SE467693B

SE467693B - Tyre for a vehicle wheel

Info

Publication number: SE467693B
Application number: SE9101886A
Authority: SE
Inventors: Pentti Kemppainen
Original assignee: Pentti Kemppainen
Priority date: 1991-06-18
Filing date: 1991-06-18
Publication date: 1992-08-31
Also published as: SE9101886L; SE9101886D0

Abstract

A tyre for a vehicle wheel comprises at least one liquid duct 12 extending inside the tread 10 of the tyre around the circumference of the tyre. The combined width of the ducts parallel with the axis of the tyre constitutes at least 25% of the width of the tread 10. Each duct has on one of its radially separated limit walls beads 7, which are distributed around the circumference of the tyre and with their top bear against or have a clearance 6 against the cross-sectional contour of the duct so that a liquid flow can be driven along the duct. The elastic deformation of the tyre in the region of the bearing contact of the tyre against the carriageway is arranged to bring the beads 7 into strong duct-screening contact with the duct walls in this region. <IMAGE>

Description

15 20 25 30 35 467 693 varandra. Löpbanan böjes kontinuerligt under däckets rull- ning vid de båda punkter där däcket träffar respektive släpper vägbanan. Böjningsarbetet framkallar upphettning inuti löpbanan och denna upphettning kan vara skadlig och medföra att slitskiktet lossnar från stommen. 15 20 25 30 35 467 693 each other. The tread is continuously bent during the rolling of the tire at the two points where the tire hits and releases the roadway, respectively. The bending work causes heating inside the treadmill and this heating can be harmful and cause the wear layer to come loose from the frame.

Den kända tekniken innefattar att däcket har vätskekanaler genom vilka vätska cirkuleras så att däckets temperatur utjämnas och däckets värmeöverskott kan kylas bort vid en lämplig del av kanalerna.The prior art comprises that the tire has fluid channels through which fluid is circulated so that the temperature of the tire is equalized and the excess heat of the tire can be cooled away at a suitable part of the channels.

Uppfinningen har till ändamål att anvisa en däckskonstruk- tion med inbyggda vätskekanaler. Ett ändamål är därvid att erbjuda ett däck med lågt deformationsmotstånd för löp- banan, dvs. god böjningsbeständighet för densamma. Ända- målet innefattar sålunda att frambringa ett däck vari kanalens utformning reducerar löpbanans eller däckets egen hårdhet. Ändamålet innefattar därvid även att er- bjuda en konstruktion som medger kanalen att sträcka sig helt runt däcket i dess omkretsriktning och samtidigt hindra vätskan i kanalen att fritt rotera däri. Ett ända- mål med uppfinningen är även att erbjuda möjligheten till en snabb värmeutjämning i löpbanan.The object of the invention is to provide a tire construction with built-in fluid channels. One purpose is to offer a tire with low deformation resistance for the tread, ie. good bending resistance for the same. The object thus comprises producing a tire in which the design of the channel reduces the tread of the tread or the tire itself. The purpose then also comprises offering a construction which allows the channel to extend completely around the tire in its circumferential direction and at the same time prevent the liquid in the channel from rotating freely therein. An object of the invention is also to offer the possibility of a rapid heat equalization in the running track.

Detta ändamål uppnås helt eller delvis med det däck som anges i det bilagda självständiga patentkravet.This object is achieved in whole or in part by the tire specified in the appended independent claim.

Utföringsformer av däck anges i de bilagda osjälvständiga patentkraven.Tire embodiments are set out in the appended dependent claims.

Genom att slitskiktet över en väsentlig del av löpbanans bredd, dvs. i området för kanalerna, saknar direkt för- bindning med innanförliggande delar av löpbanan eller däckstommen, reduceras löpbanans hårdhet väsentligt, dels på grund av att gummi ersatts med en vätska, dels på grund av att vätskan inte ger man 10 15 20 25 30 35 467 693 någon förbindning med radiellt närliggande löpbanskikt.By the wear layer over a significant part of the track width, ie. in the area of the ducts, lacks a direct connection with the inner parts of the tread or tire carcass, the hardness of the tread is significantly reduced, partly because rubber is replaced with a liquid, partly because the liquid is not given 10 15 20 25 30 35 467 693 any connection with radially adjacent tread layers.

Den hårdhetsreduktion som uppfinningen ger upphov till, leder till en mjukare gång för däcket och en större an- liggningsyta för däcket, och denna stegrade anliggnings- yta medger ett lägre yttryck för däcket och ett bättre väg- grepp för däcket, viket är av fördel speciellt vid driv- hjul på arbetsfordon.The hardness reduction which the invention gives rise to leads to a smoother ride for the tire and a larger abutment surface for the tire, and this increased abutment surface allows a lower surface pressure for the tire and a better road grip for the tire, which is advantageous especially for drive wheels on work vehicles.

