CN1133549C - 带有反向的胎体帘线层反包结构的轮胎 - Google Patents

Abstract

一种改进的带活胎面的轮胎，包括安装在多层轮胎胎体的外部圆周表面上可拆卸活胎面组件。而嵌入的轮胎胎体具有包绕胎圈钢丝的帘线层反包端并从胎圈钢丝轴向向内延伸。第一和第二反包端的最外端径向向外位于等于胎圈钢丝直径的约2至3倍的距离处，这样当安装在轮胎轮辋上的轮胎胎体被偏转时反包端的端部由轮胎轮辋的凸缘支承。反包端也由绕各胎圈钢丝设置的第一，第二，第三和第四三角胶芯件支承。胎体帘线层的帘线层曲线也可遵循固有的帘线层曲线。

Description

带有反向的胎体帘线层反包结构的轮胎

技术领域

本发明涉及一种带有活胎面的充气轮胎，更具体说涉及一种带有改进的可拆卸活胎面的充气轮胎，由安装在一改进的径向加强的带胎圈的轮胎胎体上的可拆卸活胎面构成，一般用于土方工程车辆。

发明背景

本发明的带活胎面的充气轮胎通常用于大型的土方工程车辆上并在严酷的环境条件下承受很高的应力和载荷，例如在采石场，矿山，铸造厂，以及轮胎承受刺穿和磨损条件的其他工地。

如美国US 4,351,380所讨论的，某些现有技术的活胎面组件包括一组绕支承结构的周边间隔开的与地面啮合的外胎。在外胎上的重负荷导致产生很大的应力，这些应力有时导致早期轮胎失效。4,351,380号专利涉及一种改进的活胎面组件，它包括一组外胎，绕一负荷支承结构的周边间隔开并固定在一加强带结构上，后者位于外胎的一侧，该侧与外胎啮合地面的一侧相反。

U.S.3,224,282描述了一种可拆卸的活胎面轮胎，带有周向的肋和槽以及不可拉伸的加强帘线，其主要目的是保证活胎面的横向弯曲，以改善乘坐舒适性和道路保持能力。这是通过利用加强结构的横向弯曲以及在胎面环中织物带内的特定帘线角度而取得的。

通常用于土方工程车辆的大型充气轮胎有时因为它们工作的严酷环境条件所造成的高应力和负荷而失效。与其他失效根源相比，这些大型的现有技术轮胎在三个轮胎部位或者区域最可能失效。第一个有问题的区域是帘线层的反包端有时会通过轮胎的侧壁断裂。第二个有问题的区域是在胎圈区轮胎失效。第三个有问题的区域是在轮胎的胎冠区和/或胎肩区可能失效。

在现有技术中，对这些问题的传统解决方案包括增加侧壁的厚度，以提高弯曲刚性，提高胎圈区的刚性和强度，并通过提高侧壁厚度减少负荷下轮胎的变形。为进一步改善轮胎的耐用性，轮胎的帘线层反包部分一般都得到加强。

具有与本发明共同的收让人的US 4,609,023中，在轮胎胎体内设置了侧壁嵌件，以允许在轮胎膨胀时帘线层结构符合其固有形状。

随着改进土方工程机械的不断努力，迫切需要一种用于改善土方工程机械轮胎的耐用性的新方法和轮胎设计。本发明就是涉及一种改进的充气轮胎和活胎面组件，籍此明显减少了早期轮胎失效的频率。本发明还涉及提供一种改进的充气轮胎和活胎面组件，被设计成允许分几个部分运输大型轮胎并然后在建筑工地组装，以解决难以运输大型轮胎的问题，这些轮胎有时超过13英寸高并大约有8000到15000磅重。此外，本发明涉及一种改进的充气轮胎和活胎面组件，籍此可更为经济地改变轮胎的驱动特性，并可减少通常需要的备用轮胎的存货。

本发明的目的和概述

本发明的目的是提供一种用于土方工程车辆的充气轮胎，该充气轮胎如所附权利要求中的一个或者多个所限定的，并具有被构成为能实现其中一个或多个下述目的能力。

本发明的目的是提供一种用于土方工程车辆的改进的轮胎和活胎面组件，其中可明显减少早期轮胎失效的频率。

本发明的另一目的涉及提供一种改进的轮胎和活胎面组件，它被设计为允许分几个部分运输大型轮胎，然后在送达地点组装。

本发明的还一目的是提供一种改进的轮胎和活胎面组件，籍此可迅速和经济地改变轮胎的驱动特性。

本发明的还一目的是提供一种改进的轮胎和活胎面组件，籍此可减少在库房储存的轮胎备件的数量。

本发明的还一目的是提供一种改进的轮胎和带有独特活胎面的可拆卸活胎面组件，后者被限制径向向外扩张。

本发明还一个目的是提供一种改进的轮胎和可拆卸活胎面组件，其中轮胎胎面将保持更为平坦的胎面轮廓，这将改善轮胎寿命和耐用性。

本发明还一个目的是提供一种改进的轮胎和可拆卸活胎面组件，其中该活胎面构造成可提供刺穿保护。

本发明的还一个目的是提供一种改进的轮胎和可拆卸的活胎面组件，其中带束层由一独特的胎体帘线层反包构成，以加强胎圈区的轮胎。

本发明的还一个目的是提供一种改进的轮胎和可拆卸的活胎面组件，在该轮胎的胎体内带有一独特的反包帘线层结构，以减少因下列原因造成的轮胎失效的可能性：a)胎体帘线层的其中一个反包端通过轮胎的侧壁断裂；b)轮胎在胎圈区失效：c)轮胎在其中一个侧壁的上部胎肩区失效。

