CN86106585A - 带支承和减震构件的不充气轮胎 - Google Patents

Abstract

一种具有弹性材料环状体的轮胎，它有承载轮面的外圆形件和安装到轮圈上的内圆形件。外圆形件由许多环绕设置的肋状件和一或多个轮辐件支承和减震。肋状件沿轴向延伸，对径向平面倾斜15°至75°；轮辐件位于垂直于轮胎轴的平面内，或采取以轮胎轴为主轴的平截头正圆锥形，或取围绕轮胎轴的螺线形。所有构件成一整体或相互固定。肋状件的一半轴向长度斜向径向平面的一侧，而另一半斜向另一侧。也公开了制造轮胎和固定到轮圈上的方法。

Description

这是1984年4月16日申请的顺序号为NO.600，932的原有申请的部分继续申请。

本发明涉及不充气轮胎，特别是涉及利用角度取向的肋状件和一或多个轮辐件以产生与充气轮胎相似的轮胎形变和负荷承载的特征的不充气轮胎。

多年来设计了各种用于车辆轮子的轮胎结构，大多数车辆都采用充气轮胎来提供所希望的减震作用。使用充气轮胎的缺点是它们容易漏气和不能在跑气条件下行驶相当长的距离。有人曾将减震器件置于充气轮胎内，以支承跑气条件下的轮胎，从而提供“跑气行驶”的能力。但是，在这种跑气行驶的运行期间所产生的热量，限制了此种轮胎在跑气条件下能够行驶的距离。

不充气轮胎在此之前也曾被用于车辆轮子许多年，例如用作工业轮胎、越野轮胎、自行车轮胎、手推车轮胎等等。在这些应用中它们还不是完全令人满意的，因为在此之前它们不具备合适的减震和装卸的特性。同样，过去在这种轮胎中很难提供可变的弹性率（Spring    rate）而不改变其中使用的材料类型。同时，在不充气轮胎是实心轮胎的场合，热量累积和随后发生的构成轮胎的弹性材料的恶化，严重地限制了此种轮胎的可能用途。

尽管不同类型的支撑与减震的墙式结构已被用于不充气轮胎但是如此结构还不能使轮胎的局部变形与承载能力方面均与充气轮胎相近。

因此，本发明的主要目的是提供一种不充气轮胎，它具有能够在高速和低速连续运行的独特的承载负荷和减震相结合的结构。

本发明的另一目的是提供一种不充气轮胎，它具有整体的承载负荷和减震相结合的弹性材料肋状件和轮辐件结构，这种结构比至今为止的设计更加接近充气轮胎的行驶和装卸特性。

本发明的又一目的是提供一种不充气轮胎，它具有规则取向的轴向延伸的肋状件和与之成整体的一或多个轮辐件，这些构件位于同轴的内圆形件和外圆形件之间，用作承载负荷和减震的结构。

本发明还有一个目的是提供一种不充气轮胎，它具有位于中间的承载负荷和减震的结构，这种结构向空气敞开，以便在运行期间冷却不充气轮胎。

在进行以下描述时将更加清楚本发明的其它目的和优点。

简言之，按照本发明的一个实施例，本发明提供一种不充气轮胎，它具有一个弹性材料环状体，在环状体的外周缘包括一个可以承载轮面的外圆形件，在环状体的内周缘包括一个用来安装到轮圈上的内圆形件。外圆形件由许多个环绕地间隔设置的肋状件和一或多个轮辐件予以支承和减震。肋状件通常沿内圆形件和外圆形件的轴向延伸，在一个优选的实施例中，肋状件对于与肋状件径向内端相交的径向平面倾斜约15°至75°的角度，而每一个轮辐件最好位于一个垂直于轮胎转动轴的平面内，另一种办法是，或者采取以轮胎的转动轴为其主轴的平截头正圆锥体的形状，或者采取围绕轮胎转动轴的部分螺旋线的形状。内圆形件、外圆形件、肋状件和轮辐件可以是相互成一个整体，或者是互相紧固在一起。轮辐件可以位于内外圆形件的轴向两端之间，或者可以位于内外圆形件的每个辐向端部上，或者可以从一个圆形件的轴向端部延伸到另一个圆形件的不同轴向位置上。肋状件轴长的一半可以向相交径向平面的一侧倾斜，而肋状件轴长的另一半可以向相交径向平面的对面一侧倾斜。提供了制造轮胎和将轮胎以不可转动的啮合方式固定到轮圈上的方法。

肋状件的目的是提供一种在平滑路面上正常运行期间承载压缩负荷的负荷承载机构。当轮胎遇到路面不平时，肋状件单个地或局部地成弯折形状，并使外圆形件能够径向向内弯曲以容纳表面不平。肋状件的这种局部弯折过程使不充气轮胎结构具备某些与充气轮胎的那些特征相似的行驶特征。

虽然专利说明书末尾的权利要求书特别指出了本发明的要点并对它们清楚地提出权利要求，但我们相信，从与附图联系的下列描述中将更好地理解本发明，图中：

图1是体现本发明的不充气轮胎和轮圈装置的侧视图;

图2是图1中所示轮胎和轮圈装置的局部放大图，更详细地图示了中间的负荷承载和减震结构;

图3是沿图2中3-3线截取的截面图，图示了本发明的一种单轮辐件型式;

图4是沿图1中4-4线截取的截面图，但图示处于制造阶段的轮胎和轮圈，还没有装上轮面，轮胎和轮圈装置仍在制造它们的模子中;

图5是沿图4中5-5线截取的截面图，图示存形成轮圈件的模子中装入插件的方式;

图6是与图2相似的视图，举例说明图1所示的轮胎和轮圈结构的另一实施例;

图7是沿图6中7-7线截取的截面图，图示本发明的另一种单轮辐件型式;

图8是与图2和图6相似的视图，表示图1的轮胎和轮圈装置的又一个实施例;

图9是沿图8中9-9线截取的截面图，图示本发明的一种双轮辐件型式;

图10是与图2、图6和图8相似的本发明又一实施例的视图;

图11是沿图10中11-11线截取的截面图，图示本发明的另一种双轮辐件型式;

图12是与图3、图7、图9和图11相似的截面图，举例说明本发明的一种三轮辐件型式;

图13是与图3、图7、图9、图11和图12相似的截面图，举例说明本发明的另一种三轮辐件型式;

图14是与图7相似的轮胎和轮圈装置的截面图，但举例说明将轮胎紧固到轮圈装置上的另一型式;

图15是与图14相似的截面图，举例说明将轮胎紧固到轮圈装置上的又一种配置;

图16是沿图15的16-16线截取的局部截面图，图示将轮胎不转动地安装在轮辐上用的舌形和槽形联锁配置;

图17和图18是和图11相似的截面图，但举例说明本发明的另一双轮辐件型式;

图19是与图7相似的截面图，但举例说明本发明的另一单轮辐件型式;

图20与图6相似，举例说明本发明的另一实施例;

图21是沿图20中21-21线截取的截面图，图示本发明的一种多轮辐件型式;

图22是与图21相似的截面图，但举例说明本发明的另一种多轮辐件型式;

图23是当轮胎在运行期间承受正常负载时图1所示轮胎和轮圈装置的局部图;

图24是当轮胎在运行期间遇到表面不平时图1所示轮胎和轮圈装置的局部图。

文中使用的术语“弹性体”和“弹性材料”是指能用于制造不充气轮胎并具有下列特征的材料：肖氏硬度为60A至75D，压缩模量（0.5成形因子和10%压缩时）为1，000至50，000磅/平方英寸。在本发明的一种较优选的型式中，用来制造不充气轮胎的材料具有70A至60D的肖氏硬度，而压缩模量将为1，200至25，000磅/平方英寸。在本发明的最优选型式中，用来制造不充气轮胎的材料将具有80A至53D的肖氏硬度，而压缩模量将为3，000至10，000磅/平方英寸。用来制造本发明的不充气轮胎的材料的例子包括下列各种：聚氨基甲酸乙酯，天然橡胶，聚丁二烯，聚异戊二烯，乙烯-丙烯-非配对二烯三聚物，丁二烯与丙烯腈的共聚物，丁二烯与甲基丙烯腈的共聚物，苯乙烯，丙烯酸盐。本发明所用的最优弹性体为聚氨基甲酸乙酯。

现在参考举例说明本发明的一种优选实施例的图1、图2和图3，图中表示了安装在轮子上以便围绕轴14转动的轮胎10。轮胎10包括一个在其外周缘上具有外圆形件18的弹性材料环状体16，在外圆形件18上可以安装轮面20。环状体16的内周缘上有一个内圆形件22，内圆形件22粘合或固定在轮圈件12的外圆形表面24上。内圆形件22与外圆形件18在共同的轴向方向上宽度相同，并共同延伸。

外圆形件18由许多个环绕而间隔开的肋状件28和一个轮辐件32予以支承和减震，每个肋状件26包括一个第一轴向部分28（图3）和第二轴向部分30，轮辐件32在本发明的这一实施例中是平板状的，其一个侧面32a连接肋状件26的第一部分28，其另一侧面32b连接肋状件26的第二部分30。

平板状轮辐件32位于内圆形件22和外圆形件18的轴向两端的正中。轮辐件32的内周缘32c连接内圆形件22，其外周缘32d连接外圆形件18。同样，各个不同的肋状件26（图2）的径向内端连接内圆形件22而其径向外端连接外圆形件18。肋状件26最好在其连接内圆形件和外圆形件的两端切出槽口，如34所示，以增强连接的柔性。

肋状件26通常沿内圆形件22和外圆形件18轴向延伸（图3），在图1所示的优选实施例中，肋状件26对于在肋状件26与内圆形件22结合部处与肋状件26相交的径向平面R倾斜一个15°至75°的角度A（图1）。在另一个实施例中（未图示），肋状件26可以沿径向延伸，没有倾斜角A，或者有一个0°至15°的较小角度。本实施例中的轮辐件32（图3）位于与轮胎10的转动轴相垂直的平面内。

在示于图1～3的优选实施例中，第一轴向肋状件部分28和第二轴向肋状件部分30每个都以相同的角度倾斜于在它们的径向内端处与它们相交的径向平面R，但第一部分28对径向平面R的倾斜角方向最好与第二部分30的倾斜角方向相反。因此，如图3中所见，第一肋状件部分28从截面线向上延续而连接外圆形件18，第二肋状件部分30从截面线向下延续而连接内圆形件22。

