CN107257743A - 具有包括交替的弯曲花纹块的方向性双材料胎面的轮胎 - Google Patents

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CN107257743A CN201680011673.4A CN201680011673A CN107257743A CN 107257743 A CN107257743 A CN 107257743A CN 201680011673 A CN201680011673 A CN 201680011673A CN 107257743 A CN107257743 A CN 107257743A
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Abstract

包括方向性胎面(2)的轮胎(1)，所述方向性胎面(2)包括多个花纹块(5)，所述花纹块中的全部或一些包括具有长度(S)的中心刀槽花纹(10)，所述胎面由基于二烯弹性体、无机增强填料和塑化体系的第一橡胶组合物制成，所述第一橡胶组合物具有处于‑40℃和‑15℃之间的玻璃转化温度以及在60℃下测得的处于0.5MPa和1.1MPa之间的剪切模量G*，所述轮胎包括位于所述胎面之下并与该胎面的径向内部面接触的中间层，所述中间层包括第二橡胶组合物，所述第二橡胶组合物具有：处于9和20之间的滞后损耗(P60)；处于60和68之间的肖氏A硬度。

Description

具有包括交替的弯曲花纹块的方向性双材料胎面的轮胎
技术领域
本发明涉及一种设有方向性胎面的轮胎，所述方向性胎面适用于例如涉及覆盖有冰和/或雪的道路的寒冷情况，所述胎面设有多个呈沿着胎面排列的弯曲部的形式的花纹块。
背景技术
文件US4057089描述了一种包括设有多个花纹块的胎面的轮胎。这些花纹块中的每一个被布置成弯曲形状并且从胎面的中心延伸至边缘之一。一些花纹块被布置成呈二次抛物线的形式的弯曲部的形状。所述花纹块被连接至中心花纹条。由于所述花纹块相对宽，所以这些相同的花纹块的刚度高，结果导致胎面被快速磨损。
本发明提供了多种用于弥补这些各种缺陷的技术手段。
发明内容
首先，本发明的第一目的在于提供一种使得能够提高持久性的轮胎胎面。
本发明的另一目的在于提供一种其胎面使得能够减小滚动阻力的轮胎。
本发明的另一目的在于提供一种使得能够获得积雪地面上的抓地性和潮湿地面上的抓地性之间的卓越折衷而同时维持干燥地面上的性能的胎面。
为此，本发明提供了一种包括方向性胎面的轮胎，所述胎面包括两个边缘和一中心，该胎面包括多个花纹块，每个花纹块从所述边缘之一朝向所述胎面的中心沿着总体曲率C连续地延伸，并形成花纹块中心端部，每个花纹块具有宽度WB和长度LB，该宽度从所述花纹块中心端部朝向所述边缘增大，所述胎面的花纹块中的全部或一些包括具有长度S的中部刀槽花纹，所述中部刀槽花纹从所述花纹块中心端部沿着与所述花纹块的曲率C基本相同的曲率C’延伸，所述胎面由基于二烯弹性体、增强无机填料和塑化(增塑)体系的第一橡胶复合物(组合物)制成，其中所述第一橡胶复合物具有处于-40℃和-15℃之间的玻璃转化温度以及在60℃下测得的处于0.5MPa和1.1MPa之间的剪切模量G*，所述轮胎包括位于所述胎面之下并与该胎面的径向内部面接触的中间层，所述中间层包括第二橡胶复合物，所述第二橡胶复合物具有：
-处于9和20之间的滞后损耗(P60)；
-处于60和68之间的肖氏A硬度。
上述结构(构造)特别地借助于中间层及其复合物而使得能够减小滚动阻力。
上述复合物还允许在具有非常冷的温度的寒冷情况下使用，而不会使性能恶化。
