接合地面的装置 【技术领域】
本发明涉及一种轮转运动的接合地面的装置，用以在所结合的地面上提供减震。该接合地面的装置例如可以包括一个用于车轮的轮胎，或一环形履带的一地面接触结构。更具体地说，本发明涉及非充气特性的这样一种接合地面的装置。
背景技术
用于车辆的非充气轮胎已有各种技术方案，这包括各种单件轮胎和由多个轮胎块组装成的组合轮胎。这些轮胎的实例公开在下述专利文件中：US 1,365,539(Pepple)，US 1,414,252(Brubaker)，US 1,487,920(Dawson)，US 1,570,048(Dickensheet)，US 5,139,066(Jarman)，以及AU502,409(Bayer)。典型的技术方案包括一个轮胎，它有一个由弹性材料，例如橡胶，制成的环形主体，以及成形在环形主体中的横向延伸的并在主体两侧上开口的多个孔穴。这些孔穴为轮胎在减震行驶中提供了充分的弹性。
在大多数情况下，这些技术方案都试图在尽管不怕被刺穿然而的确只能一颠簸行驶的实心轮胎，以及尽管可为乘坐舒适提供减震然而易于被刺破的充气轮胎之间提供一种折衷方案。
采用这些方案时，轮胎通常需要相当数量的弹性材料，以便具有所要求地承载性和耐用性。这就有了若干缺陷，其一是由于所需弹性材料的数量而涉及到轮胎的生产成本；其二是弹性材料的数量可能不利于轮胎的减震性能。
因此，在提出一种耐用而且能为乘坐舒适提供充分减震的轮胎的时候，还需要在给定的承载性前提下从减少弹性材料用量的角度，对轮胎主体中孔穴的形状加以优化。
在涉及上述要求的技术方案中，孔穴的形状从例如Dickensheet和Dawson所提出的简单的圆形孔到例如Pepple和Bayer所提出的复杂形状，已经有了很大的变化。
然而，至今为止尚未提出一种关于非充气轮胎的令人完全满意的技术方案。通常的问题是，当这种轮胎具有足够的弹性以提供减震行驶时，存在一种倾向，即在正常的载荷条件下孔穴要发生一定程度的变形，以至在孔穴壁上产生出高应力集中的区域。这些高应力集中的区域是在变形的孔穴壁上具有曲率半径急变区的区域形式。这些高应力集中的区域在轮胎的转动过程中反复产生，并产生出导致轮胎损坏的热量。此外，当轮胎受到大载荷时(例如在加速或制动时)，孔穴可能变形到这样的程度，以致每一变形孔穴的局部孔壁受压而迫于相互接触。轮胎的转动使相互接触局部孔壁彼此摩擦，这将导致进一步产生热量。
这一问题甚至可能存在于具有圆形横截面孔穴的非充气轮胎中。这一问题将参照图1和图2作进一步的解释。图1和图2是示意性的局部侧视图，其表示了一个非充气轮胎1，它包括一个由弹性材料，例如橡胶制成的主体2，主体中设有多个周向上间隔开的孔穴3，孔穴3沿横向完全贯穿主体，从侧壁4到达另一侧壁。每一孔穴3以孔壁5为界。在图1中，轮胎1被表示为未受载的状态，其中的孔穴3具有圆形的横截面。在图2中，所示轮胎1处在静载下的变形状态，以致于在孔壁5的两段局部孔壁7、8之间形成了两个曲率半径急变区6。两段局部孔壁7、8受压成相对状态。随着轮胎的转动，孔壁中的曲率半径急变区6循环反复地作用，并且导致发热。假如轮胎除了受到静载外还要承受一高载荷(未示出)，孔穴可能会变形到这样的程度，以致于邻近急变区6的相对的两段局部孔壁7、8受压而相互接触。相接触的两段孔壁7、8之间的摩擦进一步产生出热量，这将加速轮胎的损坏。
因此，最好能够提供一种非充气轮胎，它克服了，或者说至少是减少了上述非充气轮胎在早期技术方案中所存在的问题。
本发明的概述
本发明提供了一种轮转运动的接合地面的装置，它包括一个可弹性变形的主体，主体中一设有孔穴，孔穴以孔壁为界，孔穴被设置成在正常静载条件下主体弹性变形时呈现出一种横截面形状，其特征在于，所述形状阻止了在孔壁上形成高应力集中的区域。
在主体弹性变形时孔穴所呈现的横截面形状可以是一个封闭的曲线。
孔穴的形状最好能够阻止孔壁变形到使局部孔壁相互接触的程度。这样，孔壁所变形的程度也阻止了在孔壁中形成曲率半径急变区。
可通过适当地选择孔穴在主体未变形状态下的初始横截面形状，将孔穴设置成在主体弹性变形时呈现出所述横截面形状。
