[发明专利]用于车辆的轮胎式装置

说明书

本发明涉及一种用于装备车辆的轮胎式装置(1)，包括：径向外部转动结构(2)和径向内部转动结构(3)；支承结构(6)，其由相同的支承元件(61)构成，支承元件(61)在与地面的接地区域(A)之外处于张紧状态而在接地区域(A)处于压缩状态；以及两个胎侧(9)。支承元件(61)是丝状元件，并且通过径向外部帘布(71)而连接至径向外部转动结构(2)的径向内部面(23)，通过径向内部帘布(72)而连接至径向内部转动结构(3)的径向外部面(33)。此外，径向外部转动结构(2)的每单位面积的支承元件(61)的平均表面密度D至少等于(S/S_E)*Z/(A*F_r)。

技术领域

本发明涉及一种用于装备车辆的轮胎式装置。这种轮胎式装置优选地设计为用于乘用车辆，但也可用于任何其他类型的车辆，例如两轮车辆、重型车辆、农用车辆，工程车辆或飞行器，或者更普遍地用于任何滚动设备。

背景技术

常规的轮胎是圆环形结构，其用于安装在轮辋上，由充气气体加压并且在负载的作用下向下压扁到地面上。在用于与地面接触其胎面表面上的任何点处，轮胎具有双曲率：周向曲率和子午线曲率。周向曲率意指由在轮胎的滚动方向上与轮胎的胎面表面相切的周向方向和垂直于轮胎的旋转轴线的径向方向所限定的周向平面的曲率。子午线曲率意指由平行于轮胎的旋转轴线的轴向方向和垂直于轮胎的旋转轴线的径向方向所限定的子午线或径向平面的曲率。

在下文中，表述“径向内部或相应的径向外部”意指“更靠近或相应的更远离轮胎的旋转轴线”。表述“轴向内部或相应的轴向外部”意指“更靠近或相应的更远离轮胎的赤道平面”，轮胎的赤道平面是穿过轮胎的胎面表面的中间并垂直于轮胎的旋转轴线的平面。

已知在水平地面上的轮胎的扁平化在周向平面中和子午线平面中分别由周向曲率半径和子午线曲率半径(位于轮胎与地面接触的接地面的界限的胎面表面的点处)的值来调节。这些曲率半径越大，也就是说在曲率较低时(因为在数学意义上，任何一点的曲率是曲率半径的倒数)，这种扁平化越容易。还已知的是，轮胎的扁平化对轮胎的性能，特别是对滚动阻力、抓地力、磨损和噪音有影响。

因此，本领域技术人员、轮胎专家试图获得轮胎的预期性能(例如磨损、抓地性、耐久性、滚动阻力和噪音，以上所列并不全面)之间的良好折中，已经开发了替代常规轮胎的解决方案，以优化其扁平化。

当轮胎安装在其安装轮辋上并充气到其推荐使用压力，经受其工作负载时，常规的现有技术轮胎通常在胎面的轴向端部(称为胎肩)处具有较高的子午线曲率，也就是说较小的子午线曲率半径。例如，安装轮辋、使用压力和工作负载由标准(诸如欧洲轮胎和轮辋技术组织(ETRTO)的标准)来限定。常规轮胎基本上通过胎面的轴向端部或胎肩以及通过将胎面连接至胎圈的胎侧而支承施加的负载，所述胎圈确保轮胎与其安装轮辋的机械连接。已知通常难以获得在胎肩具有较低子午线曲率的常规轮胎的子午线扁平化。

文献US 4235270描述了一种具有由弹性体材料制成的环形体的轮胎，该轮胎包括位于轮胎外周的径向外部圆柱部分和用于安装在轮辋上的径向内部圆柱部分，径向外部圆柱部分可以包括胎面。沿周向方向间隔开的多个壁部从径向内部圆柱部分延伸到径向外部圆柱部分并支承负载。而且，胎侧可以连接径向内部圆柱部分和径向外部圆柱部分，以便胎面与胎侧连合形成封闭的空腔并由此允许轮胎被加压。然而，与常规的轮胎相比，这种轮胎具有较高的质量，并且由于其质量大，可能消耗大量的能量，这可能限制其耐久性，并因此限制其使用寿命。

文献WO 2009087291描述了一种轮胎结构，该轮胎结构包括通过两个胎侧和通过支承结构连接的内部或径向内部环形壳体和外部或径向外部环形壳体。根据该发明，支承结构被加压并将轮胎的环形容积分成多个隔间或隔室，而胎侧连接至支承结构或与支承结构成为整体。在这种情况下，施加的负载通过支承结构和胎侧共同支承。由于胎侧与支承结构之间的连接，子午线扁平化困难，故而胎肩的压力升高，在横跨接地面的轴向宽度上接地面中的压力分布是不均匀的。胎肩的这些升高的压力可能在胎面的胎肩处产生显著的磨损。