用於車輛的輪胎型設備的製作方法

2023-11-30 05:06:16 3

本發明涉及旨在安裝在車輛上的輪胎型設備。該輪胎型設備可以用在所有類型的車輛(例如兩輪車輛、客運車輛、重型車輛、農業車輛、施工車輛或飛行器)上或者更通常地用在任何滾動設備上。

背景技術：

傳統輪胎是旨在安裝在輪輞上的環狀復曲形狀的結構，通過充氣氣體加壓並且在負載的作用下在地面上受擠壓。在其旨在與地面接觸的胎面表面上的任何點處，輪胎具有雙曲率：圓周曲率和子午線曲率。圓周曲率表示由周向方向和徑向方向限定的周向平面中的曲率，所述周向方向在輪胎的滾動方向上正切於輪胎的胎面表面，所述徑向方向垂直於輪胎的旋轉軸線。子午線曲率表示由軸向方向和徑向方向限定的子午平面或徑向平面中的曲率，所述軸向方向平行於輪胎的旋轉軸線，所述徑向方向垂直於輪胎的旋轉軸線。

在下文中，表述「沿徑向位於內部或沿徑向位於外部」表示」更接近輪胎的旋轉軸線或更遠離輪胎的旋轉軸線」。表述「沿軸向位於內部或沿軸向位於外部」表示「更接近輪胎的赤道平面或更遠離輪胎的赤道平面」，輪胎的赤道平面為經過輪胎的胎面表面的中間並且垂直於輪胎的旋轉軸線的平面。

已知的是，輪胎在水平地面上在周向平面和子午平面中的壓扁分別由胎面表面位於輪胎與地面接觸的接觸斑塊的界限處的點處的圓周曲率半徑和子午線曲率半徑決定。這些曲率半徑越大(即當曲率較小時)，越容易壓扁，因為任一點處的曲率在數學意義上與曲率半徑相反。還已知的是，輪胎的壓扁對輪胎性能(特別是滾動阻力、抓地力、磨損和噪聲)產生影響。

因此，尋求獲得希望的輪胎性能(例如磨損、抓地力、耐久性、滾動阻力和噪聲，該列表不是窮盡的)之間的良好折中的本領域技術人員(輪胎專家)已經開發了常規輪胎的替代方案從而優化輪胎的壓扁。

當安裝在其安裝輪輞上並且充氣至其推薦使用壓力的輪胎經受其工作負載時，現有技術的常規輪胎通常在被稱為胎肩的胎面軸向端部處具有較大子午線曲率，即較小子午線曲率半徑。安裝輪輞、使用壓力和工作負載由標準例如歐洲輪胎和輪輞技術組織(etrto)的標準限定。常規輪胎基本上通過胎面的軸向端部(或胎肩)並且通過連接胎面和胎圈的胎側承受施加的負載，所述胎圈保證輪胎與其安裝輪輞的機械連接。已知在胎肩處具有較小子午線曲率的常規輪胎通常難以獲得子午線壓扁。

文獻us4235270描述了一種輪胎，所述輪胎具有由彈性體材料製成的環形體，所述環形體包括徑向外圓筒部分和徑向內圓筒部分，所述徑向外圓筒部分位於輪胎的外圍並且可以包括胎面，所述徑向內圓筒部分旨在安裝在輪輞上。在周向方向上隔開的多個壁從徑向內圓筒部分延伸至徑向外圓筒部分並且承受負載。此外，胎側可以連接徑向內圓筒部分和徑向外圓筒部分從而連同胎面和胎側形成封閉腔體，因此允許對輪胎進行加壓。然而，相比於常規輪胎，所述輪胎由於其厚重性質而具有更大質量，容易耗散大量能量，可能限制其耐久性，因此限制其使用壽命。

