CN204978113U - 一种胎圈芯 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种胎圈芯，包括至少一根胎圈丝，其截面为异型结构，并且所有胎圈丝边缘均为圆弧过渡，胎圈丝沿着胎圈芯卷绕多次形成螺旋状线圈，相邻的线圈在接触面上紧密排布，彼此间相互咬合或成组咬合。较传统胎圈芯结构，其具备的优势是，互相咬合或成组咬合彼此紧密排布的结构可以使胎圈芯结构更稳定，发热更低，安全性更高；同时特定结构拥有的“叉形”设计可以有效地释放胎圈芯内应力提高其疲劳性能；其次，所有胎圈丝结构边缘均设计有圆弧过渡，也减少了胎体层和胎圈部的磨损。

Description

一种胎圈芯

技术领域

本实用新型涉及充气轮胎用的胎圈芯，特别是一种可以减少胎体层与胎圈之间磨损并具有稳定形状的异型胎圈丝堆叠构成的稳定的胎圈芯。

背景技术

一个充气轮胎一般包括接触地面的胎冠，在胎冠两侧有胎壁，胎壁的内缘形成胎圈部，可以获得轮毂支撑。胎圈部至少有一个胎圈芯，胎圈芯有很多功能，特别是为胎体层提供支撑和承受轮胎行驶过程中胎体层的变形压力。胎圈芯同时也有保证轮胎纵向力的一个传递，例如在无内胎轮胎里，保证了轮胎和轮毂的密闭性。

现有技术US3949800公开了一些没有圆角过渡的四边形胎圈丝构成的胎圈芯结构。

现有技术WO2014063904A1公开了一胎圈芯结构，包括至少一根具有四边形截面且两个相对面平行的胎圈丝，这种胎圈丝沿胎圈芯卷绕形成线圈，多个线圈紧密接触构成具有四边形形状的胎圈芯，其中胎圈芯的四个角边缘都是弧形的，从而减少磨损。但是胎圈丝之间摩擦依然较强，易于产生热量，使得使用寿命降低。

现有技术012696A1公开了一种胶囊型胎圈丝构成的胎圈芯结构。

虽然胎圈部可能也填充有橡胶，所以胎圈芯就可能加上了一层保护套或者说包覆上了橡胶。在轮胎使用的过程中，各种复杂的横向和纵向的力使得胎体层和胎圈部产生磨损。胎圈芯的尖锐角部可能割穿橡胶保护层，胎体层和胎圈部会发生金属和金属之间的磨蚀磨损。而胎圈丝之间摩擦产生的热量也会相应地降低使用寿命和加快保护层的老化。

实用新型内容

针对当前充气轮胎用的胎圈芯存在的问题，本实用新型提供了一种可以减少胎体层和胎圈芯之间磨损及发热、并具有稳定结构的安全性高胎圈芯。

为了达到上述目的，本实用新型采取了如下的技术方案：

一种胎圈芯，所述胎圈芯包含至少一根截面为异型结构的胎圈丝，所述至少一根胎圈丝沿胎圈芯卷绕多次形成线圈，所述多个相邻的线圈沿胎圈芯的轴线方向在接触面上紧密排列接触，彼此相互咬合，或成组咬合后组与组之间再错位排列；所述胎圈芯具有四边形的截面，且两个相对面相互平行，从胎圈芯截面上看，在同一直线上的线圈层中的单丝并列排布并沿胎圈芯的轴向延伸，沿着胎圈芯放射线方向紧密重叠排布的多个线圈层，在轴线方向上相互咬合，或成组咬合后组与组之间再错位排列；所述胎圈丝边缘均为圆弧过渡。

作为优选，所述胎圈丝截面为六边形结构，同时三个相对平面彼此平行，胎圈丝各边缘均为圆弧过渡，从胎圈芯截面上看，在同一直线上的线圈层中的单丝并列排布并沿胎圈芯的轴向延伸，沿着胎圈芯放射线方向紧密重叠排布的多个线圈层，在轴线方向上相互咬合。

作为优选，所述胎圈丝截面为五边形结构，该五边形其中一组对边平行，另外形成夹角的两条边成对称结构，胎圈丝各边缘均为圆弧过渡，在每根胎圈丝单丝沿胎圈芯卷绕多次形成线圈时，每两根相邻单丝成尖角一侧相对并错位咬合设置形成一组，从胎圈芯截面上看，在同一直线上的线圈层中的单丝并列排布并沿胎圈芯的轴向延伸，沿着胎圈芯放射线方向紧密重叠排布的多个线圈层，在轴线方向上相互错位，其中两个互相咬合的线圈层为一组，各组之间紧密连接。

