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CN109414961B - 包括包含增强元件的胎面的轮胎 - Google Patents

包括包含增强元件的胎面的轮胎 Download PDF

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CN109414961B CN201780041165.5A CN201780041165A CN109414961B CN 109414961 B CN109414961 B CN 109414961B CN 201780041165 A CN201780041165 A CN 201780041165A CN 109414961 B CN109414961 B CN 109414961B
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Abstract

本发明公开了一种轮胎，所述轮胎的胎面包括胎面底层和由橡胶混合物组成的周向增强件，所述橡胶混合物具有的刚度大于橡胶混合物和胎面底层的刚度。轮胎具有外侧和内侧，并且周向增强件包括在胎面肋条元件中的锥形增强元件，当从外侧向内侧观察时，所述胎面肋条元件在轴向上位于胎面的第一周向凹槽或第二周向凹槽的外侧，并且在轴向上靠近所述周向凹槽。

Description

包括包含增强元件的胎面的轮胎
技术领域
本发明涉及轮胎，更特别地涉及抓地力性能得到改善的轮胎。
背景技术
众所周知，无论轮胎是否旨在安装在客运车辆或重型车辆上，轮胎的胎面都设置有胎面花纹，该胎面花纹尤其包括由各种主要的，纵向或周向，横向或倾斜的凹槽界定的胎面花纹元件或基本块，所述基本块也能够具有各种更细的狭缝或沟槽。凹槽形成在湿地面行驶期间用于排水的通道，并且这些凹槽的壁限定胎面花纹元件的前缘和后缘，这取决于弯曲的方向。
为了改善轮胎的抓地力，并且更特别地在干燥和湿地面上的抓地力，公知的是降低胎面组成橡胶混合物的刚度(或刚度或硬度)。胎面刚度的这种降低使得胎面更好地匹配行驶表面的粗糙表面，因此与行驶表面的实际接触面积增加，并且相对于橡胶混合物更硬的胎面，抓地力性能得到改善。
然而，特别是在横向抓地力的情况下，使用刚度较小的橡胶胎面混合物促进胎面花纹元件的剪切及其振动，并且这在胎面花纹元件的前缘上产生极大升高的压力，这反过来会产生非常显著的热量。
这些升高的压力和这种热量可能导致对轮胎胎面的非常快速的损坏以及胎面橡胶混合物的潜在抓地力的非最佳利用。
为了通过稳定胎面花纹元件来改善具有凹槽的轮胎的性能，文献EP 2 708 382A1提出了一种轮胎，该轮胎在其胎面中具有由橡胶混合物制成的周向增强件，所述橡胶混合物的刚度大于胎面其余部分的橡胶混合物的刚度，并且所述周向增强元件位于每个周向凹槽下方并在径向上从胎面的径向内表面延伸直至其形成凹槽的整个底部。
文献JP H08 342015给出了另一个例子。
由此产生的周向凹槽的增强件使得可以增加轮胎的漂移推力，但是在凹槽底部中存在刚性混合物使得难以模制磨损指示器。还观察到特别地与横向和纵向展平过程的限制有关的滚动阻力的显著增加。
发明内容
本发明的主题为一种轮胎，其具有旋转轴和垂直于旋转轴的正中面，并且包括具有胎冠增强件的胎冠，在径向上位于外侧的胎面，所述胎面包括多个胎面花纹元件，所述胎面花纹元件具有侧面和在轮胎被驱动时旨在与道路表面接触的接触面，多个周向凹槽，每个周向凹槽由相对的相邻的胎面花纹元件的外侧面和内侧面界定，以及由底部界定，周向增强件，其由橡胶混合物制成，所述橡胶混合物的刚度大于胎面其余部分的橡胶混合物的刚度，和底层，其设置为在径向上朝向内侧并且在径向上位于胎冠增强件的外侧，其特征在于，所述轮胎具有外侧和内侧，所述周向增强件具有增强元件，所述增强元件设置在相对于胎面的从外侧向内侧的第一周向凹槽和第二周向凹槽之一沿轴向靠外侧布置并且沿轴向靠近所述周向凹槽的胎面花纹元件中，所述增强元件以逐渐减小的轴向宽度在胎面厚度的部分高度或全部高度上从所述底层的径向外表面朝向所述胎面的外侧径向延伸，相对于所述第一周向凹槽轴向靠内侧布置的胎面花纹元件不具有靠近所述第一周向凹槽的轴向内面设置的增强元件，并且所述底层的刚度小于或等于所述周向增强元件的橡胶混合物的刚度。
