CN109070642B - 工作层包括单丝并且轮胎胎面具有沟槽的充气轮胎 - Google Patents

工作层包括单丝并且轮胎胎面具有沟槽的充气轮胎 Download PDF

Info

Publication number
CN109070642B
CN109070642B CN201780028062.5A CN201780028062A CN109070642B CN 109070642 B CN109070642 B CN 109070642B CN 201780028062 A CN201780028062 A CN 201780028062A CN 109070642 B CN109070642 B CN 109070642B
Authority
CN
China
Prior art keywords
equal
tyre
tread
axially outer
axially
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201780028062.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109070642A (zh
Inventor
A·博内特
J·莫雷尔-让
J-C·德罗贝尔-马聚尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Original Assignee
Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA filed Critical Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Publication of CN109070642A publication Critical patent/CN109070642A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109070642B publication Critical patent/CN109070642B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C11/00—Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts
    • B60C11/03—Tread patterns
    • B60C11/0302—Tread patterns directional pattern, i.e. with main rolling direction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C11/00—Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts
    • B60C11/03—Tread patterns
    • B60C11/0304—Asymmetric patterns
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C9/00—Reinforcements or ply arrangement of pneumatic tyres
    • B60C9/0007—Reinforcements made of metallic elements, e.g. cords, yarns, filaments or fibres made from metal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C9/00—Reinforcements or ply arrangement of pneumatic tyres
    • B60C9/0042—Reinforcements made of synthetic materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C9/00—Reinforcements or ply arrangement of pneumatic tyres
    • B60C9/0064—Reinforcements comprising monofilaments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C9/00—Reinforcements or ply arrangement of pneumatic tyres
    • B60C9/18—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers
    • B60C9/20—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel
    • B60C9/2003—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel characterised by the materials of the belt cords
    • B60C9/2009—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel characterised by the materials of the belt cords comprising plies of different materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C9/00—Reinforcements or ply arrangement of pneumatic tyres
    • B60C9/18—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers
    • B60C9/20—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel
    • B60C2009/2012—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel with particular configuration of the belt cords in the respective belt layers
    • B60C2009/2016—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel with particular configuration of the belt cords in the respective belt layers comprising cords at an angle of 10 to 30 degrees to the circumferential direction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C9/00—Reinforcements or ply arrangement of pneumatic tyres
    • B60C9/18—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers
    • B60C9/20—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel
    • B60C2009/2012—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel with particular configuration of the belt cords in the respective belt layers
    • B60C2009/2019—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel with particular configuration of the belt cords in the respective belt layers comprising cords at an angle of 30 to 60 degrees to the circumferential direction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C9/00—Reinforcements or ply arrangement of pneumatic tyres
    • B60C9/18—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers
    • B60C9/20—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel
    • B60C2009/2048—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel characterised by special physical properties of the belt plies
    • B60C2009/2051—Modulus of the ply
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C9/00—Reinforcements or ply arrangement of pneumatic tyres
    • B60C9/18—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers
    • B60C9/20—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel
    • B60C2009/2074—Physical properties or dimension of the belt cord
    • B60C2009/2077—Diameters of the cords; Linear density thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C9/00—Reinforcements or ply arrangement of pneumatic tyres
    • B60C9/18—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers
    • B60C9/20—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel
    • B60C2009/2074—Physical properties or dimension of the belt cord
    • B60C2009/208—Modulus of the cords
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C9/00—Reinforcements or ply arrangement of pneumatic tyres
    • B60C9/18—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers
    • B60C9/20—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel
    • B60C2009/2074—Physical properties or dimension of the belt cord
    • B60C2009/2083—Density in width direction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C9/00—Reinforcements or ply arrangement of pneumatic tyres
    • B60C9/18—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers
    • B60C9/20—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel
    • B60C2009/2074—Physical properties or dimension of the belt cord
    • B60C2009/209—Tensile strength
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C9/00—Reinforcements or ply arrangement of pneumatic tyres
    • B60C9/18—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers
    • B60C9/20—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel
    • B60C9/22—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel the plies being arranged with all cords disposed along the circumference of the tyre
    • B60C2009/2214—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel the plies being arranged with all cords disposed along the circumference of the tyre characterised by the materials of the zero degree ply cords
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C11/00—Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts
    • B60C11/0008—Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts characterised by the tread rubber
    • B60C2011/0016—Physical properties or dimensions
    • B60C2011/0033—Thickness of the tread
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C11/00—Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts
    • B60C11/03—Tread patterns
    • B60C2011/0337—Tread patterns characterised by particular design features of the pattern
    • B60C2011/0339—Grooves
    • B60C2011/0358—Lateral grooves, i.e. having an angle of 45 to 90 degees to the equatorial plane
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C11/00—Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts
    • B60C11/03—Tread patterns
    • B60C2011/0337—Tread patterns characterised by particular design features of the pattern
    • B60C2011/0339—Grooves
    • B60C2011/0358—Lateral grooves, i.e. having an angle of 45 to 90 degees to the equatorial plane
    • B60C2011/0365—Lateral grooves, i.e. having an angle of 45 to 90 degees to the equatorial plane characterised by width
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C11/00—Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts
    • B60C11/03—Tread patterns
    • B60C2011/0337—Tread patterns characterised by particular design features of the pattern
    • B60C2011/0339—Grooves
    • B60C2011/0358—Lateral grooves, i.e. having an angle of 45 to 90 degees to the equatorial plane
    • B60C2011/0367—Lateral grooves, i.e. having an angle of 45 to 90 degees to the equatorial plane characterised by depth

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Tires In General (AREA)

Abstract

本发明的目的在于提高充气轮胎的耐久性，所述充气轮胎包括两个工作层(41、42)，所述两个工作层(41、42)包括平行的增强元件(411、421)，每个增强元件与充气轮胎的周向方向(XX')成角度(AA、AB)使得所述角度具有相反的符号，所述增强元件由单独金属线构成，将制造商建议的旋转方向(SR)与最佳胎面设计组合。充气轮胎进一步包括在轮胎胎面(2)中的轴向外侧主要沟槽(24)。轴向外侧主要沟槽(24)的平均直线轮廓L的宽度W为至少1mm，深度D为至少5mm。在轴向外侧主要沟槽(24)的平均直线轮廓L的定向角度方面的不同条件适用于轮胎胎面(2)的左手侧轴向外部(22)和右手侧轴向外部(23)。