轮胎10的环状体部分16最好以列于下表中的落入宽广范围、优选范围和最佳范围的尺寸、尺寸关系和角度关系来形成：

表1

项目    宽广范围    优选范围    最佳范围

γ₀6″-36″ 10″-24″ 12″-18″

A    0°-75°    15°-75°    20°-45°

di    do    1/16″-2″    1/8″-1″    1/8″-1/2″

D γ₀/10＝γ₀/2 γ₀/7＝D＝γ₀/3 γ₀/6＝D＝γ₀/4

γ₀/D 2/1-10/1 3/1-5/1 3.5/1-4.5/1

D/dw    40/1-5/1    25/1-8/1    12/1-10/1

L/ds（注）    1/1-10/1    2/1-8/1    4/1-7/1

ti    to    1/2″-24″    1″-12″    2″-8″

γi    4″-30″    8″-21″    8″-16″

（注）L值依赖于所选的A和D值

在上述表1中，不同的项目指的是图1～3中举例说明的对应地相同的尺寸或角度，并进一步定义如下：γ₀为环状体16的外径，A为肋状件26与径向平面R所成的倾斜角，di为内圆形件22的径向厚度，do为外圆形件18的径向厚度，L为肋状件26的沿角度方向的长度，D为从内圆形件22的外表面到外圆形件18的内表面的径向距离，dw为轮辐件32的轴向厚度，ds为在长度L的垂直方向测得的肋状件26厚度，ti为内圆形件22的轴向长度，to为外圆形件18的轴向长度，γi为内圆形件22内表面的径向尺寸。

在图1～3所示类型的轮胎中，尽管具有上面表1所列举的参数，肋状件26由于轮辐件32的影响而被限制为主要是压缩变形。轮辐件32可以铸造为整体结构。轮辐件32往往会防止肋状件26弯曲变形，效果是大大地增加了结构刚性。此外，肋状件28往往会防止轮辐件32在轴向压弯，因此肋状件和轮辐件在一起协同地起作用以承载轮胎负荷。

轮胎10相对于先有技术中不充气轮胎的优点是，它的成型和脱模要容易得多，并且不需要改变制造材料的类型就可以具有不同的弹性率（通过改变肋状件26的倾斜角）。这种利用肋状件倾斜角以改变弹性率可以不需要很大地增加肋状件的压缩应变而完成。虽然肋状件根部的弯曲应变会增大，但这些应变可以利用肋状件26与内圆形件22和外圆形件18的结合部处的适当半径的槽口34来尽可能减小。最好是，在肋状件26与内圆形件22和外圆形件18的锐角结合部的半径为约1/8至1/2英寸，而肋状件26与内圆形件22和外圆形件18的钝角结合部的半径为约1/4至1英寸。

本发明的轮胎相对于先有技术结构的显著优点是，其包封性能比先有技术结构要改善得多。肋状件结构可以局部地变形或弯折，并由于变形获得负荷承载能力，从而使容纳路面不平的外圆形件能够非常象一个充气轮胎。先有技术结构通常有很小的局部可弯性，而变形为了获得相当低的弹性率，必须分散它们的形变。

此处使用的术语“弯折”被定义为作为超过一定的临界负荷值（以后称为Pcr）的压缩负荷而产生的相对突然而剧烈的形变。

现在参考图23，它图示了当轮胎在平滑路面上运行期间承受正常负荷时本发明轮胎10的一部分。轮胎上的负荷力大约为800磅（363公斤）。最直接地支承轮胎上负荷的肋状件26正承受一种压缩负荷，这种负荷实际上已经缩短了那个肋状件的总长度。在图示的形状中，没有负荷的肋状件长1.12英寸（2.84厘米），而有负荷的肋状件长0.99英寸（2.51厘米）。

当肋状件26在轮胎运行期间承受压缩负荷时，轮辐件32受到压缩和剪切两种力，甚至可能受到拉伸。但是轮辐件32和肋状件26相互作用以分散负荷力，肋状件26显然基本上只承受压缩力。值得注意的是，肋状件和轮辐件都不是用来在弯曲时承载负荷的。

现在参考图24，它图示了轮胎10在负荷了1450磅力（658公斤）而遇到了表面不平的过程中的情况。最直接地支承轮胎负荷的肋状件26已经承受了超过其临界负荷值P_cr的负荷，并已经弯折。相邻的肋状件将承载增大的负荷，但不会弯折，因为负荷还没有达到P_cr。本发明的肋状件26的这种局部弯折的能力，使外圆形件在正常的轮胎运行期间能够容纳路面不平，并稍许象充气轮胎面那样起作用。

申请人已经发现，如果当轮胎10上的总负荷使轮胎被压缩产生轮胎截面高度6%至12%的形变时肋状件26的构造使其达到P_cr，那末不充气轮胎10将最接近充气轮胎的行驶特征。这意味着，当轮胎承受一个使轮胎截面高度（从内圆形件22至外圆形件18的距离）压缩初始轮胎截面高度的6%至12%之间的预期量的负荷时，局部负荷肋状件就达到了P_cr和弯折。这一特征的数学表达式为：

