CN101654043B - 用于车辆的轮胎 - Google Patents

Abstract

并不需要利用加压流体进行加压的用于车辆的轮胎(3)具有胎面(16)、两个侧壁(15)和连接于由弹性材料制造的轮辋(2)上的两个胎圈(8)，并且设置有至少一个与胎面相关联的管状增强主体(18)；所述侧壁中每一个包括相应的均质弹性环状膜(24)，其直母线与轮胎(3)的轴线(13)形成不同于90度的角度(A)；所述槽(22)通过多个径向通道(20、21)与轮胎内部相通。

Description

用于车辆的轮胎

技术领域

本发明涉及用于车辆的轮胎。 

背景技术

在通常用于车辆特别是用于机动车辆的轮胎领域中，已知的是产生具有呈Ω形状的径向半截面并且包括胎面和两个凸状侧壁的轮胎，其中每个侧壁终止于胎圈中，胎圈在使用中可以按齐平方式与相应辋的环状部分配合。当轮胎连接到辋上时，与辋自身一起限定一室，该室再次使用时充满着空气或者另一种加压流体。所述室中的流体的压力根据轮胎类型和假定轮胎自身可经受的应力状态确定。 

尽管这种已知轮胎得到普遍地使用，但它们受某些缺点困扰。首先，特别地由于它们的形状以及它们被加压，它们具有由高水平的滞后所引起的高水平的滚动阻力，其中在使用时导致轮胎受到加热并且轮胎自身的效率和可靠性无法控制地变化。 

此外，由于需要符合马路抓持力的特定要求，包括当水存在于路面上时，胎面带有凹槽以便形成多个通道，这些通道垂直于车辆行进方向，并且自从打开至轮胎外部开始，排放存在于轮胎/路面的界面区域中的水。尽管一方面横向通道的存在可以增加在湿状态下的道路抓持力，但另一方面其为令人讨厌的噪声排放源。因此，胎面上的这些横向通道的类型、尺寸和分布始终是各种要求的折中方案。 

此外，已知的轮胎需要定期检查充气压力，该充气压力在经过一个时期之后由于不可避免的渗漏而改变，并且如果轮胎被刺穿还需要更换。 

最后，这种已知的轮胎决定了辋的几何形状必须具有没有孔的周向管状部分，以便限定用于加压流体的室，并且必须容许安装充气阀。为此，在已知的解决方案中，轮/辋组件具有比较高的重量，其产生不可避免的惯性力，该惯性力如所知既影响加速又影响制动。 

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种用于车辆的轮胎，其使得可以简单经济地解决上述问题，并且特别是使得可以在其所用的任意情况中获得高水平的乘座舒适性。 

根据本发明，提供了用于车辆的轮胎，其具有对称轴线并且包括：胎面，该胎面包括多个外部圆周槽；两个侧壁；连接于由弹性材料制造的轮辋上的两个胎圈；和至少一个管状增强主体，该至少一个管状增强主体与所述轴线同轴，由所述胎面包围，并且在所述侧壁之间延伸；所述侧壁中每一个包括相应的弹性环状膜及直母线，该母线与轮胎的轴线形成不同于90度的角度，所述外部圆周槽通过多个径向通道与轮胎内部相通。 

所述槽通过多个径向通道与轮胎内部相通。 

优选地，所述管状主体具有横向通孔，并且所述管状主体的通孔有利于限定部分所述通道。 

本发明还公开了一种用于车辆的轮辋，其包括：内侧部分，两个从所述内侧部分突出并支承着相应座以便调节相应胎圈的径向环状部分，以及壁，壁与根据前述任一权利要求生产的轮胎的轴线同轴地在所述径向环状部分之间延伸，并且在使用时朝向所述轮胎，所述壁包括多个永久开通的通孔。 

