自行车轮胎制造技术

自行车轮胎，更特别地，旨在与电气辅助设备配合的自行车轮胎。本发明专利技术的目的在于提出一种自行车轮胎(1)，其包括母线(G)大致沿径向的齿组(5)，该齿组沿周向布置在轮胎的胎侧(2)上，并旨在与用于自行车的电气辅助设备的驱动小齿轮的互补齿组配合。根据本发明专利技术，由于齿组(5)由以齿距p等距间隔的齿(51)组成，因而每个齿(51)在母线(G)的方向上具有长度l且在垂直于母线(G)的平面内具有高度为h的大致三角形的横截面，每个齿(51)包括具有弹性剪切模量G*的弹性材料，齿(51)的弹性材料的弹性剪切模量G*至少等于阈弹性剪切模量G*s，阈弹性剪切模量G*s使得在由互补齿组施加至形成最小开放角的侧边的均匀压力的作用下每个齿(51)的顶部的位移d等于0.2乘以齿(51)的高度h，所述均匀压力等于650/(l×h×(2.67-0.33×p))。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请涉及一种自行车轮胎，更特别地，涉及一种旨在与电气辅助设备配合的自行车轮胎。
技术介绍
电气辅助设备是指安装在自行车上且能够驱动至少一个自行车轮旋转的电力设备。文献DE-20314210-U1描述了使用电气辅助设备或者电动马达驱动自行车的原理，其中驱动小齿轮与固定于自行车前轮辋的环箍的齿组啮合，所述齿组是内齿组，这就是说该齿组的齿面向车轮的轴线。这种设备的一个缺点是轮辋的齿组易于被石子卡住。文献DE-4011567-A1和US-5165776描述了一种发电设备，其用于自行车照明，旨在与包括径向母线沿周向布置在轮胎的胎侧上的齿组的轮胎配合，且旨在与发电设备的小齿轮的互补齿组配合。布置在轮胎的胎侧上的齿组设计成使发电设备的自由小齿轮转动。但是，这种齿组并没有设计成被电气辅助设备的驱动小齿轮驱动。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提出一种自行车轮胎，其包括母线大致沿径向的齿组，该齿组沿周向布置在轮胎的胎侧，从而与用于自行车的电气辅助设备的驱动小齿轮的互补齿组配合。出于该目的，本专利技术提出一种自行车轮胎，包括：两个胎侧，该两个胎侧将胎面连接至两个胎圈，-连续的齿组，其母线大致相对于轴向方向的轮胎的旋转轴线呈径向，所述齿组沿周向布置于至少一个胎侧的轴向外表面上，且旨在与互补齿组相配合，-所述齿组由以齿距p等距间隔的齿组成，-每个齿在母线方向上具有长度l，并在与母线垂直的平面内具有大致三角形的截面，-所述大致三角形的截面包括发源于第一顶点的第一侧边和第二侧边，以及与所述第一顶点相对的且位于所述胎侧的轴向外表面上的第三侧边，所述第一顶点代表所述齿的齿顶，-所述第一侧边和第二侧边分别与垂直于第三侧边的方向形成第一和第二角，-所述齿的齿顶与其到所述第三侧边的正投影之间的距离限定所述齿的高度h，-每个齿包括具有弹性剪切模量G*的弹性材料，-所述齿的弹性材料的弹性剪切模量至少等于阈弹性剪切模量G*S，该阈弹性剪切模量G*S使得在由互补齿组施加至形成最小角的侧边的均匀压力P的作用下每个齿的齿顶的位移d等于0.2乘以所述齿的高度h，所述均匀压力P等于650/(l×h×(2.67-0.33×p))。自行车轮胎的外部几何形状的特征特别在于，均在经过轮胎的旋转轴线的子午平面上测得的外部直径、轮辋直径、截面高度和宽度。特别地，根据欧洲轮胎轮辋技术组织或者ETRTO标准的规定，这些几何特征在安装至轮辋且充气至工作压力的轮胎上进行测量。胎侧是轮胎的侧面部分，其将旨在与地面接触的胎面连接至旨在与轮辋接触的胎圈。齿组在几何上通过母线来限定。