CN1146508C - 低截面比轮胎、轮胎的气胎及其制造方法 - Google Patents

Abstract

介绍了一种用于轮胎的弹性体材料气胎，该气胎由一内壁分隔成至少两个部分，该内壁在赤道平面延伸并且所述气胎分为中心部分和两侧壁部分。该中心部分由上述内壁形成，两个凸缘垂直于间壁自身从该侧壁的末端对向伸出预定长度。该凸缘和侧壁末端通过硫化彼此连接在一起，该中心部分的刚性大于该侧壁部分的刚性。该气胎不仅在正常工作时支承轮胎，而且在漏气的情况下也支承轮胎，例如在两个气胎部分中的一个漏气的情况下。特别是，该气胎用于“低截面比”的轮胎时更有利，因为气胎能够在轮胎和相应的安装轮缘之间的有效空间内膨胀。

Description

低截面比轮胎、轮胎的气胎及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种低截面比轮胎、用于轮胎的气胎及其制造方法和相关工具，本发明还涉及装有该气胎的轮胎；尤其是，本发明涉及一种即使在漏气的情况下例如被扎破的情况下也能支承轮胎的气胎。

特别是，而不是排他，本发明的气胎尤其适合于椭圆截面的轮胎，在该截面中，平行于赤道平面的短轴尺寸小于平行于旋转轴的长轴尺寸，本发明的气胎更加适合于所谓的“低截面比轮胎”，在该轮胎中，从胎边底部到外胎面带中心的截面高度与轮胎最大宽度的比值等于或者小于0.7。

为了更好的理解本说明书中所使用的术语，下面对轮胎的主要特征作简要说明。

通常，轮胎包括具有冠状部分和两个轴向相对的侧壁部分的环形外胎，该外胎侧壁端头有一对胎边，每个胎边有至少一个胎边环，以便将轮胎固定在相应的安装轮缘上，该外胎面带布置成所述外胎的冠状形状，该外胎有至少一个增强的线网层，该增强线网层从一个胎边延伸到另一个胎边，其末端固定到所述胎边环上。

对于子午线轮胎，一种缓冲层***已有外胎(carcass)和外胎面带(tread band)之间，其中，缓冲层可以包括两层金属线的叠加层和径向最靠外的层，该金属线彼此交叉布置，该径向最靠外的层包括与轮胎的赤道平面平行的织物线。

这些轮胎限定了外胎和轮缘之间的内部空间，该内部空间可以直接由压缩空气充满，也可以放入由压缩空气充气的橡胶材料气胎。

背景技术

根据轮胎采用的不同形式，轮胎分为无内胎型轮胎和有内胎型轮胎。

已有多种方法使轮胎即使在部分或者完全漏气的情况下也能中速行驶相当长的路程，例如在轮胎被扎破的情况下，以便能到达某一维修点，从而能进行所需的维修或者换件。轮胎被扎破通常是由于地上的钉子或者其它尖的物体，尽管这不是产生漏气的唯一原因。

对于有气胎的轮胎，通常提出的解决方法是使用这样的气胎，该气胎用壁面分成多个彼此独立的周向或者横向的间隔部分，该壁面布置为与气胎自身的赤道平面平行或者垂直。

具有多个彼此独立的间隔部分使得轮胎能够保持足够的充气压力，因此即使是在所述间隔部分中的一个漏气时也能使轮胎工作。

这种轮胎的实例已经由美国专利US2039343和英国专利GB2104012公开，其中一个或者多个间隔壁将气胎分成两个或者更多的环形室。各间隔壁进行增强，以便有合适的阻挡穿刺物的能力。不过，需要采取措施，使得间隔壁自身伸长，以便当某个室被穿刺物扎破并漏气而使其它室内的空气膨胀时，该间隔壁能与气胎的侧壁配合。

法国专利FR2524849公开了一种制造普通气胎，即没有间隔壁的气胎的装置，所述装置包括一对型箱和一个阳模，该阳模可拆卸地***该对型箱之间。弹性体复合物注入由各型箱与***型箱的阳模确定的两个不同空腔中，以便形成气胎的两部分。再将该阳模取下来，该对型箱相互靠近，并通过将两部分的相对边连接起来形成气胎。

对于无气胎的轮胎，所提出的解决方法是争取改进外胎结构，既可以增强轮胎侧壁的强度，使得轮胎能自己支承，也可以象气胎那样产生独立的间隔部分。

但是，对于所谓的低截面比轮胎，采用“有内胎型”的方案而放弃“无内胎型”的方案是不行的，该轮胎具有相对于旋转轴线更加伸长了的椭圆形截面，因此难以在该轮胎中使用已知的橡胶气胎。

实际上，普通的气胎在充气时正确的截面形状基本成圆形，该截面形状与椭圆形的轮胎截面形状不相配，因此气胎壁产生彼此交叠的褶皱，从而不能使气胎壁正确地沿环形空腔的内表面完全伸展，特别是在轮胎侧壁处。因此，环形空腔内的充气不合适，使得气胎壁处于危险的内应力状态，这样，气胎会很快损坏。

因此，在低截面比轮胎中没有气胎，为了在故障时使轮胎能工作，只能对外胎结构进行改进，正如前面所述。

德国实用新型DE29620713U1公开了一种无内胎型的轮胎，该轮胎包括一内部的中心垂直壁，该中心垂直壁布置于外胎面带的中心线和轮胎胎边所安装的轮缘之间。该垂直壁的最底端装在相应的轮缘座中，以便限定轮胎内部的两个充气空间，这两个充气空间是彼此独立的，它们各通过相应的阀充气。

实际上，该文献提供的方法的原理是将两个并联的轮胎装在同一个轮缘上。

如果两个外胎部分中的一个扎破了，该轮胎还可以通过在漏气部分旁边的另一外胎部分中的气压保持稳定。

法国专利申请FR2605269公开了一种无内胎轮胎，该轮胎由多个不同的周向的间隔部分组成，该周向间隔部分轴向并排分布。

一种合适的充气装置包括一穿过所有间壁下部的管状物，通过该间壁产生了不同的周向的间隔部分，在各间隔部分中都有一孔；装在管状物中的是轴向钻孔的杆，在该杆的侧壁上还有孔，这些孔能与管状物上的孔连通，从而能够通过该杆将空气充入轮胎中。相对于该管状物轴向移动该杆，使得该杆上的孔相对于管状物上的孔发生偏移，从而使空气不能从各间隔部分中溢出。