Genom uppfinningen ökas däckets livslängd bl.a. genom att däckets benägenhet till stegrad hårdhet och sprick- bildning vid kyla, reduceras och genom att sprickbild- ning reduceras, varigenom även skadliga korrosionsan- grepp reduceras.The invention increases the service life of the tire, e.g. by reducing the tendency of the tire to increased hardness and cracking when cold, and by reducing cracking, thereby also reducing harmful corrosion attacks.

Genom att endera av kanalernas båda i däckets radialrikt- ning motstående väggar enligt uppfinningen har vulster som i tvärled fullständigt eller väsentligen täcker kanalernas bredd, varvid vulstens topp ligger an mot eller på ett litet avstånd från den närliggande kanalväggen, medges en viss vätskerörelse längs kanalen i utom i området för däckets anliggning mot vägbanan.By either of the two walls of the ducts opposing the radial direction of the tire according to the invention having beads which transversely completely or substantially cover the width of the ducts, the top of the bead abutting or at a small distance from the adjacent duct wall, a certain liquid movement is allowed along the duct in except in the area of the tire's abutment against the road surface.

I däckets anliggningsområde mot underlaget, komprimeras löpbanan så att vulsterna blockerar kanalen i dess genom- strömningsriktning varigenom alltså vätskan i kanalen hindras från att strömma i däckets rotationsriktning. Om emellertid trycket i en kammare som avgränsas av två när- liggande vulster, blir alltför högt, kan trycket avlastas i kanalens längdriktning mellan ena kanalväggen och någon av vulsttopparna.In the abutment area of the tire against the ground, the tread is compressed so that the beads block the channel in its flow direction, thus preventing the liquid in the channel from flowing in the direction of rotation of the tire. However, if the pressure in a chamber bounded by two adjacent beads becomes too high, the pressure can be relieved in the longitudinal direction of the channel between one of the channel walls and one of the bead tops.

Vätskan kan väljas för att vara en relativt god värme- ledare och därigenom effektivt fördela, eller bortleda värme så att värmefördelningen och kylningen blir lik- formig i däckets struktur. Vätskan som fyller kanalerna 10 15 20 25 30 35 467 693 är lämpligen vald för att vara inert, okänslig för före- .kommande omgivningstemperaturer och för att inte påverka kanalens omgivning.The liquid can be chosen to be a relatively good heat conductor and thereby efficiently distribute, or dissipate heat so that the heat distribution and cooling becomes uniform in the structure of the tire. The liquid which fills the channels 10 15 20 25 30 35 467 693 is suitably selected to be inert, insensitive to prevailing ambient temperatures and not to affect the environment of the channel.

Företrädesvis finns en ventilförsedd rörledning ansluten till kanalerna vid ett omkretsparti av däcket, varvid rörledningen ansluter till däckets utsida. Helst finns en motsvarande ventilförsedd rörledning ansluten till kana- lerna vid ett i omkretsled åtskilt ställe, exempelvis ett diametralt motsatt ställe av däcket så att främmande fluid såsom luft eller dylikt kan avtappas genom den övre rörledningen när önskat vätska ifylles kanalerna via den undre rörledningen. Eventuellt kan en rörledning' ansluta till samtliga kanaler i däcket. Alternativt kan varje kanal ha en separat rörledning med ventil. Ventiler- na kan vara infällda i däcket.Preferably, a valve-provided pipeline is connected to the channels at a circumferential portion of the tire, the pipeline connecting to the outside of the tire. Preferably, a corresponding valveed pipeline is connected to the ducts at a circumferentially spaced location, for example a diametrically opposite location of the deck so that foreign fluid such as air or the like can be drained through the upper pipeline when desired liquid is filled into the ducts via the lower pipeline. Optionally, a 'pipeline' can connect to all ducts in the deck. Alternatively, each duct may have a separate pipeline with valve. The valves can be recessed in the tire.

De områden av däckets löpbana som ligger över kanalerna, dvs. däckets slitskikt, är relativt tunna och bäres en- dast av vulsterna och fluiden i kanalerna. Slitskiktet kan därför böjas med relativt ringa deformationsarbete.The areas of the tire tread that lie over the ducts, ie. the wear layer of the tire, is relatively thin and is carried only by the beads and fluid in the channels. The wear layer can therefore be bent with relatively little deformation work.

Deformationsarbetet för däcket vid rullning reduceras därvid i proportion till cirka den totala kanalbreddens andel av slitbanans bredd. Slitskiktets omkretsdel som ligger i kontakt med vägbanan förlänges tack vare kanaler- na varigenom däcket får en större yta i kontakt med väg- banan.The deformation work for the tire during rolling is thereby reduced in proportion to approximately the total channel width's share of the tread width. The circumferential part of the wear layer which is in contact with the road surface is extended thanks to the channels, whereby the tire has a larger surface in contact with the road surface.

De kamrar som bildas i kanalen mellan vulsterna har lämp- ligen ett längd:breddförhållande i området 3:1 till 1:3 varvid förhållandet helst uppgår till ca 5:3. I en ut- föringsform under utprovning är kammarens längd 7,5 cm och är kammarens bredd (dvs. kanalens bredd) 4,5 cm.The chambers formed in the channel between the beads suitably have a length: width ratio in the range 3: 1 to 1: 3, the ratio preferably amounting to about 5: 3. In one embodiment under test, the length of the chamber is 7.5 cm and the width of the chamber (ie the width of the channel) is 4.5 cm.

Förhållandet kanalhöjden till kanalbredden kan vara i området 1:20 till 2:1, exempelvis ca 3:5. Kanalhöjden kan i vissa utföringsformer ligga i området 0,5 - 3 cm, exempelvis ca l cm. 10 15 20 25 30 35 4:- ox ~<| - n *o ou Uppfinningen kommer i det följande att beskrivas i exempel- form med hänvisning till den bilagda ritningen.The ratio of the channel height to the channel width can be in the range 1:20 to 2: 1, for example about 3: 5. The channel height can in some embodiments be in the range 0.5 - 3 cm, for example about 1 cm. 10 15 20 25 30 35 4: - ox ~ <| The invention will in the following be described by way of example with reference to the accompanying drawing.

Fig. l visar schematiskt ena halvan av ett diametralt snitt genom ett däck enligt uppfinningen.Fig. 1 schematically shows one half of a diametrical section through a tire according to the invention.

Fig. 2 visar en sektion tagen utmed linje II-II i fig. 1.Fig. 2 shows a section taken along line II-II in Fig. 1.

Fig. 3 visar en sektion tagen utmed linje III-III i fig. 1.Fig. 3 shows a section taken along line III-III in Fig. 1.

Fig. 1 visar endast ena halvan av ett diametralt snitt, men den icke visade halvan kan anses vara identisk med den visade.Fig. 1 shows only one half of a diametrical section, but the half not shown can be considered identical to the one shown.

Sektionerna II och III i fig. 1 är egentligen krökta ut- med däckets omkrets, men visas för enkelhets skull ut- rätade på fig. 2 och 3.Sections II and III in Fig. 1 are actually curved along the circumference of the tire, but are shown straightened out in Figs. 2 and 3 for the sake of simplicity.

På fig. 1 kan man se att däcket är uppbyggt på en stomme 2 omfattande en löpbanedel 21 och däckssidor 22. Ett slit- skikt l är fäst på stomdelen 21 i runtomgående områden 3 (fig. 3) exempelvis med samma teknik som utnyttjas vid däckregummering eller vid nytillverkning av däck.In Fig. 1 it can be seen that the tire is built on a body 2 comprising a tread part 21 and tire sides 22. A wear layer 1 is attached to the body part 21 in circumferential areas 3 (Fig. 3), for example with the same technique used in tire retreading. or in the case of new production of tires.

I de runtomgående områdena 4 mellan områdena 3 före- kommer ingen förbindelse mellan skiktet l och stommen 2.In the circumferential areas 4 between the areas 3, there is no connection between the layer 1 and the body 2.

I dessa områden 4 är skiktet l på sin insida försett med ett flertal runt däckets omkrets fördelade vulster 7 mellan vilka kamrar 5 är bildade. Mellan stommen 21 och vulsternas 7 toppar bildas spalter 6, varvid kamrarna 5 kommunicerar via spalterna 6 utom i det område där däcket ligger an mot underlaget.In these areas 4 the layer 1 is provided on its inside with a plurality of beads 7 distributed around the circumference of the tire between which chambers 5 are formed. Between the body 21 and the tops of the beads 7, gaps 6 are formed, the chambers 5 communicating via the gaps 6 except in the area where the tire abuts the ground.

I däckets anliggningsområde mot underlager pressas spal- terna ihop dvs. bringas vulsternas 7 toppar i kontakt med stommen 21, varigenom de annars av kamrarna 5 och spalterna 6 definierade kanalerna 12 avskärmas så att fluiden i dessa kanaler/kamrar väsentligen följer däcket i dess rotation och hindras från att strömma genom kanalen 10 15 20 25 30 35 467 695 med slitbanans hastighet.In the bearing area of the tire against the base, the columns are compressed, ie. the tops of the beads 7 are brought into contact with the body 21, whereby the channels 12 otherwise defined by the chambers 5 and gaps 6 are shielded so that the fluid in these channels / chambers substantially follows the tire in its rotation and is prevented from flowing through the channel 10. 467 695 with tread speed.

En rörledning 8 skall sträcka sig mellan kanalen 12 och däckets utsida. Lednignen 8 är föredd med en ventil 9 som medger fyllning eller avtappning av vätska från kanalen 12. Vardera kanalen 12 kan vara försedd med en andra rörledning med ventil motsvarande ledningen 8 med ventilen 9, i en annan omkrtsposition, exempelvis i en diametralt motsatt position. Vätskan i de av kamrarna 5- och spalterna 6 bildade kanalerna 12 kan vara en frys- skyddad inert vätska. Ventilerna 9 kan vara infällda i däckssidan.A pipeline 8 shall extend between the duct 12 and the outside of the tire. The conduit 8 is provided with a valve 9 which allows filling or draining of liquid from the channel 12. Each channel 12 may be provided with a second pipeline with valve corresponding to the conduit 8 with the valve 9, in a different circumferential position, for example in a diametrically opposite position. The liquid in the channels 12 formed by the chambers 5 and gaps 6 can be a frost-protected inert liquid. The valves 9 can be recessed in the tire side.

Däcket är normalt avsett att fyllas med luft eller någon annan lämplig gas innanför stommen 2, och kanalerna 12 är åtskilda från det inre av stommen 2.The tire is normally intended to be filled with air or some other suitable gas inside the body 2, and the ducts 12 are separated from the interior of the body 2.

Vulsterna 7 kan ha formen av klotsar vilka är godsfasta med åtminstone kanalens 12 radiellt yttre vägg och lämp- ligen även kanalens båda sidoväggar.The beads 7 may be in the form of blocks which are fixed to the goods with at least the radially outer wall of the channel 12 and suitably also the two side walls of the channel.

Kanaler ll som kan vara bildade av i slitskiktet inlagda rörstycken kan sätta närliggande kamrar 5 i strömnings- förbindelse med varandra. Dessa kanaler kan placeras för att ge löpytan en önskad mjukhetsgrad. Kanalerna kan innehålla ventiler 42, som exempelvis styr genomström- ningsriktningen till en riktning motsatt den avsedda.rull- ningsriktningen för däcket. Kanalerna ll kan vara anord- nade att slutas genom deformation i däckets anliggnings- område mot underlaget. Ventilerna kan vara anordnade att öppna då vätsketrycket stigit till en bestämd nivå. Kana- lerna ll kan bilda tömningsmotstànd, som upprätthåller trycket i kammaren, vid höga varvtal för däcket. Ventiler- na kan upprätthålla trycket vid en bestämd nivå vid låga varvtal för däcket.Channels 11 which may be formed by pipe pieces inserted in the wear layer may put adjacent chambers 5 in flow communication with each other. These channels can be placed to give the running surface a desired degree of softness. The ducts may contain valves 42, which, for example, control the flow direction to a direction opposite to the intended rolling direction of the tire. The ducts 11 may be arranged to be closed by deformation in the abutment area of the tire against the ground. The valves can be arranged to open when the liquid pressure has risen to a certain level. The ducts 11 can form discharge resistance, which maintains the pressure in the chamber, at high speeds for the tire. The valves can maintain the pressure at a certain level at low speeds for the tire.

Claims

10 15 20 25 30 35 467 695 Patent claims

A tire for a vehicle wheel, comprising at least one fluid passage (12) extending within the tread of the tire (10) around the tire, the total width of the channels parallel to the axis of the tire constituting at least 25% of the width of the tread (10), each channel (12) on one of its radially spaced boundary features characterized in that ning walls have beads (7) distributed around the circumference of the tire which divide the channel into successive chambers and with their tops are located in contact with or have a small clearance (6 ) against the radially opposite boundary wall of the channel, the tops of the beads in the event of elastic deformation of the tire in the area of its abutment against the ground initially allowing partial outflow of the liquid from the respective associated leading chamber and thereafter providing a tight, channel shielding contact with the opposite side of the channel wall in this area.

Tire according to claim 1, characterized in that the liquid is an inert, possibly dispersed particles containing liquid.

Tire according to claim 1 or 2, in that the liquid is viscous. k ä n n e t e c k n a t

Tire according to claim 1, characterized in that a pipeline (8) with a valve (9) connects to the duct resp. the channels, preferably separated in two circumferential directions, e.g. diametrically opposite areas thereof, to allow filling, draining resp. pressure control of the liquid.

Tire according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the chambers (5) defined between adjacent beads (7) in the channel have a length-to-width ratio in the range 3: 1 to 1: 3, preferably 5: 3. 467 693

Tire according to claim 5, characterized in that the ratio between the depth and width of the chambers is in the range 1:20 to 2: 1 and preferably amounts to about 3: 5.

Tire according to claim 6, characterized in that the ratio between the length of the beads (7) in the circumferential direction of the tire and the depth of the chambers (5) is in the range 20: 1 to 2: 5 and preferably amounts to about 3: 5.