CN108367632B - 用于保护轮胎侧壁的连续装置 - Google Patents

Abstract

一种用于预定用于支撑重型负载的车辆的轮胎(1)，该轮胎设有用于保护其侧壁(30)中的至少一个免受外部侵袭的保护装置(10)，该保护装置(10)被形成为位于当轮胎充气时的侧壁的轴向最外侧部分和胎面的轴向外边缘之间，该保护装置(10)由具有高度H并被设置成环绕整个轮胎的浮凸元件(100)形成，该轮胎如下，即，形成保护装置的浮凸元件包括一系列周向定向的部分和非周向定向并相对于所述周向定向的部分形成非零角度A的部分，这些部分彼此交替地设置，并且形成保护装置的该浮凸元件至少在周向定向的部分上包括用于形成部分(101、102)的切口，所述部分(101、102)当所述部分中的一个与外部障碍物相接触时能够进行摩擦接触。

Description

用于保护轮胎侧壁的连续装置

技术领域

本发明涉及重载车辆的轮胎，例如预定用于装配至重型车辆的轮胎。本发明更特别地涉及一种用于保护这些轮胎以免这些轮胎的侧壁受到潜在侵袭的装置。

背景技术

一种用于重型车辆的轮胎包括预定用于与安装轮辋相接触的胎圈、侧壁和胎冠。轮胎的胎冠包括在径向外侧在顶上设有胎面的增强件，所述胎面的被称为胎面表面的表面预定用于在车辆行驶期间与道路表面或地面接触。每个侧壁提供胎冠和胎圈之一之间的连接。

已知，用于重型车辆的轮胎、尤其是在劣质道路网络上使用的那些轮胎当在这些网络上行驶或操纵时可能经受侵袭。当在城镇周围驾驶时，这些相同的轮胎还可能与路缘石接触，所述路缘石在某些情况下可证明对轮胎的侧壁之一有害并且对轮胎的侧壁之一造成损坏。这些侵袭由留凹痕于轮胎的侧壁之一的障碍物造成。这些侵袭可能具有向胎体和胎冠增强件剧烈地加载的效果，并且甚至可能引起存在于胎体增强件的帘线之间的橡胶材料断裂，以及可能具有的所有可设想到的后果，尤其是轮胎压力的损失。

这些相同的侵袭在不在接触时引起破坏的情况下可能对轮胎承受反复弯曲应力的能力造成不利影响；这是材料在与障碍物接触的那一刻所经受的大的变形所引起的。

当在包括障碍物或各种物体的道路表面上行驶时，侧壁可能遭受来自这些障碍物或这些物体的侵袭。虽然大多数这样的侵袭对侧壁的机械完整性具有非常小的影响，但是高应力加载的侧壁中的断裂仍然可能发生。这对轮胎的寿命当然是非常不利的，因为侧壁经常是不可修复的，裂纹在增强侧壁的胎体增强件的帘线之间蔓延。

这个问题是已知的，并且已经提出了解决方案，但是似乎没有一种已知的解决方案是完全令人满意的。

特别地，申请WO2009/029088是已知的并且描述了一种用于全地形使用的轮胎，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倾斜的表面，所述倾斜的表面使得能够避免对外部物体的任何捕捉。花纹块被布置在至少两个与旋转轴线同心的圆中，并且被布置成交替地定位但不彼此接触。

特别地，申请US2013/0092308-A1是已知的，并且描述了一种轮胎，其侧壁设有处于侧壁上的多个浮凸隆起花纹，这些花纹具有实心形式并且被置于彼此相邻的两条周向线中，在每条线中具有足够的间隔，以使得一条线中的每个花纹部分地介于另一条线中的两个花纹之间并且可以自由地变形。

申请US 2013/075006 A1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气流的湍流以便减小滚动阻力的浮凸。

文档JP2006168499公开了一种轮胎，其包括形成轮胎的整圈的周向浮凸，该浮凸设有周向切口。

定义：

赤道中平面是垂直于旋转轴线并穿过轮胎的在径向上距离所述轴线最远的点的平面。

在本文中，径向方向是指垂直于轮胎的旋转轴线的任何方向。

横向或轴向方向是指与轮胎的旋转轴线平行的方向。

周向方向是指与以旋转轴线为中心的任何圆相切的方向。该方向与轴向方向和径向方向二者都垂直。

发明内容

本发明试图提供一种轮胎，当该轮胎被驱动时，所述轮胎的至少一个侧壁在该侧壁与障碍物相接触时被保护以免受到外部侵袭。该接触可能导致非常剧烈的载荷，所述非常剧烈的载荷的一个分量指向朝向轮胎的内部空腔的内侧的方向，而另一分量指向周向方向。

本发明的一个主题是用于预定用于承受重型负载的车辆的轮胎，该轮胎包括胎体增强件、胎冠部分，所述胎冠部分包括预定用于在行驶期间与道路表面相接触的胎面，该胎冠部分包括胎冠增强件，其在每一侧由侧壁延伸，所述侧壁由预定用于与安装轮辋相接触的胎圈延伸。该轮胎设有用于保护其侧壁中的至少一个免受外部侵袭的装置，该保护装置被形成为位于当轮胎充气时的侧壁的轴向最外侧部分和胎面的轴向外边缘之间，该保护装置由具有高度H的配置成形成轮胎的整圈的浮凸元件形成。

该轮胎如下，即，形成保护装置的浮凸元件包括一系列周向定向的部分和一系列非周向定向并且相对于周向定向的部分形成非零角度A的部分，这些部分被布置成使得它们彼此交替。此外，形成保护装置的浮凸元件至少在周向定向的部分上包括形成相互面对的部分的切口，这些相互面对的部分当所述部分中的一个与外部障碍物相接触时能够彼此摩擦接触，从而降低侧壁撕裂的风险。

借助于这种结构，能够吸收在与外部物体相接触时产生的能量中的大部分，并且因此减少可能影响侧壁的抵抗力的能量，同时充分地巩固形成所述装置的浮凸元件。

在实施例的一备选形式中，在保护装置上形成的切口围绕整个轮胎连续。

在实施例的另一备选形式中，浮凸元件的主要部分之间的切口是不连续的，以使得在非周向定向的部分之间存在材料桥，这些桥的存在允许保护装置的刚度得以调适。

为了最好地调整保护装置以适应行驶条件和各种类型的障碍物，有利的是，保护装置的每个浮凸元件的部分都包括增大分离区域中的摩擦力的几何形状。

调整滑动摩擦力的一个方式是在形成分离区域的相互面对的壁上形成包括起伏或之字形的几何形状或任何其它的几何形状。

调整滑动摩擦力的另一方式是在每个浮凸元件的相互面对的壁上形成合适的粗糙度，这些壁限定切口。

优选地，将保护装置的浮凸元件的两个主要部分分离的分离表面在至少等于浮凸元件的高度的80％的高度上延伸。

优选地，在周向定向的部分和非周向定向的部分之间形成的角度A至少等于15度。

附图说明

图1示意性地显示了根据现有技术的包括侧壁保护装置的轮胎的一部分的立体图；

图2描绘了图1所示的装置的浮凸元件在平面II-II上的横截面视图；

图3显示了图2所示的在行驶期间承受障碍物的作用的浮凸元件的截面图；

图4显示了本发明的实施例的备选形式；

图5显示了本发明的实施例的另一备选形式。

具体实施方式

为了使附图更易于理解，在本发明的实施例的备选形式的描述中已使用相同的附图标记，其中这些附图标记指代无论是在结构上还是在功能上属于相同种类的元件。

图1描绘了根据现有技术、特别是根据文档JP2006168499包括侧壁保护装置的轮胎1的一部分的立体图。所示轮胎1包括在每一侧由侧壁30延伸的胎冠部分20，这些侧壁30连接至预定用于与轮胎安装轮辋(这里未描绘出)相接触的胎圈40。

轮胎1通过由多个增强部构成的胎体增强件31来增强。在该实例中，这些增强部在每个胎圈40中被锚固在胎圈增强件41上，并且从胎圈经由侧壁和胎冠部分20延伸至胎圈。

在所描述的实例中，仅仅预定用于定位成从轮胎安装于其上的车辆的外部可见的侧壁30设有保护所述侧壁的保护装置10。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在胎体增强件30的径向外侧包括胎冠增强件22，并且在径向外侧包括胎面21，胎面21的一表面预定用于充当胎面表面200。

在侧壁30上可以看到保护装置10，所述保护装置10针对外部侵袭提供保护，所述外部侵袭可能由轮胎的外部侧壁在行驶期间所接触的障碍物引起。

该保护装置10由附接至侧壁30的浮凸元件100构成，该浮凸元件100被布置成沿着周向方向(在图1中由箭头C表示)延伸。当轮胎安装在其安装轮辋上并充气至其工作压力时，保护装置的浮凸元件位于胎冠部分的一个轴向端部和侧壁的轴向最外侧的那些点之间。沿着单个周向线的这种布置当然可以由包括另一周向连续的浮凸元件的另一周向线来补充。

浮凸元件100由两个相互面对的部分101、102形成，这些相互面对的部分沿着分离区域13至少部分地彼此分开，所述分离区域13的平均宽度在该实例中等于1mm。此外，每个相互面对的部分101、102能够与同一浮凸元件的另一部分相接触，以便至少部分地关闭处于所述两个相互面对的部分之间的分离区域13，以便当所述部分中的一个与外部障碍物相接触时产生一个部分相对另一个部分的滑动摩擦(力)，从而降低侧壁撕裂的风险。

图2描绘了图1所示的浮凸元件100在平面II-II上的横截面视图。在该横截面中可以看到由分离区域13分离的浮凸元件100的两个部分101、102，这两个部分处于未加载状态。该浮凸元件具有等于5mm的高度H，以及等于10mm的平均厚度E。

图3显示了图2所描绘的浮凸元件的当该元件与障碍物相接触时的截面图。在图3中由箭头F示意性地指示了该障碍物的作用(力)。所述障碍物施加应力载荷，所述应力载荷因为轮胎在该接触发生时旋转而具有其强度和方向可变的特定特征。在该应力载荷下，装置10的浮凸元件100的第一部分101弯曲并与第二部分102相接触，并且因此首先部分地关闭将这些相互面对的部分分离的分离区域13，此后，该第二部分102同样发生弯曲。最后，在第一部分和第二部分之间的接触区域中发生滑动，该滑动由该处产生的摩擦力调节。

借助于该机制，已经发现，能够在行驶期间与障碍物接触时限制侧壁中的胎体增强件的变形，根据本发明的保护装置吸收与障碍物的接触力中的大部分，并且以对胎体增强件的损害较小的方式重新分配这些接触力。

使用图1至图3描述的示例包括保护装置的每个元件的两个相互面对的部分，这些部分预定用于当与外部物体接触时彼此接触。

图4描绘了根据本发明的轮胎的实施例的一备选形式。根据实施例的该备选形式，保护装置由处于侧壁之一上的浮凸元件100形成，该浮凸元件周向连续并且具有由周向定向的具有平均长度Lc的部分100’和具有平均长度Lv的倾斜部分100”构成的几何形状。长度Lv小于长度Lc。

这些倾斜部分100”相对于由线CC’所指示的周向方向形成非零角度A。周向部分和倾斜部分被布置成使得它们彼此交替。浮凸元件100在其周向定向的部分100’中的每一个上包括在浮凸元件的整个高度上形成分离区域13的切口，每个分离区域13在周向定向的部分中将浮凸元件切割成两个子元件101、102。这些子元件101、102具有基本上相同的宽度。分离区域13在浮凸元件100的整个高度上延伸。

倾斜部分100”不具有切口，并且这总体上向保护装置赋予了刚性。

在未描绘的实施例的备选形式中，在预定用于通过摩擦接触协作的相互面对的部分之间形成的分离区域设有减小一个部分相对于另一个部分的相对运动的机械构件(措施)。这些构件(措施)可以包括之字形几何形状或者包括起伏的几何形状。

对于预定用于重型车辆的具有20英寸的座圈直径的轮胎，已经发现，保护装置的浮凸元件的尺寸优选如下：

-高度H至少等于2mm并且最多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。

在图5所示的实施例的另一备选形式中，所示保护装置由处于侧壁之一上的浮凸元件100形成，该浮凸元件周向连续并且具有由周向定向的具有平均长度Lc的部分100’和具有平均长度Lv的倾斜部分100”构成的几何形状。长度Lv约为长度Lc的25％。倾斜部分100”相对于由线CC’所指示的周向方向形成在该实例中等于45度的非零角度A。周向部分和倾斜部分被布置成使得它们彼此交替。浮凸元件100在其周向定向的部分中的每一个上并且在其倾斜部分中的每一个上包括在浮凸元件的整个高度上形成两个分离区域13’、13”的两个切口，各个分离区域将浮凸元件切割成三个子元件101、102、103。这些子元件101、102、103具有基本上相同的宽度。分离区域13’、13”在元件100的整个高度上延伸。

在该实例中，切口影响周向定向的部分和倾斜部分，由此当针对障碍物的外部应力载荷倾斜地定向并且不再仅仅沿着与周向方向垂直的方向定位时，确保整个保护装置具有较大的移动性(可动性)。

这里使用实施例的至少两个备选形式描述的本发明当然不仅限于实施例的这些形式，并且在不脱离由权利要求限定的范围的情况下可以进行各种修改，尤其是所描述的实施例的组合。特别地，本发明可适用于子午线轮胎或传统轮胎。

Claims (9)

1.用于预定用于承受重型负载的车辆的轮胎(1)，该轮胎包括胎体增强件、胎冠部分(20)，所述胎冠部分(20)包括预定用于在行驶期间与道路表面相接触的胎面，该胎冠部分包括胎冠增强件，其在每一侧由侧壁(30)延伸，这些侧壁自身由预定用于与安装轮辋相接触的胎圈延伸，该轮胎设有用于保护其侧壁(30)中的至少一个免受外部侵袭的保护装置(10)，该保护装置(10)被形成为位于当轮胎充气时的侧壁的轴向最外侧的部分和胎面的轴向外边缘之间，该保护装置(10)由待被保护的侧壁上的连续的浮凸元件(100)形成，该浮凸元件具有高度H并被配置为形成轮胎的整圈，该轮胎的特征在于，形成所述保护装置的所述连续的浮凸元件包括一系列周向定向的部分和一系列非周向定向并且相对于所述周向定向的部分形成非零角度A的部分，这些部分被布置成使得它们彼此交替，并且形成所述保护装置的所述浮凸元件至少在所述周向定向的部分上包括用于形成相互面对的部分(101、102)的切口，当这些相互面对的部分中的一个与外部障碍物相接触时，这些相互面对的部分能够进行摩擦接触，从而降低侧壁撕裂的风险。

2.根据权利要求1所述的轮胎(1)，其特征在于，在所述保护装置(10)上形成的所述切口(13)围绕整个轮胎连续。

3.根据权利要求1所述的轮胎(1)，其特征在于，在所述保护装置(10)上形成的所述切口(13)不连续，以使得在所述非周向定向的部分之间存在材料桥。

4.根据权利要求1至3之一所述的轮胎(1)，其特征在于，在所述保护装置(10)上形成的所述切口(13)的相互面对的壁包括增大分离区域中的摩擦力的几何形状。

5.根据权利要求4所述的轮胎(1)，其特征在于，限定形成于所述保护装置(10)上的所述切口(13)的相互面对的壁具有包括起伏或之字形的几何形状。

6.根据权利要求4所述的轮胎(1)，其特征在于，在所述保护装置(10)上形成的所述切口(13)在其相互面对的壁上具有适合的粗糙度。

7.根据权利要求1至3中的任一项所述的轮胎(1)，其特征在于，在所述保护装置(10)上形成的所述切口(13)在至少等于所述浮凸元件(100)的高度H的80％的高度上延伸。

8.根据权利要求1至3中的任一项所述的轮胎(1)，其特征在于，在周向定向的部分和非周向定向的部分之间形成的所述角度A至少等于15度。

9.根据权利要求1至3中的任一项所述的轮胎(1)，其特征在于，所述连续的浮凸元件(100)具有包括倾斜部分(100”)的几何形状，所述倾斜部分(100”)具有平均长度Lv，所述平均长度Lv小于周向定向的部分(100’)的长度Lc。

Images