CN107074042A - 用于保护轮胎壁的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及包括延伸通过壁(30)的胎体增强层的轮胎(1)，所述轮胎(1)设有保护装置(10)以避免外部危害。所述保护装置(10)包括多个沿着周向方向设置的具有高度H的隆起元件(100)。所述轮胎(1)的特征在于，每个隆起元件(100)由至少两个部分(101、102)形成，所述部分被分隔区(103)至少部分地彼此分开，所述分隔区基本上沿着周向方向定向，并且各个部分(101、102)在所述部分之一接合外部障碍物时能够与同一隆起元件(100)的另一部分接合。

Description

用于保护轮胎壁的装置

技术领域

本发明涉及重型负载车辆的轮胎，例如预定用于装配至重载车辆的轮胎。本发明更特别地涉及一种用于保护这些轮胎以避免这些轮胎的侧壁承受潜在的侵袭的装置。

背景技术

用于重载车辆的轮胎包括预定用于接触安装轮辋的胎圈、侧壁和胎冠。轮胎的胎冠包括增强用的增强层，径向地在外侧、在所述增强层的顶上安装有胎面，所述胎面的被称为胎面表面的表面预定用于在车辆行驶时接触道路或者地面。每个侧壁提供胎冠和胎圈之一之间的连接。

已知，用于重载车辆的轮胎(特别是在质量差的道路网上使用的那些轮胎)当行驶或者操纵时可能经受侵袭。上述轮胎还可能当在城镇中行驶时接触路缘石，所述路缘石在某些情况下可能是有害的并且损坏侧壁之一。这些侵袭由障碍物压凹轮胎的侧壁之一导致。这些侵袭可能造成向胎体和胎冠增强层极端地加载应力的后果，或者甚至可能导致存在于胎体增强层的帘线之间的橡胶材料破损，这可能产生所有可想象到的后果，特别是胎压损失。

在接触时不引起破损的情况下，上述侵袭可能影响轮胎承受反复的弯曲载荷的能力；这是由于材料在与障碍物接触时所承受的高度变形。

当在包含障碍物或者各种物体的道路上行使时，可能发生，侧壁承受来自这些障碍物或者这些物体的外部侵袭。虽然大多数所述侵袭对侧壁的完整性具有小的影响，然而破损仍可能出现在承受载荷的侧壁中。当然，这非常不利于轮胎的使用寿命，因为侧壁通常不能修补，破损在增强侧壁的胎体增强层的帘线之间传播。

该问题是已知的并且已经提出了解决方案，但是看来已知方案中没有一个是完全令人满意的。

特别已知的是申请WO2009/029088，其描述了一种供所有地形使用的轮胎，该轮胎在其侧壁上设有保护性花纹块。这些保护性花纹块具有防止其在外部物体上剐破的倾斜表面。所述花纹块被设置在至少两个与旋转轴线同心的圆中，以使得其彼此交替地定位而不相互接触。

特别已知的是申请US2013/0092308-A1，其描述了一种其侧壁设有多个处于所述侧壁上的隆起花纹的轮胎，这些花纹具有实心的形状并且被置于彼此相邻的两条周向线中，其中这些花纹以足够的间距置于每条线上，以使得一条线上的各个花纹部分地介入另一条线上的两个花纹之间并且可以自由地变形。

申请US2013/075006A1描述了一种轮胎，其包括预定用于在行驶期间增大围绕轮胎的空气流动中的湍流以便减小滚动阻力的浮凸。

定义：

赤道中平面：所述赤道中平面是垂直于旋转轴线并且穿过轮胎的在径向上距离所述轴线最远的那些点的平面。

径向方向在本文件中被理解成是指垂直于轮胎的旋转轴线的任意方向。

横向方向或者轴向方向是指平行于轮胎的旋转轴线的方向。

周向方向是指与以旋转轴线为中心的任意圆相切的方向。该方向既垂直于轴向方向又垂直于径向方向。

发明内容

本发明意在提供一种轮胎，所述轮胎的至少一个侧壁被保护免遭由轮胎的侧壁之一在该轮胎行驶时在与障碍物接触时所承受的外部侵袭。该接触自身可能显现出极端负载，所述极端负载具有沿着指向轮胎的内部空穴的内侧的方向定向的分量和沿着周向方向定向的另一分量。

