具有改进的胎面的轮胎的制作方法
【专利摘要】一种轮胎（10），其包括设计为在轮胎的使用寿命期间被磨损并具有径向厚度T的胎面部分、外边缘（45）和内边缘（46），在外边缘（45）与内边缘（46）之间的轴向距离限定胎面的轴向宽度L，胎面包括由四种橡胶混合物制得的四个相邻部分（411-414），其中构成第一部分和第三部分的橡胶混合物主要由炭黑填料填充，其中构成第二部分和第四部分的橡胶混合物主要由非炭黑填料填充，其中构成第一部分和第三部分的橡胶混合物在0.7MPa的应力下且在0℃下的tanδ值低于构成第二部分和第四部分的橡胶混合物在0.7MPa的应力下且在0℃下的tanδ值，且其中所述第一部分的轴向宽度作为与未磨损时的胎面的滚动表面相距的距离的函数而减小，且所述第二部分的轴向宽度作为与未磨损时的胎面的滚动表面相距的距离的函数而增加。
【专利说明】具有改进的胎面的轮胎
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及用于客车的轮胎。其更特别地涉及适用于运动道路驾驶的轮胎。
【背景技术】
[0002]就配备轮胎的车辆的驾驶者的安全性的角度而言，轮胎在其滚动的路面上所具有的抓地力是最重要的特征之一。其对于确定车辆在运动道路驾驶(即在相比于普通道路或高速条件要求更高的速度、加速或转弯的条件下发生的驾驶)中的性能也具有关键的重要性。如果车辆的轮胎由于缺乏抓地力而失去其驾驶能力，则车辆可遭受失去控制。
[0003]当然，即使车辆设计用于运动道路驾驶条件，但车辆必须在可变的天气条件下，特别是在潮湿路面和干燥路面条件下驾驶。因此，合意的是轮胎设置有在干燥路面上和在潮湿路面上提供良好的抓地力的装置。特别地，有可能例如通过提供能够排去和/或储存水的凹进，或通过增加能够穿过在胎面与路面之间形成的水膜的胎面图案边缘数量，从而使至少部分胎面图案适于在潮湿路面上使用。也有可能使用更特别地适合在潮湿路面上和/或在干燥路面上使用的橡胶混合物，而改变制备胎面的材料。包含两种类型的橡胶混合物的胎面能够在所有情况下获得良好的抓地力。这种轮胎的一个例子在欧洲专利申请N0.1308 319中提供。
[0004]在运动道路驾驶条件下，当配备轮胎的车辆转弯时，车辆轮胎经受相当大的横向应力。在转弯过程中，横向应力在每个轮胎与其滚动的路面接触的接触区域上引起变形，从而导致基本上梯形的形状。最远离弯折中心的接触区域的侧面增长，而最接近弯折中心的接触区域的侧面缩短。
[0005]“最远离弯折中心的接触区域的侧面”为如下侧面:胎面的元件经由所述侧面在其上安装轮胎的车轮的中心的偏移速率的方向上与路面接触。为此原因，其有时称为“(横向)前边缘”。相对侧，即“最接近弯折中心的接触区域的侧面”有时称为“(横向)后边缘”。
[0006]该“梯形”变形改变了胎面的各个肋所承受的负载，以及每一个肋对由轮胎所产生的横向力的贡献。对于在给定转弯情况中车辆轮胎必须支承的给定负载，已变得增长的肋承受由轮胎所承受的总负载的更大份额。已缩短的肋承受由轮胎所承受的总负载的相应的更小比例。对于在给定转弯情况中由轮胎中的一个所传递的给定横向力，结果是最重负载的肋(通常为最远离弯折中心的侧面上的那些肋)为对总横向力贡献最大的那些。
[0007]对于在干燥道路表面上在剧烈转弯条件下在轮胎的接触表面中所产生的极高的热应力和机械应力，适合在潮湿路面上使用的橡胶混合物通常更脆弱。如果轮胎胎面设置有由在干燥路面上具有更好的抓地力的橡胶混合物制得的部分和由在潮湿路面上具有更好的抓地力的橡胶混合物制得的部分，则优选的是确保在干燥路面上具有更好的抓地力的橡胶混合物设置于最远离弯折中心的接触区域的侧面。因此，即使接触区域变为梯形，轮胎仍将保持在干燥路面上的良好抓地力，即良好的产生高横向力的能力。此外，由于在接触区域的所述相同侧面(其最远离弯折中心)上路面接触压力更高，润湿道路表面的水的排出通常在接触区域的该部分是相当令人满意的。因此，建立良好抓地力接触，并允许使用在干燥路面上具有更好的抓地力的橡胶混合物的条件在胎面的所述区域中产生。换言之，轮胎在该区域中表现为如同其在干燥路面上滚动。因此，无需在胎面的该部分中设置如下橡胶混合物:所述橡胶混合物在潮湿路面上具有更好的抓地力，且其在干燥路面上的性能劣于在干燥路面上具有更好的抓地力的橡胶混合物的性能。由米其林销售的“Pilot Sport2”轮胎为在胎面内具有这种橡胶混合物的分布的轮胎的例子。
[0008]尽管由该轮胎提供的就抓地力而言的良好性能，仍然持续需要改进轮胎，更特别是设计用于运动道路驾驶的轮胎的在干燥路面上的抓地力与在潮湿路面上的抓地力之间的折中。
【发明内容】
[0009]因此，本发明的目的之一是提供一种轮胎，其在轮胎为新的(未磨损)或几乎新的时以及在轮胎经历显著磨损时提供改进的在干燥路面上的抓地力与在潮湿路面上的抓地力之间的折中。
[0010]该目的通过使用如下轮胎而实现:所述轮胎具有预定安装方向，其中常规保留用于在潮湿路面上具有更好的抓地力的橡胶混合物的胎面部分的一部分由在干燥路面上具有更好的抓地力的橡胶混合物制得。换言之，当轮胎在所述预定安装方向上(即在轮胎的“内部”;对应的胎侧通常标有“内部”，和/或相对的胎侧通常标有“外部”)安装于车辆上时，位于面向车辆的车辆侧面上的胎面部分的一部分由在干燥路面上具有更好的抓地力的橡胶混合物制得。通过精明改变由在干燥路面上具有更好的抓地力的橡胶混合物制得的胎面部分的部分的轴向范围，以及改变由在潮湿路面上具有更好的抓地力的橡胶混合物制得的胎面部分的部分的轴向范围，在干燥路面上的抓地力与在潮湿路面上的抓地力之间的有利折中保持为随胎面磨损而变化的最佳值。例如，每个胎面部分的轴向范围可随胎面深度而变化使得在潮湿路面上提供更好的抓地力的部分随着增加的磨损而增加。这保持了良好的性能，并避免了在胎面变得磨损时的漂滑。
