CN107635796B - 具有更大耐脱圈性的轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明旨在增加低压操作的轮胎的耐脱圈性。通过一种轮胎实现所述目的，所述轮胎包括：至少一个胎圈，所述胎圈在胎圈座处具有轴向宽度D并且包括至少一个主周向增强元件(22)，所述主周向增强元件(22)的径向最内点(222)相对于胎圈的径向最内点(211)以径向距离Z和轴向距离Y设置，Y/D至少等于0.5而Z/D至多等于0.4。所述胎圈包括至少一个胎圈层(23)，所述胎圈层(23)围绕填充件橡胶(21)使得其轴向最外端(231)在径向上位于胎体层(31)的端部(311)的外部，并且所述胎圈还包括至少一个附加周向增强元件(24)，所述附加周向增强元件(24)在径向上位于主周向增强元件(22)的径向最外点(223)的内部。

Description

具有更大耐脱圈性的轮胎

技术领域

本发明涉及用于任何车辆类型的轮胎，更具体地涉及低压轮胎。低压例如非穷举地表示客运车辆轮胎情况下的1.5bar等级的压力，用于运动型客运车辆轮胎的1.2bar等级的压力，以及用于农业车辆的0.6bar等级的压力。该低压可能源自密封损失或源自为了获得特定性能(例如运动型客运车辆情况下的抓地性)而进行的有意选择。

轮胎包括胎冠、两个胎圈以及两个胎侧；所述胎冠包括胎面，所述胎面旨在通过胎面表面而与地面接触；所述胎圈旨在与轮辋接触；所述胎侧连接胎冠和胎圈。

背景技术

轮胎的易脱圈性，即当向轮胎施加横向负载时轮胎的胎圈在轮辋上移动然后从轮辋脱离(即从轮辋脱落)，是对车辆乘客安全性来说重要的轮胎特征之一。

脱圈更特别地是如下低压轮胎的问题：

-运动型车辆的轮胎，其中希望通过减少工作压力增加接触斑块从而提高抓地性，

-农业车辆的轮胎，其中希望通过减少工作压力从而减少压实耕地的影响，

-客运车辆的轮胎，所述轮胎旨在在压力损失之后继续行驶数百公里。

例如，对于客运车辆，标准机构针对脱离轮辋的轮胎和脱圈设定了待实现的目标值(例如，中国标准GB/T 2978－2008)和相应的试验方法(例如中国标准GB/T 4502-2009中推荐的方法)。试验方法的一个示例还描述于专利US 3 662 597，其中对轮胎的胎侧应用锥形形状件(forme conique)。然后增加施加至胎侧的压力并且记录胎侧的移动。美国联邦道路安全组织NHTSA(美国国家公路交通安全管理局)的“联邦汽车安全标准第109号”采取了相似的试验方法。

来自标准机构的这些与日俱增的高要求的推荐规范要求这些轮胎更能抵抗脱圈以及与它们的轮辋脱离。

通常，可以通过将轮胎结合至安装轮辋从而提高耐脱圈性，但是该方案的缺点是非常难以除去轮胎。还可以改变轮胎和轮辋的几何形状，正如文献EP103346B1或EP1307351B1或EP358490A2中所述，从而使得更难以脱圈，但是该方法造成轮辋不标准，有时需要以高成本改变用于制造轮胎的模具。

由于轮胎的几何形状显示出相对于旋转轴线的旋转对称性，因此轮胎的几何形状通常在包括轮胎的旋转轴线的子午平面中进行描述。对于给定的子午平面，径向、轴向和周向方向分别表示垂直于轮胎的旋转轴线、平行于轮胎的旋转轴线和垂直于子午平面的方向。

在下文中，表述“在径向上位于内部”和“在径向上位于外部”分别表示“在径向方向上更接近轮胎的旋转轴线”和“在径向方向上更远离轮胎的旋转轴线”。表述“在轴向上位于内部”和“在轴向上位于外部”分别表示“在轴向方向上更接近赤道平面”和“在轴向方向上更远离赤道平面”。“径向距离”为相对于轮胎的旋转轴线的距离，“轴向距离”为相对于轮胎的赤道平面的距离。“径向厚度”在径向方向上测量，“轴向厚度”在轴向方向上测量。

表述“橡胶配混物”表示包含至少一种弹性体和填料的橡胶组合物。

发明内容

因此本发明的主要目的是增加轮胎的耐脱圈性而不会使得轮胎难以装配并且难以除去，也不需要改变常规使用的安装轮辋。

通过一种轮胎而实现该目的，所述轮胎旨在安装在安装轮辋上并且包括：

两个胎圈，所述胎圈旨在与安装轮辋接触，

每个胎圈具有径向最内点、胎圈座处的轴向宽度D和外表面，所述外表面由轮胎的与轮胎外部接触的表面构成并且属于胎圈，并且每个胎圈包括至少一个胎圈填充件，所述胎圈填充件由至少一种橡胶组合物和至少一个被称为主周向增强元件的周向增强元件组成，

主周向增强元件的子午截面具有径向最内点、径向最外点和轴向最内点，所述径向最内点相对于胎圈的径向最内点以径向距离Z和轴向距离Y设置，

胎圈座处的轴向宽度D在胎圈的径向最内点和交叉点之间测得，所述交叉点是与主周向增强元件的径向最内点的轴向外部投影正切的第一直线和与主周向增强元件的轴向最外点的径向内部投影正切的第二直线之间的交叉点，