因此，这也不能使气胎用于该低截面比轮胎，采用气胎能够在故障时使轮胎保证工作，且不必对轮胎的外胎结构进行复杂和昂贵的改造。

本申请人发现可以通过采用分隔成至少两个不同周向部分的气胎来解决该问题，该不同的周向部分彼此通过纵向壁分开，同时，无论如何使得所述壁有着比轴向最靠外部分更大的刚性，优选是所述壁周围的区域也有比轴向最靠外部分更大的刚性，该最靠外部分即是气胎侧壁，这样，当轮胎内的气胎充气时，该气胎在轴向上的膨胀大于在径向上的膨胀，因此在气胎侧壁贴着轮胎侧壁的同时，使得该气胎的中心部分与外胎区域接触，从而避免在气胎壁中产生不正常的应力。

本申请人还发现，这一解决问题的气胎可以这样获得，将气胎的侧壁与中心部分分别制造，再将不同部分彼此连接在一起，优选是在气胎硫化时通过相应的弹性体材料的化学粘结剂连接。

发明内容

本发明的一种低截面比轮胎，用于适于在放气的状态下行走的车轮，包括：一球状的外胎，该外胎具有一冠部和两个限定一内腔的轴向相对侧壁；一弹性体气胎，该气胎被分隔成至少两个相异的周向部分，所述气胎在充气状态下在子午平面的垂直截面基本是椭圆形，该椭圆的长轴平行于该旋转轴，其特征在于：该不同的周向部由一内壁分隔，该内壁在与所述气胎的旋转轴垂直的平面内延伸，其末端连接一对轴向相对侧壁，该对轴向侧壁与所述内壁一起限定了所述相异周向部分，所述内壁拉伸变形能力小于该侧壁，从而，在充气过程中，当该轮胎和气胎装在一轮缘上时，在所述内壁的径向外端与所述轮胎的冠部的径向内表面相靠接的同时或之前，该侧壁比与轮胎侧壁接触的内壁膨胀得更大。

本发明的一方面涉及一种弹性体气胎，该气胎由一内壁分隔成至少两个不同的周向部分，该内壁在与所述气胎的旋转轴垂直的平面内延伸，其末端连接一对轴向相对侧壁，该对轴向侧壁与所述内壁一起限定了所述不同的周向部分，其特征在于：该中心部分的刚性大于该侧壁部分的刚性。

优选是，所述气胎的特征在于：它包括一中心部分和两个轴向相对的侧壁，该中心部分由所述内壁形成，其末端有两个凸缘，该凸缘垂直于壁自身并在轴向相对方向上延伸，该内壁的末端和相应的所述侧壁末端连接在一起，该中心部分的刚性大于该侧壁部分的刚性。

在随后的本发明说明书中，气胎的特征、制造所述气胎的方法和工具以及该气胎与轮胎的配合使用等都将参考这样的中心部分进行介绍，但是，也可以是中心部分只包括内壁，基本没有凸缘。

根据第一实施例，该中心部分和侧壁之间的刚性差可以这样得到，该中心部分和侧壁用同一种弹性体材料制成，并使中心部分的几何尺寸与侧壁的几何尺寸不同，尤其是使该中心部分的厚度大于该侧壁。

根据本发明的第二实施例，该不同刚性是这样获得的，该中心部分和侧壁采用有相同厚度的不同材料，尤其是该中心部分所采用的材料有着比侧壁所用材料更高的模量。

也可以选择，不同刚性通过采用不同材料和不同厚度而获得；在实施例中通过研磨方法(grinding process)获得不同类型的材料，优选是该中心部分所用材料用浆料形式的短纤维增强。

本发明的第二方面涉及一种轮胎，该轮胎包括装在相应轮缘上的有内胎型轮胎。

该轮胎包括具有冠状部分和两个轴向相对的侧壁部分的环形外胎，一个外胎面带位于所述外胎的冠状形状，一缓冲层布置成冠状，并处于外胎和外胎面带之间；在所述轮胎的一个优选实施例中，该侧壁的末端有一对胎边，该胎边包括胎边环，用于将轮胎固定在所述轮缘上，更优选是，该外胎有至少一个增强的线网层，该线网层从一个胎边延伸到另一胎边，其末端固定在所述胎边环上。

该气胎分成至少两个由壁隔开的周向部分，该壁在与该气胎的旋转轴垂直的平面内延伸。

罩胎轮的特征在于：所述气胎包括一中心部分和两侧壁，优选是，中心部分的刚性大于侧壁部分的刚性，该中心部分可以有所述壁，该壁有两个凸缘，该凸缘从壁的末端以与壁垂直的角度在两相对方向上延伸出预定宽度的长度。

在一优选方法中，该凸缘和侧壁末端彼此通过硫化连接起来。

在本发明的一个优选实施例中，罩胎轮包括嵌入轮胎的所述气胎，该轮胎的截面比率H/C不超过0.7。

优选是，中心部分的径向靠外的凸缘与相应的气胎侧壁之间的连接区域在轮胎带结构的相应末端的轴向靠内处。

另一方面，本发明的气胎用作硫化的内胆，因此，该气胎与轮胎的外胎成为一体，这样的优点是可以取代无内胎型轮胎中的密封衬垫。

本发明的第三方面涉及一种生产弹性体材料的气胎的方法，该气胎分成至少两个由内壁隔开的不同周向部分，该内壁在与所述气胎的旋转轴垂直的平面内延伸，其特征在于该方法包括以下步骤：

a)模制一对所述气胎的彼此分离的侧壁；

b)模制该气胎中的环状的所述壁，该壁包括一中心部分，从该中心部分的端部伸出两个凸缘，即径向靠内的凸缘和径向靠外的凸缘，所述凸缘以与所述中心部分垂直的角度在两相对方向上轴向延伸出预定宽度的长度；

c)将所述壁和侧壁放入同一个硫化模具中，所述侧壁布置为其相对端彼此同轴和相互面对，所述壁布置在所述相对侧壁端之间并与该侧壁同轴，该凸缘末端和相应的侧壁末端相互接触；

d)将预定温度下的压力液体注入所述气胎的不同部分内；

e)对气胎进行硫化，同时使得所述凸缘和侧壁连接起来。

优选是，进行所述模制操作的方法是将弹性体材料注入合适布置成所述侧壁和壁形式的空腔中。

本发明的第四方面涉及一种制造弹性体材料气胎的模具，该气胎分成至少两个由壁隔开的不同周向部分，该壁在与所述气胎的旋转轴垂直的平面内延伸，其特征在于该模具包括以下部分：

