CN110325379A - 具有能够耐受化学侵蚀的增强胎侧的轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车轮组件的轮胎，所述车轮组件包括轮辋和轮胎，所述轮胎具有至少一个胎体增强件(2)，所述胎体增强件(2)在径向上在外侧覆盖有胎冠增强件(3)，胎冠增强件(3)自身在径向上位于胎面(4)的内侧，胎面(4)具有两个轴向最外端，所述胎冠增强件(3)由至少一层增强元件构成，所述胎面(4)通过两个胎侧(6)连接到两个胎圈(5)，所述胎圈(5)用于与具有槽沟顶部(7b)的轮辋(7)接合，每个胎圈(5)具有至少一个周向增强元件，所述胎侧(6)在其外表面上具有与凹处(9)交替的一组突起(8)，所述突起(8)以规则或不规则的方式设置在胎侧(6)的表面上，其中，每个突起(8)至少在点A与点D之间连续延伸，每个突起(8)包括位于点A与点D之间的至少一个切口(11)，所述至少一个切口(11)相对于突起(8)横向地形成在所述突起(8)的材料的拉伸应力在标称载荷和压力条件下处于最大值的区域中。

Description

具有能够耐受化学侵蚀的增强胎侧的轮胎

技术领域

本发明涉及交叉帘布层或者径向胎体轮胎。

背景技术

径向胎体轮胎已逐渐在各种市场中得到认可，特别是用于乘用车辆轮胎的市场。这种成功特别是由于子午线轮胎所具有并提供的耐久性、舒适性和低滚动阻力特性的原因。

轮胎的主要部分为胎面、胎侧和胎圈。胎圈旨在与轮辋接触。在子午线轮胎中，对轮胎的每一个主要部分(即胎面、胎侧和胎圈)进行制造，其功能彼此清楚地分开，因此具有众所周知的特定的构成方式。

子午线轮胎基本上由胎体增强件增强，胎体增强件包括至少一个胎体帘布层，所述胎体帘布层相对于轮胎的周向方向以基本上等于90°的角度设定。该胎体增强件在径向上在外部和在胎面下方被增强帘布层覆盖，所述增强帘布层形成带束层。

交叉帘布层轮胎与子午线轮胎的不同之处在于，具有相对于轮胎的周向方向设置成非90°角度的至少两个交叉帘布层。这些帘布层被称为“交叉”，是因为从一个帘布层到下一个的角度符号相反。

应当明确的是，根据本发明，轮胎的周向方向是在垂直于轮胎的旋转轴线的平面中并且与轮胎带束层增强件相切的方向。

自从径向胎体轮胎兴起以后，某些交叉帘布层轮胎也在胎面下方设置有带束层增强件。

在这两种类型的轮胎中，与地面直接接触的胎面特别具有提供与道路接触的功能并且需要适应地面的形状。胎侧则吸收地面的不平坦，同时传递支撑车辆负载以及使其能够移动所需要的机械力。

带束层增强件是一种增强件，其一方面需要在边缘变形方面具有足够的刚性，使得轮胎可以产生转向所需的转弯推力，并且传递用于牵引或者用于制动的扭矩；另一方面，弯曲时非常柔软，也就是说允许其平面内的曲率变化，以便提供轮胎与地面的足够的接触面积。

因此，带束层增强件通常具有复合结构，使其能够以相对较轻的重量提供所需的刚度。带束层增强件通常由以不同的角度设定的至少两个帘布层构成，包括涂覆有橡胶的帘线形式的增强件。增强元件相对于周向方向从一个帘布层交叉到下一个帘布层。

在与路缘石或凹坑碰撞的情况下，轮胎可能会损坏，特别是被卡在轮辋和障碍物之间。由于冲击原因，轮胎胎侧的增强元件可能会损坏或破坏。轮胎可能局部变形和/或失去其充气压力。

为了弥补这个缺点，已经提出了几种不同的解决方案。例如，已经提出增加胎体帘布层的帘线的断裂强度，或者增加增强件的层数，通常使用双帘布层解决方案。另一种解决方案包括在轮胎的胎侧上布置一组突起和空隙，这些突起和空隙限制了冲击期间帘线的应力。2014年12月31日公布的国际申请WO2014/207093和WO2014/207094描述了轮胎的示例性实施方案，其包括胎侧上的交替的突起和空隙，以增加这些轮胎对横向冲击的抵抗力。

