CN101223043A - 具有柔韧侧壁的高机动性轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车轮的轮胎(1)，包括：将增强结构(7)锚固在胎圈(4)中的区域(9)，从而增强结构(7)绕胎圈金属丝(8)翻转；支撑区域(10)，径向上以及轴向上位于胎圈金属丝(8)的外侧，并且被增强结构的翻转的部分包围；锚固终止区域(11)，径向上基本位于胎圈金属丝的外侧，其位置一方面通过几乎为轴向的假想胎圈金属丝轴(At)确定，该轴在径向上在胎圈金属丝的外侧延伸，另一方面通过假想的α轴确定，该轴在支撑区域的径向外侧延伸，并且形成小于50°，优选为45°的α角，所述α角为在胎圈金属丝轴(At)和所述α轴之间顺时针测得的角度。

Description

具有柔韧侧壁的高机动性轮胎

技术领域

本发明涉及车轮的轮胎，其中胎圈中的至少一个包括具有母线(generatrix)的座，其轴向内侧端位于一个圆上，该圆的直径大于轴向外侧端所在的圆的直径。这种设计在特定的限制下特别适用于新一代的、可以在低气压甚至零气压或者是实质上零气压的条件下使用的轮胎，轮胎和其上安装了轮胎的轮圈相分离的风险被消除。这个概念通常被称作“高机动性”。

背景技术

很长时间以来，轮胎制造商努力开发在异常气压降低、甚至完全失去气压的状况发生时不会导致风险或潜在危险的轮胎。所遇到的困难之一涉及到行驶中的漏气轮胎或者气压很低的轮胎，因为在用传统轮胎在很低的气压、甚至是零气压行驶时，胎圈有可能从轮圈外围分离，该胎圈通过气压保持在轮圈外围上。

人们试验了许多方案以克服这些缺陷。通常地，这些方案给从轮圈上安装和拆除轮胎带来了附加困难。

EP 0 673 324描述了一种滚动组件，其包括至少一个具有径向胎体增强件和特殊形状的轮圈的轮胎，所述胎体增强件安装在每一个胎圈内。所述轮圈包括具有母线(generatrix)的第一座，所述母线的轴向外侧端与转动轴的距离小于分离其轴向内侧端的距离，并且被突出物或者轮圈边缘从轴向在外侧限定。轮胎包括适于安装在轮圈上的胎圈座。在此文中提出的这类轮胎/轮圈接口与已知的方案相比具有许多优点，特别是安装/拆除简单，同时尽管在漏气的情况下也可以行驶一定的距离。

EP 0 748 287描述了允许对上述EP0 673 324中描述的基本技术进行初始优化的方案。它公开了一种轮胎，轮胎的至少一个胎圈包括一种结构，该结构可以根据胎体增强件的张力调整所述胎圈的夹紧程度，特别是当充气气压增长到正常值(service value)时，允许其中的增强件的存在。这样该文件提出了使用胎圈，通过相对胎圈金属丝的轴向和径向内侧绕胎圈金属丝翻起(turn up)而将胎体的端部固定在胎圈上。胎圈还包括邻近胎圈金属丝并位于其轴向外侧的具有相对较高硬度的橡胶混合物的成形元件(profiled element)，当胎体增强件的压力增加时，胎圈可以靠着该成形元件施加压缩力。该压缩力所安装的轮圈上产生胎圈趾端(toe)的自夹紧。这样胎体的张力涉及胎圈金属丝向外侧的移动，所以后者产生所述的压缩力。在这样的配置下，传统类型的胎圈金属丝和在后者下面的胎体的翻转对压缩力的产生是不可缺少的。这限制了考虑其他类型的设置的可能性。

文件WO 95/23073描述了一种高机动性轮胎，其具有优化的底部区域，该底部区域在安装的简便性和阻止楔入之间提供了良好的平衡。本文件的图1描述了该底部区域的众所周知的实施例。根据该布置，位于胎圈金属丝径向外侧的胎圈区域形成由高模量的橡胶混合物形成的三角。该三角型占据了胎圈的大部分，并且径向向外延伸远远超过了胎圈金属丝。这种锚固出现的结果一方面是胎圈的主要硬化，另一方面是侧壁的主要硬化。这样在操作时，侧壁的有用部分减少了。

