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CN108136854A - 工作层包括单丝并且轮胎胎面具有沟槽的充气轮胎 - Google Patents

工作层包括单丝并且轮胎胎面具有沟槽的充气轮胎 Download PDF

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CN108136854A CN201680061256.0A CN201680061256A CN108136854A CN 108136854 A CN108136854 A CN 108136854A CN 201680061256 A CN201680061256 A CN 201680061256A CN 108136854 A CN108136854 A CN 108136854A
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Abstract

本发明的目的是增加具有2个交叉工作层(41、42)的轮胎的耐久性，所述工作层包括平行的增强元件，所述增强元件与充气轮胎的周向方向(XX’)形成至少20°且不大于50°的角度并且由单个金属丝或单丝组成，所述单个金属丝或单丝具有至少0.20mm且不大于0.5mm的横截面。所述充气轮胎进一步包括具有径向下侧区域Z1和径向上侧区域Z2的沟槽，所述径向下侧区域Z1的径向高度h1等于D/3，所述径向上侧区域Z2的径向高度h2等于2D/3。沟槽的平均宽度W为至少1mm且深度D为至少5mm，区域1的最大宽度W1至少等于2mm，而区域2的宽度为至少1mm。

Description

工作层包括单丝并且轮胎胎面具有沟槽的充气轮胎
技术领域
本发明涉及客运车辆的轮胎，更具体地涉及所述轮胎的胎冠。
由于轮胎的几何形状显示出围绕旋转轴线的旋转对称性，通常在包括轮胎旋转轴线的子午平面中描述轮胎的几何形状。对于给定的子午平面，径向、轴向和周向方向分别表示垂直于轮胎旋转轴线、平行于轮胎旋转轴线和垂直于子午平面的方向。
在下文中，表述“在径向上位于内部”和“在径向上位于外部”分别表示“在径向方向上更接近轮胎的旋转轴线”和“在径向方向上更远离轮胎的旋转轴线”。表述“在轴向上位于内部”和“在轴向上位于外部”分别表示“在轴向方向上更接近赤道平面”和“在轴向方向上更远离赤道平面”。“径向距离”为相对于轮胎的旋转轴线的距离，“轴向距离”为相对于轮胎的赤道平面的距离。“径向厚度”在径向方向上测量，“轴向厚度”在轴向方向上测量。
轮胎包括胎冠、两个胎圈和两个胎侧，所述胎冠包括旨在通过胎面表面与地面接触的胎面，所述胎圈旨在与轮辋接触，所述胎侧连接胎冠和胎圈。此外，轮胎包括胎体增强件，所述胎体增强件包括至少一个胎体层，在径向上位于胎冠的内部并且连接两个胎圈。
轮胎胎面在径向方向上由两个周向表面限定，其中径向最外的周向表面被称为胎面表面而径向最内的周向表面被称为胎面花纹底表面。此外，轮胎胎面在轴向方向上由两个侧表面限定。胎面还由一种或多种橡胶配混物制成。表述“橡胶配混物”表示包含至少一种弹性体和填料的橡胶组合物。
胎冠包括至少一个胎冠增强件，所述胎冠增强件在径向上位于胎面的内部。胎冠增强件包括至少一个工作增强件，所述工作增强件包括至少一个工作层，所述工作层由与周向方向形成15°和50°之间的角度的相互平行的增强元件组成。胎冠增强件还可以包括具有至少一个环箍层的环箍增强件，所述环箍层由与周向方向形成0°和10°之间的角度的增强元件组成，环箍增强件通常(但是不一定)在径向上位于工作层的外部。
轮胎的“胎面”表示由侧表面和两个主表面限定的一定量的一种或多种橡胶材料；当轮胎滚动时，所述表面之一旨在接触道路。该表面称为胎面表面。在径向上位于第一表面内部的另一表面称为胎面底表面。
为了获得湿地面上的良好抓地性，在胎面中形成切口。切口表示缺口或沟槽或刀槽或周向沟槽，并且形成通往胎面表面的空间。在胎面表面上，缺口不具有特征性主要尺寸。在胎面表面上，刀槽或沟槽具有两个特征性主要尺寸：宽度W和长度Lo，使得长度Lo至少等于宽度W的两倍。刀槽或沟槽因此通过至少两个主侧表面限定，所述主侧表面决定其长度Lo并且由底表面连接，两个主侧表面通过非零距离彼此隔开，所述非零距离被称为刀槽或沟槽的宽度W。
根据定义，刀槽或沟槽的定义如下：
·仅由两个主侧表面限定的刀槽或沟槽被称为开放式的，
·由三个侧表面(其中两个侧表面为决定切口长度的主表面)限定的刀槽或沟槽被称为盲槽，
·由四个侧表面(其中两个侧表面为决定切口长度的主表面)限定的刀槽或沟槽被称为双盲槽。
刀槽和沟槽之间的区别在于切口的两个主侧表面分离的平均距离值，即其宽度W。在刀槽的情况下，当刀槽进入轮胎与路面接触的接触斑块时，该距离允许相互面对的主侧表面接触。在沟槽的情况下，在通常行驶条件下该沟槽的主侧表面不能彼此接触。对于客运车辆轮胎，刀槽的该距离通常至多等于1毫米(mm)。周向沟槽是基本上沿周向方向的切口，其在轮胎的整个周长上基本上连续。
更具体地，宽度W是沿着切口的长度并且沿着切口的位于第一周向表面和第二周向表面之间的径向部分确定的平均距离，所述第一周向表面在径向上以1mm的径向距离位于胎面表面的内部，所述第二周向表面在径向上以1mm的径向距离位于底表面的外部，从而避免与两个主侧表面与胎面表面和底表面相交的结合部相关的任何测量问题。
切口的深度是胎面表面和切口底部之间的最大径向距离。切口深度的最大值被称为胎面深度D。胎面花纹的底表面，或底表面，定义为胎面表面以等于胎面深度的径向距离沿径向向内平移的表面。
背景技术
在当前的可持续发展的背景下，节约能源和原材料是工业的关键目的之一。对于客运车辆轮胎，实现该目的的研究途径之一是如文献EP 0043563所述使用独立丝线或单丝代替胎冠增强件的各个层中通常用作增强元件的金属帘线，其中使用这种增强元件的双重目的是减轻重量并且降低滚动阻力。
然而，使用这种增强元件的缺点是会导致这些单丝在压缩下屈曲，使得轮胎呈现不足的耐久性，如文献EP2537686所述。如该文献所述，本领域技术人员提出胎冠增强件的各个层的特殊布局以及构成胎冠增强件的增强元件的材料的特定品质，从而解决该问题。
物理现象的分析表明，单丝的屈曲出现在沟槽下方的胎面的轴向最外部，如文献JP 2012071791所述。该轮胎区域的具体特征在于，当车辆在弯曲路径中行驶时经受高的压缩负载。单丝抵抗屈曲的能力取决于沟槽的几何形状，因此证实了胎面花纹对单丝耐久性具有出人意料的影响。
发明内容
因此本发明的关键目的是通过为胎面设计合适的胎面花纹从而增加轮胎的耐久性，所述轮胎的工作层的增强元件由单丝构成。
通过包括如下的客运车辆轮胎实现该目的：
·胎面，所述胎面旨在经由胎面表面与地面接触并且具有轴向宽度LT，
·所述胎面包括两个轴向外部，每个轴向外部的轴向宽度(LS1、LS2)至多等于轴向宽度LT的0.3倍，并且每个轴向外部在轴向内侧通过周向沟槽限定，
·至少一个轴向外部包括轴向外沟槽，轴向外沟槽形成通往胎面表面的空间并且由至少两个表面限定，所述表面被称为主侧表面并且由底表面连接，
·称为主要沟槽的至少一个轴向外沟槽具有平均宽度W、深度D和曲线长度L，所述平均宽度W由两个侧表面之间的平均距离限定且至少等于1mm，所述深度D由胎面表面与底表面之间的最大径向距离限定且至少等于5mm，
·在具有曲线长度L的部分上，轴向外侧主要沟槽各自包括径向内区域Z1和径向外区域Z2，所述径向内区域Z1具有等于D/3的径向高度h1和基本上恒定的最大宽度W1，所述径向外区域Z2具有等于2D/3的径向高度h2和宽度W2，
·所述轮胎进一步包括胎冠增强件，所述胎冠增强件在径向上位于胎面的内部，
·所述胎冠增强件包括工作增强件和环箍增强件，
·所述工作增强件包括两个工作层，每个工作层包括涂布有弹性体材料的增强元件，所述增强元件相互平行并且分别与轮胎的周向方向(XX’)形成绝对值至少等于20°且至多等于50°并且层与层的符号相反的定向角度，
·所述工作层增强元件由独立金属丝或单丝组成，所述独立金属丝或单丝的横截面的最小尺寸至少等于0.20mm且至多等于0.5mm并且具有断裂强度Rm，
·每个工作层中的增强元件的密度至少等于100根丝线/dm且至多等于200根丝线/dm，
·所述环箍增强件包括至少一个环箍层，所述环箍层所包括的增强元件相互平行并且与轮胎的周向方向(XX’)形成绝对值至多等于10°的角度B，
·胎面的轴向外侧主要沟槽在其曲线长度L的至少30％上包括径向内区域Z1和径向外区域Z2，所述径向内区域Z1具有至少等于2mm的最大宽度W1，所述径向外区域Z2在至少等于D/3的径向高度h3上具有至多等于1mm的宽度W2，
·每个工作层的断裂强度Rc至少等于30000N/dm，Rc的定义为：Rc＝Rm*S*d，其中Rm为单丝的单位为MPa的拉伸断裂强度，S为单丝的单位为mm2的横截面积，并且d为所考虑的工作层中的单丝的单位为单丝根数/dm的密度。
胎面表面与沟槽的主侧表面的相交线确定沟槽的主轮廓。通常，沟槽的主轮廓可以直观地识别，因为胎面表面与沟槽的侧表面之间的相交线为曲线。在胎面表面与沟槽的侧表面连续相交的轮胎的情况下，通过沟槽的主侧表面与以-0.5mm径向平移的胎面表面的相交线确定沟槽的轮廓。沟槽的曲线长度计算为主轮廓的平均曲线长度。
通常地，沟槽的主轮廓基本上形状相同，以沟槽的宽度W彼此隔开。
沟槽宽度表示在沟槽的主侧轮廓的平均曲线长度上取平均值的主侧表面之间的平均距离。
从机械操作的观点来看，增强元件的屈曲在压缩下出现。所述屈曲仅在胎面的轴向最外部的径向内部出现，因为在横向负载的情况下该区域的压缩负载最高。这些轴向最外部各自的最大轴向宽度为轮胎胎面的总宽度的0.3倍。
屈曲是复杂且不稳定的现象并且能造成至少一个尺寸比主尺寸小一个数量级的物体(例如梁状物或壳状物)的疲劳断裂。单丝正是这种横截面比长度小得多的物体。当主尺寸受到压缩时开始所述现象。由于单丝几何形状的不对称性或者由于存在由单丝弯曲造成的横向力(其为对金属材料而言具有高度破坏性的应力负载)，所述现象持续。这种复杂现象特别高度取决于边界条件、元件的可移动性、施加负载的方向以及源自该负载的变形。如果该变形基本上不在单丝主尺寸的方向上发生，则不会出现屈曲，在单丝被轮胎工作层的橡胶配混物基质环绕的情况下，负载通过单丝之间的橡胶配混物的剪切而被吸收。
此外，工作层的单丝的屈曲仅在胎面的轴向外沟槽下出现，因为没有轴向外沟槽时，在径向上位于增强元件的外部的胎面橡胶材料吸收大部分压缩负载。同样地，深度小于5mm的轴向外沟槽对单丝的屈曲没有影响。
此外，宽度小于1mm的轴向外沟槽被称为刀槽并在进入接触斑块时关闭，因此保护单丝免受屈曲。对于不位于轴向外部的沟槽，轮胎横向负载情况下的压缩负载过低而不会造成屈曲。此外，客运车辆轮胎中通常的实践是在胎面的轴向中部仅设置宽度小于1mm的刀槽。
胎面的两个轴向外部可能包括一个或多个周向沟槽从而降低湿地面上打滑的风险。对于轮胎，这些沟槽代表小宽度的接触斑块并且对单丝屈曲没有已知影响。