一对轴向的外型箱，在该对外型箱的相对表面上有基本成半圆形垂直截面的环形空腔，该空腔与将形成的气胎的旋转轴同轴；

一对轴向的中间阳模，该阳模包括：

在该对阳模的半圆形垂直截面的轴向外表面有一个与所述旋转轴同轴的第一环形脊，当模具闭合时，该阳模的轴向外表面包容在相邻型箱的相应环形空腔中，所述环形脊的半径小于相应空腔的半径，因此，该环形脊与所述空腔配合，确定宽度与所述气胎的侧壁相对应的空心部分，以及

在该对阳模的轴向内表面有一个与所述旋转轴同轴的第二环形脊，该第二环形脊与所述第一环形脊轴向对齐，并有基本为四边形的垂直截面，所述第一环形脊和第二环形脊的最大径向尺寸基本相同；以及

一对轴向的内***，分别是同轴于所述旋转轴的一个径向内部盘和一个径向外同心环，该盘的直径小于该环的内径，该盘的直径和该环的内径分别与型箱内空腔的径向内边的直径和径向外边的直径相对应，所述***的厚度大于所述第二环形脊的轴向尺寸，将所述***与所述相邻的中间阳模配合，在***和中间阳模之间生成空心部分，该空心部分与气胎的所述壁的形状相对应，该壁具有环形形状，包括中心部分和两凸缘，该中心部分由两个所述第二环形脊之间的轴向间距确定，两凸缘一个径向靠外，一个径向靠内，从所述中心部分的相应末端伸出，该凸缘与所述中心部分垂直并在两相对方向上轴向延伸，该凸缘的几何形状有所述第二环形脊与***之间的径向间距确定；

一所述各部分彼此之间可以相互拆卸。

下面的说明和附图将有助于更好的理解本发明，该附图和说明只是为了说明的目的，而不是对本发明的限制。

附图说明

图1所示为本发明的轮胎和气胎的轴向剖面正视图；

图2所示为图1的气胎在图1的轮胎中进行充气时的视图；

图3所示为沿图1中III-III线的气胎壁的局部剖面图；

图4所示为制造图1所示气胎的本发明模具；

图5所示为图4所示模具的零件图；

图6所示为沿图5中VI-VI线的零件剖面图；

图7-8所示为气胎各部分模制后将模具分开的连续步骤；

图9所示为在将气胎的不同部分硫化和结合这一步骤开始时重新装配在一起的模具；

图10所示为图1所示的轮胎和气胎在气胎部分漏气的情况下的局部正视图。

具体实施方式

图1所示为子午线轮胎，以标号1表示。它包括外胎面带2、胎缘3、侧壁4和胎边5，该胎边5包括胎边环6。轮胎1的外胎包括至少一橡胶布(rubberized fabric)线网层9，该橡胶布包括布置在子午线平面内的增强线7。

在本文的实施例中，线网层的末端向上翻转，就象环绕胎边环6的活套：这并不排斥其它可能的实施方式，该实施方式中，外胎线网层末端以与图1所示不同的方式固定，例如，将线网层末端与胎边环的轴向靠内侧粘接，而不翻转环绕该胎边环。

增强的缓冲层8***轮胎的冠状部分，处于外胎线网层与外胎面带之间，该增强的缓冲层由其末端10轴向固定。

例如，这样的缓冲层可以包括三个径向叠加的增强层(未示出)，其中的两个增强层有在各自层中彼此平行的金属线，该金属线与相邻层的金属线交错，径向最靠外的第三层包含有织物线，该织物线可以由聚酰胺制成，并平行于轮胎的赤道平面布置。

该轮胎安装在轮缘11上，弹性体材料气胎12布置在封闭于轮缘和轮胎之间的空间内。

在下面的说明书中，术语“弹性体材料”是指气胎材料的各成分所组成的整体，也就是包含聚合基、增强填充物以及各种硫化、保护、抗老化和其它添加剂的橡胶，这些全部可以根据本领域技术人员公知的公式得出。

轮缘包括一支承表面13、槽14和两个胎边座15，该槽14是为了方便将轮胎安装在轮缘上。

一对轮胎的胎边5锁定在相应的胎边座中，该胎边座位于轮缘凸缘17和形成于轮缘支座表面上的适当的径向凸起或者固定***之间。

轮胎1是“低截面比”轮胎，也就是该轮胎的截面比率H/C不超过0.7，参考图1，参数H和C的定义如下：

-H表示截面的高度，是在赤道平面测量的，从胎边的径向最靠内的点到外胎面带上径向最靠外的点之间的高度；

-C表示截面的宽度，是平行于旋转轴测量的，轮胎侧壁上轴向最靠外的点之间的宽度。

在图示实施例中，该比率值H/C近似等于0.4。

本发明尤其涉及低截面比轮胎，该低截面比轮胎当其截面比更低时，其性能更好；例如，分别参考这样三种轮胎，该轮胎的规格为185/65R14，225/55R16，225/35R18，

在该规格代码中，第一个数字(例如185)表示外胎面带宽度，单位是毫米，第二个数字(例如65)表示比率值H/C乘以100，字母“R”表示子午线轮胎，最后一个数字(例如14)表示安装好的轮胎的直径值，单位是英寸。

在上面三种轮胎中，比率值H/C逐步减小(递减)，从0.65到0.55，最后达到0.35。

气胎12分成由壁19隔开的两个不同的周向部分，该壁18优选是位于与旋转轴垂直的平面内延伸，更优选是在赤道平面内延伸，该气胎包括两个彼此不同的部分，分别是中心部分20和一对侧壁部分21。

更优选是，该中心部分包括壁19，两个凸缘，分别是径向靠外的凸缘22和径向靠内的凸缘23，从中心部分的末端伸出；所述凸缘与壁19垂直，并在轴向的两相对方向延伸出预定宽度的长度。