可以有各种的横截面形状适合于孔穴在主体未变形状态下的初始形状。对于大多数的，假如不是全部的，适当的孔穴横截面形状来说，一个共同的特征是它们都是环形的，但不是圆的。环形例如可以是带圆角的三角形，或带圆角的多边形。另一种适当的环形可以包括一对间隔开的其凹部相面对的弧线，以及在弧线之间延伸的过渡线。两个弧线可具有相等的或不相等的曲率半径。在两弧线不相等的情况下，较大的弧线可设置成靠近主体的外侧或内侧。在两弧线之间延伸的过渡线可以是曲线、直线或具有其它的某些形状。当过渡线是曲线时，孔穴的横截面形状可以是一封闭曲线，例如椭圆或卵形。孔穴最好是纵向的，并且在其位于主体中的整个长度上具有基本上恒定的取向。
在主体未变形的状态下，孔穴的横截面可以是细长的。在这种情况下，细长的孔穴可以这样布置，即使得孔穴的横截面形状的主轴线大体上垂直于接合地面的装置的轮转运动的方向。例如，当接合地面的装置是一个轮胎时，孔穴横截面形状的主轴线将与轮胎的径向轴线成一直线。
因此，孔穴在横截面上是细长的，以及孔穴的取向使其横截面形状的主轴线大致垂直于接合地面的装置的轮转运动方向，这些特征对于双向使用的装置来说是非常有利的。这是因为，孔穴的横截面的主要尺寸方向是与接合地面的装置承受静载时作用在变形体上的垂直载荷方向相一致的。这样，在接合地面的装置的主体发生弹性变形时，孔穴壁就能够更好地变形，孔穴不会发生畸变而产生出曲率半径急变区或者使孔壁的某些表面产生相互接触。
当接合地面的装置是单向使用时，孔穴横截面的主轴线可以倾斜于轮转运动的垂直方向，以便抵御作用在该装置上的扭载。
无论孔穴在其横截面中是否为细长的，孔穴横截面最好都具有两个相对的端部。这两个端部在接合地面的装置的轮转运动方向的大致垂直方向上相互对齐。换句话说，横截面的这两个端部处于相对的相互关系，并且沿两者之间的延伸线相互隔开，该延伸线垂直于接合地面的装置的轮转运动方向。两个端部中的一端可以大于另一端。
主体可以设有多个这样的孔穴。
孔穴除了增加主体的弹性外，还提供了通风，这有助于散热。
每一孔穴通常都延伸横穿主体，孔穴的两端在主体的外侧上开口。然而，其它的设置方式也是可能的。孔穴可以是一端开口、而另一端封闭的。孔穴也可以是两端开口而内部封闭的。
也可以将这些设置方式加以组合，一些孔穴具有某种设置，而另一些孔穴具有不同的设置。
当需要提供一种类似于充气轮胎的非充气轮胎时，孔穴可设置成只在弹性变形体的某一公共侧面上有开口。采用这种结构时，当从轮胎的公共侧面观察时，所有的孔穴都是可见的；但从轮胎的另一侧观察时，一个孔穴也看不见。于是这另一侧就表现出充气轮胎的外形，或者说至少是提供了连续的侧壁区域，制造者可在这上面压纹，或者设置商标和/或其它的销售标记。
孔穴可以是周向间隔开的。相邻孔穴之间的间隔可以大致相同。孔穴之间的周向间隔体构成了孔穴间的承载轮辐。
孔穴可以包括位于弹性变形体中的一第一组孔穴。
弹性变形体中还可以有一第二组孔穴。第二组孔穴可以具有任何适当的横截面形状，并不需要有具备第一组孔穴特征的形状。例如，在主体未变形状态下，第二组孔穴所具有的横截面形状可以是简单的圆形。当然，也可以要求第二组孔穴具备第一组孔穴的特征，特别是当这些第二组的孔穴否则就易于产生出高应力集中的区域时，就更是如此。
第二组孔穴也可以是周向相互间隔开的。
第一组和第二组中的孔穴可以是交错排列的；孔穴相互之间也可以是对齐的。在后一种情况下，第二组中的各个孔穴与第一组中的相应孔穴沿着一条垂直于接合地面的装置的轮转运动方向的直线相互对齐。于是，在轮胎中，相互对齐的各个孔穴与轮胎的一径向轴线成一直线。
为了提高接合地面的装置的强度和耐用性，弹性变形体中可设置增强件。
在一种结构中，弹性变形体具有一与地面相接触的外表面，外表面上可设有轮胎花纹。在另一种结构中，弹性变形体的外表面被用来支承另一个构件，后者设有胎纹或其它利于与地面相结合的结构。
弹性变形体还具有一与轮转运动支承件相配合的内表面。当接合地面的装置是轮胎形式时，轮转运动支承件包括一轮圈，当接合地面的装置是环形履带时，轮转运动支承件可以是一围绕着履带轮的环形带。
