CN101198482B - 在胎顶中具有单独的胎体部分的高机动性轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种适于在基本放气的条件下继续移动的轮胎，其包括内胎体结构(5)和外胎体结构(6)，增强胎顶(14)，连接所述胎顶(14)的侧壁部分(13)，和胎圈(1)，其中该胎圈(1)还包括有在其内用于锚固胎体结构(5，6)的锚固区域(4)；所述轮胎还包括装备在侧壁(13)的轴向内部中的防暴胎***物(9)，所述增强胎顶(14)装备有至少一个置于所述内胎体结构(5)和所述外胎体结构(6)之间增强帘布线排列布置(10，11)。

Description

在胎顶中具有单独的胎体部分的高机动性轮胎

技术领域

本发明涉及一种轮胎。更确切的说，本发明涉及一种能够在放气条件下继续移动的充气轮胎。

背景技术

这些年来，轮胎制造商已投入了巨大的精力来研发最初的解决方案，其是针对在车轮上最开始使用充气轮胎时所面临的问题，即如何在即使一个或多个轮胎丧失部分或全部气压的情况下使车辆能够持续行驶。几十年来，备胎被认为是唯一的、普遍的解决方案。然后最近，与可能去除备胎有关的相当多的优点变得愈发明显。“高机动性(extended mobility)”概念正在形成。相关的技术允许在刺穿或者气压降低之后，在特定条件下，使用同一轮胎继续行驶。这就允许驾驶者行驶到维修点，而不必在通常有危险的环境中停车换备胎。

现在的机动车市场上主要使用两种主要类型的高机动性技术。一方面，存在自支撑(self-supporting)类型的轮胎(以英文简称ZP，即“零气压(zero pressure)”而闻名)。自支撑轮胎能够在气压降低或者根本无气压的情况下承受负载，这要归功于增强的侧壁，更通常是借助在侧壁中的橡胶材料的***物。

另一方面，是装备有支撑物的车轮，该支持物能够在气压降低而导致侧壁松弛的情况下支撑轮胎胎面的内侧。这种方案有利地与具有底部区域的轮胎相结合，该底部区域能够最小化轮胎从轮缘上滑脱的危险。这种方案的优点在于，在正常条件下、该方法基本上保持驾驶特性无改变。在另一方面，该方法却存在车辆的每个车轮需要附加元件(即支撑物)的缺点。

反观自支撑轮胎，由于高机动性的需要，通常难于提供与普通轮胎相比具有舒适特性和驾驶特性的轮胎。为了在低气压条件下支撑车辆负载，侧壁***物提供有高模量材料，这样通常会降低舒适特性。

发明内容

为了避免上述缺点，本发明提供了一种包括内胎体结构和外胎体结构、两个胎圈、增强胎顶(summit)，和连接所述胎顶的侧壁部分的轮胎；其中每个胎圈具有用于安装在轮胎的设计安装轮缘上的底座，并且每个胎圈径向向上延伸到侧壁部分，所述轮胎适于在基本放气的条件下继续移动，并且包括装备在侧壁轴向内部的防暴胎(runflat)***物，所述增强胎顶装备有至少一个在所述内胎体结构和所述外胎体结构之间的增强帘布线(cord)排列布置，其特征在于所述外胎体结构从所述胎顶区域径向向内延伸到胎肩区域，该处是所述外胎体结构的极限。

这些特征可以提供高机动性轮胎，其中所述胎顶的刚性增加，从而提高在高机动性操作过程中所述胎顶的平度。

同样允许最终金属增强帘布线在轮胎内更深的位置(更接近轮胎空腔)，从而更好地保护这些帘布线。

这些特征也可以提供具有更薄更轻的侧壁***物的高机动性轮胎，从而增加舒适程度。在进一步的变体中，所述增强胎顶包括至少一排沿所述胎顶排列、并从所述外胎体结构径向向外布置的圆周状帘布线。不同的实施例可能具有一排或者两排帘布线。每一排帘布线可以包括一条螺旋缠绕(spirally wounded)帘布线或者多条大致平行的帘布线。该变体提供了胎圈和轮缘之间更好的协作。

在一个优选实施例中，轮胎包括两个胎顶增强帘布线排列布置，其装备有以相对角度放置的帘布线。

在一个变体中，轮胎进一步包括装备在所述内胎体结构和所述外胎体结构之间的第三胎顶增强帘布线排列布置，这样，例如，装备有圆周状帘布线的帘布线排列布置置于与圆周方向基本成零度的角度上。该帘布线可以由金属合金制成。

所述防暴胎***物的弹性材料可以具有4Mpa到9Mpa之间的拉伸模量ME10，更优选的包括在5Mpa到6Mpa之间。

在一个变体中，所述内胎体结构和外胎体结构从所述防暴胎***物轴向向外布置。

在另一个变体中，轮胎包括侧壁内胎体结构***物，其从所述锚固区域向外侧壁的上部、在所述胎体结构之间、沿所述侧壁径向向外延伸，所述侧壁内胎体结构***物材料的拉伸模量ME10比所述防暴胎***物材料的拉伸模量ME10低。

所述侧壁内胎体结构***物的弹性材料可以具有2Mpa到5Mpa的拉伸模量ME10，最优选的是在3Mpa到4Mpa之间。

在又一个变体中，至少一个所述防暴胎***物在所述内胎体结构和外胎体结构之间。

防暴胎***物可以直接接触所述胎体结构的帘布线。

附图说明

以下将参照图1到图4，描述所有的实施方式的细节，其中：

图1示出了根据本发明的防暴胎的一个实施例，其沿通过旋转轴的子午面观测；

图2示出了根据本发明的防暴胎的另一个实施例，其沿通过旋转轴的子午面观测；

图3示出了根据本发明的防暴胎的另一个实施方式，其沿通过旋转轴的子午面观测；

图4示出了根据本发明的防暴胎的另一个变体，其沿通过旋转轴的子午面观测；

具体实施方式

“轴向的”和“轴向地”意思为平行于轮胎旋转轴的线或者方向。

“径向的”和“径向地”意思为朝向或者远离轮胎旋转轴的径向方向。

“关于轴向方向确定的角度”意思为从轮胎内侧轴向和径向向外测量的角度；该角度在0到180度之间。

轮胎的增强装置(armature)或增强件(reinforcement)目前——并且最经常——由一个或多个通常被称为“胎体帘布层(plies)”、“胎冠帘布层”等的帘布层堆叠而成。这种表示增强电枢的方式产生于制造过程，该制造过程包括制造一系列帘布层形式的、装备有通常为纵向帘布线增强细线(thread)的半成品，然后装配或堆叠以形成轮胎原胚。帘布层制造成平的，具有大的尺寸，然后根据给定产品的尺寸被切割。在第一阶段，帘布层也基本上装配成平的。这样制成的轮胎原胚然后成形以采用轮胎的典型环状外形。然后称为“正完成”产品的半成品被应用到原胚上，从而得到准备硫化的产品。

这样一类的“传统”过程包括，特别是对于制造轮胎原胚阶段而言，使用锚固元件(通常是胎圈钢丝)，其用于锚固或者固定轮胎胎圈区域的胎体增强件。这样，在这类过程中，构成胎体增强件的所有帘布层部分(或只是其中一部分)围绕设置在轮胎胎圈中的胎圈钢丝被卷起。这样，胎体增强件就被锚固在胎圈上了。

虽然有各种不同方法来制造帘布层及其装配体，但是在轮胎制造工业中对这类传统过程的普遍采用已使本领域技术人员使用反映这一过程的词汇；因此被广泛接受的术语具体包括术语“帘布层”、“胎体”、“胎圈钢丝”、“成形”等，表示从平直外形变为环状外形等。

但是，严格地讲，现在的轮胎不包括根据前面定义的“帘布层”或“胎圈钢丝”。例如，文件EP 0582196描述了不使用帘布层形式的半成品而制造的轮胎。例如，不同增强结构的帘布线被直接用于橡胶混合物的相邻层，然后再被整体应用于环形胎芯的后续层，该环形胎芯的形状使得可以直接获得与所制造的轮胎的最终外形相近的外形。因此，在这种情况下，就不再存在任何“半成品”、或“帘布层”，或“胎圈钢丝”。底座产品，例如橡胶混合物和帘布线或细丝(filament)形式的增强细线，被直接应用于胎芯。当该胎芯是环形时，就不再需要定形原胚以使其从平直外形变成环状外形了。

而且，该文件中描述的轮胎的实施方式的一些实施例也没有胎体帘布层绕胎圈钢丝的“传统的”卷起(upturn)。在这些实施例中，这类锚固方式被在所述侧壁增强结构相邻的位置布置圆周状细丝、然后再全部嵌于锚固或粘合的橡胶混合物中的排列布置所代替。

还有一些利用半成品在环形胎芯上装配的过程，尤其适于快速、有效和简便地在中央胎芯上布设。最后，也可以利用既包含用于生产某些构造方面(例如帘布层、胎圈钢丝等)的某些半成品、反之又通过直接应用混合体和/或细丝或条(strip)形式的增强细线来制造其他部分两者的混合形式。

在本文中，考虑到最近产品制造和设计领域中的技术发展，传统术语例如“帘布层”、“胎圈钢丝”等被中性术语或独立于所采用的过程类型的术语有利地代替。因此，术语“胎体结构”有效表示传统过程中的胎体帘布层的增强帘布线，以及相应帘布线，其中该相应帘布线通常应用于依据一种过程而不是半成品制造出的轮胎的胎圈、侧壁和胎顶位置(level)。术语“锚固区域”对于其部分，同样可表示围绕传统过程的胎圈钢丝的胎体帘布层的“典型”卷起，或由圆周状细丝、橡胶合成物以及通过使用应用到环形胎芯上的过程而制造的底部区域的相邻侧壁增强部分而形成的装配体。

在本说明书中，术语“帘布线”非常概括地表示单丝和多丝，或是例如缆线(cable)、帘布纱(plied yam)的装配体，或是可选的任何等效装配物，并且与帘布线的材料或者处理方式无关。这可以，例如，包括表面处理、涂层或者填孔处理(pre-sizing)，从而促进它们与橡胶的粘合。“单一帘布线(unitary cord)”的表述表示由单一元件形成的帘布线，而无需装配。相反，术语“多丝”表示用于形成缆线、帘布纱等的至少两个单一元件的装配体。

“帘布线的特性”被理解为，例如，它的尺寸、它的成分、它的特性和机械特性(特别是它的模量)，它的化学特性和性质，等等。

在本说明书中，帘布线和结合橡胶层之间的“接触”可以理解为以下事实，即帘布线的外部圆周的至少一部分紧密接触构成结合橡胶的橡胶合成物。

通常，已知胎体帘布层绕胎圈钢丝向上卷起。之后，胎圈钢丝实现胎体锚固功能。从而，它特别要承受例如膨胀压力作用下在胎体帘布线内产生的张力。本文描述的排列布置能够提供相似的锚固功能。同样已知，使用传统类型的胎圈钢丝以在轮缘上实现紧固(clamp)胎圈的功能。根据本发明，任何锚固方式都可以被使用。

“侧壁”是指位于胎冠和胎圈之间、通常具有低弯曲强度的轮胎部分。“侧壁混合物”是指轴向位于胎体增强结构的帘布线及它们的结合橡胶的相对外侧的橡胶混合物。这些混合物通常具有低弹性模量。

“胎圈”是指径向内侧临近侧壁的轮胎部分。

橡胶合成物的“拉伸模量ME10”被理解为，根据标准ASTM D 412、在23℃测量的10％量级的单轴拉伸形变所得到的正切(secant)拉伸模量。

作为提醒，“径向向上”或者“径向上部”或者“径向外侧”表示指向最大半径。

当其帘布线布置为90°，或者根据使用的术语为接近90°的角度，增强件或增强结构或胎体结构将被描述为径向的。

如图1所示，本发明的轮胎包括装备在座(seat)12上的胎圈1，所述座12特别适于安装在轮胎安装轮缘上。胎圈基本径向地延伸到侧壁13。轮胎包括内胎体结构5，从胎圈延伸到胎圈，或者在两个一半结构之间留下空隙，例如在所述胎顶的基本中间部分。胎体结构5的径向最内部范围在胎圈1的锚固区域2中结束。在图1所示的实施例中，胎体结构没有围绕胎圈胎芯或者其它胎圈增强件卷起。换言之，对于每一个小于轮胎大圆(equator)的径向位置而言，每一个确定胎体结构外形的轴向坐标具有唯一的径向位置。通过胎圈增强件3在胎圈部分锚固胎体结构。这种增强件的优选实施例包括帘布线排列布置4，所述帘布线排列布置4装备有至少一个基本圆周定向的帘布线，其在至少一侧与胎体结构侧向相接。在该例子中，“锚固”在胎圈部分的意思是，通过胎体增强结构与帘布线排列布置的侧向粘结而不是环绕传统的胎圈胎芯，在轮胎的充气或者放气使用过程中，帘布线排列布置阻止胎体结构中拉力的产生。

锚固区域4的机械特性可以在使用优选具有相对高的弹性模量的弹性胎圈填充物(filler)而被优化。其它具有传统类型锚固部分的实施例同样在本发明范围内，其中该锚固部分包括围绕胎圈胎芯而卷起的胎体结构。

轮胎进一步包括外胎体结构6，其装备在内胎体结构5之外。在第一实施例中，如图1所示，以与内胎体结构相似的方式，外胎体结构同样被锚固在锚固区域2中。内胎体结构和外胎体结构沿基本上平行的路径沿侧壁和胎顶延伸。在一个变体中，如图3所示，外胎体结构6从所述胎顶区域径向向内延伸到胎肩区域。之后，该外胎体结构止于胎肩区域，该处为其极限。这样，外胎体结构在侧壁部分中不再径向向内延伸。该变体使得提供了一种在胎顶部分具有所需的机械特性的更轻的产品。

本发明的轮胎适用于在基本放气的条件下继续移动的操作。为了得到这些特性，防暴胎***物9装备在每个侧壁13的轴向内部。所述防暴胎***物的弹性材料具有4Mpa到9Mpa之间的拉伸模量ME10，以及更优选为5Mpa到6Mpa之间的拉伸模量ME10。防暴胎***物可以直接接触所述胎体结构的帘布线。在图1、2和3所示的实施例中，防暴胎***物9相对于内胎体结构5和外胎体结构6而轴向向内装备。在图4所示的变体中，防暴胎***物9装备在胎体结构5和6之间。

胎顶14包括已知类型的增强件层，例如，如图所示，可以装备有至少两个胎顶增强帘布线排列布置10和11，所述帘布线排列方式10和11以已知方式装备有关于圆周方向的相对角度(例如20到70度)布置的帘布线。根据本发明，胎顶增强帘布线置于内胎体结构5和外胎体结构6之间。为此，为了提供足够空间来设置胎顶增强元件，内胎体空间优选地从胎肩到胎顶增大。

轮胎可以进一步包括第三胎顶增强帘布线排列布置20，其也优选地装备于所述内胎体结构5和外胎体结构6之间。这样的排列布置20可以装备有圆周状帘布线，其相对圆周方向以大致零度角布置。这样的帘布线可以由金属合金制成。

如图2中的例子所示，两个胎顶增强帘布线排列布置10或11中的任何一个，和或零度角帘布线排列布置20，也可以装备在胎顶区域的内胎体空间之外，例如两个胎体结构的径向内侧或者径向外侧。在另一个变体中，其它的增强元件可以装备在两个胎体结构之间，或者内胎体空间之外。

轮胎可以进一步包括，沿所述胎体结构5和6之间的所述侧壁、从所述锚固区域1到所述外侧壁上部延伸的侧壁内胎体结构***物16。在另一个实施例中，内胎体空间填充有已知类型的侧壁弹性材料，优选具有低模量。

所述侧壁内胎体结构***物材料的拉伸模量ME10优选低于所述防暴胎***物材料的拉伸模量ME10。例如，所述侧壁内胎体结构***物的弹性材料的拉伸模量ME10优选在2Mpa到5Mpa之间，最优选的是在3Mpa到4Mpa之间。

内侧壁和外侧壁装备有具有不同形状、不同尺寸、不同材料、或其不同结合的，提供不对称防暴胎***物配置的防暴胎***物9。

为了尽可能准确地放置增强帘布线，在刚性支撑上建造轮胎是十分有利的，例如具有内部空腔形状的刚性胎芯。轮胎的所有组件(直接置于它们的最终位置)根据最终结构所需的顺序应用在胎芯上，而无需承受在建造的任何时刻的成形。这样，轮胎可以用US 4,895,692中的方式铸造和硫化。

当本发明以上述实施例的组合进行描述时，很多可选方案、修正、变体在上述内容的启示下对于本领域技术人员而言是明显的。因此，本发明的目的在于在权利要求的范围和精神内涵盖所有这些可选方案、修正、变体。

Claims (7)

1.一种轮胎，包括：内胎体结构(5)和外胎体结构(6)，两个胎圈(1)，其中每个胎圈具有用于安装在轮胎的设计安装轮缘上的底座，且每个胎圈径向向上延伸到侧壁部分(13)，增强胎顶(14)，连接所述增强胎顶(14)的所述侧壁部分(13)，所述轮胎适于在基本放气的条件下继续移动，并且该轮胎包括装备在所述侧壁部分(13)的轴向内部的防暴胎***物(9)，所述增强胎顶(14)装备有至少一个在所述内胎体结构(5)和所述外胎体结构(6)之间的增强帘布线排列布置(10，11)，其特征在于所述外胎体结构(6)从所述胎顶区域径向向内延伸到胎肩区域，所述胎肩区域所在处为所述外胎体结构(6)的极限。

2.如权利要求1所述的轮胎，其中所述增强胎顶包括至少一排圆周状帘布线，其沿所述胎顶排列、并从所述外胎体结构(6)径向向外布置。

3.如上述权利要求中的任何一项所述的轮胎，包括两个胎顶增强帘布线排列布置(10，11)，其装备有以相对角度放置的帘布线。

4.如权利要求3所述的轮胎，进一步包括第三胎顶增强帘布线排列布置，其装备在所述内胎体结构(5)和外胎体结构(6)之间。

5.如权利要求1所述的轮胎，其中所述防暴胎***物(9)的弹性材料的拉伸模量ME10在4Mpa到10Mpa之间。

6.如权利要求1所述的轮胎，其中所述防暴胎***物(9)的弹性材料的拉伸模量ME10在5Mpa到6Mpa之间。

7.如权利要求1所述的轮胎，其中所述内胎体结构和外胎体结构(5，6)从所述防暴胎***物(9)轴向向外布置。

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