[0011]更具体地，所述目的通过使用如下轮胎而实现:所述轮胎设计为安装于车辆车轮的安装轮辋上，并具有在车辆上的预定安装方向，其中所述轮胎包括胎面，所述胎面具有滚动表面和胎面部分，所述滚动表面设计为在轮胎在路面上滚动时与路面接触，所述胎面部分设计为在轮胎的使用寿命期间被磨损，并具有径向厚度T。当未磨损时，所述胎面具有外边缘和内边缘，所述外边缘位于当轮胎在预定安装方向上安装于车辆上时面向车辆的外部的轮胎侧面，所述内边缘位于当轮胎在所述预定安装方向上安装于车辆上时面向车辆的轮胎侧面。所述外边缘与所述内边缘之间的轴向距离限定了胎面的轴向宽度L。
[0012]所述胎面在任一径向截面中包括由至少一种第一橡胶混合物制得的第一部分，其中所述第一部分从第一轴向边界位置延伸至第二轴向边界位置。该第一轴向边界位置与所述内边缘相距的轴向距离大于或等于所述胎面的轴向宽度L的95%。
[0013]所述胎面在任一径向截面中还包括第二部分，所述第二部分与所述第一部分轴向相邻，并且所述第二部分由至少一种第二橡胶混合物制得。所述第二部分从第三轴向边界位置延伸至第四轴向边界位置。
[0014]根据一个特定实施方案，至少对于一些DR值，或甚至对于所有DR值，所述第三轴向边界位置与所述第二轴向边界位置重合(coincide)，其中DR为与未磨损的胎面的滚动表面相距的径向距离。根据另一实施方案，所述第三轴向边界位置和所述第二轴向边界位置在胎面中界定切口，所述切口分隔所述胎面的所述第一部分和第二部分。在该实施方案中，对于一些DR值，所述第三轴向边界位置也可与所述第二轴向边界位置重合。
[0015]所述胎面在任一径向截面中还包括第三部分，所述第三部分与所述第二部分轴向相邻，并且所述第三部分由至少一种第三橡胶混合物制得。所述第三部分从第五轴向边界位置延伸至第六轴向边界位置，其中对于DR = 0.2.T，所述第六轴向边界位置与所述外边缘之间的轴向距离大于或等于所述胎面的轴向宽度L的80%，且小于等于所述胎面的轴向宽度L的90%。
[0016]根据一个特定实施方案，至少对于一些DR值，或甚至对于所有DR值，所述第五轴向边界位置与所述第四轴向边界位置重合。根据另一实施方案，所述第五轴向边界位置和所述第四轴向边界位置在胎面中界定切口，所述切口分隔所述胎面的所述第二部分和第三部分。在该实施方案中，对于一些DR值，所述第四轴向边界位置也可与所述第五轴向边界
位置重合。
[0017]最后，所述胎面在任一径向截面中还包括第四部分，所述第四部分与所述第三部分轴向相邻，并且所述第四部分由至少一种第四橡胶混合物制得。所述第四部分从第七轴向边界位置延伸至第八轴向边界位置，所述第八轴向边界位置与所述外边缘相距的轴向距离大于或等于所述胎面的轴向宽度L的95%。
[0018]根据一个特定实施方案，至少对于一些DR值，或甚至对于所有DR值，所述第七轴向边界位置与所述第六轴向边界位置重合。根据另一实施方案，所述第七轴向边界位置和所述第六轴向边界位置在胎面中界定切口，所述切口分隔所述胎面的所述第三部分和第四部分。在该实施方案中，对于一些DR值，所述第六轴向边界位置也可与所述第七轴向边界
位置重合。
[0019]在一个特定实施方案中，所述第一部分、第二部分、第三部分和第四部分在轮胎的整个圆周上延伸，并且在轮胎为新的时或者最迟在胎面磨损达到10%时与滚动表面具有交叉部。
[0020]所述至少一种第一橡胶混合物和所述至少一种第三橡胶混合物含有至少一种弹性体和含有炭黑的至少一种增强填料，所述炭黑具有的百分比PNl大于或等于所有增强填料的重量的50%且小于或等于所有增强填料的重量的100%，且其中所述至少一种第二橡胶混合物和所述至少一种第四橡胶混合物含有至少一种弹性体和任选地包括炭黑的至少一种增强填料，所述炭黑具有的百分比PN2大于或等于所有增强填料的重量的0%且小于或等于所有增强填料的重量的50%。
[0021]所述至少一种第一橡胶混合物和所述至少一种第三橡胶混合物在0.7MPa应力下且在0°c下的tan δ值低于所述至少一种第二橡胶混合物和所述至少一种第四橡胶混合物在0.7MPa应力下且在0°C下的tanS值。
[0022]在根据本发明的轮胎中，满足如下条件(Cl)和(C2)中的至少一个:
[0023]条件(Cl):所述第一部分在任一径向截面中具有作为与未磨损的胎面的滚动表面相距的径向距离DR的函数而减小的轴向宽度，所述第二轴向边界位置作为径向距离DR的函数而变化，从而对于DR = 0.2.T，所述第二轴向边界位置离所述外边缘之间的轴向距离大于或等于所述胎面的轴向宽度L的20%，且小于或等于所述胎面的轴向宽度L的40%，且对于DR = 0.8.Τ，所述第二轴向边界位置离所述外边缘之间的轴向距离大于或等于所述胎面的轴向宽度L的10%，且小于或等于所述胎面的轴向宽度L的38%，条件是DR = 0.2.T的第二轴向边界位置相对于DR = 0.8.Τ的第二轴向边界位置在轴向上以所述胎面的轴向宽度L的至少2%位于内部。
[0024]条件(C2):所述第二部分在任一径向截面中具有作为与未磨损的胎面的滚动表面相距的径向距离DR的函数而增加的轴向宽度，所述第四轴向边界位置作为径向距离DR的函数而变化，从而对于DR = 0.2.Τ，所述第四轴向边界位置离所述外边缘之间的轴向距离大于或等于所述胎面的轴向宽度L的50%，且小于或等于所述胎面的轴向宽度L的60%，且对于DR = 0.8.Τ，所述第四轴向边界位置离所述外边缘之间的轴向距离大于或等于所述胎面的轴向宽度L的52%，且小于或等于所述胎面的轴向宽度L的70%，条件是DR = 0.2.Τ的第四轴向边界位置相对于DR = 0.8-T的第四轴向边界位置在轴向上以所述胎面的轴向宽度L的至少2%位于内部。例如，可提供所需的增加的轴向宽度，其中对于至少一些DR值，所述第三轴向边界位置与所述第二轴向边界位置重合，或者其中所述第三轴向边界位置在胎面中界定切口，所述切口分隔所述胎面的所述第一部分和第二部分，例如周向切口。在一个特定实施方案中，所述第三轴向边界位置或者随DR而恒定，或者为变化的，使得DR =0.2.T的第三轴向边界位置位于DR = 0.8.T的第三轴向边界位置的轴向外部。
[0025]优选地，同时满足两个条件(Cl)和(C2)。
[0026]在根据本发明的轮胎中，随着胎面磨损，在干燥路面上具有相对良好的抓地力的第一部分的轴向宽度减小，而在潮湿路面上具有更好抓地力的第二部分的轴向宽度增加。这是有利的，因为随着胎面磨损，漂滑现象变得更成问题(当胎面中的切口深度减小时，水储存和排空变得更加困难)，而在干燥路面上的轮胎抓地力不随着轮胎磨损而显著改变。因此，在根据本发明的轮胎中，在潮湿路面上具有更好的抓地力的橡胶混合物在滚动表面中的相对比例随着轮胎磨损而增加，从而改进总体轮胎抓地力折中，并且由于更大部分的在潮湿路面上具有更好的抓地力的混合物，这允许轮胎具有更好的在低速下(其中不出现漂滑)的性能以及在漂滑之后更快的恢复。
[0027]根据一个有利的实施方案，当轮胎为新的时，由所述至少一种第一橡胶混合物、至少一种第二橡胶混合物、至少一种第三橡胶混合物和至少一种第四橡胶混合物制得的所述部分均与滚动表面具有交叉部。因此，轮胎能够发挥出其全部潜力，并且从首次使用起就利用由这些橡胶组合物中的每一个所提供的性质。
[0028]根据另一有利的实施方案，所述第六轴向边界位置作为与未磨损的胎面的滚动表面相距的径向距离DR的函数而变化，从而对于DR = 0.8.Τ，所述第六轴向边界位置与所述外边缘相距的轴向距离大于或等于所述胎面的轴向宽度L的70%，且小于或等于所述胎面的轴向宽度L的95%，条件是(a) DR = 0.2.T的第六轴向边界位置与(b) DR = 0.8.T的第六轴向边界位置之间的差大于或等于所述胎面的轴向宽度L的2%。
[0029]根据又一有利的实施方案，所述至少一种第三橡胶混合物与所述至少一种第一橡胶混合物相同，且所述至少一种第四橡胶混合物与所述至少一种第二橡胶混合物相同。该实施方案具有如下明显优点:简化了轮胎的制造和在工厂处对橡胶混合物原料的控制。
[0030]根据第四有利的实施方案，所述至少一种第一橡胶混合物和所述至少一种第三橡胶混合物在0.7MPa应力下且在10°C下的tan δ值高于所述至少一种第二橡胶混合物和所述至少一种第四橡胶混合物在0.7MPa应力下且在10°C下的tan δ值(优选为高至少0.05)。实际上，在0.7MPa应力下的在10°C下的橡胶混合物的tan δ值净表征在干燥路面上的抓地力。
[0031]根据另一有利的实施方案，所述至少一种第一橡胶混合物与所述至少一种第二橡胶混合物的tan δ值之间的差大于或等于0.05，其中所述至少一种第二橡胶混合物与所述至少一种第三橡胶混合物的tan δ值之间的差大于或等于0.05，且其中所述至少一种第三橡胶混合物与所述至少一种第四橡胶混合物的tan δ值之间的差也大于或等于0.05。根据具体情况，这适用于在0°C下的tan δ值和在10°C下的tan δ值。
[0032]当然，有可能且甚至合意的是组合所述实施方案中的两个或更多个。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]图1显示了根据现有技术的轮胎。
[0034]图2显示了根据现有技术的轮胎的部分剖开立体图。
[0035]图3在径向横截面中显示了根据现有技术的轮胎的四分之一。
[0036]图4和5为示出了如何确定胎面的轴向边缘的示意图。
[0037]图6为示出了术语胎面的“内边缘”和“外边缘”的示意图。
[0038]图7示意性地显示了根据现有技术的轮胎的胎冠。
[0039]图8示意性地显示了当轮胎经受相当大的横向应力时轮胎的变形。
[0040]图9示意性地示出了这种轮胎的接触区域的梯形扭曲。
[0041]图10和11示意性地示出了取决于车辆转弯的方向，安装于车辆的同一车轴上的两个轮胎的接触表面的梯形扭曲。
[0042]图12至18中的每一个示意性地显示了根据本发明的一个实施方案轮胎的胎冠。
[0043]图19示意性地示出了在轮胎使用寿命期间待磨损的胎面部分的径向厚度的概念。
【具体实施方式】
[0044]当使用与轮胎相关的术语“径向”时，其适于在本领域技术人员对于该词的各种不同使用之间形成区别。首先，该表述指轮胎的半径。这意味着，如果点Pl比点Ρ2更接近轮胎的旋转轴线时，则称点Pl在点Ρ2的“径向内部”(或者“径向上在点Ρ2的内部”)。相反，如果点Ρ3比点Ρ4更远离轮胎的旋转轴线，则称点Ρ3位于点Ρ4的“径向外部”(或者“径向上在点Ρ4的外部”)。行进“径向向内(或向外)”意指向更小(或更大)半径行进。就径向距离而言，也适用于该词的所述含义。
[0045]相比而言，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°并且小于或等于90°的角度时，则称该丝线或增强件为“径向的”。在本文中应注意，术语“丝线”应以其极通常的方式进行理解，并且涵盖单丝、多丝、帘线、纱线或等同组件的形式的丝线，无论制成该丝线的材料如何，或无论该丝线经受何种为提高其与橡胶的结合的表面处理。
