CN101596838A - 具有胎壁插入物的性能轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有胎壁插入物的性能轮胎，具体而言，提供了一种充气轮胎，其具有：具有至少一个胎体帘布层的胎体、内衬里、胎壁、包括胎圈芯和胎圈顶端的胎圈以及径向置于胎体外侧的胎面。该胎壁仅具有位于内衬里和至少一个胎体帘布层之间的单独的月牙形橡胶插入物。该至少一个月牙形橡胶插入物的橡胶具有在大约68至大约90的范围内的硬度(肖氏A，100℃)，并且该至少一个月牙形橡胶插入物的平行于轮胎的旋转轴线所测得的最大厚度小于胎壁的厚度的30％，该胎壁的厚度为平行于轮胎的旋转轴线从内衬里的轴向内表面到胎壁的轴向外表面在橡胶插入物的最大厚度处测得。

Description

具有胎壁插入物的性能轮胎
技术领域
本发明涉及充气轮胎，并且更具体地涉及非漏气续行(runflat)的高性能乘用车轮胎。
背景技术
对于现代高性能的乘用车轮胎，高度渴望具有高操纵性，尤其是转向稳定性。已知在漏气续行轮胎领域使用更厚和/或更硬的胎壁设计，使得轮胎的负荷可由非充气轮胎承载而不会否则损害车辆操纵性，直至轮胎可进行维修或替换的此类适度时间为止。用于胎壁硬化的方法包括结合通常在横断面视图中具有月牙状外形的插入物或填充物。这种插入物或填充物位于胎体胎壁部分的内周表面内，该内周表面是轮胎内通常具有最低刚度的区域。在此漏气续行轮胎设计中，整个胎壁具有月牙形的横断面，以便提供刚度。当在非充气条件下操作时，此轮胎的胎壁经受净压负荷，尽管因弯曲变形胎壁的外侧部(尤其是邻近胎面的接地部分的胎壁区域)必然处于张力状态。由于需要大量的橡胶来硬化胎壁元件，热累积是轮胎失效的主要因素，尤其是当未充气轮胎在高速下长时间运行时。这些插入物典型地位于胎体帘布层之间。
附图说明
在结合附图考虑下面的描述时，本发明优选实施例的结构、操作和优点将变得更加明显，其中：
图1为本发明的轮胎的横断面视图。
定义
“高宽比”指轮胎的截面高度与其截面宽度的比；
“轴向”和“轴向地”指平行于轮胎旋转轴线的线或方向。
“胎圈”和“胎圈芯”通常指包括径向内胎圈的环形拉伸元件的轮胎部分，该内胎圈与将轮胎保持到轮辋相关；胎圈由帘面层卷绕和成形，带有或不带有其它增强元件，比如蹼状物(flippers)、碎片(chippers)、脊尖(apex)或填充物、护缘板(toe guard)和胎圈包布(chafer)。
“带结构”或“加强带”指由平行帘线构成的至少两层环状层或帘布层，帘线经过编织或未经过编织，位于胎面下方，未锚定到胎圈上，并具有相对于轮胎赤道面均处于17°到27°范围内的左右帘线角。
“胎体”指除带结构、胎面、帘布层上的底胎面之外的轮胎结构，但包括胎圈。
“外胎”指除胎面和底胎面之外的胎体、带结构、胎圈、胎壁以及所有其它的轮胎部件。
“圆周的”指沿环形胎面的表面周长以垂直于轴线方向延伸的线或方向。
“帘线”是指构成轮胎中帘布层的加强线股之一。
“赤道面”是指垂直于轮胎的旋转轴线并穿过其胎面中心的平面。
“内衬里”是指形成无内胎轮胎的内表面并且容纳轮胎内膨胀气体的一层或多层弹性材料或其它材料。
“横向”指平行于轴线方向的方向。
“标准充气压力”是指由相应标准组织指定的用于轮胎使用条件的具体设计的充气压力和负载。
“帘布层”是指涂覆橡胶的平行帘线的层。
“径向”和“径向地”指径向指向或背离轮胎旋转轴线的方向。
“径向帘布结构”指一个或多个胎体帘布层，其中至少一个帘布层具有相对于轮胎赤道面以65度至90度的角度定向的增强帘线。
“径向帘布层轮胎”是指一种带束式或者沿周向约束的充气轮胎，其中至少一个帘布层具有自胎圈延伸到胎圈的帘线，帘线按相对于轮胎赤道面成65度到90度之间的帘线角布设。
“截面高度”指在赤道面上从轮圈的公称直径到轮胎外径之间的径向距离。