作为优选，其胎圈丝截面为六边形结构，同时三个相对平面彼此平行，胎圈丝边缘均为圆弧过渡，其中至少一对平行平面表面经过处理形成波浪型结构，所述波浪面波峰数量N＝2n+1(n＝1、2、3…)，从胎圈芯截面上看，在同一直线上的线圈层中的单丝并列排布并沿胎圈芯的轴向延伸，沿着胎圈芯放射线方向基于波浪型结构渐次倾斜咬合堆叠形成斜线结构、紧密重叠排布的多个线圈层，在轴线方向上相互错位，彼此互相咬合。作为优选，采用滚压或拉拔处理将六边形结构胎圈丝其中至少一对平行平面表面经过处理形成波浪型结构。

上述几种胎圈芯，胎圈丝材料可以为金属材料，也可以为非金属材料，优选金属材料。

进一步地，作为优选，所述胎圈芯的胎圈丝截面为十字形结构，其四个角均为弧形，从胎圈芯截面上看，在同一直线上的线圈层中的单丝并列排布并沿胎圈芯的轴向延伸，沿着胎圈芯放射线方向紧密重叠排布的多个线圈层，在轴线方向上相互错位，彼此相互咬合或嵌入。这种十字形的胎圈丝，当弧形的角度较小，可以用金属材料制作，当弧形的角度较大时，优选为用非金属材料制作。

上述的所有胎圈芯，其胎圈芯尺寸L,H根据胎圈丝的相关尺寸参数A、B、C、R、α等的合理设定而获得。

作为优选，金属胎圈丝可能通过拉拔或轧辊轧制获得，十字形非金属胎圈丝或由高强非金属(纤维、纳米等)材料构成。

本实用新型的有益效果是：

较传统胎圈芯结构，本实用新型具备的优势是，互相咬合或成组咬合彼此紧密排布的结构可以使胎圈芯结构更稳定，发热更低，安全性更高；同时特定结构拥有的“叉形”设计可以有效地释放胎圈芯内应力提高其疲劳性能；其次，所有胎圈丝结构边缘均设计有圆弧过渡，也减少了胎体层和胎圈部的磨损，延长了其使用寿命。

附图说明

图1图示了本实用新型其中一种六边形胎圈丝构成的胎圈芯的截面。

图2图示了本实用新型其中一种六边形胎圈丝的截面。

图3图示了本实用新型其中一种五边形胎圈丝构成的胎圈芯的截面。

图4图示了本实用新型其中一种五边形胎圈丝的截面。

图5、6图示了本实用新型其中一种带波浪表面六边形胎圈丝构成的胎圈芯的截面。

图7-1、7-2分别图示了本实用新型其中一种带波浪表面六边形胎圈丝的截面。

图8图示了本实用新型其中一种十字形胎圈丝构成的胎圈芯的截面。

图9图示了本实用新型其中一种十字形胎圈丝截面。

图10图示了本实用新型其中一种十字形胎圈丝构成的胎圈芯的截面。

图11图示了本实用新型其中一种十字形胎圈丝截面。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

为了更好地理解本实用新型，下面结合实例进一步阐述本实用新型的内容，但本实用新型的内容不局限于下面的实例。

附图1图示了本实用新型一种六边形胎圈丝构成的胎圈芯的截面。胎圈芯1包括N根具有六边形截面且相对面平行的胎圈丝2。每根胎圈丝2构成M层沿着胎圈芯1卷绕而成的线圈，相邻的N层的卷绕线圈紧密接触。

附图2图示了上述附图1中带有圆角的六边形胎圈丝的截面。胎圈芯1具有平行四边形的截面。胎圈芯1由M层重叠且相互沿径向排布的线圈层3构成。在胎圈芯截面上看，每个线圈层3，都有N根在同一直线上具有六边形截面胎圈丝2并沿胎圈芯轴向伸展。胎圈芯的径向内表面5相对于水平面倾斜的角度α，其中这个角度是和轮毂的倾斜程度呼应。径向重叠在一起的线圈层3相互之间非常紧密排列在一起，并在轴线方向上相互错位，彼此咬合。胎圈丝2的六个边角边缘4都是弧形的，弧形大小可以不同。

附图3图示了本实用新型一种五边形胎圈丝构成的胎圈芯的截面。胎圈芯6包括N根具有五边形截面且其中一对面平行的胎圈丝7。每根胎圈丝7构成M层沿着胎圈芯6卷绕而成的线圈，相邻的N层的卷绕线圈，其中每两列线圈都成一组，各组之间错位紧密接触。