发明内容

这样，本发明的提出克服了上述技术方案中的各种固有缺陷。

为得到此结果，本发明提供一种车轮的轮胎，包括：

-两个轴向彼此分开的侧壁，在侧壁的径向外侧部分通过设置在其径向外侧部分的具有圆周胎面的胎冠区域而连接；

-胎圈，径向设置在每一个侧壁的内侧，每个胎圈包括旨在接触合适的轮圈的座和外侧凸缘；

-增强结构，基本上径向地从每一个胎圈沿侧壁向胎冠区域延伸；

-所述胎圈中的至少一个包括：

-包括母线的胎圈座，该母线的轴向内侧端所在的圆的直径大于轴向外侧端所在的圆的直径；

-胎圈金属丝；

-将增强结构锚固在所述胎圈上的区域，包括所述胎体类增强结构绕所述胎圈金属丝在其径向内侧、从轴向内侧向胎圈金属丝的轴向外侧翻转；

-支撑区域，径向上基本接近所述胎圈金属丝，轴向上在胎圈金属丝外侧，所述支撑区域由基本上高模量(优选的大于40MPa)的橡胶混合物构成；

-锚固终止区域，基本上位于胎圈金属丝的径向外侧，其位置一方面基本上通过假想的胎圈金属丝轴At确定，该轴基本上是轴向的并在径向基本上从所述胎圈金属丝的外侧穿过，另一方面通过假想的轴α确定，该轴基本上穿过支撑区域的径向外侧，以及具有小于50°，优选为45°的角α，所述角α为在胎圈金属丝轴和所述轴α之间顺时针方向测得的角度。

轮胎这样的设置使其可以增强侧壁的弹性。实际中，侧壁的有用部分增加了。当在降低气压的条件下行驶时，可以使用具有更大变形(deflection)的轮胎。更优选的情况下，角α小于或等于40°；例如，在图2的实施例中，大约是40°，然而在图3中的实施例中是30°左右。

根据一个有利的实施例，支撑区域被胎体类增强结构的翻上部分环绕或包围，该胎体类增强结构二次穿回胎圈金属丝的径向内侧的附近区域中。

有利地，锚固终止区域的厚度Emax小于或等于胎圈金属丝的直径的1.5倍，优选地小于或等于胎圈金属丝的直径的1.0倍。

有利地，所述胎圈进一步包括自由区域(free zone)，径向上位于锚固终止区域的外侧，其剖面一方面由轴α确定，另一方面由轴β确定，轴β基本上平行于轴α且径向位于其外部。

由于具有该自由区域，胎圈的径向外侧部分制造得具有较小的刚度，这样侧壁弹性更好。这样的方案可以增加行动的半径，该方案适合于在降低的或者零气压下行驶给定距离的安装组件中使用。

所述自由区域优选地从支撑区域的径向外侧部分向胎体类增强结构延伸。优选地，其厚度沿其剖面宽度基本恒定。

同样有利地，轮胎进一步包括设置在增强结构和内部密封橡胶混合物之间的橡胶混合物中间层，调节该层的厚度使得该增强结构从侧壁的径向内侧部分至少到其中间高度、基本上从侧壁的中央区域中穿过。

由于具有该类型的中间层，可使得增强件基本上沿中间轴(neutralaxis)居于中心。这样的定位可以很好地控制压力，从而产生良好的耐久性。优选地，增强结构沿中间轴的布置径向向外延伸超越侧壁高度的一半，以及有利地延伸到胎肩。

有利地，在侧壁径向更低的区域中中间层的厚度更大，这样，径向外部以及在接近增强结构和锚固终止区域配合的区域的附近，所述增强结构在轴向基本与胎圈金属丝的中央区域对齐。

由于这样的设置，增强结构基本上在锚固终止区域的水平形成向外的轴向“突出”，其效果一方面强化增强结构的弯曲，另一方面延长该区域在中央区域(neutral zone)中的路径。此外，特别是在降低气压的行驶模式下，此增强结构的明显的弯曲区域有可能得到轮胎侧壁更高的柔性。

附图说明

通过阅读根据本发明的轮胎的非限制性实施例的示例，并参考附图1至3，本发明的其他特点和优点将显而易见，其中：

图1描述了已知类型的轮胎的截面图，特别是该轮胎底部区域的设置；

图2描述了根据本发明的轮胎的截面图；

图3描述了根据本发明轮胎的变化例的截面图。

具体实施方式

在本说明书中，“径向结构”意味着以90°设置，根据习惯，也可以指以接近90°设置。

“侧壁”指轮胎在胎冠和胎圈之间通常具有较低弯曲强度的部分。“侧壁混合物”指相对于胎体增强结构的帘线位于轴向外侧的橡胶混合物及其结合橡胶。该混合物通常具有低的弹性模量。

“胎圈”指轮胎邻近侧壁的径向内侧的部分。

橡胶混合物的“弹性模量”指在环境温度下，在10％级别的伸长的单轴变形的情况下获得的伸长的正割模量。

图1显示了在已知类型的退化模式下特别适于滚动的轮胎的示例。根据该实施例，胎圈包括通过绕胎圈金属丝和支撑区域翻转增强结构的增强结构的锚固。此外，处于胎圈金属丝径向外侧的区域形成由高模量橡胶混合物构成的三角形。该三角形占据胎圈的大部分，并且径向向外延伸超出胎圈金属丝很多。

图2显示了根据本发明的轮胎1的截面图。该轮胎包括邻近胎圈4的侧壁2。其上装备有胎面的胎冠3形成侧壁之间的连接。胎冠优选地包括至少一个增强带。

轮胎包括胎体类增强结构7，有利地装备有基本上径向配置的增强线。该结构可以从一个胎圈到另一个连续设置，通过侧壁经过胎冠，或可选地包括两个或更多的部分，例如沿侧壁设置而不覆盖整个胎冠。

增强结构7的端部71位于胎圈中。每个胎圈包括座5和旨在接触合适的轮圈的外部凸缘6：为了在退化模式(degraded mode)下增强滚动，轮圈座5包括轴向内侧端所处的圆的直径大于轴向外侧端所处的圆的直径的母线。

每个胎圈进一步包括基本上沿着圆周的锚固区域9，其包括胎圈金属丝8，依靠该胎圈金属丝增强结构的端部71被翻上。胎圈金属丝8既可以提供增强结构7的锚固，又可以在轮胎安装在合适的轮圈上时夹紧轮胎。

胎圈还包括支撑区域10，其位于胎圈金属丝的轴向外侧，并且其轮廓形成拉长的水滴的形状，该水滴的尾部在胎圈金属丝8之下延伸，而该水滴的体部在径向上邻近胎圈金属丝而在轴向上位于胎圈金属丝的外侧。支撑区域由基本上具有高模量(优选大于40MPa，可以大于60MPa)的橡胶混合物形成。如图所示，支撑区域优选地被胎体类增强结构部分翻起包围，该胎体类增强结构在包围支撑区域10之后第二次穿回胎圈金属丝径向内部的区域附近。

该增强结构的锚固区域9包括所述增强结构绕所述胎圈金属丝在其径向内侧、从胎圈金属丝的轴向内侧向轴向外侧的翻起。

在锚固区域的径向外侧具有锚固终止区域11，在径向上基本位于胎圈金属丝8的外侧，其位置一方面基本上通过假想的胎圈金属丝轴At确定，该轴在径向上基本从胎圈金属丝8的外侧穿过，另一方面通过假想的轴α确定，该轴在径向上基本从支撑区域10的外侧穿过并具有小于50°，优选为45°的角α，所述角α为胎圈金属丝轴和所述轴α之间顺时针测得的角度。锚固终止区域的角度有利地在10到25MPa之间，优选地在18到22MPa之间。

此外，锚固终止区域11的厚度Emax可以满足如下关系：Emax≤1.5D，以及更优选地Emax≤1.0D。

角α的限制可以使锚固终止区域的径向外侧区域的一部分不受限制从而产生自由区域12，该自由区域的剖面一方面由轴α确定，另一方面由轴β确定，该轴β基本上平行于轴α且位于其径向外侧。自由区域从支撑区域的径向外侧部分向胎体类增强结构延伸。优选地，其厚度在其剖面的宽度上基本恒定。自由区域的模量有利地在7到15MPa之间。