相邻的侧壁末端和凸缘彼此连接，它们在径向靠外的连接位置是沿周向连接线24和25，而在径向靠内的连接位置是沿周向连接线26和27。连接优选是用化学粘结剂通过硫化进行。

在图1所示实施例中，各凸缘的两部分，即径向靠外和径向靠内的凸缘的两部分，在轴向的两个方向上垂直于所述间壁从壁19的末端伸出相等的长度；不过，也可以有其它方式，例如，其中径向靠外的凸缘的右边部分可以宽于该凸缘的左边部分，相应的，相邻侧壁的径向靠外的轴向部分窄于相对侧壁的该部分。

也可选择，径向靠外的凸缘的两翼形部分宽于径向靠内的凸缘的相应翼形部分，或者相反。

不过，所述凸缘的宽度由周向区域之间的轴向间距确定，在该周向区域处，所述中心壁连接所述相对侧壁。

优选是，径向靠外的凸缘和侧壁之间的连接区域位于带8的末端10的轴向内部。

无论如何，所述凸缘的宽度优选由轮胎截面比率值调节，当该轮胎截面比率值增加时，该凸缘宽度缓慢增加，该凸缘的宽度优选是在大约带8宽度的40％和80％之间，至少径向靠外的凸缘宽度在该范围内。

例如，在225/60R16型的轮胎中，径向靠外的凸缘的轴向宽度优选是在60mm到130mm之间。

由下文可更清楚的看出，径向靠内的凸缘的宽度不如径向靠外的凸缘的宽度重要。

在下面的说明中，为了简便，将参考相对于赤道平面对称的气胎进行说明，该气胎的壁19位于所述平面上，但是，本领域的技术人员在理解本发明后能很容易的按照其特定要求改变气胎的几何尺寸。

根据本发明的一个方面，气胎的不同部分的刚性不同，特别是，气胎的中心部分有比侧壁更大的刚性。在图1所示的一个优选实施例中，气胎的不同部分用相同的弹性体材料制成，该中心部分有比侧壁更高的刚性，优选是通过使该中心部分的横截面(宽度)相对于侧壁增加。在本发明的优选实施例中，中心部分厚度的平均值与侧壁厚度的平均值之间的比值可以在1到4之间变化。更详细的是，在图1所示的实施例中，气胎的厚度是5mm，该厚度值沿壁19为常数，在该壁与凸缘连接处厚度增加，然后递减，直到该厚度值在与侧壁连接的区域达到值2mm，该厚度值在所述侧壁处保持常数。也可以是这样，通过在中心部分采用具有比侧壁的弹性体材料更大模量的弹性体材料，使得中心部分与侧壁所用的材料不同，从而使中心部分的刚性大于侧壁的刚性，其中中心部分的厚度可以与侧壁的厚度相同，也可以不同。

在本发明的一个优选实施例中，中心部分的材料模量与侧壁的材料模量之间的比值在1到10之间，更优选是，该值在1到5之间。

中心部分的材料模量值优选是在1.5到10N/mm2之间。

应当指出，本文中的术语“模量”是指能使弹性体拉长变形100％的作用力的额定值。该模量值的测量是按照ISO37的标准(环形件A)进行的。

优选是，气胎侧壁由丁基橡胶或者卤化丁基橡胶制成，中心部分由二烯烃弹性体材料制成，例如：苯乙烯-丁二烯、聚丁二烯、天然橡胶等等。

另一种方法是，在中心部分和侧壁采用具有相同成分或者不同成分的材料，有着相同或者不同的厚度，通过向所述材料中添加合适的增强填料，使得中心部分的刚性大于侧壁的刚性；在一优选实施例中，这些填料包括短纤维(尺寸等于或者小于7mm)，尤其是，这些纤维是通过碾磨芳族聚酰氨纤维(尺寸低至1mm或者更小)获得的，称为“芳族聚酰氨浆”(例如Kevlar浆或者Twaron浆)，Kevlar和Twaron是分别属于Du Pont和AKZO的注册商标。

优选是，所述短纤维的量在1到5phr(在一百份重量的橡胶中所含的重量份额)；更优选是，只有在中心部分的弹性体材料包含这些纤维填料。

优选是，中心部分的不同部分可以有不同的刚性，在任何情况下，相对于壁和径向靠外的凸缘，径向靠内的凸缘具有最大的刚性，以便在充气时使气胎壁面以优选方式膨胀，因此能够使气胎的壁面完全与轮胎的内表面匹配。

优选是，吣部分的径向靠内的凸缘的两个轴向部分之中的一个有凸起部分16，例如该凸起部分16是通过适当加厚凸缘壁面而形成的，该凸起部分16径向朝着所述气胎的旋转轴凸出，以便在气胎充气时贴在安装轮缘的相应槽的内部。

优选是，间壁19有至少一个导管32，该导管32在所述壁的整个径向延伸部分的内部延伸，并开口于气胎的拱外圈表面和拱内圈表面。优选是，该气胎包括多个这样的导管，它们彼此之间周向间隔相同，并相互间隔同样的角度值。

优选是，这样的导管至少三个，更优选是，导管数目更大，最优选是至少6个。图3所示为一个导管的横截面，该导管优选是直径在3到15mm之间。在图3所示实施例中，该导管的直径大约是12mm。

由于有这些导管，因此在气胎充气时，夹在气胎的径向外表面(拱外圈表面)和轮胎冠状部分的径向内表面之间的空气可以向着气胎的径向内表面(拱内圈表面)和轮缘正对着的表面之间的空隙溢出，再通过孔33溢出到周围的空气中，该孔33形成于轮缘支座上，以便限定充气阀杆的安装套。

为了给气胎内所分隔成的两个独立部分充气和放气，所述气胎可以包括两个不同的普通阀，也可以选择只有一个阀28，该阀28包括一普通的柱形阀杆29，该阀杆29的一端，即外端有一盖帽30。

在该柱形阀杆中有一个柱形体，例如杆(未示出)，该杆可以在两个不同的位置转换，其中的一个位置能使气流对向流动，而另一个位置则使所述的两个方向的流动终止，因此分别能够关闭和打开流过阀的空气通道，例如，位置转换可以这样进行，以某一方向将该杆相对于阀杆拧紧和以相反方向将该杆相对于阀杆拧开。

