CN111433053A

CN111433053A - 胎侧包括肋部的轮胎

Info

Publication number: CN111433053A
Application number: CN201880073784.7A
Authority: CN
Inventors: W·利琴斯; J·巴博
Original assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Current assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date: 2017-11-22
Filing date: 2018-11-22
Publication date: 2020-07-17
Also published as: WO2019102151A2; WO2019102151A4; US20200361250A1; WO2019102151A3; EP3713778B1; EP3713778A2; US11807048B2

Abstract

本发明涉及一种轮胎(1)，所述轮胎(1)具有由胎冠增强件(3)覆盖的胎体增强件(2)，所述胎冠增强件(3)本身由胎面(7)覆盖，所述胎面经由两个胎侧(4)连接至两个胎圈(6)，每个胎侧(4)具有外表面(40)，所述胎侧的至少一者包括至少两个周向突出部(5a、5b、5c)，每个胎侧(4)包括位于胎侧的外表面上的赤道点(E)，所述赤道点(E)沿径向处于与空载构造状态下的胎体增强件(2)的轴向最外点(20)相同的位置。每个周向突出部(5a、5b、5c)以径向上壁(51)、径向下壁(52)以及位于径向上壁(51)和径向下壁(52)之间的连接壁(53)为边界。每个周向突出部的特征在于：在沿轴向相对于所述连接壁(53)观察时所述连接壁(53)基本上平行于胎体增强件；所述径向上壁(51)具有基本上为截头圆锥形的形状；从所述外表面(40)沿基本上垂直于胎体增强件(2)的方向测量的每个周向突出部(5a、5b、5c)的高度(H)大于在赤道(E)处测量的胎侧的总厚度(T)的至少0.8倍且大于4mm，并且小于总厚度(T)的至多1.6倍且小于8mm；在展开构造状态下轮胎的接触区中央的子午平面中，径向最外突出部(5a)的由径向外壁(51)与径向方向形成的角度(α)大于95°；径向最内突出部(5c)的连接壁(53)的径向最内位置沿径向位于赤道点(E)的外侧。

Description

胎侧包括肋部的轮胎

技术领域

本发明涉及轮胎，更特别地涉及用于工地上的诸如卡车、拖车或牵引车的轮胎。

背景技术

一般而言，轮胎是几何结构呈现为围绕旋转轴线旋转对称的物体。轮胎包括两个旨在安装到轮辋上的胎圈；它还包括两个连接至胎圈的胎侧、以及具有旨在与地面接触的胎面的胎冠，所述胎冠具有与两个胎侧中的一者的径向外端连接的第一侧、以及与两个胎侧中的另一者的径向外端连接的第二侧。

轮胎的组成通常通过其在子午平面(亦即包含轮胎的旋转轴线的平面)中所示的构成构件加以描述。径向方向、轴向方向和周向方向分别表示与轮胎的旋转轴线垂直的方向、与轮胎的旋转轴线平行的方向以及与任何子午平面垂直的方向。在下文中，表述“沿径向”、“沿轴向”和“沿周向”分别意指“在轮胎的径向方向”、“在轮胎的轴向方向”和“在轮胎的周向方向”。表述“沿径向位于内部或沿径向位于外部”意指“在径向方向更接近轮胎的旋转轴线或更远离轮胎的旋转轴线”。子午平面是垂直于轮胎旋转轴线的平面，其沿轴向设置成在胎圈之间基本中间的位置处与胎面表面相交。表述“沿轴向位于内部或沿轴向位于外部”意指“在轴向方向更接近轮胎的子午平面或更远离轮胎的子午平面”。

旨在装配至“越野”行驶特别是在建筑工地和土木工程工地行驶的车辆上的轮胎通常在其胎侧中包括各种增强件或保护部，以使其更抗攻击，特别是使其对锋利或尖锐的金属物体如金属棒(例如混凝土钢筋碎块)引起的切割更具抗性。