文獻wo2009087291描述了一種輪胎結構，所述輪胎結構包括內部(或徑向內部)環形殼和外部(或徑向外部)環形殼，所述內部環形殼和外部環形殼通過兩個胎側並且通過承載結構連接。根據該發明，承載結構加壓並且將輪胎的環形體積分成多個隔間或小室，並且胎側連接至承載結構或者與承載結構整體形成。在該情況下，施加的負載被承載結構和胎側承受。橫穿接觸斑塊的軸向寬度，接觸斑塊中的壓力分布不均勻，因為胎側和承載結構之間的連接，由於子午線壓扁的困難，因此胎肩處的壓力升高。胎肩處的這些升高的壓力容易在胎面的胎肩處產生明顯磨損。

文獻wo2005007422描述了一種順從輪，所述順從輪包括順從帶和多個輻條，所述輻條沿徑向從順從帶朝向輪轂向內延伸。順從帶旨在適應與地面的接觸區域並且包裹障礙物。通過使不與地面接觸的輻條受到張力，輻條傳遞在順從帶和輪轂之間承受的負載。所述順從輪需要優化輻條的分布從而保證基本上圓筒形外圍。此外，順從輪相比於常規輪胎具有相對大的質量。

技術實現要素：

本發明的目的是提供輪胎型設備，所述輪胎型設備當經受負載時其胎面具有改進的壓扁。

根據本發明，通過旨在安裝在車輛上的輪胎型設備實現該目的，所述輪胎型設備包括：

-徑向外部旋轉結構，所述徑向外部旋轉結構的旋轉軸線為輪胎型設備的旋轉軸線並且旨在經由包含至少一種彈性體材料的胎面與地面接觸，徑向外部旋轉結構具有兩個軸向端部並且包括周向增強件，

-徑向內部旋轉結構，所述徑向內部旋轉結構與徑向外部旋轉結構同軸並且旨在保證輪胎型設備與用於安裝在車輛上的裝置的連接，徑向內部旋轉結構具有兩個軸向端部並且包含至少一種聚合物材料，

-內部環形空間，所述內部環形空間具有在徑向上分別由徑向外部旋轉結構和徑向內部旋轉結構限定的平均徑向高度h，

-承載結構，所述承載結構由多個承載元件組成，所述承載元件從徑向外部旋轉結構連續延伸至徑向內部旋轉結構並且在內部環形空間中成對地獨立，使得當輪胎型設備經受公稱徑向負載z並且經由接觸區域a與平坦地面接觸時，連接至徑向外部旋轉結構的與地面接觸的部分的n個承載元件在壓縮下彎曲，並且連接至徑向外部旋轉結構的不與地面接觸的部分的至少一些承載元件受到張力，

-每個承載元件具有在張力下的斷裂力fr和平均截面s，所述平均截面s具有等於l/e的縱橫比k，其中l和e分別為平均截面s的最大特徵尺寸和最小特徵尺寸，

-任何承載元件的平均截面s的最小特徵尺寸e至多等於內部環形空間的平均徑向高度h的0.02倍，

-用1/m2表示的每單位面積的徑向外部旋轉結構的承載元件的表面密度d至少等於z/(a*σfr/n)，其中z為用n表示的公稱徑向負載，a為用m2表示的地面接觸面積，並且σfr/n為用n表示的在壓縮下彎曲的n個承載元件的在張力下的平均斷裂力,

-並且輪胎型設備包括兩個胎側，所述胎側分別連接徑向外部旋轉結構和徑向內部旋轉結構的軸向端部並且沿軸向限定內部環形空間，因此內部環形空間形成能夠通過充氣氣體加壓的封閉腔體。

根據本發明的輪胎型設備的原則是具有由承載元件組成的承載結構，所述承載元件在內部環形空間中成對地獨立並且能夠承載通過位於接觸斑塊外部的一些承載元件的張緊而施加至輪胎設備的負載，位於接觸斑塊中的n個承載元件在壓縮下彎曲因此無助於承載施加的負載。

每個承載元件從徑向外部旋轉結構向徑向內部旋轉結構連續延伸，即沿著軌跡連續延伸，所述軌跡包括與徑向外部旋轉結構交界的第一端部和與徑向內部旋轉結構交界的第二端部。

承載元件在內部環形空間中成對地獨立，即在內部環形空間中不機械連接在一起，因此具有不同的機械行為。例如，承載元件不連接在一起因此不形成網絡或網格。它們充當獨立線股。

每個承載元件具有在張力下的斷裂力fr和平均截面s，所有承載元件的這兩個特徵不一定相同。平均截面s是通過與徑向外部旋轉表面和徑向外部旋轉表面同軸並且沿徑向位於這兩個旋轉表面之間的所有柱面切割承載元件而獲得的截面的平均。在恆定截面的多數情況下，平均截面s是承載元件的恆定截面。平均截面s包括最大特徵尺寸l和最小特徵尺寸e，所述最大特徵尺寸l和最小特徵尺寸e的比例k＝l/e被稱為縱橫比。例如，具有直徑等於d的圓形平均截面s的承載元件具有縱橫比k＝1，具有長度為l並且寬度為l的矩形平均截面s的承載元件具有縱橫比k＝l/1，並且具有主軸為a並且副軸為a的橢圓平均截面s的承載元件具有縱橫比k＝a/a。

根據第一個基本特徵，任何承載元件的平均截面s的最小特徵尺寸e至多等於內部環形空間的平均徑向高度h的0.02倍。該特徵排除了具有較大體積的任何厚重承載元件。換言之，在徑向方向上高度地細長的每個承載元件允許在經過接觸斑塊時彎曲。在接觸斑塊的外部，每個承載元件恢復至其原始幾何形狀，因為其彎曲可逆。所述承載元件具有良好的疲勞強度。

根據第二個基本特徵，用1/m2表示的每單位面積的徑向外部旋轉結構的承載元件的表面密度d至少等於z/(a*σfr/n)，其中z為用n表示的公稱徑向負載，a為用m2表示的地面接觸面積，並且σfr/n為用n表示的在壓縮下彎曲的n個承載元件的在張力下的平均斷裂力。σfr/n為在壓縮下彎曲的n個承載元件的在張力下的平均斷裂力，每個承載元件在張力下的斷裂力fr不一定在所有承載元件上恆定。基本上，承載元件的分布得以優化並且承載元件的表面密度足夠高，因此相比於常規輪胎和本領域已知的其它輪胎型設備，當胎面經過接觸斑塊時保證胎面在周向平面和子午線平面中的改進的壓扁。相比於現有技術的輪胎型設備，承載元件的分布在周向和軸向上更均勻並且更稠密，正如已知的，這有助於賦予胎面具有減少的「波紋」效果的幾乎圓筒形的幾何形狀。

根據第三個基本特徵，本發明的輪胎型設備包括兩個胎側，所述胎側分別連接徑向外部旋轉結構和徑向內部旋轉結構的軸向端部並且沿軸向限定內部環形空間，因此內部環形空間形成能夠通過充氣氣體加壓的封閉腔體。取決於其設計並且特別取決於其結構剛度，胎側能夠或多或少地有助於承載施加的負載。胎側通常包含至少一種彈性體材料並且可以任選地包括增強件。胎側可以直接連接至承載結構或不直接連接至承載結構。當胎側不直接連接至承載結構時，胎側具有自主機械行為，對承載結構固有的機械操作不產生影響。此外，結合徑向外部旋轉結構和徑向內部旋轉結構，它們封閉內部環形空間，內部環形空間則形成能夠通過充氣氣體加壓或不加壓的封閉腔體。在通過充氣氣體有效加壓的情況下，輪胎型設備由於壓力而具有輪胎剛度，這也有助於承載施加的負載。壓力越高，輪胎剛度對承載施加的負載的貢獻越大，因此承載結構和/或胎側和/或徑向外部旋轉結構和徑向內部旋轉結構各自的結構剛度對承載施加的負載的貢獻越小。在不加壓並且胎側的結構剛度較低的情況下，承載結構和徑向外部旋轉結構和徑向內部旋轉結構分別承載所有負載，對於輪胎型設備外部的元件造成的可能的攻擊而言，胎側僅具有保護作用。

這些基本特徵的組合通過胎面軸向端部處的子午線曲率半徑的增加允許胎面的改進的壓扁，特別是在子午線平面中的壓扁。

這特別造成與地面接觸的接觸斑塊中的壓力的均化，有助於改進輪胎型設備的磨損和抓地力方面的可用壽命。

這些基本特徵的組合還允許輪胎型設備的天然振動頻率的增加，有助於改進輪胎型設備的振動和噪聲方面的舒適性。

最後，所述輪胎型設備的滾動阻力基本上減小，有助於降低車輛的燃料消耗。

用1/m2表示的每單位面積的徑向外部旋轉結構的承載元件的表面密度有利地至少等於3*z/(a*σfr/n)。承載元件的更高的表面密度改進了與地面接觸的接觸斑塊中的壓力的均化並且保證了與施加的負載和耐久性相關的更高的安全係數。

用1/m2表示的每單位面積的徑向外部旋轉結構的承載元件的表面密度更有利地至少等於6*z/(a*σfr/n)。承載元件的甚至更高的表面密度進一步改進了與地面接觸的接觸斑塊中的壓力的均化並且能夠進一步增加與施加的負載和耐久性相關的安全係數。

有利地，所有承載元件具有相同的在張力下的斷裂力fr。換言之，承載元件具有相同的在張力下的斷裂力，而無需具有相同的幾何特徵和/或相同的組成材料。這暗示了在壓縮下彎曲的n個承載元件在張力下的平均斷裂力σfr/n等於任何承載元件在張力下的斷裂力fr。在這些條件下，用1/m2表示的每單位面積的徑向外部旋轉結構的承載元件的表面密度d至少等於z/(a*fr)，其中z為用n表示的公稱徑向負載，a為用m2表示的地面接觸面積，並且fr為用n表示的任何承載元件的在張力下的斷裂力。因此在承載結構的任何點處，承載元件在張力下斷裂失效的可能性相同。

根據一個優選的實施方案，承載元件相同，即其幾何特徵及其組成材料相同。特別地，在張力下的斷裂力fr相同，用1/m2表示的每單位面積的徑向外部旋轉結構的承載元件的表面密度d至少等於z/(a*fr)，其中z為用n表示的公稱徑向負載，a為用m2表示的地面接觸面積，並且fr為用n表示的任何承載元件在張力下的斷裂力。具有相同承載元件的承載結構有利地具有均勻的機械行為並且具有容易製造的優點。

根據優選實施方案的第一個變體形式，任何承載元件是一維的並且具有至多等於3的縱橫比k。換言之，當承載元件的平均截面s的最大特徵尺寸l至多等於其平均截面s的最小特徵尺寸e的3倍時，承載元件被視為是一維的。一維承載元件具有絲線型機械行為，即其只能沿著其平均線經受張力或壓縮力。在通常用於輪胎領域的部件中，由紡織織物絲線的組件組成的織物增強體或者由金屬絲的組件組成的金屬簾線可以被視為是一維承載元件，因為其平均截面s基本上為圓形，縱橫比k等於1因此小於3。

當一維承載元件在延伸時具有直線平均線時，其平均線不一定為徑向，即垂直於輪胎的旋轉軸線。所述承載元件不與輪輻相似。平均線的這種非徑向方向使得特別能夠改變輪胎設備分別在軸向方向和周向方向上的剛度。

在優選實施方案的第一變體的情況下，用1/m2表示的每單位面積的徑向外部旋轉結構的相同的一維承載元件的表面密度d有利地至少等於5000。

根據優選實施方案的第二個變體形式，任何承載元件是二維的並且具有至少等於3的縱橫比k。換言之，當承載元件的平均截面s的最大特徵尺寸l至少等於其平均截面s的最小特徵尺寸e的3倍時，承載元件被視為是二維的。二維承載元件具有膜型機械行為，即其只能在通過其平均截面s的最小特徵尺寸e限定的厚度上經受張力或壓縮力。