阀杆的另一端***一个形成于中心部分的径向靠内区域的弹性体***物31，该中心部分的径向靠内区域使壁19和凸缘23相连。

该***物31，例如为半球形的，有两个分开的气路，以便同时使空气流向该气胎的两个不同部分，其方向由图1中箭头F1、F2所示，该***物31中还有单向装置(为已知的，图中未示出)，以阻止空气在气胎的所述不同部分之间流动。

也可选择，气胎的两个不同部分之间的气流通道可以通过改变该杆相对于柱形阀杆的位置而关闭。

图2所示为气胎开始充气时的状态，气胎在装入轮胎后位于轮胎和轮缘之间的空间内。在气胎装入之前，优选是处于稍微充气的状态，以便保持一种稳定状态，从而有利于气胎以阀杆为基准定心和将阀杆***轮缘孔33并锁定，从而防止气胎形成褶皱和对气胎体有害的类似故障。

两胎边卡入相应的胎边座后，通过将压缩空气压入气胎进行充气，由于中心部分具有比侧壁更高的刚性，因此产生不同的影响，侧壁的膨胀超过了壁19，因此在中心部分的径向靠外凸缘贴在轮胎冠状部分的径向靠内的表面之前，侧壁已经与轮胎的侧壁接触。继续充气时，气胎侧壁径向朝外逐渐贴在轮胎侧壁上，因此逐渐减小气胎的拱外圈表面与轮胎冠状部分径向内表面之间的间隙，直到该拱外圈表面完全贴在相应的轮胎壁面上(图1)。

在这一步骤过程中，还夹在该间隙内的空气很容易由形成于壁19上的导管32排出到气胎和轮缘之间的空腔中，该导管将空气引导到气胎的拱内圈表面，所述空气再通过孔33和阀28的阀杆29之间的间隙排出，该阀杆装在所述孔中。当气胎的径向靠外部分全部靠在相应的轮胎壁面上时，再增加充气压力，压使气胎的径向靠内凸缘也贴在相应的轮缘支座表面上，因此能够完全填充环形轮胎空腔，并能使气胎壁面贴着轮胎和轮缘的相对表面以最优方式伸展。

图4所示为制造前述气胎的模具34，还是参考相对于赤道平面对称的特殊形式的气胎，该气胎有中心径向间壁，该间壁的末端有两个轴向凸缘。

在一个优选实施例中，本发明的模具是一种由确定三个不同空腔的数个部件形成的模具；它一次注入压制能同时形成气胎12的中心部分和一对侧壁。

尤其是，该模具包括彼此径向同轴的一对轴向外型箱36，一对轴向中间阳模35和一对轴向内***39、40，全部模具部件可以相互移动，特别是可以相互拆卸；所述模具部件相互布置的参考轴是将形成的气胎的旋转轴。

这两个型箱36在其相对表面有环形空腔45，该空腔同轴于轴线X-X，且垂直截面基本为半圆形，图中所示各空腔的径向靠外和径向靠内的边在同一垂直于轴X-X的平面上，但是也可以有其它形式；例如，所述边可以在一锥形表面上，该锥形的顶点在轴线X-X上，或者所述空腔的垂直截面不是半圆形。

两个中间阳模35的轴向外表面37、38的形状与正对着的型箱的相应轴向内表面47、48相配；尤其是，在所述阳模的所述表面上有半圆形垂直截面的第一环形脊49，该第一环形脊49同轴于轴线X-X，当模具闭合时，该第一环形脊装入相邻型箱的相应环形空腔45中。

尤其是，所述环形脊的半径R小于相应空腔的半径，因此确定了一个最好是宽度恒定的空心间隙，该宽度等于气胎的一个侧壁的宽度。

所述中间阳模35在其轴向内表面41上有第二环形脊42，该第二环形脊同轴于轴线X-X并相对于第一环形脊的轴Y-Y轴向对齐，该第二环形脊的垂直截面基本为四边形，优选为有圆角的矩形，或者是普通的梯形形状。

所述第一和第二环形脊的底部，即所述脊的最大径向尺寸基本彼此相同，下面将清楚说明。

在轴向靠内位置，两个***39和40，即分别是盘39和同心环40装在所述中间阳模之间，它们也同轴于轴线X-X。

盘39的直径小于环40的径向内径，所述直径之间的差值与上述环形脊的径向尺寸相对应。尤其是，盘39的直径和环40的径向内径分别与型箱36上的空腔45的径向靠内边的直径和径向靠外边的直径相对应。

两个***的厚度，至少在它们的正对面上，大于所述第二环形脊的轴向尺寸之和，这样，***与相邻的中间阳模配合，在两阳模之间产生了空心间隙50，该空心间隙50的形状与气胎中心部分相当；尤其是，所述第二环形脊之间的轴向距离确定了壁19的厚度，而所述第二脊和***之间的径向距离确定了凸缘22、23和所述凸缘与中心壁之间连接区域的几何形状和厚度。

所有轴向相对的相邻表面都是这样的形状，它们有着互补配合的单元(包括表面、***和空腔)，通过它们之间的相互支承，阻碍了接触表面之间的径向相对移动，因此确保模具的不同部件之间正确而牢固的相互定位。

模具还应当有锁定件，以便使同心的***39、40相互成一整体；优选是，该锁定件就是形成导管32(图3)所需的装置，该导管用于在对装在相应轮缘上的轮胎充气时(图2)使得空气从气胎的拱外圈区域向拱内圈区域流出。

尤其是，所述锁定件包括至少一个销子51，优选是有至少3个销子，更优选是超过3个销子，该销子可以沿外部环40上的通孔52(图4-6)径向朝两方向移动，以便***内部盘39边上的相应凹孔53或者从该凹孔中抽出。优选是，这些销子彼此的周向间隔相同。

销子的***和抽出可以通过各种装置进行，该装置本身是公知的，例如机械拉拔的钳子或者更优选的液体操作控制装置54，如图4所示。

下面介绍制造气胎的步骤。

首先，模具布置成图4所示的闭合状态。

通过形成于模具的某些部件上并开口于第一和第二环形脊的孔道，将提供的高压弹性体材料注入三个由所述阳模分别与型箱和***配合而形成的空心间隙内，直到气胎的这三个不同部分(两个侧壁和中心部分)被模制，如图4所示，该孔道优选是全部形成于中间阳模部件上。

