[发明专利]具有改进的抗外部冲击性的轮胎

说明书

技术领域

本发明涉及在轮式车辆的轮辋上安装和加压的轮胎。特别是涉及适于提高在所述轮胎滚动期间与地面上的障碍物如人行道和凹坑发生碰撞时的抗损坏能力的装置。

背景技术

如所已知，在地面上滚动的充气轮胎在涉及速度和负载的正常使用情况下受到对其胎面或侧壁的撞击，其频率和强度通常相当大。其一个主要功能是吸收它们并且抑制它们，以便所涉及的车辆的车轮在其运动或其结构完整性方面不会显著地受其影响。该能力是其在轮式车辆中持续使用了上百年的主要原因。

然而，当轮胎在障碍物上的撞击状况使得胎壳受撞击的壁被压入内腔中以致其直接遇到安装轮胎的轮辋或者更通常地遇到与轮辋直接接触的胎壳自身的壁的另一区域时，该能力有时达到其极限。当轮辋以传统方式具有相对于座本身径向向外延伸的突起时，该状况经常发生。这种突起通常被设置，以防止在车轮转向期间胎圈被轴向应力推离轮辋。该突起通常被称为轮辋箍圈或轮辋凸缘。

在以上所述情况下，与障碍物的碰撞短暂地但是将非常高的载荷(有时达到数吨)传递到被挤压部分，并且超出轮辋传递到车轮组件的机械悬挂附件，并且甚至传递到车身。这可能严重损坏悬挂部件并且使车辆的车身永久变形。因此，车辆设计者被迫提供足够的减振装置以防止该损坏，并且必须设计车辆的车身以应付通常可预见到的极端情况。

不幸地，即使车辆本身得到充分保护，经受该类事件的充气胎身也可能从上述现象中遭受严重后果。在受撞击的部分中，轮胎的内壁突然在障碍物和轮辋的径向突起之间折叠并且压紧(夹紧)。这可能使侧壁破裂，并且于是轮胎突然失去其充气压力，其通常意味着车辆立即停止。在胎身 已经抵抗处，通常发现其组件已经被该事件所损坏；侧壁中的膨胀或其他信号告诉专业技术人员胎身的结构已经被削弱并且其侧壁可能在其组件被重复弯曲太长时间之前破裂，其当然与用于行驶所必需的安全条件不相配。

发明内容

本发明的目的是满足这些关注点，并且减小由被道路上的障碍物如凹坑或人行道的路边石撞击所带来的对轮胎的威胁。

为此，本发明特别涉及一种设计为在车辆轮辋上安装和加压的轮胎，该轮辋具有用于属于轮胎的胎圈的至少一个周向轮辋座和位于所述周向轮辋座附近的径向向外突起，该轮胎以传统方式包括设有用于确保与地面接触的胎面的周向胎冠、具有适于安装到周向轮辋座上的部分的至少一个胎圈和轮胎壁，该轮胎壁包括将胎冠与胎圈相连的橡胶结构和增强层，由以上这些元件形成的整体与轮辋一起限定出内腔。根据本发明的基本配置，该轮胎包括位于一区段中的至少一个保护元件，在该区段处，当胎面和其周边区域的外部障碍物之间的撞击导致轮胎的内腔闭合并在该区域中瞬间产生垂直于轮胎壁的高压应力时，胎冠和胎圈之间的轮胎壁能够被压紧于所述突起和所述障碍物之间。本发明的基本思想是提供具有保护元件的轮胎，该保护元件拥有在所述应力方向上具有高刚性模量的可弹性变形性的总可压缩性，以使得其在沿增强层不会同时产生与侧壁相切的有害应力、特别是不会产生与橡胶和轮胎壁增强层之间的连接部相切的有害应力的情况下至少部分地阻抑所述应力。

申请人已经完全出乎意料地发现，当在路况非常差的道路上或者在相对极其恶劣的车辆使用条件下滚动时经受压紧撞击的轮胎的侧壁中使用的增强线或缆索、特别是径向胎体帘布增强层由于胎身的压紧所产生的应力而倾向于在张力下断裂，或者至少倾向于承受超过其弹性极限的拉伸，由此产生了有关疲劳的薄弱区域。

因此，本发明所提供的保护元件减小了壁中、特别是轮胎增强层中围绕压紧点处的拉伸应力，通过适当地选择其可压缩性特性，能够至少部分地吸收在实际压紧负载方向上产生的变形应力。这里，总可压缩性或表观可压缩性意味着保护元件的表观体积在产生变化的应力的方向上的变化。

制造该保护元件的一种特别有用的方式是基于内在(本征)不可压缩材料的使用，但是利用允许该材料在所施加应力的方向上具有一定可压缩性同时保持高模量的实施例。引入该可压缩性允许由所述材料占据的表观体积或总体积的变化。

本发明的第一方面提出一种设计为在车辆轮辋上安装和加压的轮胎，该轮辋具有用于属于轮胎的胎圈的至少一个周向轮辋座和位于所述周向轮辋座附近的径向向外突起，该轮胎包括：

·周向胎冠，其设有用于确保与地面接触的胎面；

·至少一个胎圈，其具有适于安装在周向轮辋座上的部分；以及

·轮胎壁，其包括将所述胎冠与所述胎圈相连的橡胶结构和增强层。