0.06＜ (P_cr/K)/(SH) ＜0.12

式中0.06＝6%压缩形变

0.12＝12%压缩形变

P_cr＝肋状件上的临界弯折负荷

K＝轮胎的弹性率

SH＝轮胎的截面高度

与常规充气轮胎相比本发明的目的之一是提供一种重量较轻作为备用轮胎贮存空间较小的轮胎。申请人已经发现，如果材料总体积（被轮胎材料占据的空间）与总投影体积（在外圆形件外表面和内圆形件内表面之间的空间）之比在20%至60%之间，这些空间和重量的目的是最容易达到的。在本发明中，这一体积比可以部分地由于使用主要承受压缩负荷的肋状件而达到。本发明中肋状件的取向利用了许多弹性材料在承受压缩负荷时所希望的性能。

不充气轮胎或任何轮胎的另一个希望具备的特性是随轮胎负荷接触的路面类型而变化的总弹性率。具体地说，人们希望，在遇到***处或挡物时弹性率会比平坦路面上小。在本发明中，平坦路面上的弹性率与1/2英寸（1.27厘米）宽的挡物上的弹性率的期望比例在1.4至4.0之间。这是此处描述的本发明所可以达到的。

环状体16可以通过在液体注模成型工艺中直接成型的办法附着于轮圈12的表面24上，轮圈外圆形表面24按照已知方法制备以粘合地承受环状体16弹性材料。最好是，轮圈12装备径向凸缘36和38，它们与模子配合，在轮圈表面24上形成环状体16。在轮圈12上安装轮胎环状体16的另一方法在以后讨论。

现在参考图4和图5描述的一种制造轮胎10的优选方法，该法利用一个通常用40表示的模子。模子40包括一个限定轮胎外径的外模环42和两块限定环状体16侧面的模板44、46。模板44装了许多个插件48，它们用螺栓50可拆卸地固定在模板44上。插件48通常为偏菱形，环绕而互相间隔地放置，从而在成型操作期间在插件之间形成肋状件26的第一轴向部分28。

同样，模板46装了许多个插件52，它们用螺栓54紧固在模板46上，插件52通常为偏菱形，环绕而互相间隔地放置，以形成肋状件26的第二轴向部分30。环状体16的内径由轮圈12的外圆面24确定。

使用了合适的成对环状平面内垫圈56和环状平面外垫圈58，内垫圈56用来使模板44和46与轮圈12的径向凸缘相隔开，外垫圈58用来使模板44和46与外模环42相隔开。垫圈56和58的轴向厚度决定轮辐件32的轴向厚度，这些厚度可以随环状体16的设计条件而改变。

同样，当希望按照想要的设计变化改变肋状件部分28和30的角度取向线或厚度时，模板44上的插件48和模板46上的插件52可以移去，并用相应的不同形状的插件替换。入口管60用来在模子装料操作期间从料源（未图示）向模子供给液体料，出气管62用来在装料操作期间从模子中除去空气。

制造环状体16的另一种方法使用内模环（未图示）代替轮圈12，内模环的形状与外模环42相似，但具有较小的相应直径。在这个另一种方法中，在环状体16已经成型并后硬化以后，环状体16必须用聚氨基甲酸乙酯粘胶剂胶合到加工好的铝轮圈上。

下面的例1提供了与按照优选实施例制成的不充气轮胎有关的细节。

例1

制成的不充气轮胎具有下列尺寸：

γ₀＝10.15英寸（26.04厘米）

A＝45°

di、do＝0.2英寸（0.51厘米），每个

D＝1.85英寸（4.570厘米）

γ₀/D＝5.5

D/dw＝8.2

L＝2.25英寸（5.72厘米）

L/ds＝6.4

ti、to＝2.4英寸（6.1厘米），每个

ri＝8.05英寸（20.45厘米）

轮胎是在与图4和图5所示的模子相似的模子中制成的，但是有一个代替轮圈12的内模环，如上面讨论的制造环状体16的另一种方法那样。合成的模子装填了（a）和（b）的反应混合物，（a）为具有5.45的NCO数（缩合数-译注）和767的胺当量的预聚物甲苯二异氰酸酯-聚（四甲撑醚）乙二醇（分子量为2000），（b）为亚甲基二苯胺-NaCl络合物（二甲酸二辛酯的重量为50%），（a）/（b）重量比为1/0.27。在混合上述成分之前，将甲苯二异氰酸酯-聚（四甲撑醚）乙二醇加热到65℃，将亚甲基二苯胺-NaCl络合物加热到27℃。在引入反应混合物之前，模子也预热到65℃。

反应混合物在大约450千帕压力下被加入模子，小心确证模子中的所有空气都被加入的液体反应混合物所置换。

模子一装满，就把它放在炉子中约1小时（调到121℃），以硬化聚氨基甲酸乙酯。随后，打开模子，取出聚氨基甲酸乙酯环状体16，将环状体在70℃后硬化约16小时。

然后用甲基-2-氰基丙烯酸盐粘胶剂将一个厚度约0.6厘米的简单的轮胎面胶合到外圆形件18上，将合成的轮胎安装并用有机异氰酸物硬化的聚氨基甲酸乙酯粘胶剂胶合到钢圈件12上。随后用合成的轮胎和轮圈装置去替换常规的运客汽车轮胎。一辆装有上述轮胎和轮圈装置的汽车以高达每小时40英里（64公里/小时）的速度行驶，汽车的控制没有受到有害的影响，本发明的不充气轮胎也没有受到损坏。