Description

工作层包括单丝并且轮胎胎面具有沟槽的充气轮胎
技术领域
本发明涉及客运车辆的轮胎，更具体地涉及所述轮胎的胎冠。
制造商可以建议轮胎的旋转方向，目的在于使轮胎的性能特别是其抓地性能最佳化。该旋转方向被称为建议旋转方向。为了指示建议旋转方向，制造商将箭头模制于轮胎的胎侧中，从而指示该旋转方向。用户优选将其所有轮胎设置为使得轮胎在建议旋转方向上的旋转使车辆在向前运行时沿着被称为向前行进方向的方向移动。
在本文中，根据惯用的符号，任何粗体字母对表示矢量。
由于轮胎的几何形状显示出围绕旋转轴线YY'的旋转对称性，所以通常在逆时针圆柱形参考系(0、XX'、YY'、ZZ')中描述轮胎的几何形状。通过包含轮胎旋转轴线的子午平面(0'、YY'、ZZ')描述轮胎的结构。对于给定的子午平面，径向(ZZ')、轴向(YY')和周向(XX')方向分别表示垂直于所讨论的在中平面中的轮胎旋转轴线、平行于轮胎旋转轴线和垂直于子午平面的方向。参考系的中心O为旋转轴线和被称为赤道的周向中平面的交点，所述赤道将轮胎分成两个基本上对称的环面形状，轮胎可能显示出胎面的不对称性，其结构与制造精度或定型相关。如在本说明书其余部分所使用的参考系中，矢量XX'始终在建议旋转方向上，而ZZ'在离心方向上。以使得参考系(0、XX'、YY'、ZZ')为逆时针参考系的方式，从预定的XX'和ZZ'方向推导出矢量YY'的方向。位于该参考系(0、XX'、YY'、ZZ')的轴向YY'正向坐标空间中的半环面被称为左手侧半环面或左手侧部分(PG)。位于Y负轴向坐标空间中的半环面称为右手侧半环面或右手侧部分(PD)。
在下文中，表述“在径向上位于内部”和“在径向上位于外部”分别意指“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”分别意指“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。
轮胎包括胎冠，所述胎冠包括旨在通过胎面表面与地面接触的胎面，所述胎面表面中与地面接触的部分被称为接触斑块。轮胎还包括两个旨在与轮辋接触的胎圈、以及两个将胎冠连接至胎圈的胎侧。此外，轮胎包括胎体增强件，所述胎体增强件包括至少一个胎体层，在径向上位于胎冠的内部并且连接两个胎圈。
轮胎的胎面在径向方向上由两个周向表面界定，其中径向最外的周向表面被称为胎面表面而径向最内的周向表面被称为胎面花纹底表面。此外，轮胎的胎面在轴向方向上由两个侧表面界定。胎面还由一种或多种橡胶配混物构成。表述“橡胶配混物”是指包含至少一种弹性体和填料的橡胶组合物。
胎冠包括至少一个胎冠增强件，所述胎冠增强件在径向上位于胎面的内部。胎冠增强件包括至少一个工作增强件，所述工作增强件包括至少一个工作层，所述工作层由与周向方向形成15°和50°之间的角度的相互平行的连续增强元件构成。胎冠增强件还可以包括含至少一个环箍层的环箍增强件，所述环箍层由与周向方向形成0°和10°之间的角度的增强元件构成，所述环箍增强件通常(但是不一定)在径向上位于工作层的外部。每个增强元件具有两个端部，所述两个端部为增强元件的轴向最外点。
在具有制造商建议的旋转方向、根据制造商的建议安装并且在该方向上旋转的轮胎中，工作层的增强元件总是从同一端部(被称为前端E1)进入接触斑块，并且始终通过相同的尾端E2离开接触斑块。如果工作层的增强元件的尾端E2位于左手侧半环面中而其前端E1位于右手侧半环面中，则工作层被称为右手型工作层。相反，如果尾端E2位于右手侧半环面中而前端E1位于左手侧半环面中，则工作层被称为左手型工作层。在如上文所限定的逆时针方向上定向的参考系(0、XX'、YY'、ZZ')中，对于左手型工作层，在周向轴线与增强元件之间的角度(XX'；E2E1)为正。对于右手型工作层，在周向轴线与增强元件之间的角度(XX'；E2E1)为负。
为了获得湿地面上的良好抓地性，在胎面中形成切口。切口表示缺口或沟槽或刀槽或周向沟槽，并且形成通往胎面表面的空间。在胎面表面，缺口具有开放式横截面，所述开放式横截面通常基本上为多边形或圆形。在胎面表面，刀槽或沟槽具有开放式横截面，所述开放式横截面具有两个特征性主要尺寸：宽度W和长度Lo，使得长度Lo至少等于宽度W的两倍。刀槽或沟槽因此由至少两个主侧表面界定，所述主侧表面决定其长度Lo并且由底表面连接，两个主侧表面通过非零距离彼此隔开，所述非零距离被称为刀槽或沟槽的宽度W。
根据定义，刀槽或沟槽的定义如下：
·仅由两个主侧表面界定的刀槽或沟槽被称为开放式的，
·由三个侧表面(其中两个侧表面为决定切口长度的主表面)界定的刀槽或沟槽被称为盲槽，
·由四个侧表面(其中两个侧表面为决定切口长度的主表面)界定的刀槽或沟槽被称为双盲槽。
刀槽和沟槽之间的区别在于切口的两个主侧表面分离的平均距离值，即其宽度W。在刀槽的情况下，当刀槽进入轮胎与路面接触的接触斑块时，该距离适合于允许相互面对的主侧表面接触。在沟槽的情况下，在通常运行条件下该沟槽的主侧表面不能彼此接触。对于客运车辆轮胎，刀槽的该距离通常至多等于1毫米(mm)。周向沟槽是基本上沿周向方向的切口，其在轮胎的整个周长上基本连续。
更具体地，宽度W为沿着切口的长度、并且沿着切口的位于第一周向表面和第二周向表面之间的径向部分确定的平均距离，所述第一周向表面在径向上以1mm的径向距离位于胎面表面的内部，所述第二周向表面在径向上以1mm的径向距离位于底表面的外部，从而避免与两个主侧表面与胎面表面和底表面相交的结合部相关的任何测量问题。
切口的深度为胎面表面和切口底部之间的最大径向距离。切口深度的最大值被称为胎面深度D。胎面花纹底表面，或底表面，定义为胎面表面以等于胎面深度的径向距离沿径向向内平移的表面。
背景技术
在当前的可持续发展的背景下，节约能源和原材料是工业的关键目的之一。对于客运车辆轮胎，实现该目的的研究途径之一是如文献EP 0043563所述使用独立丝线或单丝代替胎冠增强件的各个层中通常用作增强元件的金属帘线，其中使用这种增强元件的双重目的是减轻重量并且降低滚动阻力。
然而，使用这种增强元件的缺点是会导致这些单丝在压缩下屈曲，使得轮胎呈现不足的耐久性，如文献EP2537686所述。如该同一文献所述，本领域技术人员提出胎冠增强件的各个层的特殊布局以及构成胎冠增强件的增强元件的材料的特定品质，从而解决该问题。
物理现象的分析表明，单丝的屈曲出现在沟槽下方的胎面的轴向最外部，如文献JP 2012071791所述。该轮胎区域的具体特征在于，当车辆在弯曲路径中运行时经受高的压缩负载。单丝的抗屈曲性取决于沟槽的几何形状，因此证实了胎面花纹对单丝耐久性具有出人意料的影响。
发明内容
因此本发明的关键目的是通过为胎面设计适合于制造商建议的旋转方向的胎面花纹从而增加轮胎的耐久性，所述轮胎的工作层的增强元件由单丝构成。
通过用于客运车辆的轮胎实现该目的，所述轮胎旨在以沿着周向方向(XX')定向的建议旋转方向(SR)安装到轮辋上，包括：
·相对于以建议旋转方向(SR)定向的周向方向(XX')的左手侧部分(PG)和右手侧部分(PD)，所述左手侧部分(PG)和右手侧部分(PD)从周向中平面(XX'，ZZ')沿轴向对称地延伸，所述周向中平面(XX'，ZZ')穿过轮胎的胎面的中间并且垂直于轮胎旋转轴线(YY')，所述胎面旨在通过胎面表面与地面接触，