优选是，注入之后，因为壁19更厚，该壁19至少部分被硫化(半硫化)，例如将加热元件(优选是有高温液体的空腔60或者其它已知的装置，如电热器、电磁感应装置、微波装置等)***靠近所述壁19的中间阳模35的第二环形脊中。

另一方面，凸缘22和23的两个翼形部分优选是通过合适的装置保持冷的状态，即在自然状态，以利于以后将该翼形部分连接到侧壁21的末端。

然后，不同的模具部件分开(图7)，开始是轴向移动两个型箱，侧壁21和型箱一起与其它部分分开；再将两个中间阳模取下来，取中间阳模时先将它们轴向相互移开，再横向将它们移开，例如以垂直于模具轴线X-X的径向方向。

再将两个型箱轴向移动相互靠近(图9)，直到它们靠上两个***39，40的相对表面，通过型箱和***的配合，气胎的中心部分连接起来。

由图9可以清楚的看见，中心部分凸缘22、23的末端与相应的侧壁21末端相接触。

优选是，为了加强连接，中心部分和侧壁相互接触的表面进行斜切，使其逐渐变薄，以便形成在连接区域不增加厚度的叠合连接。

在本发明的方法的优选实施例中，气胎的中心部分已经配备了阀体28，该阀体28是与所述中心部分一起模制或者是在弹性体材料注入过程中连接的，因为该阀体可以在开始注入前预先***内部盘39上的合适空腔内。

最后，通过将温度大约150℃和压强大约10巴的流体(例如空气或者蒸汽)由型箱35上的导管55，再经过阀体28注入气胎的内部进行气胎的硫化，因此，气胎的模制和压挤都顶着型箱36和***39、40的内表面。

在硫化过程中，侧壁末端和相应的中心部分凸缘发生化学连接。

气胎再从模具中取出，因此，模具这样打开，首先将两个型箱36中的一个从保持硫化的闭合位置中移开，再将销子51从盘39中拔出，这样，销子进入环40中，并滑出中心部分的中间间壁10(图4)，最后将气胎从剩余的模具部件中拉出。

再将包括中心阳模的不同模具部件重新组装，这样就可以生产新的气胎。

该操作过程尤其包括开始时将两同心***39、40通过相应的锁定件彼此连接，尤其是通过再将各销子51***盘39的相应凹孔53中连接。

优选是，在重新组装模具的最初布置中，将一个新的阀体28***内部盘39的合适的凹孔中。

最后，中间阳模35再顶着***39、40的相对表面，型箱36再合拢顶着中间阳模35，直到形成图4所示的闭合状态。

该模具准备再重复本发明的气胎制造步骤，该制造步骤已经参考图4至9进行了说明。

不同模具部件的移动都可以通过合适的装置进行，图中没有显示。

显然，本文介绍的模具是它的优选实施例，本领域的技术人员能够根据需要对其进行多种结构变化。

也可以用两个不同的模具代替唯一的模具，例如第一模具用于中心部分的成形，第二模具用于侧壁的成形。

无论如何，该制造方法是基于这样的方法：分别模制出气胎的中心部分和侧壁，再将模制好的中心部分的凸缘与模制好的两个侧壁的相应周向边缘部分接触，以便通过硫化，使得该中心部分和侧壁沿所述接触区域构成的连接线结合在一起。

尽管本发明的气胎尤其适于低截面比轮胎，但是通过根据所用轮胎规格适当改变中心部分凸缘的伸长，该气胎同样能用于任何截面形式的轮胎。

如前所述，本发明的气胎的优点是构成了一个安全装置，以便使轮胎即使在气胎被扎破而部分漏气的情况下也保持稳定状态。

因此，本发明提供了一种在漏气情况下仍能确保汽车轮胎运转的方法，该汽车轮胎包括具有冠状部分和两个轴向相对的侧壁部分的环形外胎，该冠状部分和侧壁部分一起限定了所述轮胎的内部空腔，所述方法包括以下步骤：

-限定两个在所述轮胎空腔内轴向并排布置的独立周向容积；

-通过将独立的弹性体材料气胎嵌入所述空腔中限定所述容积，该气胎包括一内壁和一对轴向相对的侧壁，该内壁在与所述轮胎的旋转轴线垂直的平面内延伸。

-使得所述壁的拉伸变形能力小于所述侧壁的相应拉伸变形能力。

图10所示为由于气胎的两个不同容积中的一个被扎破时而处于部分漏气状态下的本发明轮胎，特别是，该图显示了壁19的变形。

图示的情况是，在壁19右边的气胎部分由于被刺穿轮胎本体的尖锐物体扎破而已经完全漏气。

壁19的左边承受工作压力的气压，而其右边承受大气压。

因此，壁19产生变形，轮胎内仍处于压力状态下的气胎部分膨胀并至少部分占据漏气区域，因此基本在轮胎的整个触地区域支承轮胎，同时使得气胎有效部分的压力至少保持在扎破前压力值的50％。

应当指出，当不平衡的压力作用在壁19的两侧时，在壁19内产生应力，这是由于该壁自身具有比已知气胎更大的刚性(更低的变形能力)，相反已知气胎在这种情况下将承受有害的撕裂作用，这使得已知气胎立刻就不能用了。

本发明的气胎的优点是使轮胎保持工作状态，从而消除使机动车不能动的危险。

这时，可以不需要备用轮胎，因此机动车的的重量减小，乘客的空间更大，并能减少装备机动车附件的费用。

本发明还解决了形成分开的模制部分后再连接在一起而生成的气胎的强度低于一体结构的气胎的强度、因而使用寿命短这一难题，在连接而成的气胎中，连接部分是薄弱环节，对制成品的使用寿命有不利的影响。该难题使得用户采用一体结构的气胎，而对于低截面比轮胎，则采用无内胎型轮胎来代替有气胎的轮胎。

根据本发明的解决方案，凸缘22、23与侧壁21之间的连接区域布置在轮胎中基本没有弯曲变形的部分，而弯曲变形对连接区域有害；尤其是，组合的气胎这样装在有缓冲层的子午线轮胎中更有利，即至少使中心部分的径向靠外凸缘与气胎侧壁之间的连接区域处于缓冲层末端的轴向内部。这样能使气胎具有长的使用寿命，在该气胎中，连接区域基本上压靠在无变形的结构处，因此实际上不会裂开。