附图说明

现在将参考附图描述本发明，附图示出了本发明的一些非限制性实施例，其中： 

图1是根据本发明的指示生产的轮胎的一个优选实施例的主视图； 

图2是为安装在轮辋上的轮胎根据图1中的线II-II的半剖视图； 

图3是类似于图2的图且是图1中的轮胎的一部分的变型的示意图； 

图4是图2和3的细部的一个变型的示意图； 

图5是显示了具有不同应力的区域的轮胎的示意图； 

图6是图2和3的一些细部的一种变型的示意图； 

图7是设置于一种经过变形的情况中的图4的细部另一种变型的示意图； 

图8是以两个不同的功能情况的图7的细部的示意图；以及 

图9和10是图7的细部的两种不同变型的示意图。 

具体实施方式

在图1中，1总体上指示了用于车辆特别是机动车辆(未示出)的车轮装置，包括轮辋2(图2和3)和安装在轮辋2本身上的轮胎3。 

轮辋2包括中心附连部分5和两个从部分5突伸并支承着相应座7的径向环状 法兰6，其中每个座7容纳着轮胎3的相应胎圈8。胎圈8各具有其自己的锚定突起9，并通过相应的环状盘10与座7接合，其中环状盘10通过螺钉11连接到相应的法兰6。部分5包括圆柱形壁12，在朝向轮胎3的位置中，该圆柱形壁12与轮辋2的轴线13同轴地延伸，以便将法兰6彼此连接，并且设置有多个永久地开通的通孔14，其中只有一个可以在图2和3中看到。 

轮胎3能够支承由轮辋2传递的负载而不需要利用空气或其它加压流体加压，其包括两个侧壁15，侧壁15首先连接至胎圈8其次连接至胎面16。胎圈8、鞋底16和侧壁15由弹性材料制成，通过以下描述将显而易见。 

轮胎3还包括同质的管状增强主体18(图2和3)，其与轴线13同轴地延伸，并且由不同于所述弹性材料的材料制成，并且优选地由热塑性或热固性类型的谐和的钢或纤维增强塑料材料制成。还如图2和3中所示，管状主体18的平行于轴线13测量的尺寸基本上与沿相同方向测量的胎面16的尺寸相同，并且由两个圆柱形侧表面18a和18b径向地限定，这些侧表面18a和18b与轴线13同轴并具有母线，该母线为直线并彼此平行且平行于轴线13。根据图4中所示的变型，管状主体18为波状主体，带有多个圆周肋19，这些肋19彼此之间限定了多个圆周槽20。胎面16硫化于管状主体18的外表面上，因此管状主体18至少部分地嵌入胎面16自身的弹性材料中。胎面16设置有多个径向通孔20，其中每个与提供于管状主体18中的相应的通孔21连通。 

有利地，孔20和21沿圆周方向延长，并彼此对齐以便形成多圆周方向排的孔，这些孔沿轴向互相隔开。有利地，孔20通过只可透过水的材料20a封闭，并且有利地通过多孔材料封闭。 

胎面16通过产生仅多个圆周槽22而带有凹槽，通过胎面16的通孔20开入这些圆周槽22中。 

如图1中所示，特别是如图2和3中所示，每一个侧壁15包括带有直母线的相应的截头圆锥形的弹性环状膜24，母线与轴线13形成不同于90度的角度A，并且有利地可在75和85之间变化。沿图3中，膜24的母线朝向彼此并朝向胎面16会聚，会合于胎面16自身外部的未示出的一点，而在图2中，母线从轮辋2发散因此会合于轮胎3内部的点处。 

再次参看图2和3，膜24具有沿径向基本上不变的横截面，径向半截面基本上为矩形，并且，根据第一实施例，利用附图中未示出的纤维材料增强，以便为各向 异性。纤维材料的纤维被分布和定向成防止膜24在静负载之下局部变形，特别是在紧靠轮辋2下方的区域中。特别地，纤维被分布和定向成使得在施加负载的情况下拉应力存在于膜的不同点处，包含在二面体26内，二面体26与胎圈8相切，具有平行于轴线13的顶，并且在使用时设置于轴线13自身下方，如图5中所示。用这种方法，膜24的包含在二面体26内的部分A(图5)就在管状主体18的相应部分和轮辋2之间受到拉伸，而膜的位于二面体26下方的部分B实际上并不遭受拉应力，因此能在由轮辋2传递的负载的作用下自由地变形。由于部分B的变形，所以轮胎的位于二面体26下方部分的曲率半径会增加，在经过轴线13的垂直平面处趋向于无穷大(图5)。轮胎的经受拉应力的部分即包含在二面体26内的部分支承着负载，因而保证令人满意的乘座舒适性需要的弹性。换句话说，在车轮装置1中，如已知向轮胎传递负载的轮辋2从膜24的部分A悬挂出，由此“释放”部分B。 