现在参考图6和图7，它们图示了轮胎10的另一个实施例。在这两图和本专利说明书的其它图中，与图2、图3中说明的部件相对应的部件用相同的编号表示。

在图6和图7的实施例中，除了肋状件26的第二轴向部分30a的角度取向与图2和图3中肋状件26的第二轴向部分30的角度取向相反因而图6和图7的第二轴向部分30a与肋状件26的第一轴向部分28直接轴向准直以外，环状体16的构造基本上与上述实施例相似。这种配置提供了与图2和图3中所示的实施例稍许不同的行驶和装卸特性。

图6和图7的环状体16的制造方式与此处描述的第一实施例相似。在这种情况下，***件52（图4）必须换去，用具有角度取向与图4中取向相反的偏菱形的一组新插件来代替。

现在参考图8和图9，图中公开了本发明的又一个实施例。在这个实施例中，前面实施例的中央轮辐件32已经被换去，为一对较薄的轮辐件64、66所代替，每一个位于环状体16的每个轴向端部，封住环状体的空心内部。在这个实施例中，内圆形件22是由一个第一轴向部分22a和一个第二轴向部分22b形成的，而外圆形件18是由一个第一轴向部分18a和一个第二轴向部分18b形成的。同样，肋状件包括第一轴向部分28和第二轴向部分30，但轴向部分28和30的角度取向是相反的。

图8和图9所示的实施例的环状体16包括两个相同的半体16a和16b，每个半体可以独立地成型，然后在每个半体硬化后用将液体聚醚氨基甲酸乙酯加到两个半体16a、16b的接合面上的办法粘接到另一个半体上去，而后硬化粘胶结合的装置。然后，复合的环状体16应以先前描述的同样方式粘胶结合到轮圈12的外表面24上。

可以使用一个与图4中所示的模子的一半相似的模子来制造每个环状半体16a、16b，图4模子的其余一半应该用一块平板代替。这样一种模子的内环和外环将是图4外环42的轴向长度的一半，而垫圈56和58的厚度应相应地选择，以获得本实施例中轮辐件64和66的所需厚度。

当然，图8和图9的实施例将给出与先前描述的实施例稍许不同的行驶和装卸特点，往往在轮面边缘比在轮胎轮面20的中心更加坚硬。

现在参考图10和图11，它们图示了本发明的又一实施例。这个实施例除了肋状件的第二轴向部分30的角度取向与肋状件的第一轴向部分28的方向相同以外，与图8和图9的实施例相同。

这个实施例的环状体16将在一个与已经描述过的那些相似的模子中制造，但是在这种情况下，将需要两个分开的模子，每一个用来制造每个环状半体16a和16b，使得可以获得肋状件部分28和30的所希望的角度取向。

现在参考图12，图中举例说明了本发明的三轮辐件实施例。在这种实施例中使用了与图8和图9的实施例中相似但轴向尺寸比后者稍短的环状半体16a和16b，还使用了一个平面盘形的第三轮辐件70。环形半体16a和16b应当以有关图8和图9的实施例所描述的同样方式制成，同时提供一个额外的模子来制造轮辐件。然后以有关图8和图9的实施例所描述的同样方式将三个部件粘合在一起，以提供一个在其两端和中央平面都具有轮辐件的硬化环形体16。当需要在环形体的两端和环形体的中央平面上都具有额外的刚性时，应当使用这种实施例的结构。

象图8和图9的实施例中那样，第一轴向肋状件部分28和第二轴向肋状件部分30与其相应的相交径向平面之间构成大小相等而方向相反的角度。

图13表示本发明的又一个实施例。在该例中使用了环状体16的一种三轮辐件型式，在这种型式中肋状件部分28和30与其相应的相交径向平面之间构成大小相等方向相同的角度。象前面一样，两个环形半体16a和16b应当粘合紧固到中央轮辐件70的相对端面上，以形成一个整体的复合体16。

现在参考图14，它图示了一个与使用具有第一轴向部分12a和第二轴向部分12b的部分式轮圈有关的与图6和图7的实施例相似的实施例。轮圈的两半个用螺栓72紧固在一起，每半个都装有相应的凸缘36和38，以有助于将环状体16夹持在轮圈12的轴向位置上。图14的部分式轮圈装置当环状体与轮圈分别成型时有利于将环状体16安装到轮圈12上。

现在参考图15和图16，它们图示了本发明的又一个实施例，在该例中，为了防止在轮胎和轮圈装置的加速和减速期间在轮圈和内圆形件22之间产生滑脱，安装了额外的设施。此时，内圆形件22的内表面环绕地设置了轴向延伸的间隔的凹部74和凸部76，而轮圈12的外表面24设置了相应的凸部78和凹部80，它们与内圆件的凹部和凸部相互啮合，以防止相互之间的相对转动。如以前一样，轮圈12外部的一端设置了一个紧靠内圆形件22的环状凸缘36，而轮圈12外部的另一端设置了一个用螺栓82紧固于其上的可拆式凸缘38a。

为了将轮胎10安装在轮圈12上，旋下可拆式凸缘38的螺栓，将凸缘从轮圈上拆下。而后，将内圆形件22和轮圈外表面24的各个凸部和凹部涂上粘胶剂并准直，将轮胎10滑到圈12上。然后，将可拆式凸缘38a重新紧固到轮圈12上，在使用前硬化粘胶结合。随所用粘胶剂的不同而将装置放在相应温度的合适炉子内一段相应时间，可以方便地进行硬化。

现在参考图17，它图示了一种与图11的实施例相似但使用一对交叉锥形轮辐件的实施例。在此例中，一个锥形轮辐件由轮辐件部分86和88组成，另一个锥形轮辐件由轮辐件部分84和90组成。锥形轮辐件84、90和86、88每个都是平截头正圆锥形，以轮胎的转动轴作为其主轴。此例中，环状体16是作为两个半体16a和16b而成型的，而后这两个半体16a和16b以图9实施例有关描述的相同方式沿它们的接合线68粘合在一起。

图18表示本发明的一个与图17所示相似但具有两个锥形轮辐件92、94和96、98的实施例，这两个锥形轮辐件不是互相交叉，而是使它们的径向内端部分落在内圆形件部分22a和22b上互相邻接的点上，并邻近组成环状体16的环状半体16a、16b的接合线68。此时，轮辐件92、94和96、98大体上互相紧靠。

图19的实施例是图7所示实施例的变型，用锥形轮辐件100、102代替图7的平面轮辐件32。当希望使本发明的不充气轮胎具备非对称轮胎性能时，就使用本实施例。

现在参考说明本发明一个实施例的图20和图21，其中用许多个轮辐件104、104a、104b、104c等代替先前描述的轮辐件。此例中每个轮辐件取部分螺旋线的形式，该部分螺旋线从一个肋状件26的相应端部和侧表面延伸到一个相邻肋状件26的相应的对面端部和侧表面。如此形成的螺旋线互相成叉指式，但它们的凸出部并不互相交叉。

图22表示一种图20和图21的实施例的变型，其中轮辐件106、106a、106b、106c等等组成成对的轮辐件（例如106和106a一对，106a和106b一对，106b和106c一对），每对轮辐件中的每个轮辐件从一个肋状件公共端部的相对侧延伸到不相邻肋状件26的相对侧。此例中，轮辐件形成部分螺旋线，其凸出部互相交叉。

至此已描述了本发明的性质，可以理解，上述对本发明优选实施例的描述只是为了举例说明的目的，此处公开的各种结构关系可以适应许多变型和变换。因此，在附录的权利要求书中包括了属于本发明的实质和范围内的所有变换和变型。

Claims (36)

1、一种可以围绕一根轴转动的轮胎，它具有一个弹性材料的环状体，环状体有一个位于其外周缘上的通常为圆形的外构件，有一个与该外构件同轴而径向向内隔开设置的通常为圆形的内构件，有许多个轴向延伸的围绕而相隔设置的肋状件和至少一个具有相对的侧面的轮辐件，该肋状件的对应内外端部连接到上述内外圆形构件上，该肋状件通常对于与肋状件内端部相交的径向平面倾斜约0°至75°的角度，上述轮辐件具有分别连接到上述内外圆形件上的内外周缘，上述轮辐件在其至少一个侧面上连接至少一个上述肋状件，从而与上述肋状件为上述外圆形件形成一个负荷承载结构，该负荷承载结构的构造使局部负荷的构件能够弯折。

2、一种如权利要求1中所述的轮胎，其中上述轮辐件是平面形状的，垂直于轮胎的转动轴，位于上述圆形构件轴向两端的约半中间处，轮胎中上述肋状件每一根都沿上述轮辐件的轴向延伸到轮辐件的每一侧面，轮胎中上述一个轮辐件在其每一个侧面上连接每一个上述肋状件。

3、一种如权利要求2中所述的轮胎，其中上述轮辐件的一个侧面上的肋状件与其相交径向平面构成的角度相同于上述轮辐件另一个侧面上的肋状件与其对应的相交径向平面所构成的角度。

4、一种如权利要求2中所述的轮胎，其中上述轮辐件的一个侧面上的肋状件与其相交径向平面构成的角度大小相等而方向相反于上述轮辐件另一个侧面上的肋状件与其对应的相交径向平面所构成的角度。

5、一种如权利要求1中所述的轮胎，其中上述轮辐件在其每一个侧面上连接每一个上述肋状件，并且还包括一个具有相对的侧面的第二轮辐件，上述轮辐件每一个都是平面形状的并垂直于轮胎的转动轴，上述第二轮辐件其内外周缘分别连接到上述内外圆形件上，并且其一个侧面连接每一个上述肋状件，上述一个轮辐件位于上述内外圆形件的一个轴向端部，而上述第二轮辐件位于上述内外圆形件的另一个轴向端部。

6、一种如权利要求5中所述的轮胎，还包括一个垂直于轮胎转动轴并具有相对侧面的第三平面轮辐件，该第三轮辐件的内外周缘分别连接到上述内外圆形件上，该第三轮辐件位于上述圆形件轴向两端的约半中间处，上述肋状件沿上述第三轮辐件的轴向延伸到第三轮辐件的每一侧面，上述肋状件从上述第二轮辐件连接到上述第三轮辐件的一个侧面上，并从上述一个轮辐件连接到上述第三轮辐件的另一个侧面上。

