热词 | 轮胎 径向 增强 填料 内点 等于 dee1 环状 距离 大于或等于 | ||
专利类型 | 发明公开 | 法律事件 | 公开; 实质审查; 授权; 权利转移; |
专利有效性 | 有效专利 | 当前状态 | 授权 |
申请号 | CN201180029339.9 | 申请日 | 2011-06-10 |
公开(公告)号 | CN102947108A | 公开(公告)日 | 2013-02-27 |
申请人 | 米其林集团总公司; 米其林研究和技术股份有限公司; | 申请人类型 | 企业 |
发明人 | F-X·布吕诺; F·布儒瓦; | 第一发明人 | F-X·布吕诺 |
权利人 | 米其林集团总公司,米其林研究和技术股份有限公司 | 权利人类型 | 企业 |
当前权利人 | 米其林集团总公司 | 当前权利人类型 | 企业 |
省份 | 当前专利权人所在省份: | 城市 | 当前专利权人所在城市: |
具体地址 | 当前专利权人所在详细地址:法国克莱蒙-费朗 | 邮编 | 当前专利权人邮编: |
主IPC国际分类 | B60C15/06 | 所有IPC国际分类 | B60C15/06 |
专利引用数量 | 7 | 专利被引用数量 | 0 |
专利权利要求数量 | 8 | 专利文献类型 | A |
专利代理机构 | 北京戈程知识产权代理有限公司 | 专利代理人 | 程伟; 张小文; |
摘要 | 本 发明 提供了一种轮胎,其包括两个 胎圈 、 胎体 增强件,每个胎圈包括环状增强结构,所述胎体增强件通过围绕所述环状增强结构卷边而锚固至所述两个胎圈中,从而形成主要部分和卷绕部分。每个胎圈包括胎圈填料,所述胎圈填料至少部分地位于所述胎体增强件的主要部分与卷绕部分之间。每个胎圈还包括外胶条,所述外胶条在轴向上位于所述胎体增强件的卷绕部分的外侧上。所述胎圈填料具有厚度E(r),该厚度对应于垂直于胎体增强件的主要部分的方向与胎圈填料的相交长度,r表示从所述环形增强结构的径向最内点至垂直于所述胎体增强件的主要部分的方向与所述胎体增强件的相交点的距离。由所述胎圈填料和外胶条形成的组件具有厚度ET(r)。对于距离环状增强结构的径向最内点的径向距离大于或等于轮胎的径向高度H的10%且小于或等于轮胎的径向高度H的35%的所有相交点,比值E(r)/ET(r)大于或等于0.3,且小于或等于0.5。 | ||
权利要求 | 1.一种轮胎,其包括: |
||
说明书全文 | 具有改进的胎圈的轮胎技术领域[0001] 本发明涉及具有高于100的负荷指数的用于客车的轮胎,如用于4×4车辆和厢式货车的轮胎的大多数。本发明特别地涉及这些轮胎的胎圈。 背景技术[0003] 由胎圈和轮胎胎侧的径向内部形成的组件为轮胎构件中的一个,其结构对轮胎的耐久性具有极显著的影响。其履行许多作用。例如,其吸收胎体增强件的张力,并将轮胎经受的负荷从胎侧传输至轮辋。因此,其从轮辋引导轮胎胎冠。其对轮胎的抓地力的影响是相当大的,尤其是当轮胎重装载时。在具有高负荷指数的用于客车的轮胎的情况中,所有这些功能通常通过组合双胎体增强件(其包括胎圈金属丝和围绕所述胎圈金属丝的该双胎体增强件的卷边)和由橡胶组合物制成的“胎圈填料”来履行。特别是为了引导胎冠的待获得的刚性与预期的耐久性之间的折中通常产生必须遵循某种路径的双胎体增强件,并导致庞大(高和/或厚)和刚性的胎圈填料的使用。该几何形状的不利的一面为制造过程的复杂性以及轮胎的成本。胎圈填料的硬化作用尤其应用于远离胎圈的区域,因此需要更加庞大的胎圈填料,作为结果,需要复杂的制造过程。 [0004] 降低制造过程的复杂性和轮胎成本的需要已使得制造商希望使用单个胎体增强件,即使对于具有高负荷指数的轮胎。因此,保持相对较低的滚动阻力的需要要求在胎圈中使用刚性较低的橡胶组合物。这些橡胶组合物的低刚性随后通过使用相对较厚的胎圈填料进行补偿,所述相对较厚的胎圈填料可能与本身较厚的外胶条结合。在轮胎作为缠绕在卷轴上的半成品制备的过程中提供这种外胶条。然而,胶条越厚,则可在给定直径的卷轴上容纳的胶条长度越短,且卷轴将不得不更加经常地被替换以制备给定数目的轮胎。 [0005] 因此,这些半成品的使用导致制造问题,因为其需要更频繁地替换提供这些半成品的卷轴,这不利于生产率。 发明内容[0006] 本发明的一个目的是提供一种分布胎圈填料和与其相关的外胶条的厚度的更智能的方式,并同时保持轮胎性能。 [0007] 本发明的另一目的是提供一种轮胎,尽管其仅具有一个胎体增强件,其仍具有高负荷指数和令人满意的耐久性,并同时提供制造生产率的提高。 [0008] 这些目的可通过优化胎圈中橡胶组合物的厚度分布而实现。 [0009] 本发明的一个目的涉及一种轮胎,其包括: [0010] 两个胎圈,所述两个胎圈设计为与安装轮辋接触,每个胎圈包括至少一个环状增强结构; [0012] 单个胎体增强件,所述单个胎体增强件从所述胎圈经过所述胎侧延伸至所述胎冠,所述胎体增强件包括多个胎体增强元件,所述胎体增强件通过围绕所述环状增强结构卷边而锚固在所述两个胎圈中,从而在每个胎圈中形成主要部分和卷绕部分,每个卷绕部分在外侧径向延伸至端部,所述端部位于距离所述胎圈的环状增强结构的径向最内点的径向距离DEC处,所述径向距离DEC大于或等于轮胎的径向高度H的5%,并小于或等于轮胎的径向高度H的85%(优选小于或等于轮胎的径向高度H的20%)。 [0013] 所述轮胎的每个胎圈包括胎圈填料,所述胎圈填料由橡胶组合物制成,并大多数在径向上位于环状增强结构的外侧上,且至少部分在胎体增强件的主要部分与卷绕部分之间,所述胎圈填料径向延伸至所述胎圈填料的径向外端,所述胎圈填料的径向外端位于距离所述胎圈的环状增强结构的径向最内点的径向距离DEE1处,所述径向距离DEE1大于或等于轮胎的径向高度H的30%(优选大于或等于轮胎的径向高度H的35%),且小于或等于轮胎的径向高度H的50%(优选小于或等于轮胎的径向高度H的45%)。 [0014] 每个胎圈还包括由橡胶组合物制成的外胶条,所述外胶条在轴向上位于所述胎体增强件的卷绕部分的外侧上,所述外胶条在所述外胶条的径向内端与所述外胶条的径向外端之间延伸,所述外胶条的径向内端位于距离所述胎圈的环状增强结构的径向最内点的径向距离DEI2处,所述径向距离DEI2大于或等于轮胎的径向高度H的1%,且小于或等于轮胎的径向高度H的5%,所述外胶条的径向外端位于距离所述胎圈的环状增强结构的径向最内点的径向距离DEE2处,所述径向距离DEE2大于或等于轮胎的径向高度H的30%(优选大于或等于轮胎的径向高度H的35%),且小于或等于轮胎的径向高度H的50%(优选小于或等于轮胎的径向高度H的45%)。所述径向距离DEE2优选大于径向距离DEE1。 [0015] 所述胎圈填料具有厚度E(r),该厚度对应于垂直于所述胎体增强件的主要部分的方向与胎圈填料的相交长度,r表示从所述环状增强结构的径向最内点至垂直于所述胎体增强件的主要部分的所述方向与所述胎体增强件的相交点的距离。 [0016] 由所述胎圈填料和外胶条形成的组件具有厚度ET(r),该厚度对应于垂直于所述胎体增强件的主要部分的方向与所述组件的相交长度,r表示从所述环状增强结构的径向最内点至垂直于所述胎体增强件的主要部分的所述方向与所述胎体增强件的相交点的距离。 [0017] 对于垂直于所述胎体增强件的主要部分的方向与所述胎体增强件的所有相交点(其距离环状增强结构的径向最内点的距离r大于或等于轮胎的径向高度H的10%,且小于或等于轮胎的径向高度H的35%),比值E(r)/ET(r)大于或等于0.3(优选大于或等于0.35)且小于或等于0.5。 [0018] 轮胎的该尺寸使其有可能增加制造速率而无轮胎耐久性的丝毫下降。 [0019] 根据一个优选实施方案,在任何径向截面中,胎圈填料具有横截面积S1,外胶条具有横截面积S2,比值S1/(S1+S2)大于或等于0.4,且小于或等于0.6(优选小于或等于0.45)。 附图说明 [0020] 图1显示了根据现有技术的轮胎。 [0021] 图2显示了根据现有技术的轮胎的局部立体图。 [0022] 图3在径向截面中显示了用于与根据本发明的实施方案的轮胎比较的具有在下文中用到的尺寸和耐久性的轮胎(在本文称为“参考轮胎”)的一部分。 [0023] 图4显示了如何确定轮胎的高度H。 [0024] 图5在径向截面中显示了根据本发明的一个实施方案的轮胎的一部分。 [0025] 图6显示了图5中的细节。 [0026] 图7和8显示了如何确定根据本发明的一个实施方案的轮胎的胎圈的某些部分的厚度的变化。 [0027] 图9和10显示了根据本发明的一个实施方案的轮胎和图3所示的参考轮胎的胎圈的某些部分的厚度的变化。 具体实施方式[0028] 当使用术语“径向”时,其适于在本领域技术人员对于该词的各种不同使用之间加以区别。首先,该表述指轮胎的半径。这意味着,如果点P1比点P2更接近轮胎的旋转轴线,则点P1称为在点P2的“径向内侧”(或者“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,则点P3称为在点P4的“径向外侧”(或者“在径向上位于”点P4“的外侧”)。当在朝着更小(或更大)半径的方向上行进时,所述行进被称为“径向向内(或向外)”。这意味着当讨论径向距离问题时适用该术语。 [0029] 相比而言,当丝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,则该丝线或增强件称为“径向的”。在本文中,特别指出,术语“丝线”应以其最通用意思进行理解,并且包括单丝、多丝、帘线、纱线或等同组件的形式,而无论制成该丝线的材料如何,也无论为了促进丝线与橡胶结合而接受的表面处理如何。 [0030] 最后,本文的“径向截面”或“径向横截面”意指含有轮胎的旋转轴线的平面上的截面或横截面。 [0031] “轴向”方向为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,则点P5称为位于点P6的“轴向内侧”(或者“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,则点P7称为位于点P8的“轴向外侧”(或者“在轴向上位于”点P8“的外侧”)。轮胎的“中平面”为垂直于轮胎的旋转轴线且与每个胎圈的环状增强结构等距的平面。 [0032] “周向”方向为垂直于轮胎的半径以及轴向方向两者的方向。 [0033] 在本文中,当两个增强元件之间形成的角度小于或等于20°时,则所述两个元件称为“平行的”。 [0034] 在本文上下文中,表述“橡胶组合物”表示含有至少一种弹性体和填料的橡胶复合物。 [0035] 图1示意性显示了根据现有技术的轮胎10。轮胎10包括胎冠、两个胎侧40和两个胎圈50,所述胎冠包括由胎面30覆盖的胎冠增强件(图1中不可见),所述两个胎侧40使所述胎冠径向向内延伸,所述两个胎圈50在径向上位于胎侧40的内侧。 [0036] 图2示意性显示了根据现有技术的另一轮胎10的局部立体图,并且显示了轮胎的各种部件。轮胎10包括胎体增强件60和两个胎圈50,所述胎体增强件60由涂布橡胶组合物的丝线61组成,所述两个胎圈50各自包括周向增强件70(在此情况中为胎圈金属丝),所述周向增强件70将轮胎10保持在轮辋(未显示)上。胎体增强件60锚固于每一个胎圈50中。轮胎10还包括胎冠增强件,所述胎冠增强件包括两个帘布层80和90。帘布层80和 90中的每一个用细丝状增强元件81和91进行增强,所述细丝状增强元件81和91在每层内平行,并从一层至下一层交叉,从而与周向方向形成10°至70°之间的角度。所述轮胎还包括环箍增强件100,所述环箍增强件100在径向上设置于所述胎冠增强件的外侧,该环箍增强件由增强元件101形成,所述增强元件101周向取向并螺旋缠绕。胎面30在径向上设置于所述环箍增强件的外侧。该胎面30提供轮胎10与道路之间的接触。所示的轮胎10为“无内胎”轮胎。其包括“内衬”110,所述内衬110由不透充入气体的橡胶复合物制成,并覆盖轮胎的内表面。 [0037] 图3在径向截面中示意性地显示了参考轮胎的一部分。该轮胎包括设计为与安装轮辋(未显示)接触的两个胎圈50,每个胎圈50包括环状增强结构(在该实例中为胎圈金属丝70)。两个胎侧40将胎圈50在径向上向外延伸,并在包括由胎面径向覆盖的胎冠增强件的胎冠(未显示)。 [0038] 所述轮胎还包括胎体增强件60,所述胎体增强件60从胎圈50经过胎侧40延伸直至胎冠。在此,该胎体增强件60包括基本上径向导向的细丝状增强件,即该细丝状增强件与周向方向形成大于或等于80°且小于或等于90°的角度。 [0039] 胎体增强件60包括多个胎体增强元件。其通过围绕胎圈金属丝70卷边而锚固在所述两个胎圈50中,从而在每个胎圈中形成主要部分61和卷绕部分62。所述卷绕部分在外侧上在径向上延伸至端部63,所述端部63位于距离胎圈的环状增强结构的径向最内点71的径向距离DEC处,在此处径向距离DEC等于轮胎的径向高度H的20%。 [0040] 轮胎的“径向高度”H定义为当轮胎10安装于安装轮辋5上(如图4所示)上并充气至其工作压力时,在胎圈50的环状增强结构70的径向最内点71与作为胎面30的径向最外点的点31(图4)之间的径向距离。 [0041] 每个胎圈包括胎圈填料120,胎圈填料在径向上位于胎圈金属丝70的外侧上,并以其良好比值位于胎体增强件60的主要部分61与卷绕部分62之间。 [0042] 胎圈填料120在所述胎圈的环状增强结构的径向最内点71的外侧上在径向上从所述点延伸径向距离DEE1,所述径向距离DEE1等于轮胎的径向高度H的28%。 [0043] 每个胎圈50还包括外胶条130,所述外胶条130由橡胶组合物制成,并在轴向上位于胎体增强件60的卷绕部分62的外侧上,所述外胶条130在径向内端132与径向外端131之间延伸,所述外胶条130的径向内端132位于距离环状增强结构70的径向最内点71的径向距离DEI2处。在此处所述径向距离DEI2等于径向高度H的5%。所述外胶条130的径向外端131位于距离环状增强结构70的径向最内点71的径向距离DEE2处。在此处所述径向距离DEE2等于径向高度H的65%。 [0044] 径向距离DEE2优选大于径向距离DEE1,特别是当用于形成胎圈填料120的橡胶组合物含有钴盐时,因为相比于用于形成外胶条130的橡胶组合物这增加了成本。 [0045] 所述轮胎的内侧表面由内衬110覆盖。 [0046] 图5在径向截面中显示了根据本发明的一个实施方案的轮胎10的一部分。该轮胎10包括: [0047] 两个胎圈50,所述两个胎圈50设计为与安装轮辋(未显示)接触,每个胎圈包括至少一个环状增强结构70; [0048] 两个胎侧40,所述两个胎侧40将胎圈50径向向外延伸,所述两个胎侧40在包括由胎面30覆盖的胎冠增强件(未显示)的胎冠25中会合; [0049] 单个胎体增强件60,所述单个胎体增强件60从胎圈50经过胎侧40延伸至胎冠25,所述胎体增强件60包括多个胎体增强元件,所述胎体增强件通过围绕所述环状增强结构卷边而锚固在所述两个胎圈中,从而在每个胎圈中形成主要部分61和卷绕部分62。每个卷绕部分62在径向上在外侧延伸至端63,所述端63位于距离胎圈50的环状增强结构70的径向最内点71的径向距离DEC处。径向距离DEC大于或等于轮胎的径向高度H的5%,且小于或等于轮胎的径向高度H的85%。在该特定实例中,径向距离DEC等于轮胎的径向高度H的14%。 [0050] 每个胎圈50包括胎圈填料120,所述胎圈填料120由橡胶组合物制成,并且大多数在径向上位于环状增强结构70的外侧上,并至少部分地位于胎体增强件60的主要部分61与卷绕部分62之间。当表述胎圈填料120“大多数”在径向上位于环状增强结构70的外侧上时,其意指少部分所述胎圈填料可围绕环状增强结构70延伸,并因此在径向上位于环状增强结构70的内侧上,但大部分(通常在任何径向横截面上胎圈填料的表面积的至少 80%)在径向上位于环状增强结构70的外侧上。胎圈填料120在径向上延伸至所述胎圈填料的径向外端121,所述胎圈填料的径向外端121位于距离胎圈50的环状增强结构70的径向最内点71的径向距离DEE1处,所述径向距离DEE1大于或等于轮胎的径向高度H的30%(优选大于或等于轮胎的径向高度H的35%),并小于或等于轮胎的径向高度H的50%(优选小于或等于轮胎的径向高度H的45%)。在该特定实例中,径向距离DEE1等于轮胎的径向高度H的38%。 [0051] 每个胎圈50还包括外胶条130,所述外胶条130由橡胶组合物制成,并在轴向上位于胎体增强件60的卷绕部分62的外侧上,所述外胶条130在径向内端132与径向外端131之间延伸,所述外胶条130的径向内端132位于距离环状增强结构70的径向最内点71的径向距离DEI2处。所述径向距离DEI2大于或等于轮胎的径向高度H的1%,并小于或等于轮胎的径向高度H的5%。在该特定实例中,其等于径向高度H的4%。所述外胶条130的径向外端131位于距离环状增强结构70的径向最内点71的径向距离DEE2处。所述径向距离DEE2大于或等于轮胎的径向高度H的30%(优选大于或等于轮胎的径向高度H的35%),并小于或等于轮胎的径向高度H的50%(优选小于或等于轮胎的径向高度H的45%)。在该特定实例中,其等于径向高度H的47%。径向距离DEE2优选大于径向距离DEE1。 [0052] 在任何径向横截面中,胎圈填料120具有横截面积S1,且外胶条130具有横截面积S2(参见图6)。比值S1/(S1+S2)大于或等于0.4且小于或等于0.6(优选下小于或等于0.45%)。在该特定实例中,其等于0.45。胎圈填料120的径向外端121和外胶条130的径向外端131优选为彼此接近。 [0053] 胎圈填料120具有厚度E(r),该厚度对应于垂直于胎体增强件60的主要部分61的方向与所述胎圈填料的相交长度,r表示从环形增强结构70的径向最内点71至垂直于胎体增强件60的主要部分61的方向与胎体增强件60的相交点65的距离。 [0054] 由胎圈填料120和外胶条130形成的组件具有厚度ET(r)。该厚度对应于垂直于胎体增强件60的主要部分61的方向与所述组件的相交长度,r如上所定义。 [0055] 图7和8显示了如何确定这些厚度。图8对应于在图7的方框200中所包含的区域的放大。考虑胎体增强件60的主要部分61和胎圈填料120之间的界面。该界面的每一个点离环状增强结构70的径向最内点71相距距离r。如果存在数个环状增强结构的径向最内点,则选择这些点的任意一个作为参考点。对于给定距离r0,通过围绕环状增强结构70的径向最内点71绘制半径r0的圆140,获得所述界面的对应的点65,如图7所示。接着,绘制方向150,所述方向150垂直于胎体增强件60的主要部分61,并穿过所述界面的点65。胎圈填料120的厚度E(r0)对应于方向150与胎圈填料120的相交长度。同样地,由胎圈填料120和外胶条130形成的组件的厚度ET(r0)对应于方向150与该组件的相交长度。如果方向150与卷绕部分62相交,则不考虑卷绕部分62的厚度。 [0056] 在根据本发明的一个实施方案的轮胎中,对于垂直于胎体增强件60的主要部分61的方向150与胎体增强件60的所有相交点65,比值E(r)/ET(r)大于或等于0.3(优选大于或等于0.35)且小于或等于0.5,所述相交点65距离环形增强结构70的径向最内点 71的距离r大于或等于轮胎的径向高度H的10%,且小于或等于轮胎的径向高度H的35%。 [0057] 图9显示了对于两个胎圈几何形状,厚度E(r)作为比值r/H的函数进行变化。几何形状“A”(标记:菱形)对应于根据本发明的一个实施方案的轮胎,如同图5所示的轮胎。几何形状“R”(标记:三角形)对应于参考轮胎,如同图3所示的轮胎。对于两种几何形状,总厚度ET(r)相同。其也在图9中表示(标记:方形)。 [0058] 图10表示对于相同的两种胎圈几何形状的作为比值r/H的函数的比值E(r)/ET(r)。可以看出,对于根据本发明的一个实施方案(几何形状“A”),对于10%至35%之间的所有r/H值,比值E(r)/ET(r)大于或等于0.3且小于或等于0.5,而在相同的r值处参考轮胎(几何形状“R”)的比值低得多。 [0059] 已发现根据本发明的轮胎允许显著改进生产率(相比于参考轮胎+20%)而无任何轮胎耐久性的损失。该改进可特别地通过必须改变半成品的卷轴的频率的降低而得以解释。 |