图6中所示的变型涉及一轮胎30，轮胎30不同于轮胎3之处仅在于膜24是由各向同性的和均质的弹性材料制成。有利地，膜24由经过处理以便承受大气因素的聚丁二烯橡胶或聚异戊二烯橡胶制成，或者当甲基被乙烯基或酚基取代时，由二甲基甲硅烷醇和衍生物的缩聚物制成。在静止时，即在非变形状态中，每一个膜24的径向尺寸小于胎面16和相应胎圈8之间的径向距离。当连接到胎面和相应胎圈8上时，每个膜24被沿径向拉伸，以便使得在轮胎静止即缺少外部应力的状态中，其被完全地预拉伸。膜24的预拉伸的水平根据作用于轮胎上的负载选择，并且在所有情况下都使得在使用时，即当轮胎处于负载状态时，膜24的部分B仍具有残余的牵引负载。用这种方法，膜24的母线实际上始终保持直线，包括在经过轮胎轴线的垂直平面上。 

为了避免在骤加应力的情况下膜24变形过大，例如当轮遇到″台阶″时，轮辋包括一个由弹性材料制成的环状部分31(图6)，环状部分31在使用时被与轮辋的轴线同轴地设置并且朝向主体18，以便在极限条件之下构成主体18自身的支承件或者止动器。部分31由轮辋的金属部分32支承，该部分32由多个轮辐33支承。 

图7和8部分地示出了管状增强主体35，其始终与胎面16相关联，具有基本上与胎面16的平行于轴线13测量的尺寸相同的沿相同方向测量的尺寸，并且不同于增强主体18之处在于其具有对应力的预定分化阻力，即阻力取决于其遭受的应力。特别地，管状主体35包括连续的外部环状带36和由带36自身支承的多个块37。带36为柔性并且可承受作用于增强主体35上的圆周张力作用，并且优选地包 括由弹性材料构成的部分38和多个增强丝或者纤维39，丝或纤维39可以或者可以不经过编织嵌入弹性材料部分38中。带36沿着胎面16的整个宽度延伸，整体地连接至胎面16自身，例如利用硫化作用或胶合连接，或者采用可使得其可拆除或分离的方式，以便容许在胎面16到达极限磨损值时单独更换胎面16。根据一种变型，带36并不具有弹性材料部分38，并且仅包括编织的丝或条。 

再次参看图7和8，带36支承着块37，块37通过硫化或仅仅通过胶合整体地连接至带36，伸向轮胎3的内部，并且可产生抵抗在轮胎3转动期间作用于增强主体35上的圆周压缩作用的作用。块37可如图7和8中所示由实心主体构成，或者如图9和10中所示由空心主体构成，彼此邻接并对齐以便限定块的多个轴向排41，即平行于轮胎的轴线13的多个轴向排41，以及块的多个圆周排42。在所示的实例中，块37具有彼此相同的尺寸和几何形状，并且各具有带四边形基座在截头圆锥形的形式，基座有利地为较大边平行于轴线13的矩形。块37朝向轮胎3的内部渐缩并且各具有相应的较大基座，该基座朝向带36并且利用相应的柔性连接部分43连接到相邻块37的较大基座(图8和9)。连接部分43限定了相应的实际铰链44，铰链44将每个块37铰接在与其相邻的块上。在图9和10中所示的实施例中，块37与柔性连接部分43一起构成了整个制做的柔性热塑性材料细胞状主体45的部分，主体45有利地由聚丙烯或者聚酰胺材料制做。可选地，块37为由塑料或弹性材料制造的实心主体，并且彼此连接以便限定单块整体。在两种情况中，块37的形状都使得如果轮胎3无载，则其侧壁46仅仅彼此相邻，或者被彼此压紧以便限定预加载增强主体。 