附图4图示了上述附图3中五边形胎圈丝的截面。胎圈芯6具有平行四边形的截面。胎圈芯6由M层重叠且相互沿径向排布的线圈层8构成。在胎圈芯截面上看，每个线圈层8，都有N根在同一直线上具有六边形截面胎圈丝7并沿胎圈芯轴向伸展。胎圈芯的径向内表面5相对于水平面倾斜的角度α，其中这个角度是和轮毂的倾斜程度呼应。径向重叠在一起的线圈层8相互之间非常紧密排列在一起，并在轴线方向上相互错位，彼此咬合。胎圈丝7的五个边角边缘9都是弧形的，弧形大小可以不同。

附图5、6分别图示了本实用新型一种带波浪平面六边形胎圈丝构成的胎圈芯的截面。胎圈芯9包括N根具有六边形截面且至少一对平面带波浪的胎圈丝10。每根胎圈丝10构成M层沿着胎圈芯9卷绕而成的线圈，相邻的N层的卷绕线圈紧密接触。在每根胎圈丝单丝沿胎圈芯卷绕多次形成线圈时，每两根相邻单丝成尖角一侧相对并错位咬合设置形成一组，从胎圈芯截面上看，在同一直线上的线圈层中的单丝并列排布并沿胎圈芯的轴向延伸，沿着胎圈芯放射线方向紧密重叠排布的多个线圈层，在轴线方向上相互错位，其中两个互相咬合的线圈层为一组，各组之间紧密连接。

附图7-1,7-2分别图示了上述图5、6所示的本实用新型其中一种带波浪六边形胎圈丝的截面。胎圈芯9具有平行四边形的截面。胎圈芯9由M层重叠且相互沿径向排布的线圈层11构成。在胎圈芯截面上看，每个线圈层11，都有N根在同一直线上具有六边形截面胎圈丝10并沿胎圈芯轴向伸展。胎圈芯的径向内表面5相对于水平面倾斜的角度α，其中这个角度是和轮毂的倾斜程度呼应。径向重叠在一起的线圈层11相互之间非常紧密排列在一起，并在轴线方向上相互错位，彼此咬合。胎圈丝10的六个边角边缘及波浪处12、13都是弧形的。从胎圈芯截面上看，在同一直线上的线圈层中的单丝并列排布并沿胎圈芯的轴向延伸，沿着胎圈芯放射线方向基于波浪型结构渐次倾斜咬合堆叠形成斜线结构、紧密重叠排布的多个线圈层，在轴线方向上相互错位，彼此互相咬合。

附图8图示了本实用新型一种十字形胎圈丝构成的胎圈芯的截面。胎圈芯14包括N根具有异型截面的胎圈丝15。每根胎圈丝15构成M层沿着胎圈芯14卷绕而成的线圈，相邻的N层的卷绕线圈紧密接触。

附图9图示了上述图8中十字形胎圈丝截面。胎圈芯14具有平行四边形的截面。胎圈芯14由M层重叠且相互沿径向排布的线圈层16构成。在胎圈芯截面上看，每个线圈层16，都有N根在同一直线上具有十字形截面胎圈丝15并沿胎圈芯轴向伸展。胎圈芯的径向内表面5相对于水平面倾斜的角度α，其中这个角度是和轮毂的倾斜程度呼应。径向重叠在一起的线圈层16相互之间非常紧密排列在一起，并在轴线方向上相互错位，彼此咬合。胎圈丝15的边角边缘及过渡处17都是弧形的。

附图10图示了本实用新型其中一种十字形胎圈丝构成的胎圈芯的截面。胎圈芯18包括N根具有十字形截面的胎圈丝19。每根胎圈丝19构成M层沿着胎圈芯18卷绕而成的线圈，相邻的N层的卷绕线圈紧密接触。

附图11图示了上述图10中十字形胎圈丝截面。胎圈芯18具有平行四边形的截面。胎圈芯18由M层重叠且相互沿径向排布的线圈层20构成。在胎圈芯截面上看，每个线圈层20，都有N根在同一直线上具有十字形截面胎圈丝19并沿胎圈芯轴向伸展。胎圈芯的径向内表面5相对于水平面倾斜的角度α，其中这个角度是和轮毂的倾斜程度呼应。径向重叠在一起的线圈层20相互之间非常紧密排列在一起，并在轴线方向上相互错位，彼此咬合。胎圈丝19的边角边缘及过渡处21都是弧形的。