·胎面，其包括分别属于轮胎的左手侧部分(PG)和右手侧部分(PD)的两个轴向外部，每个轴向外部各自具有的轴向宽度(LG、LD)至多等于轴向宽度LT的0.3倍，
·胎面的至少一个轴向外部包括轴向外沟槽，轴向外沟槽形成通往胎面表面的空间并且由至少两个由底表面连接的主侧表面界定，
·被称为主要沟槽的至少一个轴向外沟槽具有宽度W、深度D和平均直线轮廓L，所述宽度W由两个主侧表面之间的距离限定且至少等于1mm，所述深度D由胎面表面与底表面之间的最大径向距离限定且至少等于5mm，所述平均直线轮廓L具有限定了平均值线轮廓L的矢量(ab)的轴向最内点(a)和轴向最外点(b)，
·所述轮胎进一步包括胎冠增强件，所述胎冠增强件在径向上位于胎面的内部并且包括工作增强件和环箍增强件，
·所述工作增强件包括至少两个工作层，每个工作层包括涂布有弹性体材料的增强元件，所述增强元件相互平行并且分别与轮胎的周向方向(XX')形成在逆时针方向上绝对值至少等于20°且至多等于50°并且层与层的符号相反的两个定向角度AA和AB，
·每个工作层中的所述增强元件由独立金属丝或单丝构成，所述独立金属丝或单丝具有横截面S和断裂强度Rm，所述横截面S的最小尺寸至少等于0.20mm且至多等于0.5mm，
·每个工作层中的单丝的密度d至少等于100根丝线/dm且至多等于200根丝线/dm，
·所述环箍增强件包括至少一个环箍层，所述环箍层所包括的增强元件相互平行并且与轮胎的周向方向(XX')形成绝对值至多等于10°的角度，
·胎面的左手侧轴向外部的任何轴向外侧主要沟槽的任何平均直线轮廓L的矢量(ab)与轮胎的周向方向(XX')形成至少等于(85°+(AA+AB)/2)的定向角度C(XX'；ab)，
·胎面的右手侧轴向外部的任何轴向外侧主要沟槽的任何平均直线轮廓L的矢量(ab)与轮胎的周向方向(XX')形成至多等于(-85°+(AA+AB)/2)的定向角度C’(XX'；ab)，
·每个工作层的断裂强度Rc至少等于30000N/dm，Rc的定义为：Rc＝Rm*S*d，其中Rm为单丝的以MPa计的拉伸断裂强度，S为单丝的以mm2计的横截面积，并且d为所考虑的工作层中单丝的以单丝根数/dm计的密度。
无差别地，AA和AB为由方向XX'和右手型工作层和左手型工作层的工作层的增强元件形成的定向角度，即角度(XX'；E2E1)。AA和AB的符号相反。在许多轮胎中，它们的绝对值是相等的。
胎面表面与沟槽的主侧表面的相交线确定沟槽的主轮廓。通过对这些主轮廓进行线性插值而计算沟槽的平均直线轮廓。在所考虑的胎面的轴向最外部上，沿轴向方向进行线性插值，沟槽可以是任何形状：弯曲状、正弦曲线状、之字状。通常，沟槽的主轮廓可以直观地识别，因为胎面表面与沟槽的侧表面之间的相交线为曲线。在胎面表面与沟槽的侧表面连续相交的轮胎的情况下，通过沟槽的主侧表面与以-0.5mm径向平移的胎面表面的相交线确定沟槽的轮廓。
通常，沟槽的主轮廓基本上形状相同，以沟槽的宽度W彼此隔开。
对于复杂形状的沟槽，沟槽宽度意指在沟槽的主轮廓的平均曲线长度上取平均值的主侧表面之间的平均距离。
从机械操作的观点来看，增强元件的屈曲在压缩下出现。所述屈曲仅在胎面的轴向最外部的径向内部出现，因为在横向负载的情况下正是在该区域压缩负载最高。这些轴向最外部各自的最大轴向宽度为轮胎胎面的总轴向宽度的0.3倍。
屈曲是复杂且不稳定的现象并且能造成至少一个尺寸比主尺寸小一个数量级的物体(例如梁状物或壳状物)的疲劳断裂。单丝是这种横截面比其长度小得多的物体。当单丝的主尺寸受到压缩时开始所述现象。由于单丝几何形状的不对称性或者由于存在由单丝弯曲造成的横向力(对金属材料而言其为具有高度破坏性的应力负载)，所述现象持续。这种复杂现象特别高度取决于边界条件、元件的可移动性、施加负载的方向以及源自该负载的变形。如果该变形基本上不在单丝主尺寸的方向上发生，则不会出现屈曲，在单丝被轮胎工作层的橡胶配混物基质环绕的情况下，负载通过单丝之间的橡胶配混物的剪切而被吸收。
此外，工作层的单丝的屈曲仅在胎面的轴向外沟槽下出现，因为没有轴向外沟槽时，在径向上位于增强元件的外部的胎面橡胶材料吸收大部分压缩负载。同样地，深度小于5mm的轴向外沟槽对单丝的屈曲没有影响。因此，当工作层中使用单丝时，只有被称为主要沟槽的轴向外沟槽需要遵守特殊设计规则。这些轴向外侧主要沟槽对轮胎的湿抓地性能特别重要。
此外，宽度小于1mm的轴向外沟槽被称为刀槽并在进入接触斑块时闭合，因此保护单丝免受屈曲。在沟槽不是位于轴向外侧的情况下，轮胎横向负载情况下的压缩负载过低而不会造成屈曲。此外，客运车辆轮胎中通常的实践是在胎面的轴向中部仅设置宽度小于1mm的刀槽。
在没有允许移动的空间的方向上，压缩负载会被橡胶配混物吸收。当存在轴向外侧主要沟槽时，该沟槽不吸收负载，而在垂直于其平均直线轮廓的方向上允许在压缩下移动。为了避免屈曲，压缩负载不能在增强元件主要尺寸的方向上施加在增强元件上，而是以压缩和剪切的方式施加在橡胶材料上。为此，轴向最外部分(其各自的最大轴向宽度等于胎面的轴向宽度的0.3倍)上存在的轴向外侧主要沟槽的平均直线轮廓不能垂直于在径向上位于其内部的任何单丝，角度精度为10°。偏差大于10°时，所考虑的工作层通过涂布单丝的橡胶材料的剪切而吸收压缩负载。
具体地，计算和测试表明，轴向外侧主要沟槽的平均直线轮廓的角度C与单丝的垂线相差10°就足够保护单丝在所考虑的胎面部分上免受屈曲。
为了使轴向外侧主要沟槽的平均直线轮廓的定向最佳，亦即为了将轴向外侧主要沟槽设置为尽可能远离两个工作层的增强元件的每个垂线并同时保持它们的抓地功能，也即为了不使轴向外侧主要沟槽成为周向沟槽，轴向外侧主要沟槽需要根据两个垂线的角平分线的角度即约(90°+(AA+AB)/2)mod(180°)来定向。在10°的安全角度下，可以设计出满足耐久性要求的轴向外侧主要沟槽，并且使得轴向外侧主要沟槽的平均直线轮廓与周向轴线形成在区间[90+(AA+AB)/2-30；90+(AA+AB)/2+30]mod(180)内的角度，该条件并不根据轮胎的旋转方向变化。
使用计算和测试对运行条件进行更详细的分析使得可以基于施加的轮胎旋转方向设想出允许改进单丝耐久性的最佳解决方案。
胎面花纹和工作层的增强元件上的最高压缩负载发生在具有高横向加速度的转弯时。在左手侧弯道中，离心力向车辆施加朝向右侧的负载。负载最重的轮胎是在车辆前面右手侧的吸收重心转移的轮胎。在该轮胎上，负载最重的部分是最大程度地朝向车辆外部的部分，即右手侧部分。同样地，在右手侧弯道中，负载最重的轮胎是前面左手侧轮胎，在该轮胎上，负载最重的部分是最大程度地朝向车辆外部的部分，即左手侧部分。
如果制造商未建议任何运行方向，由于轮胎可以在其轮辋上进行180°旋转并可以被设置在车辆的任意车轮上，轮胎的任何半环面会被无差别地要求承受由右手侧弯道或左手侧弯道产生的最大负载。在这种情况下，胎面花纹的设计需要考虑所有可能的应力负载，因此不允许根据每个工作层的角度进行优化。
相反，如果轮胎具有建议旋转方向，只要用户遵循这些建议，轮胎就不会相对于车辆向前行进的通常方向在其轮辋上180°旋转。则可以根据最不利的应力负载来选择轴向外侧主要沟槽的平均直线轮廓的最佳定向。因此，对于具有建议旋转方向的轮胎，可以根据轴向外侧主要沟槽是设置于轮胎的右手侧还是左手侧来选择轴向外侧主要沟槽的平均直线轮廓相对于两个工作层的增强元件的角平分线的最佳定向。对于产生自右手侧弯道的应力负载，将对轮胎左手侧部分中的沟槽进行优化，反之亦然。
对于左手侧弯道，轮胎将在胎冠和工作层中经受来自地面朝向左侧的力，而该力在轮胎的与轮辋接触的下方胎侧区域中被产生自施加在车辆上的离心力的向右的力抵消。远离胎面表面与地面接触的接触斑块时，胎面上的力为零。横向力从进入接触斑块的点到退出的点是增加的，相关的弯曲力矩也是如此。它们就在滑移区之前最大，然后退出接触斑块。
对于左手侧弯道，右手型工作层(其在轮胎右手侧的端部先于左手侧端部进入接触斑块)变形使得其离开接触斑块(该处压缩最大)时的角度偏离作为压缩方向的周向方向。相反，对于左手型工作层，其增强元件变形从而在作为压缩方向的周向方向上定向。因此，就是左手型工作层中的增强元件经受最大的压缩负载并对疲劳最敏感。因此，必须避免轮胎右手侧部分的轴向外侧主要沟槽的平均直线轮廓垂直于左手型工作层中变形形式的增强元件。这意味着周向轴线(XX')与轮胎右手侧部分的轴向外侧主要沟槽的平均直线轮廓的矢量(ab)之间的角度C'需要至多等于(–85°+(AA+AB)/2)。
对于右手侧弯道，使用类似的推理，周向轴线(XX')与轮胎左手侧部分的轴向外侧主要沟槽的平均直线轮廓的矢量(ab)之间的角度C需要至少等于(85°+(AA+AB)/2)。
客运车辆并不旨在在倒档中达到高横向加速度，这意味着压缩应力负载不会使工作层的增强元件产生任何屈曲。
优选地，为了进一步改进工作层的增强元件的耐久性，可以进一步限制轮胎右手侧部分和左手侧部分的任何轴向外侧主要沟槽的平均直线轮廓L的角度C和C'的允许区间，并且还考虑关于最高应力工作层和最小应力层的角度标准。因此，优选地，胎面的左手侧轴向外部的任何轴向外侧主要沟槽的任何平均直线轮廓L的矢量(ab)与轮胎的周向方向(XX')形成至少等于(90°+(AA+AB)/2)且至多等于(120°+(AA+AB)/2)的定向角度C(XX'；ab)，胎面(2)的右手侧轴向外部(22)的任何轴向外侧主要沟槽(24)的任何平均直线轮廓L的矢量(ab)与轮胎的周向方向(XX')形成至多等于(-90°+(AA+AB)/2)且至少等于(-120°+(AA+AB)/2)的定向角C'(XX'；ab)。
胎面的两个轴向外部可能包括一个或多个周向沟槽从而降低湿地面上打滑的风险。对于客运车辆轮胎，这些周向沟槽通常代表小宽度的接触斑块并且对单丝屈曲没有已知影响。
主要沟槽还可以包括凸起或桥接，这些桥接可能包括平均宽度小于1mm的刀槽。
单丝可以具有任何横截面形状，已知椭圆形横截面相对于圆形横截面具有优势(即使当具有更小尺寸时)，因为其在弯曲时的惯性及其抗屈曲性更高。在圆形横截面的情况下，最小尺寸对应于横截面的直径。为了保证单丝的疲劳断裂强度和位于单丝之间的橡胶配混物的抗剪切性，每个工作层的增强元件的密度至少等于100根丝线/dm且至多等于200根丝线/dm。密度意指10厘米宽度工作层上的单丝平均数目，该宽度垂直于所考虑的工作层的单丝方向测得。相继增强元件之间的距离可以固定或可变。增强元件可以在制造过程中以层或条带的形式铺设或独立铺设。
有利的是任何轴向外侧主要沟槽的宽度W至多等于10mm，从而限制胎面的空隙体积并且保持轮胎的耐磨损性。
优选地，任何轴向外侧主要沟槽的深度D至多等于8mm。这是因为超过一定厚度时，胎面变得过于柔软，轮胎在磨损、行为和滚动阻力方面表现不佳。
优选地，轴向外侧主要沟槽在轮胎的周向方向(XX')上以至少等于8mm的周向间距P隔开，从而避免胎面过于柔软并且避免磨损性能和滚动阻力性能的损失。周向间距为胎面的相关轴向最外部上的两个周向相继的轴向外侧主要沟槽的平均直线轮廓之间的平均周向距离。通常，轮胎胎面可以具有可变的周向间距从而特别限制路面噪声。
一个优选的方案是轴向外侧主要沟槽在轮胎的周向方向(XX')上以至多等于50mm的周向间距P隔开，从而保证在湿地面上的良好抓地性。
特别有利的是轴向外侧主要沟槽的底表面以至少等于1.5mm的径向距离D1在径向上设置于胎冠增强件的外部。这是因为该最少量的橡胶材料保护胎冠免于被障碍物、石头或地面上铺设的任何路边石冲击和刺穿。
优选的是轴向外侧主要沟槽的底表面与胎冠增强件的径向最外增强元件之间的径向距离至多等于3.5mm，从而获得在滚动阻力方面表现良好的轮胎。
优选地，包括轴向外侧主要沟槽的至少一个轴向外部包括宽度W1至多等于1mm的刀槽。可以在胎面的轴向外部中设置小宽度的刀槽，以改进在某些类型的地面上(特别是在覆盖有黑冰或雪的地面上)的抓地性，而不损害工作增强件包括单丝的轮胎的耐久性。这是因为，在这些刀槽进入接触斑块时，其主轮廓相互接触，胎面的橡胶材料然后吸收压缩负载。这些刀槽可以具有在主轮廓的方向或其深度上可变的宽度，只要在足够(例如至少等于50mm2)的表面面积上其最小宽度至多等于1mm即可。
也可以设置小深度(小于5mm)的沟槽，而不显著地损害轮胎的耐久性；然而在这种情况下，性能特别是湿抓地性能随着轮胎磨损而变差。
有利地，胎面的两个轴向外部各自的轴向宽度(LG、LD)至多等于胎面的轴向宽度LT的0.2倍。
有利的是两个工作层交叉并且工作层各自的增强元件的角度绝对值相等。该实施方案具有制造、产品标准化以及生产成本方面的优点。该角度相等满足制造公差(即在正负2°内)。
一个优选方案是每个工作层包括增强元件，所述增强元件与轮胎的周向方向(XX')形成绝对值至少等于22°且至多等于35°的角度，这构成轮胎行为和轮胎耐久性能之间的最佳折中。
优选地，每个工作层包括由独立金属丝或单丝构成的增强元件，所述独立金属丝或单丝的横截面S的最小尺寸至少等于0.3mm且至多等于0.37mm，这构成目标性能方面(重量减轻和工作层的增强元件的屈曲耐久性)的最佳平衡。
工作层的增强元件可以为直线的或非直线的。所述增强元件可以以正弦曲线状、之字状或波纹状预成形，或者沿行螺旋。工作层的增强元件由钢(优选碳钢，例如“钢帘线”型帘线中使用的碳钢)制成，当然也有可能使用其它钢(例如不锈钢)或其它合金。
当使用碳钢时，其碳含量(钢的重量％)优选介于0.8％至1.2％的范围内。本发明特别适用于极高强度“SHT”(“Super High Tensile”)、超高强度“UHT”(“Ultra HighTensile”)、或“MT”(“Mega Tensile”)钢帘线型的钢。碳钢增强体则具有优选至少等于3000MPa，更优选至少等于3500MPa的拉伸断裂强度(Rm)。其总断裂伸长(At)(弹性伸长和塑性伸长的总和)优选至少等于2.0％。
就钢制增强体而言，用Rm表示的断裂强度(以MPa计)和用At表示的断裂伸长(以％计的总伸长)的测量根据1984年的ISO标准6892在张力下进行。
所使用的钢，无论其具体是碳钢还是不锈钢，其本身可以涂布有金属层，所述金属层例如改进了钢制单丝的可加工性或增强体和/或轮胎本身的磨损性能，例如粘合、抗腐蚀或甚至是抗老化的性能。根据一个优选的实施方案，所使用的钢涂布有一层黄铜(Zn-Cu合金)或一层锌；将回顾的是，在丝线制造的过程中，黄铜或锌涂层使得丝线更容易拉伸，并且使得丝线更好地粘合至橡胶。然而，增强体可以覆盖有除了黄铜或锌之外的金属的薄层，所述薄层例如具有改进这些丝线的耐腐蚀性和/或其对橡胶的粘合性的功能，例如Co、Ni、Al的薄层，以及Cu、Zn、Al、Ni、Co、Sn化合物的两种或更多种的合金的薄层。
有利的是每个工作层中的增强元件的密度d至少等于120根丝线/dm且至多等于180根丝线/dm，从而保证改进增强元件之间的受剪切的橡胶配混物的耐久性及其拉伸耐久性和压缩耐久性。