在使用时，当轮辋2传递负载至轮胎3时，增强主体35的各个部分根据它们相对于与车轮装置1的支承表面的接触面积占据的位置而作用不同。特别地，在车轮装置支承表面的接触面积中，由于被传递至胎面16的负载，块37绕着枢轴的相应轴线处于相反方向相对于彼此转动(如图8a中所示)，并且在彼此之间限定了相应的V形槽口49，该槽口49朝向轮胎3的内部加宽，而在所述接触面积的左右的区域中，它们被彼此压紧(如图8b中所示)，以便承受通过轮辋2传递至轮胎3的负载。 

当车轮装置遇到标为50的“台阶”时(图7)，或者当集中负载从外部施加于其上时，如图7中所示，实际的铰链44对增强主体朝向轮胎2内部的偏转施加最小阻力，以便使得各个块37彼此沿相反方向转动，因而彼此逐渐地按照其与台阶50 的距离成比例隔开，如图7中所示。在这种情况下，另外，位置靠近台阶50的块37在彼此之间限定了一组V形槽口49，再次可从图7看到，其加宽情况可变，并且在台阶50处到达最大值，并且值随着与台阶50自身的距离增加而逐渐减少。 

为了限制块37的转动，尤其在有突出的台阶的情况下，部分43被增强部分52取代，如图10中所示。每个部分52包括实心胎圈52a，相应块37的弹性侧壁46整体地从该胎圈52a延伸。用这种方法，在图9的解决方案中设置在两个相邻块37之间的实际的铰链44就被两个实际的铰链53和54取代，它们各由与胎圈53相邻的相应块37的壁的一段限定。相对于铰链44，铰链53和54因此朝向块37的自由端移动，以便使得除了块37的预定转动角度之外，实心胎圈52a施加反对使块37转动打开的转矩，因而限制增强主体35的变形和胎面16朝向轮胎3内部的变形。 

通过前面的描述应当清楚，与已知解决方案相比，所述的车轮装置1首先并不需要加压，从而解决了与空气或另一种加压流体的存在相关联的所有功能和维护问题。 

此外，再次与已知解决方案相比，所述的轮胎3、30保证了当加载时的最佳弹性和可变形性，并且同时保证了滞后减少。这些特定特征部分地得自膜24的存在，并且部分地得自增强主体18和37的设计特性。在主体37的情况下，特别是很明显，带36和块37容许轮胎适于不同的负载情况和在滚动期间遇到的障碍物，从而发生不同的变形，并且根据其经受的按照受控方式相适应。因此，即使在存在相当大的障碍物的情况下，轮胎仍能获得流动性能，因此在任意情况中获得高水平的乘座舒适性，具有相同的道路保持状态。 

此外，没有加压流体使得可以提供通孔，通孔既通过胎面16和管状增强主体18和35，又通过轮辋2，特别是通过轮辋的在已知解决方案中与轮胎一起限定了压力室的壁。实际上，在增强主体35的特定情况中，很明显，可通过除去一个或多个块37或通过较小的基座或块37自身的侧壁而获得通孔。 

通过胎面和管状增强主体18提供的通道用于双重用途。首先，实际上，它们容许通过轮辋2中的孔14向轮胎内部单独排放存在于胎面/路面界面中的水，以及从那里向外部排放。因此，穿过胎面16和增强主体18的通道20和21的存在在胎面16自身的成槽方面提供了更大的自由度，因为其避免了产生常规的横向通道来侧向排放水，它们在已知的解决方案中是必需的以便获得所需的在路面上的抓持力，但是却是不需要的声波发射源。此外，通道20和21的存在使得可以减小和控制使用 轮胎的温度同时轮胎自身的效率和可靠性明显增加。为多孔材料提供对孔20的封闭防止了实心主体如石头、砂砾和/或沙子进入轮胎中。 