胎体增强件，所述胎体增强件连接两个胎圈并且包括至少一个胎体层，所述胎体层在每个胎圈中沿径向朝向内部延伸直至胎体层端部，

对于至少一个胎圈，胎体层端部在径向上位于轮胎最大轴向宽度(SM)的点的内部并且在轴向上位于主周向增强元件的轴向最内点的外部，

对于所述胎圈，从主周向增强元件的径向最内点至胎圈的径向最内点的轴向距离Y和胎圈在胎圈座处的轴向宽度D之间的比值Y/D至少等于0.5，

对于所述胎圈，从主周向增强元件的径向最内点至胎圈的径向最内点的径向距离Z和胎圈在胎圈座处的轴向宽度D之间的比值Z/D至多等于0.4，

所述胎圈包括胎圈增强件，所述胎圈增强件由至少一个胎圈层组成，所述胎圈层围绕胎圈填充件使得胎圈层的轴向最外端在径向上位于胎体层的径向最内端的外部并且胎圈层的轴向最内端至少在径向上位于周向增强元件的径向最内点的外部，

对于所述胎圈，胎圈增强件上的在径向上位于主周向增强元件的径向最内点的内部的点相对于胎圈外表面以至多等于Z/2的最大距离设置，Z/2是胎圈的径向最内点和主周向增强元件的径向最内点之间的径向距离Z的一半，

所述胎圈包括至少一个附加周向增强元件，所述附加周向增强元件在轴向上位于主周向增强元件的轴向最内点的内部，在径向上位于胎圈增强件的径向最内部的外部并且在径向上位于主周向增强元件的径向最外点的内部。

对于具有预定安装方向的轮胎，一个可能的方案是仅对一个胎圈(设置在外侧的胎圈)应用本发明。这是因为位于内侧的胎圈由于车辆转弯时的负载传递而经受更小的脱圈负载或者经受抵抗脱圈的负载。

在根据现有技术的胎圈中，在施加至胎冠(所述胎冠拉动周向增强元件下方的胎体层前进)的侧面负载下发生脱圈，胎体层渐渐从轮辋脱圈。抵抗该负载的主要力基本上与轮胎的内部压力成正比。在未高度充气的轮胎的情况下，根据施加的横向负载，特别是在运动型车辆(其以轮胎横向抓地性的极限运行)或高度负载的车辆的情况下，或者对于容易造成侧面冲击的地面障碍物(例如坑、路边石)，该力被证明是不足的。

为了增加抵抗脱圈的侧面力，本领域技术人员设计的轮胎(特别是无内胎轮胎的情况)的最小直径小于轮辋座处的直径。这产生本领域技术人员公知的被称为夹紧力的力，还有助于气密地安装轮胎。夹紧力越大，轮胎经受越少的脱圈，但是更难以装配。

为了增加抵抗脱圈的侧面负载，本领域技术人员还会在径向最内胎体层的径向最内点的内部设置被称为胎圈趾的橡胶材料楔形物。使用该方案增加了胎圈在胎圈座处的轴向宽度D。该胎圈趾通过在轮辋上摩擦并且通过与轮辋的凸起接触从而抵抗脱圈。胎圈趾和轮辋之间的接触点变成枢转点，胎圈围绕所述枢转点移动。对于该几何形状，在位于胎圈趾和周向增强元件之间的材料被压缩之后，当周向增强元件沿轴向越过枢转点时出现脱圈。

胎圈在胎圈座处的轴向宽度D是胎圈的径向最内点和胎圈座与胎圈侧的连接点之间的轴向距离。胎圈座与胎圈侧之间的连接点是在子午平面中与轮胎外表面正切的两个直线的交叉点；第一正切直线穿过主周向增强元件的径向最内点的轴向外部投影，第二正切直线穿过主周向增强元件的轴向最外点的径向内部投影。胎圈在胎圈座处的轴向宽度D通常在轮胎的子午横截面上测得，所述子午横截面通过沿着两个子午平面切开轮胎而获得。例如，轮胎的子午截面在周向方向上在胎面处具有约60mm的厚度。在两个胎圈之间的距离与安装在其轮辋上并且高度充气的轮胎的保持相同的条件下进行测量。该测量方法还适用于与轮胎内部的点相关的所有其它距离，例如从主周向增强元件的径向最内点至胎圈的径向最外点的轴向距离Y，从主周向增强元件的径向最内点至胎圈的径向最内点的径向距离Z。

对于主周向增强元件的给定的内部直径，胎圈趾和主周向增强元件之间的距离越大，脱圈负载越大。根据本发明，主周向增强元件的径向最内点相对于胎圈的径向最内点以径向距离Z和轴向距离Y放置，从而Y/D至少等于0.5而Z/D至多等于0.4，使得能够确保最小脱圈负载，其前提是位于这两个点之间的材料具有足够的刚度，可以通过附加周向增强元件保证所述足够的刚度。

增加所述胎圈填充件部分的压缩刚度的另一个方案是抵抗引发的横向变形，在橡胶材料的情况下横向变形情况严重。本发明提出的方案是用至少一层织物增强体围绕所有胎圈填充件部分，所述织物增强体彼此平行并且限制该变形。该层织物增强体被称为胎圈层并且这些层的组装集合被称为胎圈增强件。