优选地，至少一个环箍层的增强元件由织物制成，所述织物优选为脂族聚酰胺、芳族聚酰胺或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丝型，因为织物材料的较轻质量和较高刚度特别适合这种应用。环箍层中的相继增强元件之间的距离或间距可以固定或可变。增强元件可以在制造过程中以层或条带的形式铺设或独立铺设。
有利的是环箍增强件沿径向位于工作增强件的外部从而保证工作增强件的良好耐久性。
附图说明
借助于图1至图9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使本发明更容易理解：
-图1为示出具有建议旋转方向(SR)的轮胎的立体图。
-图2示出根据本发明的轮胎的一部分，特别是其结构及其胎面。
-图3示出穿过根据本发明的轮胎胎冠的子午截面并且示出胎面的轴向外部22和23及其各自的轴向宽度LG和LD。
-图4A和图4B示出客运车辆轮胎胎面的两种径向外侧子午轮廓。
-图5示出轴向外沟槽24的各种可能类型。
-图6A示出针对没有建议旋转方向的轮胎，周向方向XX'与任何轴向外侧主要沟槽的平均直线轮廓L的方向之间的角度C的最佳区间I，[90°+(AA+AB)/2-30；90°+(AA+AB)/2+30]mod(180°)。图6B示出周向方向XX'分别与轮胎左手侧部分PG和右手侧部分PD的任何轴向外侧主要沟槽的平均直线轮廓L的方向之间的角度C和C'的各自最佳区间IG和ID。
-图7A示出左手侧弯道对接触斑块中右手型工作层的增强元件的影响，图7B示出左手侧弯道对接触斑块中左手型工作层的增强元件的影响。
-图8A示出一种未通过本发明优化的胎面花纹，图8B示出一种通过本发明利用建议旋转方向优化的胎面花纹。
-图9A、图9B、图9C示出在沟槽网络的情况下确定沟槽轮廓的方法。
具体实施方式
图1示出具有胎面(2)和制造商建议的旋转方向(SR)(其通常由胎侧上的箭头指示)的轮胎(1)的立体图。当围绕其轴线YY'旋转时，在旋转方向(SR)上，轮胎沿向前行进的方向(DA)移动。选择逆时针圆柱形参考系(O,XX',YY',ZZ')，使得周向方向XX'的方向矢量总是在建议旋转方向(SR)上定向。穿过胎面的中间并且垂直于旋转轴线YY'的轮胎周向中平面(XX',ZZ')，以及周向方向XX'的在旋转方向(SR)(给出向前行进的方向(DA))上定向的方向矢量，使得可以确定两个半环面形状，分别被称为轮胎的左手侧部分(PG)和右手侧部分(PD)，所述左手侧部分(PG)的点在轴向方向YY'上具有正坐标，所述右手侧部分(PD)的点在轴向方向YY'上具有负坐标。胎面包括旨在与地面接触的胎面表面(21)。还示出了与具有围绕旋转轴线YY的不同角位置的子午平面相关联的参考系(O,XX',YY',ZZ')。
图2示出轮胎胎冠的一部分的立体图。参考平面(O,XX',YY',ZZ')与各自子午平面相关联。轮胎包括胎面2，所述胎面2旨在通过胎面表面21与地面接触。分别在胎面的左手侧轴向外部22和右手侧轴向外部23中设置有宽度W的轴向外沟槽24，每个轴向外沟槽具有主轮廓241和242以及底表面243并且具有平均直线轮廓L。轮胎进一步包括胎冠增强件3，所述胎冠增强件3包括工作增强件4和增强件5。工作增强件包括两个工作层41和42，每个工作层包括相互平行的增强元件，工作层中的一个为右手型工作层，另一个为左手型工作层。
图3为根据本发明的轮胎胎冠的示意性子午截面。它特别示出了胎面的左手侧轴向外部22和右手侧轴向外部23的轴向宽度LG和LD，以及轮胎胎面的总轴向宽度LT。还示出了沿着轮胎的子午截面测量的轴向外沟槽24的深度D以及轴向外沟槽24的底表面243与胎冠增强件3之间的距离D1。通过在两个子午平面上切割轮胎来获得轮胎的子午截面。
在图4A和图4B中，确定了胎面的轴向边缘7，所述轴向边缘7使得可以测量胎面的轴向宽度。在图4A中，胎面表面21与轮胎的轴向外表面8相交，本领域技术人员以显而易见的方式确定轴向边缘7。在图4B中，胎面表面21与轮胎的轴向外表面8连续，在轮胎的子午截面上绘制了在朝向胎侧过渡的区域中在所述胎面表面上的任一点处与胎面表面的切线。第一轴向边缘7为所述切线和轴向方向YY'之间的角度β(beta)等于30°的点。当所述切线和轴向方向YY'之间的角度β等于30°的点存在若干个时，采用的是径向最外的点。使用相同方法确定胎面的第二轴向边缘。
图5示意性示出胎面2中的轴向外沟槽24。本领域技术人员确定沟槽的主轮廓241和242，其以距离W彼此隔开。通过在轴向方向YY'上对轮廓进行线性插值，将这些轮廓线性化为平均直线轮廓L。平均直线轮廓L的轴向最内点a和轴向最外点b分别限定了矢量ab的起点和终点。这些矢量使得可以限定沟槽24的平均直线轮廓与周向方向XX'在胎面的左手侧轴向外部22和右手侧轴向外部23中形成的定向角度C(XX'；ab)。沟槽可以像沟槽24A那样是开放式的，像沟槽24C那样是盲槽或者像沟槽24B那样是双盲槽。
图6A示出针对没有建议旋转方向的轮胎，任何轴向外侧主要沟槽的平均直线轮廓L的最佳方向的锥形I：周向轴线与平均直线轮廓L的方向之间的最佳角度C属于区间[90+(AA+AB)/2-30；90+(AA+AB)/2+30]mod(180)。示出了右手型工作层的增强元件411的端部ED与周向轴线XX'形成定向角度AA，而左手型工作层的增强元件421与周向轴线XX'形成定向角度AB。这两个角度的中间角(AA+AB)/2使得可以限定主要外侧沟槽的平均直线轮廓的方向围绕中间角的垂线(AA+AB)/2+90°加减30°的最佳角度区间。以180°旋转图6A对其描绘方式没有影响，因为轮胎的旋转方向没有影响。
图6A'示出锥形I的含义。对于具有轴向内端a的轮廓L，在锥形的a处的角度等于60°，对于轮胎的左手侧部分锥形的中间线与周向轴线形成(AA+AB)/2+90°的角度，并且对于右手侧部分形成(AA+AB)/2-90°的角度。如果沟槽的平均直线轮廓的轴向外端c1或c2使得方向ac1或ac2未位于锥形内部，则沟槽不满足沟槽优化条件。如果沟槽的平均直线轮廓的轴向外端b1或b2使得方向ab1或ab2位于锥形内部，则沟槽满足沟槽优化条件，这不在本发明的意义内而是针对没有建议旋转方向的轮胎的情况而言的。
通过采用轮胎的建议旋转方向SR，可以进一步优化耐久性，图6B示出任何轴向外侧主要沟槽的平均直线轮廓L的方向的最佳锥形IG和ID。轮胎的左手侧部分(PG)中的任何轴向外侧主要沟槽的平均直线轮廓L与周向轴线XX'的角度至少等于90°+(AA+AB)/2且至多等于90°+(AA+AB)/2+30°。轮胎的右手侧部分中的任何轴向外侧主要沟槽的平均直线轮廓L与周向轴线XX'的角度至多等于-90°+(AA+AB)/2且至少等于-90°+(AA+AB)/2-30°。在这种情况下，利用建议旋转方向并且遵循该建议，在弯道中以高横向加速度向前运行时，左手型增强元件421的端部E1G与端部E2G相比总是首先进入接触斑块，同样右手型增强元件的端部E1D与端部E2D相比首先进入接触斑块。将图6B旋转180°会影响最佳区间IG和ID的位置，因此影响沟槽进入接触斑块的位置。