为此，本发明的一个主题是一种预定用于承载重型负载的车辆的轮胎，该轮胎包括具有增强件的胎体增强层，该轮胎包括胎冠部分，所述胎冠部分包括预定用于在行驶期间接触道路的胎面，该胎冠部分包括在每一侧通过侧壁延伸的胎冠增强层，这些侧壁自身通过预定用于接触安装轮辋的胎圈来延伸，该轮胎设有保护至少一个侧壁免遭外部侵袭的保护装置，该保护装置包括在待保护的侧壁上形成的多个隆起元件，具有高度H的该多个隆起元件沿着周向方向设置。该轮胎如下，即，每个隆起元件包括在周向方向上呈细长形的中间区域，该中间区域包括两个端部并且在其两个端部中的每一个处通过延伸部延伸，所述延伸部与所述隆起元件的细长的中间区域构成非零角度。此外，每个隆起元件由至少两个相向部分形成，这些相向部分沿着分隔区至少部分地彼此分离，该分隔区基本上沿着周向方向定向并且至少部分地延伸至各个延伸部中。此外，每个相向部分能够与同一隆起元件的另一部分接触，以便当所述部分之一接触外部障碍物时至少部分地关闭存在于所述两个相向部分之间的分隔区，从而通过一个部分抵靠另一部分的滑动来产生摩擦，其目的在于降低侧壁撕裂的风险。

根据一个有利的备选形式，所述装置的隆起元件的各个延伸部与周向方向构成至少等于40°的角度。

优选地，所述保护装置的隆起元件的预定用于彼此接触的部分由于材料桥的存在而彼此牢固地连接。

优选地，所述保护装置的隆起元件的各个部分具有高度和周向长度，将同一隆起元件的两个部分分开的分隔区至少等于各个部分的表面面积的50％，所述各个部分的表面面积等于其高度与沿着周向方向测得的其长度的乘积。

为了调整所述保护装置使其最佳地适应行驶条件和各类障碍物，有利地，所述保护装置的各个隆起元件的所述部分具有增大分隔区中的摩擦力的几何结构。

调整滑动摩擦力的一个方式是在形成分隔区的相向壁上形成包括起伏(部)或者Z字形(部)或者任何其他浮凸的几何结构。

增大滑动摩擦力的另一方式是在各个隆起元件的所述部分的相向壁上形成合适的粗糙度，这些壁限定分隔区。

优选地，将所述保护装置的隆起元件的两个部分分开的分隔表面在至少等于隆起元件的各个部分的高度的50％的高度上延伸。

更优选地，该高度至少等于隆起元件的各个部分的高度的80％。

对于一种预定用于重载车辆的具有等于20英寸的座直径的轮胎，已经发现，所述保护装置的隆起元件的尺寸优选如下：

–各个隆起元件的总体(也就是说包括各个端部处的延伸部)平均周向长度L至少等于20mm并且最多等于150mm，

–高度H至少等于2mm并且最多等于7mm(该高度更优选地还小于10mm)，

–厚度E至少等于高度H的0.5倍并且最多等于同一高度的3倍。

附图说明

图1描绘了一种包括根据本发明的第一备选形式的侧壁保护装置的轮胎的一部分的立体图；

图2描绘了图1中所示装置的隆起元件的II-II截面图；

图3显示了图2中所示的、在行驶期间承受障碍物的作用的隆起元件的截面图；

图4显示了根据本发明的第二备选形式的侧壁保护装置；

图5显示了根据本发明的第三备选形式的装置的隆起元件。

具体实施方式

为了使附图更易于读取，使用相同的附图标记来描述本发明的备选形式，其中这些附图标记指代其特性在结构上或者实际功能上相同的元件。

图1描绘了一种包括根据本发明的第一备选形式的侧壁保护装置的轮胎1的一部分的立体图。所示轮胎1包括在每一侧通过侧壁30延伸的胎冠部分20，这些侧壁30连接至胎圈40，所述胎圈40预定用于接触轮胎安装轮辋(此处未描绘)。

轮胎1通过由多个增强件组成的胎体增强层31增强。在该情况下，这些增强件在各个胎圈40中锚固到胎圈钢丝41上并且穿过侧壁和胎冠部分20地从胎圈延伸至胎圈。

在所描述的情况中，仅仅侧壁30预定用于定位成在设有用于保护所述侧壁的保护装置10的轮胎安装于其上的车辆的外侧可见。当然，本发明可以在同一轮胎的两个侧壁上实施。

胎冠部分20包括在径向上处于胎体增强层30外侧的胎冠增强层22以及在径向上处于外侧的胎面21，所述胎面21的一表面预定用于充当胎面表面200。

在侧壁30上可见防御外部侵袭的保护装置10，所述外部侵袭可能由轮胎的外侧壁在行驶期间接触的障碍物造成。

该装置10由多个固定至侧壁30的隆起元件100组成，这些隆起元件100在周向方向(在图1中通过箭头C标出)上彼此相邻地设置在单条线中。每个元件之间的周向距离是小的以便防止任何障碍物直接侵袭侧壁。保护装置的隆起元件位于胎冠部分的轴向端部和当轮胎被安装于其安装轮辋上并充气至其工作压力时侧壁的轴向最外侧点之间。这种在单条周向线中的设置当然可以由包括同类花纹的另一周向线来补充。