此外，申请人惊奇地发现根据本发明的胎面(其花纹块的总体外观与夏季型轮胎相像)具有在积雪和/或结冰地面上特别有利的行为特征。借助于上述复合物，对该性能的限制被进一步有利地推回(抑制)。
此外，当弹性体复合物的玻璃转化温度处于-20℃和-30℃之间时，观察到有利的性能改进。
根据一个有利实施例，所述第二橡胶复合物包括处于4MPa和6MPa之间的在10％的伸长率下的标称正割模量(MA10)。
根据另一有利实施例，所述第二橡胶复合物包括处于9和15之间的P60和处于61和65之间的肖氏A硬度。
根据其中所述胎面具有平均厚度E并且所述中间层具有平均厚度e的又一有利实施例，所述中间层的平均厚度e具有处于所述胎面的平均厚度E的25％和60％之间的值。
根据其中所述轮胎包括至少一个处于所述胎面中的花纹沟和至少一个从花纹沟的底部突出的具有高度T的磨损指示器的一个有利变型，如穿过所述轮胎的横截面中所见，所述中间层延伸至最多对应于所述磨损指示器的高度T的水平。
根据另一有利实施例，所述轮胎在所述中间层下方包括与该中间层接触的环箍层，所述环箍层包括包覆在第三橡胶复合物中的平行增强件，所述平行增强件与所述轮胎的周向方向形成最多等于10°的角度，并且所述中间层在侧向上悬于所述环箍层之上。
该层为胎冠区域提供保护，并且还使得能够降低破裂的风险。任何初期的破裂都不能传播通过轮胎的剩余部分。因此，胎冠帘布层被保护以免遭受任何可能损害轮胎的水的进入。
有利地，所述轮胎包括从所述胎面的表面至所述环箍层地延伸通过所述胎面的导电器件。
根据另一有利的实施例，所述中部刀槽花纹的长度S被限定如下，即0.5·LB≤S≤0.8·LB，并且所述中部刀槽花纹的曲率C’被限定如下，即投影比例Sx/Sy对应于0.5≤Sx/Sy≤1.25，其中Sx表示所述刀槽花纹的长度S沿着所述胎面的周向轴线X的投影，并且Sy表示该长度S沿着所述胎面的横向轴线Y的投影。
上述布置使得能够获得积雪地面上的抓地性特征和潮湿地面上的抓地性特征之间的有利折衷，而不损失干燥地面上的制动性能。该效果归因于所述刀槽花纹所产生的拐角和其定向的耦合效果，所述刀槽花纹所产生的拐角和其定向在雪上具有摩擦效果并因此提高抓地性。所述刀槽花纹的存在及其定向使得能够因所述拐角而提高积雪地面上的抓地性。此外，刀槽花纹中断区段使得能够增大沿着轴线X的刚度并提高干燥地面上的制动。
该轮胎有利地提供用于全季节使用。
根据一个有利的实施例，所述胎面的花纹块中的全部或一些包括在所述中部刀槽花纹的与所述花纹块中心端部相反的端部处布置的大体周向的刀槽花纹，所述大体周向的刀槽花纹从所述花纹块的一个边缘延伸至另一边缘。
该刀槽花纹借助于所产生的解耦促进了所述轮胎的平坦化。然而，为了允许转弯时良好的道路保持性(道路附着性)，肩部的刚度得以维持。
根据一个有利的实施例，所述周向刀槽花纹是V形的，其顶端形成处于100°和170°之间、优选地处于150°和170°之间的角度α。在一变型中，所述周向刀槽花纹呈总体“S”形。在另一变型中，该刀槽花纹可包括若干小的部段，同时维持大体周向定向。
同样有利地，所述胎面的花纹块中的全部或一些还包括至少一个侧向刀槽花纹，所述至少一个侧向刀槽花纹被布置在所述中部刀槽花纹的延续部(延续方向)上并且与所述中部刀槽花纹和所述横向刀槽花纹解耦(不耦合)。
该刀槽花纹允许增大肩部区段中拐角的数量并因此提高积雪道路上的制动和驾驶性能。解耦使得能够维持所述花纹块中的一定程度的刚度。
根据一个有利的实施例，所述侧向刀槽花纹从一定的胎面花纹深度处变宽，从而形成刀槽花纹变宽部，所述刀槽花纹变宽部通向所述轮胎的肩部，超过所述胎面的边缘。
该刀槽花纹变宽部使得能够延伸积雪地面上的令人满意的抓地性特征，尽管所述花纹块被磨损，例如向下磨损至大约3mm的花纹块高度。此外，液滴状轮廓使得能够存储水并且提高潮湿地面上的性能。
根据一个有利的实施例，所述中部刀槽花纹中的至少一些包括刀槽花纹倒角。所述刀槽花纹倒角有利地位于中间区段。在一变型中，其(所述刀槽花纹倒角)延伸直至所述大体周向的刀槽花纹。
根据另一有利的实施例，所述花纹块中的至少一些布置有设置在中间区段和/或边缘区段的尾随边缘处的花纹块倒角。优选地，这些倒角是具有处于1x1mm和2x2mm之间的截面的45°倒角。它们还可以由结合至所述花纹块的面的半径(1mm至2mm)形成。
根据另一有利的实施例，所述中部刀槽花纹中的至少一些包括刚硬化器件，对于每个刀槽花纹，所述刚硬化器件将该刀槽花纹的相对面相连接。所述刚硬化器件特别有利地处于所述中心区段中，该区段相对于横向方向(Y)具有最大的角度。
所述刚硬化器件优选地以5mm至20mm的间距布置在刀槽花纹中。所述刚硬化器件的高度优选地处于所述刀槽花纹的最大高度的40％和80％之间。因此，这些刚硬化器件不延伸至轮胎崭新时的胎面表面。
有利地，在至少一个刀槽花纹中，所述刚硬化器件之间的间距是可变的。
同样有利地，所述刚硬化器件与所述胎面成一体。
附图说明
在以下通过图1至图3补充的说明中给出了全部实施例细节，所述图1至图3仅仅以非限制性示例的方式给出，并且其中：
-图1是基本上对应于接触区块的胎面的一部分的示意图；
-图2是诸如图1中的胎面的胎面的花纹块的示意图；
-图3是根据本发明的轮胎的胎冠区域的一部分的横截面的示意图。
具体实施方式
定义
在本文中，弯曲长度“L”或“S”是指将所测的“L”或“S”形元件的曲率考虑在内而测得的长度。
“方向性胎面花纹”是指其中胎面花纹元件被特别地布置成依据预定的旋转方向来优化行为特征的胎面花纹。该旋转方向通常由轮胎侧壁上的箭头所指示。在上述结构中，胎面花纹元件的面向滚动方向的边缘由术语“前导边缘”表示，而胎面花纹元件的背离滚动方向的边缘由术语“尾随边缘”表示。另外，“方向性胎面花纹”是具备如下优选滚动方向的胎面花纹，即，当轮胎沿着所述优选方向旋转时，该轮胎所赋予的地面上的抓地性优于当所述轮胎沿着另一方向旋转时所赋予的地面上的抓地性。方向性胎面花纹例如是具有总体V形的花纹的胎面花纹。
“刀槽花纹”是指在胎面花纹块中制成的细长且窄(0.1mm和2mm之间)的狭缝或切口。
“花纹块中的中部刀槽花纹”是指该中部刀槽花纹将该花纹块分隔成两个大体相同的花纹块部分。因为这两个花纹块部分之间的面积差小于10％，所述面积被理解成是指可以在接触区块中与地面接触的面积。
“侧向刀槽花纹”是指大体沿着横向方向Y延伸的刀槽花纹，由该刀槽花纹的延伸方向与横向方向Y形成的角度在绝对值上小于15度。
“与中部刀槽花纹解耦的侧向刀槽花纹”是指在所述侧向刀槽花纹和所述中部刀槽花纹之间存在一定面积的橡胶。该一定面积的橡胶的长度为至少2mm。
“周向刀槽花纹”是指大体沿着周向方向X延伸的刀槽花纹，由该刀槽花纹的延伸方向与周向方向X形成的角度在绝对值上小于或等于20度。
表述“每个花纹块从一个边缘3朝向中心4连续地延伸”是指所述花纹块未被将该花纹块分隔成不同的子花纹块的分隔花纹沟中断。花纹沟是指如下的切口，即，所述切口的材料面在常规滚动条件下不接触。花纹沟的宽度大于或等于2mm。因此，这些花纹块未被分隔花纹沟中断的事实使得能够改善水从中心4朝向边缘3的排出，上述分隔花纹沟的存在能够扰乱水朝向轮胎外侧的流动。
表述“花纹块的总体曲率C”是指所述花纹块具有弯曲形状。该曲率可以是恒定的或者连续可变(连续变化)的。在另一变型中，所述曲率由一系列部段形成。