“截面宽度”是指当轮胎在正常压力但无负载的情况下膨胀24小时之时及之后，平行于轮胎轴线并在轮胎胎壁外侧之间的最大直线距离，不包括胎壁由于标记、装饰或者保护带而引起的胎壁升高。
“胎肩”指正好在胎面边缘下胎壁上部分。
“胎壁”指胎面和胎圈之间的轮胎部分。
具体实施方式
 参考图1，图示了用于乘用车的充气子午线轮胎100的横截面。轮胎100为乘用车轮胎，优选地为高性能轮胎。该轮胎可以是或不是漏气续行轮胎。轮胎100具有接地胎面部分102，该接地胎面部分102在胎面部分的横向边缘处终止于胎肩部分103。轮胎进一步包括自胎面部分的横向边缘延伸并终止于各个胎圈区域108的胎壁部分106，各胎壁部分106具有环形不可伸长的胎圈芯110。轮胎100进一步设有胎体增强结构112，该增强结构延伸通过整个轮胎结构，其自胎圈区域通过一个胎壁部分106、胎面部分、相对的胎壁部分而到达胎圈区域。胎体增强结构优选地为径向的并包括一个或多个帘布层，优选地为两个帘布层114和116。径向帘布层结构的至少一个帘布层114或116的翻转末端118或120绕轮胎各侧的胎圈芯110缠绕。优选地，帘布层114、116为非金属的。
优选地，至少一个翻转末端120，且最优选地是翻转末端120和122绕胎圈芯缠绕。如果轮胎是无内胎类型的话，轮胎100可包括形成轮胎100的内周表面的传统内衬里124。
胎面加强带结构140周向置于胎体增强结构的径向外表面周围和置于胎面部分之下。在图示的具体实施例中，带结构140包括两个切口带层142、144。带层142、144的帘线相对于轮胎的中圆周中心线(C/L)以大约15度至大约35度，优选地大约20度至大约28度的角度定向。然而，带结构140可包括具有任意所需构造和在大约0度至90度范围内的定向的任意数目的带层。带结构140提供横跨带宽度范围的横向刚度，以便轮胎在非充气状态下的运行期间使胎面离路面的抬升最小化。在图示的实施例中，通过制造玻璃纤维、芳纶和/或金属以及优选地为钢且更优选地为钢丝绳结构的带层帘线而获得横向刚度。
第一和第二增强帘布层结构各包括单独的帘布层。然而，在本发明的用语内在诸如钢增强帘布层结构的轴线向外的位置中，可包括任何数目的附加增强结构。
胎壁插入物
轮胎进一步包括仅一个单独插入物42，该插入物42轴向地位于一个或多个帘布层的内部，位于内衬里和帘布层之间，并在各胎壁的弯曲区域内。各插入物42从包括胎圈110和脊尖48的各胎圈区域108径向地延伸到各胎壁内的加强带结构140之下。优选地，插入物的末端与脊尖的径向外侧径向地重叠。插入物42位于内衬里和帘布层之间。
各胎壁内的单独插入物优选地由弹性体材料制成。插入物的弹性体材料可选自具有肖氏A硬度在相对软的约60肖氏A硬度到非常硬的90肖氏A硬度之间的各种弹性体。更优选地，肖氏A硬度(100℃)从大约70至大约90的范围内变化，更优选地从大约75至大约90的范围内变换，而最优选地从大约80至大约90的范围内变化。图示为具有月牙形的横截面轮廓的插入物外形可被变更以确保好的乘坐性能和可接受的胎壁弹性系数。弹性化合物具有大约0.02至0.06之间的正切δ和大约2MPa到大约8MPa(90℃下在Metravib测量，0.2％)之间的模量G。
在选择用于插入物42的弹性体材料中一个重要方面是迟滞性。弹性体材料的迟滞性是在挠曲使用条件下产生内热的趋势的测量。迟滞性是通过做功在材料(比如硫化橡胶混合物)中所消耗的热能的术语，橡胶混合物的低迟滞性由相对高的反弹、相对低的内摩擦和相对低的损耗模量特性值表示。相对而言，具有较低迟滞性的橡胶或弹性体材料在使用条件下比具有实质上较高迟滞性的同等的弹性体或橡胶产生较少的内热。因此，相对低的迟滞性对于用于插入物42的橡胶混合物以及帘布层38和40的层涂层是所需的。