从子午线截面看，周向增强元件具有拐角形状，其拐点在径向上朝向外侧定向，因此设置在肋条的后缘或者在轮胎的胎面外侧的最高负荷的胎面花纹元件的后缘上，在快速转弯期间轮胎的胎面由于其高压缩和剪切刚度而对抗这些胎面花纹元件的剪切和振动，因此使得可以保持与行驶表面的大面积接触，以限制肋条或胎面花纹元件前缘上的凸起压力，从而限制肋条前缘的热量和快速磨损。这种结构的增强元件和单个凹槽的存在已经使得可以获得车辆轮胎的横向抓地力性能的显著改善。
周向增强元件还具有直接支承在底层外表面上的基本特征。与直接支承在轮胎的胎冠增强件上相比，观察到肋条的轴向剪切刚度略微降低，但与轮胎的胎冠块更容易横向和纵向平坦化相关联的轮胎的滚动阻力显著增加。
非常有利的是，在轴向上设置在第一周向凹槽内侧的胎面花纹元件不具有接近于该凹槽的轴向内面设置的增强元件。这是因为，当这些增强元件与行驶表面接触时，由于这些增强元件的材料的高刚度，因此在胎面第二肋条前缘上这些增强元件的存在易于导致轮胎以及车辆的抓地力性质变差。
还应注意，相对于上述文献EP 2 708 382A1中公开的轮胎，非常硬的橡胶的体积的减小导致轮胎的滚动阻力显著降低。
优选地，周向增强件具有两个增强元件，所述两个增强元件分别设置在靠外侧邻近胎面的从外侧向内侧的第一周向凹槽和第二周向凹槽并且沿轴向靠近所述第一周向凹槽和第二周向凹槽的胎面花纹元件中。
这增强了抓地力方面的有利效果。
有利地，胎面具有至少三个周向凹槽，周向增强件还具有另外一个增强元件，所述另外一个增强元件设置在靠外侧邻近胎面的从外侧向内侧的第三周向凹槽并且沿轴向靠近所述第三周向凹槽的胎面花纹元件中。
周向增强件还可以有利地具有增强元件，所述增强元件设置在靠外侧邻近周向凹槽并且沿轴向靠近所述周向凹槽的全部胎面花纹元件中。
根据一个有利的实施方案，周向增强件具有内侧增强元件，所述内侧增强元件设置在靠内侧邻近沿轴向最靠近轮胎内侧的周向凹槽的胎面花纹元件中。
这使得当在转弯时该内侧作为前缘负荷时，可以使轮胎内侧上的肋条或胎面花纹元件稳定。因此，发现了与增强元件的高压缩刚度相关的相同的抗振动和抗剪切效果。
根据一个有利的示例性实施方案，胎面具有至少四个周向凹槽，周向增强件具有两个内侧增强元件，所述两个内侧增强元件分别设置在靠内侧邻近胎面的从内侧向外侧的第一周向凹槽和第二周向凹槽并且沿轴向靠近所述第一周向凹槽和第二周向凹槽的胎面花纹元件中。
根据另一个有利的实施方案，周向增强元件相对于轮胎的正中面对称地设置。
根据一个特别的示例性实施方案，胎面具有正中面穿过的周向凹槽，两个周向增强元件设置为在轴向上接近于并在正中面穿过的周向凹槽的任一侧上。
周向增强元件的形状具有在径向上朝向外侧使成锥形的横截面。这提高了其作为支承点的有效性。该周向增强元件的壁可以是凹的，凸的或者以阶梯的形式。
优选地，周向增强元件的两个侧壁的角度在35度和45度之间。
在35度以下，支承点的有效性降低，而超过45度，周向增强元件的体积变得过大。
根据优选的实施方案，增强元件具有在径向上与底层外表面接触的基部和顶部，所述顶部在径向上朝向外侧延伸至相邻周向凹槽的侧面的至少一半高度。
周向增强元件的顶部的该最小高度对于在轮胎的整个寿命期间获得稳定效果是有用的。
根据一个有利的实施方案，增强元件的顶部至少部分地形成相邻周向凹槽的侧面。
