一种结构支撑轮胎，其包括外部的环形带，和多个从外部环形带径向向内横向延伸交叉的轮辐条，所述辐条具有最大宽度Ｗ和径向高度Ｎ，这意味着多个的轮辐条与车轮互相连接和； 多个的所述辐条具有相对所述带的横向截面和所述截面包括断面，该断面具有： 高度ＨＣ，大于所述径向高度Ｎ的５％和小于所述最大宽度Ｗ的３０％的最大深度Ｄ和； 所述断面具有角α，其位于所述断面的径向最外和径向最内区域，由所述断面的切线和水平线形成，其中所述角α至少等于１０°和； 所述断面的最小曲率半径ＲＲ至少等于所述径向高度Ｎ的２０％。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及非充气的结构上支撑的轮胎或轮胎/车轮的结合体。更具体而言，本专利技术涉及非充气轮胎，其可以用自身的结构部件承载载荷，并且其具有充气轮胎同样的工作性能，从而可以替换充气轮胎。
技术介绍
充气轮胎具有载荷运送，道路减震和力传递(加速，停止和转向)的能力，因此其被优选用在很多车辆上，最著名的如脚踏车，摩托车，汽车和卡车。这些能力在汽车及其他机动车辆发展过程中也是非常有利的。充气轮胎的减震能力在其他的应用中也是非常有用的，例如在运送灵敏的医学或电子装置的车内。传统非充气轮胎的替换品，例如实心轮胎，弹簧轮胎，垫式轮胎，其缺乏充气轮胎的性能优势。特别是，实心和垫式轮胎依靠支撑载荷的与地面接触的部分受压。这类轮胎可能是笨重和僵硬的，因此缺乏充气轮胎的减震能力。当使得常规非充气轮胎更有弹性时，其缺乏充气轮胎的载荷支撑或耐久性。因此，除非在有限的情况下，已知的非充气轮胎尚未发现可以广泛用作充气轮胎的替代品。非充气的轮胎/车轮已经具有类似于充气轮胎的性能特性，可以克服现有技术的多种不足从而获得可喜的性能改善。
技术实现思路
按照本专利技术结构支撑的充气轮胎/车轮包括能支撑载荷的环形带和在受拉中(in tension)传送载荷力的多个轮辐条，而轮辐条位于环形带和车轮或轮毂(hub)之间。按照本专利技术此处所用的轮胎或轮胎车轮是指这样一种结构，其用于通过结构性能单独支撑载荷，这一点与充气轮胎的机理不同，其不需要源自内部空气压力的支撑。按照本专利技术的一个有用的实施例，本专利技术包括外部环形带，横向伸展交叉和从加强的环形带径向向内的多个轮辐条，所述轮辐条具有最大宽度W和径向高度N，还包括用于将多个轮辐条与车轮相互连接的装置。轮辐条具有这样的横断面，以便每个轮辐条具有位于外部环形带和将多个的轮辐条与车轮连接起来的装置中间的最小宽度。多个轮辐条具有连接到所述带的横向截面。该截面包括这样的断面(profile)，其包括高度HC和最大深度D，该最大深度D大于高度N的5％并小于最大宽度W的30％。断面具有由断面的切线和水平线形成的角α，角α至少等于10°并位于所属断面径向最外和径向最内的延伸区域内。断面的最小曲率半径RR至少等于辐条高度N的20％。环形带可以进一步至少包括附着于剪切层径向向内区域内的第一膜片和附着于剪切层径向向外区域内的第二膜片，其中每一膜片具有大于剪切层剪切模量的纵向拉伸模量。特定的断面是轮辐条自身设计参数的功能。重要的几何要素(geometric elements)是径向向外区域的水平线和径向向内区域的水平线之间的切线角，断面的最大横向深度和断面的最小曲率半径。求出横断面(transverse profile)几何要素的方法包括以下步骤(a)指定所述轮辐条的宽度W和高度N，断面的径向偏移量(radial offset)Q和所述断面的横向深度D，其中所述深度D大于高度N的5％和小于所述宽度W的30％。(b)求出由所述断面和横切处之间的切线与水平线所定义的切线角α的计算值；(c)将正切角α的所述计算值与预定的最小值进行比较和设定α等于所述计算值或所述最小值的较大者；(d)求出所述横断面最小曲率半径的计算值；(e)将所述半径的计算值与预定的最小值进行比较和(f)如果所述计算值大于所述最小值，则将所述半径RR设定为较大的所述计算值。如果通过上述步骤计算获得的最小半径的值小于最小标准，那么该方法可以通过减少α的值和重复步骤(c)到(f)进一步重复进行直到计算半径RR大于所述最小值。