因此，当工作层中使用单丝时，只有被称为主要沟槽的轴向外沟槽(即深度大于5mm且平均宽度大于1mm的轴向外沟槽)需要遵守特殊设计规则。这些轴向外侧主要沟槽对轮胎的湿抓地性特别重要。
在没有允许移动的空间的方向上，压缩负载会被橡胶配混物吸收。在存在轴向外侧主要沟槽时，该沟槽不吸收负载，而在垂直于其主侧表面的整体方向的方向上允许压缩移动。为了避免屈曲，压缩负载不能施加在增强元件上而是被胎面花纹的元件吸收。然而需要在崭新时和磨损后保持与良好湿抓地性兼容的空隙体积比。发明人提出的沟槽的形状使得在崭新状态下沟槽的径向外部(其宽度至多等于1mm)在接触斑块中关闭，因此吸收压缩负载，从而防止工作层的增强元件屈曲。随着轮胎磨损，径向外部消失，留下平均宽度至少等于1mm的宽沟槽，在湿地面上行驶时仍能够排出水，但是剩余沟槽深度使得压缩负载不再足以导致工作增强件的单丝屈曲。
主要沟槽还可以包括凸起或桥接，这些桥接可能包括平均宽度小于1mm的刀槽。
单丝可以具有任何横截面形状，已知椭圆形横截面相对于圆形横截面具有优势(即使当具有更小尺寸时)，因为其在弯曲时的断面二次矩及其耐屈曲性更高。在圆形横截面的情况下，最小尺寸对应于横截面的直径。为了保证单丝的疲劳断裂强度和位于单丝之间的橡胶配混物的耐剪切性，每个工作层的增强元件的密度至少等于100根丝线/dm且至多等于200根丝线/dm。密度表示10厘米宽度工作层上的单丝平均数目，该宽度垂直于所考虑的工作层的单丝方向测得。相继增强元件之间的距离可以固定或可变。增强元件可以在制造过程中以层或条带的形式铺设或独立铺设。
此外，单丝抵抗屈曲的能力还取决于轴向邻近丝线的抵抗力，一个单丝中屈曲的开始能够通过围绕屈曲单丝的负载分布效应造成另一个单丝的屈曲。为了获得改进的耐久性能，合适的是不仅观察单丝密度和直径条件而且还满足与工作层强度相关的条件，即每个工作层的断裂强度Rc需要至少等于30000N/dm，Rc定义为：Rc＝Rm*S*d，其中Rm为单丝的单位为MPa的拉伸断裂强度，S为单丝的单位为mm2的横截面积，并且d为所考虑的工作层中的单丝的单位为单丝根数/dm的密度。
对于不强加特定安装方向的轮胎，方案包括将本发明应用于胎面的两个轴向最外部。
对于强加特定安装方向的轮胎，一个选择是将本发明仅应用于胎面的位于车辆外侧的轴向最外部。
客运车辆轮胎的胎面花纹通常基本上对称或基本上反对称，或基本上不对称。
有利的是胎面的轴向外侧主要沟槽包括宽度W1至多等于8mm的径向内区域Z1，从而限制胎面的空隙体积并且保持轮胎的耐磨损性。
为了在制造轮胎时易于使其脱模，优选的是胎面的轴向外侧主要沟槽包括宽度W2至少等于0.4mm的径向外区域Z2。
轴向外侧主要沟槽的深度通常小于8mm。这是因为橡胶大于一定厚度时，胎面变得过于柔软，轮胎磨损、行为和滚动阻力方面的性能不佳。
特别有利的是至少一个轴向外沟槽沿轴向通往胎面的外侧，从而当在湿路面上行驶时将水排至接触斑块的外侧。
同样地，为了提高抓地性能，有利的是至少一个轴向外沟槽沿轴向通往胎面的周向沟槽内。
优选地，轴向外侧主要沟槽在轮胎的周向方向(XX’)上通过至少等于8mm的周向间距P隔开，从而避免胎面过于柔软并且避免磨损性能和滚动阻力性能的损失。周向间距是胎面的相关轴向最外部上的两个周向相继的轴向外侧主要沟槽的平均线性轮廓之间的平均周向距离。通常地，轮胎胎面可能具有可变的周向间距从而特别限制路面噪声。
一个优选的方案还在于，轴向外侧主要沟槽在轮胎的周向方向(XX’)上通过至多等于50mm的周向间距P隔开，从而通过足够的胎面空隙体积比而保证轮胎能够在湿地面上抓地。
特别有利的是使轴向外沟槽的底表面与胎冠增强件的径向最外增强元件之间的径向距离至少等于1.5mm。这是因为该最少量的橡胶材料保护胎冠免于被障碍物、石头或地面上铺设的任何路边石冲击和刺穿。
优选的是轴向外沟槽的底表面与胎冠增强件的径向最外增强元件之间的径向距离至多等于3.5mm，从而获得在滚动阻力方面表现良好的轮胎。
有利的是胎面的至少一个轴向外部包括平均宽度W至多等于1mm的刀槽。可以在胎面的轴向外部处设置小宽度的刀槽，以提高在某些类型的地面上(特别是在覆盖有薄冰或雪的地面上)的抓地性，而不损害工作增强件包括单丝的轮胎的耐久性。这是因为，在这些刀槽进入接触斑块时，其主轮廓相互接触，随后胎面的橡胶材料吸收压缩负载。
也可以设置小深度(小于5mm)的沟槽，而不显著地损害轮胎的耐久性；然而在这种情况下，性能(特别是湿抓地性能)随着轮胎磨损而下降。
胎面的两个轴向外部各自的轴向宽度(LS1、LS2)至多等于胎面的轴向宽度LT的0.2倍。
优选地，每个工作层包括由独立金属丝或单丝组成的增强元件，所述独立金属丝或单丝的横截面的最小尺寸至少等于0.3mm且至多等于0.37mm，这构成目标性能方面(重量减轻和工作层的增强元件的屈曲耐久性)的最佳平衡。
一个优选方案是每个工作层包括增强元件，所述增强元件与轮胎的周向方向(XX’)形成绝对值至少等于22°且至多等于35°的角度，这构成轮胎行为和轮胎耐久性能之间的最佳效果。工作层的增强元件的角度在赤道平面处测量。
有利的是每个工作层中的增强元件的密度至少等于120根丝线/dm且至多等于180根丝线/dm，从而保证提高增强元件之间的受剪切的橡胶配混物的耐久性及其拉伸耐久性和压缩耐久性。
工作层的增强元件可以为直线的或非直线的。所述增强元件可以以正弦曲线状、之字状或波纹状预成形，或者沿行螺旋。工作层的增强元件由钢(优选碳钢，例如“钢帘线”型帘线中使用的碳钢)制成，当然也有可能使用其它钢(例如不锈钢)或其它合金。
当使用碳钢时，其碳含量(钢的重量％)优选包括在0.8％至1.2％的范围内。本发明特别适用于极高强度(称为“SHT”，全名“Super HighTensile”)、超高强度(称为“UHT”，全名“Ultra High Tensile”，或称为“MT”，全名“Mega Tensile”)的钢帘线型钢。碳钢增强体则具有优选高于3000MPa，更优选高于3500MPa的拉伸断裂强度(Rm)。其总断裂伸长(At)(弹性伸长和塑性伸长的总和)优选大于2.0％。
如果涉及钢制增强体，用Rm表示的断裂强度(单位为MPa)和用At表示的断裂伸长(单位为％的总伸长)的测量根据1984年的ISO标准6892在张力下进行。
所使用的钢，无论其具体是碳钢还是不锈钢，其本身可以覆盖有金属层，所述金属层例如改进了钢制单丝的可加工性或增强体和/或轮胎本身的磨损性质，例如粘合、抗腐蚀或甚至是抗老化的性质。根据一个优选的实施方案，所使用的钢覆盖有一层黄铜(Zn-Cu合金)或一层锌；将回顾的是，在丝线制造的过程中，黄铜或锌涂层使得丝线更容易拉伸，并且使得丝线更好地粘附至橡胶。然而，增强体可以覆盖有除了黄铜或锌之外的金属的薄层，所述薄层例如具有改进这些丝线的耐腐蚀性和/或其对橡胶的粘合性的功能，例如Co、Ni、Al的薄层，以及Cu、Zn、Al、Ni、Co、Sn化合物的两种或多种的合金的薄层。
优选地，至少一个环箍层的增强元件由脂族聚酰胺、芳族聚酰胺或脂族聚酰胺和芳族聚酰胺的组合、聚对苯二甲酸乙二醇酯或人造丝型织物制成，因为织物材料质量较轻并具有良好的刚度，特别适合这种应用。环箍层中的相继增强元件之间的距离可以固定或可变。增强元件可以在制造过程中以层或条带的形式铺设，或逐个增强元件铺设。