而中心部分的径向靠内凸缘与气胎侧壁之间的连接区域是压靠在金属轮缘表面，该金属轮缘表面无论如何也不会弯曲变形，因此，没有气胎强度特别危险的部分。

此外，本发明的轮胎优选是作为罩胎轮的一个基本部分，该罩胎轮包括安装于轮缘上的轮胎，而本发明的气胎嵌入轮胎和轮缘之间。这样能避免轮胎外胎的结构变化，在现有技术的许多无内胎型轮胎中，必须根据不同的轮缘进行各种结构变化。

另一方面，本发明的气胎也可以作为外胎面花纹成形和轮胎硫化时的硫化内胆，以代替轮胎硫化过程中的公知内胆；在硫化过程中，本发明的气胎连接到外胎上，因此与硫化轮胎形成一体，从而能够取消气密衬垫，该气密衬垫通常在无内胎型轮胎作为将空气密封在轮胎内的元件。

根据这一方面，本发明提供了一种制造能在漏气的情况下保证工作的机动车轮胎的方法，该轮胎包括具有一冠状部分和两轴向相对侧壁的环形外胎，该外胎确定了一轮胎内部空腔，该方法的特征在于包括以下步骤：通过将弹性体材料气胎嵌入未加工的外胎的空腔中，将该空腔分成两个独立的周向容积，该气胎包括一内壁和一对轴向相对的侧壁，该内壁在与所述轮胎的旋转轴线垂直的平面内延伸，所述壁的拉伸变形能力小于所述侧壁的相应拉伸变形能力；将该未加工外胎嵌入硫化模具中；向气胎内注入一定温度和压力的流体，该流体由轮胎硫化循环***提供；硫化该未加工外胎，使气胎与该外胎成一整体。

根据本发明的这一方法，可以制成一种能在漏气的情况下保证工作的机动车轮胎，该轮胎包括具有一冠状部分和两轴向相对侧壁的环形外胎，该外胎确定了一内部空腔，其特征在于：通过与外胎成一体的弹性体材料气胎将该空腔分成两个独立的周向容积，该气胎包括一中心部分，该中心部分在与所述轮胎的旋转轴线垂直的平面内延伸，所述中心部分的材料模量值优选是在1.5到10N/mm²之间。

本发明的另一方面还包括通过分别模制中心部分和侧壁来制造气胎的方法。

根据该方法，可以用彼此不同的橡胶材料制造侧壁和中心部分，从而使得所述部分具有不同的特性(该侧壁具有高的弹性，该中心部分有较低的弹性)，这在普通的气胎制造方法中不能用单独的模具获得。

尤其是，本发明的气胎制造是通过高压注入步骤进行的，因此有利于用非常小的曲率半径限定空间，因为在壁19和凸缘22、23之间形成连接的曲线部分要求能在短时间内以有增强纤维填料的弹性体材料完全和正确的填充。

Claims (27)

1.一种低截面比轮胎，用于适于在放气的状态下行走的车轮，包括：一球状的外胎，该外胎具有一冠部和两个限定一内腔的轴向相对侧壁；一弹性体气胎，该气胎被分隔成至少两个相异的周向部分，所述气胎(12)在充气状态下在子午平面的垂直截面基本是椭圆形，该椭圆的长轴平行于该旋转轴，其特征在于：该不同的周向部由一内壁(19)分隔，该内壁(19)在与所述气胎(12)的旋转轴垂直的平面内延伸，其末端连接一对轴向相对侧壁(21)，该对轴向侧壁(21)与所述内壁(19)一起限定了所述相异周向部分，所述内壁(19)拉伸变形能力小于该侧壁(21)，从而，在充气过程中，当该轮胎和气胎装在一轮缘上时，在所述内壁(19)的径向外端与所述轮胎的冠部的径向内表面相靠接的同时或之前，该侧壁(21)比与轮胎侧壁(4)接触的内壁(19)膨胀得更大。

2.根据权利要求1所述的低截面比轮胎，其特征在于：它包括一中心部分(20)和两个轴向相对的侧壁(21)，该中心部分(20)由所述内壁(19)形成，其末端有两个凸缘(22，23)，该凸缘垂直于壁(19)自身并在轴向相对方向上延伸，该凸缘的末端(24，25，26，27)和相应的所述侧壁(21)末端连接在一起，该中心部分(20)的刚性大于该侧壁(21)的刚性。

3.根据权利要求2所述的低截面比轮胎，其特征在于：该中心部分(20)的厚度大于侧壁(21)部分的厚度。

4.根据权利要求3所述的低截面比轮胎，其特征在于：该中心部分(20)的弹性体材料与侧壁(21)的材料相同。

5.根据权利要求2所述的低截面比轮胎，其特征在于，该中心部分(20)的弹性体材料比模量大于侧壁(21)的材料的模量。

6.根据权利要求5所述的低截面比轮胎，其特征在于：该中心部分(20)的弹性体材料模量值在1.5到10N/mm²之间。

7.根据权利要求1或6所述的低截面比轮胎，其特征在于：该中心部分(20)的弹性体材料模量与侧壁(21)的弹性体材料模量之间的比值在1到10之间。

8.根据权利要求5所述的低截面比轮胎，其特征在于：该中心部分(20)的弹性体材料包含增强填料，该增强填料与侧壁(21)的弹性体材料所包含的填料不同。

9.根据权利要求8所述的低截面比轮胎，其特征在于：所述增强填料是通过碾磨产生的短纤维。

10.根据权利要求1所述的低截面比轮胎，其特征在于：所述壁(19)包括至少一个导管(32)，该导管在该壁(19)内部延伸，开口于所述气胎(12)的拱外圈表面和拱内圈表面。

11.根据权利要求10所述的低截面比轮胎，其特征在于：包括多个所述导管(32)，这些导管彼此间隔分开。

12.根据权利要求2所述的低截面比轮胎，其特征在于：它还包括至少一个阀(28)，以便同时使所述气胎(12)所分隔成的所述周向相异部分充气和放气。

13.根据权利要求12所述的低截面比轮胎，其特征在于：所述阀包括一柱状体(28)，该柱状体(28)能够在两个相异的位置转换，其中的一个位置能使气流对向流动，而另一个位置则使所述的两个方向的流动终止，该柱状体(28)与***所述中心部分(20)的弹性材料中的***物(31)相连，并布置于所述中心侧壁(19)与相应凸缘(23)之间的径向靠内的连接区域中，所述***物(31)有分开的气路，以便使空气流(F1，F2)向该气胎(12)的所述相异部分，还有单向装置，以阻止空气在气胎(12)的所述相异部分之间流动，所述柱状体(28)从所述***物(31)中伸出。

