CN101189135B - 具有褶皱胎侧的轮胎 - Google Patents

Abstract

一种轮胎，包括至少一个胎体类增强结构(10)，该增强结构锚固在胎圈(1)的每一侧，每一胎圈通过胎侧(6)径向的向外侧延伸，所述胎体类增强结构(10)从胎圈向所述胎侧圆周地延伸并按照这样的方式布置：基本在胎侧的中面部分中，所述增强结构的细线在圆周上具有不同的径向位置，以形成基本上连续的沿圆周路径的规则皱纹，从而形成褶皱的圆周轮廓。

Description

具有褶皱胎侧的轮胎

技术领域

本发明涉及轮胎。更确切的说，本发明涉及一种轮胎，该轮胎包括在胎侧具有特殊排列的胎体类增强结构的细线(threads)，从而在一方面可以得到能够提高质量的弹性胎侧，特别是在对低断面(lowprofile)轮胎特别有利的舒适性和滚动阻力方面，并且在另一方面得到超低断面轮胎或者具有很短胎侧的轮胎。

背景技术

越来越多的汽车安装有低断面轮胎。因为轮胎不得不提供响应力、感觉和驾驶的运动感，这些低断面类轮胎由于具有上述的内在品质而被需求。现在，经常通过牺牲舒适性而获得这些品质。实际上，胎侧越短，舒适程度越低。在某些特定情况下，在特定的非常不利的情况下，所获得的刚性的程度使汽车变得非常不舒服，例如，驾驶在状况非常差的路面上时。

文件EP 0 667 250描述了具有可操纵特性的轮胎，该可操纵特性通过使用具有不同的热收缩系数的圆周增强件而被提高。这样，在硫化后，相对其他的低系数细线，一些具有高系数的细线占有更多的轴向的向内位置。自然地，在整个轮胎轮廓上都可以找到这样的不同位置。这样的工艺不允许轴向位置的偏差在轮廓的单一部分聚集。

文件WO 2004/045870描述了具有延长的机动性(extendedmobility)的轮胎，其中具有不同轴向位置的增强细线相同或者相似。该轮胎在胎侧的中间使用了圆周增强件，以特别防止或限制当胎侧受到大的应力时的压折(collapse)。

发明内容

为了减轻不同的缺陷，本发明提供了一种轮胎，包括至少一个胎体类增强结构，所述胎体类增强结构锚固在轮胎每一侧的胎圈中，胎圈的底部将安装在轮圈底座(rim seat)上，每一胎圈通过胎侧向外径向地延伸，胎侧径向地向外连接到胎面，胎体类增强结构从胎圈圆周状地向所述胎侧延伸，所述轮胎进一步包括胎冠增强件，每一胎圈还包括在每一胎圈中固定增强结构的锚固区域，所述胎体类增强结构以如下方式被排列，在一方面，基本上在胎侧的子午线部分，所述增强结构的细线在圆周上具有不同的轴向位置，从而形成有皱纹的胎侧区域，该皱纹包括，沿圆周的路径，基本上连续的规则皱纹形成褶皱的圆周轮廓，以及在另一方面，在此区域之外，胎体类该结构的所有细线占有基本上相同的轴向位置。此外，根据本发明的轮胎不包括位于胎侧的基本中间部分的圆周增强件。

本发明提供的方案，使其有可能避免传统轮胎的一些缺陷。此外，这种结构类型对短胎侧轮胎特别有利。它可以突破传统设计上的限制，从而轮胎可以设计成具有很短的胎侧。此外，始料未及的是，已发现可以省略如文件WO 2004/045870中所陈述的胎侧中间的圆周增强件，而不以任何方式损害轮胎的操作特性。所产生的额外的柔性可以减小胎侧的尺寸，从而制造具有短或很短的胎侧的轮胎。

根据有利的实施例，所述有皱纹的胎侧区域在胎圈(bead)和胎冠区域之间径向延伸进入胎侧。

在有皱纹的胎侧区域中，所述增强结构细线的不同可能位置有利地位于轴向最内侧的增强结构路径和轴向最外侧的增强结构路径之间。

根据有利的可选形式，轮胎所述胎侧的外表面在增强结构具有所述皱纹的区域中同样具有褶皱的圆周轮廓，基本上对应通过所述增强结构形成的轮廓。胎侧皱纹允许轮胎的内部结构特性可视。例如，后一方面可能更好地识别此类技术。在可选的形式中，胎侧的外表面基本上是直的。从而增强结构的特殊构造不被显示，且胎侧的轮廓以传统方式设置。

根据不同的实施例，对于给定的褶皱圆周轮廓的圆周位置，所述增强结构的细线的轴向位置或者相对所述轮胎的中面在每一胎侧中基本上对称，或者基本上在每一胎侧中相对。这样，胎体类增强结构的路径可以以两种配置方式排列，即例如“相位相对”(phase-opposition)配置，其中对于给定的褶皱圆周轮廓的圆周位置，增强细线的轴向位置基本上相对于所述轮胎的中心面在每一胎侧中对称，或者例如“相位相同”(in-phase)配置，其中对于给定的褶皱圆周轮廓的圆周位置，增强结构部分的轴向位置基本上在每一胎侧中相对。

有利的，具有皱纹的胎侧区域的高度h与轮胎从底部区域的底直到胎面的距离H之间的比值的范围在0.2到0.75之间，更特别的是在0.2到0.50之间。

根据一个有利的实施例，在增强结构中沿轮廓的细线的轴向最远位置之间的分离距离D至少是增强结构中的细线的平均直径d的1.25倍。

有利的，在增强结构中沿所述轮廓的细线的轴向最远位置之间的分离距离D大于增强结构中的细线的平均直径d的1.5倍，且小于增强结构中的细线的平均直径d的5倍。

附图说明

所有的实施例的细节将在下面的说明书中给出，通过图1到图5补充，其中：

图1a和1b是径向部分，本质上显示根据本发明的第一类型轮胎的两个实施例的胎圈、胎侧、和半个胎冠；

图2b和2c是圆周部分的部分视图，本质上显示了胎侧，所述胎侧的一系列增强细线的径向位置是其在胎侧中的径向位置的函数，如图2a所示。

图3a和图3b显示了图2c中实施例的可选形式。

图4a和图4b是径向部分，显示了在每一个胎侧中的胎侧增强细线的路径，图4a中为相位相同配置，图4b中为相位相对配置。

图5b图解根据相关索引的轮胎胎侧的剖面，图5a中图解了不同的位置：在A-A’向，在“伸长区域”或“拉紧胎侧”，以及在B-B’向的“褶皱胎侧”的区域中。

具体实施方式

轮胎的增强结构或增强件通常由一个或多个传统上称为“胎体帘布(carcass plies)”、“胎冠帘布(crown plies)”等的帘布(plies)堆叠组成。这种命名增强结构的方式产生于制造工艺，该制造工艺包括制造一系列帘布形式的装备有通常为经向细线状增强件的半成品，然后装配或堆叠以形成轮胎原胚。帘布制造成平的，具有大的尺寸，然后切割成特定产品所需的尺寸。开始，帘布基本上装配成平的。这样被制成的轮胎原胚定型为轮胎的典型的环状轮廓。然后所谓“完成”产品的半成品被应用在原胚上，得到将要硫化的产品。

这种传统类型的过程需要使用锚固元件(通常是胎圈钢丝)，特别是在制造轮胎原胚阶段，胎圈钢丝，锚固元件是用于锚固或者固定轮胎的胎圈区域的胎体增强件。这样，在这种工艺类型中，构成胎体的所有(或只有其一部分)帘布层的一部分围绕设置在轮胎胎圈中的胎圈钢丝被卷起。这样，胎体就被固定在胎圈上了。

事实上，虽然有各种可选方法来制造帘布层和其装配体，但在轮胎制造工业中对这种传统类型方法的普遍采用使得本领域的技术人员要使用反映这一过程的词汇；因此被广泛接受的术语尤其包括术语“帘布层”、“胎体”、“胎圈钢丝”、“成型”等，“成型”指从平面外形变为环状外形。

但是，现在严格地讲，有些轮胎不含有任何根据前面定义的“帘布层”或“胎圈钢丝”。例如，文件EP 0 582 196描述了不使用帘布层形式的半成品而制造的轮胎。例如，不同增强结构的增强元件被直接用于橡胶混合物的相邻层，然后再被整体应用于环形胎芯的后续层，该环形胎芯的形状使得可以直接获得与所制造的轮胎的最终外形相近的外形。因此，在这种情况下，就不再存在任何“半成品”、或任何“帘布层”和“胎圈钢丝”。基底产品，例如橡胶混合物和钢丝或纤维形式的增强元件，可以直接应用于胎芯。当此胎芯是环状时，就不再需要定型原胚以使其从平坦外形变成环状外形了。

而且，该文件中描述的轮胎也没有“传统的”胎体帘布层绕胎圈钢丝的缠绕。这种固定方式被在所述胎侧增强结构相邻的位置安放圆周钢丝、然后再全部嵌于锚固或粘合的橡胶混合物中所代替。

还有一些利用半成品在环形胎芯上装配的方法尤其适用于快速、有效和简便地在中央胎芯上安装。最后，也可以利用既包含用于获得某些构造部分(例如帘布层、胎圈钢丝等)的某些半成品、同时又通过直接应用混合体和/或增强元件来制造其他部分的混合形式。

在本文中，为了考虑到最近产品制造和设计领域中的技术发展，传统术语例如“帘布层”、“胎圈钢丝”等被中性或独立于所采用的方法的类型的术语有利地代替。因此，“胎体类增强件”或“胎侧增强件”的说法可用于指代传统方法中的胎体帘布层的增强细线，以及通常应用于胎侧、利用不涉及半成品的方法制造出的轮胎的相应细线。对于其部分，“锚固区域”可表示在传统方法中围绕胎圈钢丝的胎体帘布层的“传统”缠绕，也可同样简便地表示由圆周细丝、橡胶混合物以及相邻的通过使用应用到环形胎芯上的方法而制造的底部区域的胎侧增强部分构成的装配体。

在本说明书中，术语“细线”概括表示单丝、多丝、或例如缆线(cable)、帘布纱(plied yarn)的装配体，或者可选的任何等效装配物，并且与细线的性质或者处理无关。这些可以是，例如表面处理、涂层或者预涂胶而有利于它们与橡胶的结合。“单一细线(unitary thread)”的表达方式表示了由单一元件构成的细线，无需装配。术语“多丝”在另一方面表示装配至少两个单一元件以形成缆线、帘布纱等。

胎体帘布层传统的缠绕胎圈胎圈钢丝的方式是众所周知的。这样，胎圈钢丝具有固定胎体的功能。从而，它特别要承受胎体细线带来的，例如受到膨胀压力影响的张力。本文描述的排列方式能够提供相似的固定功能。同样，使用传统类型的胎圈钢丝从而保证胎圈紧固在轮圈上的方式也是众所周知的。本文所描述的排列方式同样也允许执行类似的紧固方式。

在本说明书中，“结合”橡胶或混合物可以被理解成橡胶混合物可以接触增强细线，橡胶混合物连接到那里并且填充相邻细线间的空隙。

细线和结合混合物层之间的“接触”可以理解为细线的外部圆周的至少一部分紧密接触构成结合混合物的橡胶混合物。

位于胎圈和胎冠之间通常具有较低弯曲刚度的轮胎部分被称为“胎侧”。橡胶混合物相对于胎体增强结构的细线位于轴向外侧，且它们的结合混合物被称为“胎侧混合物”。这些混合物通常具有低弹性模量。

临近胎侧位于轮胎径向内侧的部分被称为“胎圈”。

橡胶混合物的“弹性模量”被理解为，在环境温度下10％量级的单轴拉伸形变得到的正切(secant)拉伸模量。

作为提醒，“径向向上”或者“径向上部”或者“径向外侧”表示半径更大的位置。

在本文中，术语“细线”较概括地表示单丝、多丝、或诸如缆线、帘布纱的装配体或者可选的任何类型的等价装配物，并且确实可以不论这些细线的材料和处理，例如表面处理或者涂层或者预涂胶以增强橡胶的粘附力。

当其细线排列为90°，同时，根据使用的术语学，角度接近90°时，胎体类增强结构或增强件将被描述为径向的。

细线的特性被理解为包括，例如，它的尺寸、它的成分、它的机械特性和性质(特别是它的模量)，它的化学特性和性质，等等。

间距h是有皱纹的胎侧区域11的高度，如图1所示。

间距H以传统的方式表示轮胎从底部区域的底(base)直到胎面(tread)的距离，如图1所示。

尺寸“d”表示增强结构10中的细线的平均直径。

尺寸“D”表示沿轮廓的增强结构中的细线的轴向最远的位置之间的分离距离，或换言之，轴向最外侧细线的轮廓的外侧和轴向最内侧细线的轮廓的内侧之间的距离，如图3b所示。

图1a和图1b图示了根据本发明的轮胎的第一实施例的底部区域，特别是胎圈1。胎圈1包括轴向外侧部分2，该外侧部分被设计并成型为与轮圈的边沿相对放置。部分2的上部或者径向外侧部分形成部分5，该部分5被设计为配合轮圈边缘(flange)。该部分经常轴向向外弯曲，如图1所示。部分2径向和轴向地向内部延伸，直到胎圈座4，该部分2被设计为靠着轮圈座定位。胎圈进一步包括轴向内部部分3，基本上从座4向胎侧6径向延伸。

轮胎还包括增强结构10或装备有有利地配置成基本上径向排列的增强件的胎体类增强件。此结构可以从一个胎圈到另一胎圈连续排列，穿过轮胎的胎侧和胎冠，或者可选的，它包括两个或者多个没有覆盖整个胎冠的部分，例如延胎侧排列。

为了尽可能准确地定位增强细线，在刚性支撑上制造轮胎是非常有利的，例如施加其内腔形状的刚性芯。轮胎的所有组成部分都被应用该填充芯，按最终结构所需要的顺序，这些构成部分被直接安置于它们的最终位置上，而无需在制造中改变轮胎的轮廓。

胎体类增强结构有两种可能的主要安装类型。通常，将所述结构10缠绕在胎圈1的胎圈钢丝7上，例如图1a中说明，将将胎体类增强结构固定在胎圈中。

可选的，例如图1b所示，可以通过使用圆周细线的结构获得锚固功能。圆周细线21优选的以堆(piles)22的形式排列，形成锚固细线的排列，装备在每一个胎圈中。这些细线优选是金属的，可以有铜的涂层。不同的可选形式有利的预见了织物性质的细线，例如芳族聚酸胺、尼龙、PET、PEN或混合物制成的细线。在每一堆中，细线基本上同心或者叠置是有利的。

为了完好的固定增强结构，形成叠层复合胎圈(laminated compositebead)。在胎圈1内部，圆周定向(circumferentially orientated)细线21位于增强结构的细线的行之间。如图所示，根据所需轮胎类型和/或所需特性，这些圆周定向细线排列在堆22中，或在几个相邻的堆中，或在几个合理的排列中。

增强结构10的轴向内部末端部分和细线线圈协作。然后在胎圈中锚固这些部分。为利于固定，圆周细线和增强结构之间的空间填充有结合或固定橡胶混合物60。同样可以使用有不同特性的几种混合物，划分出几个区域，混合物的组合和所产生的排列没有特别的约束。以无限制的示例的方式，这样的混合物的弹性模量可以达到或者超过10到15MPa甚至更高，在某些情况下，超过40MPa。

细线的排列可以以不同的方式设置或者制造。例如，堆可以在几圈螺旋中有利地由单一细线缠绕(基本在0度)构成，优选的从最小半径到最大半径。堆也可以由几条同心细线构成，一条细线位于另一细线之内，从而半径逐渐增加的环被叠置。不需要增加橡胶混合物以填充增强细线或者圆周细线线圈。

图1a和1b同样图示了不同的胎体类增强结构10的可能路径。有皱纹11的胎侧区域在胎侧中胎圈1和胎冠区域9之间径向延伸。在此区域之外，所有的胎体类增强结构的细线基本上在胎侧中占有相同的轴向位置。然而，在该区域11中，沿胎侧分布的不同细线不完全占有相同的轴向位置。在图2c、3a和3b以及图1a和1b中，这一点可以清楚地看出。不同的可能位置位于轴向最内侧的增强结构路径12和轴向最外侧的增强结构路径13(以虚线描述)之间。

在这些极限位置之间，可以发现一个或者多个中间位置16的系列，例如图3a和3b中所示。可选的，如图2c所示，也可能只有极限位置而没有中间位置。

图2b和图2c清楚地说明，根据其中的径向位置的胎侧中的增强结构细线的轴向位置的轻微区别和变化。这样，图2b清楚地显示了胎侧中的细线基本为线性的排列，和在皱纹区域之外观测到细线差不多，例如在图2a中的B-B’径向位置中，。图2c显示了处于基本上对应于褶皱区域的径向位置(例如在图2a图示的径向位置A-A’)的相同细线。这样，区域A-A’位于褶皱区域11或者多重位置范围内。

图4a和4b说明了从轮胎的一个胎圈到另一胎圈的胎体类增强结构的路径的两个示例。在图4b中，路径在轮胎的对称子午轴的每一侧是对称或者相似的。这样，在轮胎的任何一边皱纹的不同位置被这样排列：槽对准槽，以及峰(peak)对准峰。这样的对称显示出许多优点，特别是从静态和动态的校正平衡的轮胎的观点来看。

在4a中，在轮胎的每一侧面的皱纹的不同部分是同相(in phase)的：第一侧面的槽面对第二侧面的峰，第一侧面的峰面对第二侧面的槽。象这样的对称的排列显示了很多的优点，特别是从轮胎制造的角度来看，因为不论圆周位置，以及不论增强结构部分是在槽或峰中，在两个胎圈之间的所有增强结构部分是等长的。

图5a和5b图示了根据本发明的轮胎在形状和皱纹幅度的动态演化方面相对于地面30的角度位置的影响。在胎侧区域中，通过角度α进行限制，这基本上对应于和地面300接触的区域310，胎侧承受趋向于张力的机械应力，伸长或者拉直皱纹，如图5b中点划线A-A’所图示的剖面，对应于图5a中的A-A’部分。在另一方面，图5b以实线显示了具有皱纹的剖面B-B’，对应于图5a的B-B’部分，也就是说在未遭受触地区域的影响的区域中。

通过绘制类似传统子午线轮胎的动态行为(即无皱纹)，以下几点要注意。触地区域31中涉及各种机械应力。在触地区域的进入点(entry)和退出点(exit)之间，轮胎在圆周方向经受很大的拉伸应力。在胎侧中，这些应力带来影响增强结构细线的“去径向现象”(deradialization)。这样，由于细线间的胎侧的橡胶混合物的弹性伸长，这些细线具有彼此分离的倾向。这种现象本身导致轮胎发热到某种程度，并且影响提高滚动阻力和影响产品的稳定性。

根据本发明的轮胎，包括具有皱纹区域的胎侧，带来触地区域的进入点和退出点间的相同的机械应力。然而，皱纹提供一种能够响应各种机械应力的材料的“保留”(reserve)，所述机械应力来源于触地区域移动所带来的形变，特别是圆周应力。这种可获得的保留降低了、甚至在某些情况下避免了使细线间的橡胶混合物拉伸的需要。然后发生的是皱纹在对应于触地区域的轮胎角度区域中的变形。所述皱纹“变平”或者在幅度上减小。从而触地区域带来的机械应力在某种程度上减小，或者通过胎侧的皱纹被吸收。所述变形提供弹性，对胎侧短或非常短的诸如35系列或者40系列的轮胎特别有利。

根据本发明的轮胎，可以使用几种工艺类型在工业上生产。有利的，使用涉及放置在中央芯上的工艺，其允许诸如橡胶混合物及增强件(细线)的组成元件独立放置，或者可变的允许放置半成品，比如增强橡胶带。以这样的工艺，在基本对应于轮胎的区域11的区域中使用具有皱纹的中央芯，这样，如前文所述，早在布置各种元件的过程中，胎侧就可以具有褶皱的轮廓或形状。

同样可以使用与褶皱胎侧接触的外部模具制造轮胎。内部可以使用刚性模具或者弹性隔膜铸造，或者可选的部分使用刚性模具，该刚性模具例如由通过隔膜部分分开的刚性部分组成。

Claims (10)

1.包括至少一个胎体类增强结构(10)的轮胎，所述胎体类增强结构锚固在轮胎每一侧的胎圈(1)中，胎圈的底部将安装在轮圈底座上，每一个胎圈通过胎侧(6)向外径向地延伸，胎侧径向地向外连接到胎面，胎体类增强结构(10)从胎圈(1)圆周状地向所述胎侧延伸，所述轮胎进一步包括胎冠增强件，每一个胎圈还包括将增强结构固定在每一所述胎圈中的锚固区域，所述胎体类增强结构以如下方式被布置，在一方面，在胎侧的基本中间部分，所述的增强结构的细线在圆周上具有不同的轴向位置，从而形成具有皱纹的胎侧区域(11)，该皱纹包括，沿圆周路径，形成褶皱圆周轮廓的基本上连续的规则皱纹，以及在另一方面，在此区域(11)之外，胎体类的该结构的所有细线占有基本上相同的轴向位置，其中所述轮胎不包括位于所述胎侧的基本中间部分的圆周增强件。

2.如权利要求1所述的轮胎，其中所述具有皱纹的胎侧区域(11)在胎圈(1)和胎冠区域(9)之间径向延伸进入胎侧。

3.如权利要求1或2所述的轮胎，其中在所述具有皱纹的胎侧区域(11)中，所述增强结构的细线的可能的不同位置位于轴向最内侧增强结构路径(12)和轴向最外侧增强结构路径(13)之间。

4.如权利要求1所述的轮胎，其中在增强结构具有所述皱纹的区域中，所述轮胎胎侧的外侧表面还具有褶皱的圆周轮廓，基本上对应于通过所述增强结构形成的所述轮廓。

5.如权利要求1所述的轮胎，其中对于所述褶皱圆周轮廓的给定圆周位置，所述增强结构的细线的轴向位置在每一个胎侧中相对于所述轮胎的中心面基本上对称。

6.如权利要求1所述的轮胎，其中对于所述褶皱圆周轮廓的给定圆周位置，所述增强结构的细线的轴向位置在轮胎的每一侧壁中是同相的，即第一侧壁的波谷面对第二侧壁的波峰，第一侧壁的波峰面对第二侧壁的波谷。

7.如权利要求1所述的轮胎，其中所述具有皱纹的胎侧区域(11)的高度(h)与所述轮胎从底部区域的底直到胎面的距离(H)之间的比值的范围在0.2到0.75之间。

8.如权利要求7所述的轮胎，其中所述具有皱纹的胎侧区域(11)的高度(h)与所述轮胎从底部区域的底直到胎面的距离(H)之间的比值的范围在0.2到0.50之间。

9.如权利要求1所述的轮胎，其中在所述增强结构中沿所述轮廓的细线的轴向最远位置之间的分离距离(D)至少是所述增强结构(10)中的细线的平均直径(d)的1.25倍。

10.如权利要求9所述的轮胎，其中在所述增强结构中沿所述轮廓的细线的轴向最远位置之间的分离距离(D)大于所述增强结构(10)中的细线的平均直径(d)的1.5倍，且小于所述增强结构(10)中的细线的平均直径(d)的5倍。

Images