接合地面的装置可以是一单件结构的；也可以由多个接合地面的块构成，这些结合块装配到一起以构成一个组合结构的接合地面的装置。单件结构的接合地面的装置是比较好的，这是因为它在工作期间产生的热量比组合结构产生的热量少，其原因是单件结构不存在组合结构所具有的结合块之间的界面，这些界面在接合地面的装置轮转运动过程中处在摩擦接触的状态下。
本发明还提供了一种接合地面的块，它可以与其它的这种结合块相组装，以构成一前面所定义的接合地面的装置。
每一结合块包括一个可弹性变形的主体，主体中设有孔穴，孔穴以孔壁为界，孔穴被设置成在正常静载条件下主体弹性变形时呈现出一种横截面形状，其特征在于，所述形状阻止了在孔壁上形成高应力集中的区域。
结合块的主体中可设有多个所述孔穴。
通过将接合地面的装置或接合地面的块的弹性变形主体设置成一叠层结构，就可以提高它的工作性能。更具体地说，主体可具有一位于轮转运动支承件上的内区，设在内区外侧的用于与地面相结合的外区，以及在内外区之间的弹性变形中间区，其特征在于，内区、中间区和外区由不同硬度的材料层构成。
外区最好是一种具有耐磨特性的并适合于设置胎纹的弹性材料，例如橡胶，其硬度大约是63～75肖氏A硬度，最好处于65～70肖氏A硬度的范围中。
中间层最好是能够承载和提供减震的弹性材料，例如硬度为55～75肖氏A硬度的橡胶。
在一种结构中，内区可由其硬度适合于抓持接合轮转运动支承件的弹性材料构成，例如硬度为75～96肖氏A硬度的橡胶，最好是在80～90肖氏A硬度的范围内。采用这种结构时，内区可设置增强装置，例如周向的增强环。在另一种结构中，内区可包括基本为一刚性的环带，例如钢环。
内区可以是整体结构的，也可以是拼合结构的，这样它就可以膨胀和收缩，以便于将轮胎装到支承件上。在拼装结构的情况下，内区可包括多个沿周向设置的组合块。这样，当内区膨胀时，这些组合块就可以进入到周向隔开的相互关系中。
尽管孔穴最好是全都位于中间层内，然而，孔穴也可以贯穿在外层、内层，或同时在内外层中。
本发明还提供了一种轮转运动的接合地面的装置，它包括一个环形主体，该主体具有一位于轮转运动支承件上的内区，一设在内区外侧的用于与地面相结合的外区，以及一在内、外区之间的弹性变形中间区，其特征在于，内区、中间区和外区由不同硬度的材料层构成。
本发明另外还提供了一种用于轮转运动接合地面的装置的组合块，该组合块包括一个主体，该主体具有一位于支承件上的内区，一设在内区外侧的用于与地面相结合的外区，以及一在内、外区之间的弹性变形中间区，其特征在于，内区、中间区和外区由不同硬度的材料构成。
本发明另外还提供了一种轮转运动的接合地面的装置，它包括一个可弹性变形的主体，该主体中设有多个周向间隔开的孔穴，每一孔穴具有一细长的横截面。每一孔穴的细长横截面有一主轴线，其特征在于，孔穴具有这样的取向，使其横截面的主轴线大致垂直于轮转运动的方向。每一孔穴的横截面包括两个沿着所述主轴线相对的端部，其中每一所述端部包括一段弧线。端部可以全部都是弧形的。两端部的弧线可具有相等或不等的曲率半径。
本发明另外还提供了一种轮转运动的接合地面的装置，它包括一个可弹性变形的主体，主体中设有多孔孔穴，所述孔穴包括一周向相互间隔开的第一组孔穴，以及一周向相互间隔开的第二组孔穴；第一组孔穴沿着离开内表面的方向设置在第二组孔穴的外侧；第二组孔穴中的每个孔穴沿着垂直于轮转运动方向的方向与第一组孔穴中的相应的一个孔穴相互对齐。
本发明另外还提供了一种轮转运动的接合地面的装置，它包括一个可弹性变形的主体，主体中设有多个孔穴，所述孔穴包括一周向相互间隔开的第一组孔穴，以及一周向相互间隔开的第二组孔穴；第一组孔穴沿着离开内表面的方向设置在第二组孔穴的外侧；第二组孔穴中的每个孔穴沿着垂直于轮转运动方向的方向与第一组孔穴中的相应的一个孔穴相互对齐；第一组的孔穴具有一环形的横截面，第二组的孔穴具有圆形的横截面。
本发明另外还提供了一种轮转运动的接合地面的装置，它包括一个可弹性变形的主体，该主体中设有多个孔穴，所述孔穴包括一周向相互间隔开的第一组孔穴，以及一周向相互间隔开的第二组孔穴；第一组孔穴沿着离开内表面的方向设置在第二组孔穴的外侧；在第一组和第二组中的至少一组中，至少有一些孔穴具有非圆形的横截面。
附图的简要描述
通过参考下面对本发明的各种具体实施例的描述，本发明将得到更好的理解。