14.根据权利要求2所述的低截面比轮胎，其特征在于：在所述中心部分(20)的径向靠内的凸缘(23)的两个轴向部分之中的一个有凸起部分(16)，该凸起部分径向朝着所述气胎(12)的旋转轴凸出，以便***轮缘(11)的相应槽(14)内。

15.一种罩胎轮，包括：轮缘(11)、安装于所述轮缘(11)上的低截面比轮胎(1)、根据权利要求1所述的弹性体材料气胎(12)，该气胎嵌入轮胎(1)和轮缘(11)之间。

16.根据权利要求15所述的罩胎轮，其特征在于：所述气胎和轮胎的椭圆形横截面具有一个小于或等于0.7的比率值H/C。

17.根据权利要求15所述的罩胎轮，其特征在于：中心部分(20)的径向靠外末端与所述侧壁(21)之间的连接区域(24，25)在设置于所述外胎的冠状部分的所述缓冲层(8)的末端(10)的轴向靠内处。

18.根据权利要求17所述的罩胎轮，其特征在于：所述连接区域(24，25)之间的轴向距离在所述缓冲层(8)的宽度的40％和80％之间。

19.一种生产用于机动车轮胎(1)内的弹性体材料气胎的方法，该气胎(12)分成至少两个由内侧壁(19)隔开的相异周向部分，该内侧壁(19)在与所述气胎(12)的旋转轴垂直的平面内延伸，其特征在于该方法包括以下步骤：

a)模制一对所述气胎(12)的彼此分离的侧壁(21)；

b)模制该气胎(12)中的环状的所述内壁(19)，该侧壁(19)包括一中心部分(20)，从该中心部分(20)的两端伸出两个凸缘，即径向靠外的凸缘(22)和径向靠内的凸缘(23)，所述凸缘(22，23)以与所述中心部分(20)垂直的角度在轴向相对方向上延伸出预定宽度的长度；

c)将所述内壁(19)和侧壁(21)放入同一个硫化模具(34)中，所述侧壁(21)布置为其相对端彼此同轴和相互面对，所述间内壁(19)布置在所述相对侧壁(21)端之间并与该侧壁(21)同轴，该凸缘末端和相应的侧壁(21)末端相互接触；

d)将预定温度下的压力液体注入所述气胎(12)的不同部分内；

e)对气胎(12)进行硫化，同时使得所述凸缘(21，22)和侧壁(21)连接起来。

20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于：所述模制操作是通过将弹性材料注入空腔(45，50)中进行。

21.根据权利要求19所述的方法，其特征在于：所述侧壁(21)有与所述侧壁(19)不同的刚性，该侧壁(19)的刚性大于该侧壁(21)的刚性。

22.根据权利要求19所述的方法，其特征在于：所述内壁(19)用的弹性体材料包括碾磨而得的短纤维。

23.根据权利要求19所述的方法，其特征在于：在所述中心部分(20)和侧壁(21)放入同一硫化模具(34)之前，所述内壁(19)至少部分硫化。

24.一种制造用于机动车轮胎的弹性体材料气胎(12)的模具，该气胎(12)分成至少两个由侧壁(19)隔开的相异周向部分，该内壁(19)在与所述气胎(12)的旋转轴垂直的平面内延伸，其特征在于该模具包括以下部分：

一对轴向的外型箱(36)，在该对外型箱的相对表面上有基本成半圆形垂直截面的环形空腔(50)，该空腔与将形成的气胎(12)的旋转轴(X-X)同轴；

一对轴向的中间阳模(35)，该阳模包括：

在该对阳模的半圆形垂直截面的轴向外表面有一个与所述旋转轴(X-X)同轴的第一环形脊(49)，当模具闭合时，该阳模的轴向外表面包容在相邻型箱(36)的相应环形空腔(50)中，所述环形脊(49)的半径小于相应空腔(50)的半径，因此，该环形脊与所述空腔(50)配合，确定宽度与所述气胎(12)的侧壁(21)相对应的空心部分，以及

在该对阳的轴向内表面有一个与所述旋转轴(X-X)同轴的第二环形脊(42)，该第二环形脊(42)与所述第一环形脊(49)轴向对齐，并有基本为四边形的垂直截面，所述第一环形脊(49)和第二环形脊(42)的最大径向尺寸基本相同；以及

一对轴向的内***(39，40)，包括分别是同轴于所述旋转轴(X-X)的一个径向内部盘(39)和一个径向外同心环(40)，该径向内部盘(39)的直径小于该环(40)的内径，该径向内部盘(39)的直径和该环(40)的内径分别与型箱(36)内空腔的径向内边的直径和径向外边的直径相对应，所述***(39，40)的厚度大于所述第二环形脊(42)的轴向尺寸之和，将所述***(39，40)与所述相邻的中间阳模(35)配合，在***和中间阳模之间生成空心部分，该空心部分与气胎(12)的所述内壁(19)的形状相当，该内壁(19)具有环形形状，包括中心部分(20)和两凸缘，该中心部分(20)由两个所述第二环形脊(42)之间的轴向间距确定，两凸缘一个凸缘(22)径向靠外，一个凸缘(23)径向靠内，从所述中心部分(20)的相应末端伸出，该凸缘与所述中心部分(20)垂直并在两相对方向上轴向延伸，该凸缘的几何形状由所述第二环形脊(42)与***(39，40)之间的径向间距确定；

所述各部分彼此之间可以相互拆卸。

25.根据权利要求24所述的模具，其特征在于：它还包括使所述径向内部盘(39)和径向外同心环(40)彼此成一整体的装置。

26.根据权利要求25所述的模具，其特征在于：所述装置包括至少一个销子(51)，该销子可以沿外部环(40)上的通孔(52)径向朝两方向移动，以便***内部盘(39)边上的相应凹孔(53)和从该凹孔中抽出。

27.根据权利要求24所述的模具，其特征在于：它包括加热装置(60)，该加热装置***靠近它们轴向相对表面的第二环形脊(42)中。

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