段构成，该直线段与轴线夹角在55～65°范围内；所述顶部轮廓曲线通过半径为3～5mm的倒角弧与侧部轮辋轮廓曲线在轮辋轮廓最高点处相连接；所述环形圈的制作材料为钢、铝合金、工程塑料或聚氨酯；所述环形圈与轮胎胎圈和轮辋轮廓相接触的两个侧面通过喷砂或滚花处理。

2.根据权利要求1所述的安装在标准轮辋与全钢丝子午线有内胎轮胎之间的护圈垫，其特征在于，所述环形圈的上端点高于胎体反包端头的上端点0～10mm。

3.根据权利要求2所述的安装在标准轮辋与全钢丝子午线有内胎轮胎之间的护圈垫，其特征在于，所述环形圈的上端点高于胎体反包端头的上端点1mm。

4.根据权利要求2所述的安装在标准轮辋与全钢丝子午线有内胎轮胎之间的护圈垫，其特征在于，所述环形圈的上端点高于胎体反包端头的上端点2mm。

5.根据权利要求2所述的安装在标准轮辋与全钢丝子午线有内胎轮胎之间的护圈垫，其特征在于，所述环形圈的上端点高于胎体反包端头的上端点3mm。

6.根据权利要求2所述的安装在标准轮辋与全钢丝子午线有内胎轮胎之间的护圈垫，其特征在于，所述环形圈的上端点高于胎体反包端头的上端点5mm。