根据另一个有利的实施方案，增强元件的顶部设置在距相邻周向凹槽的侧面1至8mm，优选2至5mm的轴向距离处。
该实施方案使得可以在保持改善车辆轮胎的横向抓地力性能的显著效果的同时不破坏胎面周向凹槽的模制。
增强元件的基部可以有利地在相邻周向凹槽的至少一些底部的下方轴向延伸。
该实施方案具有的优点在于增强周向增强元件的有效性。
根据另一个示例性实施方案，增强元件的基部在与相邻周向凹槽相对一侧的胎面花纹元件的下方轴向延伸。
如前所述，这具有稳定周向增强元件的优点。
根据另一个有利的示例性实施方案，增强元件的基部可以轴向连续并且在轮胎胎面的轴向宽度的至少50％上轴向延伸。
非常有利地，轴向连续的增强元件的基部在胎冠增强件至多的轴向宽度上轴向延伸。这使得可以保持轮胎两个胎肩的良好平坦化并限制非常高刚度的橡胶混合物的使用对轮胎滚动阻力的影响。
有利地，制备周向增强件的橡胶混合物具有的动态剪切模量G*大于20MPa，优选大于30MPa，所述动态剪切模量G*在60℃、10Hz和0.7MPa的交变剪切应力下测得。
非常有利地，胎面的橡胶混合物具有的动态剪切模量G*小于或等于1.3MPa，优选小于1.1MPa，所述动态剪切模量G*在60℃、10Hz和0.7MPa的交变剪切应力下测得。
周向增强件的存在使得可以充分利用这种刚度非常低的胎面橡胶混合物的抓地力能力。这在用于客运车辆的轮胎的情况下特别有用。
根据可替代的实施方案，底层在胎面的至少一个周向凹槽下轴向中断。这使得可以在不损失刚性底层平坦化容易性的情况下获得轴向剪切刚度。
本发明更特别地涉及旨在装配具有三个或更多个车轮的机动车辆，客运车辆类型的机动车辆、SUV(“运动型多用途车”)、如选自货车、重型车辆(即地铁、大客车、重型道路运输车辆(卡车、拖拉机、拖车)或越野车辆)的工业车辆、如重型农业车辆或土木工程车辆，其它运输或搬运车辆和两轮车辆(特别是摩托车)、或航空器的轮胎。
附图说明
现在将借助附图来描述本发明的主题，其中：
-图1非常示意性地示出了(没有按任何特定比例绘制)穿过根据本发明一个实施方案的轮胎的子午线横截面；
-图2至图11描绘了根据本发明不同实施方案的轮胎在子午线横截面中的胎面；和
-图12示出了子午线横截面中的测试胎面的实施方案。
具体实施方式
图1示意性地示出了根据本发明一个实施方案的包含周向增强件20的充气轮胎或轮胎的子午线横截面。
轮胎1具有外侧E和内侧I，外侧E旨在朝向车辆外侧定位，内侧I旨在位朝向车辆内侧定位。因此，该轮胎表现出胎面不对称性。
图1还示出了轴向X，周向C和径向Z方向以及正中面EP(垂直于轮胎旋转轴的平面，该平面位于两个胎圈4之间的中间并且穿过胎冠增强件6的中间)。
该轮胎1具有由胎冠增强件或带束6增强的胎冠2，两个胎侧3和两个胎圈4，这些胎圈4中的每一个都用胎圈线5增强。胎冠增强件6由在径向上位于外侧的橡胶胎面9覆盖。橡胶底层15位于胎冠增强件和胎面之间。胎体增强件7围绕每个胎圈4中的两个胎圈线5缠绕，该增强件7的卷边8例如朝向轮胎1的外侧设置。以本身已知的方式，胎体增强件7由至少一个由所谓的“径向”帘线(例如织物或金属)增强的帘布层构成，即这些帘线基本上彼此平行地设置并从一个胎圈延伸至另一个胎圈，从而与中间周向平面EP形成在80°和90°之间的角度。气密层10在相对于胎体增强件7的内侧上从一个胎圈径向延伸至另一胎圈。
根据轮胎设计者的目的，该底层15的混合物可具有低滞后性和低刚度并由此改善轮胎的滚动阻力或者比形成胎面9的橡胶混合物更硬；在后一种情况下，底层具有增加轮胎胎面的剪切刚度的作用。然而，该底层15的刚度仍然小于周向增强件的橡胶混合物的刚度。在一个特别的实施方案中，简化了根据本发明的轮胎的工业生产，底层的橡胶混合物和胎面的组成橡胶混合物是相同的。