不用必须提供用于加压流体的室还增加了轮辋2的设计和生产的自由度，它们因此可具有现在使用的轮胎类型并不容许的形式和几何形状。最后，轮辋的形式的更大自由度包括大大减少车轮装置的重量以及进一步减少车轮装置自身的滞后。 

通过前面的描述应当清楚，可以对所述车轮装置1做出并不背离权利要求的保护范围的改型和变型。特别是，可以提供不同的方法来将胎圈8连接至轮辋2，并且另外的管状主体可以设置在主体18、35的内部或外部与主体18、35自身接触或者与主体18、35自身隔开。 

此外，轮辋可以省去孔14，并且可以包括例如穿过法兰6的其它通孔。此外，孔20和21可以具有非常不同于实例中所示的尺寸和/或几何形状，特别是它们可以具有特别小的轴向尺寸，以防止外来主体进入轮胎中。 

最后，膜24可以仅构成相应的侧壁15的中间或者尾部，或者它们可以具有沿径向可变的横截面。如果膜受到预拉伸，则当″静止″时，它们的径向尺寸小于胎圈和胎面之间的距离。 

此外，就主体35而言，很明显，块37可以具有不同于通过实例所述的形式和尺寸，并且块37的分布和定向也可以不同。特别是，可以提供多个连续的轴向块，它们并不平行于轴线13，沿着胎面的整个宽度延伸并且在彼此之间限定了相应的连续轴向槽口。此外，为了适应于胎面16的特定曲率，特别是在轮胎的肩部处，块37可以具有各个区域不同的高度，特别是可以在所述肩部附近具有减小的高度。 

Claims (10)

1.用于车辆的轮胎(3、30)，其具有对称轴线(13)并且包括：胎面(16)，该胎面(16)包括多个外部圆周槽(22)；两个侧壁(15)；连接于由弹性材料制造的轮辋(2)上的两个胎圈(8)；至少一个管状增强主体(18、35)，该至少一个管状增强主体与所述轴线(13)同轴，由所述胎面(16)包围，并且在所述侧壁(15)之间延伸；所述侧壁中每一个包括相应的弹性环状膜(24)及直母线，该母线与轮胎(3)的轴线(13)形成不同于90度的角度，其特征在于，所述外部圆周槽(22)通过多个径向通道(20、21)与轮胎内部相通。

2.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于所述管状增强主体(18、35)具有限定所述径向通道的侧向通孔(21)。

3.根据权利要求2所述的轮胎，其特征在于至少某些所述通孔(21)为沿圆周方向延长的孔。

4.根据权利要求2所述的轮胎，其特征在于至少某些所述通孔(21)沿圆周方向彼此对齐以便形成多圆周方向排的孔。

5.根据权利要求4所述的轮胎，其特征在于所述管状增强主体(18、35)包括至少一对沿轴向彼此隔开的所述圆周方向排的孔。

6.根据权利要求2所述的轮胎，其特征在于，所述胎面(16)包括多个限定部分所述通道的孔(20)；所述孔(20)设置成与穿过所述管状增强主体(18、35)的相等数量的所述侧向通孔(21)相对应。

7.根据权利要求6所述的轮胎，其特征在于，所述胎面(16)的多个限定部分所述通道的孔(20)利用透水的材料封闭，并且能够防止外来的主体进入轮胎中。

8.根据权利要求7所述的轮胎，其特征在于，所述透水的材料为多孔材料。

9.用于车辆的轮辋(2)，包括：内侧部分(5)，两个从所述内侧部分(5)突出并支承着相应座(7)以便调节相应胎圈(8)的径向环状部分(6)，以及壁(12)，壁(12)与根据前述任一权利要求生产的轮胎(3)的轴线(13)同轴地在所述径向环状部分(6)之间延伸，并且在使用时朝向所述轮胎(3)，其特征在于，所述壁(12)包括多个永久开通的通孔(14)。

10.根据权利要求9所述的轮辋，其特征在于，其包括与所述轴线(13)同轴以及由弹性材料制成的环状部分(31)；所述环状部分(31)限定了所述胎面(16)所用的径向支承止动器。

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