每个隆起元件100包括在周向方向上呈细长形的中间区域104。该中间区域104包括两个端部并且在其两个端部中的每一个处通过延伸部105延伸，所述延伸部105与隆起元件100的细长的中间区域104构成非零的平均角度，并且在该情况下(该例子中)，该角度基本上等于45°。

此外，每个隆起元件100由至少两个相向(面对)部分101、102形成，在所绘方案中，这些相向部分沿着平均宽度等于1mm的分隔区103至少部分地彼此分离。该分隔区在中间区域104中基本上沿着周向方向定向并且在每个延伸部105的整个长度上延伸。此外，每个相向部分102、103能够接触同一(相同)隆起元件的另一部分，以便在所述部分之一接触外部障碍物时至少部分地关闭存在于所述两个相向部分之间的分隔区103，从而通过一个部分在另一部分上的滑动来产生摩擦，其目的在于降低侧壁撕裂的风险。

使用相对于该中间区域成一角度的延伸部来延伸中间区域的有益之处在于，当由障碍物施加的力的作用线未严格地沿着径向方向时，其提高了所述装置的有效性。

根据一有利的备选形式，所述装置的隆起元件的每个延伸部与周向方向构成至少等于40°的角度。

图2描绘了图1中所示的隆起元件100的II-II截面图。该横截面显示了处于空载(未加载)状态的同一隆起元件100的两个部分101、102。该隆起元件具有等于5mm的高度H和等于100mm的总体周向长度L以及等于10mm的平均厚度E。

图3显示了图2中所描绘的隆起元件的在该元件与障碍物接触时的截面图。该障碍物的作用(力)在图3中通过箭头F示意性地绘出。因为轮胎在接触发生时旋转，所以障碍物施加具有在强度和方向上可变的特定特征的应力。在该应力的加载下，装置10的隆起元件100的第一部分101弯曲并接触第二部分102，并且因此首先部分地关闭处于这些相向部分之间的分隔区103，进而该第二部分102也(同样地)产生弯曲。最后，在所述第一部分和所述第二部分之间的接触区发生滑动，该滑动由该处产生的摩擦力来调整。

已经发现，借助于该机构能够在行驶期间在与障碍物接触时限制侧壁中的胎体增强层的变形，根据本发明的保护装置吸收了与障碍物的接触力的大部分并且使该接触力按照较小程度地不利于胎体增强层的方式重新分布。

图1至图3中所描绘的第一备选形式包括所述保护装置的每个元件的两个相向部分，这些部分预定用于在与外部物体接触时彼此接触。当然，完全能够形成用于同一元件的更多部分，这些部分预定用于彼此接触。

在未绘出的一备选形式中，预定用于通过摩擦接触来配合的相向部分的分隔区设有减小一个部分相对于另一部分的相对运动的器件。这些器件可以由Z字形形状或者包括起伏(部)的形状构成。

图4显示了根据本发明的第二备选形式的侧壁保护装置。在该备选形式中，侧壁保护装置10由在周向方向上成一系列的隆起元件100、100’形成，所述隆起元件100、100’全部具有相同的几何特征。每个元件100包括在周向方向上呈细长形的中间区域104。该中间区域104包括两个端部并且在其两个端部中的每一个处通过延伸部105延伸，所述延伸部105与隆起元件100的细长的中间区域104形成非零的平均角度A，并且在此特定情况中，该角度基本上等于45°。

此外，每个隆起元件100由至少两个相向部分101、102形成，在所绘方案中，这些相向部分沿着平均宽度等于1mm的分隔区103至少部分地彼此分离。该分隔区在中间区域104中基本上沿着周向方向定向并且仅仅在每个延伸部105的长度的一部分上延伸以便在相向部分101、102之间的位置留下材料桥106。每个相向部分102、103能够接触同一(相同)隆起元件的另一部分，以便在所述部分之一接触外部障碍物时至少部分地关闭分隔区103从而通过一个部分在另一部分上的滑动产生摩擦，其目的在于降低侧壁撕裂的风险。

在该备选形式中，元件100’相对于元件100反转(倒置)并且将元件100、100’分开的距离适合于防止任何障碍物在所述两个元件之间通过。

图5显示了根据本发明的第三备选形式的侧壁保护装置10，该装置包括多个可彼此相互作用的隆起元件100和100’。对每个元件100给出的描述与对元件100’给出的描述相同，除了元件100’相对于元件100处于反转(倒置)位置。

每个元件100包括在周向方向上细长的中间区域104，该中间区域104具有两个端部，所述两个端部各自设有延伸部105，每个延伸部105相对于中间区域104的方向形成等于45°的平均角度。每个元件100’包括在周向方向上细长的中间区域104’，该中间区域104’具有两个端部，所述两个端部各自设有延伸部105’，每个延伸部105’相对于中间区域104’的方向形成等于45°的平均角度。

在该第三备选形式中，每个隆起元件100(或者100’)包括被分隔区103(或者103’)分开的两个部分101、102(或者101’、102’)，所述分隔区在中间区域104’的整个长度上延伸并且仅仅部分地延伸至各个延伸部105’中。在该备选形式中，隆起元件100和隆起元件100’按照交替的方式设置并且按照使得元件100’(或者100)的延伸部定位于元件100(或者100’)的延伸部之间的方式设置。

如此，能够有效地封闭轮胎的整个周边。此外，根据该备选形式，当被障碍物侵袭时所述元件可以彼此接触。

此处通过许多备选形式来描述的本发明当然不仅仅限于这些示例，并且在不脱离由权利要求限定的范围的情况下可进行各种修改、特别是所述示例之间的组合。

Claims (10)

1.一种预定用于承载重型负载的车辆的轮胎(1)，该轮胎包括具有增强件的胎体增强层(31)，该轮胎包括胎冠部分(20)，所述胎冠部分(20)包括预定用于在行驶期间接触道路的胎面(21)，该胎冠部分包括在每一侧通过侧壁(30)延伸的胎冠增强层(22)，这些侧壁自身通过预定用于接触安装轮辋的胎圈(40)来延伸，该轮胎(1)设有保护至少一个侧壁(30)免遭外部侵袭的保护装置(10)，该保护装置(10)包括在待保护的侧壁上形成的多个隆起元件(100)，具有高度H的该多个隆起元件沿着周向方向设置，该轮胎(1)的特征在于，每个隆起元件(100)包括在周向方向上呈细长形的中间区域(104)，该中间区域包括两个端部并且在其两个端部中的每一个处通过延伸部(105)延伸，所述延伸部(105)与所述隆起元件的细长的中间区域构成非零角度，并且每个元件(100)由至少两个相向部分(101、102)形成，这些部分沿着分隔区(103)至少部分地彼此分离，该分隔区基本上沿着周向方向定向，并且每个部分(101、102)能够与同一隆起元件(100)的另一部分接触，以便当所述部分之一接触外部障碍物时至少部分地关闭存在于所述两个部分之间的分隔区(103)，从而通过一个部分抵靠另一部分的滑动来产生摩擦。

2.根据权利要求1所述的轮胎(1)，其特征在于，所述隆起元件(100)的延伸部(105)与周向方向的平均角度至少等于40°。

3.根据权利要求1或2所述的轮胎(1)，其特征在于，所述保护装置的隆起元件(100)的预定用于彼此接触的部分(101、102)通过材料桥(106)的存在而彼此牢固地连接。

4.根据权利要求1至3之一所述的轮胎(1)，其特征在于，所述保护装置的各个隆起元件具有高度H和周向长度L，将同一隆起元件的两个部分分开的分隔区(103)至少等于各个部分的表面面积的50％，所述各个部分的表面面积等于其高度与沿着周向方向测得的其长度的乘积。

5.根据权利要求1至4之一所述的轮胎(1)，其特征在于，所述保护装置的隆起元件的所述部分(101、102)具有增大所述分隔区中的摩擦力的几何结构。

6.根据权利要求4所述的轮胎(1)，其特征在于，所述分隔区(103)具有包括起伏或者Z字形的几何结构。

7.根据权利要求5或6所述的轮胎(1)，其特征在于，所述保护装置的隆起元件的所述部分(101、102)设有能够增大所述分隔区中的摩擦力的粗糙度。

8.根据权利要求1至7之一所述的轮胎(1)，其特征在于，所述分隔区(103)在至少等于隆起元件的各个部分的高度H的50％的高度上延伸。

9.根据权利要求1至7之一所述的轮胎(1)，其特征在于，所述分隔区(103)在至少等于隆起元件的各个部分的高度H的80％的高度上延伸。

10.根据权利要求1至8之一所述的轮胎(1)，其特征在于，对于直径等于或超过20英寸的轮胎来说，各个隆起元件的平均周向长度L至少等于20mm并且最多等于150mm，高度H至少等于2mm并且最多等于7mm，厚度E至少等于高度H的0.5倍并且最多等于同一高度的3倍。