除了损坏轮胎的这些物理侵蚀之外，还存在其它侵蚀，这次是化学类型的侵蚀，例如臭氧的作用，这也会损坏轮胎。

被称为化学的侵蚀，特别是臭氧侵蚀，尤其可以损坏在轮胎胎侧上形成的突起，因此对它们防止机械冲击的作用具有负面影响。

这是因为臭氧对轮胎的作用促使在突起上出现裂缝，并且这些裂缝可以在突起中快速扩展。

需要一种耐用的轮胎，特别是在胎侧处，在轮胎的整个使用寿命期间，既能够抵抗例如横向冲击或诸如路缘石或坑洼之类的障碍物的冲击的物理侵蚀，又能够抵抗例如由于臭氧的作用而产生的化学侵蚀。

本发明的一个目的特别是提出一种轮胎，该轮胎对胎侧处的冲击具有增强的抵抗力，并且臭氧的作用不会减小该抵抗力。

本发明的另一个目的是提出一种轮胎，其能够抵抗在所述轮胎的增强的胎侧处的化学侵蚀，特别是对臭氧的侵蚀，而不需要改变形成轮胎的材料的成分。

发明内容

为此，提出了一种用于滚动组件的轮胎，所述滚动组件包括轮辋和轮胎，所述轮胎具有至少一个胎体增强件，所述胎体增强件在径向上在外侧覆盖有胎冠增强件，胎冠增强件自身在径向上位于胎面的内侧，胎面具有两个轴向最外端，所述胎冠增强件由至少一层增强元件构成，所述胎面通过两个胎侧连接到两个胎圈，所述胎圈用于与具有轮辋凸缘顶部的轮辋形成接触，每个胎圈具有至少一个周向增强元件，

所述胎侧在其外表面上具有与空隙交替的一组突起，所述突起以规则或不规则的方式设置在胎侧的表面上，

其中，每个突起至少在点A与点D之间连续延伸，其中：

-所述点A对应于胎面的位于轴向最外端处的极限点，当轮胎在标称负载和压力条件下被压缩时，该极限点不接触地面；

-所述点D以半径Rd定位在胎侧上，使得Rd＝Rc-0.2×(Ra-Rc)，其中，Ra对应于点A处的半径；Rc对应于点C处的半径，点C在胎侧上位于当轮胎充气时轮胎的两个胎侧之间的距离最大处；

每个突起包括位于点A与点D之间的至少一个切口，所述至少一个切口相对于突起横向地形成在所述突起的材料的拉伸应力在标称载荷和压力条件下处于最大值的区域中。

单独或组合使用的该轮胎的优选但非限制性方面如下：

-每个突起包括至少一个切口，所述切口位于从点P延伸大约15mm的区域(Zp)中，所述点P对应于轮胎在标称负载和压力条件下的最小曲率半径。

-每个突起包括至少一个切口，所述切口位于从点F延伸大约15mm的区域(Zf)中，所述点F对应于形成胎侧的不同弹性体层之间的交叉处的胎侧的轴向最外点。

-切口的深度(p)取决于形成有切口的突起的高度(H)，深度(p)的值在高度(H)的值的十分之六至高度(H)的值之间，优选地在高度(H)的值的十分之八至高度(H)的值之间。

-切口的宽度(e)的值严格小于5mm，优选地严格小于3.5mm，更优选地严格小于1.5mm。

-所述切口的截面具有宽度为(e)并且从所述胎侧的表面延伸的直线部分，以及从直线部分延伸的圆形部分。

-所述圆形部分的半径(r)的值严格大于宽度(e)的值的一半，优选地严格大于宽度(e)的值的三分之二。

-所述圆形部分的半径(r)的值严格大于0.5mm，优选地严格大于1mm，并且更优选地严格大于1.3mm。

-所述切口在切割方向(Dc)上形成，所述切割方向(Dc)与突起的纵向方向(D_L)形成角度α，角度α的值在45°至135°之间，优选地约为90°。

-切口基本上在周向方向上形成。

-每个突起包括至少位于点A与点D之间的多个切口的组，切口基本上相互平行，每个切口相对于突起横向地形成。

-每个突起包括位于点B与点C之间的多个切口的组，其中，所述点B以半径Rb位于胎侧上，使得Rb＝Ra-0.2×(Ra-Rc)，切口基本上相互平行，并且每个切口相对于突起横向地形成。

-所述组的切口以间距(Ps)间隔开，所述间距(Ps)的值严格大于5mm。

附图说明

本发明的其它特征和优点将从以下描述中变得更加明显，该描述纯粹是说明性的而非限制性的，并且应结合附图阅读，在附图中：

-图1示意性地显示了轮胎在径向平面上的截面；

-图2示意性地显示了在同一个轮胎胎侧上的几个突起的布置；

-图3示意性地显示了根据第一实施方案的形成在轮胎胎侧上的突起的侧视图，该轮胎胎侧具有刀槽花纹的布置；

-图4示意性地显示了根据第二实施方案的形成在轮胎胎侧上的突起的侧视图，该轮胎胎侧具有刀槽花纹的布置。

具体实施方式

在本文献中，“胎面表面”理解为轮胎胎面的所有点，当驱动轮胎的时候，这些点可能与地面形成接触。

当使用术语“径向”时，本领域技术人员应当在该词的数个不同的使用之间进行区分。

首先，该表述指的是轮胎的半径。“径向方向”是与轮胎的旋转轴线相交并且与轮胎的旋转轴线垂直的方向。在该含义中，如果点P1比点P2更接近轮胎的旋转轴线，则称点P1位于点P2的“径向内侧”(或“在径向上位于点P2的内侧”)。相反，如果点P3比点P4更远离轮胎的旋转轴线，则称点P3位于点P4的“径向外侧”(或“在径向上位于点P4的外侧”)。当在朝向更小(或更大)的半径的方向上前进时，则称为“径向向内(或向外)”前进。当讨论径向距离时，术语的这种含义也适用。另外，轮胎的点X的半径Rx是所述轮胎的旋转轴线与点X之间的径向距离。

另一方面，当线或增强件的增强元件与周向方向形成大于或等于80°且小于或等于90°的角度时，则称该线或增强件是“径向的”。让我们在本文献中具体说明，术语“线”应在最通用的意思上进行理解，并且包括单丝、多丝、线绳、合股纱或等同组件形式的线，无论制成线的材料如何，也无论是否进行了为增强其与橡胶结合的表面处理。

最后，“径向横截面”或“径向截面”在此是指包含轮胎的旋转轴线的平面中的横截面或截面。“径向或子午平面”是包含轮胎的旋转轴线的平面。

“轴向”方向是平行于轮胎的旋转轴线的方向。如果点P5比点P6更接近轮胎的中平面，则称点P5位于点P6的“轴向内侧”(或“在轴向上位于点P6的内侧”)。相反，如果点P7比点P8更远离轮胎的中平面，则称点P7位于点P8的“轴向外侧”(或“在轴向上位于点P8的外侧”)。

轮胎的“中平面或者赤道平面”是垂直于轮胎的旋转轴线并且位于与每个胎圈的环形增强结构距离相等的平面。该平面将轮胎分成两个大体上相等的半部，换而言之，穿过胎面的中央。

“周向方向”是与轮胎的半径和轴向方向两者均垂直的方向。这对应于轮胎的行进方向。

“周向横截面”或“周向截面”在每种情况下都垂直于轮胎的旋转轴线的平面中的横截面或截面。“周向平面”是垂直于轮胎的旋转轴线的平面。

图1显示了轮胎1在径向平面上的截面。

在传统的方式中，轮胎1包括至少一个胎体增强件2，胎体增强件2在径向的外侧上设置有胎冠增强件3，胎冠增强件3自身在径向上位于胎面4的内侧，胎面4具有两个轴向最外端。

胎冠增强件3由至少一层增强元件构成，并且通常由多个增强层构成。

胎面4通过两个胎侧6连接到两个胎圈5。

胎圈5旨在与轮辋7形成接触，轮辋7具有轮辋凸缘顶部7a。每个胎圈5优选地包括至少一个周向增强元件。

为了增强轮胎1并且特别是为了防止胎侧的增强元件被横向冲击或者被障碍物(例如路缘石或坑洼)冲击而损坏或破坏，胎侧6在其外表面上具有与空隙9交替的一组突起8，突起8以规则或不规则的方式布置在胎侧6的表面上。

每个突起8具有基本上纵向的形状，并且沿着一段中性纤维连续或不连续地延伸。中性纤维被理解为中性轴线，其基本上穿过每个突起8的体积的中心，并且当其受到压缩和/或凹陷时既不缩短也不延长。

图1示出了横截面中的突起8，突起8沿中性纤维连续地延伸。

如图1所示，每个突起8至少在点A与点D之间连续延伸，其中：

-点A对应于胎面4的位于轴向最外端处的极限点，当轮胎在标称负载和压力条件下被压缩时，该极限点不接触地面；

-点D以半径Rd定位在胎侧6上，使得：

Rd＝Rc-0.2×(Ra-Rc)，

其中Ra对应于点A处的半径；

Rc对应于点C处的半径，点C在胎侧6上位于当轮胎充气时轮胎的两个胎侧6之间的距离最大处。点C对应于通常称为“赤道”的胎侧区域。

应该注意的是，突起8可以延伸超过如上定义的点A与点D之间的区域。

为了限制由于化学侵蚀引起(例如通过臭氧的作用)的裂缝的出现和扩展，每个突起8包括位于点A与点D之间的至少一个切口11。

切口11相对于突起8横向地形成，即切口11在横向于中性纤维的方向上切入到突起8中，即在不与中性纤维平行的方向上切入到突起8中。

优选地，每个突起8包括一个或更多个切口，所述切口位于下述区域中，在该区域中，所述突起8的材料的拉伸应力在标称负载和压力条件下为最大值。轮胎胎侧的应力最大的区域特别地位于对应于赤道的点C与基本上位于胎面的边缘处的点A之间的区域中。

因此，突起8优选地包括至少一个切口11，切口11位于从点P延伸大约15mm的区域Zp中，所述点P对应于在标称负载和压力条件下轮胎的最小曲率半径。这是穿过轮胎的接触斑块的中心的径向平面中的胎侧的曲率半径，所述轮胎在标称负载和压力条件下压缩。在优选的示例中，区域Zp从点P延伸大约10mm，更优选地从点P延伸大约5mm。

胎侧可以由多个由不同弹性体材料制成的层构成。可选地或者额外地，突起8可以具有至少一个切口11，切口11位于从点F延伸大约15mm的区域Zf中，所述点F对应于胎侧6的在形成胎侧的弹性体的两个不同层的交叉处的轴向最外点。在优选的示例中，区域Zf从点F延伸大约10mm，更优选地从点F延伸大约5mm。

如上所述，每个切口11相对于突起8的中性纤维是横向的，即相对于突起8的纵向方向D_L是横向的。

优选地，每个切口11在切割方向Dc上形成，所述切割方向Dc与突起8的纵向方向D_L形成角度α，角度α的值在45°至135°之间，优选地约为90°。

在图2所示的特定示例中，突起8相对于彼此倾斜，即不是相互平行的。然而，每个切口11与形成有它的突起8形成90°的角度α。

在一个特定的实施方案中，形成在不同的突起8中的切口11形成基本上周向的整体切割线。

设置在每个突起8中的切口11具有深度p，该深度p取决于形成有切口的突起8的高度H。

优选地，深度p的值在高度H的值的十分之六至高度H的值之间，即：

0.6H≤p≤H

更优选地，切口11的深度p的值在高度H的值的十分之八至高度H的值之间，即：

0.8H≤p≤H

切口11的宽度e的值严格小于5mm。优选地，宽度e严格小于3.5mm，更优选严格小于1.5mm。

根据图3所示的示例，每个切口11具有简单的细长形状，即切口11的截面具有单个直线部分。

在图3的示例中，直线部分具有方形的端部，但是也可以想到造成具有弧形端部的直线部分的切口11，这能够更好地吸收滚动应力。

优选地，为了最小化切口11的底部处的滚动应力，还设置具有如图4所示的轮廓的切口。

在该示例中，每个切口11的截面具有第一直线部分12，第一直线部分12的宽度为e并且从所述突起8的表面延伸。该第一直线部分12通过第二基本上圆形的部分13朝向切口的底部延续。

优选地，图4中的切口11的圆形部分13具有半径r，该半径r的值严格大于宽度e的值的一半并且优选地严格大于宽度e的值的三分之二

优选地，该第二圆形部分13的半径r的值严格大于0.5mm，优选地严格大于1mm，并且更优选地严格大于1.3mm。

如上所述，每个突起8包括至少一个切口11，切口11位于围绕点F的区域Zf中和/或位于点P周围的区域Zp中。

突起8还可以包括多个切口11，多个切口11的组10位于突起的中性纤维的点A与点D之间。

优选地，同一个突起8的切口11基本上彼此平行地形成，每个切口11相对于突起8横向地形成，如上面参照图2所述。

优选地，形成在同一个突起8中的切口11位于点B与点C之间，其中点B以半径Rb定位在胎侧6上，使得：

Rb＝Ra-0.2×(Ra-Rc)。

优选地，同一个突起8的切口11有规律地间隔开，间距(Ps)的值严格大于5mm。

参考文献

-WO 2014/207093

-WO 2014/207094。

Claims (13)

