CN104136239A - 具有改进胎圈和安装轮辋的轮胎组件 - Google Patents

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Abstract

一种组件，组件包括轮胎(10)和安装轮辋(5)，轮胎包括：两个胎圈(20)，每个胎圈包括至少一个环形增强结构(70)，和胎体增强件(60)，胎体增强件(60)通过卷边而锚固在两个胎圈中，其中每个胎圈包括由橡胶组合物形成的填料(110)，填料沿径向延伸直至离胎圈的环形增强结构的径向最内点的径向距离DBE，径向距离DBE小于或等于轮胎的径向高度H的10％，轮胎的至少一个胎侧进一步包括加硬增强件(140)，加硬增强件(140)由多个金属增强元件(145、146、147)形成，金属增强元件(145、146、147)以相对于周向方向的小于或等于10度的角度定向，加硬增强件以这样的方式设置使得在环形增强结构的径向最内点(71)和加硬增强件的径向最外端(142)之间的距离DAE大于或等于高度H的20％且小于或等于高度H的40％，并且在环形增强结构的径向最内点(71)和加硬增强件的径向最内端(141)之间的距离DAI小于或等于高度H的20％。

Description

具有改进胎圈和安装轮辋的轮胎组件
技术领域
本发明涉及用于客运车辆的轮胎，特别是这些轮胎的胎圈。
背景技术
在运输领域中减少温室气体的排放是车辆制造商目前所面临的主要挑战之一。已经在轮胎中通过降低滚动阻力取得了大量进步，因为滚动阻力对车辆的燃料消耗具有直接影响。已经实现了显著进步，并且例如近来由Michelin销售的EnergyTM Saver轮胎的巨大成功证明了该显著进步。所采用的技术允许在混合循环中节省约0.2l燃料/100km，代表约4g CO2的减少/km。在车辆的寿命中，这对应于约一吨CO2没有释放至大气。
考虑到可预见的原油价格升高和消费者日益增长的经济意识，有必要继续努力降低轮胎的滚动阻力。
由胎圈和轮胎胎侧的径向内侧部分形成的组件是结构对于轮胎的滚动阻力具有非常明显影响的轮胎部件之一。其具有多个作用：其吸收胎体增强件中的张力并且将施加至轮胎的负载从胎侧传递至轮辋。因此其从轮辋引导轮胎的胎冠。其对轮胎抓地性的影响是显著的，特别是当轮胎高度负载时。所有这些功能通常通过增强件(包括胎圈线和围绕该胎圈线的胎体增强件的卷边)和由橡胶组合物制成的“填料”的组合而进行。待实现的刚度(特别是用于引导胎冠)和所期待的耐久性之间的折中通常意味着计划胎体增强件的一定路径并且使用庞大(高和/或厚)和刚性的填料。在该几何形状的底侧，特别是在填料中，具有显著的滞后损失。填料的加硬作用特别施加在远离胎圈的区域中，因此甚至更庞大的填料需要承担甚至更大的滞后损失。
在寻找用于客运车辆的具有非常低的滚动阻力的轮胎时，本申请人公司提出一种轮胎，其中填料的体积尽可能地减小并且其中通过具有极低滞后性的增强件提供加硬功能。例如在文献WO 2011/067211中公开的轮胎。
尽管所述轮胎允许在滚动阻力和侧偏刚度之间的出色的折中，其在耐久性方面未达到期望。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于客运车辆的具有极低滚动阻力连同良好耐久性的轮胎。
通过尽可能地减少引入金属增强元件的压缩和位于这些增强元件附近的橡胶组合物所经受的剪切从而实现所述目的。
更特别地，通过一种组件实现该目的，所述组件包括轮胎和合适的安装轮辋，所述轮胎包括：
两个胎圈，所述胎圈旨在与所述安装轮辋接触，每个胎圈包括至少一个环形增强结构，每个环形增强结构具有轴向最内点，两个环状增强结构限定所述轮胎的中平面，所述中平面垂直于所述轮胎的所述旋转轴线并且与每个胎圈的所述环形增强结构等距设置；
两个胎侧，所述胎侧沿径向向外延伸所述胎圈，所述两个胎侧在胎冠中会合，所述胎冠包括胎冠增强件，所述胎冠增强件包括两个帘布层，每个帘布层包括增强元件并且在所述胎冠的宽度的至少一部分上彼此接触，该部分在两个接触端部之间在所述轮胎的所述中平面的每一侧上延伸，所述胎冠增强件被胎面覆盖；
至少一个胎体增强件，所述胎体增强件从所述胎圈延伸通过所述胎侧直至所述胎冠，所述胎体增强件包括多个胎体增强元件并且通过围绕所述环形增强结构的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线股和卷边，每个卷边沿径向向外延伸直至端部，所述端部位于离所述胎圈的所述环形增强结构的所述径向最内点的径向距离DRE处，所述径向距离DRE大于或等于所述轮胎的径向高度H的5％且小于或等于所述轮胎的径向高度H的20％。