一般来说，胎圈芯1、6、9、14的胎圈丝2、7、10、15的镀层为铜合金、黄铜或者青铜。一方面，胎圈丝2上的铜合金镀层为钢丝拉拔过程或者辊子轧制过程提供了润滑的效果。另一方面，胎圈丝2上的铜合金镀层对胎圈芯和橡胶的粘合有着积极的效果。此外，胎圈丝2的镀层也可以是锌。锌镀层可以使用电镀或者热浸镀获得，同时可以包括一个移除多余锌镀层的操作工序。由于热浸镀可以形成铁锌合金层，所以镀层与基体的结合强度较高。由于锌镀层有更好的抗腐蚀能力，所以优选使用锌镀层的胎圈丝。当然胎圈芯1、6、9、14的胎圈丝2、7、10、15也可能采用高强非金属(碳纤维、纳米材料等)过一体化成形获得。

胎圈芯18的胎圈丝19的材料可以采用高强非金属(碳纤维、纳米材料等)通过一体化成形获得。

胎圈芯的主体尺寸L,H，都可以根据胎圈丝的相关尺寸A、B、C、R、α等参数的合理设定而获得。

胎圈丝2、7、10、15、19的弧形边缘4、9、12、13、17、21，避免了边角的应力集中，同时也减少了包覆在其上橡胶的压力，这样就保持了胎体层和胎圈部的缓冲使得磨损大大地减少。胎圈丝2、7、10、15、19可以预先成型，这样胎圈芯的生产工艺就简单多了。

Claims (9)

1.一种胎圈芯，其特征在于，所述胎圈芯包含至少一根胎圈丝，所述至少一根胎圈丝沿胎圈芯卷绕多次形成线圈，所述多个相邻的线圈沿胎圈芯的轴线方向在接触面上紧密排列接触，彼此相互咬合，或成组咬合后组与组之间再错位排列；所述胎圈芯具有四边形的截面，且两个相对面相互平行，从胎圈芯截面上看，在同一直线上的线圈层中的单丝并列排布并沿胎圈芯的轴向延伸，沿着胎圈芯放射线方向紧密重叠排布的多个线圈层，在轴线方向上相互咬合，或成组咬合后组与组之间再错位排列；所述胎圈丝边缘均为圆弧过渡。

2.根据权利要求1所述的胎圈芯，其特征在于，所述胎圈丝截面为六边形结构，同时三个相对平面彼此平行，胎圈丝各边缘均为圆弧过渡，从胎圈芯截面上看，在同一直线上的线圈层中的单丝并列排布并沿胎圈芯的轴向延伸，沿着胎圈芯放射线方向紧密重叠排布的多个线圈层，在轴线方向上相互咬合。

3.根据权利要求1所述的胎圈芯，其特征在于，所述胎圈丝截面为五边形结构，该五边形其中一组对边平行，另外形成夹角的两条边成对称结构，胎圈丝各边缘均为圆弧过渡，在每根胎圈丝单丝沿胎圈芯卷绕多次形成线圈时，每两根相邻单丝成尖角一侧相对并错位咬合设置形成一组，从胎圈芯截面上看，在同一直线上的线圈层中的单丝并列排布并沿胎圈芯的轴向延伸，沿着胎圈芯放射线方向紧密重叠排布的多个线圈层，在轴线方向上相互错位，其中两个互相咬合的线圈层为一组，各组之间紧密连接。

4.根据权利要求1所述的胎圈芯，其特征在于，其胎圈丝截面为六边形结构，同时三个相对平面彼此平行，胎圈丝边缘均为圆弧过渡，其中至少一对平行平面表面经过处理形成波浪型结构，所述波浪面波峰数量N=2n+1,n为自然数，从胎圈芯截面上看，在同一直线上的线圈层中的单丝并列排布并沿胎圈芯的轴向延伸，沿着胎圈芯放射线方向基于波浪型结构渐次倾斜咬合堆叠形成斜线结构、紧密重叠排布的多个线圈层，在轴线方向上相互错位，彼此互相咬合。

5.根据权利要求4所述的胎圈芯，其特征在于，采用滚压或拉拔处理将六边形结构胎圈丝其中至少一对平行平面表面经过处理形成波浪型结构。

6.根据权利要求1所述的胎圈芯，其特征在于，其胎圈丝截面为十字形结构，其四个角均为弧形，从胎圈芯截面上看，在同一直线上的线圈层中的单丝并列排布并沿胎圈芯的轴向延伸，沿着胎圈芯放射线方向紧密重叠排布的多个线圈层，在轴线方向上相互错位，彼此相互咬合或嵌入。

7.根据权利要求1~5任意一项权利要求所述的胎圈芯，其特征在于，所述胎圈丝材料为金属材料。

8.根据权利要求6所述的胎圈芯，其特征在于，所述胎圈丝材料为非金属材料。

9.根据权利要求1~6任意一项所述的胎圈芯，其特征在于,其胎圈芯尺寸根据胎圈丝的相关尺寸参数的合理设定而获得。