具有改進胎圈的輪胎的制作方法
【專利摘要】一種輪胎，包括兩個胎圈(20)，所述胎圈(20)包括胎圈線(70)；胎體(60)，所述胎體(60)通過卷邊圍繞所述兩個胎圈線錨固；小高度的短粗填料(110)；金屬的胎側(cè)加硬增強件(140)；柔性橡膠混合物的外部條帶(170)，所述外部條帶(170)在軸向上設(shè)置在所述胎體(60)和所述填料(110)的外側(cè)；和橡膠混合物的保護層(160)，其中由所述加硬增強件和所述外部條帶形成的組件具有厚度EB(R)并且所述保護層(160)具有厚度EE(R)，R為相對于所述胎圈線(70)的所述徑向最內(nèi)點(71)的距離，并且其中所述厚度EB(R)和EE(R)滿足一系列幾何條件。
【專利說明】具有改進胎圈的輪胎

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于客運車輛的輪胎，特別是涉及這些輪胎的胎圈。

【背景技術(shù)】
[0002] 減少由車輛排放的溫室氣體是目前的車輛制造商面臨的主要挑戰(zhàn)之一。輪胎是 可以通過減少滾動阻力取得進展的重要領(lǐng)域，因為滾動阻力對車輛的燃料消耗具有直接影 響。正如例如由米其林公司近來引入市場的Energy? Saver輪胎享有的巨大成功所證實， 已經(jīng)取得了明顯進展。所使用的技術(shù)實現(xiàn)了在混合循環(huán)中每IOOkm節(jié)約幾乎0. 21燃料，這 等同于每km減少了幾乎4g CO2。這對應(yīng)于在車輛的壽命中約一噸0)2未被排入大氣。
[0003] 考慮到原油成本可預(yù)計的增加和消費者日益增長地意識到生態(tài)問題，需要繼續(xù)工 作以期減少輪胎的滾動阻力。
[0004] 由胎圈和輪胎胎側(cè)的徑向內(nèi)部形成的組件是結(jié)構(gòu)對輪胎的滾動阻力具有非常明 顯影響的輪胎部件之一。其具有許多功能：其吸收胎體增強件的張力并且將輪胎所經(jīng)受的 負(fù)載從胎側(cè)傳遞至輪輞。其因此從輪輞引導(dǎo)輪胎的胎冠。其對輪胎操作性的影響是巨大的， 特別是當(dāng)輪胎嚴(yán)重負(fù)載時。所有這些功能通常通過組合增強件（包括胎圈線和圍繞該胎圈 線的胎體增強件的卷邊）和由橡膠混合物制成的"填料"而獲得。待實現(xiàn)的剛度（特別是 用于引導(dǎo)胎冠的剛度）和所期待的耐久性之間的折中通常造成輪胎設(shè)計者使胎體增強件 遵循一定路徑并且使用龐大（高和/或厚）和剛性的填料。在該幾何形狀的底側(cè)，特別是 在填料中，具有明顯的滯后損失。填料的加硬作用特別施加在遠(yuǎn)離胎圈的區(qū)域中，因此需要 甚至更龐大的填料并因此造成甚至更大的滯后損失。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的之一是提供用于客運車輛的輪胎，所述輪胎具有極低的滾動阻力同 時具有令人滿意的側(cè)偏剛度。
[0006] 通過為輪胎的胎圈賦予特定的幾何形狀并且通過金屬增強元件的巧妙設(shè)置從而 實現(xiàn)該目的。
[0007] 更特別地，通過一種輪胎實現(xiàn)該目的，所述輪胎包括：
[0008] 兩個胎圈，其被設(shè)計成與安裝輪輞接觸，每個胎圈包括至少一個環(huán)形增強結(jié)構(gòu)，所 述環(huán)形增強結(jié)構(gòu)具有徑向最內(nèi)點；
[0009] 兩個胎側(cè)，其在徑向上向外延伸所述胎圈，所述兩個胎側(cè)在胎冠中會合，所述胎冠 包括由胎面覆蓋的胎冠增強件；
[0010] 至少一個徑向胎體增強件，其從所述胎圈延伸通過所述胎側(cè)直至所述胎冠，所述 胎體增強件包括多個胎體增強元件，所述胎體增強元件嵌入至少一種第一橡膠混合物中， 所述胎體增強件通過圍繞所述環(huán)形增強結(jié)構(gòu)卷繞而錨固在所述兩個胎圈中從而在每個胎 圈中形成主要部分和卷繞部分，每個卷繞部分在徑向上向外延伸直至端部，所述端部位于 離所述胎圈環(huán)形增強結(jié)構(gòu)的所述徑向最內(nèi)點的徑向距離DRE處，所述徑向距離DRE大于或 等于所述輪胎的徑向高度H的5%并且小于或等于所述輪胎的徑向高度H的20% (并且 優(yōu)選大于或等于所述輪胎的徑向高度H的7%并且小于或等于所述輪胎的徑向高度H的 18% )；
[0011] 其中至少一個（并且優(yōu)選每個）胎圈包括由至少一種第二橡膠混合物制成的填 料，所述第二橡膠混合物具有大于或等于40并且小于或等于60MPa的彈性模量，所述填料 至少部分地在徑向上位于所述環(huán)形增強結(jié)構(gòu)的外側(cè)并且至少部分地位于所述胎體增強件 的所述主要部分和所述卷繞部分之間，所述填料在徑向上延伸直至離所述胎圈環(huán)形增強結(jié) 構(gòu)的所述徑向最內(nèi)點的徑向距離DBE處，所述徑向距離DBE小于或等于輪胎的徑向高度H 的 10% ;
[0012] 其中所述填料具有軸向厚度E(r)，該厚度對應(yīng)于所述填料與直線的交叉的長度， 所述直線平行于所述輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線并且在離所述環(huán)形增強結(jié)構(gòu)的徑向最內(nèi)點的徑向距 離r處與所述填料交叉，其中所述厚度E(r)改變使得在所述輪胎的徑向高度H的0%和 10 %之間的距離r的范圍內(nèi)，在所述輪胎的徑向高度H的至少3 %上，厚度變化^為負(fù) or 值并且其絕對值大于或等于〇. (并且優(yōu)選地，在所述輪胎的徑向高度H的至少1. 5 % 上，厚度變化^為負(fù)值并且其絕對值大于或等于lmm/mm); or
[0013] 其中延伸所述輪胎的所述至少一個胎圈的所述胎側(cè)進一步包括由多個金屬增強 元件形成的加硬增強件，所述金屬增強元件嵌入至少一種第三橡膠混合物中并且相對于周 向方向以小于或等于10度的角度取向，所述加硬增強件在每個徑向截面中具有徑向內(nèi)端 部和徑向外端部，使得 ：
[0014] (i)在所述環(huán)形增強結(jié)構(gòu)的所述徑向最內(nèi)點和所述加硬增強件的所述徑向內(nèi)端部 之間的徑向距離DAI大于或等于輪胎的徑向高度H的5%并且小于或等于輪胎的徑向高度 H 的 15% ;
[0015] (ii)在所述環(huán)形增強結(jié)構(gòu)的所述徑向最內(nèi)點和所述加硬增強件的所述徑向外端 部之間的徑向距離DAE大于或等于輪胎的徑向高度H的20 %并且小于或等于輪胎的徑向高 度H的40% (并且優(yōu)選大于或等于輪胎的徑向高度H的25 %并且小于或等于輪胎的徑向 高度H的35% );
[0016] 其中所述至少一個胎圈進一步包括外部條帶，所述外部條帶在軸向上設(shè)置在所述 胎體增強件和所述填料的外側(cè)，每個外部條帶從所述外部條帶的徑向內(nèi)端部延伸直至徑向 外端部，所述外部條帶的徑向內(nèi)端部位于離所述胎圈環(huán)形增強結(jié)構(gòu)的所述徑向最內(nèi)點的距 離DRI處，DRI小于或等于輪胎的徑向高度H的20%，在所述外部條帶的所述徑向外端部 和所述外部條帶的所述徑向內(nèi)端部之間的徑向距離DRL大于或等于輪胎的徑向高度H的 25%，并且所述外部條帶由至少一種第四橡膠混合物制成，所述第四橡膠混合物具有小于 或等于15MPa的彈性模量G'和滿足如下的粘性模量G" ：
[0017] G" [MPa]彡 0· 2 · G，[MPa] - 0· 2MPa，
[0018] 所述彈性模量和粘性模量在23°C下測得；
[0019] 其中由所述加硬增強件和所述外部條帶形成的組件具有厚度EB(R),該厚度對應(yīng) 于垂直于所述胎體增強件的所述主要部分的方向與所述組件的交叉的長度，R表示垂直于 所述胎體增強件的所述主要部分的所述方向與所述胎體增強件的交叉和所述環(huán)形增強結(jié) 構(gòu)的所述徑向最內(nèi)點分開的距離，其中所述厚度EB(R)改變使得：
[0020] (i)在所述輪胎的高度H的10和20%之間的距離r的范圍內(nèi)，在至少5%的所述 輪胎的高度H上，厚度變化

【權(quán)利要求】
1. 一種輪胎，包括： 兩個胎圈（20)，其被設(shè)計成與安裝輪輞（5)接觸，每個胎圈包括至少一個環(huán)形增強結(jié) 構(gòu)（70)，所述環(huán)形增強結(jié)構(gòu)（70)具有徑向最內(nèi)點（71); 兩個胎側(cè)（30)，其在徑向上向外延伸所述胎圈，所述兩個胎側(cè)在胎冠（25)中會合，所 述胎冠（25)包括由胎面（40)覆蓋的胎冠增強件； 至少一個徑向胎體增強件（60)，其從所述胎圈延伸通過所述胎側(cè)直至所述胎冠，所述 胎體增強件包括多個胎體增強元件，所述胎體增強元件嵌入至少一種第一橡膠混合物中， 所述胎體增強件通過圍繞所述環(huán)形增強結(jié)構(gòu)卷繞而錨固在所述兩個胎圈中從而在每個胎 圈中形成主要部分￠2)和卷繞部分￠3)，每個卷繞部分在徑向上向外延伸直至端部（64)， 所述端部（64)位于離所述胎圈環(huán)形增強結(jié)構(gòu)的所述徑向最內(nèi)點的徑向距離DRE處，所述徑 向距離DRE大于或等于所述輪胎的徑向高度H的5%并且小于或等于所述輪胎的徑向高度 H 的 20% ; 其中至少一個胎圈包括由至少一種第二橡膠混合物制成的填料（110)，所述第二橡膠 混合物具有大于或等于40并且小于或等于60MPa的彈性模量，所述填料至少部分地在徑向 上位于所述環(huán)形增強結(jié)構(gòu)的外側(cè)并且至少部分地位于所述胎體增強件的所述主要部分和 所述卷繞部分之間，所述填料在徑向上延伸直至離所述胎圈環(huán)形增強結(jié)構(gòu)的所述徑向最內(nèi) 點的徑向距離DBE處，所述徑向距離DBE小于或等于輪胎的徑向高度H的10% ; 其中所述填料具有軸向厚度E(r)，該厚度對應(yīng)于所述填料與直線（200)的交叉的長 度，所述直線（200)平行于所述輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線（3)并且在離所述環(huán)形增強結(jié)構(gòu)的徑向最 內(nèi)點的徑向距離r處與所述填料交叉，其中所述厚度E (r)改變使得在所述輪胎的徑向高度 H的0%和10 %之間的距離r的范圍內(nèi)，在所述輪胎的徑向高度H的至少3 %上，厚度變化 為負(fù)值并且其絕對值大于或等于〇. ; or 其中延伸所述輪胎的所述至少一個胎圈的所述胎側(cè)進一步包括由多個金屬增強元件 形成的加硬增強件（140)，所述金屬增強元件嵌入至少一種第三橡膠混合物中并且相對于 周向方向以小于或等于10度的角度取向，所述加硬增強件在每個徑向截面中具有徑向內(nèi) 端部（141)和徑向外端部（142)，使得： (i) 在所述環(huán)形增強結(jié)構(gòu)的所述徑向最內(nèi)點和所述加硬增強件的所述徑向內(nèi)端部之間 的徑向距離DAI大于或等于輪胎的徑向高度H的5%并且小于或等于輪胎的徑向高度H的 15% ； (ii) 在所述環(huán)形增強結(jié)構(gòu)的所述徑向最內(nèi)點和所述加硬增強件的所述徑向外端部 (142)之間的徑向距離DAI大于或等于輪胎的徑向高度H的20%并且小于或等于輪胎的徑 向高度H的40% ; 其中所述至少一個胎圈進一步包括外部條帶（170)，所述外部條帶（170)在軸向上 設(shè)置在所述胎體增強件和所述填料的外側(cè)，每個外部條帶從所述外部條帶的徑向內(nèi)端部 (171)延伸直至徑向外端部（172)，所述外部條帶的所述徑向內(nèi)端部（171)位于離所述胎圈 環(huán)形增強結(jié)構(gòu)的所述徑向最內(nèi)點的距離DRI處，DRI小于或等于輪胎的徑向高度H的20%， 在所述外部條帶的所述徑向外端部和所述外部條帶的所述徑向內(nèi)端部之間的徑向距離DRL 大于或等于輪胎的徑向高度H的25%，并且所述外部條帶由至少一種第四橡膠混合物制 成，所述第四橡膠混合物具有小于或等于15MPa的彈性模量G'和滿足如下的粘性模量G" ： G" [MPa]彡 0· 2 · G' [MPa] - 0· 2MPa， 所述彈性模量和粘性模量在23°下測得； 其中由所述加硬增強件和所述外部條帶形成的組件具有厚度EB (R)，該厚度對應(yīng)于垂 直于所述胎體增強件的所述主要部分的方向與所述組件的交叉的長度，R表示垂直于所述 胎體增強件的所述主要部分的所述方向與所述胎體增強件的交叉和所述環(huán)形增強結(jié)構(gòu)的 所述徑向最內(nèi)點分開的距離，其中所述厚度EB(R)改變使得： ⑴在所述輪胎的高度H的10和20%之間的距離r的范圍內(nèi)，在至少5%的輪胎的高度 H上，厚度變化為負(fù)值并且其絕對值大于或等于0. Omm/mm并且小于或等于0. Imm/ υΚ mm, (ii) 在所述輪胎的高度H的15和25%之間的距離r的范圍內(nèi)，在至少2%的輪胎的高 度H上，厚度變化^為正值并且其絕對值大于或等于0. 20mm/mm， cR (iii) 在所述輪胎的高度H的25和45%之間的距離r的范圍內(nèi)，在至少4%的輪胎的 高度H上，厚度變化為負(fù)值并且其絕對值大于或等于0. 25mm/mm， OK 其中由至少一種第五橡膠混合物形成的保護層（160)在軸向上設(shè)置在所述外部條 帶的外側(cè)，該保護層具有厚度EE(R)，該厚度對應(yīng)于垂直于所述外部條帶的軸向外部輪 廓（175)的方向與所述保護層的交叉的長度，其中所述厚度EE(R)改變使得對于在R = rEE(R) RI+0. 20 · (RE-RI)和R = RI+0. 885 · (RE-RI)之間的R值，厚度變化二 大于或等 c;R 于-0. 20mm/mm并且小于或等于0. 20mm/mm，其中"RI"表示對應(yīng)于所述外部條帶的所述徑向 內(nèi)端部的值而"RE"表示對應(yīng)于所述外部條帶的所述徑向外端部的值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎，其中所述徑向距離DRE大于或等于所述輪胎的徑向高 度H的7%并且小于或等于所述輪胎的徑向高度H的18%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1和2中任一項所述的輪胎，其中所述填料（110)具有軸向厚度E(r)， 該軸向厚度對應(yīng)于所述填料與直線（200)的交叉的長度，所述直線（200)平行于所述輪胎 的旋轉(zhuǎn)軸線（3)并且在離所述環(huán)形增強結(jié)構(gòu)（70)的所述徑向最內(nèi)點（71)的徑向距離r處 與所述填料交叉，其中所述軸向厚度E(r)改變使得在所述輪胎的徑向高度H的0%和10% _ cE(r) 之間的距離r的范圍內(nèi)，在至少1. 5 %的輪胎的徑向高度H上，軸向厚度變化一^為負(fù)值 or 并且其絕對值大于或等于lmm/mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的輪胎，其中在任何徑向截面中，所述外部條帶 (170)的所述徑向外端部（172)在徑向上位于所述加硬增強件（140)的所述徑向外端部 (142)的外側(cè)，使得分開這些端部的徑向距離DD小于或等于8mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的輪胎，其中分開這些端部（172、142)的徑向距 離DD小于或等于5mm。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的輪胎，其中在所述環(huán)形增強結(jié)構(gòu)（70)的所述徑 向最內(nèi)點（71)和所述加硬增強件（140)的所述徑向外端部（142)之間的徑向距離DAE大 于或等于所述輪胎的徑向高度H的25 %并且小于或等于所述輪胎的徑向高度H的35%。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的輪胎，其中在所述輪胎的高度H的25和45% 之間的距離r的范圍內(nèi)，在至少4%的輪胎的高度H上，厚度變化為負(fù)值并且其絕對 or 值大于或等于〇. 30mm/mm。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的輪胎，其中在任何徑向截面中，分開所述胎體 (60)的增強元件和所述加硬增強件（140)的金屬增強元件的橡膠混合物的厚度（EX)在所 有點處大于或等于0. 8mm。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的輪胎，所述輪胎被設(shè)計成安裝至安裝輪輞（5)， 所述安裝輪輞（5)包括形成輪輞座的部分和在徑向上在所述輪輞座的外側(cè)的基本上圓形 輪廓的輪輞凸緣￠)，其中當(dāng)所述輪胎安裝至其安裝輪輞上時，所述加硬增強件的所述徑向 外端部（142)位于直線J2上，所述直線J2經(jīng)過所述輪輞凸緣的輪廓的中心J并且與軸向 方向形成沿軸向向內(nèi)且沿徑向向外打開的角度α，所述角度α大于或等于90°并且小于 或等于120°。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的輪胎，其中所述角度α大于或等于100°并且小于或等于 115。。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項所述的輪胎，其中所述加硬增強件由多個不連續(xù)的 增強元件制成，這些增強元件設(shè)置在與所述輪胎的所述旋轉(zhuǎn)軸線同軸的多個圓環(huán)（C、C1、 C2)中。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項所述的輪胎，其中所述加硬增強件由長度為LO的多 個不連續(xù)的增強元件（145、146、147)制成，這些增強元件設(shè)置在與安裝在其輪輞上的所述 輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線（3)同軸的多個圓環(huán)（C、C1、C2)中，每個圓環(huán)由相對于所述旋轉(zhuǎn)軸線測得 的平均半徑（R、R1、R2)限定，位于半徑R的圓環(huán)C上的長度為LO的每個不連續(xù)的增強元件 (145)分別在聯(lián)接長度Lll和L12上機械聯(lián)接至位于半徑Rl的圓環(huán)Cl上的兩個不連續(xù)的 增強元件（146、147)，所述半徑Rl小于所述半徑R，所述圓環(huán)Cl與圓環(huán)C直接相鄰，其中所 述聯(lián)接長度Lll和L12滿足如下關(guān)系式1. 5彡K彡4,其中K = (1-L12/L0V(1-L11/L0)， 并且Lll被認(rèn)為是大于或等于L12。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的輪胎，其中： (a) 位于半徑R的圓環(huán)C上的長度為LO的每個不連續(xù)的增強元件（145)在聯(lián)接長度 Lll和L12上機械聯(lián)接至位于半徑Rl的圓環(huán)Cl上的兩個不連續(xù)的增強元件（146)，所述圓 環(huán)Cl與圓環(huán)C直接相鄰，所述聯(lián)接長度Lll大于或等于LO的55%并且小于或等于LO的 75 %，并且所述聯(lián)接長度L12大于或等于LO的10 %并且小于或等于LO的30 % ; (b) 位于半徑R的圓環(huán)C上的長度為LO的每個不連續(xù)的增強元件（145)在聯(lián)接長度 L21和L22上機械聯(lián)接至位于半徑R2的圓環(huán)C2上的兩個不連續(xù)的增強元件（147)，所述圓 環(huán)C2與圓環(huán)Cl直接相鄰，所述聯(lián)接長度L21大于或等于LO的20%并且小于或等于LO的 40%，并且所述聯(lián)接長度L22大于或等于LO的45%并且小于或等于LO的65%。
【文檔編號】B60C15/06GK104520121SQ201380040952
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月3日
【發(fā)明者】F·布儒瓦 申請人:米其林集團總公司, 米其林研究和技術(shù)股份有限公司