具有非對稱胎面輪廓的充氣輪胎的製作方法

2023-09-23 12:07:15 2

專利名稱：：具有非對稱胎面輪廓的充氣輪胎的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種充氣輪胎，特別涉及一種具有非對稱胎面輪廓的高性能或超高性能充氣輪胎。
背景技術：
：充氣輪胎一般包括包括至少一個胎體帘布層的超環面胎體結構；帶束層，其處在胎體結構徑向外部的位置；插置於胎體結構和帶束層之間的帶結構；在軸向地相對位置施加至該胎體結構的一對側壁。所述至少一個胎體帘布層的端部與各自的環形增強部件相聯以形成胎圈，所述胎圏將輪胎固定到輪輞。一般地，輪胎具有對稱的胎面輪廓，即，在輪胎徑向平面上的橫截面中，該胎面輪廓具有關於輪胎的赤道平面對稱的形狀。為了提高在高動力的汽車中使用的輪胎的性能，特別在高速轉彎的時候，在技術中已經建議使用非對稱胎面輪廓。例如，EP0755808B17>開了一種充氣輪胎，該充氣輪胎包括一胎體，該胎體繞輪胎從一胎圏延伸到另一胎圏；側壁；和橡膠胎面區域，該橡膠胎面區域具有輪廊，該輪廓在新輪胎的橫截面中分別在內部的和外部的胎肩區域限定胎面的側面，上述的每個胎肩區域具有胎肩落差(shoulderdrop)，該胎肩落差是從最大輪胎直徑的點到胎肩區域邊緣的一胎肩點的徑向向內方向上的距離，其特徵在於，當輪胎被安裝在預定輪輞上並被充氣到預定壓力時，胎面區域是非對稱的，其上述最大輪胎直徑點從輪胎截面的中心線在輪胎軸向上向內胎肩方向偏移，並且外胎肩的胎肩落差比內胎肩的胎肩落差大，以至於胎面區域具有非對稱輪廓。EP0820884B1公開了一種充氣子午線輪胎，該充氣子午線輪胎包括一胎體，該胎體繞輪胎從一胎圈延伸到另一胎圏；側壁；和橡膠胎面區域，該橡膠胎面區域具有輪廓，該輪廓在新輪胎的橫截面中，分別地在內部的和外部的胎肩區域中胎面的側處終止，上述的每個胎肩區域具有胎肩落差，該胎肩落差是從最大輪胎直徑的點到胎肩區域邊緣的一胎肩點的在徑向向內方向上的距離，以便當輪胎^皮安裝在預定輪輞上並充氣到預定壓力時，胎面區域非對稱，其上述最大輪胎直徑點在輪胎軸向上從輪胎截面的中心線向內胎肩方向偏移，並且外胎肩的胎肩落差比內胎肩的胎肩落差大，以便使胎面區域具有非對稱輪廓，其特徵在於，胎面區域除了在內胎肩處之外具有基本恆定的胎面規格或厚度，所述內胎肩具有局部地減小的胎面規格或厚度，以便使內胎肩輪廓被修整(trimmed)。US2003/0121582Al>開了一種充氣子午線輪胎，該充氣子午線輪胎具有在輪胎中心線的至少一側上的胎面表面部分的輪胎子午線橫截面結構，該輪胎子午線橫截面結構是這樣布置的，即，當該充氣子午線輪胎安裝到在JATMA中規定的標準輪輞上，氣壓為180kPa,並且在其上沒有施加載荷時，當位置A是輪胎中心線和胎面表面的交叉點時，並且當位置B是直線P和胎面表面的交叉點時，在連接位置A和位置B的直線X和直線Y之間的角度ot被設在8到10度範圍內，該直線P是從最裡面的帶層的邊緣垂直於輪胎軸線繪製的，該直線Y是從位置A垂直於輪胎中心線繪製的。依照本發明給出了以下定義"赤道平面"EP是與輪胎轉動軸線垂直並包括輪胎的軸向中心線的平面；"外傾角"被定義為，對於安裝在車輛輪輞上的輪胎，通過轉動輪胎赤道平面直到與垂直於地面的平面重疊並通過輪胎中心為止所限定的最小的角；當安裝在輪輞上的輪胎的上部向內(即朝向車輛)傾斜時，外傾角定義為"負"；"輪輞寬度"RW是在其上安裝輪胎的輪輞的部分(凸緣)之間與輪輞轉動軸線平行地測量的最小內部距離；胎肩落差，，SD是最大輪胎半徑Rmax的長度和距離輪胎赤道平面相當於40%的輪輞寬度的位置處的輪胎半徑Rin和R。ut的長度之間的差；任何輪胎半徑都是在輪胎上從徑向向外的胎面輪廓垂直於輪胎轉動軸線測量的，其中輪胎安裝到相應輪輞上，充氣到額定充氣壓力且沒有受任何載荷；"內胎面部分，，是當輪胎被安裝在車輛輪輞上時，從赤道平面到相對於車輛向內定位的輪胎胎肩延伸的胎面的部分；"外胎面部分，，是當輪胎被安裝在車輛輪輞上時，從赤道平面到相對於車輛向外定位的輪胎胎肩延伸的胎面的部分；"內胎肩落差"SDin是內胎面部分的胎肩落差；"外胎肩落差"SD。w是外胎面部分的胎肩落差；"胎肩落差差異"ASD是外胎肩落差和內胎肩落差之間的差△SD=SD0Ut-SDin厶SD對於對稱胎面輪廓為零，對於非對稱胎面輪廓不為零；"空隙/實體比率"V/S是在帶束層內的自由體積(形成胎面花紋的槽、刀槽花紋(sipes)和其它切槽(carvings)的體積)和在帶束層內被橡膠材料佔用的體積之間的比率，即V/S=Vypw=——Yiisy——其中Vvi。d是在帶束層內被胎面花紋切槽(槽、刀槽花紋、凹口和類似物)佔用的體積；Vrubber是在帶束層內被橡膠材料佔用的體積；並且Vt^d是帶束層的總的體積(該體積是相對於與下層帶接觸的帶束層的下表面和帶束層的上表面來計算的，該帶束層的上表面通過連接接觸到地面的胎面花紋凸起-塊、肋和類似物-以形成光滑表面而獲得的，也就是沒有考慮胎面花紋)；可對於整個帶束層或其一部分確定空隙/實體比率。"內空隙/實體比率"(v/s)in是在內胎面部分中的自由體積(即，形成內部胎面花紋的槽、刀槽花紋和其它切槽的體積)和被在內胎面部分中的橡膠材料所佔用的體積之間的比率；"外空隙/實體比率，，(V/S)。w是在外胎面部分中的自由體積(即，形成內胎面花紋的槽、刀槽花紋和其它切槽的體積)和被在外胎面部分中的橡膠材料所佔用的體積之間的比率；申請人已經感到需要提高高性能(HP)和超高性能(UHP)輪胎的性能,這些輪胎為高動力的汽車所設計。特別地，申請人已經感到在操縱和滑水(aquaplaning)方面提高這些輪胎的性能的必要性，尤其是在沿彎道的滑水方面。應該在較低速度下(即不高於150km/h)提高該性能並在較高速度下(即高於150km/h)和/或在極限行駛條件下基本保持該性能，該極限行駛條件是高動力的汽車被實l^或使用時經常達到的條件。此外，申請人已經注意到通常高動力的汽車要求具有不為零的外傾角的輪胎，通常要求負的外傾角，以便於在高速轉彎時提高它們的性能。然而，不為零的外傾角(例如從-4.5。到4.5°)引起帶束層的不均勻的磨損，尤其在直路上以較低速度運行時。申請人已經發現通過以下方式甚至在高操作速度時也能顯著地提高操縱性能和滑水性能，同時不對帶束層的耐磨性產生不利影響，即，通過給輪胎提供具有從0.3到0.9的胎肩落差差異(ASD)的非對稱胎面輪廓的組合，和非對稱胎面花紋從而具有從1.1到1.50的內空隙/實體比率(v/S)in和外空隙/實體比率(V/S)。ut之間的比率。
發明內容因此，根據第一方面，本發明涉及一種充氣輪胎，該輪胎包括包括至少一個胎體帘布層的超環面胎體結構，該胎體結構包括冠部部分和兩個軸向相對側面部分，所述側面部分每個都與相應的胎圏結構相聯，所述胎圏結構用於將輪胎安裝在輪輞上；帶束層，其處在胎體結構徑向外部的位置上；插置於胎體結構和帶束層之間的帶結構；一對側壁，所述一對側壁在軸向地相對位置施加至胎體結構；其中所述輪胎具有將帶束層劃分為內胎面部分和外胎面部分的赤道平面，當輪胎被安裝在輪輞上時，內胎面部分被向內地定位並且外胎面部分被向外地定位；其中內胎面部分具有內胎肩落差SDi。並且外胎面部分具有外胎肩落差SD。ut，每個胎肩落差都測量為最大輪胎半徑R自x的長度和距離輪胎赤道平面相當於40%的輪輞寬度處的輪胎半徑Rin和R一的長度之間的差；其中內胎面部分具有內空隙/實體比率(V/S)in，並且外胎面部分具有與內空隙/實體比率(V/S)in不同的外空隙/實體比率(V/S)。ut;其中所述輪胎具有(i)非對稱胎面輪廓，從而具有從0.30mm到1.30mm的胎肩落差差異ASD，其計算為外胎肩落差和內胎肩落差之間的差；和(ii)非對稱胎面花紋，從而具有從1.10到1.50的內空隙/實體比率(V/S)h和外空隙/實體比率(V/S)。ut之間的比率。本發明其它的特徵和優點將會從關於本發明的一個優選但並不唯一的輪胎實施例的詳細描述而變得更加明顯。本說明書應該參照唯一的附圖，所述唯一的附圖為本發明的具體的非限制性示例。在圖中-圖1示意地示出了根據本發明的具有非對稱胎面輪廓的輪胎的橫截面。具體實施例方式參照圖1，根據本發明的輪胎1傳統地包括超環面胎體結構2，該超環面胎體結構2包括冠部部分和兩個軸向相對的側面部分，所述軸向相對的側面部分每個都與相應的胎圈結構相聯以將輪胎安裝在輪輞上。每個胎圏結構都通常包括胎圏鋼絲4和胎圈芯3並且通過向後摺疊胎體帘布層2的相對側面邊緣環繞該胎圏鋼絲從而與胎體結構相聯，以便於形成如圖l所示的所謂的胎體回折部(back-folds)。例如，在歐洲專利申請EP0928680和EP0928702中示出了可替代的胎圏結構，其中每個胎圏結構由至少兩個環形插入物形成，所述環形插入物由按同心線圏的方式布置的金屬線形成，並且胎體帘布層沒有被向後摺疊環繞所述環形插入物。帶束層5周向地施加在胎體結構2的冠部部分的徑向外部位置處。輪胎l還包括置於胎體結構和帶束層之間的帶結構。帶結構通常包括兩個帶層61、62，所述帶層包括多個加強簾線(沒有示出)，典型地是金屬線，在每層中彼此平行並且相對於相鄰層在相對方向上交叉，從而形成相對於赤道平面的預定角度。通常，在徑向的最外面的帶層上施加有至少一個零度加強層63,所述零度加強層63包括多個加強簾線(沒有示出)，典型地是織物簾線，相對於赤道平面EP成若干度的角布置。包括上述胎體結構和上述帶結構的根據本發明的輪胎的內部結構是關於赤道平面EP對稱的。側壁7也外部地施加在胎體結構的每個軸向相對側面部分上，每個側壁都從相應的胎圏結構延伸至帶束層5的邊緣。優選地，根據本發明輪胎1屬於具有明顯地扁平截面的類型。優選地，本發明的輪胎具有H/C比率，該H/C比率是右橫截面的高度與截面的最大寬度的比，在0.20到0.80之間的範圍內。優選地，本發明的輪胎是具有較低(low)橫截面的輪胎，例如H/C比率在0.20到0.65之間，優選地在0.25到0.45之間。為了清晰，在圖1中內胎面部分的胎肩落差SDjn和外胎面部分的胎肩落差SD。w已經被放大示出(不成比例)。根據本發明，胎肩落差差異ASD是從0,30mm到1.30mm,優選地從0.40mm到1.20mm,更優選地從0.60mm到1.10mm。如上文所述，內胎面部分的胎肩落差SD化和外胎面部分的胎肩落差SD。ut是在安裝在輪輞上的輪胎上確定的，該輪輞的輪輞寬度符合輪胎製造商的規定，該輪胎以額定充氣氣壓充氣並且沒有受到任何載荷。可用一種雷射束輪廓測量裝置確定胎肩落差SDjn和SD。ut，例如Dr.NollGmbH(德國)或者Bytewise測量系統公司(美國)所生產的那些測量裝置。根據本發明，最大輪胎半徑長度是在赤道平面處測量的輪胎半徑的長度。優選地，胎肩落差在靜態條件下也就是輪胎不轉動時測量。作為替代方案，胎肩落差可在轉速低於約50Km/h時測量。根據本發明的輪胎具有非對稱胎面花紋從而具有從1.31到1.50的在內空隙/實體比率(V/S)in和外空隙/實體比率(V/S)卵t之間的比率，該比率優選地從1.20到1.45，更優選地從1.30到1.40。根據一優選實施例，內空隙/實體比率(V/S)in是從0.30到0.60，優選地從0.35到0.55，更優選地從0.38到0.45。根據一優選實施例，外空隙/實體比率(V/S)。ut是從0.15到0.45，優選地從0.20到0.40，更優選地從0.25到0.35。為更進一步的描述本發明，以下給出了一說明性示例。根據本發明的輪胎(輪胎A)被製造出來。特別地，尺寸為225/40ZR18的兩個第一輪胎A被安裝在兩個相應的8JX18輪輞上並充氣至2.3bar。尺寸為265/35ZR18的兩個第二輪胎A^C安裝在兩個相應的9JX18輪輞上並充氣至2.7bar。具有與輪胎A氣至相同尺寸、相同構造和相同胎面花紋的四個輪胎(輪胎B)淨皮製造出來。尺寸為225/40ZR18的兩個輪胎B被安裝在兩個相應的8JX18輪輞上並充氣至2.3bar的氣。具有尺寸265/35ZR18的兩個輪胎B，被安裝在兩個各自的9JX18輪輞上並充2.7bar。輪胎A和輪胎B具有相同非對稱胎面花紋，該非對稱胎面花紋具有以下特徵內空隙/實體比率(V/S)in=0.409外空隙/實體比率(V/S)。ut=0.303(V/S)in/(V/S)。ut=1.35僅有的差別是輪胎A(本發明)具有胎肩落差差異ASD-0.70的非對稱胎面輪廓，而輪胎B(對比的)具有對稱輪廓(ASD-O)。一輛保時捷996汽車首先裝配上述四個輪胎A，然後裝配上述四個輪胎B,並用於測試其滑水和操縱性能。尺寸為225/40ZR18的兩個輪胎被安裝在前軸上。尺寸為265/35ZR18的兩個輪胎^皮安裝在後軸上。轉彎滑水測試在基本勻速條件下沿著平坦乾燥的瀝青道路軌跡進行，所述道路軌跡具有帶一恆定半徑(100m)並且最後路段被一層水覆蓋的彎道。測試在不同的速度下重複進行，並且每次測試中當汽車運行在溼的路段時通過安裝在汽車上的加速度計測量橫向加速度。通過比較這樣獲得的橫向加速度-速度曲線，發現-對於兩輛汽車最大橫向加速度基本相同；-裝備輪胎A的汽車在橫向加速度近似為零時的速度比裝備輪胎B的汽車高大約6.6%;-裝備輪胎A的汽車的曲線的積分(在轉彎時車輛的可控性的測量結果)比裝備輪胎B的汽車高大約7.4。/。。對於操縱性測試，以下的特徵被評價i)轉向靈敏性(steeringpromtness)，ii)轉向拉動(steeringpull)，和iii)轉彎最大推力。該測試用上述的同一輛汽車在試驗道路上進行。表l為測試駕駛員的操縱性測試分數卡的總結。所述測試的結果在評價尺度上表示成從O到10範圍的分數，該分數代表測試駕駛員的主觀判斷。以下的表格中的值為幾個測試中不同測試駕駛員給出的分數的平均值。轉向靈敏性表示當車輛轉向系統受到左右方向上的小轉動時車輛恢復其直線方向的能力。轉向拉動表示偏離直線方向的車輛的姿態，該姿態在勻速條件下評價。對本發明來說，標題"轉向拉動"還包括在車輛加速條件下評價的偏離直線方向的車輛的姿態。沿著彎道的最大橫向力表示沿著彎道行駛的車輛能發揮的動力大小。而該最大橫向力依賴輪胎接地面的面積，所述輪胎當車輛沿彎道行駛時更多的被加載。表ltableseeoriginaldocumentpage11以上結果的分析表明裝備有根據本發明的輪胎的車輛其操縱性能在低速(80Km/h)時被提高，並且甚至在高速和超高速(160Km/h和220Km/h)時能維持這種提高。權利要求1.一種充氣輪胎，其包括包括至少一個胎體帘布層的超環面胎體結構，所述胎體結構包括冠部部分和兩個軸向相對側面部分，所述側面部分每個都與相應的胎圈結構相聯，所述胎圈結構用於將輪胎安裝在輪輞上；帶束層，其處在胎體結構徑向外部的位置上；插置於所述胎體結構和所述帶束層之間的帶結構；一對側壁，所述一對側壁在軸向地相對位置施加至所述胎體結構；其中所述輪胎具有將所述帶束層劃分為內胎面部分和外胎面部分的赤道平面，當所述輪胎被安裝在所述輪輞上時，所述內胎面部分被向內地定位並且所述外胎面部分被向外地定位；其中內胎面部分具有內胎肩落差，並且外胎面部分具有外胎肩落差，其中所述內胎肩落差測量為最大輪胎半徑的長度和所述內胎面部分中距離所述輪胎赤道平面相當於40％的輪輞寬度處的輪胎半徑的長度之間的差；其中所述外胎肩落差為最大輪胎半徑的長度和所述外胎面部分中距離所述輪胎赤道平面相當於40％的輪輞寬度處的輪胎半徑的長度之間的差；其中所述內胎面部分具有內空隙/實體比率，並且所述外胎面部分具有與所述內空隙/實體比率不同的外空隙/實體比率；其中所述輪胎具有(i)非對稱胎面輪廓，從而具有從0.30mm到1.30mm的胎肩落差差異，所述胎肩落差差異計算為外胎肩落差和內胎肩落差之間的差；和(ii)非對稱胎面花紋，從而具有從1.10到1.50的內空隙/實體比率和外空隙/實體比率之間的比率。2.根據權利要求1所述的輪胎，其中所述胎肩落差差異是從0.40mm》1.20mm。3.根據權利要求1所述的輪胎，其中所述胎肩落差差異是從0.60mm到1.10mm。4.根據權利要求l、2或3所述的輪胎，其中在所迷內空隙/實體比率和所述外空隙/實體比率之間的所述比率是從1.20到1.45。5.根據權利要求l、2或3所述的輪胎，其中在所述外空隙/實體比率和所述外空隙/實體比率之間的所述比率是從1.30到1.40。6.根據上述權利要求中的任意一項所述的輪胎，其中所述內空隙/實體比率是從0.30到0.60。7.根據權利要求1至5中的任意一項所述的輪胎，其中所述內空隙/實體比率是從0.35到0.55。8.根據權利要求1至5中的任意一項所述的輪胎，其中所述內空隙/實體比率是從0.38到0.45。9.根據上述權利要求中的任意一項所述的輪胎，其中所述外空隙/實體比率是從0.15到0.45。10.根據權利要求1至8中的任意一項所述的輪胎，其中所述外空隙/實體比率是從0.20到0.40。11.根據權利要求1至8中的任意一項所述的輪胎，其中所述外空隙/實體比率是從0.25到0.35。12.根據上述權利要求中的任意一項所述的輪胎，其中所述超環面胎體結構關於所述赤道平面對稱。13.根據上述權利要求中的任意一項所述的輪胎，其中所述最大輪胎半徑長度是在所述赤道平面處測量的輪胎半徑的長度。14.根據上述權利要求中的任意一項所述的輪胎，其中輪胎右橫截面的高度與輪胎最大寬度之間的比率是從0.20到0.80。全文摘要本發明公開了一種輪胎，其具有(i)具有從0.3到0.9的胎肩落差差異的非對稱胎面輪廓；和(ii)非對稱胎面花紋，從而具有從1.1到1.50的內空隙/實體比率和外空隙/實體比率之間的比率。通過以上特徵的組合，甚至在高操作速度時也能顯著地提高操縱和滑水性能，而不對帶束層的耐磨性產生不利影響。文檔編號B60C11/00GK101341034SQ200580052353公開日2009年1月7日申請日期2005年12月20日優先權日2005年12月20日發明者D·斯卡爾特裡蒂,G·馬特拉夏,M·博伊奧奇,S·比茲申請人:倍耐力輪胎股份公司