在根据本专利技术的齿组的情况下，母线大致是沿径向的，这就是说母线与轮胎的径向方向(垂直于轮胎的旋转轴线的轴向方向)形成小角。更具体地，大致沿径向的母线与相切于胎侧的轴向外表面的方向形成至多等于45°的角，该方向位于与轮胎的旋转轴线垂直的轮胎的子午平面或者径向平面中。轮胎胎侧的轴向外表面是与大气空气相接触的胎侧的面，与和轮胎所充空气相接触的胎侧的轴向内面相反。此外，该齿组沿周向位于至少一个轮胎胎侧的轴向外表面，这就是说在与轮胎的胎面表面相切且指向轮胎运转方向的周向方向。此外，齿组是连续的，这就是说其位于胎侧的整个圆周上。更特别地，齿组由以齿距p而呈等距离的齿组成，这就是说通过齿的并列使每个齿与下一个齿隔开恒定的距离或者齿距。齿组的齿距是齿组与电气辅助设备的驱动小齿轮的互补齿组啮合的能力的特性，特别地，控制同时与小齿轮的互补齿组相接触以传递预期的驱动扭矩的齿组的齿的数目。齿组的齿距还依赖于小齿轮的直径。每个齿的几何特征在于长度为l(沿着齿组的母线测量)，并且在于在垂直于母线的平面内的大致三角形的截面。大致三角形的截面是三个侧边的截面，其可以具有圆滑的顶点(也就是说不必须是角形的顶点)，以及不必须是直线形的侧边。在数学意义上，大致三角形的截面可以内接于三角形部分内。该大致三角形的截面包括发源于第一顶点的第一侧边和第二侧边，以及与所述第一顶点相对的且位于所述胎侧的轴向外表面的第三侧边，所述第一顶点代表所述齿的齿顶。所述第一和第二侧边分别与垂直于第三侧边的方向形成第一角和第二角。所述齿的齿顶与其到所述第三侧边的正投影之间的距离限定所述齿的高度h。齿的长度l限定与互补齿组啮合的最大可能长度。齿的高度h限定与互补齿组啮合的最大可能深度。考虑到形成齿的材料，每个齿包括具有弹性剪切模量G*的弹性材料。根据本专利技术，齿的弹性材料的弹性剪切模量G*至少等于阈弹性剪切模量G*S，该阈弹性剪切模量G*S使得在由互补齿组施加至形成最小角的侧边的均匀压力的作用下每个齿的齿顶的位移d等于0.2乘以齿的高度h，该均匀压力等于650/(l×h×(2.67-0.33×p))。根据标准ASTMD5992-96，在23℃的温度下在10％振幅范围内，使用粘度分析仪(例如MetravibVA4000)在标准测试样本上测得弹性剪切模量G*或者复合动力剪切模量G*。考虑到齿的弹性材料的不可压缩性，通过使用有限元模拟与非线性平面变形建模，计算确定阈弹性剪切模量G*S。因此，使用以下边界条件模拟一个单独的齿：位于胎侧的轴向外表面的第三侧边被阻止位移，具有最小角的第一侧边或者第二侧边受到等于650/(l×h×(2.67-0.33×p))的均匀的压力。齿的弹性材料是不可压缩的胡克材料，具有杨氏模量E*和泊松比0.49。对于给定的杨氏模量E*，齿的顶点的位移d则可以通过计算确定。由此可以推导出齿的齿顶的位移与齿的高度的比例d/h。通过对杨氏模量E*的不同值重复该步骤，能够确定杨氏模量E*和齿的齿顶的位移与齿的高度的比例d/h之间的关系。通过连续逼近，则可以确定阈杨氏模量E*S使得该比例d/h等于0.2。然后可以通过使用关系式G*S＝E*S/3来推导出阈弹性剪切模量G*S。在数字模拟中取施加至齿的均匀压力P使其等于650/(l×h×(2.67-0.33×p))，P以巴表示。均匀压力P(以巴表示)等于P＝F×10/(S×N)，其中F(以牛顿表示)是由电气辅助设备的驱动小齿轮的互补齿组施加至轮胎的齿组的驱动力，S(以平方毫米表示)是驱动力施加至齿的表面积，N是同时与互补齿组啮合的齿的数目。在本专利技术中，相应于驱动功率215W且在约3.3m/s的速度下施加的最大本文档来自技高网...

