CN104870215B - 具有不对称胎冠的轮胎 - Google Patents

Abstract

一种轮胎，由被中平面分开的两个半部形成，包括具有胎冠增强件的胎冠，胎冠增强件包括具有两个轴向端部的第一增强帘布层(80)和第二增强帘布层(90)，第二增强帘布层在径向上位于第一增强帘布层的外侧，并且由沿周向取向的增强元件构成的环箍增强件(100)覆盖，在该轮胎中，第一轴向端部(92)与中平面的距离D1和第二轴向端部(93)与中平面的距离D2之间的差值D的绝对值大于或等于4mm，并小于或等于10mm(4mm≤|D|＝|D1‑D2|≤10mm)；其中，任一径向截面，公式中K大于或等于1.15且小于或等于1.50，N1是位于轮胎的第一半部的环箍增强元件的数目，且MA1_i表示位于轮胎第一半部的单个增强元件在2％伸长下的模量，N2是位于轮胎的第二半部的环箍增强元件的数目，且MA2_j表示位于轮胎第二半部的单个增强元件在2％伸长下的模量。所述公式为：。

Description

具有不对称胎冠的轮胎

技术领域

本发明涉及乘用车轮胎和包括乘用车轮胎的轮胎-车轮组件。

背景技术

装配有乘用车轮胎的车辆在行驶时的表现主要取决于大量的与车辆相关的参数以及与轮胎-车轮组件相关的参数。这种参数中的一些包括车轮相对于车辆的偏移。通过改变这种偏移，能够对车辆行驶时的表现以及驾驶员感受的反馈产生显著的影响。通过改变车轮的设计或者使用位于车轮和轮毂之间的间隔件能够改变所述偏移。

当轮胎是用于特定的车辆而研发时，改变车轮的设计或者使用间隔件不总是可行的。这是因为，一般来说，不同设计或者品牌的轮胎可以安装在车辆上，并且为了获得理想的行驶表现所需要的车轮偏移可能根据轮胎的设计或者品牌而有所不同。

在专利申请WO 2012/065939中，申请人的公司已经提出了对这个问题的一个解决方案。在该申请中，使用非对称的胎圈来获得侧向移动。

发明内容

本发明的一个目的是使得轮胎-车轮组件相对于要被改进的车辆偏移，并不改变车轮或者使用间隔件，且不牵涉对轮胎胎圈的改变。

通过改变在这种组件中使用的轮胎的胎冠，从而使作用在轮胎和路面之间的竖直力的质量的中心侧向移动来实现该目的。

更特别地，使用如下轮胎来实现该目的，该轮胎具有旋转轴线并且包括：

两个胎圈，所述胎圈设计为与安装轮辋接触，每个胎圈包括至少一个环形增强结构，以便定义将轮胎的第一半部和第二半部分开的轮胎中平面，该中平面定义为垂直于旋转轴线并与两个胎圈的环形增强结构等距布置的平面；以及

两个胎侧，所述胎侧径向向外延伸胎圈，并且两个胎侧在胎冠汇合，所述胎冠包括胎冠增强件，所述胎冠增强件包括第一增强帘布层和第二增强帘布层，所述第二增强帘布层在径向上位于所述第一增强帘布层的外侧，所述胎冠增强件被环箍增强件覆盖，所述环箍增强件由沿周向取向的、优选为螺旋缠绕的增强元件构成，所述环箍增强件自身被胎面覆盖；

其中，所述第二增强帘布层在任何径向截面内具有第一轴向端部和第二轴向端部，所述第一轴向端部位于轮胎的第一半部，所述第二轴向端部位于轮胎的第二半部，第一轴向端部与中平面的距离D1和第二轴向端部与中平面的距离D2之间的差值D的绝对值大于或等于4mm，并且小于或等于10mm(4mm≤|D|＝|D1-D2|≤10mm)；

并且其中，在任一径向截面，

其中，K大于或等于1.15且小于或等于1.50，N1是位于轮胎的第一半部的环箍增强元件的数目，MA1_i表示位于轮胎的第一半部的单个增强元件在2％伸长下的模量，N2是位于轮胎的第二半部的环箍增强元件的数目，并且MA2_j表示位于轮胎的第二半部的单个增强元件在2％伸长下的模量。

申请人的公司已经发现了，通过使用这种轮胎，能够获得作用在轮胎和路面之间的竖直力的质量的中心的侧向移动，所述侧向移动与使用1到5毫米厚的间隔件在轮胎-车轮组件上获得的效果相同。

通过使得不仅仅是第二增强帘布层不对称，而且使得第一增强帘布层也不对称，则能够使得轮胎的制造更为简单。根据该优选的实施方案，所述第一增强帘布层在任一径向截面内具有第一轴向端部和第二轴向端部，所述第一轴向端部位于轮胎的第一半部，所述第二轴向端部位于轮胎的第二半部，第一轴向端部与中平面的距离D1’和第二轴向端部与中平面的距离D2’之间的差值D’的绝对值为非零的，并且小于或等于所述差值D，差值D和差值D’具有相同的正负号(D·D’>0)。

对于优选的，使用仅仅一种类型的增强元件，从而使得所有构成环箍增强件的增强元件在2％伸长下具有相同的模量。那么，声称的效果通过改变位于轮胎的第一半部和第二半部的环箍增强元件的数目而获得。

对于优选的，构成环箍增强件的增强元件由纺织材料制成，例如PET、尼龙、人造丝、芳纶。

还能够通过限定采用D量值和K量值的数值范围，来更进一步地改进所获得的结果，并且特别地来避免过度的锥度推力。优选地，D的数值和K的数值也满足以下不等式：

并且还更优选地，满足以下不等式：

“锥度推力”对应于在零侧偏角和零外倾角下行驶时，由轮胎产生的横向力FyC。该力FyC的具体特征是，其在轮胎安装至车轮的方向反向时改变符号，与“帘布层行驶推力”(FyP)不同，所述帘布层行驶推力的符号对于上述同样的反向保持不变。制造商需要获得对推力FyC和FyP的控制，从而避免造成在车辆直线行驶时车辆的稳定性受影响。

当然，结合本发明与文献WO 2012/065939的教导，并提供包括不对称的胎冠和不对称的胎圈的轮胎是可能的，并能够甚至是有利的。

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显示了轮胎-车轮组件在径向横截面的一部分，其包括具有对称胎圈的参考轮胎。

图4显示了根据本发明的实施方案的轮胎在径向横截面的一部分。

图5示出了量值D和K的优选的数值范围。

图6显示了利用根据本发明的实施方案的轮胎所取得的效果。

具体实施方式

当使用术语“径向”时，是为了本领域技术人员对该词的各种使用进行区分。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，则称点P1位于点P2的“径向内侧”(或“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，则称点P3位于点P4的“径向外侧”(或“在径向上位于点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)”。当讨论径向距离的内容时，术语的意义也适用。

相反，当丝线或增强件的增强元件相对于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是“径向的”。在本文献中指出，术语“丝线”应当以十分通用的意思来进行理解，并且包括单丝、多丝、帘线、股线或等同组件形式的丝线，无论制成丝线的材料如何，也无论是否接受了为了增强其与橡胶结合的表面处理。

最后，本文的“径向截面”或“径向横截面”意指在包含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“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，则称点P7位于点P8的“轴向外侧”(或“在轴向上位于点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离设置的平面。当称中平面在任何径向截面将轮胎分为两个轮胎“半部”时，并不意指中平面必须构成轮胎的对称平面。本文中，表述“轮胎半部”具有更广泛的意义，并且表示轮胎的一部分，这部分的轴向宽度与轮胎的半个轴向宽度接近。

“周向”方向是垂直于轮胎的半径以及轴向方向两者的方向。

在本文献的上下文中，表述“橡胶组合物”表示包含至少一种弹性体和填料的橡胶组合物。

在本文中提及的“在2％伸长下的模量”，是增强元件在被引入轮胎之前所具有的数值。

在乘用车轮胎的环箍增强件中使用的增强元件优选具有织物属性。在测得这些增强元件在2％伸长下的模量之前，它们需要经受“在先调节”；所述“在先调节”意指增强元件(在干燥之后)在测量之前在根据欧洲标准DIN EN 20139(20±2℃的温度；65±2％的相对湿度)的标准环境下储存至少24小时。

之后，使用“INSTRON”拉伸试验机以本领域技术人员公知的方式(也见标准ASTM D885-06)测量力伸长曲线。受测试的测试样本在0.5cN/tex的标准预张力下，以L0mm/min的标称速度，在L0(mm)的初始长度之上经受拉伸(在至少10次测量上取平均)。然后，在2％伸长下的模量由力拉伸曲线确定。

对金属增强元件来说，伸长模量根据ISO 6892标准确定。

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、两个胎侧30和两个胎圈20，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径向向内延伸所述胎冠，并且两个胎圈20在径向上位于所述胎侧30的内侧。

图2示意性地显示了根据现有技术的另一个轮胎10的局部立体图，并且表明了该轮胎的各个部件。轮胎10包括胎体增强件60和两个胎圈20，所述胎体增强件60由涂覆有橡胶组合物的丝线61构成，每个胎圈20包括将轮胎10固定在轮辋(未示出)上的周向增强件70(在该示例中为胎圈金属丝)。胎体增强件60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。每一个帘布层80和90利用丝线状增强元件81和91进行增强，增强元件81和91在每层内平行并且从一层到另一层交叉，并且相对于周向方向形成在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在径向上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铺设在环箍增强件上；正是通过该胎面40使轮胎10与地面接触。所示的轮胎10是“无内胎”轮胎：其包括“内衬”50，所述内衬50由对充气气体为不可渗透的橡胶组合物制成，且覆盖轮胎的内表面。

图3表示了轮胎-车轮组件在径向横截面的一部分，包括尺寸为245/45 R 18的参考轮胎10。该轮胎10的旋转轴线没有表示出。轮胎10安装在遵循ETRTO(欧洲轮胎轮辋技术组织)标准的中空的安装轮辋6上。

轮胎10包括设计为与安装轮辋6接触的两个胎圈20。每个胎圈包括至少一个环形增强结构(在该示例中为胎圈金属丝70)。两个胎圈金属丝70定义出轮胎的中平面200，所述中平面200分离出轮胎10的第一半部I和轮胎10的第二半部II，所述中平面200定义为垂直于旋转轴线的平面，并且与两个胎圈20的胎圈金属丝70等距离设置。

轮胎10还包括两个径向向外延伸胎圈20的胎侧30，两个胎侧30在包括胎冠增强件的胎冠汇合，所述胎冠增强件包括第一增强帘布层80和第二增强帘布层90，第二增强帘布层位于第一增强帘布层80的径向外侧。第二增强帘布层90在任一径向截面内具有第一轴线端部92和第二轴向端部93，所述第一轴向端部92位于轮胎的第一半部I内，所述第二轴向端部93位于轮胎的第二半部II内。第二增强帘布层90相对于中平面200对称：第一轴向端部92与中平面200的距离D1等于第二轴向端部93与中平面200的距离D2。

胎冠增强件以本领域技术人员公知的方式由环箍增强件100覆盖，所述环箍增强件100由沿周向取向的、螺旋缠绕的增强元件构成。环箍增强件自身由胎面40覆盖。在该具体的示例中，所有的增强元件在它们的直径和它们的化学属性方面都是相同的。在中平面200的每一侧存在相同数量的增强元件。

轮胎还包括胎体增强件60，所述胎体增强件60从胎圈20延伸经过胎侧40直至胎冠。胎体增强件60通过围绕环形增强结构70翻回而锚固在两个胎圈中，从而在每个胎圈中形成主要部分62和卷绕部分63。在这个具体的示例中，胎体增强件60进一步包括第二层64，所述第二层64同样地从胎圈20延伸经过胎侧30直至胎冠，但是不通过翻回部分锚固于环形增强结构70。

图4显示了根据本发明实施方案的轮胎10在径向截面的一部分，同样具有尺寸245/45 R 18。该轮胎在各个方面都类似于在图3中显示的轮胎，除了胎冠增强件的增强帘布层80和90以及环箍增强件100。

在此，增强帘布层90的第一轴向端部92与中平面200的距离D1和增强帘布层90的第二轴向端部93与中平面200的距离D2(在该具体的示例中小于D1)之间的差值D的绝对值等于6.5mm。

类似地，增强帘布层80的第一轴向端部82与中平面200的距离D1’和增强帘布层80的第二轴向端部83与中平面200的距离D2’之间的差值D’的绝对值等于2mm。D和D’具有相同的正负号。

除此之外，在任一径向截面，

在该具体的示例中，所有的增强元件关于它们的直径和它们的化学属性(它们是140×2tex的尼龙丝线)都是相同的，这意味着无论i和j如何，MA1_i＝MA2_j。因此，上述公式在该具体的示例中可以简化为N2＝1.4xN1。在该具体的示例中，N2＝163且N1＝117。换句话说，环箍增强件100在轮胎的第一半部I的平均铺设螺距大于环箍增强件100在轮胎的第二半部II的平均铺设螺距。

由于在图4中根据本发明实施方案的轮胎的D值和K值分别是6.5mm和1.4，因而得到了(K-1)/D[mm]的值＝0.4/6.5＝0.0615，这意味着轮胎符合上文中规定的优选条件，即

和

图5表明了这些不等式呈现的内容。具体地，描绘优选实施方案的特征的不等式在对于D(大于或等于4且小于或等于10)和K(大于或等于1.15且小于或等于1.5)的要求保护的范围内界定了优选区域。条件

将D值和K值限制到在直线LS1和LI1之间限定的区域，条件

限制到直线LS2和LI2之间限定的区域。

通过使用根据本发明实施方案(图4)的轮胎代替参考轮胎，作用在轮胎和路面之间的竖直力的质量的中心已经侧向移动了。图6显示了通过对比图3的参考轮胎的印迹(竖直阴影线)和图4的根据本发明实施方案的轮胎的印迹(水平阴影线)得到的结果。在此，轮胎被充气到2.1bar的压力，并且被加载到ETRTO载荷指数的80％；该轮胎在80km/h的速度下行驶。可以看出根据本发明的实施方案的轮胎的印迹的质量的中心B’与参考轮胎的印迹的质量的中心B相比已经移动了4mm。通过将车轮偏移改变4mm可以实现同样的变化。

Claims (6)

1.一种轮胎，所述轮胎具有旋转轴线并且包括：

两个胎圈(20)，所述胎圈(20)设计为与安装轮辋(6)接触，每个胎圈包括至少一个环形增强结构(70)，以便定义将轮胎的第一半部(I)和第二半部(II)分开的轮胎中平面(200)，该中平面定义为垂直于旋转轴线并与两个胎圈的环形增强结构等距离布置的平面；以及

两个胎侧(30)，所述胎侧(30)径向向外延伸胎圈，并且两个胎侧在胎冠汇合，所述胎冠包括胎冠增强件，所述胎冠增强件包括第一增强帘布层(80)和第二增强帘布层(90)，所述第二增强帘布层在径向上位于所述第一增强帘布层的外侧，所述胎冠增强件被环箍增强件(100)覆盖，所述环箍增强件(100)由沿周向取向的增强元件构成，环箍增强件自身被胎面(40)覆盖；

其中，第二增强帘布层(90)在任何径向截面内具有第一轴向端部(92)和第二轴向端部(93)，所述第一轴向端部(92)位于轮胎的第一半部，所述第二轴向端部(93)位于轮胎的第二半部，第一轴向端部与中平面的距离D1和第二轴向端部与中平面的距离D2之间的差值D的绝对值大于或等于4mm，并且小于或等于10mm(4mm≤|D|＝|D1-D2|≤10mm)；

并且其中，在任一径向截面，

其中，K大于或等于1.15且小于或等于1.50，N1是位于轮胎的第一半部的环箍增强元件的数目，并且MA1_i表示位于轮胎的第一半部的单个增强元件在2％伸长下的模量，N2是位于轮胎的第二半部的环箍增强元件的数目，并且MA2_j表示位于轮胎的第二半部的单个增强元件在2％伸长下的模量。

2.根据权利要求1所述的轮胎，其中第一增强帘布层(80)在任一径向截面内具有第一轴向端部(81)和第二轴向端部(82)，所述第一轴向端部(81)位于轮胎的第一半部，并且所述第二轴向端部(82)位于轮胎的第二半部，第一轴向端部与中平面的距离D1’和第二轴向端部与中平面的距离D2’之间的差值D’的绝对值为非零的，并且小于或等于所述差值D(0<|D’|＝|D1’-D2’|≤D)，差值D和差值D’具有相同的正负号(D·D’>0)。

3.根据权利要求1或2所述的轮胎，其中组成环箍增强件(100)的全部的增强元件在2％伸长下具有相同的模量。

4.根据权利要求1所述的轮胎，其中组成环箍增强件(100)的增强元件由纺织材料制成。

5.根据权利要求1所述的轮胎，其中D值和K值也满足以下不等式：

$0.030\&le;\frac{(K-1)}{D\&lsqb;mm\&rsqb;}\&le;\mathrm{0.090.}$

6.根据权利要求1所述的轮胎，其中D值和K值也满足以下不等式：

$0.045\&le;\frac{(K-1)}{D\&lsqb;mm\&rsqb;}\&le;\mathrm{0.075.}$