1.一种用于滚动组件的轮胎，所述滚动组件包括轮辋和轮胎，所述轮胎具有至少一个胎体增强件(2)，所述胎体增强件(2)在径向上在外侧覆盖有胎冠增强件(3)，胎冠增强件(3)自身在径向上位于胎面(4)的内侧，胎面(4)具有两个轴向最外端，所述胎冠增强件(3)由至少一层增强元件构成，所述胎面(4)通过两个胎侧(6)连接到两个胎圈(5)，所述胎圈(5)用于与具有轮辋凸缘顶部(7b)的轮辋(7)形成接触，每个胎圈(5)具有至少一个周向增强元件，

所述胎侧(6)在其外表面上具有与空隙(9)交替的一组突起(8)，所述突起(8)以规则或不规则的方式设置在胎侧(6)的表面上，

其特征在于，每个突起(8)至少在点A与点D之间连续延伸，其中：

-所述点A对应于胎面(4)的位于轴向最外端处的极限点，当轮胎在标称负载和压力条件下被压缩时，该极限点不接触地面；

-所述点D以半径Rd定位在胎侧(6)上，使得Rd＝Rc-0.2×(Ra-Rc)，其中，Ra对应于点A处的半径；Rc对应于点C处的半径，点C在胎侧(6)上位于当轮胎充气时轮胎的两个胎侧(6)之间的距离最大处；

并且其特征在于，每个突起(8)包括位于点A与点D之间的至少一个切口(11)，所述至少一个切口(11)相对于突起(8)横向地形成在所述突起(8)的材料的拉伸应力在标称载荷和压力条件下处于最大值的区域中。

2.根据权利要求1所述的轮胎，其中，每个突起(8)包括位于从点P延伸大约15mm的区域(Zp)中的至少一个切口(11)，所述点P对应于轮胎在标称负载和压力条件下的最小曲率半径。

3.根据权利要求1和2中任一项所述的轮胎，其中，每个突起(8)包括位于从点F延伸大约15mm的区域(Zf)中的至少一个切口(11)，所述点F对应于胎侧(6)的在形成胎侧的弹性体的不同的层之间的交叉处的轴向最外点。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的轮胎，其中，切口(11)的深度(p)取决于形成有切口的突起(8)的高度(H)，深度(p)的值在高度(H)的值的十分之六至高度(H)的值之间，优选地在高度(H)的值的十分之八至高度(H)的值之间。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的轮胎，其中，切口(11)的宽度(e)的值严格小于5mm，优选地严格小于3.5mm，更优选地严格小于1.5mm。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的轮胎，其中，所述切口(11)的截面具有宽度为(e)并且从所述胎侧(6)的表面延伸的直线部分(12)，以及从直线部分(12)延伸的圆形部分(13)。

7.根据权利要求6所述的轮胎，其中，所述圆形部分(13)的半径(r)的值严格大于宽度(e)的值的一半，优选地严格大于宽度(e)的值的三分之二。

8.根据权利要求6和7中任一项所述的轮胎，其中，所述圆形部分(13)的半径(r)的值严格大于0.5mm，优选地严格大于1mm，并且更优选地严格大于1.3mm。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的轮胎，其中，所述切口(11)在切割方向(Dc)上形成，所述切割方向(Dc)与突起的纵向方向(D_L)形成角度α，角度α的值在45°至135°之间，优选地约为90°。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的轮胎，其中，切口(11)基本上在周向方向上形成。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的轮胎，其中，每个突起(8)包括至少位于点A与点D之间的多个切口(11)的组(10)，切口(11)基本上相互平行，每个切口(11)相对于突起(8)横向地形成。

12.根据权利要求1至10中任一项所述的轮胎，其中，每个突起(8)包括位于点B与点C之间的多个切口(11)的组(10)，其中，所述点B以半径Rb位于胎侧(6)上，使得Rb＝Ra-0.2×(Ra-Rc)，切口(11)基本上相互平行，并且每个切口(11)相对于突起(8)横向地形成。

13.根据权利要求11和12中任一项所述的轮胎，其中，所述组(10)的切口(11)以间距(Ps)间隔开，所述间距(Ps)的值严格大于5mm。