[0046]最后，本文的“径向横截面”或“径向截面”意指在含有轮胎的旋转轴线的平面上的横截面或截面。
[0047]“轴向”方向为平行于轮胎的旋转轴线的方向。如果点Ρ5比点Ρ6更接近轮胎的中平面，则称点P5在点P6的“轴向内部”(或“轴向上在点P6的内部”)。相反，如果点P7比点P8更远离轮胎的中平面，则称点P7在点P8的“轴向外部”(或者“轴向上在点P8的外部”)。轮胎的“中平面”为垂直于轮胎的旋转轴线，并且与每个胎圈的环状增强结构件等距的平面。
[0048]如果存在连接部分A的点Pl和部分B的点P2的至少一个轴向距离D，使得连接点Pl和P2的方向D的部段不与除了部分A和B之外的胎面的任一部分相交，则称胎面的两个部分A和B “轴向相邻”。然而，连接点Pl和P2的方向D的部段可与分隔胎面的部分A和B的切口(凹槽、沟槽……)具有交叉部，且这不会有碍于将A和B认定为“轴向相邻”。换言之，两个轴向相邻的部分或者直接接触，或者仅由切口(而不由其他胎面部分)分隔而轴向并列设置。
[0049]“周向”方向为垂直于轮胎的半径以及轴向方向两者的方向。“周向截面”为在垂直于轮胎的旋转轴线的平面上的截面。
[0050]如本文所用，术语“滚动表面”意指当轮胎以其正常方式滚动时可与路面接触的轮胎胎面上的所有的点。
[0051]表述“橡胶混合物”表示含有至少一种弹性体和至少一种填料的橡胶的混合物。
[0052]轮胎胎面的“磨损水平”意指胎面由于磨损而损失的径向厚度与在必须改变或翻新之前胎面旨在损失的胎面部分的径向厚度之间的比例。在大多数轮胎中，存在设置于凹槽底部处的磨损指示器，所述磨损指示器指示胎面已损失在更换之前其旨在损失的所有厚度，使得轮胎必须改变或翻新变得明显。25%的磨损水平意指胎面已损失在改变(或翻新)变得必要之前可磨损的橡胶组合物的四分之一。磨损水平通常表示为百分比；在给定时间，并非胎面的所有区域必须具有相同的磨损水平(“非均匀磨损”)。
[0053]设计为在轮胎使用寿命期间磨损的胎面部分的“径向厚度T”如下确定。对于每个轴向位置，考虑在轮胎的圆周上存在的最深切口的径向深度PR (以mm计)，在该轴向位置的径向厚度T (以mm计)定义为PR-1.6。这是因为存在要求轮胎具有1.6mm的最小切口深度的规定。对于给定轴向位置，如果在轮胎的整个圆周上不存在切口，但在具有切口处的所考虑的轴向位置的两侧(轴向)上存在轴向位置，则在所考虑的轴向位置处的径向厚度定义为在存在切口处的两侧上的最接近的轴向位置的内插厚度。对于给定轴向位置，如果在轮胎的整个圆周上不存在切口，但在具有切口处的所考虑的轴向位置的轴向内部存在轴向位置，则在所考虑的轴向位置处的径向厚度定义为与在存在切口处的其轴向内部的最接近的轴向位置的厚度相同。同样参见图19。
[0054]应了解，在磨损水平与设计为在轮胎使用寿命期间磨损的胎面部分的径向厚度T之间存在直接关联。局部地，当已磨损厚度T的x%时，达到x%的磨损水平。
[0055]如本文所用，术语“梯形”意指具有两个平行侧面的四边形，即与术语“台形”同义。
[0056]为了使附图所示的变体的描述更易于阅读，使用相同的附图标记表示具有相同结构的元件。
[0057]图1示意性地显示了根据现有技术的轮胎10。轮胎10包括胎冠、两个胎侧30以及两个胎圈20，所述胎冠包括由胎面40覆盖的胎冠增强件(图1中不可见)，所述两个胎侧30使所述胎诞径向向内延伸,所述两个胎圈20在径向上在胎侧30的内部。
[0058]图2示意性地显示了根据现有技术的轮胎10的部分立体图，并且示出了轮胎的各种部件。轮胎10包括胎体增强件60以及两个胎圈20，所述胎体增强件60由涂布有橡胶混合物的丝线61组成，所述两个胎圈20的每一个均包括将轮胎10保持在轮辋(未显示)上的环状增强结构件70。胎体增强件60锚固在胎圈20的每一个中。轮胎10还包括胎冠增强件，所述胎冠增强件包括两个帘布层80和90。帘布层80和90中的每一个由丝线状增强元件81和91增强，所述丝线状增强元件81和91在每一层内平行并且从一层交叉至下一层，从而与周向方向形成10°至70°之间的角度。所述轮胎还包括环箍增强件100，所述环箍增强件100径向设置于胎冠增强件的外部，该环箍增强件由周向定向的螺旋缠绕的增强元件101形成。胎面40铺设于所述环箍增强件上，正是该胎面40在轮胎10与道路表面之间提供接触。所示的轮胎10为“无内胎”轮胎:其包括“内衬”50，所述“内衬”50由不渗透充气气体的橡胶混合物制成，并且覆盖轮胎的内表面。
[0059]图3在径向横截面中示意性地显示了由米其林销售的“Pilot Sport2”型的参照轮胎10的四分之一。轮胎10包括设计为与安装轮缘(未显示)接触的两个胎圈20，每个胎圈20包括多个环状增强结构件70。两个胎侧30使胎圈20径向向外延伸，并且在胎冠25中相接，所述胎冠25包括由第一增强元件层80和第二增强元件层90所形成的胎冠增强件，所述胎冠增强件由环箍增强件100径向覆盖，而环箍增强件100本身由胎面40径向覆盖。也指示了轮胎的中平面130，以及滚动表面47和周向凹槽141。
[0060]确定胎面的轴向边缘的方式示于图4和5中，图4和5的每一个均显示了胎面40的一部分以及与其相邻的胎侧30的部分的轮廓。在一些轮胎设计中，从胎面至胎侧的过渡为轮廓清楚的，如图4所示的情况，且确定胎面40的轴向边缘(在此情况中，外轴向边缘45)是简单的。然而，存在其中胎面和胎侧的过渡为连续的轮胎设计。一个例子在图5中给出。那么如下确定胎面的边缘。在轮胎的径向横截面上绘制在向胎侧过渡的区域中在滚动表面47上的任一点处的轮胎的滚动表面的切线。轴向边缘为所述切线与轴向方向之间的角度α (阿尔法)等于30°之处的点。当存在数个所述切线与轴向方向之间的角度α (阿尔法)等于30°之处的点时，采用径向最外点。在图3所示的轮胎的情况中，以此方式确定(外)轴向边缘45。在本文中提到胎面的轴向边缘时，其意指胎面未磨损时的胎面的轴向边缘。
[0061]每个增强元件层80和90包括涂布于由橡胶混合物所形成的基质中的丝线状增强元件。每个层的增强元件基本互相平行；两个层的增强元件以约20°的角度从一层交叉至下一层，如本领域技术人员对于子午线轮胎所公知。
[0062]轮胎10还包括胎体增强件60，所述胎体增强件60从胎圈20延伸通过胎侧30直至胎冠25。该胎体增强件60包括基本上径向定向的丝线状增强元件，也就是说，所述丝线状增强件与周向方向形成大于或等于80°且小于或等于90°的角度。
[0063]胎体增强件60包括多个胎体增强元件，并且其锚固于环状增强结构件70之间的两个胎圈20中。
[0064]图7示意性地显示了轮胎的胎冠，所述轮胎设计为安装于车辆车轮的安装轮辋上，并具有在车辆上的预定安装方向。轮胎包括胎面和胎面部分，所述胎面具有设计为在轮胎在路面上滚动时与路面(未显示)接触的滚动表面47，所述胎面部分设计为在轮胎使用寿命期间磨损，且局部具有径向厚度Τ。当胎面未磨损时，其具有外轴向边缘45和内轴向边缘46，所述外轴向边缘45位于轮胎10的一个侧面，当轮胎10在所述预定安装方向上安装于车辆200上时，所述侧面面向车辆200的外部(参见图6)。内轴向边缘46位于轮胎10的一个侧面，当轮胎10在所述预定安装方向上安装于车辆200上时，所述侧面面向车辆(参见图6)。外轴向边缘(45)与内轴向边缘(46)之间的轴向距离限定了胎面的轴向宽度L。
[0065]胎面包括第一部分411和第二部分412，所述第一部分411由第一橡胶混合物制得，其中所述第一部分从第一轴向边界位置BI延伸至第二轴向边界位置B2，所述第二部分412与所述第一部分411轴向相邻，并由第二橡胶混合物制得。所述第二部分从第二轴向边界位置B2延伸至接近内边缘46的第三轴向边界位置B3。第一轴向边界位置BI和第三轴向边界位置B3作为与滚动表面47相距的径向距离DR的函数而略微变化，而第二轴向边界位置B2并不作为径向距离DR的函数而变化:对于DR = O与DR = T之间的所有DR值，第二轴向边界位置B2与外边缘45之间的轴向距离等于胎面的轴向宽度L的40%。当轮胎为新的(未磨损)时，第一部分411和第二部分412两者均具有与滚动表面47的交叉部。第二橡胶混合物在潮湿路面上的抓地力优于第一橡胶组合物的在潮湿路面上的抓地力，并且在干燥路面上的抓地力劣于第一橡胶组合物的在干燥路面上的抓地力。
[0066]图8和9示意性地显示了充气至3巴并大量负载(7100N的载荷)的根据现有技术的轮胎10在经历相当大的横向应力(外倾角:-4.4° ,侧滑速率:3m/s)时的变形。图8对应于在轮胎的向前行驶方向上的视图。附图标记2表示轮胎10的旋转轴线，附图标记3表示轮胎10滚动的路面。
[0067]图9显示了当轮胎10发生图8所示的变形时，轮胎10在路面3上的印迹。大致上，该印迹为梯形(或台形)4的形状，所述梯形(或台形)4的长侧5为其上安装轮胎10的车辆所具有的最远离弯折中心的侧面。由于轮胎的抓地力在干燥路面上比在潮湿路面上更大，因此轮胎可经受的横向力在干燥路面上也更大，且台形变形更显著。因此，有利的是确保在干燥路面上具有更好的抓地力的橡胶混合物的部分在最远离弯折中心的接触区域的侧面上，如图7所示的轮胎的情况那样。通过在最接近弯折中心的接触区域的侧面上提供由在潮湿路面上具有更好的抓地力的橡胶混合物所制得的一部分，可在干燥路面上与在潮湿路面上的轮胎抓地力之间达到有利折中。
[0068]在限定根据本发明的轮胎时，使当轮胎以其预定安装方向安装于车辆上时面向车辆外部(即远离车辆)的轮胎侧面与当该轮胎以其预定安装方向安装于车辆上时面向车辆内部的轮胎侧面之间具有区别。在之前的段落中，通过比较，参照最远离和最接近弯折中心的侧面解释了物理作用。当然，这些区别不彼此对应，因为对弯折中心的指代取决于弯折的方向(无论车辆向左或向右转弯)，而面向车辆外部的侧面和面向车辆的侧面不取决于此。该明显困难可使用图10和11解释。
[0069]图10示出了从轮胎滚动的路面向上观察，安装于车辆的同一车轴7上的两个轮胎11和12的接触区域的梯形变形。(当就车辆的驾驶者的角度考虑时)所考虑的情况为左侧弯折，即在使用箭头151所表示的方向上的弯折。轮胎11和12在它们的预定安装方向上安装:它们的胎面的内边缘46在面向车辆车身(车身未显示)的侧面上，外边缘45面向车辆的外部。严格地说，情况仅对于轮胎11优化，因为在外边缘45侧上的在干燥路面上具有更好的抓地力的橡胶混合物在最远离弯折中心的侧面上。相比之下，对于轮胎12，在干燥路面上具有更好的抓地力的橡胶混合物在最接近弯折中心的侧面上。如图11所示，当驾驶者向右转弯(就其角度而言)，即在使用箭头152表示的方向上，情况逆转。在图11中为相对于橡胶混合物的两个轮胎优化的轮胎12。无论弯折方向如何，总是存在一个相对于两个类型的胎面混合物“不合适”或未优化的轮胎。由于普通车辆向左转弯与向右转弯一样频繁，但仍然优选的是支持在最远离弯折中心的侧面上的轮胎，因为正是该轮胎承载更多的载荷并具有更大的接触区域。因此，正是该轮胎在车辆的总体抓地力中占主要部分。因此，这种设置对应于向右转弯与向左转弯一样频繁的车辆的有利折中。在总是在相同方向上转弯的车辆(例如，仅用于在仅一个方向上覆盖圆形环道的车辆)的罕见情况中，有可能优化轮胎的安装，以确保在干燥路面上具有更好的抓地力的橡胶混合物总是在最远离弯折中心的侧面上。
[0070]本发明提供了一种改进总体抓地力性能的方式，还更特别地提供了一种在轮胎为新的(未磨损)或几乎新的时以及在轮胎经历显著磨损时改进在干燥路面上的抓地力与在潮湿路面上的抓地力之间的折中的方式。该目的特别地通过使用如下轮胎而实现:所述轮胎具有预定安装方向，其中之前保留用于在潮湿路面上具有更好的抓地力的橡胶混合物的胎面部分的一部分由在干燥路面上具有更好的抓地力的橡胶混合物制得。换言之，当轮胎在预定安装方向上(即在轮胎的“内部”;对应的胎侧通常标有“内部”，和/或相对的胎侧通常标有“外部”)安装于车辆上时，位于面向车辆的车辆侧面上的胎面部分的一部分由在干燥路面上具有更好的抓地力的橡胶混合物制得。该部分的轴向延伸作为与未磨损的胎面的滚动表面相距的径向距离的函数而改变。另外，随着轮胎磨损，其中在干燥路面上具有更好的抓地力的橡胶混合物替换在潮湿路面上具有更好的抓地力的橡胶混合物之处的滚动表面的比例减小。
[0071]图12示意性地显示了根据本发明的一个实施方案的轮胎的胎冠。该轮胎设计为安装于车辆车轮的安装轮辋上，并具有在车辆上的预定安装方向。轮胎包括胎面和胎面部分，所述胎面具有设计为在轮胎在路面上滚动时与路面(未显示)接触的滚动表面47，所述胎面部分设计为在轮胎使用寿命期间磨损，且具有径向厚度T。
[0072]图19示意性地示出了如何确定可随轴向位置而变化的该径向厚度T。对于每个轴向位置，考虑在轮胎圆周上存在的最深切口的径向深度PR (以mm计)。图19所示的轮胎具有中心凹槽(轴向区域Z4)和一组横向切口(轴向区域Z2和Z6)。凹槽的最大深度限定了轴向区域TA中的PR值，在轴向区域Z2和Z6中的切口的最大深度限定了在那些区域中的各自的PR值。在那些区域中的径向厚度T限定为PR (以mm计)一1.6。这是因为存在要求轮胎具有1.6mm的最小切口深度的规定。对于给定轴向位置，如在Z3和Z5中，如果在轮胎的整个圆周上不存在切口，但在具有切口处的所考虑的轴向位置的两侧(轴向)上存在轴向位置，则在所考虑的轴向位置处的径向厚度定义为在存在切口处的两侧上的最接近的轴向位置的内插厚度。对于给定轴向位置，如在轴向区域Zl和Z7中，如果在轮胎的整个圆周上不存在切口，但在具有切口处(在此处分别为轴向区域Z2和Z6)的所考虑的轴向位置的轴向内部存在轴向位置，则在所考虑的轴向位置处的径向厚度定义为与在存在切口处的其轴向内部的最接近的轴向位置的厚度相同。径向厚度T随轴向位置而变化的所得曲线绘制为虚线300。
[0073]返回至图12,当胎面未磨损时,所述胎面具有外边缘45和内边缘46,所述外边缘45位于当轮胎在所述预定安装方向上安装于车辆上时面向车辆的外部的轮胎侧面(参见图6)，所述内边缘46位于当轮胎在所述预定安装方向上安装于车辆上时面向车辆的轮胎侧面(参见图6)。外边缘45与内边缘46之间的轴向距离限定了胎面的轴向宽度L。
[0074]胎面包括由第一橡胶混合物制得的第一部分411。所述第一部分411从第一轴向边界位置BI延伸至第二轴向边界位置B2，所述第一轴向边界位置BI与内边缘46相距的轴向距离大于或等于胎面的轴向宽度L的95%。
[0075]胎面还包括第二部分412，所述第二部分412与第一部分411轴向相邻，并由第二橡胶混合物制得。第二部分412从第三轴向边界位置B3延伸至第四轴向边界位置B4。在图12的实施方案中，对于所有DR值，第二轴向边界位置B2与第三轴向边界位置B3重合，其中DR为与未磨损的胎面的滚动表面47相距的径向距离。
[0076]胎面还包括第三部分413，所述第三部分413与第二部分412轴向相邻，并由第三橡胶混合物制得。第三部分413从第五轴向边界位置B5延伸至第六轴向边界位置B6。对于DR = 0.2.Τ，第六轴向边界位置Β6与外边缘45之间的轴向距离等于胎面的轴向宽度L的83%。在图12的实施方案中，对于所有DR值，第五轴向边界位置Β5与第四轴向边界位置Β4重合。
[0077]最后，胎面包括第四部分414，所述第四部分414与第三部分413轴向相邻，并由第四橡胶混合物制得。第四部分414从第七轴向边界位置Β7延伸至第八轴向边界位置Β8，所述第七轴向边界位置Β7为图12所示的实施方案，并且对于所有DR值与第六轴向边界位置Β6重合。对于所有DR值，第八轴向边界位置与外边缘45相距的轴向距离大于或等于胎面的轴向宽度L的95%。
[0078]当轮胎为新的时，第一、第二、第三和第四部分411-414中的每一个部分均在轮胎的整个圆周上延伸，并与滚动表面47具有交叉部。
[0079]一般而言，在根据本发明的轮胎中，满足如下条件(Cl)和(C2)中的至少一个，其中每个条件实际上具有四个 子条件:分别为(I)至(4)和(I’)至(4’):
[0080]条件(Cl): (I)所述第一部分在任一径向截面中具有作为与未磨损的胎面的滚动表面相距的径向距离DR的函数 而减小的轴向宽度，(2)第二轴向边界位置Β2作为径向距离DR的函数而变化[以更为数学化的术语可以表达为，Β2 = B2(DR)]，从而对于DR = 0.2.Τ(由虚线Q2指示)，第二轴向边界位置Β2与外边缘45之间的轴向距离大于或等于胎面的轴向宽度L的20%，且小于或等于胎面的轴向宽度L的40%，且(3)对于DR = 0.8.Τ (由虚线Q8指示)，第二轴向边界位置Β2与外边缘45之间的轴向距离大于或等于胎面的轴向宽度L的10%，且小于或等于胎面的轴向宽度L的38%，条件是(4)DR = 0.2.Τ的第二轴向边界位置Β2相对于DR = 0.8 -T的第二轴向边界位置Β2在轴向上以胎面的轴向宽度L的至少2%位于内部[以更为数学化的术语可以表达为，Β2(0.2.Τ) -Β2(0.8.Τ)≤0.02.L]。子条件(2)和(3)通过双箭头Al和A2在图12中可见。为了满足子条件(2)，第二轴向边界位置B2和直线Q2的交叉点必须位于箭头Al上；为了满足子条件(3)，第二轴向边界位置B2和直线Q8的交叉点必须位于箭头A2上。
[0081]条件(C2):(1’)所述第二部分在任一径向截面中具有作为与未磨损的胎面的滚动表面相距的径向距离DR的函数而增加的轴向宽度，(2’)第四轴向边界位置B4作为径向距离DR的函数而变化[以更为数学化的术语可以表达为，B4 = B4(DR)]，从而对于DR =
0.2.T，第四轴向边界位置B4与所述外边缘之间的轴向距离大于或等于胎面的轴向宽度L的50%，小于或等于胎面的轴向宽度L的60%，且(3’)对于DR = 0.8.Τ，第四轴向边界位置B4与所述外边缘之间的轴向距离大于或等于胎面的轴向宽度L的52%，且小于或等于胎面的轴向宽度L的70%，条件是(4’ )DR = 0.2 -T的第四轴向边界位置B4相对于DR = 0.8.Τ的第四轴向边界位置Β4在轴向上以胎面的轴向宽度L的至少2%位于内部[以更为数学化的术语可以表达为，Β4 (0.8.Τ) - Β4 (0.2.Τ)≥0.02.L]。子条件(2’)和(3’)通过双箭头A3和Α4在图12中可见。为了满足子条件(2’)，第四轴向边界位置Β4和直线Q2的交叉点必须位于箭头A3上；为了满足子条件(3’)，第四轴向边界位置Β4和直线Q8的交叉点必须位于箭头Α4上。
[0082]对于图12的轮胎,满足条件(Cl)和(C2)两者。第一部分411在任一径向截面中具有作为与未磨损的胎面的滚动表面47相距的径向距离DR的函数而减小的轴向宽度。第二轴向边界位置Β2作为径向距离DR的函数而变化，从而对于DR = 0.2.Τ，第二轴向边界位置Β2与外边缘45之间的轴向距离等于胎面的轴向宽度L的30%，且对于DR = 0.8.Τ，第二轴向边界位置Β2与外边缘45之间的轴向距离等于胎面的轴向宽度L的24%。因此，DR = 0.2.T的第二轴向边界位置Β2相对于DR = 0.8.T的第二轴向边界位置Β2在轴向上以胎面的轴向宽度L的6%位于内部。因此，在该轮胎中满足如上定义的条件(Cl)。
[0083]此外，第二部分412在任一径向截面中具有作为与未磨损的胎面的滚动表面47相距的径向距离DR的函数而增加的轴向宽度。第四轴向边界位置Β4作为径向距离DR而的函数变化，从而对于DR = 0.2.Τ，第四轴向边界位置Β4与外边缘45之间的轴向距离等于胎面的轴向宽度L的58%，且对于DR = 0.8.Τ，第四轴向边界位置Β4与外边缘45之间的轴向距离等于胎面的轴向宽度L的66%。因此，DR = 0.2.T的第四轴向边界位置Β4相对于DR = 0.8.Τ的第四轴向边界位置Β4在轴向上以胎面的轴向宽度L的8%位于内部。因此，在该轮胎中也满足如上定义的条件(C2)。
[0084]图13至16显示了根据本发明的实施方案的轮胎的胎冠的另外四个实施方案。表I列出了对于图12至14的实施方案，各个轴向边界位置Β2至Β7与外边缘45之间的轴向距离(作为胎面的轴向宽度L的百分比)。
[0085]表1
【权利要求】
1.一种轮胎(10)，其适于安装于车辆(200)的车轮的安装轮辋上，并具有在车辆上的预定安装方向，其中所述轮胎包括胎面(40)，所述胎面(40)具有滚动表面(47)和胎面部分，所述滚动表面(47)适于在轮胎在路面上滚动时与路面(3)接触，所述胎面部分适于在轮胎的使用寿命期间被磨损，并具有径向厚度T，其中当所述胎面未磨损时，所述胎面具有外边缘(45)和内边缘(46)，所述外边缘位于当轮胎在所述预定安装方向上安装于车辆上时面向车辆的外部的轮胎侧面上，所述内边缘位于当轮胎在所述预定安装方向上安装于车辆上时面向车辆的轮胎侧面上，所述外边缘与所述内边缘之间的轴向距离限定胎面的轴向宽度L，所述胎面在任一径向截面中包括: 第一部分(411)，所述第一部分(411)由至少一种第一橡胶混合物制得，其中所述第一部分从第一轴向边界位置(BI)延伸至第二轴向边界位置(B2)，所述第一轴向边界位置与所述内边缘相距的轴向距离大于或等于所述胎面的轴向宽度L的95%， 第二部分(412)，所述第二部分(412)与所述第一部分轴向相邻，并且所述第二部分(412)由至少一种第二橡胶混合物制得，其中所述第二部分从第三轴向边界位置(B3)延伸至第四轴向边界位置(B4)， 第三部分(413)，所述第三部分(413)与所述第二部分轴向相邻，并且所述第三部分(413)由至少一种第三橡胶混合物制得，所述第三部分从第五轴向边界位置(B5)延伸至第六轴向边界位置(B6)，其中对于DR = 0.2.Τ，所述第六轴向边界位置与所述外边缘之间的轴向距离大于或等于所述胎面的轴向宽度L的80%，且小于或等于所述胎面的轴向宽度L的90%，其中DR为与未磨损的胎面的滚动表面相距的径向距离，以及 第四部分(414)，所述第四部分(414)与所述第三部分轴向相邻，并且所述第四部分(414)由至少一种第四橡胶混合物制得，所述第四部分从第七轴向边界位置(Β7)延伸至第八轴向边界位置(Β8)，所述第八轴向边界位置与所述外边缘相距的轴向距离大于或等于所述胎面的轴向宽度L的95%， 其中所述第一部分、第二部分、第三部分和第四部分在所述轮胎的整个圆周上延伸，并且在轮胎为新的时或者最迟在胎面磨损达到10%时，每一个部分均与所述滚动表面具有交叉部， 其中所述至少一种第一橡胶混合物和所述至少一种第三橡胶混合物含有至少一种弹性体和含有炭黑的至少一种增强填料，所述炭黑具有的百分比PNl大于或等于所有增强填料的重量的50%且小于或等于所有增强填料的重量的100%，且其中所述至少一种第二橡胶混合物和所述至少一种第四橡胶混合物含有至少一种弹性体和可能包括炭黑的至少一种增强填料，所述炭黑具有的百分比ΡΝ2大于或等于所有增强填料的重量的0%且小于或等于所有增强填料的重量的50%， 其中所述至少一种第一橡胶混合物和所述至少一种第三橡胶混合物在0.7MPa的应力下且在0°C下的tan δ值低于所述至少一种第二橡胶混合物和所述至少一种第四橡胶混合物在相同温度和应力条件下的tan δ，且其中满足如下条件(Cl)和(C2)中的至少一个:(Cl)所述第一部分在任一径向截面中具有作为与未磨损的胎面的滚动表面相距的径向距离DR的函数而减小的轴向宽度，所述第二轴向边界位置作为径向距离DR的函数而变化，从而对于DR = 0.2.T，所述第二轴向边界位置与所述外边缘之间的轴向距离大于或等于所述胎面的轴向宽度L的20%，且小于或等于所述胎面的轴向宽度L的40%，且对于DR =.0.8.T，所述第二轴向边界位置与所述外边缘之间的轴向距离大于或等于所述胎面的轴向宽度L的10%，且小于或等于所述胎面的轴向宽度L的38%，条件是DR = 0.2.T的第二轴向边界位置相对于DR = 0.8.Τ的第二轴向边界位置在轴向上以所述胎面的轴向宽度L的至少2%位于内部； (C2)所述第二部分在任一径向截面中具有作为与未磨损的胎面的滚动表面相距的径向距离DR的函数而增加的轴向宽度，所述第四轴向边界位置作为径向距离DR的函数而变化，从而对于DR = 0.2.Τ，所述第四轴向边界位置与所述外边缘之间的轴向距离大于或等于所述胎面的轴向宽度L的50%，且小于或等于所述胎面的轴向宽度L的60%，且对于DR =0.8.Τ，所述第四轴向边界位置与所述外边缘之间的轴向距离大于或等于所述胎面的轴向宽度L的52%，且小于或等于所述胎面的轴向宽度L的70%，条件是DR = 0.2.T的第四轴向边界位置相对于DR = 0.8.Τ的第四轴向边界位置在轴向上以所述胎面的轴向宽度L的至少2%位于内部。
2.根据权利要求1所述的轮胎，其中两个条件(Cl)和(C2)均得以满足。
3.根据权利要求1或2所述的轮胎，其中当轮胎为新的时，由所述至少一种第一橡胶混合物、至少一种第二橡胶混合物、至少一种第三橡胶混合物和至少一种第四橡胶混合物制得的所述部分(411、412、413、414)均与所述滚动表面具有交叉部。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的轮胎，其中对于径向距离DR的至少一些值，所述第二轴向边界位置和所述第三轴向边界位置重合，并且/或者所述第四轴向边界位置和所述第五轴向边界位置重合，并且/或者所述第六轴向边界位置和所述第七轴向边界位置重合。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的轮胎，其中对于径向距离DR的至少一些值，所述第二轴向边界位置和所述第三轴向边界位置在胎面中界定切口，并且/或者所述第四轴向边界位置和所述第五轴向边界位置在胎面中界定切口，并且/或者所述第六轴向边界位置和所述第七轴向边界位置在胎面中界定切口。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的轮胎，其中所述至少一种第三橡胶混合物与所述至少一种第一橡胶混合物相同，且其中所述至少一种第四橡胶混合物与所述至少一种第二橡胶混合物相同。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的轮胎，其中所述至少一种第一橡胶混合物和所述至少一种第三橡胶混合物在0.7MPa的应力下且在10°C下的tan δ值高于所述至少一种第二橡胶混合物和所述至少一种第四橡胶混合物在0.7MPa的应力下且在10°C下的tan δ值。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的轮胎，其中所述至少一种第一橡胶混合物与所述至少一种第二橡胶混合物的tan δ值之间的差大于或等于0.05，其中所述至少一种第二橡胶混合物与所述至少一种第三橡胶混合物的tan δ值之间的差大于或等于0.05，且其中所述至少一种第三橡胶混合物与所述至少一种第四橡胶混合物的tan δ值之间的差也大于或等于0.05。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的轮胎，其中所述第六轴向边界位置作为与未磨损的胎面的滚动表面相距的径向距离DR的函数而变化，从而对于DR = 0.8.Τ，所述第六轴向边界位置与所述外边缘相距的轴向距离大于或等于所述胎面的轴向宽度L的70%，且小于或等于所述胎面的轴向宽度L的95%，条件是(a) DR = 0.2.T的第六轴向边界位置与(b) DR = 0.8.T的第六轴向边`界位置之间的差大于或等于所述胎面的轴向宽度L的2%。
【文档编号】B60C1/00GK103619611SQ201280030842
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2012年6月18日 优先权日:2011年6月23日
【发明者】O·米尔霍夫, E·伊吉耶, J-C·富尔 申请人:米其林集团总公司, 米其林研究和技术股份有限公司