图7A从旋转轴线来看示出了接触斑块中左手侧弯道对右手型工作层的增强元件411的影响。接触斑块的进入用E表示，退出用S表示，向前行进的方向为DA。经受横向负载的轮胎弯曲。在方向XX'上的最大压缩区域ZCM位于右手侧部分中的接触斑块的退出处。增强元件411的首先进入接触斑块并因此靠近退出处的端部E1D明显位于端部2ED的右侧。稍后进入的所述端部E2D靠近接触斑块的进入处。
所考虑的增强元件受到从地面到轮胎上的力FY，所述力FY在接触斑块的进入处为零并随着胎面渐进的剪切而增加，直到达到最大值，之后由于在退出接触斑块时的滑移而减小。该力使增强元件411变形为411D，使其方向更接近XX'，并产生从接触斑块的进入处到滑移区域(其在接触斑块的退出处)一直增加的返回力FYR。在接触斑块的退出处，当由胎冠和增强元件的变形引起的返回力FYR处于最大值，从而使增强元件尽可能快速地返回到几乎垂直于方向XX'的方向DS(即弯曲压缩的方向)上的位置时，轮胎上来自地面的力FY由于滑移而减小。因此，增强元件仅吸收非常少量的压缩，并且在该工作层，压缩力被基质的橡胶配混物吸收。因此，胎面花纹需要在左手侧弯道中进行优化并不是为了有益于右手型层的增强元件。
相反，图7B从旋转轴线来看示出了接触斑块中同样的左手侧弯道对左手型工作层的增强元件421的影响。增强元件421的首先进入接触斑块的端部E1G已离开接触斑块。远远位于右侧的端部E2D稍后进入并且仍在接触斑块中。该增强元件受到从地面到轮胎上的力FY，所述力FY在接触斑块的进入处为零并随着胎面渐进的剪切而增加，直到达到最大值，然后由于在退出接触斑块时的滑移而减小。该力使增强元件421变形为421D，使其方向更接近YY'，并产生从接触斑块的进入处到滑移区域(其在接触斑块的退出处)一直增加的返回力FYR。在离开接触斑块时，当返回力FYR处于最大值时，轮胎上来自地面的力FY减小，从而使增强元件由此快速返回到使方向DS(其为在横向力的作用下由胎冠挠曲引起的最大压缩的方向)几乎平行于方向XX'的位置。因此，增强元件吸收所有的压缩。为了避免右手侧部分PD的轴向外侧主要沟槽垂直于变形形式的变形增强元件并由此避免使增强元件屈曲，有必要使得在最大压缩的区域处的变形形式411D的垂线P411D不属于轴向外沟槽的平均直线轮廓的矢量ab所允许的锥形ID。因此，为了避免该工作层的增强元件的屈曲，在轮胎的右手侧部分中，轴向外沟槽的平均直线轮廓的矢量ab需要与周向轴线XX'形成至多等于-90°+(AA+AB)/2且至少等于(-90°+(AA+AB)/2)-30°(即-120°+(AA+AB/2))的定向角度C'。
对于右手侧弯道，类似的推理使得可以确定轮胎左手侧部分的轴向外沟槽的最佳角度从而保护右手型工作层的增强元件免于屈曲。因此，在轮胎的左手侧部分中，轴向外沟槽的平均直线轮廓的矢量ab需要与周向轴线XX'形成定向角度C，所述定向角度C属于IG，即至少等于90°+(AA+AB)/2且至多等于90°+(AA+AB)/2+30°(即120°+(AA+AB/2))。
图9A、图9B、图9C示出在沟槽网络的情况下确定主要沟槽的方法。对于某些胎面花纹，沟槽如图9A所示通往其它沟槽。在这种情况下，将确定网络的侧表面，其为沟槽网络中相互周向距离最大的连续侧表面，在当前情况下为侧表面241和242。本发明将应用至所有这样的沟槽，其侧表面为网络的侧表面之一以及直接邻近的相对侧表面。因此此处考虑具有平均直线轮廓L_1的沟槽24_1(图9B)；在从点A至点B的第一部分上，所述沟槽24_1由网络侧表面241以及直接与(241、242’)邻近的相对侧表面构成；在从点B至点C的第二部分上，所述沟槽24_1由网络侧表面241以及直接与241邻近的相对侧表面242构成。随后，考虑具有平均直线轮廓L_2的沟槽24_2(图9C)；在从点A至点B的第一部分上，所述沟槽24_2由网络侧表面242以及直接与242邻近的相对侧表面241’构成；在从点B至点C的第二部分上，所述沟槽24_2由网络侧表面242以及直接与242邻近的相对侧表面241构成。对于更复杂的网络，将使该规则一般化，从而使得基本上沿着网络侧表面定向的网络的所有可能的主要沟槽满足本发明的特征。
本发明人基于本发明针对尺寸205/55R16的轮胎进行计算，所述轮胎充气至2巴的压力，包括含钢制单丝的两个工作层，所述钢制单丝的直径为0.3mm，以158根丝线/dm的密度分布并且与周向方向形成分别等于+27°和-27°的角度A1和A2。单丝具有等于3500MPa的断裂强度Rm并且工作层各自具有等于39000N/dm的断裂强度Rc。轮胎在轮胎胎面的两个轴向外部(所述轴向外部的轴向宽度等于胎面轴向宽度的0.21倍)上包括以30mm的周向间距分布的深度为6.5mm的盲槽类型的轴向外侧主要沟槽。轴向外侧主要沟槽的底表面与胎冠增强件之间的径向距离D1至少等于2mm。
计算并测试各种轮胎，改变分别在轮胎的左手侧部分和右手侧部分中的轴向外侧主要沟槽的平均直线轮廓相对于周向方向的角度C和C'：
·根据本发明的轮胎A，其特征在于，在轮胎的左手侧部分和右手侧部分中，轴向外侧主要沟槽的平均直线轮廓相对于周向方向XX'的角度C和C'分别为90°和-90°。
·根据本发明的轮胎B，其特征在于，角度C和C'分别为120°和-120°。
·从本发明中排除的轮胎C，其特征在于，角度C和C'分别为60°和-60°。
计算所使用的条件再现了弯道外侧的前轮胎(即客运车辆中负载最重的轮胎)的行驶条件。对于0.7g的侧向加速度，这些负载如下：749daN的负载(Fz)，509daN的侧向负载(Fy)以及3.12°的外倾角，对应于左手侧弯道。下表示出了在作为左手侧弯道中负载最重的工作层的左手型工作层中，单丝中弯曲应力负载的最大值随轮胎的变化。这些最大值参考为根据本发明的轮胎A所确定的值而定。计算的轮胎在相同条件下在8.5m的滚筒道路上运行，并且以规则的间隔中断运行以进行非破坏性测量，从而检查工作层的增强元件中是否存在断裂。在工作层(在这种情况下为左手型工作层)中的单丝断裂之前所覆盖的距离示于下表I中。
表I
Figure BDA0001855236600000181
通过计算，在根据本发明的轮胎A和B中达到最小弯曲应力。在轮胎测试中，在根据本发明的轮胎A和B中还达到了在左手型工作层中单丝断裂之前所覆盖的最大距离。从本发明中排除的轮胎C具有明显更短的在断裂之前所覆盖的距离。
两个轮胎A'和B'，具有相同尺寸205/55 R16，具有与轮胎A和B相同的结构，并具有除了角度C和C'之外相同的胎面花纹，也使用相同的程序进行测试，根据具体情况模拟左手侧弯道和右手侧弯道。
·根据本发明的A'为使得胎面的左手侧轴向外部和右手侧轴向外部各自的任何轴向外侧主要沟槽的任何平均直线轮廓L的矢量ab与轮胎的周向方向(XX')形成分别等于102°和-102°的定向角度C和C'。
·从本发明中排除的B'为使得胎面的左手侧轴向外部和右手侧轴向外部各自的任何轴向外侧主要沟槽的任何平均直线轮廓L的矢量ab与轮胎的周向方向(XX')形成分别等于78°和-78°的定向角度C和C'。
以规则的间隔中断滚筒道路运行以进行非破坏性测量，从而检查轮胎中取决于弯道方向的负载最重的工作层的增强元件中是否存在断裂。在单丝断裂开始出现之前所覆盖的距离示于下表II中，相对于根据本发明的轮胎A'所覆盖的距离而言的基数为100，无论弯道的方向如何，轮胎A'的耐久性能在两种情况下都是优越的。
表II
Figure BDA0001855236600000191