胎面9从外侧E到内侧I具有四个凹槽11、12、13和14。每个凹槽具有外面11.1、12.1、13.1和14.1，凹槽底部11.2、12.2、13.2和14.2以及内面11.3、12.3、13.3和14.3。
该胎面9还具有周向增强件20，所述周向增强件20由与第二凹槽12的外壁12.1相邻设置的增强元件22构成。该增强元件20直接抵靠在底层15的径向外壁上并具有基本上三角形的横截面。在所示的实施方案中，该增强元件部分地形成凹槽12的外壁12.1。
在轮胎横向负荷强时，周向增强件20对抗与凹槽12外部相邻的肋条的振动和剪切，所述横向负荷在轴向上从外侧至内侧定向，例如，在安装轮胎的车辆以轮胎的内侧方向转弯期间。
图2至图10描绘了在具有三个周向凹槽的胎面花纹的情况下根据本发明不同实施方案的胎面的径向横截面。
图2中的胎面30具有三个凹槽11、12和13以及包括两个周向增强元件34和36的周向增强件32。周向增强元件34如图1那样设置，与第二凹槽12的外壁12.1相邻。该周向增强元件34抵靠在底层15的径向外壁上并且部分地形成凹槽12的外壁12.1。
附加周向增强元件36相邻于第一凹槽11的外壁11.1设置。通过附加周向增强元件36的存在，其对抗与第一凹槽11外部相邻的胎面花纹元件的剪切和振动，因此在轮胎横向负荷强时与周向增强元件34的作用相配合。胎面具有橡胶底层15，其一侧与胎冠增强件6的外表面直接接触，另一侧与胎面9和增强元件34和36的基部直接接触。
图3中胎面40的周向增强件42包括三个周向增强元件44、46和48。相对于图2的周向增强件32的附加周向增强元件48相邻于第三凹槽的外壁13.1设置。该胎面40的三个周向增强元件配合，从而在从外侧至内侧定向的横向载荷强时，对抗与三个凹槽外部相邻的胎面花纹元件的振动和剪切。如上所述，橡胶底层15设置在胎冠增强件6和胎面9与三个周向增强元件之间。
图4示出了根据本发明一个主题的胎面50的实施方案，其中，如图3所示，周向增强件52包括三个元件54、56和58以及附加周向增强元件59。该周向增强元件59相邻于凹槽13的内壁13.3设置。在横向负荷从内侧至外侧定向期间，该周向增强元件59对抗与第三凹槽13内部相邻的胎面花纹元件的振动和剪切。在这种情况下，考虑到车辆转弯时的动力学，从内侧至外侧定向的负荷明显弱于在另一个方向上定向的负荷，并且不需要加入另外的周向增强元件。在抓地力极限时的弯曲中，考虑到车辆转弯时的动力学，设置在弯曲内的车辆上的轮胎被大力地去掉负荷。然而，位于弯曲内侧的该轮胎通过其朝向车辆的前胎肩而有助于横向抓地力。不对称轮胎上的增强件的存在使得可以增加轴上的总推力，这是由于在同一轴上的两个轮胎的推力所致。四个周向增强元件的基部直接支承在底层15的径向外表面上。
在图5中，胎面60包括周向增强件62，周向增强件62由四个以类似于图4的方式设置的周向增强元件64、66、68和69构成。这四个周向增强元件具有基部61和顶部63。在所示的实施方案中，与底层15的外表面直接接触的基部61在相邻于三个凹槽的肋条或胎面花纹元件下方延伸。这些延伸增强了由不同周向增强元件提供的加强。
在图6中，胎面70包括周向增强件72，如图5所示，所述周向增强件由四个周向增强元件74、76、78和79构成。这些周向增强元件具有顶部73和基部71并使得其基部71在相邻凹槽的下方延伸。如前所述，基部与底层15直接接触并增强由各种周向增强元件提供的加强。基部71的径向高度基本上等于凹槽底部的径向位置，因此它们形成肋条的底部。根据一个可替代的实施方案，肋条的底部仅由胎面的混合物形成。
在图7中，胎面80具有周向增强件82，周向增强件82由四个周向增强元件84、86、88和89构成，使得其基部81轴向连续并从胎面的一侧连续延伸至另一侧。因此，该基部81与橡胶底层15的径向外表面连续地直接接触，并且具有加强该轮胎的整个胎冠2的显著作用。增强元件的顶部83部分地形成相邻肋条的侧面。
轴向连续的基部81的轴向宽度至少覆盖胎面的轴向宽度的一半，并且至多覆盖胎冠增强件6的轴向宽度W。基部连续的事实增强了在横向负荷期间整个胎冠块2对振动的抵抗以及它们没有超出胎冠增强件6的轴向宽度的事实促进了胎肩的平坦化并限制了轮胎的滚动阻力。
所描绘的周向增强元件的形状为三角形，但特别地在不脱离本发明范围的情况下该形状可以变化，并且侧壁可以是凹的，凸的或者以阶梯的形式。
在描绘的实施例中，由这两个侧壁形成的角度α约为40度，即在35度和45度之间。
当轮胎是新的时，周向增强元件的径向高度可以到达胎面花纹元件的接触面，但也可以更小。其不应小于胎面花纹元件高度的一半，以便能够在轮胎的整个寿命期间起作用。
图8描绘了胎面90，所述胎面90的周向增强件92由四个如图4所示的周向增强元件94、96、98和99组成。四个周向增强元件抵靠在橡胶底层95的径向外表面。然而，在该示例性实施方案中，底层95在凹槽11、12和13的底部下方轴向中断。因此，底层95由四个周向条带构成。当底层95的刚度大于胎面的刚度时，该实施方案具有不限制横向平坦化的优点。
周向增强元件应该用作支承点，用于对抗包含它们的胎面花纹元件的剪切和振动。为此目的，制造这些周向增强元件的混合物优选比胎面9的混合物非常显著地更硬。优选地，在60℃、10Hz和0.7MPa交变剪切应力下测得的动态剪切模量G*大于20MPa，非常优选大于30MPa。
这种混合物特别地描述于本申请人的申请WO 2011/045342 A1中。
下表1给出了这种配方的一个实施例
表1
组分 C.1
NR(1) 100
炭黑(2) 70
苯酚-甲醛树脂(3) 12
ZnO(4) 3
硬脂酸(5) 2
6PPD(6) 2.5
HMT(7) 4
硫 3
CBS(8) 2
(1)天然橡胶；
(2)炭黑N326(根据标准ASTM D-1765命名)；(3)苯酚-甲醛清漆树脂(来自Perstorp的“Peracit 4536K”)；
(4)氧化锌(工业级-Umicore)；
(5)硬脂精(来自Uniqema的“Pristerene 4931”)；
(6)N-(1,3-二甲基丁基)-N-苯基对苯二胺(来自Flexsys的Santoflex 6-PPD)；
(7)六亚甲基四胺(来自Degussa)；
(8)N-环己基苯基噻唑次磺酰胺(来自Flexsys的Santocure CBS)。
特别地通过环氧树脂和含胺固化剂的组合作用，该配方使得可以获得高刚度的混合物。在0.7MPa交变剪切应力、10Hz和60℃下测得的剪切模量G*为30.3MPa。
这种用于周向增强件的非常硬的材料优选用于低刚度的胎面，其动态模量G*小于1.3MPa并且优选小于或等于1.1MPa。
下表2给出了合适配方的一个实施例：
表2
组合物 B1
SBR(a) 100
二氧化硅(b) 110
偶联剂(c) 9
液体增塑剂(d) 20
树脂增塑剂(e) 50
炭黑 5
氧化锌 3
硬脂酸 2
抗氧化剂(f) 2
促进剂(g) 2
DPG 2
硫 1
配方按重量给出。
(a)具有27％苯乙烯，1,2-丁二烯:5％，顺式-1,4:15％，反式-1,4:80％Tg-48℃的SBR；
(b)来自Solvay的“Zeosil1165MP”二氧化硅，BET表面积为160m2/g；
(c)来自Evonik的“SI69”TESPT硅烷；
(d)来自Shell的“Flexon 630”TDAE油；
(e)来自Exxon的“Escorez 2173”树脂；
(f)来自Solutia的抗氧化剂“Santoflex 6PPD”；
(g)来自Solutia的促进剂“Santocure CBS”。
硫化后的动态剪切模量为0.9MPa。