根据本发明的另一个方面，与角α相对的角同样受到限制，以致于在离开胎圈到侧壁以前，使增强结构轴向放置以在径向上与胎圈金属丝对齐。这样增强结构沿中央轴(neutral axis)放置。为了延长侧壁中这种有利的设置，橡胶混合物的中间层13、15设置在增强结构和内部密封橡胶混合物之间，通过调节该层的厚度使得增强结构从侧壁的径向内侧部分至少到达其中间高度，基本上处于中央区域中。在侧壁中径向更低的区域里，中间层的厚度更大，这样，在增强结构和锚固终止区域11配合的区域的径向外部及其附近，所述增强结构在轴向基本上与胎圈金属丝8的中央区域对齐。中间层15的模量有利地在5到8MPa之间。

Claims (7)

1.一种车轮的轮胎(1)，包括：

-两个在轴向彼此分开的侧壁(2)，在侧壁(2)的径向外侧部分通过设置在其径向外侧部分的具有圆周胎面的胎冠区域(3)而连接；

-胎圈(4)，径向设置在每一个侧壁的内侧，每个胎圈包括旨在接触合适的轮圈的座(5)和外侧凸缘(6)；

-增强结构(7)，基本上径向地从每一个胎圈(4)沿侧壁(2)向胎冠区域(3)延伸；

-所述胎圈中的至少一个包括：

-胎圈座(5)，包括其轴向内侧端所在的圆的直径大于其轴向外侧端所在的圆的直径的母线；

-胎圈金属丝(8)；

-将增强结构锚固在所述胎圈上的区域(9)，包括所述胎体类增强结构绕所述胎圈金属丝(8)在其径向内部、从胎圈金属丝(8)的轴向内侧向轴向外侧的翻起；

-支撑区域(10)，径向上基本接近所述胎圈金属丝，轴向上位于胎圈金属丝外侧，所述支撑区域由基本上为高模量(优选大于40MPa)的橡胶混合物构成；

-锚固终止区域(11)，径向上基本位于胎圈金属丝(8)的外侧，其位置一方面基本上通过假想的胎圈金属丝轴(At)确定，该轴基本是轴向的，并在径向上基本从所述胎圈金属丝(8)的外侧穿过，另一方面通过假想的轴α确定，该轴径向上基本穿过支撑区域(10)的外侧并具有小于50°度，优选为45°的角α，所述角α为在胎圈金属丝轴(At)和所述轴α之间顺时针测得的角度。

2.根据权利要求1所述的车轮的轮胎，其中锚固终止区域的厚度Emax小于或等于胎圈金属丝的直径的1.5倍，优选地小于或等于胎圈金属丝的直径的1.0倍。

3.根据权利要求1或2所述的车轮的轮胎，其中所述胎圈进一步包括自由区域(12)，该自由区域(12)径向上位于锚固终止区域的外侧，其剖面一方面由轴α确定，另一方面由轴β确定，轴β基本上平行于轴α且径向上位于其外侧。

4.根据权利要求3所述的车轮的轮胎，其中所述自由区域优选地从支撑区域的径向外侧部分向胎体类增强结构延伸。

5.根据权利要求4所述的车轮的轮胎，其中所述自由区域的厚度在其剖面宽度上基本恒定。

6.根据前述权利要求任何一项所述的车轮的轮胎，进一步包括在增强结构(7)和内部密封橡胶混合物(14)之间设置的橡胶混合物中间层(13，15)，通过调节该层(13)的厚度使得增强结构从侧壁的径向内侧部分至少到其中间高度、基本上在侧壁的中央区域中穿过。

7.根据权利要求6所述的车轮的轮胎，其中在侧壁径向更低的区域(15)中，中间层(13，15)的厚度更大，这样，在增强结构和锚固终止区域(11)配合的区域的径向外侧以及附近，所述增强结构在轴向上基本与胎圈金属丝(8)的中央区域对齐。

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