Claims (17)

1.用于客运车辆的轮胎(1)，所述轮胎(1)旨在以沿着周向方向(XX')定向的建议旋转方向(SR)安装到轮辋上，包括：
·相对于沿着建议旋转方向(SR)定向的周向方向(XX')的左手侧部分(PG)和右手侧部分(PD)，所述左手侧部分(PG)和右手侧部分(PD)从周向中平面(XX'，ZZ')沿轴向对称地延伸，所述周向中平面(XX'，ZZ')穿过轮胎(1)的胎面(2)的中间并且垂直于轮胎旋转轴线(YY')，所述胎面(2)旨在通过胎面表面(21)与地面接触，
·胎面(2)，其包括分别属于轮胎的左手侧部分(PG)和右手侧部分(PD)的两个轴向外部(22、23)，每个轴向外部各自具有的轴向宽度(LG、LD)至多等于轴向宽度LT的0.3倍，
·胎面(2)的至少一个轴向外部(22、23)包括轴向外侧主要沟槽(24)，轴向外侧主要沟槽(24)形成通往胎面表面(21)的空间并且由至少两个由底表面(243)连接的主侧表面(241、242)界定，
·被称为主要沟槽的至少一个轴向外侧主要沟槽(24)具有宽度W、深度D和平均直线轮廓L，所述宽度W由两个主侧表面(241、242)之间的距离限定且至少等于1mm，所述深度D由胎面表面(21)与底表面(243)之间的最大径向距离限定且至少等于5mm，所述平均直线轮廓L具有限定了平均直线轮廓L的矢量(ab)的轴向最内点(a)和轴向最外点(b)，
·所述轮胎(1)进一步包括胎冠增强件(3)，所述胎冠增强件(3)在径向上位于胎面(2)的内部并且包括工作增强件(4)和环箍增强件(5)，
·所述工作增强件(4)包括至少两个工作层(41、42)，每个工作层包括涂布有弹性体材料的增强元件(411、421)，所述增强元件相互平行并且分别与轮胎的周向方向(XX')形成在逆时针方向上绝对值至少等于20°且至多等于50°并且层与层的符号相反的两个定向角度AA和AB，
·每个工作层中的所述增强元件由独立金属丝或单丝构成，所述独立金属丝或单丝具有横截面S和断裂强度Rm，所述横截面S的最小尺寸至少等于0.20mm且至多等于0.5mm，
·每个工作层中的单丝的密度d至少等于100根丝线/dm且至多等于200根丝线/dm，
·所述环箍增强件(5)包括至少一个环箍层，所述环箍层所包括的增强元件相互平行并且与轮胎的周向方向(XX')形成绝对值至多等于10°的角度，
其特征在于，胎面(2)的左手侧轴向外部(23)的任何轴向外侧主要沟槽(24)的任何平均直线轮廓L的矢量(ab)与轮胎的周向方向(XX')形成至少等于(85°+(AA+AB)/2)的定向角度C(XX'；ab)，
胎面(2)的右手侧轴向外部(22)的任何轴向外侧主要沟槽(24)的任何平均直线轮廓L的矢量(ab)与轮胎的周向方向(XX')形成至多等于(-85°+(AA+AB)/2)的定向角度C'(XX'；ab)，
每个工作层(41、42)的断裂强度Rc至少等于30000N/dm，Rc的定义为：Rc＝Rm*S*d，其中Rm为单丝的以MPa计的拉伸断裂强度，S为单丝的以mm2计的横截面积，并且d为所考虑的工作层中单丝的以单丝根数/dm计的密度。
2.根据权利要求1所述的轮胎，其中，胎面(2)的左手侧轴向外部(22)的任何轴向外侧主要沟槽(24)的任何平均直线轮廓L的矢量(ab)与轮胎的周向方向(XX')形成至少等于(90°+(AA+AB)/2)并且至多等于(120°+(AA+AB)/2)的定向角度C(XX'；ab)，胎面(2)的右手侧轴向外部(23)的任何轴向外侧主要沟槽(24)的任何平均直线轮廓L的矢量(ab)与轮胎的周向方向(XX')形成至多等于(-90°+(AA+AB)/2)并且至少等于(-120°+(AA+AB)/2)的定向角C'(XX'；ab)。
3.根据权利要求1或2所述的轮胎，其中，任何轴向外侧主要沟槽(24)的宽度W至多等于10mm。
4.根据权利要求1所述的轮胎，其中，任何轴向外侧主要沟槽(24)的深度D至多等于8mm。
5.根据权利要求1所述的轮胎，其中，轴向外侧主要沟槽(24)在轮胎的周向方向(XX')上以至少等于8mm的周向间距P间隔开。
6.根据权利要求1所述的轮胎，其中，轴向外侧主要沟槽(24)在轮胎的周向方向(XX')上以至多等于50mm的周向间距P间隔开。
7.根据权利要求1所述的轮胎，其中，轴向外侧主要沟槽(24)的底表面(243)以至少等于1.5mm的径向距离D1在径向上设置于胎冠增强件(3)的外部。
8.根据权利要求1所述的轮胎，其中，轴向外侧主要沟槽(24)的底表面(243)以至多等于3.5mm的径向距离D1在径向上设置于胎冠增强件(3)的外部。
9.根据权利要求1所述的轮胎，其中，包括轴向外侧主要沟槽(24)的至少一个轴向外部(22、23)包括宽度W1至多等于1mm的刀槽(25)。
10.根据权利要求1所述的轮胎，其中，两个轴向外部(22、23)各自的轴向宽度(LG、LD)至多等于胎面(2)的轴向宽度LT的0.2倍。
11.根据权利要求1所述的轮胎，其中，工作层(41、42)的增强元件(411、421)的角度(AA、AB)在绝对值上相等。
12.根据权利要求1所述的轮胎，其中，每个工作层(41、42)包括增强元件(411、421)，所述增强元件(411、421)与轮胎的周向方向(XX')形成绝对值至少等于22°且至多等于35°的角度(AA、AB)。
13.根据权利要求1所述的轮胎，其中，每个工作层(41、42)包括由独立金属丝或单丝构成的增强元件(411、421)，所述独立金属丝或单丝的直径至少等于0.3mm且至多等于0.37mm。
14.根据权利要求1所述的轮胎，其中，工作层(41、42)的增强元件由钢制成。
15.根据权利要求1所述的轮胎，其中，每个工作层中的增强元件的密度至少等于120根丝线/dm且至多等于180根丝线/dm。
16.根据权利要求1所述的轮胎，其中，至少一个环箍层的增强元件由织物制成。
17.根据权利要求1所述的轮胎，其中，环箍增强件(5)在径向上位于工作增强件(4)的外部。
CN201780028062.5A 2016-05-10 2017-05-10 工作层包括单丝并且轮胎胎面具有沟槽的充气轮胎 Active CN109070642B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1654145A FR3051144B1 (fr) 2016-05-10 2016-05-10 Pneumatique a couches de travail comprenant des monofilaments et a bande de roulement rainuree
FR16/54145 2016-05-10
PCT/FR2017/051108 WO2017194874A1 (fr) 2016-05-10 2017-05-10 Pneumatique à couches de travail comprenant des monofilaments et à bande de roulement rainurée