描述将结合附图来进行，其中：
图1是现有技术中一已知类型的非充气轮胎的示意图，其表示轮胎处于未受载状态；
图2与图1所示相类似，其区别在于所示轮胎处于一静载下的变形状态；
图3是本发明一第一实施例轮胎的立体图；
图4是所示第一实施例轮胎的局部立体图；
图5是所示第一实施例轮胎的局部侧视图；
图6是局部示意图，其表示出第一实施例轮胎与地面相接触并且在静载下发生变形；
图7与图6所示相类似，其区别在于所示轮胎在高扭矩载荷情况下发生变形；
图8是装设有一第二实施例轮胎的车轮的侧视图，该轮胎是组装结构的，其包括一轮胎块组件；
图9是用于图8中所示轮胎的轮胎块的立体图；
图10是一第三实施例轮胎的立体图；
图11是图10所示轮胎装设在轮圈上的侧视图；
图12是表示出胎纹结构的第三实施例轮胎的端视图；
图13是沿着图11中13-13线截取的截面视图；
图14至图20是根据第三实施例的轮胎在各种静载下变形的示意图；
图21是装设在一轮圈上的一第四实施例轮胎的横截面视图；
图22是装设在一轮圈上的一第五实施例轮胎的横截面视图；
图23是一第六实施例轮胎的侧视图；
图24是一第七实施例轮胎在载荷下变形的示意性侧视图；
图25是表示第七实施例轮胎在载荷下变形的局部侧视图；
图26是一第八实施例轮胎的侧视图；
图27是一第八实施例轮胎的局部侧视图；
图28是一第九实施例轮胎的侧视图；
图29是表示图28的实施例中的孔穴构形的放大的局部示意图；
图30是表示一第十实施例轮胎中的孔穴构形的局部示意图；
图31是一第十一实施例轮胎的示意性侧视图；
图32是图31所示实施例轮胎的截面视图；
图33是一第十二实施例轮胎的截面视图；
图34是轮胎块的示意图，用于与其它的这种轮胎块相组装，以提供另一种实施例的轮胎；
图35至图39表示本发明接合地面的装置中的孔穴在未变形状态下的各种其它的形状；
图40是一个用于一履带车辆的、装有本发明另一实施例的接合地面的装置的、环形履带的示意性侧视图；
图41是装设有本发明另一实施例的接合地面的装置的环形履带的示意性立体图；以及
图42是图41的接合地面的装置的局部示意图。
实施本发明最佳方式
图3至图7所示的实施例涉及一种以非充气轮胎10的形式的轮转运动的接合地面的装置，它主要是为了粗糙地面上作业并可被典型地应用于四轮驱动车辆。图6和图7中表示轮胎10正与地面11相接合。
轮胎10包括一个由弹性材料，例如橡胶，制成的环形主体12。环形主体12可以配合有适当的增强结构，尽管图中并没有表示出这种增强结构。
环形主体12包括一径向内端13，该内端包括内面15，用于与一轮圈之类的轮转运动的支承件(未示出)相配合；环形主体12还包括一径向外端17，该外端包括与地面相接触的外表面19。胎纹构形21配置在外表面19上用以抓持接合地面。一对相背的侧壁23在内部13和外部17之间延伸。
在环形主体12中设有多个在周向上间隔开的纵向孔穴25。每一孔穴以一孔壁32为界。孔穴在环形主体12中于各孔穴的整个长度上各自都保持着恒定的取向。孔穴25形成了在两个相背的侧壁23之间延伸的芯孔，并且其开口也开在这些侧壁上。在本实施例中，如图中所示，孔穴25非常靠近径向内表面15。
孔穴25的周向间隔提供了孔穴之间的承载轮辐27。
每一孔穴25具有一个横截面形状，它是一种卵形的伸长封闭曲线26。如图5所示，确定出每一孔穴25的横截面形状的封闭曲线26可认为包括两段弧线26a，26b，它们分别确定了孔穴的横截面形状中的一径向外端部分25a和一径向内端部分25b。弧线26a，26b有过渡线26c，26d相连接，以形成该封闭曲线。过渡线26c，26d是弧形的。
如图5所示，每一孔穴25的伸长封闭曲线26有一主轴线28，它沿着封闭曲线的长度方向并位于封闭曲线的正中位置。封闭曲线26还有另一个曲线29，它垂直于主轴线28并对应着封闭曲线的最大横向尺寸(宽度尺寸)。
孔穴25各自具有这样的取向，即孔穴的较大的一端位于朝向轮胎的径向外端。各孔穴25的卵形和孔穴的取向提供这样一种布置，即孔穴的形心靠近孔穴的位于轮胎径向外端处的那一端。通过这种取向，孔穴卵形的主轴线28即可沿着轮胎的径向方向延伸。