例如，文献JP61081207公开了在从胎侧高度的30％延伸直至胎侧高度的75％的区域中添加三个或多于三个具有圆形子午截面的周向肋部，所述周向肋部从胎侧的外表面突出。类似地，文献US20130263993公开了一种轮胎，其胎侧的径向上部包括形成保护部的一组肋部，每个肋部具有外观呈直角三角形的子午横截面，其中基本上为直角的顶点拐角沿径向设置为朝向内侧，直角三角形的底边与胎侧的外表面基本重合，直角三角形的长边沿径向设置为朝向外侧，直角三角形的短边沿径向设置为朝向内侧。

本发明设定了如下目的，显著减小这种轮胎的质量而不损害其在“越野”使用时承受攻击的能力。

发明内容

根据本发明，该目的通过一种轮胎来实现，所述轮胎包括由胎冠增强件覆盖的胎体增强件，所述胎冠增强件本身由胎面覆盖，所述胎面经由两个胎侧连接至两个胎圈，每个胎侧具有外表面，所述胎侧的至少一者包括至少两个周向突出部，每个胎侧包括位于胎侧的外表面上的赤道点，所述赤道点沿径向处于与空载参考构造状态下的胎体增强件的轴向最外点相同的位置，每个周向突出部以径向上壁、径向下壁以及位于径向上壁和径向下壁之间的连接壁为边界，每个周向突出部的特征在于：

·所述连接壁基本上平行于视为沿轴向面向所述连接壁的胎体增强件，

·所述径向上壁基本上为截头圆锥形，

·从所述外表面沿基本上垂直于胎体增强件的方向测量的每个周向突出部的高度大于在赤道处测量的胎侧的总厚度的至少0.8倍且大于4mm，并且小于所述厚度的至多1.6倍且小于8mm，

·在压缩构造状态下轮胎的接触斑块中央的子午平面中，在径向最外突出部的情况中，径向外壁与径向方向形成的角度α大于95°，

·径向最内突出部的连接壁的径向最内位置沿径向位于赤道点的外侧。

在本文中提到的胎侧的赤道点是位于胎侧的表面上并恰好面向胎体增强件的赤道的点，胎体增强件的赤道是在胎体增强件的轴向外表面上沿轴向最靠近轮胎外侧的点。可以通过例如对安装在参考轮辋上并充气至标称压力(参考ETRTO标准)的空载参考构造状态下的轮胎进行断层扫描来识别该赤道点。每个胎侧包括这样的赤道点，所述赤道点位于胎侧的外表面上，沿径向处于与胎体增强件的轴向最外点相同的位置；如果胎体增强件包括数个胎体层(通常被称为“帘布层”)，则将考虑的是轴向最外层。

如上所述，径向上壁基本上为截头圆锥形。这意指小的曲率也能够实现本发明的目标结果。为了清楚地理解轮廓如何被映射以便确定由每个突出部的径向外壁与径向方向形成的角度，读者可参考下文中给出的附图描述，更特别地在第21段。

在本发明的一个有利的实施方案中，对于每个突出部，连接壁的曲线长度大于突出部的高度的50％；实验发现，作为良好实践的准则，对于每个突出部，连接壁的曲线长度有利地大于突出部的高度的1.5倍，甚至2.5倍。

如果每个胎侧包括至少三个突出部，则轮胎的保护被证明是显著的。

由径向最外突出部的径向外壁与径向方向形成的角度α优选大于105°。

当考虑在每个胎侧上的一组突出部时，优选地，在朝向赤道的方向上从一个突出部向下一个突出部移动的情况下，即沿径向向内移动的情况下，由所述突出部的径向外壁与径向方向形成的角度的值有利地减小。

还应注意，优选地，对于所有突出部，角度α的最小值大于90°。

为了最经济地实施本发明，每个突出部由与胎侧的形成所述外表面的部分相同的橡胶配混物构成。举例而言，根据本发明的轮胎的外胎侧的组成包括一种或多种二烯弹性体。在此应记得的是，“二烯”型弹性体(或“橡胶”，这两个术语被认为是同义的)应以已知的方式理解为意指至少部分(即均聚物或共聚物)得自二烯单体(带有两个共轭或非共轭的碳-碳双键的单体)的(理解为一种或多种)弹性体。