本专利技术的结构支撑的轮胎没有用于容纳加压空气的空腔，因此不需要用轮缘(wheel rim)形成密封，从而保持内部空气压力。因此充气轮胎技术人员应当理解该结构支撑的轮胎不需要车轮。基于下列描述的目的，术语“车轮”和“轮毂”是指任何用于支撑轮胎并安装在车轴上的装置或结构，并且两者在此被认为是通用的。按照本专利技术，环形带至少包括一个剪切层，至少一个附着于剪切层径向向内区域的第一膜片，和至少一个附着于剪切层径向向外区域的第二膜片。该膜片具有足够大于剪切层的剪切弹性模量的圆周拉伸弹性模量，如此以便在外部施加载荷的情况下，地面接触的胎面部分变形，从基本上圆形变形为合乎地表面的形状，同时维持膜片基本上固定的长度。剪切层内由于剪切膜片发生相对位移。优选，膜片包括嵌入在弹性体包层(elastomeric coating layer)内的基本上不能伸展的帘布加强件(cord reinforcements)叠层。形成剪切层的弹性体材料例如天然或合成橡胶，聚氨酯，泡沫橡胶和泡沫聚氨酯，嵌段共聚多酯和尼龙的嵌段共聚物。优选，剪切层材料具有大约3MPa至20MPa的剪切模量。环形带具有从正常的圆形在装载载荷的情况下弯曲到符合接触面例如公路表面的能力。轮辐条在受拉时起到在车轮和环形带之间传输载荷力的作用，因而结合其它功能，可以支撑车辆的质量。支撑力是通过不与环形带的地面接触部分连接的轮辐条内的张力产生的。车轮或轮毂可以被认为垂挂在轮胎的上部。优选，轮辐条受拉时具有高效的径向刚度，受压时具有低效的径向刚度。受压时的低刚度允许附着于环形带地面接触部分的轮辐条弯曲从而吸收路面冲击和更好的使环形带符合不规则的路面。轮辐条也传送加速，停止和转向所需的力。可以选择轮辐条的布置和取向，从而获得所需的功能。例如，在产生相对低的切向力(circumferential forces)的应用中，可以径向和与轮胎旋转轴平行的布置轮辐条。为在沿圆周方向提供刚度，可以增加垂直于旋转轴的轮辐条，并与轴向定位的轮辐条交替。另一种替代方案是相对轮胎轴倾斜的布置轮辐条，从而在圆周方向和轴向两者内提供刚度。为便于胎面的地面接触部分的轮辐条弯曲，辐条可以弯曲。或者，轮辐条在模制期间预加压力从而在特定方向弯曲。附图说明本专利技术通过参阅下列描述和附图将获得更好的理解，其中图1是本专利技术的轮胎在承载状态下在赤道平面内的示意图；图2是按照本专利技术包括在子午面内轮胎剖面图；图3是用于说明地面对于注明的均匀带的反作用力的示意图，其没有显示剪切变形；图4是说明地面对按照本专利技术的环形带的反作用力的示意图；图5是本专利技术的加载轮胎在子午平面内的示意图，其显示了某种参考尺寸从而描述载重的机理；图6是本专利技术轮胎的概略图，其描绘了包括在子午平面内的轮辐条的横断面；图7是赤道平面内观察轮胎X花纹的轮辐条布置的局部图；图8是赤道平面内观察锯齿形式样的轮辐条的交错布置的示意图；图9是径向朝向旋转轴观察的倾斜轴式样的轮辐条的布置示意图；图10显示径向朝向旋转轴观察的轮辐条的交替锯齿形布置的示意图；图11是径向朝向旋转轴观察圆周或轴向定位交替的轮辐条交错布置的示意图；图12大概说明轮胎赤道平面观察的反偏转刚度的示意图；图13说明按照本专利技术的轮胎，其接触面积，接触压力和垂直载荷之间图解关系的曲线图；和图14说明按照本专利技术轮胎，其接触压力，垂直刚度和反偏转刚度之间图解关系的曲线图。具体实施例方式基于说明的目的，下列术语如下定义“赤道平面”指垂直穿过轮胎旋转轴并平分轮胎结构的平面。“子午平面”指穿过并包括轮胎旋转轴的平面。弹性体材料的“模量”指按照ASTM标准试验方法D412在10％伸长率下测定的拉伸弹性模量。膜片的“模量”是指圆周方向1％伸长率下弹性拉伸模量乘以膜本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：S·M·克龙，JP·蓬皮耶，T·B·赖恩，R·H·汤普森，K·W·德米诺，
申请(专利权)人：米其林技术公司，米其林研究和技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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