各孔穴25沿主轴线28的尺寸相对于沿另一轴线29的尺寸，两者的比值最多为2∶1。特别是该比值处于1.1∶1至1.7∶1的范围，最好是1.2∶1。
比值不超过2∶1是有利的，这为乘坐舒适提供了具有充分弹性的轮胎，同时也提供了正常工作条件下足够的承载性。
孔穴25的卵形是特别有用的。它使每一孔穴具有一个拱形的顶部30。顶部30为设于孔穴外侧的环形主体12的部位31提供了良好的支承，这样就使该部位的承载性大致相同于其相邻部位33，即位于孔穴之间轮辐的27外侧的那一部位的承载性。这样，当轮胎在地面上滚动时，就可以实现平稳和减震的行驶。假如两部位31和33的承载性明显不同，那么即便是在平整的表面上，轮胎也不能提供平稳的行驶。
孔穴25的卵形轮廓还避免了，或者说至少是阻止了曲率半径急变区的形成。当环形主体12处在正常的工作载荷时，例如处在图6所示的静载或图7所示的扭载下，那些曲率半径的急变区将在环形主体12中造成应力升高。实际上，在图6所示的静载下，各个弧线26a，26b的曲率半径增加了，结果使孔穴的横截面形状更接近于一圆形。这就阻止了相关轮胎的应力升高。应力升高会产生过热，这会加速轮胎的损坏以及减少其使用寿命。
尤其应注意图7，当轮胎10受到很大的牵引阻力，它变形到这样的程度，即孔穴25变为一细长的扭曲的形状，但仍然保持着一大致的圆形。因此，不会产生图2所示的现有技术轮胎中的那种曲率半径的急变区。
卵形轮廓的孔穴25是从环形主体12上的不需要弹性材料的部位中去除掉了弹性材料，从这点上说孔穴也是有益的。这有几方面的意义，其一是在轮胎的生产中减少了弹性材料的使用量，因而减少了成本；其二是减少了在轮胎工作期间会产生热的材料量。
孔穴要足够大，以便提供贯穿轮胎的良好的空气流动性，以便有助于散热。
在这个实施例中，径向外弧26a比径向内弧26b具有一较大的曲率半径，而相反的设置可能会更适合于其它的一些情形。
按照第一实施例的轮胎是单件结构的。图8和图9所示的第二实施例涉及到一轮胎40，它多少与第一实施例的轮胎10有些相似，其区别在于它不是单件结构，而是一种组合结构，该结构可以由多个轮胎块41组装而成。每一轮胎块41包括一个可弹性变形的管状结构的主体48，以便提供其中所需的孔穴45。轮胎块41可围绕着一个轮圈形式的轮转运动支承件42以端对端的相互关系沿周向设置，以构成组合轮胎40。每个轮胎块41可通过任何适当的方式，例如粘接或紧固结构46，独立地以及可拆卸地固定在轮圈42的支承面43上。该紧固结构包括一容纳在孔穴45中的夹紧板47，而该夹紧板通过紧固螺栓49固定在轮圈42上。轮胎块41以这种方式固定在轮圈42上就可以在发生损坏的情况下对它们进行单个的替换。
轮胎块41如图9所示是V形的，这样就可以使它们彼此互锁地安装在轮圈42上。
现在参见附图10至图20，根据本发明第三实施例的轮胎51包括一个由弹性材料，例如橡胶，制成的环形主体53。如下文将要说明的那样，橡胶中配置有增强件。
环形主体53有一个内部55，其形状制成能够装在一轮圈56上；还有一个外部57，其设有一胎纹58，以便与地面相接触；主体53还有相背的两个侧部59。在本实施例中，轮圈56是通常的拼合轮圈。
在环形主体53中设有多个孔穴60，以便增加它的弹性，来实现减震行驶。孔穴横穿环形主体53并在相背的两侧部59上形成开口。孔穴60排出两组：孔穴63处于一第一组61，而孔穴65处于一第二组62。如图所示，第二组62中的孔穴65位于第一组61的孔穴63的径向内部。
每组61、62中的孔穴都是周向相互间隔地设置。第一组61中的孔穴63相对于第二组62的孔穴65具有一对一的相互关系。因此，第一组中的每个孔穴都与第二组中的一个孔穴沿轮胎的径向方向对齐。在该实施例中，径向对齐是这样设置的，即第一组61的各个孔穴63对称于穿过第二组62中的相应孔穴65的中心的一径向线。
第一组61中的孔穴63比起第二组62中的孔穴65具有较大的横截面。这样设置的好处是可在结构上不需要弹性材料的轮胎外部区域中节省使用昂贵的弹性材料。这有两点益处：其一是使轮胎的外部周边区域比内部区域具有更大的弹性；其二是减少了轮胎中的弹性材料的数量，从而减少了轮胎工作时可能产生的热量。轮胎外周部位的较大的弹性在载荷条件下提供了非常柔性的行驶特性。随着载荷的增加，对弹性较小的内周部位的压迫也逐渐增加，因而逐渐提供刚性行驶。
在这个实施例中，孔穴63、65都具有带圆角的三角形轮廓。当环形主体53在正常的工作载荷下发生变形时，孔穴63、65的环形特征避免了，或者说至少是阻止了在孔穴的壁上形成曲率半径急变区。图14至图20表示了在各种静荷作用下轮胎的挠曲状态。
第一组61中孔穴63的取向呈交替的布置，即有些孔穴以底边69最靠外，而相邻的孔穴以顶点73最靠外。采用这种布置，使得由第一组61中相邻孔穴63之间所确定的各承载轮辐75具有一大致恒等的壁厚。这种布置还使轮辐75相对于轮胎的径向有一个角度取向。更具体地说，如图中所示，相邻的两个轮辐75朝相反的方向倾斜。承载轮辐75交替地朝相反方向倾斜于轮胎的径向，这一特点使轮胎能够承受很高的扭载。当轮胎受到高扭矩载荷时，倾斜的承载轮辐75如同一些拉带抵御着轮胎内、外部分之间的周向扭力。
第二组62中孔穴65之间的间隔也形成了承载轮辐77。
由于第一组61中的孔穴63各自与第二组62中的相应孔穴65对齐，于是在对齐的两组孔穴63和65之间形成了一周向轮腹79。
所设置的不同的轮辐和轮腹75、77、79构成了一个整体结构，以便将轮胎上所承受的垂直和牵引载荷扩散开，使载荷不再集中于与地面相接触的区域。
轮胎的内部13配合有增强线72。
尽管第一组61中的各孔穴63被表示成相对于其一公共节圆对中地布置，但应当理解，它们也可以按照其它的一些方式来布置，例如交错地布置。同样，尽管第二组62中的各孔穴65被表示成相对于其一公共节圆对中地布置，但应当理解，它们也可以按其它适当的形式来布置。
在本实施例中，孔穴60完全贯穿环形主体52。在某些情况下，孔穴不完全贯穿主体也许是更有利的。现在参见图21，它表示了根据本发明一第四实施例的轮胎。该轮胎与第三实施例相似，其区别在于孔穴63、65仅在轮胎的一侧上有开口。更具体地说，孔穴63、65从主体53的一公共侧面59向着主体内部横向延伸并且终止于主体的另一侧的内部。这样，从主体53的另一侧就看不到孔穴63和65，因而从该侧看去，该轮胎便不表现出配置有孔穴以提供弹性的非充气轮胎的特性。轮胎的这一侧提供了完整的表面，因而制造者可在上面设置商标或其它关于轮胎尺寸和承载量等特性的标记。
图22所示的第五实施例也与第三实施例相似，其区别在于，从主体两侧向主体中的横向延伸的孔穴63和65都是成对设置的，每对中的两个孔穴位于轮胎的相对两侧，并且相对地横向向内延伸。每对中的两个孔穴在主体内部相互终止，以便在两者之间形成一个隔壁66。
现在来看示于图23中的第六实施例，所示的轮胎51多少类似于第三实施例的轮胎，其区别在于，第二组62中的孔穴65具有基本为圆形的轮廓。
按照第四、第五、第六实施例的轮胎其设置是为了在高载荷和低速条件下工作。这些工作条件相应于通常的工业和矿山工作环境。一个典型的应用是升降叉车的轮胎。
另外一些场合则需要工作在高速和低载条件下的轮胎。这样的一种轮胎例如可以是装在汽车上的非充气轮胎。图24和25中所示的实施例涉及一种非充气轮胎80，它可以在比前述各实施例更高的速度条件下工作。该实施例的轮胎多少类似于前述各实施例中的轮胎，即可弹性变形的环形主体82中的孔穴分为两组，它们是一第一组81中的孔穴83和一第二组82中的孔穴85。然而，该实施例中孔穴83、85的横截面则是带有圆角的大致为矩形的形状。
在上述各实施例中，孔穴被描述为设置成两组；也就是，最外侧的是一第一组和最内侧的是一第二组。然而，在有些情况下，设置两组以上的孔穴也许是更有益的。在这样的情况下，沿着径向向外的方向，孔穴的横截面可逐渐增加。
在图23所示的实施例中，孔穴63、65具有三角形的轮廓，大体类似于带圆角的等边三角形。图26和27所示的实施例多少类似于图23的实施例，其区别在于，第一组61中的孔穴63其轮廓包括两段隔开的、凹侧部相面对的弧线63a、63b，以及两段在前述两弧线之间延伸的曲线63c，63d，以此形成完整的封闭曲线。该封闭曲线大体类似于带圆角的等腰三角形。每一等腰三角形的主轴线与轮胎的径向轴线对齐。此外，如图中可以见到的那样，这一实施例中三角形的每一圆角的曲率半径大于第三实施例中的曲率半径，该实施例中较大的圆角有助于进一步减小在高载荷条件下角部自身重叠的倾向。任何的这种重叠都会在角部产生曲率半径急变区，这会产生过热。从而导致橡胶老化以及轮胎过早地损坏。
在这个实施例中，第一组61中的相邻孔穴63在径向上相互间稍微错开一些。
图28和29所示的实施例与图23所示的实施例大体相似。在这个实施例中，第一组61中至少有些孔穴63具有大致圆形的横截面。更具体地说，孔穴63这样配置，即交替出现的孔是一大致圆形轮廓，其余的孔穴是带圆角的大致三角形的轮廓并且其顶点位于最外侧。
图30所示的实施例与前述的实施例大体相似，其区别在于，第一组61中的孔穴63不再相互错位；也就是说，轮胎面与各孔穴63之间的距离基本是相等的。
可以确信，前述这两个实施例中的轮胎与更前面的实施例相比，可以改善滚动特性(因而可提供更平稳的行驶)。
在前述的实施例中，轮胎的弹性变形体是单一结构的。在某些场合下，为了提高轮胎的工作性能，使主体为一叠层结构也许是更有利的。图31、32、33所示的实施例就提供了这样的一种轮胎。
参见图31和32，该轮胎包括一个包含三层橡胶的叠层结构的环形主体90，它具有一内层91、一中间层92和一外层93。这三层是互不相同的并且在各界面95处相互粘接在一起。如下文将要说明的那样，各层的特点要根据该层所要实现的功能而加以选择。
内层91提供一个轮胎与一支承件，例如一轮圈(未示出)，相配合的内部。外层93提供一个轮胎与地面相接合的外部，并且包括一胎纹结构97。
中间层92是为了承载和减震目的而设置的。
尽管中间层92出于减震的目的使用的橡胶是弹性的，在中间层中形成的孔穴99则进一步增强了减震的特性。孔穴99具有圆形的横截面并且延伸穿过轮胎，以在环形主体91的相背的两个侧面100上形成开口。
孔穴99布置成两组：一第一组101包括多个周向上相互间隔开的孔穴103；一第二组102包括多个周向上相互间隔开的孔穴105。
第一组101中的孔穴103比第二组102中的孔穴105具有较大的横截面。孔穴103和105在横截面上的不同减少了在轮胎中间层92的外部周边区域中所使用的弹性材料的数量。这有助于使中间层92的外部区域比其内部区域具有较大的弹性，并且减少了轮胎中弹性材料的数量，从而减少了轮胎工作过程中可能产生的热量。中间层92外周边区域的较大的弹性在载荷条件下提供了非常柔性的行驶特性。随着载荷的增加，对由于孔穴105较小因而弹性也小的内周区域的压迫也逐渐增加，因而逐渐提供较刚性的行驶。
第二组102中的孔穴105具有大致圆形的横截面形状；第一组101中的孔穴103具有带圆角的大致三角形的横截面形状。如图31所示，第一组101中的孔穴103的方向交替地布置。
内侧91的内部需要具有比外层更大的刚性，以便于轮胎抓持在轮圈上。通过设置增强装置107，例如增强环109，可以进一步强化这种刚性。
提供胎纹结构97的外层93必须是耐用的，以便提供良好的耐磨特性。
在这个实施例中，沿轮胎径向向外的方向，各层91、92、93的硬度逐渐降低。内层91是硬橡胶，其硬度大约为85～90肖氏A硬度。中间层92为了减震和承载因而较软，其硬度大约为70～75肖氏A硬度。提供胎纹97的外层93是由从耐磨和提供良好使用寿命的角度选择出的橡胶所构成的，其硬度为63～65肖氏A硬度。
图33所示的下一个实施例大致相似于上一个实施例，这是因为它也包括一个叠层结构的主体，该主体包括一内层91、一中间层92，以及一外层93。然而，在这个实施例中，内层91提供了安装到一轮圈上的轮胎的内部，内层91包括一个钢环形式的刚性圈11。钢环设置成可通过压配合装配到轮圈上。
中间层92粘接到钢环111上，并且其包括多个周向上间隔开的孔穴113，该孔穴具有带圆角的大致三角形的横截面。
图8和图9所示的实施例涉及一种由多个轮胎块组装而成的组合轮胎。应当理解，涉及一单件轮胎的任何其它的实施例也都可以是组合结构的。关于这一点，图34所示的实施例表示了一个轮胎块120，类似的一些这样的轮胎块可以组装到一轮圈上以形成一完整的轮胎。装好的组合轮胎可具有一周向上相互间隔开的第一组孔穴，以及一周向上相互间隔开的第二组孔穴。如前面一些实施例中所示，第一组和第二组孔穴在径向上相互错开。
轮胎块120包括一个由可弹性变形材料构成的主体121，以及多个设置在主体中的孔穴。孔穴延伸穿过主体并在主体的相对两端125上形成开口。孔穴包括一对第一孔穴127以及一第二孔穴129。如图所示，孔穴127、129具有圆形的横截面。第一孔对127，连同类似的那些轮胎块中的相应的第一孔穴，构成了组合轮胎中的第一组孔穴。同样，第二孔穴129，连同类似的那些轮胎块中的相应的第二孔穴，构成了组合轮胎中的第二组孔穴。
从前面所述和所示的各个实施例中，显然可以看出，无论是单件结构或组装结构，成形在弹性变形体中的孔穴都可以具有多种截面形状。包括图35至39示意性表示的那些形状在内的其它的各种截面形状也是适用的。所示的每一种形状130都是细长的，因而都有一个主轴线132，以及一垂直于主轴线132并位于最大宽度处的另一个轴线134。在图39所示的形状中，有两个这样的“另一”轴线。各种形状都具有沿主轴线相对的两个端部131。通常，孔穴被这样布置，使得其每个的横截面形状的主轴线垂直于该接合地面的装置的轮转运动的方向。
每一形状130都是一封闭的曲线，它包括相对的一对弧线133，以及在弧线133之间延伸的两过渡线135，以形成完整的封闭曲线。从各图中可以看出，过渡线135可以是直线或曲线。
各种形状130所具有的尺寸比为，沿主轴线132的尺寸相对于沿短轴线的尺寸的尺寸比最大为2∶1。在图35所示的形状中，该比值最好在1.4∶1至1.6∶1的范围内。
前面所述的各实施例都涉及车轮轮胎形式的接合地面的装置。本发明的接合地面的装置也适用于履带式车辆的一环形履带。下面将结合图40描述这样的一种接合地面的装置。
图40所示的接合地面的装置140包括一围绕着履带端轮143的环形带141。环形带141通过一个上支承轮145和多个间隔开的下支承轮147支承在两个端轮143之间。
环形带141是单件结构的，它包括一个由弹性材料，例如橡胶，制成的主体149。主体可配合有增强结构(未示出)。主体149的形状确定出多个间隔开的地面结合齿151。每一结合齿包括一延伸贯穿其中的环形孔穴153。如同结合轮胎所述的实施例那样，孔穴153具有这样的形状，使得它们在正常工作载荷作用下发生变形时，避免了或者说至少是阻止了在弹性变形的结合齿151中形成高度应力集中的区域。
尽管根据图40所示实施例的接合地面的装置是单件结构的，但它也可以是组装块结构的。图41和42所示的实施例就表示了这样的一种装置。在该实施例中，接合地面的装置160支承在一个柔性的环形带161上，环形带161具有一个外表面162。环形带161适合于安装成围绕着履带端轮(未示出)作循环运动。接合地面的装置160包括多个履带块163，它们的内表面164支承在环形带161的外表面162上。每一履带块163包括一可弹性变形的主体165。该主体具有设在其中的一个或多个孔穴。在这个实施例中，每一弹性变形体165具有三个孔穴，它们是一对第一孔穴167和一第二孔穴169。第一孔穴对167与其它履带块中的相同的这种孔穴一起构成了接合地面的装置中的第一组孔穴171。同样，第二孔穴169与其它履带块中的相应孔穴一起构成了接合地面的装置中的相对于第一组孔穴径向朝内间隔开的第二组孔穴172。
各个履带块是独立的，并且最好是通过适当的方式，例如通过粘接或通过可分离的固定装置，以可拆卸的方式固定在环形带161上。
从上文中显然可以看出，根据本发明各实施例的接合地面的装置，无论它们涉及轮胎或是环形履带，而且实际上无论它们是单件结构或是组合结构，都提供了一种简单然而高效的结构，以避免或者说至少是减少了在正常工作载荷下发生变形时，在该接合地面的装置中产生出不希望有的高度应力集中。这是通过适当选择该装置的弹性变形体中的孔穴的横截面形状而实现的，从而在正常工作载荷下发生变形时，孔穴形状变形为某些封闭曲线，这些封闭曲线不会产生出可能导致不希望的应力升高的曲率半径急变区，以及不会发生孔穴壁的局部相互接触。
应当理解，本发明的范围并非仅局限于各实施例所描述的范围。