有利的是环箍增强件沿径向位于工作增强件的外部从而保证工作增强件的良好耐久性。
附图说明
通过图1至图7更好地理解本发明的特征和其它优点，所述图未按比例绘制而是以简化方式绘制从而使本发明更容易理解：
-图1为显示根据本发明的轮胎部分(特别是其结构及其胎面)的立体图。
-图2显示了穿过根据本发明的轮胎胎冠的子午截面并且示出了胎面的轴向外部。
-图3A和图3B显示了客运车辆轮胎胎面的两种径向外部子午轮廓。
-图4示出了根据本发明的轴向外沟槽的各个实施方案。
-图5A、图5B和图5C示出了在沟槽网络的情况下确定主要沟槽的方法。
-图6示出了下文说明的两个示例轮胎A和B的两种刀槽。
-图7示出了胎面的各个外边缘和内边缘。
具体实施方式
图1为显示了轮胎的胎冠部分的立体图。轮胎包括胎面2，所述胎面2旨在经由胎面表面21与地面接触。在胎面的轴向外部22和23中，存在轴向外沟槽24。轮胎进一步具有包括工作增强件4和环箍增强件5的胎冠增强件3。工作增强件包括两个工作层41和42，每个工作层包括增强元件，所述增强元件相互平行并且分别与轮胎的周向方向(XX’)形成绝对值至少等于20°且至多等于50°并且层与层的符号相反的定向角度。
图1在胎面的轴向外部22和23中仅显示沿着轴向轴线(YY’)延伸的轴向外沟槽。实际上，该图仅为了便于阅读图1，根据性能目标(特别是湿抓地性方面的性能目标)，客运车辆胎面中的轴向外沟槽有可能与轴向方向(YY’)形成正负60°之间的角度。
图2为穿过根据本发明的轮胎的胎冠的示意性子午截面。其特别示出了胎面的轴向外部23和24的宽度LS1和LS2，以及轮胎的总宽度LT。还显示了沿着轮胎子午截面测得的轴向外沟槽24的深度D和任何沟槽24的底表面243和胎冠增强件3之间的距离D1。通过在两个子午平面上切割轮胎从而获得轮胎的子午截面。例如，轮胎的子午截面在周向方向上在胎面处具有约60mm的厚度。在两个胎圈之间的距离与安装在其轮辋上并且略微充气的轮胎保持相同的条件下进行测量。
图3A和图3B中显示了确定胎面的轴向边缘7的方法，从而能够测量胎面宽度。在图3A中，胎面表面21与轮胎的轴向外表面8相交，本领域技术人员以显而易见的方式将两个表面之间的交点确定为轴向边缘7。在图3B中，胎面表面21以数学上称为连续可微的方式延伸轮胎的轴向外表面8，在轮胎的径向截面上绘制了在朝向胎侧过渡的区域中在所述胎面表面上的任一点处与胎面表面的切线。第一轴向边缘7是所述切线和轴向方向之间的角度β等于30°的点。当所述切线和轴向方向之间的角度β等于30°的点存在若干个时，采用的是径向最外的点。使用相同方法确定胎面的第二轴向边缘，其相对于轮胎的赤道平面对称。
图4示意性地显示了根据四个不同实施方案的胎面2中轴向外沟槽24的基本上垂直于主侧表面(241、242)的截面。轴向外沟槽24包括径向内区域Z1和径向外区域Z2，所述径向内区域Z1具有等于D/3的径向高度h1和最大宽度W1，所述径向外区域Z2具有等于2D/3的径向高度h2和宽度W2。图4a示出了沟槽的第一个实施方案，其区域2的宽度W2在至少等于0.33D的高度上至多等于1mm，而区域1的宽度W1至少等于2mm。图4b示出了沟槽的第二个实施方案，当主侧表面在接触斑块中发生接触时，其主侧表面的特殊形状旨在阻挡主侧表面的相对移动。无论是图4b所示出的在径向方向的自锁，是图1所示出的通过轴向外部22上的刀槽24在沟槽整体方向的自锁，还是在这两个方向上的自锁，这些称为自锁刀槽的技术是本领域技术人员所公知的。这种方案的益处是阻挡主侧表面的相对移动，避免对轮胎的性能有害的特定磨损形式。图4c和图4d示出了轴向外沟槽24的另两个可能的实施方案。