7、一种如权利要求5或6中所述的轮胎，其中上述肋状件具有长度大体上相等的第一和第二轴向部分，每一个相应于内外圆形件长度的大约一半，并且其中第一和第二轴向肋状件部分与各自的相交径向平面构成大小相等方向相同的角度。

8、一种如权利要求5或6中所述的轮胎，其中上述肋状件具有长度大体上相等的第一和第二轴向部分，每一个相应于内外圆形件长度的大约一半，并且其中第一和第二轴向肋状件部分与各自的相交径向平面构成大小相等而方向相反的角度。

9、一种如权利要求1中所述的轮胎，其中上述肋状件对其相交的径向平面倾斜一个约20°至45°的角度。

10、一种如权利要求1中所述的轮胎，其中弹性材料由下列一组材料中选择的材料构成，这组材料包括聚氨基甲酸乙酯，天然橡胶，聚丁二烯、聚异戊二烯，乙烯-丙烯-非配对二烯三聚物，丁二烯与丙烯腈的共聚物，丁二烯与甲基丙烯腈的共聚物，苯乙烯，丙烯酸盐。

11、一种如权利要求10中所述的轮胎，其中上述弹性材料具有从60A到75D的肖氏硬度值。

12、一种如权利要求11中所述的轮胎，其中上述弹性材料具有从80A到53D的肖氏硬度值。

13、一种如权利要求11或12中所述的轮胎，其中上述弹性材料具有在0.5成形因子和10%压缩时为1，000至50，000磅/平方英寸的压缩模量。

14、一种如权利要求13中所述的轮胎，其中上述压缩模量为3，000至10，000磅/平方英寸。

15、一种如权利要求14中所述的轮胎，其中上述弹性材料由聚氨基甲酸乙酯构成。

16、一种如权利要求1中所述的轮胎，其中上述轮辐件为平截头正园锥形，以轮胎的转动轴作为其主轴，其中上述肋状件沿上述轮辐件的轴向延伸到轮辐件的每一侧面，并且其中上述轮辐件的每一个侧面连接每一个上述肋状件。

17、一种如权利要求16中所述的轮胎，还包括一个形状为正圆锥形的第二轮辐件，以轮胎的转动轴作为其主轴，上述第二轮辐件其内外周缘分别连接到上述内外圆形件上，并且其每一个侧面连接每一个上述肋状件，上述两个锥形的顶点是方向相反的。

18、一种如权利要求17中所述的轮胎，其中上述轮辐件互相交叉。

19、一种如权利要求17中所述的轮胎，其中上述轮辐件大体上互相紧靠。

20、一种如权利要求1中所述的轮胎，其中上述轮辐件形成一个围绕轮胎转动轴的部分螺旋线，并且还包括许多个附加的轮辐件，每个轮辐件形成一个围绕轮胎转动轴的部分螺旋线，上述肋状件沿上述轮辐件的轴向延伸到轮辐件的每一侧面，每个上述轮辐件其每个侧面连接至少一个上述肋状件，而上述许多个轮辐件中的每一个其内外周缘分别连接到上述内外圆形件上。

21、一种如权利要求20中所述的轮胎，其中相邻轮辐件的螺旋线的凸出部是不相交的。

22、一种如权利要求20中所述的轮胎，其中相邻轮辐件的螺旋线的凸出部互相交叉。

23、一种可以围绕一根轴转动的轮胎和轮圈装置，它包括一个具有通常为圆形的外构件和通常为圆形的内构件的弹性材料环状轮胎体、一个在其上面具有通常为圆形的外表面的轮圈，将上述环状轮胎体的内圆形件的内表面不转动地啮合安装在上述轮圈件外表面上的机构，许多个沿轴向延伸而环绕地间隔设置的肋状件和至少一个具有相对侧面的轮辐件，上述通常为圆形的外构件位于环状轮胎体的外周缘上，该外圆形件的外表面上承载了一个轮面，上述通常为圆形的内构件径向向内地距上述外圆形件间隔设置，与外圆形件同轴并且有大体上相等的轴向宽度，上述肋状件的径向内端连接在上述内圆形件的外表面上而其径向外端连接在上述外圆形件的内表面上，上述肋状件通常对于与其径向内端相交的径向平面倾斜约20°至45°，上述轮辐件其径向内周缘和外周缘分别连接到上述内圆形件的外表面和上述外圆形件的内表面上，上述轮辐件至少有一个侧面连接至少一个上述肋状件，从而与上述肋状件为上述外圆形件和轮面形成一个承载负荷和防震的结构。

24、一种如权利要求23中所述的轮胎和轮圈装置，其中上述将上述内圆形件安装在上述轮圈件上的机构包括将上述内圆形件的内表面粘合在上述轮圈件的外表面上。

25、一种如权利要求24中所述的轮胎和轮圈装置，其中上述轮圈件的轴向宽度大体上等于上述轮胎的内圆形件的轴向宽度，并且其中上述轮圈件在其轴向两端上各有一个径向向外的凸缘，该凸缘紧靠上述内圆形件的轴向端部。

26、一种如权利要求25中所述的轮胎和轮圈装置，其中上述轮圈件包括可以互相分离的第一和第二轴向轮圈部分，并且还包括将上述轮圈部分可以解脱地互相锁住的机构。

27、一种如权利要求23、24、25或26中所述的轮胎和轮圈装置，其中上述内圆形件的内表面和上述轮圈件的外表面每个都具备了轴向延伸的环绕地设置的凹部和凸部，并且其中每个上述构件的凹部都被另一上述构件的凸部所啮合，以阻止上述构件之间的相对转动。