每个胎圈包括由橡胶组合物形成的填料，所述填料至少部分地沿径向位于所述环形增强结构的外侧并且至少部分地位于所述胎体增强件的主要线股和卷边之间，所述填料沿径向延伸直至离所述胎圈的所述环形增强结构的所述径向最内点的径向距离DBE，所述径向距离DBE小于或等于所述轮胎的径向高度H的10％。
所述轮胎的至少一个胎侧进一步包括加硬增强件，所述加硬增强件具有径向内端部和径向外端部，所述加硬增强件由多个金属增强元件形成，所述金属增强元件以相对于周向方向的小于或等于10度的角度定向，该加硬增强件以这样的方式设置使得在所述环形增强结构的所述径向最内点和所述加硬增强件的所述径向外端部之间的距离DAE大于或等于所述轮胎的径向高度H的20％且小于或等于所述轮胎的径向高度H的40％，并且在所述环形增强结构的所述径向最内点和所述加硬增强件的所述径向内端部之间的距离DAI大于或等于所述轮胎的径向高度H的5％且小于或等于所述轮胎的径向高度H的15％。
橡胶组合物的部分沿轴向设置在所述加硬增强件的外侧，垂直于所述加硬增强件测得的该橡胶组合物的部分的厚度E2在所有点处大于或等于1.2mm。
在根据本发明的组件的轮胎中，在D1表示每个接触端部和所述轮胎的所述中平面之间的轴向距离并且D2为所述环形增强结构的所述轴向最内点和所述轮胎的所述中平面之间的轴向距离的情况下，比例D2/D1大于或等于1，当所述轮胎安装在所述安装轮辋上并且充气至其工作压力时测量所述距离D1和D2。“接触端部”确定如下。在轮胎的中平面上开始，胎冠增强件在中平面的每一侧上遵循远离该平面的方向。接触端部是胎冠增强件上的那些点，在所述点处胎冠增强件的两个帘布层之间的径向距离首次达到或超过1.30×EC，其中EC表示中平面中的两个帘布层之间的距离。应当强调的是，在帘布层的增强元件的中心之间测量这些帘布层之间的距离。
所述轮胎进一步包括脱离联接帘布层，所述脱离联接帘布层由橡胶组合物制成并且沿轴向位于所述胎体增强件和所述加硬增强件之间，所述脱离联接帘布层具有径向内端部和径向外端部，所述脱离联接帘布层具有的厚度E1大于或等于0.8mm，该厚度垂直于所述加硬增强件测得。
所述加硬增强件的所述径向内端部沿径向位于所述脱离联接帘布层的所述径向内端部的外侧，这两个端部之间的径向距离DB小于10mm(优选小于或等于8mm)，和所述加硬增强件的所述径向外端部沿径向位于所述脱离联接帘布层的所述径向外端部的内侧，这两个端部之间的径向距离DC小于10mm(优选小于或等于8mm)。
应当强调的是，适合于轮胎的安装轮辋的选择为本领域技术人员能力之内的操作，本领域技术人员通常遵循标准化组织例如ETRTO(欧洲轮胎轮辋技术组织)的推荐。
滚动阻力的下降基本上是由于填料的体积的减小。所发生的情况是填料通常由具有高滞后性的橡胶组合物形成。当填料变形时，其因此耗散大量能量。减小填料的体积将降低轮胎的侧偏刚度。在根据本发明的组件的轮胎中，通过金属加硬增强件的存在小心维持侧偏刚度并且通过使用脱离联接帘布层获得耐久性的改进。
根据一个有利的实施方案，在D2’表示所述环形增强结构的所述轴向最内点和所述轮胎的所述中平面之间的轴向距离的情况下，当所述轮胎在未安装在轮辋上或未充气的自由状态下并且以这样的方式放置在地面上使得其旋转轴线平行于地面时测得所述轴向距离，比例D2’/D1大于或等于0.9(优选大于或等于0.95)且小于或等于0.97。
根据一个有利的实施方案，所述填料具有轴向厚度E(r)，该轴向厚度对应于所述填料与直线的交叉的长度，所述直线平行于所述轮胎的所述旋转轴线并且在离所述环形增强结构的径向最内点的径向距离r处与所述填料交叉，所述轴向厚度E(r)的趋势使得在所述轮胎的径向高度H的0％和10％之间的距离r的范围内，在所述轮胎的径向高度H的至少3％上所述轴向厚度的变化小于或等于–0.5mm/mm。
通过如下轮胎也获得良好的结果，其中所述填料具有轴向厚度E(r)，该轴向厚度对应于所述填料与直线的交叉的长度，所述直线平行于所述轮胎的所述旋转轴线并且在离所述环形增强结构的径向最内点的径向距离r处与所述填料交叉，所述轴向厚度E(r)的趋势使得在所述轮胎的径向高度H的0％和10％之间的距离r的范围内，在所述轮胎的径向高度H的至少1.5％上所述轴向厚度的变化小于或等于–1mm/mm。
如文献WO 2011/067211中所述，当加硬增强件“分离”(即由多个不连续的增强元件制成)时滚动阻力的降低特别显著，这些增强元件位于与轮胎的旋转轴线同轴的多个环中。该效果尚未被充分理解；其似乎与由于分离而变得可能的加硬增强件的延伸刚度的受控的降低有关。
当考虑到改进其耐久性加硬增强件以用于施工场地轮胎的某些额外增强件中所采用的方式分离时获得出色的结果，如文献US 6 935 394 B2(也以WO 03/103990 A1公开)中所教导。在根据该有利的实施方案的轮胎中，所述加硬增强件由长度为L0的多个不连续的增强元件制成，这些增强元件位于与安装在其轮辋上的所述轮胎的所述旋转轴线同轴的多个环(C、C1、C2)中，每个环由相对于所述旋转轴线测得的平均半径(R、R1、R2)限定，位于半径R的环C上的长度为L0的每个不连续的增强元件分别在联接长度L11和L12上机械联接至位于半径R1的环C1上的两个不连续的增强元件，所述半径R1小于所述半径R，所述环与环C直接相邻，其中所述联接长度L11和L12满足如下关系式1.5≤K≤4，其中K＝(1L12/L0)/(1-L11/L0)，且L11大于或等于L12。
通过使所有环的所有不连续的增强件遵守该关系式，获得不连续的增强元件的端部的最佳分布。
在所述加硬增强件成型之前，可以通过将加硬增强件放置在环面形状的绿色轮胎胎坯形成机上或轮胎成型鼓上从而实现所述最佳分布。
无论长度L0对于所有帘线是否相同，该关系式均适用。
还更优选地，K为2≤K≤2.5。
当然，当陈述增强元件位于同轴环上时，应理解意指这些增强元件可以盘旋安置并且每个增强元件位于与环的弧相似的曲线上。
根据一个特别有利的实施方案，位于半径R的环C上的长度L0的每个不连续的增强元件在联接长度L11和L12上机械联接至位于半径R1的环C1上的两个不连续的增强元件，所述环与环C直接相邻，所述联接长度L11大于或等于L0的55％且小于或等于L0的75％，且所述联接长度L12大于或等于L0的10％且小于或等于L0的30％；且位于半径R的环C上的长度L0的每个不连续的增强元件在联接长度L21和L22上机械联接至位于半径R2的环C2上的两个不连续的增强元件，所述环与环C1直接相邻，所述联接长度L21大于或等于L0的20％且小于或等于L0的40％，且所述联接长度L22大于或等于L0的45％且小于或等于L0的65％。
在如下情况下获得出色的结果，所述安装轮辋包括形成轮辋座的部分，所述轮辋座包括沿径向位于外侧的基本上环形轮廓的轮辋凸缘，并且当所述加硬增强件的所述径向外端部位于直线J2上时，所述直线J2经过所述轮辋凸缘的轮廓的中心J并且形成沿轴向朝内部且沿径向朝外部打开的角度α，所述角度α大于或等于90°且小于或等于120°，优选大于或等于100°且小于或等于115°。
当然，有可能且甚至希望结合两个或多个所述的实施方案。
附图说明
图1显示了根据现有技术的轮胎。
图2显示了根据现有技术的轮胎的局部立体图。
图3在径向截面中显示了根据现有技术的轮胎的四分之一。
图4显示了如何确定轮胎的高度H。
图5在径向截面中显示了根据现有技术的轮胎的一部分。
图6显示了如何确定胎圈的轴向厚度。
图7显示了如何测量根据本发明的组件的轮胎的特定部件的厚度。
图8以径向截面显示了根据本发明的组件的轮胎的一部分。
图9显示了在图5和图8的轮胎胎圈中使用的加硬增强件的帘布层的增强元件的布置。
图10和图11显示了图5和图8中所示的轮胎胎圈的厚度的趋势以及该厚度如何变化。
具体实施方式
当使用术语“径向”时，适合的是在本领域技术人员对该词的各种不同使用之间进行区分。首先，该表述涉及轮胎的半径。在该意义上，如果点P1比点P2更接近轮胎的旋转轴线时，则称点P1位于点P2的“径向内侧”(或“沿径向位于点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“沿径向位于点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。当讨论径向距离的事情时，术语的该意义也适用。
相反，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，则称该丝线或增强件的增强元件是“径向的”。在本文献中指出，术语“丝线”应在最通用的意思上进行理解，并且包括单丝、多丝、帘线、折叠纱线或等同组件形式的丝线，无论制成丝线的材料如何，也无论是否进行了为增强其与橡胶结合的表面处理。
最后，“径向截面”或“径向横截面”在本文中意指在包括轮胎的旋转轴线的平面上的截面或横截面。
“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“沿轴向位于点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“沿轴向位于点P8的外侧”)。轮胎的“中平面”是垂直于轮胎的旋转轴线并且与每个胎圈的环状增强结构等距设置的平面。
“周向”方向是垂直于轮胎的半径以及轴向方向两者的方向。“周向横截面”是在垂直于轮胎的旋转轴线的平面上的横截面。
“胎面表面”在本文中意指当轮胎运行时可以与道路接触的轮胎胎面的所有点。
表述“橡胶组合物”表示包含至少弹性体和填料的橡胶组合物。
橡胶组合物的“弹性模量”意指在根据1998年的标准ASTM D412(试样“C”)的张力下获得的割线拉伸模量：10％应变下的表观割线模量(称为“MA10”，以MPa表示)(在根据1999年的标准ASTM D1349的标准温度和相对湿度条件下测量)在第二次伸长中(即在一个适应循环之后)测量。应当在该弹性模量和在压缩下获得的弹性模量之间进行区分，在压缩下获得的弹性模量的值通常与在张力下获得的模量极为不同。
为了便于理解附图中所示变体形式的描述，同样的附图标记用于表示相同结构的元件。
图1示意性地显示了根据现有技术的轮胎10。所述轮胎10包括胎冠，所述胎冠包括由胎面40覆盖的胎冠增强件(图1中未示出)，两个胎侧30沿径向向内延伸所述胎冠，并且两个胎圈20沿径向位于所述胎侧30的内侧。
图2示意性地显示了根据现有技术的轮胎10的局部立体图，并且显示了轮胎的各个部件。轮胎10包括胎体增强件60，所述胎体增强件60由覆盖有橡胶组合物的丝线61制成；和两个胎圈20，每个胎圈20包括将轮胎10固定在轮辋(轮辋未示出)上的环形增强结构70。胎体增强件60通过围绕环形增强结构70的卷边锚固在每个胎圈20中。轮胎10进一步包括具有两个帘布层80和90的胎冠增强件。帘布层80和90的每一者由丝状增强元件81和91增强，所述丝状增强元件81和91在每层中平行并且从一层至另一层交叉，与周向方向形成在10°和70°之间的角度。轮胎进一步包括环箍增强件100，所述环箍增强件100沿径向位于胎冠增强件的外侧，该环箍增强件由增强元件101形成，所述增强元件101沿周向取向并且螺旋缠绕。胎面40设置在环箍增强件上；正是所述胎面40在轮胎10和道路之间提供接触。所示的轮胎10是“无内胎”轮胎：其包括“内衬”50，所述“内衬”50由充气气体不可渗透的橡胶组合物制成且覆盖轮胎的内表面。
图3以径向横截面示意性地显示了由Michelin销售的EnergyTMSaver类型的参照轮胎10的四分之一。轮胎10包括两个胎圈20，所述胎圈20旨在与安装轮辋(未示出)接触，每个胎圈20包括胎圈线70。两个胎侧30沿径向向外延伸胎圈20并且在胎冠25中会合，所述胎冠25包括胎冠增强件，所述胎冠增强件由增强元件80的第一层和增强元件90的第二层形成并且沿径向被胎面40覆盖。每个层包括覆盖在由橡胶组合物制成的基质中的丝状增强元件。每个层的增强元件基本上彼此平行；两个层的增强元件以约20°的角度从一层到另一层交叉，正如被称为径向轮胎的轮胎领域中的技术人员所公知。轮胎的中平面的附图标记为130。
轮胎10进一步包括胎体增强件60，所述胎体增强件60从胎圈20延伸通过侧壁30直至胎冠25。该胎体增强件60在该情况下包括基本上沿径向取向(亦即与周向方向形成大于或等于80°且小于或等于90°的角度)的丝状增强元件。
胎体增强件60包括多个胎体增强元件并且通过环绕胎圈线70的卷边而锚固在两个胎圈20中，从而在每个胎圈中形成主要线股62和卷边63。卷边沿径向向外延伸至端部64，所述端部64位于离胎圈的环形增强结构的径向最内点71的径向距离DRE处，所述径向距离DRE在此处等于轮胎的径向高度H的19％。
轮胎的“径向高度”H限定为当轮胎10安装在安装轮辋5上(如图4所示)并充气至其工作压力时在胎圈20的环形增强结构70的径向最内点71和胎面40的径向最外点41(图4)之间的径向距离。
每个胎圈包括填料110，所述填料的大部分沿径向位于胎圈线70的外侧并且在胎体增强件60的主要线股62和卷边63之间。在该情况下，所使用的橡胶组合物具有56MPa的弹性模量。
每个胎圈进一步包括外层或带部120，所述外层或带部120沿轴向位于胎体增强件和填料的外侧。外带部120在径向内端部121的外侧沿径向延伸直至径向外端部122，所述径向内端部121位于离胎圈线70的径向最内点71的距离DEI处，所述径向外端部122位于离胎圈线70的径向最内点71的距离DEE处。在该特定情况下，距离DEI等于轮胎的径向高度H的6.5％并且距离DEE等于轮胎的径向高度H的41.5％。
图5以径向截面显示了文献WO 2011/067211中公开的轮胎10的一部分，所述轮胎10包括两个胎圈20(仅显示出一个)，所述胎圈20旨在与安装轮辋(未示出)接触，每个胎圈包括胎圈线70。胎圈线70具有径向最内点71和轴向最内点72。两个环形增强结构70(仅示出一个)限定了轮胎的中平面130，所述中平面130垂直于轮胎的旋转轴线(未示出)并且与每个胎圈的环形增强结构70等距设置。两个胎侧30(仅示出一个)沿径向向外延伸胎圈20。两个胎侧30在胎冠25中会合，所述胎冠25包括由胎面40覆盖的由两个帘布层80和90形成的胎冠增强件。在中平面130的每一侧上，在两个接触端部(仅示出一个，附图标记为85)之间，两个帘布层80和90在轮胎宽度的大比例上彼此接触。
胎体增强件60从胎圈20延伸通过胎侧30直至胎冠25。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胎圈线70的卷边而锚固在两个胎圈20中，从而在每个胎圈中形成主要线股62和卷边63。卷边63沿径向在外侧延伸直至端部64，所述端部64位于离胎圈线70的径向最内点71的径向距离DRE处。径向距离DRE在此处等于轮胎的径向高度H的16％。
胎圈20包括由橡胶组合物形成的填料110，所述橡胶组合物具有大于或等于40MPa且小于或等于60MPa的弹性模量。
举例而言，表I给出了可以用作填料的橡胶组合物的组成。组成以phr(“每百份橡胶”，法文为pce)表示，亦即重量份/100重量份橡胶。也指出了相应的弹性模量MA10。
表I
表I的注释：
[1]天然橡胶
[2]炭黑系列330(ASTM)
[3]N-(1,3-二甲基丁基)-N’-苯基-对-苯二胺
[4]六亚甲基四胺
[5]N-叔-丁基-2-苯并噻唑磺酰胺
填料优选基于至少一种二烯弹性体、增强填料和交联体系。
“二烯”弹性体(或可互换的橡胶)以已知的方式意指至少部分(即均聚物或共聚物)衍生自二烯单体(即具有两个共轭或非共轭碳-碳双键的单体)的弹性体。所使用的二烯弹性体优选选自聚丁二烯(BR)、天然橡胶(NR)、合成聚异戊二烯(IR)、丁二烯-苯乙烯(SBR)共聚物、异戊二烯-丁二烯(BIR)共聚物、异戊二烯-苯乙烯(SIR)共聚物、丁二烯-苯乙烯-异戊二烯(SBIR)共聚物和这些弹性体的共混物。
一个优选的实施方案是使用“异戊二烯”弹性体，即异戊二烯的均聚物或共聚物，或换言之选自如下的二烯弹性体：天然橡胶(NR)、合成聚异戊二烯(IR)、各种异戊二烯共聚物和这些弹性体的共混物。
异戊二烯弹性体优选为天然橡胶或顺式-1,4类型的合成聚异戊二烯。在这些合成聚异戊二烯中，优选使用顺式-1,4键含量(摩尔％)高于90％，更优选高于98％的聚异戊二烯。根据其它优选的实施方案，二烯弹性体可以全部或部分地由另一种二烯弹性体组成，例如，可以或可以不与另一种弹性体(例如BR类型)混合的SBR(E-SBR或S-SBR)弹性体。
橡胶组合物还可以包括通常用于旨在制造轮胎的橡胶基质中的全部或一些添加剂，例如增强填料如炭黑，或者无机填料如二氧化硅、用于无机填料的偶联剂、抗老化剂、抗氧化剂、增塑剂或增量油，无论后者是芳族或非芳族的性质(特别是即使是芳族也是极弱芳族的油，例如具有高粘度或优选低粘度的环烷或石蜡油类型、MES或TDAE油、具有高于30℃的高Tg的增塑树脂)、未处理状态下的组合物的加工助剂、增粘树脂、基于硫或硫给体和/或过氧化物的交联体系、促进剂、硫化活化剂或阻滞剂、抗硫化返原剂、亚甲基受体和给体如HMT(六亚甲基四胺)或H3M(六甲氧甲基三聚氰胺)、增强树脂(如间苯二酚或双马来酰亚胺)、金属盐类型(例如，特别是钴盐或镍盐)的已知促粘体系。
使用本领域技术人员公知的两个连续制备阶段在适当的磨机中制造组合物：在高温下的直至110℃和190℃之间，优选130℃和180℃之间的最高温度的热机械混合或加工的第一阶段(称为“非制备”阶段)，接着是直至通常低于110℃的较低温度的机械加工的第二阶段(称为“制备”阶段)，所述第二阶段为精加工阶段，在其过程中引入交联体系。
举例而言，非制备阶段在持续数分钟(例如，在2和10min之间)的单个热机械步骤中进行，在此过程中，将除了交联或硫化体系之外的所有必须的基本成分和其它添加剂引入适合的磨机(例如常规密闭式混合器)中。在如此获得的混合物冷却之后，然后在保持在低温(例如在30℃和100℃之间)下的外部混合器(例如开炼机)中引入硫化体系。然后混合所有物质(制备阶段)数分钟(例如在5和15min之间)。
然后将由此获得的最终组合物压延为例如用于表征的片或板的形式，或者挤压以形成根据本发明的组件的轮胎中所使用的具有极高模量的橡胶组合物的一个或多个层。
然后，硫化(或固化)可以以已知方式在通常在130℃和200℃之间的温度下，优选在压力下，进行足够长的时间，所述时间可以例如在5和90min之间变化并且特别取决于固化温度、所采用的硫化体系和所讨论的组合物的硫化动力学。
填料110的大部分沿径向位于胎圈线的外侧、在胎体增强件60的主要线股62和卷边63之间。其沿径向延伸直至离胎圈线70的径向最内点71的径向距离DBE处。径向距离DBE在该情况下等于轮胎10的径向高度H的8％。填料的该小径向高度有助于轮胎的低滚动阻力。可以维持近似残余体积的填料，尤其是使得胎圈作为整体更易于制造，而不会造成显著的滞后损失。这是因为在最接近胎圈线和轮辋座(两者均极度刚性)的环境中，在行驶过程中经受的变形非常小。相反，为了使轮胎特别是在重型负载下保持良好的抓地性，有利地通过额外加硬增强件的存在补偿填料体积的整体减少，所述额外加硬增强件本身仅引起小的滞后损失。
胎侧30因此包括由多个金属增强元件形成的加硬增强件140，所述金属增强元件相对于周向方向以零角度或小角度(即小于或等于10度的角度)定向。该加硬增强件140以这样的方式设置使得胎圈线70的径向最内点71和加硬增强件140的径向外端部142之间的距离DAE等于轮胎10的径向高度H的35％。胎圈线70的径向最内点71和加硬增强件140的径向内端部141之间的距离DAI在此等于轮胎10的径向高度H的4％。
沿轴向在加硬增强件140和胎体增强件60的主要线股62之间存在“脱离联接帘布层”150。脱离联接帘布层具有径向内端部151和径向外端部152。由于其经受剪切，该脱离联接帘布层150允许子午线张力从胎体增强件60传递至加硬增强件140。这因此限制了应力在加硬增强件140和胎体增强件60之间的传递，同时调整了其中施加这些应力的厚度，这有助于这些应力的更好分布。
填料110具有以图6中所示方式确定的轴向厚度E(r)。轴向厚度E(r)对应于填料与直线200的交叉的长度，所述直线200平行于轮胎的旋转轴线(所述轴线在图4中通过附图标记3表示)并且在离胎圈线70的径向最内点71的径向距离r处与填料110交叉。
图5中所示的轮胎的填料110的轴向厚度E(r)的趋势绘制在图10中(曲线B)并且与图3中所示的参照轮胎的填料110的轴向厚度E(r)的趋势对比。图11对比了两种填料的厚度变化可以看出图5中所示的填料对应于一个特别的实施方案，其中轴向厚度E(r)的趋势使得在轮胎的径向高度H的0％和10％之间的距离r的范围内，在轮胎的径向高度H的略微大于3％上厚度变化小于或等于–0.5mm/mm。在该特别情况下，在轮胎的径向高度H的1.5％上轴向厚度的变化甚至小于或等于-1mm/mm。
图5中所示的轮胎10的加硬增强件140由多个不连续的增强元件制成，这些增强元件位于与轮胎的旋转轴线同轴的多个圆环(C、C1、C2)上，每个圆环以图10中所示的方式由相对于旋转轴线测得的平均半径R、R1、R2限定。当然图10为限制于三个层次的简化图，用以解释增强件排列的原理。加厚增强件当然可以包括更多的层次。
图9显示了轮胎10的加硬增强件140的增强元件在三个相邻圆环C、C1和C2中的布置，每个圆环以由轮胎和安装轮辋形成的组件的旋转轴线为中心。所有增强元件为金属的并且具有基本上等于L0(在该情况下为125mm)的相同长度。不连续的增强元件设置在其上的相邻圆环C、C1和C2之间的间隔等于增强元件的直径加上至少0.2mm，优选加上至少0.5mm。
图10部分地显示了增强件140，轮胎的旋转轴线垂直于该图的平面。可以看出在半径为R的圆环C上的长度为L0的增强元件145沿着圆弧长度L11和L12机械联接至与圆环C相邻的半径为R1(R1小于R)的圆环C1的两个增强元件146。相同的增强元件145沿着圆弧长度L21和L22联接至两个增强元件147。在该特别情况下，联接长度为：L11＝87.9mm(即L0的70％)；L12＝37.7mm(即L0的30％)；L21＝50.2mm(即L0的40％)；L22＝75.3mm(即L0的60％)。这些联接长度满足关系式1.5≤K≤4，其中K＝(1-L12/L0)/(1-L11/L0)。特别地，当考虑到圆环C上的长度为L0的增强元件145和与圆环C相邻的半径为R1(R1小于R)的圆环C1上的增强元件146之间的联接的联接值时，K的取值为2.3。
图8显示了根据本发明的组件的轮胎的径向截面的一部分。该轮胎重复上文描述的现有技术的轮胎的特征并且对其进行改进从而改进轮胎的耐久性。为了简明起见，仅强调了该轮胎不同于图5中所示的根据现有技术的轮胎的区别方面。
如图5中所示的轮胎，橡胶组合物的部分160沿轴向位于加硬增强件的外侧。垂直于加硬增强件(以图7中所示的方式)测得的该橡胶组合物的部分的厚度E2在所有点处大于或等于1.2mm。在图5的轮胎中，该厚度E2等于1mm。
同样地，脱离联接帘布层150具有的厚度E1大于或等于0.8mm，该厚度垂直于加硬增强件测得(参见图7)。在图5的轮胎中，该厚度E1等于0.6mm。
如果D1表示每个接触端部85和轮胎10的中平面130之间的轴向距离并且D2为环形增强结构70的轴向最内点72和轮胎的中平面130之间的轴向距离，比例D2/D1等于1.05。当轮胎10安装在安装轮辋上并且充气至其工作压力时测量距离D1和D2。
此外，如果D2’表示环形增强结构的轴向最内点和轮胎的中平面之间的轴向距离(当轮胎在未安装在轮辋上或未充气的自由状态下并且以这样的方式放置在地面上使得其旋转轴线平行于地面时测得所述轴向距离)，比例D2’/D1等于0.96。在该方面，轮胎与图3的参照轮胎的不同之处在于D2’/D1等于1.23。
加硬增强件140的径向内端部141沿径向位于脱离联接帘布层150的径向内端部151的外侧：这两个端部之间的径向距离DB等于2.2mm。
加硬增强件140的径向外端部142沿径向位于脱离联接帘布层的径向外端部152的内侧，这两个端部之间的径向距离DC等于5mm，而对于图5的轮胎距离DC等于10mm。
在行驶条件下对比对应于图8中所示的轮胎的根据本发明的组件、现有技术的组件(图5中所示的轮胎，安装在相同的安装轮辋上)和对应于图3中所示的轮胎(安装在相同的安装轮辋上)的参照组件(所研究的尺寸：205/55R16)。对于相同的侧偏刚度、相同的负载和相同的充气压力，根据本发明的组件相比于参照轮胎实现了0.4kg/吨的滚动阻力方面的节省；其耐久性相比于图5中所示的轮胎显著改进。表II显示了相对于参照组件的滚动阻力的该相同结果。
表II
可以注意到根据本发明的组件相比于根据现有技术的组件允许耐久性的非常可观的改进。
本申请人公司通过如下事实解释了尽管相对适度的结构差别仍然获得的这些性能的出人意料的差别：包围加硬增强件的金属增强元件的橡胶组合物的厚度增加。即使相对小(在该情况下为1至1.2mm)的增加也允许胎侧更好地吸收剪切，造成轮胎耐久性的出色改进。

Claims (13)

1.一种组件，所述组件包括轮胎(10)和安装轮辋(5)，所述轮胎具有旋转轴线(3)并且包括：
两个胎圈(20)，所述胎圈(20)旨在与所述安装轮辋接触，每个胎圈包括至少一个环形增强结构(70)，每个环形增强结构具有轴向最内点，两个环形增强结构(70)限定出所述轮胎的中平面(130)，所述中平面(130)垂直于所述轮胎的所述旋转轴线(3)并且与每个胎圈的所述环形增强结构等距设置；
两个胎侧(30)，所述胎侧(30)沿径向向外延伸所述胎圈，所述两个胎侧在胎冠(25)中会合，所述胎冠(25)包括胎冠增强件，所述胎冠增强件包括两个帘布层(80、90)，每个帘布层包括增强元件并且在所述胎冠的宽度的至少一部分上彼此接触，该部分在两个接触端部(85)之间在所述轮胎的所述中平面(130)的每一侧上延伸，所述胎冠增强件被胎面(40)覆盖；
至少一个胎体增强件(60)，所述胎体增强件(60)从所述胎圈延伸通过所述胎侧直至所述胎冠，所述胎体增强件包括多个胎体增强元件(61)并且通过围绕所述环形增强结构的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线股(62)和卷边(63)，每个卷边沿径向向外延伸直至端部(64)，所述端部(64)位于离所述胎圈的所述环形增强结构的所述径向最内点(71)的径向距离DRE处，所述径向距离DRE大于或等于所述轮胎的径向高度H的5％且小于或等于所述轮胎的径向高度H的20％；
其中每个胎圈包括由橡胶组合物形成的填料(110)，所述填料至少部分地沿径向位于所述环形增强结构的外侧并且至少部分地位于所述胎体增强件的主要线股和卷边之间，所述填料沿径向延伸直至离所述胎圈的所述环形增强结构的所述径向最内点的径向距离DBE，所述径向距离DBE小于或等于所述轮胎的径向高度H的10％，
其中所述轮胎的至少一个胎侧进一步包括加硬增强件(140)，所述加硬增强件(140)具有径向内端部(141)和径向外端部(142)，所述加硬增强件由多个金属增强元件(145、146、147)形成，所述金属增强元件(145、146、147)以相对于周向方向的小于或等于10度的角度定向，该加硬增强件以这样的方式设置使得在所述环形增强结构的所述径向最内点(71)和所述加硬增强件的所述径向外端部(142)之间的距离DAE大于或等于所述轮胎的径向高度H的20％且小于或等于所述轮胎的径向高度H的40％，并且在所述环形增强结构的所述径向最内点(71)和所述加硬增强件的所述径向内端部(141)之间的距离DAI大于或等于所述轮胎的径向高度H的5％且小于或等于所述轮胎的径向高度H的15％，
其中橡胶组合物的部分(160)沿轴向设置在所述加硬增强件的外侧，垂直于所述加硬增强件测得的该橡胶组合物的部分的厚度(E2)在所有点处大于或等于1.2mm；
其中在D1表示每个接触端部和所述轮胎的所述中平面(130)之间的轴向距离并且D2为所述环形增强结构(70)的所述轴向最内点和所述轮胎的所述中平面(130)之间的轴向距离的情况下，比例D2/D1大于或等于1，当所述轮胎安装在所述安装轮辋(5)上并且充气至其工作压力时测量所述距离D1和D2；
其中所述轮胎进一步包括脱离联接帘布层(150)，所述脱离联接帘布层(150)由橡胶组合物制成并且沿轴向位于所述胎体增强件(60)和所述加硬增强件(140)之间，所述脱离联接帘布层具有径向内端部(151)和径向外端部(152)，所述脱离联接帘布层具有的厚度(E1)大于或等于0.8mm，该厚度垂直于所述加硬增强件测得；
其中所述加硬增强件(140)的所述径向内端部(141)沿径向位于所述脱离联接帘布层(150)的所述径向内端部(151)的外侧，这两个端部之间的径向距离(DB)小于10mm，和
其中所述加硬增强件(140)的所述径向外端部(142)沿径向位于所述脱离联接帘布层的所述径向外端部(152)的内侧，这两个端部之间的径向距离(DC)小于10mm。
2.根据权利要求1所述的组件，其中分离所述加硬增强件(140)的所述径向内端部(141)和所述脱离联接帘布层的所述径向内端部(151)的距离(DB)小于或等于8mm。
3.根据权利要求1或2所述的组件，其中分离所述加硬增强件(140)的所述径向外端部(141)和所述脱离联接帘布层的所述径向外端部(151)的距离(DC)小于或等于8mm。
4.根据权利要求1至3任一项所述的组件，其中在D2’表示所述环形增强结构的所述轴向最内点和所述轮胎的所述中平面之间的轴向距离的情况下，当所述轮胎在未安装在轮辋上或未充气的自由状态下并且以这样的方式放置在地面上使得其旋转轴线平行于地面时测得所述轴向距离，比例D2’/D1大于或等于0.9且小于或等于0.97。
5.根据权利要求1至4任一项所述的组件，其中所述径向距离DRE大于或等于所述轮胎的径向高度H的7％且小于或等于所述轮胎的径向高度H的18％。
6.根据权利要求1至5任一项所述的组件，其中在所述环形增强结构(70)的所述径向最内点(71)和所述加硬增强件(140)的径向外端部(142)之间的距离DAE大于或等于所述轮胎的径向高度H的25％且小于或等于所述轮胎的径向高度H的35％。
7.根据权利要求1至6任一项所述的组件，其中所述填料(110)具有轴向厚度E(r)，该厚度对应于所述填料与直线(200)的交叉的长度，所述直线(200)平行于所述轮胎的所述旋转轴线(3)并且在离所述环形增强结构(70)的所述径向最内点(71)的径向距离r处与所述填料交叉，所述厚度E(r)的趋势使得在所述轮胎的径向高度H的0％和10％之间的距离r的范围内，在所述轮胎的径向高度H的至少3％上所述厚度的变化小于或等于–0.5mm/mm。
8.根据权利要求1至6任一项所述的组件，其中所述填料(110)具有轴向厚度E(r)，该轴向厚度对应于所述填料与直线(200)的交叉的长度，所述直线(200)平行于所述轮胎的所述旋转轴线(3)并且在离所述环形增强结构(70)的所述径向最内点(71)的径向距离r处与所述填料交叉，所述轴向厚度E(r)的趋势使得在所述轮胎的径向高度H的0％和10％之间的距离r的范围内，在所述轮胎的径向高度H的至少1.5％上所述轴向厚度的变化小于或等于–1mm/mm。
9.根据权利要求1至8任一项所述的组件，其中所述加硬增强件(140)由多个不连续的增强元件制成，这些增强元件位于与所述轮胎的所述旋转轴线同轴的多个环(C、C1、C2)中。
10.根据权利要求1至9任一项所述的组件，其中所述加硬增强件由长度为L0的多个不连续的增强元件(145、146、147)制成，这些增强元件位于与安装在其轮辋上的所述轮胎的所述旋转轴线(3)同轴的多个环(C、C1、C2)中，每个环由相对于所述旋转轴线测得的平均半径(R、R1、R2)限定，位于半径R的环C上的长度为L0的每个不连续的增强元件(145)分别在联接长度L11和L12上机械联接至位于半径R1的环C1上的两个不连续的增强元件(146、147)，所述半径R1小于所述半径R，所述环与环C直接相邻，其中所述联接长度L11和L12满足如下关系式1.5≤K≤4，其中K＝(1-L12/L0)/(1-L11/L0)，且L11大于或等于L12。
11.根据权利要求10所述的组件，其中：
(a)位于半径R的环C上的长度为L0的每个不连续的增强元件(145)在联接长度L11和L12上机械联接至位于半径R1的环C1上的两个不连续的增强元件(146)，所述环与环C直接相邻，所述联接长度L11大于或等于L0的55％且小于或等于L0的75％，且所述联接长度L12大于或等于L0的10％且小于或等于L0的30％；
(b)位于半径R的环C上的长度为L0的每个不连续的增强元件(145)在联接长度L21和L22上机械联接至位于半径R2的环C2上的两个不连续的增强元件(147)，所述环与环C1直接相邻，所述联接长度L21大于或等于L0的20％且小于或等于L0的40％，且所述联接长度L22大于或等于L0的45％且小于或等于L0的65％。
12.根据权利要求11所述的组件，其中所述安装轮辋(5)包括形成轮辋座的部分，所述轮辋座包括沿径向位于外侧的基本上环形轮廓的轮辋凸缘(6)，并且其中所述加硬增强件的所述径向外端部位于直线J2上，所述直线J2经过所述轮辋凸缘的轮廓的中心J并且形成沿轴向朝内部且沿径向朝外部打开的角度α，所述角度α大于或等于90°且小于或等于120°。
13.根据权利要求12所述的组件，其中所述角度α大于或等于100°且小于或等于115°。
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