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109070642A CN109070642A (zh) 2018-12-21
CN109070642B true CN109070642B (zh) 2020-07-31

Family

ID=56611372

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780028062.5A Active CN109070642B (zh) 2016-05-10 2017-05-10 工作层包括单丝并且轮胎胎面具有沟槽的充气轮胎

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20190135042A1 (zh)
EP (1) EP3455089B1 (zh)
CN (1) CN109070642B (zh)
FR (1) FR3051144B1 (zh)
WO (1) WO2017194874A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3713777B1 (fr) * 2017-11-24 2021-10-06 Compagnie Générale des Etablissements Michelin Pneumatique pour vehicule de tourisme
WO2019122791A1 (fr) * 2017-12-22 2019-06-27 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Pneu pour poids lourd ameliore en endurance

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5981203A (ja) * 1982-10-30 1984-05-10 Yokohama Rubber Co Ltd:The 乗用車用ラジアルタイヤ
EP0402303A1 (en) * 1989-06-09 1990-12-12 The Goodyear Tire & Rubber Company Pneumatic tire
EP0488734A1 (en) * 1990-11-29 1992-06-03 Bridgestone Corporation Pneumatic radial tires for passenger cars
CN102145638A (zh) * 2010-02-05 2011-08-10 住友橡胶工业株式会社 载重轮胎
CN103381741A (zh) * 2012-05-02 2013-11-06 住友橡胶工业株式会社 充气轮胎
CN103813913A (zh) * 2011-09-22 2014-05-21 横滨橡胶株式会社 充气轮胎
CN104626886A (zh) * 2013-11-06 2015-05-20 住友橡胶工业株式会社 充气轮胎

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6174921B2 (ja) * 2013-06-19 2017-08-02 住友ゴム工業株式会社 タイヤ
WO2015014574A1 (fr) * 2013-07-30 2015-02-05 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Pneu radial à structure de ceinture allégée

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5981203A (ja) * 1982-10-30 1984-05-10 Yokohama Rubber Co Ltd:The 乗用車用ラジアルタイヤ
EP0402303A1 (en) * 1989-06-09 1990-12-12 The Goodyear Tire & Rubber Company Pneumatic tire
EP0488734A1 (en) * 1990-11-29 1992-06-03 Bridgestone Corporation Pneumatic radial tires for passenger cars
CN102145638A (zh) * 2010-02-05 2011-08-10 住友橡胶工业株式会社 载重轮胎
CN103813913A (zh) * 2011-09-22 2014-05-21 横滨橡胶株式会社 充气轮胎
CN103381741A (zh) * 2012-05-02 2013-11-06 住友橡胶工业株式会社 充气轮胎
CN104626886A (zh) * 2013-11-06 2015-05-20 住友橡胶工业株式会社 充气轮胎

Also Published As

Publication number Publication date
FR3051144A1 (fr) 2017-11-17
CN109070642A (zh) 2018-12-21
FR3051144B1 (fr) 2018-04-27
US20190135042A1 (en) 2019-05-09
EP3455089B1 (fr) 2021-06-23
WO2017194874A1 (fr) 2017-11-16
EP3455089A1 (fr) 2019-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20180312006A1 (en) Pneumatic Tire, Having Working Layers Comprising Monofilaments And A Tire Tread With Grooves
WO2003043837A1 (fr) Pneu radial
CN109789733B (zh) 具有优化结构的轮胎
CN104703811A (zh) 充气轮胎
US11701925B2 (en) Stabilizer structure for a tread of a tire
US10449803B2 (en) Pneumatic tire
CN109070642B (zh) 工作层包括单丝并且轮胎胎面具有沟槽的充气轮胎
US20160263945A1 (en) Tire
CN104703813A (zh) 充气轮胎
CN104870209A (zh) 充气轮胎
CN110621515B (zh) 具有优化的胎冠和胎面的轮胎
US20180312005A1 (en) Pneumatic Tire, Having Working Layers Comprising Monofilaments And A Tire Tread With Grooves
US20200114693A1 (en) Tire
CN110770039A (zh) 轮胎
JP2018535876A (ja) モノフィラメントを含むワーキング層および切り込み付きのタイヤトレッドを有する空気入りタイヤ
CN104703814A (zh) 充气轮胎
CN113646186B (zh) 具有优化的胎冠和胎圈结构的充气轮胎
JP6586081B2 (ja) タイヤ
JP4476037B2 (ja) 空気入りタイヤ
JP2019001197A (ja) 補強部材およびそれを用いたタイヤ
CN108349321B (zh) 工作层包括单丝并且轮胎胎面具有沟槽的充气轮胎
JP6077736B2 (ja) 空気入りタイヤ
CN110612219B (zh) 具有优化的结构和胎面的轮胎
CN114616108B (zh) 包括优化的结构的轮胎
US20240157734A1 (en) Aircraft radial tire

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant