CN108349309A - 车辆充气轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于多功能车辆的车辆充气轮胎，该车辆充气轮胎包括胎体(5)、带束(9)、以及成形胎面(10)。该带束(9)由从径向内侧到径向外侧上下叠置的至少四个带束层(13，14，15，17)制成。第一带束层(13)由嵌入在橡胶中的平行增强件(23)制成，第二带束层(14)由嵌入在橡胶中的平行增强件(24)制成，第三带束层(15)由嵌入在橡胶中的平行增强件(25)制成，并且第四带束层(17)由嵌入在橡胶中的平行增强件(27)制成。第二带束层(14)和第三带束层(15)是工作层，其中第二带束层(14)的这些增强件(24)的取向相对于圆周方向U形成角α，其中10°<α<45°，并且第三带束层(15)的每个增强件(25)的取向相对于圆周方向U形成角γ，其中10°<γ<45°。第二带束层(14)的这些增强件(24)相对于第三带束层(15)的这些增强件(25)具有相反的轴向倾斜方向；第一带束层(13)的这些增强件(23)的取向相对于圆周方向U形成角β，其中46°<β<54°；第四带束层(17)的这些增强件(27)的取向相对于圆周方向U形成角ε，其中46°<ε<54°；并且第一带束层(13)的这些增强件(23)、第三带束层(15)的这些增强件(25)、以及第四带束层(17)的这些增强件(27)在轮胎中具有相同的轴向倾斜方向。

Description

车辆充气轮胎

技术领域

本发明涉及一种用于多功能车辆的车辆充气轮胎，该车辆充气轮胎具有胎体、具有被构造在该胎体径向外侧的带束、并且具有被构造在该带束径向外侧在该带束上的成形胎面，其中该带束由从径向内侧到径向外侧上下叠置地安排的至少四个带束层形成，其中在径向方向R上被安排在最内侧的第一带束层形成有嵌入在橡胶中的平行强度构件，被安排在该第一带束层上的第二带束层形成有嵌入在橡胶中的平行强度构件，被安排在该第二带束层上的第三带束层形成有嵌入在橡胶中的平行强度构件，并且被安排在该第三带束层上的第四带束层形成有嵌入在橡胶中的平行强度构件，其中该第二带束层和该第三带束层是工作层，其中该第二带束层的这些强度构件在其取向方面与圆周方向U围成角α，其中10°≤α≤45°，并且该第三带束层的这些强度构件在其取向方面各自与该圆周方向U围成角γ，其中10°≤γ≤45°，其中如在该车辆轮胎的该圆周方向U上来看，该第二带束层的这些强度构件相对于该第三带束层的这些强度构件具有相反的轴向倾斜方向，并且其中该第一带束层的这些强度构件在其取向方面与该圆周方向U围成角β，其中46°≤β≤54°。

背景技术

众所周知，带束结构的构型对多功能车辆轮胎的耐磨花纹具有显著影响。例如，通常使用所谓的菱形带束，菱形带束典型地具有四层，其钢丝帘线与轮胎的圆周方向围成16°至20°的角，并且这些层被铺设成使得钢丝帘线以交替的方式彼此交叉。用于多功能车辆轮胎的另一典型带束是具有四层的所谓三角形带束，其中径向最内侧的第一带束层中的钢丝帘线与圆周方向围成50°至65°的角。此外，通常单独的带束层中的钢丝帘线相对于圆周方向的取向用R表示向右倾斜，并且用L表示向左倾斜。这种多用途车辆轮胎的典型顺序是RRLL，其在第一(径向最内侧)带束层中具有例如50°的角并且在其他带束层中在各自情况下具有18°的角。

DE 10 2006 020 933 A1披露了一种带束，其中第一(径向最内侧)带束层的强度构件与圆周方向围成50°至65°的角。第二带束层和第三带束层具有在各自情况下与圆周方向围成16°至20°的相同角的强度构件。第四带束层与圆周方向具有非常大的角，并且其量在50°和90°之间，优选在70°和90°之间。从第一带束层到第四带束层，这些强度构件的安排顺序是RRLR。通过这种特定的带束取向，可以实现减少肩部磨损。

DE 10 2011 054 975 A1披露了一种具有四个带束层的多功能车辆轮胎的设计，在这种情况下，径向最内侧的第一带束层的强度构件和径向最外侧的第四带束层的强度构件被配置成与圆周方向成40°和55°之间的角，并且第二和第三带束层的强度构件被配置成与圆周方向围成10°和30°的角。从第一带束层到第四带束层，这些强度构件的安排顺序是RRLL。此构型使得可以进一步减少肩部区域中不成比例的高磨损，并且因此进一步均匀化轮胎整体的耐磨花纹。

发明内容

本发明是基于使得可以实现所述类型的具有含四个带束层的带束的多功能车辆轮胎的目的，在这种情况下，可以在不损害耐磨花纹的情况下降低轮胎整体的磨损率。

根据本发明，通过用于多功能车辆的车辆充气轮胎的实施例来实现该目的，该车辆充气轮胎具有胎体、具有被构造在该胎体径向外侧的带束、并且具有被构造在该带束径向外侧在该带束上的成形胎面，其中该带束由从径向内侧到径向外侧上下叠置地安排的至少四个带束层形成，其中在径向方向R上被安排在最内侧的第一带束层形成有嵌入在橡胶中的平行强度构件，被安排在该第一带束层上的第二带束层形成有嵌入在橡胶中的平行强度构件，被安排在该第二带束层上的第三带束层形成有嵌入在橡胶中的平行强度构件，并且被安排在该第三带束层上的第四带束层形成有嵌入在橡胶中的平行强度构件，其中该第二带束层和该第三带束层是工作层，其中该第二带束层的这些强度构件在其取向方面与圆周方向U围成角α，其中10°≤α≤45°，并且该第三带束层的这些强度构件在其取向方面各自与该圆周方向U围成角γ，其中10°≤γ≤45°，其中如在该车辆轮胎的该圆周方向U上来看，该第二带束层的这些强度构件相对于该第三带束层的这些强度构件具有相反的轴向倾斜方向，并且其中该第一带束层的这些强度构件在其取向方面与该圆周方向U围成角β，其中46°≤β≤54°，根据权利要求1的特征，其中该第四带束层的这些强度构件在其取向方面与该圆周方向U围成角ε，其中46°≤ε≤54°，并且其中该第一带束层的这些强度构件和该第三带束层的这些强度构件以及该第四带束层的这些强度构件在轮胎中以相同的轴向倾斜方向定向。

已经发现，具有这种构型的多用途车辆轮胎表现出显著改善的磨损率，而不管是否具有良好的耐磨花纹。这大概是因为带束组件中所述第一和第二带束层的相反取向在圆周方向上产生较大的刚度。

根据权利要求2的特征所述的车辆充气轮胎的实施例是特别有利的，其中，关于该圆周方向U的角α被配置成15°≤α≤30°，特别是α＝18°，并且关于该圆周方向U的角γ被配置成15°≤γ≤30°，特别是γ＝18°。这种构型允许带束组件的高圆周刚度和高横向刚度之间特别好的折衷。

根据权利要求3的特征所述的车辆充气轮胎的实施例是特别有利的，其中，关于该圆周方向U的角β被配置成β＝50°。已经发现，具体具有这种构型的多功能车辆轮胎表现出进一步改善的磨损率，而不管是否具有良好的耐磨花纹。这大概是因为以这种方式额外地实现了进一步增加的侧向刚度。

根据权利要求4的特征所述的车辆充气轮胎的实施例是特别有利的，其中，关于该圆周方向U的角ε被配置成ε＝50°。可以以这种方式进一步优化耐磨花纹。

根据权利要求5的特征所述的车辆充气轮胎的实施例是特别有利的，其中，从该第一带束层到该第四带束层，这四个带束层的这些强度构件相对于该圆周方向U的倾斜遵循顺序LRLL，其中L表示向左上升，并且R表示向右上升。已经发现，通过这种构型，可以进一步优化在正常道路使用期间的磨损率。

根据权利要求6的特征所述的车辆充气轮胎的实施例是特别有利的，其中，这四个带束层的这些强度构件是钢丝帘线。以此方式，在硫化过程中利用强度构件的高强度，并且用少的支出促成了带束的橡胶材料与强度构件的良好连接。

根据权利要求7的特征所述的车辆充气轮胎的实施例是特别有利的，其中，该第二带束层在其在该车辆充气轮胎中的轴向范围方面被形成为比该带束的所有其他的带束层更大。以此方式，可以进一步减小在第二带束层与第三带束层之间的轮胎肩部区域中产生的剪切力。

根据权利要求8的特征所述的车辆充气轮胎的实施例是特别有利的，其中，该第三带束层在其在该车辆充气轮胎中的轴向范围方面被形成为比该第一和第四带束层更大。这允许第二带束层中特别均匀的刚度分布。

根据权利要求9的特征所述的车辆充气轮胎的实施例是特别有利的，其中，在该轮胎中这两个工作层的这些强度构件被设计成可延长，在10％断裂力下具有D≥0.2％的伸长率D。这种构型允许改进可生产性。此外，以此方式，可以容易地实现特别耐刺破或刺穿的带束组件。

附图说明

下面将基于如在图1和图2中展示出的用于多功能车辆的子午线型构造的充气轮胎的示例性实施例讨论本发明。在附图中：

图1示出了用于多功能车辆的子午线型构造的车辆充气轮胎的截面图示，

图2示出了根据图1中的截面II-II的来自图1的带束的平面视图，其中为了简单起见，轮胎的所有其他部件都未展示出。

具体实施方式

图1和图2示出了用于多功能车辆的子午线型构造的充气轮胎，该充气轮胎具有在车辆轮胎的径向方向R上延伸的两个侧壁2并且具有轴向地形成在所述侧壁之间的胎冠区域(头部区域)3。这些侧壁2各自在其在径向方向上朝内指向的延伸末端上具有胎圈区域1，在该胎圈区域中形成了已知类型的胎圈芯4，该胎圈芯在圆周方向U上具有高拉伸强度并且在圆周方向上在轮胎的圆周之上延伸。胎圈芯4以已知方式由在车辆充气轮胎的圆周方向U上延伸的、嵌入到橡胶中的金属丝盘绕形成。以常规方式，在截面为三角形的三角胶(胎圈填充物)6由硬橡胶材料形成在胎圈芯4上。车辆充气轮胎形成有胎体5，该胎体从形成在车辆充气轮胎的左手侧胎圈区域1中的胎圈芯4开始、在车辆充气轮胎的径向方向R上向外延伸穿过左手侧侧壁2直到胎冠区域3、并且在胎冠区域3中在车辆充气轮胎的轴向方向A上延伸至右手侧侧壁2、并且在车辆充气轮胎的右手侧侧壁2中径向地向内延伸直到被形成在右手侧侧壁2的胎圈区域1中的胎圈芯4。胎体5在两个胎圈区域1中都被形成为在各自情况下沿胎圈芯4的轴向内侧径向地朝外延伸至相应的胎圈芯4的径向内侧、然后作为延伸部在轴向方向A上沿胎圈芯4的径向内侧延伸至胎圈芯4的轴向外侧、并且然后作为在胎圈芯4的轴向外侧上的延伸部，以便构建翻面部分7。胎体5随其翻面部分7沿三角胶6的轴向外侧延伸并且在三角胶6的轴向外侧上终止。胎体5以已知但没有更详细展示的方式由胎体层形成，该胎体层在圆周方向U上在车辆充气轮胎的整个圆周上延伸并且具有多个平行帘线(例如钢丝帘线)，这些平行帘线嵌入在橡胶中、并且在侧壁2的区域中基本上在径向方向R上且在胎冠区域中基本上在轴向方向A上延伸。由已知的、尤其是不透气橡胶材料构成的内层12在胎体5的朝轮胎的内侧指向的一侧上从左手侧胎圈区域1延伸直到右手侧胎圈区域1。在车辆充气轮胎的整个圆周之上延伸的附加胎圈加强带8相应地形成在胎圈区域1中、在胎体5的背离胎圈芯4指向的一侧上。胎圈加强带8例如是嵌入在橡胶中并且由织物或金属设计的平行强度构件构成的材料带。

在(轮胎头部的)胎冠3的区域中，带束9被形成在胎体5上、在车辆充气轮胎的径向方向R上在胎体5的外侧，该带束在圆周方向U上和在轴向方向A上在车辆充气轮胎的整个圆周上从左手侧轮胎肩部延伸直到右手侧轮胎肩部，带束9是由四个带束层13、14、15和17形成的，该四个带束层彼此上下地安排并且在径向方向R上从内侧到外侧彼此叠置地安排。在带束9上在带束9的径向外侧形成了已知设计的成形胎面10，该成形胎面在圆周方向U上和在轴向方向A上在车辆充气轮胎的整个圆周上从左手侧轮胎肩部延伸直到右手侧轮胎肩部并且完全地覆盖带束9。在轮胎侧壁2的区域中，在胎冠区域3中在径向方向R上从胎圈区域1延伸直到成形胎面10的侧壁橡胶带11以已知的方式形成在胎体5的轴向背离轮胎指向的一侧上。

该带束的在径向方向R上被安排在最内侧的那个带束层13形成了第一带束层13。被安排在第一带束层13上、在径向方向R上在第一带束层13外侧的那个带束层14形成了第二带束层14。被安排在第二带束层14上、在径向方向R上在第二带束层14外侧的那个带束层15形成了第三带束层15。被安排在第三带束层15上、在径向方向R上在第三带束层15外侧的那个带束层17形成了第四带束层17。

带束层14和带束层15形成为轮胎的工作层、并且在各自情况下在圆周方向U上在车辆充气轮胎的整个圆周上延伸并且在轴向方向A上从左手侧轮胎肩部延伸到右手侧轮胎肩部，其中所述带束层被安排成彼此至少部分地接触。工作层14由丝状平行强度构件24的层形成，这些丝状平行强度构件嵌入在橡胶中并且在带束层13的在轴向方向A上测量的整个宽度b上基本上直线地延伸并且与圆周方向U围成倾斜角α，其中10°≤α≤45°。在具体实施例中，α被选择成15°≤α≤30°。

工作层15由丝状平行强度构件25的层形成，这些丝状平行强度构件嵌入在橡胶中并且在带束层15的整个轴向宽度c上基本上直线地延伸并且与圆周方向U围成倾斜角γ，其中10°≤γ≤45°。在具体实施例中，γ被选择成15°≤γ≤30°。

如沿圆周方向U来看，这些工作层15的强度构件25的倾斜方向在相对于工作层14的强度构件24的倾斜方向相反的轴向方向A上定向。

在径向方向R上形成在第二带束层14内的第一带束层13在圆周方向U上在车辆充气轮胎的整个圆周上延伸并且在轴向方向A上从左手侧轮胎肩部延伸至右手侧轮胎肩部，以便与带束层14至少部分地接触。带束层13由平行丝状强度构件24形成，这些丝状平行强度构件嵌入在橡胶中并且在带束层13的整个轴向宽度a上基本上直线地延伸并且与圆周方向U围成倾斜角β，其中46°≤β≤54°，例如其中β＝50°。

在径向方向R上被安排在第三带束层15外侧的第四带束层17在圆周方向U上在车辆充气轮胎的整个圆周上延伸、并且在车辆充气轮胎的轴向方向A上从左手侧轮胎肩部延伸至右手侧轮胎肩部，以便与带束层15至少部分地接触。带束层17由丝状平行强度构件27的层形成，这些丝状平行强度构件嵌入在橡胶中并且在带束层17的整个轴向宽度h上基本上直线地延伸并且与圆周方向U围成倾斜角ε，其中46°≤ε≤54°，例如其中ε＝50°。

如在图2中展示的，在一个实施例中，如沿轮胎的圆周方向U的范围来看，第四带束层17的强度构件27与第三带束层15的强度构件25和第一带束层13的强度构件23以相同的轴向倾斜方向来定向、并且因此以相对于第二带束层14的强度构件24相反的轴向倾斜方向来定向。

在此，强度构件23、25和27相对于圆周方向U的倾斜被选择为具有向右上升，并且强度构件24相对于圆周方向U的倾斜被选择为具有向左上升。从径向最内侧的带束层13开始，在单独的带束层13、14、15、17中强度构件相对于圆周方向的倾斜因此是使得实现LRLL顺序(向左上升、向右上升、向左上升、向左上升)。

所有四个带束层13、14、15和17都延伸至两个轴向侧、在各自情况下直到在相应的轮胎肩部中的位置。带束层17至少在其轴向范围的一部分上与被安排在其下方的第三带束层(上工作层)15直接接触。

在轮胎中，第二带束层(下工作层)14在轴向方向A上在轴向宽度b上延伸，第一带束层13在轴向方向A上在轴向宽度a上延伸，并且第三带束层(上工作层)15在轴向方向A上在轴向宽度c上延伸。在轮胎中，第四带束层17在轴向方向A上在轴向宽度h上延伸。范围宽度a、c、b和h在这种情况下被选择成b>c>h并且c>a。在此，第二带束层14在两个轴向方向上在各自情况下从第四带束层17的相应的带束边缘的轴向位置延伸超出轴向范围长度e。同样，第三带束层15在两个轴向方向上在各自情况下从第四带束层17的相应的带束边缘的轴向位置延伸超出轴向范围长度d。对于此突出长度的范围长度e和d，以下适用：e>d。在此，尺寸d被配置成d≥10mm。在示例性实施例中，尺寸e被配置成e≤80mm。

在此，第一带束层13从第四带束层17的相应的带束边缘的轴向位置延伸超出轴向范围长度k至第四带束层17的两个轴向侧。

带束层13在第二带束层(径向内部工作层)14的轴向范围上延伸、并且以其两个带束层边缘在各自情况下在轴向方向A上终止在第三带束层(径向外部工作层)15的最近的带束层边缘的轴向位置与第四带束层17的最近的带束层边缘的轴向位置之间的轴向位置处，在距第四带束层17的带束层边缘的轴向距离k处，其中k<d<e，并且k≥0mm。

在所展示的示例性实施例中，a>h并且k>0mm。

强度构件23和27是已知类型的(例如“1+5”类型、“3+6”类型、“3+8”类型、或“3+9”类型的)钢丝帘线。

这两个工作层14和15的强度构件24和25是已知类型的可延长钢丝帘线，这些可延长钢丝帘线在拉伸负载下展现出F>2500N的断裂力F、并且在10％断裂力下展现出D≥0.2％的伸长率D(例如，其中0.28％≤D≤0.32％)。这些强度构件的伸长率D在这种情况下是在硫化轮胎的情况下在从该层提取的强度构件上确定的伸长率。伸长率的测量是在已经从完全硫化的轮胎中移除了其全部长度的强度构件上进行的。为了测量，已经将橡胶残留物从该强度构件中移除，使得具有残留在其上的橡胶量的强度构件具有的直径不大于没有橡胶处理的强度构件的最大外直径的1.5倍。伸长率的确定是根据ASTM D 2969-04来进行的。

强度构件24和25例如是“3+8x0.35HT”类型的钢丝帘线，具有约3000N的断裂力F并且在10％断裂力下具有D>0.2％的伸长率D。

在一个示例性实施例中，选择了以下值：β＝50°，α＝18°，γ＝18°，ε＝50°，d＝11mm，k＝8mm和e＝15mm。

在以上结合图1和图2提及的示例性实施例中，强度构件27是钢丝帘线。在未展示的另一个实施例中，强度构件27是适用于在多功能车辆轮胎中使用的已知类型的混合帘线，在这种情况下，丝线或线是由不同的材料(例如钢、聚酰胺、玻璃纤维、聚酯或芳族聚酰胺)制成的。

在未展示的另一个实施例中，强度构件23和/或强度构件24和/或强度构件25也是适用于在多功能车辆轮胎中使用的已知类型的混合帘线，在这种情况下，丝线或线是由不同的材料(例如钢、聚酰胺、玻璃纤维、聚酯或芳族聚酰胺)制成的。

这些角α、β、γ、ε在各自情况下至少形成了相应的强度构件的如在轮胎的赤道面的位置处确定的倾斜角。

附图标记说明

1 胎圈区域

2 侧壁

3 胎冠区域(头部区域)

4 胎圈芯

5 胎体

6 三角胶(胎圈填充物)

7 胎体翻面

8 胎圈加强带

9 带束

10 成形胎面

11 侧壁橡胶带

12 内层

13 带束层(工作层)

14 带束层(零度层)

15 带束层(工作层)

16 带束层

17 带束层

23 强度构件

24 强度构件

25 强度构件

26 强度构件

27 强度构件

Claims (9)

1.一种用于多功能车辆的车辆充气轮胎，该车辆充气轮胎具有胎体(5)、具有被构造在该胎体(5)径向外侧的带束(9)、并且具有被构造在该带束(9)径向外侧在该带束(9)上的成形胎面(10)，其中该带束(9)由从径向内侧到径向外侧上下叠置地安排的至少四个带束层(13，14，15，17)形成，其中，在径向方向R上被安排在最内侧的第一带束层(13)形成有嵌入在橡胶中的平行强度构件(23)，被安排在该第一带束层(13)上的第二带束层(14)形成有嵌入在橡胶中的平行强度构件(24)，被安排在该第二带束层(14)上的第三带束层(15)形成有嵌入在橡胶中的平行强度构件(25)，并且被安排在该第三带束层(15)上的第四带束层(17)形成有嵌入在橡胶中的平行强度构件(27)，其中该第二带束层(14)和该第三带束层(15)是工作层，其中该第二带束层(14)的这些强度构件(24)在其取向方面与圆周方向U围成角α，其中10°≤α≤45°，并且该第三带束层(15)的这些强度构件(25)在其取向方面各自与该圆周方向U围成角γ，其中10°≤γ≤45°，其中如在该车辆轮胎的该圆周方向U上来看，该第二带束层(14)的这些强度构件(24)相对于该第三带束层(15)的这些强度构件(25)具有相反的轴向倾斜方向，并且其中该第一带束层(13)的这些强度构件(23)在其取向方面与该圆周方向U围成角β，其中46°≤β≤54°，

其特征在于，

该第四带束层(17)的这些强度构件(27)在其取向方面与该圆周方向U围成角ε，其中46°≤ε≤54°，并且

该第一带束层(13)的这些强度构件(23)和该第三带束层(15)的这些强度构件(25)以及该第四带束层(17)的这些强度构件(27)在该轮胎中以相同的轴向倾斜方向定向。

2.根据权利要求1的特征所述的车辆充气轮胎，

其中，关于该圆周方向U的角α被配置成15°≤α≤30°，特别是α＝18°，并且关于该圆周方向U的角γ被配置成15°≤γ≤30°，特别是γ＝18°。

3.根据权利要求1或2的特征所述的车辆充气轮胎，

其中，关于该圆周方向U的角β被配置成β＝50°。

4.根据以上权利要求之一的特征所述的车辆充气轮胎，

其中，关于该圆周方向U的角ε被配置成ε＝50°。

5.根据以上权利要求之一的特征所述的车辆充气轮胎，

其中，从该第一带束层(13)到该第四带束层(17)，这四个带束层(13，14，15，17)的这些强度构件(23，24，25，27)相对于该圆周方向U的倾斜遵循顺序LRLL，其中L表示向左上升，并且R表示向右上升。

6.根据以上权利要求之一的特征所述的车辆充气轮胎，

其中，这些强度构件(23，24，25，27)是钢丝帘线。

7.根据以上权利要求之一的特征所述的车辆充气轮胎，

其中，该第二带束层(14)在其在该车辆充气轮胎中的轴向范围方面被形成为比该带束的所有其他的带束层(13，15，17)更大。

8.根据以上权利要求之一的特征所述的车辆充气轮胎，

其中，该第三带束层(15)在其在该车辆充气轮胎中的轴向范围方面被形成为比该第一和第四带束层(13，17)更大。

9.根据以上权利要求之一的特征所述的车辆充气轮胎，

其中，在该轮胎中这两个工作层(14，15)的这些强度构件(24，25)被设计成可延长，在10％断裂力下具有D≥0.2％的伸长率D。