[发明专利]非充气使用的弹性轮胎

说明书

本发明涉及任何类型的汽车车轮，尤其涉及为能够在没有充气压力下承载负荷而设计的轮胎，称之为非充气轮胎。

众所周知，充气到工作压力的加强橡胶轮胎现已成为通用轮胎，因为其舒适而坚固。它成功地适用于各种不同的旅行汽车、土木工程机械、飞机、摩托车、农业机械、载重运输汽车等。充气压力使它能承载负荷并将负荷分布到地上。

虽然充气轮胎的可靠性是不平常的，但我们知道爆裂的危险并没有完全消除。问题是，在丧失了充气压力的情况下，或者在更不易发现的充气压力明显降低的情况下，轮胎就不再处于为其设计的良好工作条件下。有过许多非充气轮胎的建议(例如参见专利US5，050，656)，其目的是消除轮胎破裂(爆裂)的主要原因，但都不能提供足够水平的舒适和／或耐久性和／或承载重负荷的能力。还有许多建议，目的是使轮胎获得更大的在没有充气压力下暂时滚动的能力，例如在专利US5，535，800中所提出的。

但是，上述的建议都具有缺点，即如何设计一个轮胎，使其侧壁保持有弹性，并且能够无损伤地轻缓地承载在道路，这一点非常复杂，甚至是不可能的。实际上，在很强应力的情况下，加到侧壁中的加强件在其径向的外端和径向内基部的连接处有被弯曲的危险。在这种情况下，如果这些加强件在局部被弯曲得足够厉害，使其曲率半径非常小，根据使用的材料不同，将会超过其断裂极限或其弹性极限。因此，所建议的目的就没有足够的安全性，有很大的可能性被所述应力所毁坏(或者在更坏的情况下，发生很危险的但不是立即表现出来的局部损坏)，这样的应力(对侧壁轮缘的冲击)当然是极端情况，但还是在正常范围内。另外，通常使用的，甚至是充气不足的轮胎也能够借助其柔软的侧壁很好地承载这些应力，可是侧壁本身不能够承载负荷。

技术现状表明从人们在激进解决办法(非充气轮胎)和使轮胎获得能在无压力时滚动的有限能力的解决办法之间的迟疑即可以看出，可能的胎体破裂问题是很难解决的。

另外，除了该破裂问题之外，目前所讨论的轮胎还具有其它一些早就引起人们关注的缺点。例如设计了一种用来将轮胎装上轮辋和从轮辋上取下的胎圈，并通过轮胎在轮辋的充分咬和，在轮胎和轮辋之间传递工作应力。这需要相当精确地校准。这就导致我们目前所见的相当沉重而坚实的结构。但是，如果考虑到对用户的用处，在这里是有某些材料的浪费，因为其一部分的用途只是要保证轮胎的安装和拆卸。

我们还知道，在舒适(侧壁要尽可能柔软)和性能(精确地导向，这需要使侧壁坚硬，并且／或者对于旅行汽车的轮胎来说，高度要越来越低)之间的协调是很难控制的。我们还知道，旅行汽车的轮胎，在有较大的侧向加速度时，在弯道外侧前轮倾向于呈倾斜状态。在此情况下，轮胎的工作情况很不好，胎面的内侧离开了地面，只靠轮胎的肩部支撑在道路上。

本发明的目的是提供一种非充气轮胎，在没有充气压力时它可以正确地使用，形象地说，能够使轮胎承载大的负载，同时又获得良好的舒适感、好的附着性以及传递相当大的侧向推力的良好能力。它是一种对充气轮胎的替换方案。它不是简单地给轮胎提供缺气行驶的临时能力。

本发明提供一种柔性的轮胎，它具有一个旋转轴线，并主要包括一个柔性支撑结构支撑的胎面，该结构在径向上位于所述胎面的内部，并至少部分地界定了旋转的内腔，所述的支撑结构包括：

-径向地在旋转轴线侧的固定区，用于将所述支撑结构固定在与轮毂连接的装置上，所述固定区沿轴向设置在所述支撑结构的侧限位器之间，所述固定区用来和与轮毂相连的装置接触，所述与轮毂相连的装置形成了刚性组件，

-多个支撑部件，基本是横向延伸，设置在固定区和胎面之间，所述支撑部件沿圆周并排并分布在整个圆周上，支撑部件嵌在所述固定区内，每个支撑部件包括一束叠置的柔软基块，各基块之间由一层粘在每块基块上的弹性体分隔开，形成能承受弯曲应力的梁；

-在支撑部件之间相互连接的结构，其排列方式使得支撑部件的部分径向应力转移到圆周上相邻的支撑部件上，同时允许在相邻支撑部件之间存在位移差。

在所建议的轮胎中，支持负荷的能力主要来自于这些支撑部件。由于沿着圆周分布，这些支撑部件在轮胎滚动时依次起作用，用来承载负荷。最好有几个支撑部件在接触区同时发挥作用。支撑部件是横向的，主要承受弯曲应力，以使各个支撑部件用于承受负荷(此即所谓“Z”方向应力)。这里，引入了弯曲应力，但读者在后面将会理解，此应力并不排斥其他的应力。