【技术保护点】
自行车轮胎(1)，包括：‑两个胎侧(2)，该两个胎侧将胎面(3)连接至两个胎圈(4)，‑连续的齿组(5)，其母线(G)大体上相对于轴向方向(YY’)的轮胎的旋转轴线呈径向，所述齿组沿周向布置于至少一个胎侧(2)的轴向外表面(21)上，且旨在与互补齿组配合，‑所述齿组(5)由以齿距p等距间隔的齿(51)组成，‑每个齿(51)在母线(G)的方向上具有长度l，并在与母线(G)垂直的平面(UV)内具有大致三角形的截面(IJK)，‑所述大致三角形的截面(IJK)包括发源于第一顶点(I)的第一侧边和第二侧边(IK、IJ)，以及与所述第一顶点(I)相对的且位于所述胎侧(2)的轴向外表面(21)上的第三侧边(JK)，所述第一顶点代表所述齿的齿顶，‑所述第一侧边和所述第二侧边(IJ、IK)分别与垂直于所述第三侧边(JK)的方向(VV’)形成第一角和第二角(A1、A2)，‑所述齿(51)的齿顶(I)与齿顶到所述第三侧边(JK)的正投影之间的距离限定所述齿(51)的高度h，‑每个齿(51)包括具有弹性剪切模量G*的弹性材料，其特征在于，所述齿(51)的弹性材料的弹性剪切模量G*至少等于阈弹性剪切模量G*S，所述阈弹性剪切模量G*S使得在由互补齿组施加至形成最小角(A1、A2)的侧边(IK,IJ)的均匀压力P的作用下每个齿(51)的齿顶(I)的位移d等于0.2乘以齿(51)的高度h，所述均匀压力P等于650/(l×h×(2.67‑0.33×p))。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.02 FR 13595381.自行车轮胎(1)，包括：
-两个胎侧(2)，该两个胎侧将胎面(3)连接至两个胎圈(4)，
-连续的齿组(5)，其母线(G)大体上相对于轴向方向(YY’)
的轮胎的旋转轴线呈径向，所述齿组沿周向布置于至少一个胎侧(2)
的轴向外表面(21)上，且旨在与互补齿组配合，
-所述齿组(5)由以齿距p等距间隔的齿(51)组成，
-每个齿(51)在母线(G)的方向上具有长度l，并在与母线(G)
垂直的平面(UV)内具有大致三角形的截面(IJK)，
-所述大致三角形的截面(IJK)包括发源于第一顶点(I)的第一
侧边和第二侧边(IK、IJ)，以及与所述第一顶点(I)相对的且位于
所述胎侧(2)的轴向外表面(21)上的第三侧边(JK)，所述第一顶
点代表所述齿的齿顶，
-所述第一侧边和所述第二侧边(IJ、IK)分别与垂直于所述第三
侧边(JK)的方向(VV’)形成第一角和第二角(A1、A2)，
-所述齿(51)的齿顶(I)与齿顶到所述第三侧边(JK)的正投影
之间的距离限定所述齿(51)的高度h，
-每个齿(51)包括具有弹性剪切模量G*的弹性材料，
其特征在于，所述齿(51)的弹性材料的弹性剪切模量G*至少等
于阈弹性剪切模量G*S，所述阈弹性剪切模量G*S使得在由互补齿组施
加至形成最小角(A1、A2)的侧边(IK,IJ)的均匀压力P的作用下每
个齿(51)的齿顶(I)的位移d等于0.2乘以齿(51)的高度h，所述
均匀压力P等于650/(l×h×(2.67-0.33×p))。
2....

【专利技术属性】
技术研发人员：L·贝斯滕，D·尔索默，
申请(专利权)人：米其林集团总公司，米其林研究和技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR