包括具有大直径帘线的径向帘布层或斜交帘布层胎体的充气轮胎

摘要

用于滚动组件的充气轮胎，所述充气轮胎包括：至少一个胎体增强件(2)，所述胎体增强件(2)设置有帘线(11)；胎面(4)，所述胎面(4)通过两个胎侧(6)连接至两个胎圈(5)，所述胎圈(5)能够与轮辋(7)接触，所述轮辋(7)具有轮辋凸缘顶部(7b)；每个胎圈(5)包括至少一个周向增强元件；所述胎侧(6)在其外表面上具有一系列交替的突出部(8)和凹部(9)，每个突出部(8)设置在胎侧(6)的表面上；所述突出部(8)在点A和点E之间以连续方式以规律或不规律的间隔设置；胎体增强件的帘线的直径大于1mm，或者胎体增强件的帘线为混合帘线。

说明书

技术领域

本发明涉及斜交帘布层轮胎或子午线胎体轮胎。

背景技术

子午线胎体轮胎已经逐步应用于各类市场，特别是客运车辆轮胎的市场。这一成功特别归因于子午线轮胎提供的耐久性、舒适性和低滚动阻力的性质。

轮胎的主要部分为胎面、胎侧和胎圈。胎圈旨在与轮辋接触。在子午线轮胎中，构成轮胎的每个主要部分(即胎面、胎侧和胎圈)具有彼此明显不同的功能，因此具有公知的特定组成。

子午线轮胎基本上通过胎体增强件增强，所述胎体增强件包括至少一个胎体帘布层，所述胎体帘布层相对于轮胎的周向方向以基本上等于90°的角度设置。该胎体增强件在径向外部和胎面下方被增强帘布层覆盖，所述增强帘布层形成带束层。

斜交帘布层轮胎与子午线轮胎的不同之处在于存在至少两个斜交胎体帘布层，所述斜交胎体帘布层相对于轮胎的周向方向以不等于90°的角度设置。帘布层被称为“斜交的”，因为一个帘布层与下一个帘布层的角度具有相反符号。

应回想，根据本发明，轮胎的周向方向为垂直于轮胎的旋转轴线并且与轮胎的带束层增强件正切的平面中的方向。

在子午线胎体轮胎出现之后，一些斜交帘布层轮胎也在胎面下方设置有带束层增强件。

在这两种类型的轮胎中，与地面直接接触的胎面特别具有的功能在于提供与道路的接触并且需要适应地面的形状。胎侧本身在传递支撑车辆负载并且允许其移动所需的机械力的同时吸收地面的不平坦。

带束层增强件是这样的增强件，所述增强件一方面需要对于边缘变形足够刚性使得轮胎可以具有转向所需的侧偏推力或漂移推力，并且传递用于牵引或用于制动的扭矩，另一方面需要在弯曲方面极为柔软，即允许其平面的曲率变化从而提供轮胎与地面的足够的接触面积。

因此，带束层增强件通常具有复合结构，所述复合结构允许对于相对低的重量提供所需的刚度。带束层增强件通常由至少两个以不同角度设置的帘布层组成，所述帘布层包括帘线形式的覆盖有橡胶的增强体。增强元件相对于周向方向从一个帘布层到另一个帘布层交叉并且相对于该方向可以为对称或不对称的。

通过文献JP2008068716A已知包括具有外部增强体的胎侧的轮胎，所述外部增强体旨在降低轮胎上的可能随着使用出现损坏的位置处的内部温度。然而，在侧面冲击(例如被路边石或坑洞冲击)的情况下，胎侧上这些增强体的设置不能正确地增强轮胎胎侧。特别地，在常规的轮胎设计的情况下，以各种速度和/或各种撞击角度产生的所述冲击可能造成损坏，有时甚至进一步造成轮胎报废。

此外，目前的趋势是使用铝制(而非钢制)轮辋从而特别有助于车辆的整体美观，其结果是当轮胎遭受侧面冲击时，造成胎体的组成部分以明显更低的速度向上断裂。此外，目前希望使用具有越来越短的胎侧高度的轮胎，其另一个结果是如下事实：相比于胎侧更高情况下的冲击，对所述胎侧的冲击造成更为严重的损坏，因此更损坏轮胎。

通过文献JP2003 237317还已知包括间断的弹性体橡胶部分的轮胎，所述弹性体橡胶部分具有不同的刚性并且设置在胎侧上从而减少轮胎操作固有的噪声。

专利FR888 453还描述了轮胎外胎，所述外胎的两侧包括由弹性体橡胶制成的突出部，所述突出部由于其所具有的几何形状而旨在核实轮胎的压力与负载一致。

最后，文献US2 354 715公开了存在弹性体橡胶的突出部，所述突出部包括金属元件并且设置在轮胎胎面的端部处并且旨在避免胎面在行驶的过程中打滑。

此外，在被路边石或坑洞冲击的情况下，轮胎可能例如由于卡在轮辋和障碍物之间而被损坏。所述冲击的结果是轮胎胎侧的增强体元件可能损坏。轮胎可能局部变形和/或损失其充气压力。许多已知方案能够降低这些风险。例如，根据如下方法之一增加胎体增强件的帘线的断裂力：

-增加材料的断裂应力(示例：芳纶或芳纶/尼龙或芳纶/PET型混合帘线)；

-增加增强体的横截面(示例：大直径帘线)；

-增加增强体的层数(通常为双帘布层方案)。

通过增加帘线直径或者通过增加材料的断裂应力而造成的帘线断裂力的增加通常实现为帘布层相等的总断裂力。这造成隔开程度更大的帘线。这造成轮胎胎侧中的通常为波纹或起伏形式的目视缺陷。

在具有不同刚性的帘线交替(特别是PET帘线和尼龙帘线或尼龙帘线和芳纶帘线或芳纶/尼龙或芳纶/PET型混合帘线等)的情况下，可能出现目视缺陷，显现出胎侧外表面处的帘线几何形状。

增加胎侧厚度或减小增强体帘线之间的节距能够限制轮胎胎侧的表面变形。由于使用了比轮胎正确工作所需材料更多的材料，这些方案成本昂贵并且不利于性能。

因此，仍然需要能够进一步改进轮胎胎侧相对于侧面冲击的稳健性，而无需改变轮胎目前的尺寸。

发明内容

为此目的，本发明提供用于包括轮辋和轮胎的滚动组件的轮胎，所述轮胎具有至少一个胎体增强件，所述胎体增强件设置有帘线并且径向外部被胎冠增强件覆盖，所述胎冠增强件本身位于胎面的径向内部，所述胎面具有两个轴向最外端，所述胎冠增强件由至少一个增强元件层组成，所述胎面通过两个胎侧连接至两个胎圈，所述胎圈旨在与轮辋接触，所述轮辋具有轮辋凸缘顶部，每个胎圈具有至少一个周向增强元件，所述胎侧在其外表面上具有一组突出部，所述突出部与空隙交替，每个突出部设置在胎侧的表面上，所述突出部在点A和点E之间规律或不规律并且连续地设置，

-所述点A的位置设置在所述胎面的径向外表面和所述胎侧交叉的位置处，具有的径向轴线ZZ’离赤道平面AA’的距离为长度L_A，所述长度L_A在1/2(L-60mm)和1/2(L-10mm)之间，L为标称截面宽度，并且

-所述点E根据需要以半径设置使得：

οR₂<E<(0.75R₁+0.25R₂)，R₂为轮辋凸缘顶部处的半径并且R₁为标称截面宽度的半径(范围I)，或

ο0.95R₁<E<(0.75R_A+0.25R₁)，R₁为标称截面宽度的半径并且R_A为点A处的半径(范围II)，

并且

-所述胎体增强件的所述帘线的直径大于0.9mm；或

-所述胎体增强件的所述帘线为混合帘线。

本文考虑的大帘线是直径大于0.9mm，更优选大于1mm的帘线。该设计能够使由于使用具有大直径的胎体帘线而对胎侧表面变形造成的影响达到最小化。由此获得的双重优点在于，一方面胎体增强件的增强体的刚性增加并且轮胎相对于冲击的稳健性增加，另一方面由于存在突出部使得胎侧的目视外观得以优化。最后，获得这些优点而且对其它性能因数(例如滚动阻力)没有任何负面影响。当突出部部分地中断沟槽时，在所述沟槽的总轴向间距的2和97％之间，优选20和80％之间，更优选30和50％之间发生该中断。

沟槽是位于点A附近的给定宽度的区域并且具有大于70％的纵向空隙比。

R₁可以在(0.8R₂+0.2R_A)和(0.2R₂+0.8R_A)之间的范围内。

根据本发明的轮胎的优点在于，能够迅速和容易地生产并且能够承受特别剧烈的侧面冲击而不会产生可能对车辆的乘客造成显著风险的实质性损坏。根据本发明的轮胎还具有的优点在于，提供与在胎侧上不具有突出部的轮胎相似的整体性能因数，例如滚动阻力、磨损性、耐久性。

有利地，所述胎面在至少一个轴向最外端处包括周向沟槽。

根据第一个变体形式，至少一个突出部部分或完全地中断所述周向沟槽。根据另一个变体形式，每个突出部与所述周向沟槽相邻。根据另一个变体形式，至少两个相邻或非相邻的突出部伸入所述周向沟槽。

有利地，所述胎体增强件的所述混合帘线由芳纶/尼龙或芳纶/PET制成。

优选地，所述突出部中心处的高度定义如下：

i)点EQ为轮胎胎侧的轴向最外点；

ii)点EQ设置在离旋转轴线的距离REQ处；

iii)突出部在点EQ处的高度小于相对于旋转轴线距离为REQ+10mm和REQ-10mm的点处的高度。

优选地，至少两个突出部具有彼此不同的长度。优选地，每个突出部的平均高度在3和10mm之间，更优选在5和8mm之间。

突出部的高度可以是可变的。突出部的最大高度在3和10mm之间。最小高度可以接近0。更优选地，突出部的最大高度在4和8mm之间。优选地，每个突出部的平均宽度在4和12mm之间。

在点A和E之间的距离的至少80％上，突出部的平均高度可以大于最大高度的80％。平均高度被定义为突出部的端部之间的高度的平均。

突出部优选具有小于或等于20°，更优选在5和8°之间的浮离角α。

两个相邻的突出部可以以小于或等于突出部的平均宽度的2倍的平均距离彼此隔开，并且可以基本上彼此平行。

突出部优选覆盖胎侧的在点A和E之间的周向总表面的至少40％。

具有确定的几何形状或任意的几何形状的每个突出部可以具有中性纤维，所述中性纤维穿过径向最内端和径向最外端并且相对于径向方向ZZ’以角度β设置，所述角度β在-60°和+60°之间。

轮胎的外侧胎侧(当安装在车辆上时位于外侧的胎侧)和轮胎的内侧胎侧(当安装在车辆上时位于内侧的胎侧)可以各自包括具有任何可能的倾斜度组合的突出部。同样地，车辆的四个轮胎可以具有可以根据每个车轴变化和/或可以在同一个车轴上变化的倾斜度。

优选地，两个相邻的突出部之间的空隙延续胎面的周向沟槽的空隙沿轴向延伸穿过点A，所述沟槽设置在胎面的至少一个轴向端部处。

优选地，在接近点A(即设置在3和8mm之间)的胎侧区域中，两个相邻的突出部之间的空隙相对于周向方向以在-15°和+15°之间的角度设置。

根据本发明的轮胎具有的[在越过半径R₁的周向方向上每个突出部的总宽度的总和]/2πR的比例大于或等于30％，更优选等于60％，在所述突出部的总高度的50％处定义每个突出部的宽度，并且轮胎的任何半径R在R_E<R<R_a的范围内，其中R_a为点A处的半径并且R_E为点E处的半径。

可以沿着轮胎胎侧的整个周向长度存在突出部。有利地，胎侧上存在的突出部由与胎侧相同的材料制成。

本发明还提供包括轮辋和上述轮胎的安装组件。

附图说明

现在将借助于如下实施例和附图描述本发明，所述附图仅用于解释并且其中：

–图1在径向平面中示意性地显示了根据本发明的轮胎的横截面。

–图2A和2B为根据本发明的轮胎的胎侧和相应胎面的一部分的三维示意图，

–图3示意性地显示了根据本发明的轮胎的包括突出部的胎侧的放大部分，

–图4显示了根据本发明的轮胎的两个相邻突出部的沿着图3的线AA的横截面图，

–图5A和5B在第一个变体形式中以三维形式显示了根据本发明的轮胎的胎侧和相应胎面的径向外部的一部分，

–图6A在第二个变体形式中以三维形式显示了根据本发明的轮胎的胎侧和相应胎面的径向外部的一部分，其中一些突出部完全地中断周向沟槽，

–图6B在另一个变体形式中以三维形式显示了根据本发明的轮胎的胎侧和相应胎面的径向外部的一部分，其中一些突出部部分地中断周向沟槽，

–图7A显示了根据另一个变体形式的胎侧的一部分和相应胎面的一部分的径向截面中的局部视图，

–图7B显示了根据本发明的轮胎的根据另一个变体形式的胎侧的一部分和相应胎面的一部分的径向截面中的局部视图，

–图8A和8B示意性地显示了不存在突出部(图8A)和存在突出部(图8B)的情况下的具有大帘线或混合帘线的轮胎的不同层，

–图8C为根据本发明的帘线的横截面图，

–图9显示的表格详细呈现了帘线直径关于胎侧厚度的厚度变化。

在各个附图中，相同或相似的技术元件具有相同的附图标记。为了不过多叙述，无需重复它们的描述。

具体实施方式

定义

本文使用如下定义：

-“纵向或周向方向”为轮胎行驶的方向，

-“径向方向”为与轮胎的旋转轴线相交并与其垂直的方向，

-“轴向方向”为平行于轮胎的旋转轴线的方向，

-“在径向上位于内部”意指更接近轮胎的旋转轴线，

-“在径向上位于外部”意指更远离旋转轴线，

-“赤道平面或正中平面”意指垂直于轮胎的旋转轴线并且将轮胎分为基本上相等的两半的平面，

-“轮胎的横向方向”意指平行于旋转轴线的方向，

-“径向平面或子午平面”意指包含轮胎的旋转轴线的平面。

表述“部分地中断”意指突出部的径向上端与周向沟槽部分地交叉。

表述“完全地中断”意指突出部的径向上端与胎面的最接近所述径向上端的轴向外端相交。

术语“规律”定义的事实是：设置在点A-E之间的突出部在径向方向上以竖直对齐(可能具有对称性)的方式均匀地设置。

术语“不规律”定义的事实是：设置在点A-E之间的突出部在径向方向和平行方向的两个方向上偏离(不具有对称性)且不均匀地设置。

半径R_A为宽度L_A的函数，所述宽度L_A本身为宽度L的函数。

标称截面宽度L的定义是安装在轮辋上并且充气的轮胎的截面宽度；根据本发明，截面宽度是充气轮胎的胎侧的外侧之间的距离，包括胎侧表面浮凸。R₁对应于位于胎侧的最远离正中平面的外表面上的点处的半径。根据本发明的截面宽度的定义适用于与任何类型的轮辋组合的任何类型的外胎。

REQ为轮胎(宽度＝L)最宽点处的半径：优选的情况是R_A>REQ。

如图1所示，附图标记1的客运车辆轮胎包括胎体增强件2，所述胎体增强件2位于附图标记3的带束层增强件的径向内部，所述带束层增强件3位于胎面4的径向内部，所述胎面4本身通过两个胎侧6连接至两个胎圈5。胎圈5旨在与轮辋7(局部显示)接触。每个胎圈包括至少一个周向增强元件7a。在胎侧的表面上，胎侧具有一组突出部8，所述突出部8规律地与空隙9交替(图2中所示)。图1在横截面中显示了突出部8，该突出部具有连续的中性纤维。在此应回想，中性纤维是赋予中性轴线的名称，所述中性轴线基本上穿过每个突出部的体积中心并且当经受压缩和/或凹陷时既不变短也不变长。

如图1所示，突出部8沿着从点A延伸至点E的中性纤维的连续长度设置在胎侧的表面上。

-点E可以根据两种方法(本文标记为范围I和范围II)设置。

ο在范围I中，点E处的半径为：R₂<E<(0.75R₁+0.25R₂)，R₂为轮辋凸缘顶部7b的半径并且R₁为标称截面宽度的半径。

ο在范围II中，点E处的半径为：0.95R₁<E<(0.75R_A+0.25R₁)，R₁为标称截面宽度的半径并且R_A为点A处的半径。

根据一个实施方案，对于安装在6.5J 16轮辋上的205/55R 16参考轮胎，点E设置在半径为232mm的位置处，其中R_A等于298mm，R₂等于220mm并且R₁等于261mm。

所述点A设置在所述胎面的径向外表面和所述胎侧交叉的位置处，具有的径向轴线ZZ’离赤道平面AA’的距离为长度L_A，所述长度L_A在1/2(L-60mm)和1/2(L-10mm)之间，L为标称截面宽度。对于205/55R>A等于298mm。

突出部不是并入胎侧橡胶的插入橡胶元件，而是在固化阶段的过程中模制而成。突出部以与胎面上形成的胎面花纹相似的方式获得。

图2A显示了突出部8和空隙9的交替，在图3和4中以放大形式显示。图2B显示了图2A的变体形式，其中突出部相对于轴向方向以一定角度设置。在该实施方案中，对于205/55R 16尺寸的轮胎，最长的连续突出部8具有约75mm的中性纤维长度。突出部以基本彼此平行的方式沿径向(图2)设置并且以约4.50mm彼此隔开，在其轴向最内部具有约6mm的高度和约8.6mm的宽度。

浮离角α为约8°，如图4所示。所述浮离角的值允许轮胎在固化之后脱模而不破坏最终结构。根据该实施方案，突出部在中间高度处具有的[在越过半径R₁的周向方向上每个突出部的宽度的总和]/2πR的比例等于30％并且相对于径向平面以零度角设置。

图5A显示了突出部8的径向外部8a的三维视图，并且图5B为图5A的放大图。在图5A和5B中，每个突出部8的部分8a和空隙9与胎面4的轴向最外端4a处的表面上沿周向设置的沟槽10相邻。沟槽10的长度不中断。在该具体的实施方案中，沟槽10具有沿着轴线YY’的可以在2和10mm之间的轴向宽度“l”和沿着轴线ZZ’的在3和8mm之间的径向高度“h”。

图6A还显示了突出部8的径向外部8a的三维视图。不同于图5A和5B，沟槽10中断。特别地，突出部8的端部8a和相邻空隙9与轮胎周向方向上的沟槽10完全交叉。图6B显示了突出部8的所述径向外部8a的三维视图的另一个变体形式。在该图中，突出部8与轮胎周向方向上的沟槽10部分交叉。

图7A和7B显示了突出部8的径向内部8b(用虚线显示)与沟槽10的径向内部10b相距厚度“d”。该厚度“d”小于2mm并且优选小于1mm。

图8A和8B特别显示了胎体增强件的焊接处的实施方案。在这些实施例中，帘线具有大于0.9mm的直径。图8A清楚显示了造成导致外观缺陷的起伏现象的变形。在该情况下，由大直径帘线造成的过大厚度为约800微米。因此胎侧上可见凹陷或起伏外观。该凹陷随着帘线直径和胎侧厚度而变化。图8B显示了一种推荐方案，其能够减轻视觉影响，因此能够消除外观缺陷。

图8C显示了根据本发明的混合帘线11的示例性实施方案，其中混合帘线11的较小部分由芳纶制成而较大部分由尼龙制成。

图9的曲线图显示了对于3和5mm的胎侧厚度，帘线直径和胎侧厚度对胎侧变形程度的影响。正方形和菱形的曲线涉及常规设计。当使用大帘线直径时，显然变形程度达到较大的值。框形区域表示外观缺陷明显超出可允许阈值的构造。显然，与根据本发明的轮胎对应的用交叉表示的曲线提供了特别有利的效果，变形程度相比于常规设置明显降低。

有利地，外表面和帘线之间的最小距离为3.1mm。最小突出部高度为约3mm。

图8C显示了基于混合帘线的另一种方案。混合增强体是包括至少两种不同织物材料的组合的织物增强体。例如，混合增强体A167/A167/N140 280/280由三个线股组成，其中两个线股由167tex芳纶制成而另一个线股由140tex尼龙制成并且捻度为280圈/米(tpm)。这三个线股以280tpm的平衡捻度捻合在一起。以下是混合帘线的一些示例：

A330/A330/N188 230/230

A167/A167/N140 280/280

A167/N140 290/290

J220/2 240/240

J334/2 270/270

图8C为A167/A167/N140帘线的横截面的示意图。深色线股是尼龙线股，浅色线股对应于芳纶线股。本发明的理念允许使用这种帘线而不会出现上述外观缺陷。

因此，本发明能够组合与如下对应的方案：通过增加增强体的横截面(示例：大直径帘线)从而增加帘线刚性；或者通过使用多材料帘线(特别是芳纶/尼龙或芳纶/PET型混合帘线)从而增加帘线刚性。

通过在轮胎胎侧上设置一组突出部和空隙，限制了胎侧的起伏的影响。

根据本发明的轮胎以常规方式在固化模具中固化和模制之后获得。

图中使用的附图标记

1 轮胎

2 胎体增强件

3 带束层增强件

4 胎面

4a 胎面的轴向最外端

5 胎圈

6 胎侧

7 轮辋

7a 周向增强元件

7b 轮辋凸缘顶部

8 突出部

8a 突出部的端部

8b、8c、8d 突出部的径向内部

9 空隙

10 周向沟槽

10b 沟槽的径向内部

11 大直径帘线或混合帘线。