根据本发明的一个实施例，一种改进的带活胎面的轮胎包括一轮胎胎体，具有一组绕胎体外周边形成的环形凸台和凹槽。一可拆卸的活胎面组件安装在轮胎胎体的外部圆周表面上，以形成带活胎面的轮胎。所述活胎面具有一组绕其内周边形成的环形凸台和凹槽。一组零角度钢丝在轮胎胎面的环形凸台内环绕轮胎活胎面的。可拆卸的活胎面组件包括一在其外表面上的接地胎面部分。轮胎胎体具有一组周向延伸的凸台和凹槽，定向成与活胎面组件的内表面上的周向延伸的互补凸台和凹槽啮合。

附图的简要说明

图1是一断面图，示出了一改进的轮胎，带有根据本发明制造的活胎面；

图2是一放大的断面图，示出了图1所示的根据本发明的对称轮胎的一侧或一半。

图2A是一放大的断面图，示出了图2所示轮胎的胎圈区。

图3是一示出了其他实施例的断面图，其中胎体帘线层绕胎圈钢丝轴向向内反包；

图4是一放大的断面图，示出了图3所示的根据本发明的对称轮胎的一侧或一半。

图4A是一放大的断面图，示出了图4所示轮胎胎体的反包部分。

定义

“三角胶芯”指未加强的弹性体，绕胎圈芯径向定位。

“轮胎断面高度与宽度比”指其断面高度(SH)和其断面宽度(SW)之比，乘以100％，用百分比表示。

“轴向的”和“轴向地”指平行于轮胎转动轴线的直线或者方向。

“胎圈”指的是轮胎的一部分，包括一环形抗张件，由胶层帘线包绕并成形为与轮辋设计配合，带或者不带其他加强件，例如钢丝圈外包布、胎跟加强层、三角胶芯、护趾胶和胎圈包布。

“带束层或缓冲层加强结构”指的是至少两层织造或非织造的平行帘线层，设置在胎面下面，不固着在胎圈上，并且相对于轮胎的中心平面具有范围在17度至33度的左、右两个帘线角度。

“斜交轮胎”指的是具有这样一种胎体的轮胎，在该胎体的骨架层中加强帘线相对于轮胎的中心平面从胎圈芯到胎圈芯以约25°-50°的角度斜向地越过轮胎延伸。帘线在交替的层中以相反的角度延伸。

“周向的”指的是垂直于轴向方向沿环形胎面的表面的周边延伸的线或方向。

“胎圈包布”指的是绕胎圈外侧设置的窄条材料，以防止因轮辋相对于轮胎的运动造成的帘线层老化和磨损。

“胎跟加强层”指设置在轮胎的胎圈部分内的加强材料。

“帘线”指一根加强线股，轮胎中的帘线层由其构成。

“中心平面(EP)”指的是这样一个平面，该平面垂直于轮胎的转动轴线并穿过其胎面的中心。

“钢丝圈外包布”指的是绕胎圈芯和三角胶芯包绕的加强织物。

“接地印痕”指的是轮胎胎面在载荷和压力下与一平坦表面的接地面积或接触面积。

“内衬层”是指弹性体或者其他材料构成的层或数层，它形成了无内胎轮胎的内侧表面并包含轮胎内的充气气体或者流体。

“有效面积与总面积之比”是指在接地印痕内时接触道路表面的轮胎胎面橡胶被接地印痕内胎面面积(包括槽之类的非接触面积)除所得的比值。

“公称轮辋直径”是指轮胎的胎圈钢丝密封之处的轮辋基部的直径。

“额定充气压力”是指适当的标准组织为轮胎的服务条件设定的特定载荷下的特定设计充气压力。

“额定载荷”是指适当的标准组织为轮胎的服务条件设定的特定设计充气压力下的特定设计充气载荷。

“帘线层”是指涂胶平行帘线构成的连续层。

“径向的”和“径向地”是指朝向或者离开轮胎的转动轴线径向延伸的方向。

“子午线轮胎”是指带束的或者周向约束的充气轮胎，其中从胎圈延伸到胎圈的帘线层相对于轮胎的中心平面是以65°-90°之间的帘线角度铺设的。

“断面高度(SH)”是指在轮胎的中心平面从轮胎的公称轮辋直径到外径的径向距离。

发明的详细描述

参照图1，其中示出了一改进的带活胎面的充气轮胎10的断面，在此特定实施例中该轮胎是一60/80R63规格和/或一70/68R63规格的土方工程机械轮胎。60/80R63规格的轮胎具有162英寸(411.48cm)的最大充气外径，60.00英寸(152.40cm)的最大充气轴向宽度，和63英寸(160.02cm)的公称胎圈直径。70/68R63规格的轮胎具有162英寸(411.45cm)的最大充气外径，70.0英寸(177.80cm)的最大充气轴向宽度，和63英寸(160.02cm)的公称胎圈直径。一般用空气有时用空气/氮的混合气体将所述轮胎充气到约100磅/每平方英寸(psi)的压力。

改进的带活胎面的充气轮胎10包括一个与地面啮合的沿周向延伸的活胎面12，后者安装在一径向加强的带胎圈的轮胎胎体14上。带胎圈的轮胎胎体14通常包括一对轮胎侧壁16，18，从轮胎胎体的外周表面20径向向内延伸并且它们的径向末端分别终止在一对胎圈钢丝22，24。侧壁16，18各具有一上部16a，18a，分别位于轮胎胎体14的胎肩区内及轮胎胎体的最大断面宽度的径向外侧，还各具有一下部16b，18b，分别位于胎圈钢丝22，24附近及轮胎胎体14的最大断面宽度的径向内侧。下面将详细描述轮胎胎体14的结构的细节。

轮胎胎体

参照图1和2，示出了轮胎胎体14的细节。轴向向内的表面28是一个形成内衬层的内胶层衬26，用以保持充气轮胎10的空气压力。内胶层衬26覆盖轮胎胎体14的整个面向内表面28并用以保持胎体内用来使轮胎10充气的空气。在轮胎胎体14内在内侧表面28的弯曲部分的区域设置有织物阻隔层30和32，用以为阻隔橡胶层36的上部提供支承并防止阻隔橡胶被挤压通过帘线层34的帘线。尽管示出了两个阻隔层30和32，在本发明的范围内根据特定设计的需要也可以使用一至四个阻隔层。

胎体14在其结构中还包括至少一个夹胶的帘线层34，由从轮胎胎体的外周表面20(亦称为轮胎胎体的胎冠区)径向向内延伸的轮胎帘线织物构成，并具有分别包绕胎圈钢丝22和24的反包端34a和34b。尽管所示的胎体帘线层34是单一的帘线层结构，但如果需要可以采用多层结构。胎体帘线层34优选由钢丝帘线的涂胶帘线层构成，但它亦可由非钢丝的胎体加强材料构成。反包端34a和34b分别相对于装胎轮辋42的凸缘35和胎圈钢丝22、24的位置是本发明的一个重要方面，并将在下文中详细讨论。

在内衬层26和帘线层34之间是一阻隔橡胶层36，后者支承帘线层34的整个长度并由挤靠帘线层34的橡胶的柔软复合物构成。这里称为三角胶芯或者三角胶芯件38，39的环形刚性件各具有大致三角形的形状并分别设置在胎圈钢丝22，24的径向外侧以及阻隔橡胶36和内衬层26之间。三角胶芯38，39分别从胎圈钢丝22，24径向向外的侧壁中部和内衬层26的区域延伸，用以提高胎圈区的刚性，以便防止轮胎在凸缘35上弯曲。从三角胶芯38，39轴向向外并在绕胎圈钢丝22，24反包的帘线层34之间分别设置有下部胶料胎圈包布40，41，后者位于装胎轮辋42的区域，分别支承胎圈钢丝22，24，以便防止轮胎被相邻的装胎轮辋磨损。靠着下部胶料胎圈包布40，41以及轮胎下部侧壁16b，18b分别设置有上部胶料胎圈包布44，45，以便在凸缘35的区域为胎圈钢丝22，24提供支承，并防止轮胎被相邻的装胎轮辋磨损。

在局部包围胎圈钢丝22，24的区域在下部胎圈包布40，41和橡胶阻隔层36之间设置有钢丝胎圈包布层46，47，用以分别支承胎圈钢丝22，24。从图2和2A可见，钢丝胎圈包布层46主要靠着下部胎圈包布40，41的朝内的表面设置。在帘线层的内表面和胎圈钢丝22和24之间分别设置有钢丝圈外包布48，49，后者由包绕钢丝圈和其中一个三角胶芯至少一部分的织物材料加强。在帘线层34的端部34a，34b的两侧是两个钢丝涂胶层50和52，用以分别覆盖帘线层34的端部34a，34b并使帘线层34可在涂胶层50和51之间移动而在轮胎制造或者轮胎严重弯曲时不致在帘线层34内露出钢丝。

三角胶芯的构造

这里称为三角胶芯54，55并大致呈四边形的两个环形刚性件分别设置在胎圈钢丝22，24的径向外侧，在钢丝圈外包布48，49之间并在三角胶芯58，59之外，用以提高分别绕胎圈钢丝22，24的区域的刚性，以防止轮胎在凸缘35上弯曲。三角胶芯54，55还设置在涂胶帘线层34的下部内端和反包端34a和34b之间。贴靠着三角胶芯54和55并且从其上向外径向延伸的是两个环形刚性件，这里分别称为三角胶芯58和59，用以帮助支承涂胶帘线层34的端部34a和34b。三角胶芯54，55由较硬的复合物构成，其模量为在200％拉伸下约12.2-14.9megapascals/cm²。分别从三角胶芯58和59轴向向外的是外侧三角胶芯62和64。

三角胶芯38，39，58，59和62，64通常由相同的较软的橡胶复的最大充气外径，60.00英寸(152.40cm)的最大充气轴向宽度，和63英寸(160.02cm)的公称胎圈直径。70/68R63规格的轮胎具有162英寸(411.45cm)的最大充气外径，70.0英寸(177.80cm)的最大充气轴向宽度，和63英寸(160.02cm)的公称胎圈直径。一般用空气有时用空气/氮的混合气体将所述轮胎充气到约100磅/每平方英寸(psi)的压力。

改进的带活胎面的充气轮胎10包括一个与地面啮合的沿周向延伸的活胎面12，后者安装在一径向加强的带胎圈的轮胎胎体14上。带胎圈的轮胎胎体14通常包括一对轮胎侧壁16，18，从轮胎胎体的外周表面20径向向内延伸并且它们的径向末端分别终止在一对胎圈钢丝22，24。侧壁16，18各具有一上部16a，18a，分别位于轮胎胎体14的胎肩区内及轮胎胎体的最大断面宽度的径向外侧，还各具有一下部16b，18b，分别位于胎圈钢丝22，24附近及轮胎胎体14的最大断面宽度的径向内侧。下面将详细描述轮胎胎体14的结构的细节。

在此所用的“活胎面轮胎”包括安装在“轮胎胎体”上的“活胎面”的两部件组件。术语“轮胎活体”是指这样的结构，其包括一个内胶层衬、胎圈钢丝、具有反卷端和侧壁的帘线层(或胎体帘线层)，其它轮胎部件，比如一个或多个织物阻隔层、阻隔橡胶层、下部胶料胎圈包布、上部胶料胎圈包布、胎圈包布层、钢丝圈外包布、涂胶层、三角胶芯以及刚性件(一种三角胶芯)。术语“活胎面”是指这样的结构，其包括胎面部分、多个活面胎，其具有内周边，用于与轮胎胎体的外周边配合。

轮胎胎体

参照图1和2，示出了轮胎胎体14的细节。轴向向内的表面28是一个形成内衬层的内胶层衬26，用以保持充气轮胎10的空气压力。内胶层衬26覆盖轮胎胎体14的整个面向内表面28并用以保持胎体内用来使轮胎10充气的空气。在轮胎胎体14内在内侧表面28的弯曲部分的区域设置有织物阻隔层30和32，用以为阻隔橡胶层36的上部提供支承并防止阻隔橡胶被挤压通过帘线层34的帘线。尽管示出了两个阻隔层30和32，在本发明的范围内根据特定设计的需要也可以使用一至四个阻隔层。

胎体14在其结构中还包括至少一个夹胶的帘线层34，由从轮胎胎体的外周表面20(亦称为轮胎胎体的胎冠区)径向向内延伸的轮胎帘线织物构成，并具有分别包绕胎圈钢丝22和24的反包端34a和34b。尽管所示的胎体帘线层34是单一的帘线层结构，但如果需要可以采用多层结构。胎体帘线层34优选由钢丝帘线的涂胶帘线层构成，但它亦可由非钢丝的胎体加强材料构成。反包端34a和34b分别相对于装胎轮辋42的凸缘35和胎圈钢丝22、24的位置是本发明的一个重要方面，并将在下文中详细讨论。

在内衬层26和帘线层34之间是一阻隔橡胶层36，后者支承帘线

活胎面

与地面啮合的周向延伸的活胎面可拆卸地安装在轮胎胎体14上。如图2所示，活胎面12的下侧或内周面70包括一组与轮胎胎体14的凸台76和凹槽20啮合的凸台72和凹槽74，以约束活胎面12相对于胎体14的侧向或轴向的运动。轮胎活胎面12包括一胎面部分80和一组胎面带束层82，84，86，和88(82-88)。尽管示出了四个带束层82-88，按需要使用其他数量的胎面帘线层也在本发明的范围内。为用于大型土方工程机械而组合可拆卸的轮胎活胎面和轮胎胎体，其重要性在于在轮胎的一部分例如轮胎活胎面或者轮胎胎体磨损而其他部分完好的情况下，使之能够更换轮胎的一部分，而非整个轮胎。而且，也可能希望有不同类型的胎面设计，例如驱动或者转向胎面设计。这一特征允许一种改变轮胎胎面的低成本手段，以构成适当类型的理想轮胎。这一特征将大为减少储存备用轮胎的成本，甚至可延长轮胎的工作时间。

本发明的一个独特方面是采用了零角度钢丝90。零角度钢丝90环绕轮胎胎面并设置成约束由于轮胎胎体中严重偏移造成的活胎面12径向向外胀大。通过防止轮胎胎面径向向外胀大，轮胎胎面可以保持一更为平坦的胎面轮廓，后者将改善胎面寿命和耐用性。它亦可提供许多层钢丝，以防止切割和刺穿。在轮胎胎面12的环形凸台72内设置零角度钢丝90有两个附加的优点。第一，当将活胎面安装在轮胎胎体上时，使轮胎胎体膨胀及向外压迫，使得其凸台76被压入绕活胎面12的内表面设置的环形槽74内。以同样方式，包含零角度钢丝90的活胎面的凸台72就被压入轮胎胎体14的凹槽20内。然而，由于钢丝90阻止环形凸台72从轮胎胎体14的胎冠径向向外扩张，所以凸台76就被压入在活胎面12上形成的凹槽74内。由于活胎面12在没有零角度钢丝90的区域内可以更略微地扩张，所以环形凸台76就有更深地压入环形槽74内的倾向，以更好地支承轮胎胎体14上的活胎面12。尽管所示的零角度钢丝90是处于环形凸台72内，包括一附加层的零角度钢丝亦在本发明的范围内，其中该零角度钢丝嵌在活胎面中在凹槽74和胎面带束层82-88之间。

帘线层反包端的其他实施例

如图3，4，和4A所示，轮胎胎体例如轮胎胎体114的一替换实施例在结构上包括轮胎帘布构成的至少一个夹胶帘线层134，从轮胎胎体的外部圆周表面110(亦称为轮胎胎体的胎冠区)径向向内延伸，并具有分别包绕胎圈钢丝122和124的反包端134a和134b。尽管所示的胎体帘线层134呈单层结构，如果需要也可采用多层结构。胎体帘线层134最好由涂胶的钢丝层构成，但它可以由非钢制的胎体加强材料构成。反包端134a和134b分别相对于轮胎安装轮辋142的凸缘135和胎圈钢丝122和124的位置是本发明的一个重要方面，并将在下文中更为详细地讨论。

在内衬层126和帘线层134之间是一阻隔橡胶层136，后者支承帘线层34的整个长度并由挤靠帘线层134的橡胶的柔软复合物构成。这里称为三角胶芯或者三角胶芯件138，139的环形刚性件各具有大致三角形的形状并分别设置在胎圈钢丝122，124的径向外侧以及阻隔橡胶136和内衬层126和反包帘线层134之间。三角胶芯138，139分别从胎圈钢丝122，124径向向外的侧壁中部和内衬层126的区域延伸，用以提高胎圈区的刚性，以便防止轮胎在凸缘135上弯曲。从三角胶芯138，139轴向向内并在绕胎圈钢丝122，124反包的帘线层34之间分别设置有下部胶料胎圈包布140，141，后者在装胎轮辋142的区域分别支承胎圈钢丝122，124，以便防止轮胎被相邻的装胎轮辋磨损。靠着下部胶料胎圈包布140，141以及轮胎下部侧壁116b，118b分别设置有上部胶料胎圈包布144，145，以便在凸缘135的区域为胎圈钢丝122，124提供支承，并防止轮胎被相邻的装胎轮辋磨损。

在局部包围胎圈钢丝122，124的区域在下部胎圈包布140，141和橡胶阻隔层136之间设置有钢丝胎圈包布层146，147，用以分别支承胎圈钢丝122，124。从图3，4和4A可见，钢丝胎圈包布层146，147主要靠着下部胎圈包布140，141的朝内的表面设置。在帘线层134的内表面和胎圈钢丝122和124之间分别设置有钢丝圈外包布148，149，后者由包绕钢丝圈和其中一个三角胶芯至少一部分的织物材料加强。在帘线层134的端部134a，134b的两侧是两个钢丝涂胶层150和152，用以分别覆盖帘线层134的端部134a，134b并使帘线层134可在涂胶层150和151之间移动而在轮胎制造或者轮胎严重弯曲时不致在帘线层134内露出钢丝。

其他实施例的三角胶芯构造

这里称为三角胶芯154，155并大致呈四边形的两个环形刚性件分别设置在胎圈钢丝122，124的径向外侧，在钢丝圈外包布148，149之间并在三角胶芯158，159之外，用以提高分别绕胎圈钢丝122，124的区域的刚性，以防止轮胎在轮辋142的凸缘135上弯曲。三角胶芯154，155还设置在涂胶帘线层134的下部内端和反包端134a和134b之间。贴靠着三角胶芯154和155并且从其上向外径向延伸的是两个环形刚性件，这里分别称为三角胶芯158和159，用以帮助支承涂胶帘线层134的端部134a和134b。三角胶芯154，155由较硬的复合物构成，其模量为在200％拉伸下约12.2-14.9megapascals/cm²。分别从三角胶芯154和155轴向向内的是内侧三角胶芯138和139，分别从三角胶芯154和155轴向向外的是外侧三角胶芯162和164。三角胶芯138，139，158，159和162，164通常由相同的较软的橡胶复合物构成，其模量为在200％拉伸下约7.2-8.8megapascals/cm²，用以提供一软垫，以便吸收绕帘线层134的反包端134a和134b的应力，此应力是由轮胎挠曲产生的应力造成的。尽管三角胶芯138，139，158，159和162，164通常是用相同的橡胶复合物构成的，用范围在约7.2和8.8megapascals/cm² at 200％之间的不同模量构成三角胶芯中的一个或者多个也在本发明的范围内。在优选实施例中，三角胶芯138，139，158，159和162，164比三角胶芯154和155软，后者分别直接与胎圈钢丝122和124相邻并从胎圈钢丝122和124径向向外。最好，用以形成三角胶芯154和155的橡胶复合物比用以形成三角胶芯138，139，158，159和162，164的橡胶复合物硬约20％到约50％，最好硬约20％到50％。

其他实施例的帘线层反包端的定位

胎体帘线层反包端134a和134b的定位是本发明的一个重要方面。最好径向向外地设置反包端134a，134b。它们绕胎圈钢丝122，124轴向向内地回绕。这是一项十分重要的改进，因为将轮胎胎体114的胎圈区压靠在凸缘135上的轮胎压力实际上使得帘线层反包端134a，134b压靠在从胎体的胎冠轴向向下延伸到胎圈钢丝122，124的胎体帘线层部分上。所述压靠产生一个趋向于防止帘线层反包端134a，134b径向移动的力。这就对侧壁附加了一个额外的支承，以防止它们沿轴向向外的方向移动。而且，由于将帘线层反包端134a，134b压靠在从胎体的胎冠轴向向下延伸到胎圈钢丝122，124的胎体帘线层部分上的效果，绕胎圈钢丝122，124的胎圈区被变直，并且降低了胎圈钢丝转动的倾向。

图3，4和4A所示设计的改进是：反包端134a和134b设置在约2至3倍钢丝圈直径的一个距离，该距离是从中心线166和直线167的交点到直线168，其中中心线166通过胎圈钢丝122，124的中心延伸，直线167与胎体帘线层134的最为径向向内的表面相切，此处胎体帘线层反包端部分134a，134b环绕胎圈钢丝122，124，而直线168则与中心线166垂直并与胎体帘线层134的外端相切。帘线层134的反包端134a，134b的外端的这一位置是重要的，因为在现有技术结构中朝帘线层端部施加的压力有时足以引起帘线层端部通过侧壁断裂，在现有技术中反包端更靠近轮胎侧壁的中部延伸。使胎体帘线层134的反包端134a，134b在更靠下位置接近凸缘135的径向外边缘的优点是当工作条件使得轮胎向外偏转时帘线层134的反包端134a，134b将由帘线层134和凸缘35支承。轴向向内回绕的帘线层反包端134a，134b的总有利效果是大大减少了反包端134a，134b轴向向外刺穿轮胎胎体114侧壁的可能性。

尽管图3，4和4A示出了三角胶芯138，139，154，155，158，159，162和164，钢丝圈外包布148，149，以及其他共用胎体构件的一个特定结构，根据特定类型的子午线轮胎的要求，轴向向内回绕的帘线层反包端134a，134b可用在具有任何结构的三角胶芯，钢丝圈外包布和其他共用轮胎构件的子午线轮胎内。尽管在轮胎胎体114上安装有轮胎活胎面120的充气轮胎100可包括轴向向内回绕的帘线层反包端134a，134b，将轴向向内回绕的帘线层反包端用在一充气轮胎内也属于本发明的范畴，这种轮胎例如可以是4,609,023号专利所示的充气轮胎，该专利整体结合在本文中。而且，尽管将轴向向内回绕的帘线层反包端用在安装于土方工程车辆上的大型充气轮胎之类的充气轮胎内属于本发明，将用于充气轮胎的向内反包端用在任何类型的车辆上也属于本发明，这些车辆包括(但非绝对)卡车，汽车，商业和家用车辆。

其他实施例的固有帘线层曲线

帘线层134的固有帘线层曲线遵循固有的帘线层曲线，这意味着一旦膨胀它已经处于其固有的形状。胎体帘线层134当膨胀时保持其固有的形状以减少轮胎上的膨胀应变。向下延伸到钢丝圈122，124的帘线层134的部分沿其长度由轮辋凸缘135的轴向内表面137同样地支承，该轴向内表面137成角度YY并大致平行于以角度XX穿过钢丝圈122，124的中心线166。

在整个说明书中，技术用语橡胶复合物是指任何弹性的复合物。

很明显，根据本发明已经提供了用于构成一改进轮胎以及可拆卸的活胎面组件的设备和方法，其中通过包括改进的轮胎胎体帘线层反包结构。改进的轮胎胎体帘线层反包结构可用在具有单个轮胎胎体和胎面组件的充气轮胎上，以第一和第二反包端包绕胎圈钢丝并从胎圈钢丝轴向向内延伸。改进的轮胎胎体帘线层反包结构也可用在具有改进的三角胶芯结构的轮胎中。改进的轮胎和可拆卸的活胎面组件允许以分几个部分的形式运输大尺寸轮胎，然后在到货地点组装。此外，可拆卸的活胎面组件允许在一轮胎胎体上采用不同的活胎面，以便迅速地以及经济地改变轮胎的驱动特性。而且，可拆卸的活胎面组件提供了一种径向向外的扩张受到限制的独特的活胎面，因此轮胎胎面将保持更为平坦的胎面轮廓，后者进一步改善了胎面的寿命和耐用性，并提供了了改善的刺穿保护。

尽管结合实施例描述了本发明，很明显本领域的技术人员根据上述教导可明显看出许多其他改动和变化。因此，由于落入本发明的精神和范围本发明意在包括所有这些改动和变化。

Claims (12)

1.一种越野的土方工程机械型充气轮胎(100)，具有一可膨胀的多层轮胎胎体(114)，带有至少一个帘线层(134)和一对隔开的胎圈钢丝(122/124)，所述帘线层包括至少一个第一胎体帘线层(134)，在所述一对胎圈钢丝(122/124)之间绕轮胎周向延伸；一对侧壁部分(116/118)，从胎圈钢丝(122/124)延伸到轮胎胎体(114)的外部圆周表面；其特征在于：

所述第一胎体帘线层(134)嵌在所述轮胎胎体(114)内并完全地绕轮胎的圆周延伸，并具有轴向向内延伸且绕胎圈钢丝(122/124)反包的第一和第二反包端(134a/134b)；和

一可拆卸的活胎面组件(120)，安装在可膨胀轮胎胎体(114)的外部圆周表面上；

绕各胎圈钢丝(122/124)设置第一，第二，第三和第四三角胶芯件，三角胶芯件的第一个(154/155)邻接各胎圈钢丝(122/124)并从所述胎圈钢丝(122/124)径向向外地设置，三角胶芯件的第二个(158/159)邻接所述三角胶芯件的第一个(154/155)并从其径向向外地设置，并在从轮胎胎体的圆周到胎圈钢丝(122/124)延伸的第一胎体帘线层(134)的一部分和胎体帘线层(134)的第一和第二反包端(134a/134b)的一部分之间，三角胶芯件的第三个(138/139)沿轴向设置在内衬层(126)和所述第一和第二反包端(134a/134b)之间并从胎圈钢丝(122/124)径向向外延伸到侧壁(116/118)的大约中部，并且三角胶芯件的第四个(162/164)沿轴向设置在最外的胎体帘线层(134)和上部的涂胶胎圈包布(144/145)之间。

2.如权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，所述第一和第二反包端(134a/134b)的最外端径向向外位于等于胎圈钢丝(122/124)直径的约2至3倍的距离处，该距离是从一个与帘线层(134)的反包端(134a/134b)的外端相切的第一切线、与该第一切线垂直的线相交的点，至与胎体帘线层(134)的最为径向向内的表面相切的线测得的，所述与第一切线垂直的线延伸穿过胎圈钢丝(122/124)的中心，胎体帘线层反包部分(134a/134b)在胎体帘线层(134)的最为径向向内的表面环绕胎圈钢丝(122/124)。

3.如权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，第一三角胶芯件(154/155)由第一弹性体构成，所述第一弹性体的模量在200％的拉伸下比构成第二(158/159)、第三(138/139)和第四(162/164)三角胶芯件的第二弹性体的模量大。

4.一种越野的土方工程机械型充气轮胎(100)，具有一可膨胀的多层轮胎胎体(114)，带有至少一个帘线层(134)和一对隔开的胎圈钢丝(122/124)，所述帘线层包括至少一个第一胎体帘线层(134)，在所述一对胎圈钢丝(122/124)之间绕轮胎周向延伸；一对侧壁部分(116/118)，从胎圈钢丝(122/124)延伸到轮胎胎体(114)的外部圆周表面；所述轮胎的特征在于：

所述第一胎体帘线层(134)嵌在所述轮胎胎体(114)内并完全地绕轮胎的圆周延伸，并具有轴向向内延伸且绕胎圈钢丝(122/124)反包的第一和第二反包端(134a/134b)；和

一可拆卸的活胎面组件(120)，安装在可膨胀轮胎胎体(114)的外部圆周表面上；

绕各胎圈钢丝(122/124)设置第一，第二，第三和第四三角胶芯件，三角胶芯件的第一个(154/155)邻接各胎圈钢丝(122/124)并从所述胎圈钢丝(122/124)径向向外地设置，三角胶芯件的第二个(158/159)邻接所述三角胶芯件的第一个(154/155)并从其径向向外地设置，并在从轮胎胎体的圆周到胎圈钢丝(122/124)延伸的第一胎体帘线层(134)的一部分和胎体帘线层(134)的第一和第二反包端(134a/134b)的一部分之间，三角胶芯件的第三个(138/139)沿轴向设置在内衬层(126)和所述第一和第二反包端(134a/134b)之间并从胎圈钢丝(122/124)径向向外延伸到侧壁(116/118)的大约中部，并且三角胶芯件的第四个(162/164)沿轴向设置在最外的胎体帘线层(134)和上部的涂胶胎圈包布(144/145)之间；

第一三角胶芯件(154/155)由第一弹性体构成，所述第一弹性体的模量在200％的拉伸下比构成第二(158/159)、第三(138/139)和第四(162/164)三角胶芯件的第二弹性体的模量大；

所述第一弹性体的弹性模量比  第二弹性体的弹性模量大至少约20％到约50％。

5.如权利要求45所述的充气轮胎，其特征在于，它具有一互锁结构(20，70，72，74，76)，用以将可拆卸的活胎面组件(120)固定在可膨胀的轮胎胎体(114)上。

6.如权利要求5所述的充气轮胎，其特征在于，

互锁结构包括在可拆卸的活胎面组件(120)的内表面(70)上的互锁胎面结构(72，74)，用以与轮胎胎体(114)的外部圆周表面上的互补的互锁支承结构(20，76)啮合。

7.如权利要求6所述的充气轮胎，其特征在于，：

互锁胎面结构包括一组周向延伸的凸台(72)和凹槽(74)；并且

互锁支承结构包括一组周向延伸的凸台(76)和凹槽(20)，定向成与活胎面组件(120)内表面(70)上的周向延伸的互补的凸台(72)和凹槽(74)啮合，以防止活胎面组件(120)相对于轮胎胎体(114)的外圆周边轴向移动。

8.如权利要求4所述的充气轮胎，其特征在于，活胎面组件(120)包括在其外表面上的接触地面的胎面部分(80)和一组周向延伸的凸台(72)和凹槽(74)，后者定向成防止活胎面组件(120)相对于轮胎胎体(14)的外圆周边轴向移动。

9.如权利要求4所述的充气轮胎，其特征在于，当所述轮胎被膨胀并被安装在具有成小于90度角度(YY)的轴向内侧表面(37)的凸缘(135)上时，第一胎体帘线层(134)的中心线(166)遵循固有的帘线层中心线，并大致平行于凸缘的轴向内侧表面(137)。

10.一种越野的土方工程机械型充气轮胎，具有一可膨胀的多层轮胎胎体(114)，带有一绕其圆周表面设置的胎面部分，所述轮胎胎体(114)包括至少一个帘线层(134)和一对隔开的胎圈钢丝(122/124)，所述帘线层包括至少一个第一胎体帘线层(134)，在所述一对胎圈钢丝(122/124)之间绕轮胎周向延伸；一对侧壁部分(116/118)，从胎圈钢丝(122/124)延伸到轮胎胎体(114)的外部圆周表面；所述轮胎的特征在于：

所述第一胎体帘线层(134)嵌在所述轮胎胎体(114)内并完全地绕轮胎的圆周延伸，并具有轴向向内延伸且绕胎圈钢丝(122/124)反包的第一和第二反包端(134a/134b)；

绕各胎圈钢丝(122/124)设置第一，第二，第三和第四三角胶芯件，三角胶芯件的第一个(154/155)邻接各胎圈钢丝(122/124)并从所述胎圈钢丝(122/124)径向向外地设置，三角胶芯件的第二个(158/159)邻接所述三角胶芯件的第一个(154/155)并从其径向向外地设置，并在从轮胎胎体的圆周到胎圈钢丝(122/124)延伸的第一胎体帘线层(134)的一部分和胎体帘线层(134)的第一和第二反包端(134a/134b)的一部分之间，三角胶芯件的第三个(138/139)沿轴向设置在内衬层(126)和第一和第二反包端(134a/134b)之间并从胎圈钢丝(122/124)径向向外延伸到侧壁(116/118)的大约中部，并且三角胶芯件的第四个(162/164)沿轴向设置在最外的胎体帘线层(134)和上部的涂胶胎圈包布(144/145)之间。

11.如权利要求10所述的充气轮胎，其特征在于，所述第一和第二反包端(134a/134b)的最外端径向向外位于等于胎圈钢丝(122/124)直径的约2至3倍的距离处，该距离是从一中心线(166)和一直线(167)的交点到另一直线(168)测得的，其中所述中心线穿过胎圈钢丝(122/124)的中心延伸，所述直线(167)与胎体帘线层(134)的最为径向向内的表面相切，此处胎体帘线层反包部分(134a/134b)环绕胎圈钢丝(122/124)，而所述另一直线(168)则与所述中心线(166)垂直并与帘线层(134)的反包端(134a/134b)的外端相切。

12.如权利要求10所述的充气轮胎，其特征在于，第一三角胶芯件(154/155)由第一弹性体构成，所述第一弹性体的模量在200％的拉伸下比构成第二(158/159)、第三(138/139)和第四(162/164)三角胶芯件的第二弹性体的模量大。

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