图9描绘了具有周向增强件102的胎面100，所述周向增强件102具有如图3设置的三个周向增强元件104、106和108，所述三个周向增强元件104、106和108直接支承在底层15上，接近于三个凹槽并且在外侧。然而，在该实施例中，三个周向增强元件的顶部103的内侧壁不形成肋条的外表面的一部分，而是朝向外侧轴向偏移，从而与这些肋条的外表面以1至8mm，优选2至5mm的距离间隔开。该偏移使得可以在不降低周向增强元件的有效性的情况下不破坏肋条在轮胎硫化期间的模制。
在该图9中，还可以看出，周向增强元件104的顶部径向延伸直至胎面花纹元件的外表面。由于周向增强元件的混合物的导电性质，这使得静电荷更容易被释放。
图10和图11描绘了根据本发明主题的轮胎的另一个实施方案，其中周向增强件在胎面中对称地设置。
图10的胎面120具有三个凹槽11、12和13以及周向增强件122。在根据本发明的一个主题的该实施方案中，周向增强件122包括四个周向增强元件124、126、128和129，所述四个周向增强元件124、126、128和129相对于正中面EP对称设置并直接支承在底层15的表面上。三个周向增强元件124、126和128的设置类似于图4中的增强元件54、56和59。相比之下，增强元件129在轴向上设置在相对于凹槽12的内侧，因此形成该凹槽的内表面12.3的至少一部分。因此，周向增强件122不会给胎面120增加任何不对称性，从而当这种轮胎不具有任何其他不对称性时更容易安装。因此，这种轮胎的外侧可以朝向车辆的外侧或内侧安装，这些内侧和外侧在这种情况下仅是几何参考。
图11描绘了具有四个凹槽11、12、13、14和周向增强件132的胎面130。该周向增强件132具有四个抵靠在底层15表面的周向增强元件134、136、138和139。在图12的实施方案中，这四个周向增强元件相对于轮胎的正中面EP对称设置。增强元件134和136在轴向上分别设置在凹槽12和凹槽11的外侧；增强元件138和139在轴向上分别设置在凹槽14和凹槽13的内侧。
具体对于不对称或对称的轮胎，作为轮胎设计者的本领域技术人员应该能够调整周向增强元件的数量和位置，从而获得对肋条和胎面花纹元件的振动和剪切的最佳抵抗。
测试
橡胶混合物按照如下进行表征。
动态特性是本领域技术人员公知的。这些性质在粘度分析仪(Metravib VA4000)上使用由未硫化混合物模制的测试样品或与硫化混合物粘合在一起的测试样品进行测量。所用的测试样品是在标准ASTM D 5992-96(使用1996年首次通过的2006年9月出版的版本)中的图X2.1(圆环测试样品)所描述的测试样品。测试样品的直径“d”为10mm(因此圆形截面为78.5mm2)，混合物每部分的厚度“L”为2mm，这样给出的比值“d/L”为5(与标准ISO 2856相反，在ASTM标准的第X2.4段提起过，其推荐的值d/L为2)。
记录硫化组合物样品在10Hz频率下经受简单交变正弦剪切应力的响应。施加的最大剪切应力为0.7MPa。
测量在低于混合物或橡胶的玻璃化转变温度(Tg)的最低温度到大于100℃的最高温度，温度变化为1.5℃/分钟的情况下进行。在测试开始之前，将测试样品在最低温度下适应20分钟，以确保测试样品中的温度均匀性良好。
使用的结果特别地为在60℃温度下的动态剪切模量G*的值。
在以下测试期间测量根据本发明主题的轮胎的性能：
-纵向制动距离：测量湿地面上从80km/h达到20km/h所需的距离。
-转向刚度：对于给定的漂移角，在滚压期间测量轮胎的轴向横向推力。
-Charade环道上的速度测试：测试由四圈构成，所选择的性能是四个时间的平均值。在测试的开始和结束时使用对照轮胎进行测试，从而能够校正与例如空气温度和地面温度条件变化相关的可能的漂移。
试验
图12非常示意性地描绘了用于车辆测试的轮胎的胎面的横截面。
胎面110具有四个凹槽11、12、13和14。两种混合物构成胎面，混合物113在径向上位于底层115的外侧。所述胎面110还具有周向增强件112，其包括五个在径向上直接抵靠在底层115外表面的周向增强元件114、116、117、118和119。周向增强元件114、116和118各自设置为与最靠外侧设置的三个肋条中一个的外表面相邻。周向增强元件119和120本身设置成与最靠近内侧设置的两个肋条中一个的内表面相邻。因此，第三肋条由两个周向增强元件增强。每个周向增强元件具有基本上三角形的形状，并且旨在与橡胶底层115的径向外表面直接接触，并且其一个侧壁部分地形成肋条的侧面。
测试轮胎的胎面110通过具有制成胎面113和底层115的两种混合物的型材而生产，所述型材通过共挤出而获得。该型材具有四个凹槽。对应于四个周向增强元件的相同长度的型材也通过挤出而生产。然后，从具有加热凿子的两种胎面混合物的共挤出型材中移除四个混合物体积，每个体积对应于周向增强元件的体积和形状，然后将四个周向增强元件手动放置在由此制得的在四个体积中。然后以本领域技术人员公知的方式将由此组装的胎面放置在轮胎的胎冠上以完成它。然后将完整的轮胎如通常在硫化机中进行硫化。
参考轮胎为Pilot Sport 3型的米其林轮胎，尺寸为225/45R17，前部压力为2.3巴，后部压力为2.7巴，测试车辆为Renault Clio Cup型。
这些参考轮胎R1具有胎面，该胎面的混合物在60℃下的动态剪切模量G*为1.4MPa。
还生产了其他参考轮胎R2。除了没有四个周向增强元件和底层之外，这些轮胎的胎面与图12的胎面相同。这些轮胎具有仅由所示的四个周向凹槽形成的胎面花纹。
参考轮胎R2的胎面混合物在60℃下的G*值为0.9MPa。
测试轮胎E1具有的胎面混合物的G*值为0.9MPa，并且周向增强元件由G*值为30MPa的混合物制成。这些轮胎E1具有对应于图10的周向增强件，但没有底层。
制造的根据本发明的其他轮胎E2具有胎面和如E1的周向增强件，但另外还具有底层。优选地，制备底层的混合物具有的动态剪切模量G*小于20MPa，优选小于10MPa，所述动态剪切模量G*在60℃、10Hz和0.7MPa的交变剪切应力下测得。在轮胎E2中，底层混合物的动态剪切模量G*等于5MPa。该底层如图12中所示是连续的。在胎面花纹中该底层的厚度约为2mm。
周向增强元件在其侧壁之间具有40度的角度。
表3
Figure GDA0002557536840000141
使用较低刚度的胎面通常会降低轮胎的转向刚度并改善湿地面上的制动性能。
根据本发明测试的轮胎使得可以在湿地面上获得10个点的制动性能增益，同时具有与对照R1的转向刚度相当的转向刚度。
表4
时间 时间增益
R1 2min 18s -
R2 2min 17.7 0.3s
E1 2min 17.2 0.8s
E2 2min 17.0 1.0s
在该赛道上从0.3s开始的增益被认为是显著的。
可以看出，使用具有刚度非常低的混合物的胎面仅产生几乎不显著的增益，而使用根据本发明的具有周向增强件的轮胎获得的结果是非常显著的。
因此，胎面中周向增强件的存在使得可以充分利用较低刚度的胎面混合物的潜在抓地力。
通过结合胎面混合物的选择，底层和周向增强件的混合物的选择，轮胎设计者可以弥补抓地力分别和行为与滚动阻力之间的折衷，这不能通过选择单一的胎面材料来实现。

Claims (10)

1.轮胎(1)，其具有旋转轴和垂直于旋转轴的正中面(EP)，并且包括胎冠，所述胎冠具有：
·胎冠增强件(6)；和
·在径向上位于外侧的胎面(9、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130)，所述胎面包括：
ο多个胎面花纹元件，所述胎面花纹元件具有侧面(11.1、11.3、12.1、12.3、13.1、13.3、14.1、14.3)和在轮胎被驱动时旨在与道路表面接触的接触面；
ο多个周向凹槽(11、12、13、14)，每个周向凹槽由相对的相邻的胎面花纹元件的外侧面(11.1、12.1、13.1、14.1)和内侧面(11.3、12.3、13.3、14.3)界定，以及由底部(11.2、12.2、13.2、14.2)界定；
ο周向增强件(20、32、42、52、62、72、82、92、102、112、122、132)，其由橡胶混合物制成，所述橡胶混合物的刚度大于胎面其余部分的橡胶混合物的刚度；和
ο底层(15、95、115)，其设置为在径向上朝向内侧并且在径向上位于胎冠增强件的外侧；
其特征在于，所述轮胎具有外侧(E)和内侧(I)，所述周向增强件具有增强元件(22、34、36、44、46、54、56、64、66、74、76、84、86、94、96、104、106、114、116、124、126、134、136)，所述增强元件设置在相对于胎面的从外侧向内侧的第一周向凹槽和第二周向凹槽之一沿轴向靠外侧布置并且沿轴向靠近所述周向凹槽的胎面花纹元件中，所述增强元件以逐渐减小的轴向宽度在胎面厚度的部分高度或全部高度上从所述底层的径向外表面朝向所述胎面的外侧径向延伸，相对于所述第一周向凹槽(11)轴向靠内侧布置的胎面花纹元件不具有靠近所述第一周向凹槽的轴向内面设置的增强元件，并且所述底层的刚度小于或等于所述周向增强件的橡胶混合物的刚度。
2.根据权利要求1所述的轮胎，其中，周向增强件(32、42、52、62、72、82、92、102、112、122、132)具有两个增强元件，所述两个增强元件分别设置在靠外侧邻近胎面的从外侧向内侧的第一周向凹槽(11)和第二周向凹槽(12)并且沿轴向靠近所述第一周向凹槽(11)和第二周向凹槽(12)的胎面花纹元件中。
3.根据权利要求1所述的轮胎，其中，所述胎面具有至少三个周向凹槽(11、12、13)，周向增强件(42、52、62、72、82、92、102、112)还具有另外一个增强元件，所述另外一个增强元件设置在靠外侧邻近胎面的从外侧向内侧的第三周向凹槽(13)并且沿轴向靠近所述第三周向凹槽的胎面花纹元件中。
4.根据权利要求1所述的轮胎，其中，周向增强件(42、52、62、72、82、92、102)具有增强元件，所述增强元件设置在靠外侧邻近周向凹槽并且沿轴向靠近所述周向凹槽的全部胎面花纹元件中。
5.根据权利要求1所述的轮胎，其中，周向增强件(52、62、72、82、92、112、122、132)还具有内侧增强元件，所述内侧增强元件设置在靠内侧邻近沿轴向最靠近轮胎内侧的周向凹槽的胎面花纹元件中。
6.根据权利要求5所述的轮胎，其中，胎面(110、130)具有至少四个周向凹槽，周向增强件(112、132)具有两个内侧增强元件，所述两个内侧增强元件分别设置在靠内侧邻近胎面的从内侧向外侧的第一周向凹槽和第二周向凹槽并且沿轴向靠近所述第一周向凹槽和第二周向凹槽的胎面花纹元件中。
7.根据权利要求1所述的轮胎，其中，周向增强件(122、132)的周向增强元件(124、126、128、129、134、136、138、139)相对于所述正中面对称地设置。
8.根据权利要求7所述的轮胎，其中，胎面具有正中面穿过的周向凹槽，两个周向增强元件(124、129)设置为在轴向上接近于并在所述正中面穿过的所述周向凹槽的任一侧上。
9.根据权利要求1所述的轮胎，其中，增强元件的两个侧壁的角度在35度和45度之间。
10.根据权利要求1所述的轮胎，其中，增强元件具有在径向上设置在底层外表面上的基部(61、71、81)和顶部(63、73、83、103)，所述顶部在径向上朝向外侧延伸至相邻周向凹槽的侧面的至少一半高度。
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