根據優選實施方案的第二個變體的第一個替代形式，任何承載元件為條型二維承載元件並且具有至少等於3和至多等於50的縱橫比k。

在優選實施方案的第二變體的第一個替代形式的情況下，用1/m2表示的每單位面積的徑向外部旋轉結構的相同的條型二維承載元件的表面密度d有利地至少等於600並且至多等於15000。

根據優選實施方案的第二個變體的第二個替代形式，任何承載元件是膜型二維承載元件並且具有至少等於50的縱橫比k。

在優選實施方案的第二變體的第二個替代形式的情況下，用1/m2表示的每單位面積的徑向外部旋轉結構的相同的膜型二維承載元件的表面密度d有利地至少等於100並且至多等於1000。

有利地，膜型二維承載元件的平均截面s的最大特徵尺寸l至多等於徑向外部旋轉結構和徑向內部旋轉結構各自的軸向寬度的最小者的0.9倍，徑向外部旋轉結構和徑向內部旋轉結構各自的軸向寬度不一定相同。如果超過該值，承載元件被稱為連續膜，即沿周向將輪胎的內腔分成小室的膜。

當二維承載元件平坦時，其平均平面不一定為徑向，即垂直於輪胎的旋轉軸線。所述承載元件不與輪輻相似。平均平面的這種非徑向方向使得特別能夠改變輪胎設備分別在軸向方向和周向方向上的剛度。

如果考慮材料的性質，任何承載元件有利地包含聚合物或金屬或玻璃或碳類型的材料。聚合物(特別是彈性體)和金屬(例如鋼)通常用於輪胎領域。玻璃和碳是可想到用於輪胎的替代性材料。

在材料的第一個變體中，任何承載元件有利地包含聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)。pet由於其機械性質(例如其在張力下的耐斷裂性及其成本)之間的良好折中而通常用於輪胎領域。

在材料的第二個變體中，任何承載元件還有利地包含脂族聚醯胺例如尼龍。出於與pet相同的原因，尼龍也通常用於輪胎領域。

根據結構的第一個變體，任何承載元件具有包含單種成分的均勻結構。這是可想到的最簡單的結構，例如絲線或膜。

根據結構的第二個變體，任何承載元件具有包含至少兩種成分的複合結構。其為由至少兩個元件的組件組成的結構，例如由初級絲線的組件組成的簾線。

在組成的第一個變體中，任何承載元件包含單種材料：例如由織物材料組成的絲線或簾線。

在組成的第二個變體中，任何承載元件包含至少兩種材料。在該情況下，從材料角度來看存在複合結構：例如包括具有不同材料(例如芳綸和尼龍)的絲線的混合簾線，或者包括塗布有彈性體材料並且彼此平行設置或以編織形式設置的紡織增強體的織物。

當考慮胎側時，胎側有利地不直接連接至承載結構。根據胎側自身的結構剛度，胎側可以參與或不參與承載負載。當胎側參與承載負載時，胎側具有獨立的機械行為並且不幹擾承載結構的機械行為。

然而，在包括一維承載元件和/或條型二維承載元件的承載結構的情況下，位於承載結構的軸向端部處的承載元件可以與胎側連接或整體形成。

由於每個胎側具有曲線長度lf，每個胎側的曲線長度lf有利地至少等於內部環形空間的平均徑向高度h的1.05倍，優選1.15倍。甚至更有利地，每個胎側的曲線長度lf至少等於內部環形空間的平均徑向高度h的1.3倍並且至多等於1.6倍。胎側長度特徵保證了胎側的變形不會損害具有低曲率的輪胎型設備的子午線壓扁。

徑向外部旋轉結構的周向增強件有利地包括至少一個增強層，所述增強層包括織物或金屬增強元件。為了保證輪胎設備的橫向或軸向剛度，徑向外部旋轉結構包括增強件，所述增強件包括由塗布有彈性體材料的絲狀增強元件(通常為金屬或織物)組成的至少一個增強層。該增強件通常在徑向上位於胎面的內部。由增強件和胎面組成的組件形成徑向外部旋轉殼。

徑向內部旋轉結構還有利地在徑向內表面上包括連接層，所述連接層旨在固定至用於安裝在車輛上的裝置。連接層通常包含至少一種彈性體材料，但是不一定是增強件。可以通過源自輪胎型設備的充氣的壓力實現與安裝裝置的固定。

根據一個變體實施方案，徑向內部旋轉結構在徑向內表面上包括連接層，所述連接層旨在通過粘合固定至用於安裝在車輛上的裝置。粘合連接使得特別能夠避免輪胎型設備相對於用於安裝在車輛上的裝置的任何旋轉。

本發明的另一個主題是安裝組件，所述安裝組件包括安裝在用於安裝在車輛上的裝置上的根據上述任一個實施方案的輪胎設備。

本發明的輪胎型設備可以例如通過下述方法製備。以夾心型複合結構的形式分離製備承載結構，所述複合結構由第一彈性體層、第二彈性體層和承載元件組成，所述第一彈性體層旨在固定至徑向內部旋轉結構，所述第二彈性體層旨在固定至徑向外部旋轉結構，所述承載元件從第一彈性體層延伸至第二彈性體層。可以使用任何已知方法製備夾心型複合結構。一旦承載結構製備完成，可以根據如下方法步驟製備輪胎型設備：

-在轉鼓上纏繞徑向內部旋轉結構，所述轉鼓的直徑等於安裝裝置的直徑，輪胎型設備旨在安裝在所述安裝裝置上，

-在徑向內部旋轉結構上纏繞承載結構，

-在承載結構的軸向端部處設置胎側從而形成封閉腔體，

-對所述封閉腔體進行加壓從而使承載結構展開，

-在承載結構上纏繞徑向外部旋轉結構，

-將封閉腔體減壓至環境大氣壓力，

-使設備固化。

可以通過將輪胎型設備固定至安裝裝置(例如輪輞)從而製備根據本發明的安裝組件。可以例如通過將徑向內部旋轉結構的徑向內表面粘合至安裝裝置的徑向外表面從而進行所述固定。

附圖說明

藉助下述圖1至圖7將更好地理解本發明：

-圖1：根據本發明的輪胎型設備的局部截面立體圖；

-圖2：根據本發明的輪胎型設備在受擠壓狀態下的周向截面圖；

-圖3a：在承載結構具有一維承載元件的情況下，根據本發明的輪胎型設備的子午線截面圖；

-圖3b：一維承載元件的立體圖；

-圖4a：在承載結構具有條型二維承載元件的情況下，根據本發明的輪胎型設備的子午線截面圖；

-圖4b：條型二維承載元件的立體圖；

-圖5a：在承載結構具有膜型二維承載元件的情況下，根據本發明的輪胎型設備的子午線截面圖；

-圖5b：膜型二維承載元件的立體圖；

-圖6：對於根據本發明的輪胎型設備(絲線型承載元件)和現有技術的參比輪胎，施加的負載隨偏轉變化的對比標準曲線；

-圖7：對於根據本發明的輪胎型設備(絲線型承載元件)和現有技術的參比輪胎，側偏剛度隨施加的負載變化的對比標準曲線。

具體實施方式

圖1顯示了根據本發明的輪胎型設備1的局部截面立體圖，所述輪胎型設備1安裝在安裝裝置4或輪輞上，並且包括徑向外部旋轉結構2、徑向內部旋轉結構3、內部環形空間5、承載結構6和兩個胎側8。徑向外部旋轉結構2的旋轉軸線是輪胎型設備的旋轉軸線yy』並且旨在經由胎面21與地面接觸，所述胎面21包含至少一種彈性體材料。此外，徑向外部旋轉結構2包括周向增強件22，所述周向增強件22在該情況下由單個增強層組成。與徑向外部旋轉結構2同軸的徑向內部旋轉結構3旨在保證輪胎型設備1與安裝裝置4的連接。徑向內部旋轉結構3包含至少一種聚合物材料，更通常為彈性體配混物。內部環形空間5在徑向上分別由徑向外部旋轉結構2和徑向內部旋轉結構3限定。根據本發明，承載結構6由多個承載元件7組成，所述承載元件7從徑向外部旋轉結構2連續延伸至徑向內部旋轉結構3並且在內部環形空間5中成對地獨立。最後，輪胎型設備1包括兩個胎側8，所述胎側8分別連接徑向外部旋轉結構2和徑向內部旋轉結構3的軸向端部並且沿軸向限定內部環形空間5，因此內部環形空間5形成能夠通過充氣氣體加壓的封閉腔體。

圖2顯示了根據本發明的輪胎型設備1的周向截面，所述輪胎型設備1安裝在安裝裝置4上並且處於受擠壓狀態，即經受公稱徑向負載z。承載結構6由多個承載元件7組成，所述承載元件7從徑向外部旋轉結構2連續延伸至徑向內部旋轉結構3並且在內部環形空間5中成對地獨立。經受公稱徑向負載z的輪胎型設備1通過接觸區域a與平坦地面接觸，所述接觸區域a具有周向長度xa。連接至徑向外部旋轉結構2的與地面接觸的部分的承載元件71在壓縮下彎曲，而連接至徑向外部旋轉結構2的不與地面接觸的部分的至少一些承載元件72受到張力。圖2顯示了本發明的具體實施方案，其中承載元件7相同並且沿徑向定向。根據本發明，用1/m2表示的每單位面積的徑向外部旋轉結構2的承載元件7的表面密度d至少等於z/(a*fr)，其中z為用n表示的公稱徑向負載，a為用m2表示的地面接觸面積，並且fr為用n表示的任何承載元件在張力下的斷裂力。

圖3a顯示了在承載結構6具有一維承載元件7的情況下，根據本發明的安裝在安裝裝置4上的輪胎型設備1的子午線截面。如針對圖1所述，輪胎型設備1包括徑向外部旋轉結構2、徑向內部旋轉結構3、內部環形空間5、承載結構6和兩個胎側8。經受公稱徑向負載z的輪胎型設備1通過接觸區域a與平坦地面接觸，所述接觸區域a具有軸向寬度ya。在所顯示的情況下，所有承載元件7相同並且沿徑向定向，因此長度等於內部環形空間5的平均徑向高度h。如上可見，位於接觸斑塊的相反側的承載元件7受到張力，而連接至徑向外部旋轉結構2的與地面接觸的部分的承載元件7在壓縮下彎曲。

圖3b顯示了一維承載元件7，所述一維承載元件7具有由最小特徵尺寸e和最大特徵尺寸l限定的圓形平均截面s並且特徵在於等於l/e的縱橫比k，所述最小特徵尺寸e和最大特徵尺寸l均等於圓的直徑。承載元件7的平均截面s的最小特徵尺寸e(在該情況下即其直徑)至多等於內部環形空間5的平均徑向高度h的0.02倍。此外，在該圓形截面的特別情況下，縱橫比k等於1。由於承載元件7沿徑向定向，其長度l等於內部環形空間5的平均高度h。

圖4a顯示了在承載結構6具有條型二維承載元件7的情況下，根據本發明的安裝在安裝裝置4上的輪胎型設備1的子午線截面。如針對圖1所述，輪胎型設備1包括徑向外部旋轉結構2、徑向內部旋轉結構3、內部環形空間5、承載結構6和兩個胎側8。經受公稱徑向負載z的輪胎型設備1通過接觸區域a與平坦地面接觸，所述接觸區域a具有軸向寬度ya。在所顯示的情況下，所有承載元件7相同並且沿徑向定向，因此長度等於內部環形空間5的平均徑向高度h。如上可見，位於接觸斑塊的相反側的承載元件7受到張力，而連接至徑向外部旋轉結構2的與地面接觸的部分的承載元件7在壓縮下彎曲。

圖4b顯示了條型二維承載元件7，所述二維承載元件7具有由最小特徵尺寸e(或厚度)和最大特徵尺寸l(或寬度)限定的矩形平均截面s並且特徵在於等於l/e的縱橫比k。承載元件7的平均截面s的最小特徵尺寸e(在該情況下即其厚度)至多等於內部環形空間5的平均徑向高度h的0.02倍。在條型二維承載元件7的情況下，縱橫比k至少等於3並且至多等於50。由於承載元件7沿徑向定向，其長度l等於內部環形空間5的平均高度h。

圖5a顯示了在承載結構6具有膜型二維承載元件7的情況下，根據本發明的安裝在安裝裝置4上的輪胎型設備1的子午線截面。如針對圖1所述，輪胎型設備1包括徑向外部旋轉結構2、徑向內部旋轉結構3、內部環形空間5、承載結構6和兩個胎側8。經受公稱徑向負載z的輪胎型設備1通過接觸區域a與平坦地面接觸，所述接觸區域a具有軸向寬度ya。在所顯示的情況下，所有承載元件7相同並且沿徑向定向，因此長度等於內部環形空間5的平均徑向高度h。如上可見，位於接觸斑塊的相反側的承載元件7受到張力，而連接至徑向外部旋轉結構2的與地面接觸的部分的承載元件7在壓縮下彎曲。

圖5b顯示了膜型二維承載元件7，所述二維承載元件7具有由最小特徵尺寸e(或厚度)和最大特徵尺寸l(或寬度)限定的矩形平均截面s並且特徵在於等於l/e的縱橫比k。承載元件7的平均截面s的最小特徵尺寸e(在該情況下即其厚度)至多等於內部環形空間5的平均徑向高度h的0.02倍。在膜型二維承載元件7的情況下，縱橫比k至少等於50。由於承載元件7沿徑向定向，其長度l等於內部環形空間5的平均高度h。

圖6顯示了對於根據本發明的輪胎型設備i(其中承載結構具有相同的一維承載元件)和現有技術的參比輪胎r，施加的負載z(用dan表示)隨偏轉f(用mm表示)變化的兩個對比標準曲線。該圖顯示對於給定的徑向負載z，根據本發明的輪胎型設備i的偏轉f小於參比輪胎r。換言之，輪胎型設備i的徑向剛度大於參比輪胎r的徑向剛度。

圖7顯示了對於根據本發明的輪胎型設備(其中承載結構具有相同的一維承載元件)和現有技術的參比輪胎，側偏剛度(用n/°表示)隨施加的負載(用n表示)變化的兩個對比標準曲線。該圖顯示對於給定的徑向負載z，根據本發明的輪胎型設備i的側偏剛度大於參比輪胎r。

更特別地，已經研究了本發明作為客運車輛的常規輪胎的替代方案。

所研究的輪胎型設備的剛度特徵在上述圖6和圖7中顯示，其包括徑向外部旋轉結構和徑向內部旋轉結構，所述徑向外部旋轉結構和徑向內部旋轉結構分別具有等於333mm和289mm的平均半徑並且軸向寬度均等於250mm。在徑向上分別由徑向外部旋轉結構和徑向內部旋轉結構限定的內部環形空間具有等於35mm的平均徑向高度h。承載結構由絲線型一維承載元件組成。由聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)製成的每個承載元件具有等於7*10-8m2的平均截面s和等於470mpa的斷裂應力。每單位面積徑向外部旋轉結構的承載元件的表面密度d等於85000根絲線/m2。充氣至1.5bar和2.5bar之間的壓力p的輪胎型結構經受等於1000dan的徑向負載z。

儘管根據本發明的承載結構優選由在縱橫比k、結構和材料方面相同的承載元件組成，其可以由承載元件的任何組合組成，例如：

-具有不同的縱橫比k和/或結構和/或材料的一維承載元件，

-具有不同的縱橫比k和/或結構和/或材料的二維承載元件，

-一維承載元件和二維承載元件，該列表不是窮盡的。