表述“中部刀槽花纹的总体曲率C’”是指所述中部刀槽花纹遵循弯曲线。该曲率可以是恒定的或连续可变(连续变化)的。在另一变型中，所述曲率由一系列部段形成。
“胎面”是指轮胎的下述区域，即，所述区域的至少一部分与地面接触并且由于该与地面的接触而被磨损掉。
测量模式
表述“肖氏A硬度”是指根据ASTM D 2240-86标准进行评估的固化后的复合物的硬度。
标称正割模量(或表观应力，MPa)是根据ASTM D-412标准在常规湿度测定学条件(50％±5％的相对湿度)下并且在23℃±2℃下在10％的伸长率(表示为MA 10)及100％的伸长率(表示为MA100)的第二伸长率下(即，在为测量本身而设置的延伸率下的适应周期之后)测得的。
滞后损耗(表示为P60)是根据以下等式在60℃下作为第六次回弹的回弹百分比测得的，所述等式为：HL(％)＝100.{(WOW1)/W1}，其中WO是供应的能量，而W1是返回的能量。
附图描述
图1示出了轮胎1的胎面2的接触区块。所述接触区块具有由ETRTO标准限定的最大宽度WA并且在图1中示出为处于由宽度WA限定的虚线之间。所述ETRTO标准规定宽度WA＝(1.075-0.005ar)*S1.001，其中“ar”为标称高宽比，并且S为测量轮辋上的理论截面宽度。所述胎面的边缘3对应于限定宽度WA的虚线。
根据本发明，胎面2包括多个花纹块5。所述花纹块中的每一个大体上遵循曲率C地从所述胎面的一个边缘3朝向所述胎面的中心轴线4延伸。表述“朝向中心”在该例中是指所述花纹块在中心区域终止，或者恰好在中心之前或恰好在中心之后终止。中心4由沿着周向方向延伸并且将所述胎面分成两个半部的线确定。对于宽(宽泛)的轮胎尺寸，可以在该中心4处添加纵向槽沟。
所述花纹块中的每一个具有长度LB和宽度WB，该宽度从花纹块的中心端部向着边缘3的方向增大。所述花纹块有利地配置成三个区段，即中心区段、中间区段和边缘区段。所述中心区段相对于横向方向(Y)形成处于35°和65°之间、并且更优选地大约50°+-5°的角度β1。在所述花纹块的周边为边缘区段，所述边缘区段相对于横向方向(Y)形成处于0°和10°之间的角度β3。为了确保这两个区段之间的连续连接，设置了中间区段。该中间区段使得能够通过角度β2来确保所述中心区段和所述边缘区段之间的连接，所述角度β2允许实现这三个区段之间的连续性。由于该三个区段的布置，所述花纹块具有曲率C，所述曲率C从边缘3向着中心4的方向渐进(渐增)。为了成形出该曲率，所述花纹块的边依据情况形成从边缘3朝向中心4(延伸)的连续弯曲线(该曲率能够是可变的)，或者多个有角度部段，如图2中所示。在其中花纹块区段由一系列部段配置而成的情况中，角度β是平均角度。在其中花纹块区段由弯曲部段配置而成的情况中，角度β对应于沿着所述曲率(弯曲)的角度的平均值。
花纹块5中的至少一些包括中部刀槽花纹10，所述中部刀槽花纹10沿着与花纹块的曲率C相似的曲率C’沿着花纹块延伸。该刀槽花纹使得能够将所述花纹块分隔成优选地具有基本相同的面积的两个部分8a和8b。在一变型中，花纹块5中的仅仅一些包括中部刀槽花纹10。
中部刀槽花纹10使得能够通过将花纹块5分隔成两个半部花纹块来减小花纹块5的刚度。每个半部花纹块的刚度基本相同，从而有助于使这两个半部花纹块的磨损一致。中部刀槽花纹10具有弯曲长度S。中部刀槽花纹的该长度S优选地限定如下，即0.5·L≤S≤0.8·L。
根据本发明，花纹块5中的至少一些包括在中部刀槽花纹10的端部处布置的大体周向的刀槽花纹11。表述“大体周向”是指如下布置，即投影比例Ry/Rx对应于0≤Ry/Rx≤0.6。该刀槽花纹产生促进轮胎的平坦化的解耦效果。
图1和图2中的示例示出了V形的大体周向的刀槽花纹11，其中所述V的顶端形成处于100°和170°之间、优选地处于150°和170°之间的角度α。依据所述实施例，所述V的顶端可以朝向胎面的中心或者朝向胎面的相近边缘定向。V形刀槽花纹使得能够提高纵向方向和横向方向上的抓地性。
最后，花纹块5提供了至少一个侧向刀槽花纹12，所述至少一个侧向刀槽花纹12布置在花纹块的边缘区段。该刀槽花纹相对于中部刀槽花纹10和周向刀槽花纹11横向地偏置。该刀槽花纹和其他刀槽花纹之间的偏置优选处于3mm和6mm之间。该偏置因局部增大刚度而有助于提高干燥地面上的制动有效性。
优选地，该侧向刀槽花纹12从一定的胎面花纹深度处变宽，从而形成刀槽花纹变宽部13。该刀槽花纹变宽部13通向轮胎的肩部并且形成液滴状轮廓。
有利地，刀槽花纹10和12布置在花纹块的中性线(中性纤维部)处，也就是说，以便将所述花纹块分隔成具有基本相同的体积的两个部分。
所述刀槽花纹的深度优选地处于限定所述花纹块的花纹沟的深度的85％和105％之间。
图3显示了根据本发明的轮胎的胎冠的一部分的横截面，其中中间层18被设置在所述胎面之下并且与所述胎面的径向内部面接触。
在示出的示例中，环箍层19被设置在中间层18之下并且与该中间层接触。环箍层19提供了包覆在弹性组合物中的平行增强件。所述增强件基本上沿着周向方向排列，也就是说，它们与该方向形成最多10°的角度。
所述胎面由基于二烯弹性体、增强无机填料和塑化(增塑)体系的第一橡胶复合物(组合物)制成。该第一橡胶复合物具有处于-40℃和-15℃之间的玻璃转化温度和在60℃下测得的处于0.5MPa和1.1MPa之间的剪切模量G*。
所述二烯弹性体选自于以下组，所述组包括天然橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、合成聚异戊二烯橡胶、聚丁二烯橡胶以及这些成分的任意组合。所述塑化体系包括选自于塑化油、塑化树脂或这些成分的任意组合的塑化剂(增塑剂)。
所述塑化树脂是聚柠檬烯树脂。所述塑化油选自于石油基油、植物油或这些油的任意组合。
中间层18包括第二橡胶复合物，所述第二橡胶复合物具有处于9和20之间的滞后损耗(P60)和处于60和68之间的肖氏A硬度。此外，所述第二橡胶复合物包括处于4MPa和6MPa之间的在10％的伸长率下的标称正割模量(MA10)。所述第二橡胶复合物包括4.4的MA10、12.5的P60和63的肖氏A硬度。
环箍层19的增强件被包覆在第三橡胶复合物中。中间层18围绕环箍层19。
其中所述胎面具有平均厚度E并且所述中间层具有平均厚度e，所述中间层18的平均厚度e具有处于所述胎面的平均厚度E的25％和60％之间的值。
根据本发明的轮胎包括从花纹沟9突出的具有高度T的磨损指示器。如穿过所述轮胎的横截面中所见，中间层18朝向所述胎面延伸至最多对应于磨损指示器的高度T的水平。局部地，可以容忍生产过程所固有的过冲。
所述轮胎包括从所述胎面的表面至环箍层19地延伸通过所述胎面的导电器件20。在示出的示例中，所述导电器件呈周向插入件的形式。制成该插入件的组合物被设置成确保良好的导电性水平。当所述胎面的弹性体组合物不能提供足够的导电性时，所述插入件使得能够确保环箍层19和地面之间的良好导电性。
所述附图及以上给出的它们的说明阐明了本发明而非限制了本发明。特别地，仅仅关于在胎面的整个表面上包括相同的花纹块的特定示例来描述了本发明及其不同的变型。
然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以延伸至其他实施例，其中，在变型中，不相同的花纹块被设置成沿着周向排列，或者被设置在胎面的中心线的任一侧。还能够在胎面的中心部分中和/或在所述中部刀槽花纹和所述周向刀槽花纹之间将中部刀槽花纹10的端部中的至少一个设置成包括桥形件。
权利要求中的附图标记完全是非限制性的。动词“包括”和“具有”不排除除了在权利要求中列举的那些元件之外的元件的存在。
附图中所采用的附图标记
1 轮胎
2 胎面
3 胎面边缘
4 胎面的中心轴线
5 花纹块
6 花纹块的中心端部
7 花纹块的中心端部壁
8a 花纹块的前导边缘部分
8b 花纹块的尾随边缘部分
9 花纹沟
10 中部刀槽花纹
11 大体周向的刀槽花纹
12 侧向刀槽花纹
13 深度方向刀槽花纹变宽部
18 中间层
19 环箍层
20 导电插入件

Claims (7)

1.包括方向性胎面(2)的轮胎(1)，所述胎面(2)包括两个边缘(3)和一中心(4)，该胎面包括多个花纹块(5)，每个花纹块从所述边缘(3)之一朝向所述胎面的中心(4)沿着总体曲率C连续地延伸，并形成花纹块中心端部(6)，每个花纹块(5)具有宽度WB和长度LB，该宽度从所述花纹块中心端部(6)朝向所述边缘(3)增大，所述胎面的花纹块(5)中的全部或一些包括具有长度S的中部刀槽花纹(10)，所述中部刀槽花纹(10)从所述花纹块中心端部(6)沿着与所述花纹块的曲率C基本相同的曲率C’延伸，所述胎面由基于二烯弹性体、增强无机填料和塑化体系的第一橡胶复合物制成，其中所述第一橡胶复合物具有处于-40℃和-15℃之间的玻璃转化温度以及在60℃下测得的处于0.5MPa和1.1MPa之间的剪切模量G*，其特征在于，所述轮胎包括位于所述胎面之下并与该胎面的径向内部面接触的中间层(18)，所述中间层(18)包括第二橡胶复合物，所述第二橡胶复合物具有：
-处于9和20之间的滞后损耗(P60)；
-处于60和68之间的肖氏A硬度。
2.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述第二橡胶复合物包括处于4MPa和6MPa之间的在10％的伸长率下的标称正割模量(MA10)。
3.根据权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于，所述第二橡胶复合物包括处于9和15之间的P60和处于61和65之间的肖氏A硬度。
4.根据权利要求1至3之一所述的轮胎，其中所述胎面具有平均厚度E并且所述中间层具有平均厚度e，其特征在于，所述中间层(18)的平均厚度e具有处于所述胎面的平均厚度E的25％和50％之间的值。
5.根据权利要求1至4之一所述的轮胎，所述轮胎包括处于所述胎面中的花纹沟(9)和从所述花纹沟的底部突出的具有高度T的磨损指示器，其特征在于，如穿过所述轮胎的横截面中所见，所述中间层(18)延伸至最多对应于所述磨损指示器的高度T的水平。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的轮胎，其特征在于，所述轮胎在所述中间层(18)下方包括与该中间层(18)接触的环箍层(19)，所述环箍层(19)包括包覆在第三橡胶复合物中的平行增强件，所述平行增强件与所述轮胎的周向方向形成最多等于10°的角度，并且所述中间层(18)在侧向上悬于所述环箍层(19)之上。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的轮胎，其特征在于，所述轮胎包括从所述胎面的表面至所述环箍层(19)地延伸通过所述胎面的导电器件(20)。
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