28、一种可以围绕一根转动的轮胎，它包括：

a、一个弹性材料的环状体，它具有一个位于其外周缘上的通常为圆形的外构件;

b.一个距离上述外构件径向向内设置的与外构件同轴的通常为圆形的内构件;

c.许多不轴向延伸的环绕地间隔设置的肋状件，其相应的内外端部被连接到上述内外圆形件上，上述肋状件的取向使得它们在上述轮胎的正常运行期间受到压缩负荷;

d.至少一个具有相对的侧面的轮辐件，该轮辐件的内外周缘各自连接到上述内外圆形件上，该轮辐件的至少一个侧面连接至少一个上述肋状件，从而与上述肋状件为上述外圆形件形成一个承载负荷和防震的结构，上述轮辐件的取向使得它在上述轮胎的正常运行期间受到压缩、拉伸或剪切负荷;

e.上述肋状件和上述轮辐件相互作用，使得上述肋状件所具有的弯折负荷在上述轮胎于平滑路面上正常运行期间不超过临界值，而在上述轮胎于路面凸出物上运行时却超过临界值。

29、权利要求28中所述的轮胎，其中上述肋状件与上述轮辐件，内圆形件和外圆形件相互作用，使得当上述轮胎被压缩产生截面高度的6%至12%的形变时，上述肋状件将弯折。

30、权利要求28或29中所述的轮胎，其中上述外圆形件、内圆形件、肋状件和轮辐件总共占据在外圆形件外表面和内圆形件内表面之间的投影空间的20%至60%。

31、一种如权利要求28中所述的轮胎，其中上述轮辐件是平面形状的，垂直于轮胎的转动轴，并位于上述圆形件的轴向两端之间的约半中间处，其中每个上述肋状件沿上述轮辐件的轴向延伸到轮辐件的每一侧面，而其中上述一个轮辐件的每一侧面连接每一个上述肋状件。

32、一种如权利要求31中所述的轮胎，其中上述轮辐件的一个侧面上的肋状件与其相交径向平面构成的角度相同于上述轮辐件的另一个侧面上的肋状件与其对应相交径向平面所构成的角度。

33、一种如权利要求31中所述的轮胎，其中上述轮辐件的一个侧面上的肋状件与其相交径向平面构成的角度大小相等而方向相反于上述轮辐件的另一个侧面上的肋状件与其对应相交径向平面所构成的角度。

34、一种如权利要求28中所述的轮胎，其中上述肋状件对于与其内端部相交的径向平面倾斜一个0°至75°的角度。

35、一种可以围绕一根轴转动的轮胎和轮圈装置，它包括一个具有通常为圆形的外构件和通常为圆形的内构件的弹性材料环状轮胎体、一个在其上面具有通常为圆形的外表面的轮圈，将上述环状轮胎体的内圆形件的内表面不转动地啮合安装在上述轮圈件外表面上的机构，许多个沿轴向延伸而环绕地间隔设置的肋状件和至少一个具有相对的侧面的轮辐件，上述通常为圆形的外构件位于环状轮胎体的外周缘上，该外圆形件的外表面上承载了一个轮面，上述通常为圆形的内构件径向向内地距上述外圆形件间隔设置，与外圆形件同轴并且有大体上相等的轴向宽度，上述肋状件的径向内端连接在上述内圆形体的外表面上而其径向外端连接在上述外圆形件的内表面上，上述肋状件通常对于与其径向内端相交的径向平面倾斜约20°至45°，上述轮辐件其径向内周缘和外周缘分别连接到上述内圆形件的外表面和上述外圆形件的内表面上，上述轮辐件至少有一个侧面连接至少一个上述肋状件，从而与上述肋状件为上述外圆形件和轮面形成一个承载负荷和减震的结构，上述肋状件的取向使得它们在上述轮胎的正常运行期间受到压缩负荷，而肋状件的结构使得它们当上述轮胎受到6%至9%的压缩形变时发生弯折，上述轮辐件的取向使得它们在上述轮胎的正常运行期间受到压缩、拉伸和剪切负荷，上述轮胎和轮圈装置具有这样的材料体积，使得上述外圆形件、内圆形件、肋状件和轮辐件总共占据在外圆形件外表面和内圆形件内表面之间的投影空间的20%至60%。

36、一种可以围绕一根轴转动的轮胎，它包括：

a.一路弹性材料的环状体，它具有一个位于其外周缘上的通常为圆形的外构件;

b.一个距离上述外构件径向向内端设置的与外构件同轴的通常为圆形的内构件;

c.至少一个连接上述内外圆形构件的轮辐件;

d.许多个轴向延伸的环绕地间隔设置的肋状件，其相应的内外端部被连接到上述内外圆形件上，上述肋状件的取向使得它们承载压缩负载，而上述轮辐件的取向和它们与上述肋状件的相互作用使得它们承载压缩、拉伸和剪切负荷;

e.上述肋状件有一个临界的弯折负荷，它超过在上述轮胎于平滑路面上正常运行期间上述肋状件上的正常压缩负载，但当上述轮胎被压缩变形6%至12%，上述临界弯折负荷值就被超过了。

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