尤其是，为了本发明的目的，前文所述的胎壁插入物42优选地具有高硬度并依然具有相对较低的迟滞性。这就进一步减少了插入物42的挠曲的产热效应，尤其是当轮胎在充气不足或漏气续行条件下工作时。尤其是在漏气续行运行期间的轮胎寿命因而较现有技术的漏气续行轮胎得到了改善。
一般而言，用于插入物42的橡胶混合物的刚度对于轮胎胎壁的强度和尺寸稳定性是合乎需要的。因此，重要的是用于插入物42的橡胶或弹性体混合物以及帘布层38和40的层涂层既具有相对较高的硬度又具有相对较低的迟滞性。
尽管已经结合其实施例对本发明进行了描述，但明显的是，根据前述的教导，许多备选、修改和变化对于本领域技术人员而言将是显而易见的。因此，本发明旨在包括落在所附权利要求精神和范围内的所有这些备选、修改和变化。

Claims (10)

1.一种充气轮胎，其特征在于：
具有至少一个胎体帘布层的胎体；
内衬里；
胎壁；
包括胎圈芯和胎圈脊尖的胎圈；以及
径向地置于胎体外侧的胎面；
其中，所述胎壁仅包括位于所述内衬里和所述至少一个胎体帘布层之间的单独的月牙形橡胶插入物，其中，该至少一个月牙形橡胶插入物的橡胶具有在大约68至大约90的范围内的硬度(肖氏A，100℃)，并且其中，平行于轮胎的旋转轴线所测得的所述至少一个月牙形橡胶插入物的最大厚度小于该轮胎胎壁的厚度的30％，该胎壁的厚度为平行于轮胎的旋转轴线从内衬里的轴向内表面到胎壁的轴向外表面在橡胶插入物的最大厚度的位置测得。
2.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于，仅有一个单独的月牙形橡胶插入物。
3.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于，该最大厚度小于轮胎胎壁的厚度的20％。
4.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于，该最大厚度为轮胎胎壁的厚度的大约15％至大约25％。
5.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于，一个或多个月牙形橡胶插入物的最大厚度小于3mm。
6.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于，一个或多个月牙形橡胶插入物的最大厚度为从1.5mm至2.5mm。
7.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于，两个胎体帘布层均从轮胎的一个胎圈延伸到轮胎的另一个胎圈，并且均围绕相应的胎圈芯从所述胎圈芯的轴向内侧向轴向外侧缠绕，其中，轴向内胎体帘布层卷边的末端位于10mm至30mm的径向高度处，备选地是15mm至25mm，该高度从平行于胎圈芯的径向较低侧的直线径向向上测得，并且其中，轴向外胎体帘布层卷边的末端位于35mm至65mm的径向高度处，备选地是45mm至55mm，该高度从平行于胎圈芯的径向较低侧的直线径向向上测得。
8.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于，该胎圈脊尖的径向上尖端位于20mm至35mm的径向高度处，备选地为25mm至30mm，该高度从平行于胎圈芯的径向较低侧的直线径向向上测得。
9.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于，硬度(肖氏A，100℃)在74至80的范围内。
10.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于，硬度(肖氏A，100℃)在76至78的范围内。
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