为了最好地限制引发的横向变形，合适的是胎圈层尽可能朝向胎圈的外部而不与发生摩擦现象的轮辋接触，所述摩擦现象可能损坏增强体并且使其不能实现希望的功能。

可以以高达Z/2的厚度使用特别旨在承受摩擦的橡胶从而保护胎圈层免受该磨损现象，Z/2是胎圈的径向最内点和主周向增强元件的径向最内点之间的径向距离的一半。针对磨损提供保护的这些橡胶的厚度需要最小化，因为这些橡胶比胎圈填充件配混物更容易压缩，因此降低本发明的有效性。根据本发明，对于包括外表面的所述胎圈，胎圈增强件的点(所述点在径向上位于主周向增强元件的径向最内点的内部)相对于胎圈外表面以至多等于Z/2(Z/2是胎圈的径向最内点和主周向增强元件的径向最内点之间的径向距离Z的一半)的最大距离放置，从而有效地抵抗脱圈负载。胎圈的外表面表示轮胎的与轮胎外部接触并且属于胎圈的外表面。

通过胎圈层和胎体层的被称为重叠区域的范围实现胎圈和胎侧之间的连接，因此使得轴向最外胎圈层的端部在径向上位于径向最内胎体层的端部的外部。

在脱圈过程中，为了增加胎圈在轮辋上的接触力(所述接触力抵抗胎圈趾的移动从而避免其充当枢轴)，重要的是在胎圈中设置至少一个附加周向增强元件。为了使其效果最大化，合适的是该附加周向增强元件被放置成尽可能地靠近胎圈趾并且在径向上位于胎圈增强件的外部。附加周向增强元件增加胎圈的局部径向硬度。

本发明区分周向增强元件的两个作用：

·在正常情况下抵抗压力负载，即接近例如由轮胎和轮辋协会或TRA推荐的标称压力的压力，这需要高硬度和高强度。通过主周向增强元件实现将加压轮胎保持在轮辋上的该作用。

·在低压使用过程中通过横向力抵抗胎圈趾的移动力。该作用使得附加周向增强元件的直径接近轮辋的直径。相反，具有高硬度的金属周向增强元件不能满足该作用，因为使用这种元件会使得轮胎难以装配。

为了实现该第二功能，区分两种功能使得附加周向增强元件能够使用硬度较低的材料。举例而言，附加周向增强元件的径向硬度至多等于主周向增强元件的径向硬度的0.75倍。更低的硬度因此允许附加周向增强元件以比金属主周向增强元件更小的直径放置，能够在低压使用的情况下避免脱圈，同时维持轮胎的易装配性。

可以使用螺旋缠绕或编织在一起的金属增强元件或织物增强元件制造主周向增强元件。

在一个优选实施方案中，主周向增强元件的径向最内点相对于胎圈的径向最内点以轴向距离Y设置，使得所述轴向距离(Y)与胎圈在胎圈座处的轴向宽度(D)的比值(Y/D)至多等于0.75。这是因为需要将主周向增强元件放置成不与胎圈层接触，从而不会由于摩擦造成其构成部件磨损，也不会由于源自胎圈层和主周向增强元件这两个增强元件之间的材料的过小厚度的剪切而造成胎圈填充件的橡胶组合物开裂。

出于这些相同原因，为了抵消增强元件磨损或胎圈座处的胎圈填充件开裂的风险，特别有利的是主周向增强元件的径向最内点相对于胎圈的径向最内点以径向距离(Z)放置，使得所述径向距离(Z)与胎圈在胎圈座处的轴向宽度(D)的比值(Z/D)至少等于0.25。

通过位于胎圈层的和胎体层的增强元件之间的材料(通常为橡胶材料)的剪切(被称为剪切橡胶)实现胎圈和胎侧之间的连接。这些剪切橡胶的厚度和重叠长度决定了轮胎的侧面刚度和持久性之间的平衡。因此对于低压操作的轮胎来说有利的是，胎圈层的轴向最外端(231)以至少等于10mm，优选至少等于20mm的半径差异在径向上位于胎体层(31)的径向最内端(311)的外部。

特别有利的是，胎体层的径向最内端在径向上位于主周向增强元件的径向最外点的外部。

为了确保胎圈增强件的几何形状，特别是胎圈增强件相对于胎圈外表面的位置，对于在径向上位于主周向增强元件的径向最内点的内部的部分，需要消除当在制造过程中模制轮胎时由施加至胎体增强件的力造成的胎圈填充件的移动。提出的方案是消除胎圈中的胎体增强件并且使用被称为重叠区域的区域固定胎圈和胎侧，所述重叠区域是胎体增强件和胎圈增强件之间的重叠区域并且优选在径向上位于主周向增强元件的径向最外点的外部。

为此，胎体增强件的径向最内端在径向上位于主周向增强元件的较大半径的外部。此外，为了使胎体增强件实现其与胎冠连接的功能，其端部在径向上位于轮胎最宽轴向横截面的点的内部。当轮胎安装在其轮辋上并且轻度充气(即充气至等于例如由轮胎和轮辋协会或TRA推荐的标称压力的10％的压力)时，在胎侧处测量轮胎的最大轴向宽度。

根据本发明，出现重叠的胎体层可以在轴向上位于参与重叠的胎圈层的内部或外部。因此，本发明的一个可能的实施方案是，轴向最外胎圈层的端部在轴向上位于径向最内胎体层的端部的外部。另一个实施方案是，轴向最外胎圈层的端部在轴向上位于径向最内胎体层的端部的内部。

根据胎体增强件中胎体层的数目和胎圈增强件中胎圈层的数目，能够通过交替一个胎体层和一个胎圈层或一个胎圈层、两个胎体层、一个胎圈层，从而将该方案限制成每个增强件的两个层之间的单个重叠长度或多个重叠长度。有可能使胎圈层一直延伸至胎冠的下方。该方案能够增加轮胎胎侧的刚度从而满足车辆动态响应标准。然而为此，一个或多个胎体层必须绝对能够抵抗与轮胎充气相关的径向方向上的所有张力。出于该目的，本领域技术人员公知的方案是，例如构成胎体层的增强体的几何形状和模量与构成胎圈层的增强体的几何形状和模量比较。

有利地，胎圈层的增强元件由织物制成，优选由脂族聚酰胺、芳族聚酰胺、脂族聚酰胺和芳族聚酰胺的组合、聚对苯二甲酸乙二醇酯或人造纤维制成，因为它们容易适应各种胎圈几何形状。

还有利的是，根据轮胎的工作压力，胎体层的增强元件由金属或织物制成，优选由脂族聚酰胺、芳族聚酰胺、脂族聚酰胺和芳族聚酰胺的组合、聚对苯二甲酸乙二醇酯或人造纤维制成。对于工作压力低于1.5bar的轮胎，由于低重量和易用性，通常优选具有由织物制成的增强元件的胎体增强件。对于工作压力高于1.5bar但是在延长预期使用模式下压力低于1.5bar的轮胎，由于压缩强度和疲劳强度，通常优选具有由金属制成的增强元件的胎体增强件。

根据一个具体实施方案，对于已知的滚动阻力和舒适度性能，胎体层的增强元件彼此平行并且与周向方向形成65°和115°之间的角度。

在本文中，当两个增强元件之间形成的角度小于或等于5°时，则称这两个增强元件是“平行的”。

根据一个优选的实施方案，胎圈层包括增强元件，所述增强元件彼此平行并且与周向方向形成20°和160°之间的角度，允许实现胎圈周向刚度(限制与安装轮辋接触时的磨损)和抗弯刚度(限制围绕轮辋凸缘的变形)之间的有利折中，考虑到胎圈中存在的较大橡胶体积，围绕轮辋凸缘的变形是大量能量耗散的根源。此外，胎圈层的角度的选择取决于轮胎设计者希望获得的刚度，特别是为了满足车辆动态标准。在设定轮胎的结构刚度方面，胎圈层的端部的径向位置也是有利的参数。

特别有利的是，至少一个附加周向增强元件包括至少一种织物材料，优选脂族聚酰胺、芳族聚酰胺、聚酯或人造纤维。对于该功能而言优选织物周向增强元件，因为其硬度介于金属和橡胶材料之间。

特别地，织物增强体的硬度由其10％伸长率下的弹性模量值决定，所述弹性模量值根据2010年1月的标准ASTM D 885获得并且在1GPa和130GPa之间。这些硬度约为轮胎中通常使用的橡胶配混物的硬度的至少10倍，橡胶配混物的硬度由10％伸长率下的所谓的“正交”割线弹性模量决定，所述“正交”割线弹性模量根据2005年12月的标准NFISO 37获得并且在1MPa和130MPa之间。由织物制成的附加周向增强元件的益处在于：其硬度低于轮胎中通常使用的金属，金属的硬度由材料的弹性模量决定，所述弹性模量根据标准EN ISO6892-1在拉伸试验中测得并且通常在150和230GPa之间。织物附加周向增强元件的硬度允许易安装性，并且考虑到脱圈情况下施加的横向力的位置，所述硬度足够高从而在压力下降的情况下保证轮胎保持在轮辋上。

至少一个附加周向增强元件的目的是沿径向加强包含其的胎圈部分。因此合适的是，其比胎圈的橡胶材料更硬。上述材料满足上文列举的技术标准并且比轮胎中通常使用的橡胶材料更硬。同样地，它们比主周向增强元件通常使用的金属(例如钢)更软，从而允许将轮胎容易地装配在轮辋上。此外，它们的断裂变形允许无损坏地装配轮胎。

脂族聚酰胺(尼龙)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)类型的增强体抵抗装配轮胎和除去轮胎过程中的潜在攻击并且抵抗疲劳。此外，它们具有非常宽的弹性变形范围，使得容易地调节设计参数、制造参数和使用参数。它们还具有低成本。芳族聚酰胺(芳纶)类型的增强体提供的优点在于：产生使用更少数目帘线所需的周向硬度和径向硬度。对于能够铺设附加周向增强元件的空间体积较小的轮胎设计，该性质是引人注意的。包含脂族聚酰胺和芳族聚酰胺的混合增强体由于提供了许多设计选择因此是引人注意的折中。

具有热收缩性质的织物材料甚至更引人注意，因为由于轮胎固化造成其直径减小，它们产生夹在轮辋上的附加力，所述力抵抗脱圈力而不会影响轮胎的易安装性。根据热敏性质计算在制造之时铺设附加周向增强元件的直径。

织物附加周向增强元件表示由织物丝线制成的任何元件，所述元件单独铺设或者成束或成条铺设，在周向方向上基本上不连续或连续，其技术效果是增加胎圈部分的周向硬度和径向硬度，所述胎圈部分在轴向上位于主周向增强元件的轴向最内点的内部，在径向上位于胎圈增强件的径向最内部的外部并且在径向上位于主周向增强元件的径向最外点的内部。

替代性地，还有可能使用波状或不连续的弹性金属丝线从而实现附加周向增强元件的功能。注意到在使用不连续金属丝线的方案中，金属丝线的端部周围存在胎圈开裂的风险。

关于金属增强体，金属增强体的机械特征在于表示施加至金属增强体的拉伸力(用N表示)随金属增强体的相对伸长率(用％表示)的变化的曲线，所述曲线被称为力-伸长率曲线。使用该力-伸长率曲线推出拉伸机械性质例如结构伸长率As(用％表示)、总断裂伸长率At(用％表示)、断裂力Fm(用N表示的最大负载)和断裂强度Rm(用MPa表示)，根据1984年的标准ISO 6892测量这些性质。

根据定义，金属增强体的总断裂伸长率At为结构伸长率、弹性伸长率和塑性伸长率的总和(At＝As+Ae+Ap)。结构伸长率As是制成金属增强体的金属丝线在低拉伸力下的相对定位的结果。弹性伸长率Ae是制成金属增强体的金属丝线(独立考虑)的金属的特有弹性的结果(胡克定律)。塑性伸长率Ap是这些金属丝线(独立考虑)的金属的塑性(超过弹性极限的不可逆变形)的结果。这些不同的伸长率及其各自的含义是本领域技术人员公知的，并且例如描述在文献US5843583、WO2005014925和WO2007090603中。

拉伸弹性模量(用GPa表示)也在力-伸长率曲线上的任意点处限定并且表示在该点处与力-伸长率曲线正切的直线的斜率。特别地，力-伸长率曲线的弹性线性部分的伸长率弹性模量被称为拉伸弹性模量或杨氏模量。

弹性金属增强体的特征在于至少等于1％的结构伸长率As和至少等于4％的总断裂伸长率At。此外，弹性金属增强体具有通常在40GPa和150GPa之间的拉伸弹性模量。

无弹性或非弹性金属增强体的特征在于在等于断裂力Fm的10％的拉伸力下的至多等于0.2％的相对伸长率。此外，无弹性金属增强体通常具有通常在150GPa和230GPa之间的拉伸弹性模量。

波状金属丝线表示已经塑性预成形的金属丝线并且具有径向波纹或周向波纹或围绕其中间位置的混合波纹。该波纹赋予丝线以及由此形成在轮胎中的附加周向增强元件弹性性能。

特别有利的是，胎圈的至少在径向上位于主周向增强元件的径向最内点的内部的胎圈填充件部分在10％伸长率下的弹性模量至少等于15MPa。这是因为胎圈填充件材料的硬度也在区域的硬度和脱圈现象中起作用。

优选地，在径向上位于主周向增强元件的径向最外点的外部的胎圈填充件部分在10％伸长率下的弹性模量小于至少在径向上位于主周向增强元件的径向最内点的内部的胎圈填充件部分在10％伸长率下的弹性模量的0.5倍，从而促进胎侧相对于胎圈的弯曲，因此限制能量耗散。

出于限制行驶过程中能量耗散并且便于制造的相同目的，优选的是，在轴向上位于主周向增强元件的径向最外点的外部的胎圈填充件部分在10％伸长率下的弹性模量小于至少在径向上位于主周向增强元件的径向最内点的内部的胎圈填充件部分在10％伸长率下的弹性模量的0.5倍。

如果车轮具有至少一个高度大于或等于1mm的凸起，包括至少一个车轮和根据本发明的轮胎的安装组件可以更好地操作。所述凸起能够在侧面负载的情况下阻止胎圈趾的轴向移动并且避免胎圈趾和轮辋之间的接触点的任何滑动，因此迫使胎圈围绕轮辋移动。所述凸起是本领域技术人员公知的术语并且表示车轮轮辋的胎圈承载表面上的“突起”。客运车辆轮胎的轮辋通常装配有凸起。

附图说明

通过图1至图12将更好地理解本发明的特征和其它优点，所述图未按比例绘制而是以简化方式绘制从而更容易理解本发明：

-图1显示了根据现有技术的轮胎。

-图2显示了胎面的术语“内边缘”和“外边缘”。

-图3至图8显示了脱圈试验的过程中轮胎胎侧随着施加至轮胎胎侧的负载而变化的移动。

-图9显示了根据本发明的经过胎圈和胎侧的子午截面。图9特别显示了距离Y和Z以及胎圈在轮辋座处的轴向宽度D。

-图10和图11显示了根据本发明的胎圈和胎侧的子午截面以及不同胎圈填充件橡胶的优选分布。

-图12显示了脱圈试验的过程中轮胎胎侧随着施加至胎侧的负载而变化的移动。

具体实施方式

图1适应性地显示了根据现有技术的轮胎1。轮胎1包括胎冠4、两个胎侧3和两个胎圈2，所述胎冠4包括由胎面7覆盖的胎冠增强件(图中不可见)，所述胎侧3在径向上向内延伸胎冠，所述胎圈2在径向上位于胎侧3的内部。

图2示意性地显示了轮胎，所述轮胎旨在安装在车辆200的车轮的安装轮辋上并且在车辆上具有预定的安装方向。所述轮胎包括轴向外边缘45和轴向内边缘46，当轮胎根据所述预定安装方向安装在车辆上时，所述轴向内边缘46是旨在安装在车身壳体一侧的边缘，而轴向外边缘45的情况相反。在本文献中，“外侧”表示轴向外边缘45。

图5所示的曲线图显示了根据中国标准GB/T 4502-2009进行的脱圈试验的数值模拟结果。对轮胎的胎侧应用锥形形状件(forme conique)。该锥形形状件以预定速度前进。使锥形形状件以该速度前进所需的负载ET随锥形形状件的移动DT的变化绘制成图。

图3中显示了轮胎1(仅显示了胎圈和一部分胎侧)在其安装轮辋5上的初始情况。

随着锥形形状件的移动，在负载ET中显现出以近线性增长的轮胎抵抗力。胎圈开始向上移动直至其开始翘起的点。这正是图4中所示的情况。该翘起造成使锥形形状件前进所需的负载下降，直至胎圈完全翘起，如图8所示。然后，由于此时胎圈升高越过安装轮辋5的凸起6，负载再次增加，如图7所示。只有当胎圈克服了凸起6时(图6所示的情况)，脱圈才完成。

图9示意性地显示了根据本发明的胎圈2和一部分胎侧3的子午横截面。轮胎1包括两个胎圈2，所述胎圈2旨在与安装轮辋(未显示)接触。设置在外侧的胎圈2和胎侧3(参见图2)至少包括：

-主周向增强元件22，所述主周向增强元件22的径向最内点222与轮胎的径向最内点211相隔径向距离Z并且与同一点相隔轴向距离Y，

-胎体增强件，所述胎体增强件包括至少一个胎体层31，对于本发明的该方案而言，所述胎体层31的端部311在径向上位于主周向增强元件22的径向最外点223的外部并且在径向上位于轮胎最大宽度的点301的内部。胎体层的端部311还在轴向上位于主周向增强元件的轴向最内点224的外部，

-胎圈增强件，所述胎圈增强件包括至少一个胎圈层23，所述胎圈层23的轴向最外端231在径向上位于胎体层31的端部311的外部，所述胎圈层23的轴向最内端232在径向上位于主周向增强元件的径向最内点222的外部，

-附加周向增强元件24，所述附加周向增强元件24由多个沿周向缠绕的丝线组成，其中至少一根丝线在轴向上位于主周向增强元件22的轴向最内点224的内部，在径向上位于胎圈增强件的径向最内部的外部并且在径向上位于主周向增强元件22的径向最外点223的内部，

-主周向增强元件22的轴向最外点225及其在轮胎外表面上的径向内部投影226和在该点226或胎圈座处与轮胎外表面的切线T226，

-主周向增强元件22的径向最内点222及其在轮胎外表面上的轴向外部投影227和在该点227或胎圈侧处与轮胎外表面的切线T227，

-这两个切线T226和T227在点228处的交叉，在所述点处胎圈座和胎圈侧相遇，

-胎圈在胎圈座处的轴向宽度D等于径向最内点211和点228(在所述点228处胎圈座和胎圈侧相交)之间的轴向距离。

图9中所示的胎圈2还包括旨在与安装轮辋(未显示)接触的部分。

图10和图11显示了胎圈填充件的部分的各个优选构造。在图10和图11中，胎圈填充件部分21至少在径向上位于主周向增强元件22的径向最内点222的内部。在图10中，胎圈填充件部分212在径向上位于主周向增强元件的径向最外点223的外部。在图11中，胎圈填充件部分213在轴向上位于主周向增强元件22的径向最外点223的外部。图11还显示了如下可能性：胎圈层23在重叠区域的范围内在轴向上位于胎体层31的外部，并且在胎体层的端部311处在径向上位于主周向增强元件22的径向最内点222的内部。图11还显示了属于胎圈外表面的几个点229。该图还显示了如下示例：胎圈增强件的点26(所述点在径向上位于主周向增强元件22的径向最内点222的内部)相对于胎圈外表面以至多等于Z/2的最大距离25设置，Z/2是胎圈211的径向最内点和主周向增强元件222的径向最内点之间的径向距离Z的一半。

图12显示了根据中国标准GB/T 4502-2009进行的脱圈试验的使锥形形状件前进所需的力ET(单位为daN)随着锥形形状件的位移DT(单位为mm)的变化。显示了如下轮胎的试验结果：

-根据现有技术的轮胎A，所述轮胎A充气至0.7bar的压力，用实线表示；

-根据本发明的轮胎B，所述轮胎B不具有附加周向增强元件并且充气至0.7bar的压力，用双实线表示；

-根据本发明的轮胎C，所述轮胎C包括由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成的附加周向增强元件并且充气至0.7bar的压力，用间断线表示；

-根据本发明的轮胎D，所述轮胎D包括由芳族聚酰胺(芳纶)和脂族聚酰胺(尼龙)制成的混合附加周向增强元件并且充气至0.7bar的压力，用点划线表示；

-根据本发明的轮胎E，所述轮胎E包括由芳族聚酰胺(芳纶)和脂族聚酰胺(尼龙)制成的混合附加周向增强元件并且充气至0bar的压力，用点线表示。

依据对应于根据现有技术的轮胎的曲线的纵轴最大值和对应于本发明所考虑实施方案的曲线的最大值之间的力，从而测量由本发明的实施方案实现的对于引起脱圈的改进。依据这两个最大值的横轴值之间的位移，测量所实现的改进。

本发明人使用尺寸为335/30_ZR_18的轮胎进行本发明，所述轮胎具有胎体增强件、胎圈层、主周向增强元件，所述胎体层由与周向方向形成+/-85°角度的两个聚酯胎体层制成，所述胎圈层由与周向方向形成55°角度的芳纶制成，所述主周向增强元件由横截面为17mm²的编织金属帘线制成，胎圈填充件21在10％伸长率下的弹性模量等于54MPa，胎圈填充件213在10％伸长率下的弹性模量等于23MPa。主周向增强元件的位置满足Y＝10mm、Z＝6.7mm、D＝17.7mm、Y/D＝0.56、Z/D＝0.38。胎体层和胎圈层之间的重叠长度为20至25mm；径向最内胎体层的端部311的径向位置等于主周向增强元件22的径向最外点223的径向位置，胎圈趾的保护橡胶的平均厚度为1.5mm。本发明人使用该几何形状进行本发明的两个替代形式，并且在该几何形状中加入了由如下部分制成的附加周向增强元件：

·40圈增强体，所述增强体由两根丝线支数为140dTex的聚对苯二甲酸乙二醇酯线股组成，所述线股以一定方式铺设使得安装在轮辋上的轮胎的增强体的径向最内圈的直径比其制造过程中的铺设直径大至少4％，其目的是产生附加夹紧力从而将轮胎夹在轮辋上，或

·40圈混合增强体，所述混合增强体由两根丝线支数为167dTex的芳族聚酰胺(芳纶)线股和一根丝线支数为140dTex的脂族聚酰胺(尼龙)线股组成，所述线股以一定方式铺设使得安装在轮辋上的轮胎的增强体的径向最内圈的直径比其制造过程中的铺设直径大至少2％，其目的是产生附加夹紧力从而将轮胎夹在轮辋上。

相比于根据现有技术的轮胎，这些方案具有335/30_ZR_18的尺寸，具有由与周向方向形成+/-85°角度的两个聚酯胎体层组成的胎体增强件，横截面为17mm²的编织金属帘线的周向增强元件，弹性模量等于23MPa的胎圈填充件，10％伸长率下的弹性模量等于23MPa的胎圈趾；主周向增强元件的定位满足Y＝7mm、Z＝8mm、D16mm、Y/D＝0.43、Z/D＝0.5。

为了测量存在附加周向增强元件造成的影响，本发明人制备了根据本发明但是不具有附加周向增强元件的轮胎。在该产品中，主周向增强元件的定位满足Y＝7.8mm、Z＝4.5mm、D14.6mm、Y/D＝0.53、Z/D＝0.31。

试验方法与中国标准GB/T 4502-2009中推荐的方法相似。在0.7bar的压力下进行试验。使用的车轮是根据ETRTO标准的车轮，具有测量高度为1.5mm的凸起。

相比于由图12中曲线A显示的根据现有技术的轮胎，当装配过程中克服轮辋的凸起所需的压力减少50％时，由图12中曲线B显示的根据本发明但是不存在附加周向增强元件的轮胎允许18％的位移改进和19％的脱圈力改进，因此证实不仅维持而且提高了易装配性。

由图12中曲线C和D显示的根据本发明的两个轮胎产品在使用的试验机器的极限下不脱圈，这代表相比于现有技术的轮胎(图12中的曲线A)，当装配过程中克服轮辋的凸起所需的压力减少30至20％时，实现至少50％的位移改进和至少100％的力改进，因此证实不仅维持而且提高了易装配性。

还在0bar的压力下试验根据本发明的轮胎(图12中点线显示的曲线E)，所述轮胎包括由40根包含芳族聚酰胺(芳纶)和脂族聚酰胺(尼龙)的混合丝线制成的附加周向增强元件。试验到达机器的位移极限但是轮胎不从车轮上脱圈。最后一个试验证实通过本发明不仅在低压下而且对于零压力轮胎都实现了脱圈改进。

Claims (16)

1.轮胎(1)，所述轮胎(1)旨在安装在安装轮辋上并且包括：

两个胎圈(2)，所述胎圈(2)旨在与安装轮辋接触，

每个胎圈(2)具有径向最内点(211)、胎圈座处的轴向宽度D和外表面，所述外表面由轮胎的与轮胎外部接触的表面构成并且属于胎圈，并且每个胎圈包括至少一个胎圈填充件(21)，所述胎圈填充件(21)由至少一种橡胶组合物和至少一个被称为主周向增强元件的周向增强元件(22)组成，

主周向增强元件(22)的子午截面具有径向最内点(222)、径向最外点(223)和轴向最内点(224)，所述径向最内点(222)相对于胎圈的径向最内点(211)以径向距离Z和轴向距离Y放置，

胎圈座处的轴向宽度D在胎圈的径向最内点(211)和交叉点(228)之间测得，所述交叉点(228)是与主周向增强元件(22)的径向最内点(222)的轴向外部投影(227)正切的第一直线(T227)和与主周向增强元件(22)的轴向最外点(225)的径向内部投影(226)正切的第二直线(T226)之间的交叉点，

胎体增强件，所述胎体增强件连接两个胎圈(2)并且包括至少一个胎体层(31)，所述胎体层(31)在每个胎圈(2)中沿径向朝向内部延伸直至胎体层的端部(311)，

对于至少一个胎圈(2)，胎体层的端部(311)在径向上位于轮胎最大轴向宽度(SM)的点(301)的内部并且在轴向上位于主周向增强元件(22)的轴向最内点(224)的外部，

其特征在于，对于所述胎圈(2)，从主周向增强元件(22)的径向最内点(222)至胎圈(2)的径向最内点(211)的轴向距离Y和胎圈在胎圈座处的轴向宽度D之间的比值Y/D至少等于0.5，

对于所述胎圈(2)，从主周向增强元件(22)的径向最内点(222)至胎圈(2)的径向最内点(211)的径向距离Z和胎圈在胎圈座处的轴向宽度D之间的比值Z/D至多等于0.4，

所述胎圈(2)包括胎圈增强件，所述胎圈增强件由至少一个胎圈层(23)组成并且所述胎圈层(23)围绕胎圈填充件(21)使得胎圈层(23)的轴向最外端(231)在径向上位于所述至少一个胎体层(31)的径向最内的端部(311)的外部并且胎圈层(23)的轴向最内端(232)至少在径向上位于主周向增强元件(22)的径向最内点(222)的外部，

对于所述胎圈(2)，胎圈增强件上的在径向上位于主周向增强元件(22)的径向最内点(222)的内部的点相对于胎圈外表面以至多等于Z/2的最大距离放置，Z/2是胎圈(2)的径向最内点和主周向增强元件(22)的径向最内点之间的径向距离Z的一半，

所述胎圈(2)包括至少一个附加周向增强元件(24)，所述附加周向增强元件(24)在轴向上位于主周向增强元件(22)的轴向最内点(224)的内部，在径向上位于胎圈增强件的径向最内部的外部并且在径向上位于主周向增强元件(22)的径向最外点(223)的内部。

2.根据权利要求1所述的轮胎，其中，从主周向增强元件(22)的径向最内点(222)至胎圈(2)的径向最内点(211)的轴向距离Y和胎圈在胎圈座处的轴向宽度D之间的比值Y/D至多等于0.75。

3.根据权利要求1和2的任一项所述的轮胎，其中，从主周向增强元件(22)的径向最内点(222)至胎圈(2)的径向最内点(211)的径向距离Z和胎圈在胎圈座处的轴向宽度D之间的比值Z/D至少等于0.25。

4.根据权利要求1所述的轮胎，其中，胎圈层(23)的轴向最外端(231)以至少等于10mm的半径差异在径向上位于所述至少一个胎体层(31)的径向最内的端部(311)的外部。

5.根据权利要求1所述的轮胎，其中，所述至少一个胎体层(31)的径向最内的端部(311)在径向上位于主周向增强元件(22)的径向最外点(223)的外部。

6.根据权利要求1所述的轮胎，其中，胎圈层(23)的轴向最外端(231)在轴向上位于胎体层(31)的端部(311)的外部。

7.根据权利要求1所述的轮胎，其中，胎圈层(23)的轴向最外端(231)在轴向上位于胎体层(31)的端部(311)的内部。

8.根据权利要求1所述的轮胎，其中，胎圈层(23)的增强元件由织物制成。

9.根据权利要求1所述的轮胎，其中，胎体层(31)的增强元件由金属或织物制成。

10.根据权利要求1所述的轮胎，其中，胎体层(31)的增强元件彼此平行并且与周向方向形成65°与115°之间的角度。

11.根据权利要求1所述的轮胎，其中，胎圈层(23)的增强元件彼此平行并且与周向方向形成20°与160°之间的角度。

12.根据权利要求1所述的轮胎，其中，至少一个附加周向增强元件(24)包括至少一种织物材料。

13.根据权利要求1所述的轮胎，其中，对于所述胎圈(2)，至少在径向上位于主周向增强元件(22)的径向最内点(222)的内部的胎圈填充件部分(21)在10％伸长率下具有至少等于15MPa的弹性模量E21。

14.根据权利要求1所述的轮胎，其中，在径向上位于主周向增强元件的径向最外点(223)的外部的胎圈填充件部分(212)在10％伸长率下的弹性模量E212小于至少在径向上位于主周向增强元件的径向最内点(222)的内部的胎圈填充件部分(21)在10％伸长率下的弹性模量E21的0.5倍。

15.根据权利要求1所述的轮胎，其中，在轴向上位于主周向增强元件的径向最外点(223)的外部的胎圈填充件部分(213)在10％伸长率下的弹性模量E213小于至少在径向上位于主周向增强元件的径向最内点(222)的内部的胎圈填充件部分(21)在10％伸长率下的弹性模量E21的0.5倍。

16.安装组件，所述安装组件包括根据权利要求1至15的任一项所述的轮胎和具有至少一个高度至少等于1mm的凸起的车轮。