然而，如果还要进一步改进轮胎在抗金属制品引起的损伤方面的性能，则为了促使这种金属制品从轮胎上滑落，每个突出部(或至少沿径向最外的突出部)包含含至少8phr抗臭氧蜡的橡胶组合物。

可在本发明的上下文中使用的抗臭氧蜡可以特别地为天然蜡、合成蜡或者天然蜡和合成蜡的混合物。例如，抗臭氧蜡可以为选自矿物蜡(例如石蜡)、植物蜡、动物蜡及其混合物的天然蜡。抗臭氧蜡也可以为选自费托蜡、聚乙烯蜡及其混合物的合成蜡。

有利地，抗臭氧蜡选自石蜡、费托蜡及其混合物。优选地，抗臭氧蜡为石蜡或石蜡混合物。

有利地，抗臭氧蜡主要包含线型或支化的烃基链，有利地由线型或支化的烃基链组成，所述线型或支化的烃基链的碳原子数在18至70，优选18至65，更优选18至60，优选18至55，优选18至50，优选22至38的范围内。优选地，抗臭氧蜡的烃基链为基本上饱和的。在本发明的上下文中，术语“基本上饱和的”旨在意指二烯单元含量小于15％，优选小于10％，优选小于5％，例如为0％。

抗臭氧蜡中支化(异)/非支化(正)烃基链的比例可以在0/100至80/20，优选5/95至65/35，更优选5/95至36/65，甚至更优选5/95至20/80的范围内。

这样的抗臭氧蜡可商购获得，例如来自Repsol公司的Redezon蜡(例如500、PWM-80、7335-G和7812系列)、来自Sasol公司的Varazon蜡(例如5998、4959和6810系列)、来自Nippon Seiro公司的Ozoace0355蜡以及来自Paramelt有限责任公司的OK2122或OK5258H蜡。

或者，有利地，每个突出部包含含式(I)的酰胺的橡胶配混物：

-其中R₁表示：

○含有1至6个碳原子的经式(II)的酰胺基取代的线型或支化亚烷基，

其中：

■R₂'表示包含12至24个碳原子的线型或支化烃基，以及

■箭头(

)表示式(II)的酰胺基的连接点；

○包含1至6个碳原子的线型或支化烷基，或者

○氢原子；

-其中R₂表示包含12至24个碳原子的线型或支化烃基。

在本发明的上下文中，“包含1至6个碳原子的线型或支化亚烷基”意指包含1至6个碳原子的二价的线型或支化烃链。举例而言，可以特别地提及基团-(CH₂)-、-(CH₂)₂-、-(CH₂)₃-、-(CH₂)₄-、-(CH₂)₅-、-(CH₂)₆-、-CH₂-CH(CH₃)-、-CH₂-CH(CH₃)-CH₂-、-(CH₂)₂-CH(CH₃)-CH₂-、-(CH₂)₂-CH(CH₃)-(CH₂)₂-。

在本发明的上下文中，“包含1至6个碳原子的线型或支化烷基”意指包含1至6个碳原子的一价的线型或支化烃链。具体地举例而言，可以提及甲基、乙基、丙基、丁基、异丁基、戊基或己基。

根据R₁是否表示：

-含有1至6个碳原子的经式(II)的酰胺基取代的线型或支化亚烷基，

-包含1至6个碳原子的线型或支化烷基，或者

-氢原子，

式(I)的酰胺分别由式(III)、(IV)或(V)表示：

其中R₂和R₂'彼此独立地表示包含12至24个碳原子的线型或支化烃基。

有利地，R₁表示含有1至6个碳原子的经式(II)的酰胺基取代的线型或支化亚烷基，或者氢原子。还更优选地，R₁表示含有1至6个碳原子的经式(II)的酰胺基取代的线型或支化亚烷基。

当R₁表示含有1至6个碳原子的经式(II)的酰胺基取代的线型或支化亚烷基时，箭头有利地表示在式(II)的基团的氮原子与亚烷基的一个碳原子之间的共价键。

根据本发明，R₁基团的烷基或亚烷基优选包含2至4个碳原子，还更优选2个碳原子。

此外，无论其性质如何，有利地，R₁、R₂和R₂'彼此独立地表示包含14至22个碳原子，优选14至20个碳原子的线型或支化烃基。

此外，无论R₁的性质如何以及无论R₂和R₂'的碳原子数如何，R₂和R₂'的烃基可以彼此独立地包含数目为1至6个，优选1至4个的不饱和键。作为进一步的优选，R₂和R₂'的烃基包含1至3个，优选1或2个不饱和键。供替代地，R₂和R₂'的烃基可以为饱和的，这意味着没有不饱和键。

如上所述，R₂和R₂'可以相同或不同。有利地，R₂和R₂'是相同的。

根据本发明，式(I)的酰胺可以选自油酰胺、硬脂酰胺、N,N′-亚乙基双(油酰胺)、N,N′-亚乙基双(硬脂酰胺)和这些酰胺的混合物。有利地，式(I)的酰胺为N,N′-亚乙基双(油酰胺)。这样的化合物可商购获得，例如硬脂酰胺由Croda公司以商品名“Crodamide SR”销售，N,N′-亚乙基双(油酰胺)由Croda公司以商品名“Crodamide EBO”销售，N,N′-亚乙基双(硬脂酰胺)由Croda公司以商品名“Crodamide EBS”销售。

根据本发明，式(I)的酰胺的含量可以在1至15phr，优选2至10phr，优选3至8phr，优选3和6phr之间的范围内。

因此，本发明人已经能够证实本发明使得可以通过将未被突出部覆盖的区域中的胎侧的厚度减小来减轻轮胎，并且出乎意料地，在耐久性方面保持令人满意的性能，或甚至是改进这些性能。

附图说明

下文将通过特别是参考以下附图对本发明的示例性实施方案进行描述来使本发明的进一步细节和有利特征变得显而易见，其中：

-图1为本发明的一个特定实施方案的局部子午视图；

-图2为图1中的实施方案在轮胎经受负荷的情况下的局部子午视图；

-图3为图2中所示的区域III的放大图；

-图4为本发明的第一变体实施方案；

-图5为本发明的第二变体实施方案。

具体实施方式

为了简化理解，附图没有按比例显示。在轮胎的应用中说明本发明。

图1局部地示出安装在其参考轮辋J上并充气至其标称压力的轮胎1，所述轮胎1包括由胎冠增强件3覆盖的胎体增强件2；还可看到胎面7、胎圈6和胎侧4；所述胎侧4具有外表面40，在所述外表面40上可以看到三个周向突出部5a、5b和5c；应强调的是，由于突出部为周向的，因此在任何方位角上获取的穿过轮胎的任何子午截面都将显示相同的轮廓。相对于胎体增强件的轴向最外点20在胎侧4上标记有赤道点E，所述赤道点E沿径向在与点20相同的高度处。

更特别地关于突处部5a，可以在每个周向突出部上识别出径向上壁51、径向下壁52以及位于径向上壁51和径向下壁52之间的连接壁53；当然，每个突出部都包括这样的上壁、下壁和连接壁，图1有意省去了不是理解本发明所必需的一些多重附图标记。

图2局部地示出安装在其参考轮辋上并充气至其标称压力的相同轮胎1的轮廓，所述轮胎1此次在标称负荷的作用下被压缩。在接触斑块(在接触斑块中轮胎与地面接触)的中央所考虑的该轮廓通常被称为“压缩轮廓”。图3更具体地示出径向上壁的构造，更具体而言是由图2中的圆圈III标识的区域的构造。应记得的是，图2为在轮胎的接触斑块中央的子午平面上的横截面(局部视图)，所述轮胎处于压缩构造状态，即所述轮胎视为安装在参考轮辋上、充气至标称压力并在其标称负荷下被压缩(可以参考标准例如ETRTO标准)。角度α为径向外壁51与径向方向形成的角度。由于该壁可以略微弯曲，根据惯例并如在图3中可见，要考虑的角度为由所述壁的高度中间处的切线所界定的角度。

在图1所示的本发明的实施方案中，突出部具有基本上平坦的径向上壁51。连接壁53基本上平行于胎体增强件2的帘线21。应强调的是，径向内壁52的形状可存在很大的可变性：在关于根据本发明的轮胎的性能而言无关紧要的合理程度下，它可以为截头圆锥形，可以具有如图1中的梯度突变，或者可以在子午平面的横截面中留下弧形线。自然存在圆角半径。在与胎侧4的外表面40的接合处，在子午平面上以截面观察时，每个突出部以优选与胎体增强件2的线平行的线终止。举例而言，对于尺寸为12R 22.5的轮胎，每个突出部5(当附图标记5或51、52、53不带后缀时，其是指对所有突出部均有效的通用特征，无论它们的位置如何)具有测量值为约15mm的底边，5.5mm的高度H，测量值为3.5mm的连接壁53。

现在进一步讨论制成突出部5的材料。结果表明，根据本发明含有式(I)的酰胺的组合物的摩擦系数μ大大降低。因此，由于这些轮胎对外部攻击变得不那么敏感，所以本发明使得可以显著改进轮胎的寿命。在本发明的示例性实施方案中，将含有10phr的蜡的配混物用于每个突出部5的沿径向和轴向位于外侧的第一部分55(参见图3)；具有蜡的该配混物与整个径向上壁51和一部分的连接壁53平齐并形成整个径向上壁51和一部分的连接壁53。构成胎侧4的橡胶配混物还以大于0.8mm的厚度存在于每个突出部5的沿径向和轴向位于内侧的第二部分。本领域技术人员将容易地理解，所需的是将具有低摩擦系数的橡胶配混物(即滑的橡胶配混物)设置成使其部分地包裹突出部，以便获得本发明的该优选实施方案特有的优点。

可以采用本发明的特定实施方案的其它方面。例如，在突出部的连接壁53上，如在图4中所示，可以设置刀槽花纹5e，所述刀槽花纹5e基本上布置在子午平面内，具有在0.5mm和2mm之间的径向高度，沿周向间隔一定的间距，并且具有在突出部高度的25％和50％之间的轴向深度，其中所述间距大于刀槽花纹深度和突出部高度(H)的最大值的两倍并且小于10mm，优选为1.5至3mm。这样在轮胎摩擦路缘石时可提供更好的耐磨性。因此，可以将仅一些突出部设置有刀槽花纹，并且在该情况下，优选靠近赤道的那些突出部设置有刀槽花纹。

作为变体形式，如在图5中所示，可以在突出部的连接壁53上沿周向方向设置一系列凹凸面5d，其峰至峰的高度大于2mm且小于突出部高度的80％。从轮胎胎腔的内部评估凹凸性。在图5中，凹凸面为具有相同半径的半圆柱，但是母线可以由一系列椭圆或其它形状(例如花键)构成。凹部和凸部可以具有不同的形状，在这种情况下，凸部优选具有比凹部更大的高度。实际形状是由突出部的子午轮廓的交叉以及周向系列的凹凸面5d决定的。这也使得可以更好地承受磨损。

在以下条件下测试四种变体形式的轮胎：

-表示为T1的常规参考轮胎(

12R22.5 XZE2+)；

-表示为T2的相同常规轮胎，不同之处在于胎侧厚度减小了2mm，因而比T1轻了1.3kg；

-表示为T3的相同常规轮胎，不同之处在于胎侧配混物掺杂有10phr的蜡；

-根据本发明的表示为T4的轮胎，其厚度减小了2mm(参见T2)，并且包括三个如在图1和图2中所描述的带状部，比T1轻了1.1kg；

-表示为T5的轮胎，其厚度减小了2mm并且具有三个如在图1和图2中所描述的带状部，胎侧配混物含有10phr的蜡。

所有轮胎均充气至9巴，并负载3500kg。经由对轮胎具有侵略性的元件使用圆柱棒进行导轨行驶，所述圆柱棒与轮胎接触的端部为具有15mm半径的半球，垂直于轮胎向前行驶的方向定向，相对于垂直线形成50°的角，并且设置于胎面边缘的一侧。将棒逐渐升高，并观察胎侧被刺穿时的棒高度。在轮胎T1、T2、T3、T4和T5各自的三个样本上重复测量，并且采用平均值。

下表中给出了结果：

因此发现，带状部的存在使得可以在质量减小1kg的情况下保持对照轮胎的性能，并且在带状部的外边缘添加滑的配混物可改进性能，而在常规轮胎上该配混物是中性的。

Claims

1.一种轮胎(1)，所述轮胎(1)包括由胎冠增强件(3)覆盖的胎体增强件(2)，所述胎冠增强件(3)本身由胎面(7)覆盖，所述胎面经由两个胎侧(4)连接至两个胎圈(6)，每个胎侧(4)具有外表面(40)，所述胎侧的至少一者包括至少两个周向突出部(5a、5b、5c)，每个胎侧(4)包括位于胎侧的外表面上的赤道点(E)，所述赤道点(E)沿径向处于与空载参考构造状态下的胎体增强件(2)的轴向最外点(20)相同的位置，每个周向突出部(5a、5b、5c)以径向上壁(51)、径向下壁(52)以及位于径向上壁(51)和径向下壁(52)之间的连接壁(53)为边界，每个周向突出部的特征在于：

●所述连接壁(53)基本上平行于视为沿轴向面向所述连接壁(53)的胎体增强件，

●所述径向上壁(51)基本上为截头圆锥形，

●从所述外表面(40)沿基本上垂直于胎体增强件(2)的方向测量的每个周向突出部(5a、5b、5c)的高度(H)大于在赤道(E)处测量的胎侧的总厚度(T)的至少0.8倍且大于4mm，并且小于所述厚度(T)的至多1.6倍且小于8mm，

●在压缩构造状态下轮胎的接触斑块中央的子午平面中，在径向最外突出部(5a)的情况中，径向外壁(51)与径向方向形成的角度α大于95°，

●径向最内突出部(5c)的连接壁(53)的径向最内位置沿径向位于赤道点(E)的外侧。

2.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，对于每个突出部，连接壁的曲线长度大于突出部的高度的50％。

3.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，对于每个突出部(5a、5b、5c)，连接壁的曲线长度大于突出部的高度的1.5倍。

4.根据权利要求3所述的轮胎，其特征在于，对于每个突出部(5a、5b、5c)，连接壁的曲线长度大于突出部的高度的2.5倍。

5.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎，其特征在于，每个胎侧包括至少三个突出部(5a、5b、5c)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎，其特征在于，径向最外突出部(5a)的所述角度α大于105°。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的轮胎，其特征在于，在朝向赤道的方向上从一个突出部向下一个突出部移动时所述角度α的值减小。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的轮胎，其特征在于，对于所有突出部(5a、5b、5c)，角度(α)的最小值大于90°。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的轮胎，其特征在于，每个突出部由与胎侧的形成所述外表面(40)的部分相同的橡胶配混物构成。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的轮胎，其特征在于，每个突出部具有刀槽花纹(5e)，所述刀槽花纹(5e)基本上布置在子午平面内，具有在0.5mm和2mm之间的径向高度，沿周向间隔一定的间距，并且具有在突出部的高度的25％和50％之间的轴向深度，其中所述间距大于刀槽花纹深度和突出部高度(H)的最大值的两倍并且小于10mm，优选在1.5和3mm之间。

11.根据权利要求1至9中任一项所述的轮胎，其特征在于，每个突出部在其连接壁(53)上沿周向方向具有一系列凹凸面(5d)，所述一系列凹凸面(5d)的峰至峰的高度大于2mm且小于突出部的高度的80％。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的轮胎，其特征在于，每个突出部包含含至少8phr抗臭氧蜡的橡胶组合物。

13.根据权利要求1至11中任一项所述的轮胎，其特征在于，每个突出部包含含式(I)的酰胺的橡胶配混物：

-其中R₁表示：

其中：

■R₂'表示包含12至24个碳原子的线型或支化烃基，以及

■箭头(→)表示式(II)的酰胺基的连接点；

○包含1至6个碳原子的线型或支化烷基，或者

○氢原子；

-其中R₂表示包含12至24个碳原子的线型或支化烃基。