CN1406183A - 具有向外倾斜支座的轮辋及具有这种轮辋和充气支承支撑件的组件 - Google Patents

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Abstract

安装轮辋J，用于构成具有一轮胎和一可充气并冲气的胎面支承支撑件(3)的滚动组件，其在赤道面的每一边具有一由一个隆起或突起(11′、11″)轴向向外延伸并向外倾斜的轮辋支座(10′、10″)，其特征在于，在轮胎的每个轮胎胎边(20′、20″)的轮辋支座(10′、10″)和该赤道面XX′之间的轴向内侧，该轮辋具有至少一个向内倾斜的截锥支座(12′、12″)，和用于接收轮胎胎面的支承支撑件(3)的胎边(30′、30″)。该滚动组件或者使用在轮胎被刺破时用充气强化保持其形状和压力的复曲面膜片形式的支承支撑件(3)，或者在轮胎被刺破的情况下用能够扩张来填充轮胎内腔的膜片形式的支承支撑件(3)。

Description

具有向外倾斜支座的轮辋及 具有这种轮辋和充气支承支撑件的组件
本发明涉及一种组件，由一轮辋和一充气到给定压力的可充气轮胎胎面支承支撑件构成，所述组件和轮胎一起构成一个滚动组件，使轮胎在低压甚至是零压下能够滚动。用于安装轮胎的所述轮辋，具体说是具有至少一个向外倾斜的轮辋支座的轮辋。
专利FR2669121描述了上述类型的车轮轮辋。它至少具有一个第一截锥轮辋支座，其母线轴向外端所在圆的直径小于其轴向内端所在圆的直径。该截锥轮辋支座由一个隆起或突起轴向向外延伸，该隆起或突起外径小于该轮辋支座母线轴向内端的直径。在轮辋的优选形状中，所述的轮辋支座由一个被用来接受胎面的支撑环的支撑面轴向向内延伸，它能够变形并能够沿该表面位移。轴向由一设计成保持该支承支撑件(bearing support)的轴向位置的轮辋挡块限定，所述支撑面由一安装槽延伸，该槽需要能够使轮胎胎边定位在轮辋上。该轮辋由一辅助的第二轮辋支座完成，它也向外倾斜并由一突起物在里边轴向延伸，并由一个与该安装槽连接的凸缘轴向向内延伸。
与上述该轮辋一起使用的轮辋胎面支承支撑件是用弹性或塑性材料制造的笨重的、刚性的支撑件。此外，尽管在其基部与冠部之间有许多空腔，它还是很重的。但是在低的或零轮胎压力下的滚动支承应当尽可能轻，它们应当有尽可能高的载荷支撑能力而不影响其轻巧，并应当使装配它们的车辆的驾驶者在气压损失的情况下能够控制车辆，特别是所说的气压损失发生于轮胎在偏转应力作用下的滚动时。
为了实现上述目的，本发明提供了一种上述类型的轮辋，适合于接受复曲面膜片形式的轮胎支承支撑件，与所述轮辋和轮胎构成一组件的一个支承支撑件，该组件容易安装和拆卸。由此，该安装轮辋与一轮胎和可充气并充气的胎面支承支撑件构成一滚动组件，并且该安装轮辋在赤道面的每一边具有一由一个隆起或突起向外延伸并向外倾斜的轮辋支座，其特征在于，在轮胎胎边的每个轮辋支座和该赤道面XX′之间的内侧，该轮辋具有至少一个向内倾斜的截锥支座，用于接收轮胎胎面的支承支撑件胎边。
用于一个支承支撑件的胎边截锥支座，以类似于轮胎胎边的轮辋支座形式向内倾斜，其轴向内端是一个直径小于轴向外端直径的圆，该外端是最大直径，并且是常规支座的直径。该支承支撑件的截锥支座是这样一个支座，其母线相对于平行于旋转轴线的直线构成一个包括0°至20°在0°至20°之间的夹角，并且圆柱形支座被设当成截锥支座的特定情况。
在赤道面两边的两个支座被用于接受轮胎胎边，可以具有相等的直径：所述的该轮辋是对成的，并具有至少一个轴向设置在该支承支撑件胎边的支座之间的安装槽。通过减小安装槽的深度或整个省去安装槽，用于在车轮上固定内部机械部件和内部机械部件发挥功能所需的空间能有利地增加，所述减小或省去与轮辋结合使用，该轮辋中两轮胎胎边支座的直径分别是不相等的：这种轮辋是不对称的，并且可以有或没有轴向位于支承支撑件胎边的两支座之间的安装槽。不论该轮胎胎边支座是相等或不相等的，该支承支撑件胎边支座也可以是相等或不相等的。为了便利该组件安装，与支承支撑件胎边支座之间的不相等相关联的轮胎胎边支座的不相等是有利的，这种不相等在方向和尺寸上是相同的。
在轮辋同一边的两个支座，该支座分别用于接受一个轮胎胎边和一个轮胎支承支撑件胎边，可以轴向相邻并且它们的直径相等。该两个支座最好由一个截锥部分连接，该截锥部分的母线相对于一平行于旋转轴线的直线构成一径向向外和轴向向内敞开的在35°和55°之间的夹角，所述截锥部分最好由一圆柱形部件轴向延伸，这两个部件用做该两个截锥支座之间的连接元件。
在上述最佳变体中，该支承支撑件胎边支座的直径等于或大于该轮胎胎边支座的直径。该支承支撑件胎边支座的直径可以小于该轮胎胎边支座的直径。在该圆柱形部分的母线由一直线段与支承支撑件胎边支座的母线轴向连接，该直线段或者垂直于该组件的旋转轴线，或者相对于该旋转轴线方向倾斜一在60°和90°之间的夹角的情况下，该支承支撑件胎边支座直接连接该轮辋槽的底部，或轮辋底部或者支承支撑件的安装槽。上述方案使该支撑结构能被充气到一较高的压力。
无论该轮辋是对称或不对称的，如果该支承支撑件胎边支座以并列方式或轴向向里的方式由一截锥部分延伸，该截锥部分的母线相对于一平行于旋转轴线的直线构成一径向向内和轴向向内敞开的在20°和50°之间的夹角，所述截锥部分或者在轮辋没有安装槽的论情况下连接该轮辋底部，或者在轮辋具有安装槽情况下连接槽的垂直侧壁，或连接该槽的底部。
该胎冠支承支撑件可以是一能够充气到一定压力的复曲面膜片，提供有一径向覆盖胎冠加强件的盖体，所述盖体通过两个侧壁连接于两胎边，每个胎边由一环形元件加强，用于保证该支承支撑件胎边在其轮辋支座足够的紧密性。在其胎冠上所述膜片可用一个具有至少一圆周形加强元件的钩形加强件加强，该加强元件可以是可伸长的或不可伸长的。它还可以在其胎冠部分用高延伸率的加强件加强，这些加强件被设计得在给定的压力下断裂，该压力高于其所受的离心力所产生的拉力和该膜片的充气腔与位于该膜片和该轮胎内里面之间的气腔之间的压力差产生的拉力的总和，如专利FR2756221所描述的例子，其用做参考。在后者情况下，如果在该膜片和轮胎里边之间充气腔中的压力损失，该膜片环向膨胀而填充该轮胎起初所占有的内部空间。在该加强的胎冠变体中，该支承支撑件最好具有一用橡胶混合物制造的胎面或盖体，其厚度可根据预定的用途变化，并且该胎面可提供有成形元件，例如槽、凸棱或橡胶块。该支撑胎面由一层或多层橡胶混合物构成的侧壁连接于所述支撑件胎边，该侧壁的厚度可以径向变化，使得该层在压力损失后很好地适合该轮胎的侧壁和胎边的形状。所述支承支撑件胎边提供有环向上不可延伸的环形加强环。
所述支撑件膜片可以打开或关闭，如果它被打开，它可以直接加压(当其内衬对于惯用的充气气体是气密的时)，或者它可借助一个对于该气体气密的气室加压。如果它被关闭，它构成提供有适合的充气装置的管体的结构，该充气装置可以与该充气装置用于该轮胎里边和部件之间空腔充气的装置一体，或与该装置完全分离。
本发明将通过结合附图的一个非限定实施例的说明而更好地理解，在附图中：
图1：根据本发明的组件的一种简单变体的示意图
图2：第二种变体的类似的视图
图3：具有圆筒形部分的变体
图4和图5：具有不同支座直径两种变体，分别用于轮胎胎边和该支撑件胎边
图6：一种不对称轮辋变体的示意图
在图1中，该轮辋J具有一个用于第一轮胎胎边20′的第一轮辋支座10′和一个用于第二轮胎胎边20″的第二轮辋支座10″，该支座10′是一截锥面，其母线100′具有轴向外端(相对于轮辋的赤道平面XX′)，它所在圆的直径D1小于其轴向内端所在圆的直径D10’，在比所述母线轴向内端所在的环形直径D10’(该较大直径D10’通常是该支座的直径)；所述支座10′向外倾斜，并且其母线100′相对于一平行于轮辋旋转轴线的直线构成一在0°和30°之间的夹角αJ，在所述实施例中它等于20°。该母线100′由构成该轮辋J边缘的隆起或突起11′的轴向内壁的大体上截锥的母线110′轴向向外延伸，其中“大体上截锥”意味着该侧壁的母线110′可以是直线段，也可以是有向内凹入的非常小的弯曲的弧线。该母线110′或对着它的弦，相对平行于旋转轴线的直线构成一径向和轴向向外边敞开并等于45°的夹角γJ，但该夹角可以在40°和50°之间。该支座10′邻近用于一个支承支撑件胎边30′的第一轮辋支座12′并由用于一个支承支撑件胎边30′的第一轮辋支座12′轴向向内延伸，在所述情况下，所述截锥支座具有一母线120′，该母线相对于平行于旋转轴线的直线构成在0°至20°范围中的夹角δJ，在所述实例中等于10°。在该赤道平面另一边的第二支座10″、突起11″和支座12″的母线100″、110″和120″与相对于该平面的的母线100′、110′和120′对称。一个槽13，一方面适合于安装在轮胎，另一方面安装支承支撑件，其深度根据该轮辋J计算。该槽的两侧壁130连接支座120′和120″以及该沟槽的底部131。
如专利FR2 699 121所描述的，被安装在轮辋J上的轮胎具有由两侧壁21连接于两胎边20′和20″的胎面。所述轮胎用一个径向胎体加强件22加强，该加强件通过绕胎边钢丝24的翻转固定在每个胎边20′(20″)中，在所述实例中该胎边钢丝是“编织”类型的胎边钢丝。该胎体加强件22在一点A处与该胎边钢丝24相切，一平行于该旋转轴线的直线可经过该点A。在这个点A上，该胎体加强件22子午线点的切线AT相对于该直线构成向外敞开的85°夹角。每个胎边20′(20″)，其轴向宽度与已知的通常的轮胎胎边宽度相比，具有一由一胎趾构成的外轮廓，其外表面20A相对于旋转轴线构成径向和轴向向外的60°±10°的夹角γB，所述表面20A由具有截锥基部20B的胎边支座径向向内延伸，该截锥基部20B相对于该旋转轴线构成一在10°至45°之间的轴向向内和径向向外敞开的夹角αB，该夹角αB大于夹角αJ，夹角αJ是在3°和5°之间的轮辋支座夹角。该支座20B由一相应于该胎圈钩的截锥母线20C轴向向内延伸，该胎圈钩相对旋转轴线构成45°±10°的轴向向内和径向向外敞开的夹角βB，并且由一基本垂直于该旋转轴线的侧壁20D在里边延伸。
该胎面的支承支撑件3是一不透气的橡胶膜片，具有一个径向覆盖一胎冠加强件的盖体(cap)。所述盖体借助两个支撑侧壁33连接两胎边30’和30”。依据该滚动组件的轮胎预定用途，该支撑件盖体的胎冠加强件可以是两种类型：
·对于在多种类型的面上快速滚动的轮胎，特别是用于越野车辆、旅行车或拖车的低充气压力(例如1到2巴压力)轮胎，该胎冠加强件(未示出)用至少一个圆周准不可伸展加强元件制造成在圆周上不可伸展，就是说，相对于圆周方向构成0°±2.5°夹角；该膜片用在高于轮胎的充气压力，在其工作压力的2至5倍之间，并且所述模片在轮胎被刺穿失去部分或全部压力时保持其形状和压力。该加强件是芳族聚烯胺的缆索，并且当沿着平行于旋转轴线的和在离该旋转轴线最远的点处盖体子午面截面的切线的一直线测量，该帘布层具有大于该盖体宽度的宽度，该宽度基本等于在工作压力下该轮胎内侧的宽度。
·对于在道路和/或机动车道上一通常速度滚动的通常类型的道路轮胎，通常被充气到1.5和3.0巴之间的工作压力，在该膜片3的内压和轮胎(该内膜片压力通常高于该轮胎滚动压力1巴)之间的压差作用下，该加强部件铠装几乎是不可伸展的，但由于轮胎损失压力而增加压差作用时，它变得可以伸展，使得其盖体圆周的尺寸至少等于轮胎内侧的圆周尺寸。所述加强件最好由至少一个加强元件帘布层构成，该加强元件帘布层具有两段有不同梯度的强制伸长的曲线：从起点到一确定的伸长点εO的具有很陡的梯度的第一段，和从所述伸长点εO到在翻转的伸长εR的很浅梯度的第二段。如应当知道的，这种加强元件可以是缆索，它具有特定强度的芯线，绕着该芯线是缠绕的细线或小缠绕螺距的线股，例如是法国专利申请98/14695中描述的缆索。
该支承支撑件的侧壁33最好具有小厚度的单一的橡胶层，用最多两个帘线层铠装加强，构成该帘布层的缆索用织物构成，并且是径向的，或与圆周方向成角度的。所述侧壁在一胎边30′(30″)厚于侧壁33的地方结束，该胎边用不可伸展的环形件34加强，该环形件34可以是一胎边钢丝，就是说用一根钢丝或一根缆线缠绕数圈或数个环形钢丝或缆索编织在一起而构成，或者一个卷绕钢带。所述的加强件34具有一内直径DT，它保证了在支承支撑胎边的轮辋支座12′(12″)上一定的紧密性，就是说在元件34和胎边30′(30″)之间的该橡胶层的一定的径向压缩，该紧密度S是比率D12’-DM/2(DT-DM)，其中参数D12’、DM和DT分别是该轮辋支座12′、该支撑件胎边未安装在轮辋上的基座及加强元件34的直径。所述直径是沿垂直于旋转轴线并经过该元件34子午截面重心的一直线测量的。该紧密度S必须保证在任何滚动条件下的气密和承载支承支撑件的位置稳定，以避免发生任何振动。
在上述第一种变体中，该胎面支撑膜片的胎边30′和30″起扼住安装在轮辋上的轮胎的胎边作用。当该滚动组件需要在零胎压和在所述偏移很高的状态下工作时，作用在该胎边的横向力很大，图2所示的变体给出阻止轮胎变形和支承支撑件脱离该轮辋的最大的效力，所述变体与图1所示的不同是，在该轮胎胎边20′(20″)的截锥轮辋支座10′(10″)和支承支撑件3的胎边轮辋支座30′(30″)之间，附加了截锥部分14′(14″)，其母线140′(140″)相对于一平行于旋转轴线的直线构成一轴向向内和径向向外敞开的夹角βJ，所述夹角在35°和55°之间，在图2的情况中等于45°。在该支座10’的轴向内端和支座12′的轴向外端测量的该轮辋挡块14′的高度h14等于3.5mm，并且任何情况下在2和6mm之间。
图3所示的变体包括，当支撑胎边的轮辋支座12′(12″)是截头的时，在上述截锥部分14′(14″)和支撑胎边的轮辋支座12′(12″)之间的设置一部件15′，其母线150′(150″)可以是一平行于旋转轴线的直线段，或者中心在平行于旋转轴线的直线上的弧线。所述母线可具有相对小的轴向宽度，但如果需要轮胎加压，足够允许放置一充气阀。它也可以在该组件的一边和/或两边具有一较大的宽度，允许使用一胎面支承支撑件，其轴向宽度小于该轮胎的最大轴向宽度。图3还示出了该变体，其中该支座12′(12″)由一截锥部分18′(18″)轴向向内延伸，截锥部分18′(18″)的母线180’(180″”)相对于平行于旋转轴线的直线构成一大于夹角δJ的夹角ωJ，在所述情况下所述夹角ωJ等于45°，它便利该支承支撑件的胎边的定位。
所述圆柱形部分15′(15″)可以直接连接于该支承支撑件支座12′(12”)(图3)。形成一个用于支撑件胎边的适当的轮辋突缘，当该支承支撑件用在很高压力下时，所需的突缘在安装中防止该轮胎胎边轴向向外移动，该圆柱形部分15′(15″)用一部件16′(16″)连接于该支座12′(12″)，该部件16′(16″)的母线160′(160″)相对于一平行于赤道面的平面迹线构成一径向和轴向向外敞开的在0°和20°之间的夹角ηJ，0°值也包括在该范围中。所述部件16′(16″)根据该支承支撑件胎边需要保持在位的牢固程度，具有在2和15mm之间的高度h16(图4)。当所述高度相对较大时，并且在该部件(16′、16″)具有该槽13的侧壁时的情况下，必须提供一个第二安装槽17，以便容易和正确安装该支撑件胎边(图5)。
由于该安装过程需要该胎边在置于支座上之前在轮辋的外边，在所述的所有变体中需要一安装槽，至少用于在支座10′上安装轮胎胎边20′。业已知道，由于它大大降低了轮辋里边所需的空间，对于轮式车辆设计者来说，安装沟槽不是理想的解决方案。如业已知道的，由于该轮胎胎边支座和支承支撑件胎边支座的直径相等，该安装槽的深度可以通过构成不对称轮辋而减小。图6描述了一个这样的实例，该不对称使得轮辋完全没有槽。与图3所示轮辋相比较，图5的轮辋有直径为D10’和D10”的轮胎胎边支座10′和10″其差值等于0.045D10”，同时支承支撑件胎边的轮辋支座的直径D12’和D12”也相相差同样的数量。
尽管该不对称仅涉及了该支承支撑件胎边的轮辋支座，轮胎胎边的和支承支撑件胎边的轮辋支座同时不对称是使该组件能够安装的最简单的解决方案，它并没有超出本发明的构思。

Claims (17)

1、安装轮辋J，用于构成一个具有一轮胎和一可冲气并冲气的胎面支承支撑件(3)的滚动组件，其在赤道面的每一边具有一个由一个突起或隆起(11′、11″)轴向向外延伸并向外倾斜的轮辋支座(10′、10″)，其特征在于，在轮胎胎边(20′、20″)的每个轮辋支座(10′、10″)和该赤道面XX′之间的轴向内侧，该轮辋具有至少一个向内倾斜的截锥支座(12′、12″)，用于接收轮胎胎面的支承支撑件(3)的胎边(30′、30″)。
2、根据权利要求1的轮辋J，其特征在于，每个轮辋支座(12′、12″)具有一母线(120′、120″)，该母线与平行于旋转轴线的直线构成一夹角δJ，使得0°＜δJ≤20°。
3、根据权利要求2的轮辋J，其特征在于，轮胎胎边(20′)和(20″)的支座(10′和10″)的直径D10’和D10”是相等的，并且在该支承支撑件(3)的胎边(30′、30″)的支座(12′、12″)之间设置至少一个安装槽(13)。
4、根据权利要求3的轮辋J，其特征在于，两个支座(10′)和(12′)(10″和12″)位于该轮辋的同一边，该支座分别用于接受轮胎胎边(20′、20″)和充气支承支撑件(3)的胎边(30′、30″)，该支座轴向相邻，并且在这种情况下具有相等的直径。
5、根据权利要求3的轮辋J，其特征在于，两个支座(10′)和(12′)(10″和12″)由一截锥部分(14′、14″)连接，其母线(140′、140″)相对于一平行于旋转轴线的直线构成一径向向外和轴向向内敞开的在35°和55°之间的夹角βJ。
6、根据权利要求5的轮辋J，其特征在于，所述截锥部分(14′、14″)由一圆柱形部件(15′、15″)轴向延伸，该两部分用于连接两截锥支座(10′)和(12′)(10″和12″)的作用。
7、根据权利要求5的轮辋J，其特征在于，该承载支承支撑件(3)的胎边(30′)和(30″)的支座(12′)和(12″)由该轮辋J的槽(13)的横向侧壁(130)轴向延伸。
8、根据权利要求6的轮辋J，其特征在于，该支承支撑件(3)的胎边(30′、30″)的支座(12′、12″)的直径D12’(D12”)小于轮胎胎边(20′、20″)的支座(10′、10″)的直径D10’(D10”)，该圆柱形部分(15′、15″)由一截锥部分(16′、16″)轴向连接该支撑件(3)的胎边(30′、30″)的支座(12′、12″)，该截锥部件(16′、16″)的母线(160′、160″)相对于一平行于赤道面的平面迹线构成一夹角ηJ，使得0°＜ηJ≤20°。
9、根据权利要求8的轮辋J，其特征在于，该承载支承支撑件(3)的胎边(30′、30″)的支座(12′、12″)由该轮辋J的槽(13)的横向侧壁(130)轴向延伸。
10、根据权利要求8的轮辋J，其特征在于，该支承支撑件(3)的胎边(30′、30″)的支座(12′、12″)直接连接该轮辋J的槽(13)的底部(131)，并且该槽(13)的底部(131)提供有用于安装该支承支撑件(3)的胎边(30′和(30″)的第二槽(17)。
11、根据权利要求2的轮辋J，其特征在于，该轮胎胎边(20′)和(20″)的支座(10′)和(10″)的直径D10’和D10”不相等。
12、根据权利要求11的轮辋J，其特征在于，该轮辋J没有用于轮胎胎边(20′)和(20″)的安装槽(13)。
13、根据权利要求11的轮辋J，其特征在于，该支承支撑件(3)的胎边(30′、30″)的支座(12′)和(12″)的直径D12’和D12”不相等，直径D12’和D12”之间的差等于直径D10’和D10”之间的差。
14、滚动组件，具有一轮胎、一可充气并充气的胎面支承支撑件，和一个根据权利要求1至13的轮辋。
15、根据权利要求14的组件，其特征在于，该胎面支承支撑件(3)是一个不透过通常的充气气体的橡胶制造的复曲面膜片，并充气到一给定的压力，提供有一径向覆盖一胎冠加强件的盖体，所述盖体通过两个支撑侧壁(33)连接两胎边(30’)和(30”)，每个胎边(30’、30”)由一环形元件(30)加强，用于保证该支承支撑件(3)的胎边(30’、30”)的支座(12’、12”)上所需的紧密度S。
16、根据权利要求15的组件，其特征在于，该复曲面膜片的胎冠加强件是一钩形加强件，具有至少一个圆周加强元件的帘布层，并且该膜片用在比在1至2巴之间的轮胎充气压力高2至5倍的充气压力下，并且在轮胎被刺穿失去部分或全部气压时，该膜片保持其形状和压力。
17、根据权利要求15的组件，其特征在于，该复曲面膜片的胎冠加强件是一钩形加强件，其圆周加强元件在一给定的拉力下断裂，该拉力高于该膜片承受的离心力产生的拉力和在膜片内腔和轮胎内腔之间的约1巴充气压力差产生的拉力的总合，并且在该轮胎内腔压力损失的情况下，该膜片环向膨胀并圆周地延伸以填充起初由该轮胎所占有的内部空间。
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