图5A、图5B和图5C示出了在沟槽网络的情况下确定主要沟槽的方法。对于某些胎面花纹，沟槽如图5A所示通往其它沟槽。在这种情况下，将确定网络的侧表面，其为沟槽网络中相互周向距离最大的连续侧表面，在当前情况下为侧表面241和242。本发明将应用至所有这样的沟槽，其侧表面为网络的侧表面之一以及直接邻近的相对侧表面。因此此处考虑具有平均线性轮廓L_1的沟槽24_1(图5B)；在从点A至点B的第一部分上，所述沟槽24_1由网络侧表面241以及直接与(241、242`)邻近的相对侧表面组成；在从点B至点C的第二部分上，所述沟槽24_1由网络侧表面241以及直接与241邻近的相对侧表面242组成。随后，考虑具有平均线性轮廓L_2的沟槽24_2(图5C)；在从点A至点B的第一部分上，所述沟槽24_2由网络侧表面242以及直接与242邻近的相对侧表面241`组成；在从点B至点C的第二部分上，所述沟槽24_2由网络侧表面242以及直接与242邻近的相对侧表面241组成。对于更复杂的网络，将使该规则一般化，从而使得基本上沿着网络侧表面指向的网络的所有可能的主要沟槽满足本发明的特点。
图7示意性地显示了轮胎，所述轮胎旨在安装在车辆200的车轮的安装轮辋上并且在车辆上具有预定的安装方向。每个轮胎包括轴向外边缘45和轴向内边缘46，当轮胎以所述预定安装方向安装在车辆上时，轴向内边缘46是旨在安装在车辆车壳侧的边缘，并且轴向外边缘45是相反的边缘。在本文献中，“车辆外侧”表示轴向外边缘45。
本发明人基于本发明针对尺寸205/55R16的轮胎进行计算，所述轮胎充气至2bar的压力，包括钢制单丝的两个工作层，所述钢制单丝的直径为0.3mm，以158根丝线/dm的密度分布并且与周向方向形成分别等于27°和-27°的角度。单丝具有等于3500MPa的断裂强度Rm并且工作层各自具有等于39000N/dm的断裂强度Rc。轮胎在轮胎胎面的两个轴向外部(所述轴向外部的宽度为胎面宽度的0.2倍)上包括以27mm的周向间距分布的深度为6.5mm的盲槽类型的轴向外沟槽。轴向外侧主要沟槽的底表面和胎冠增强件之间的径向距离D1至少等于2mm。
轮胎A包括长方形截面的沟槽，所述沟槽深度等于6mm，宽度3.5mm且截面等于21mm2，如图6A所示。轮胎B包括深度等于6mm的沟槽，所述沟槽为分段长方形。轮胎B的沟槽的径向最内区域1的最大宽度W1等于5mm，深度等于4mm。轮胎B的沟槽的径向最外区域2的宽度等于0.6mm，高度等于2mm。在图6B中示出了这些沟槽。其满足本发明的特征。这两种沟槽的截面积等于21mm2。计算轮胎每个邻近沟槽之间的距离。两个相继沟槽之间的周向距离等于27mm。沟槽的整体方向基本上是轴向的。
计算所使用的条件再现了弯道外侧的前轮胎(即客运车辆中负载最重的轮胎)的行驶条件。对于0.7g的侧向加速度，这些负载如下：749daN的负载(Fz)，509daN的侧向负载(Fy)以及3.12°的外倾角。相对于包括类型A的沟槽的轮胎A，轮胎B的沟槽的形状能够使工作增强件的单丝中的弯曲应力减少37％，所述弯曲应力是造成单丝疲劳断裂的原因。因此与轮胎A的主要沟槽的形状相比，轮胎B的主要沟槽的形状能够保证单丝的较高耐久性，而同时保持相同的空隙体积比。

Claims (17)

1.一种客运车辆的轮胎(1)，包括：
·胎面(2)，所述胎面(2)旨在经由胎面表面(21)与地面接触并且具有轴向宽度LT，
·所述胎面(2)包括两个轴向外部(22、23)，每个轴向外部(22、23)的轴向宽度(LS1、LS2)至多等于轴向宽度LT的0.3倍，并且每个轴向外部(22、23)在轴向内侧通过周向沟槽(25)限定，
·至少一个轴向外部(22、23)包括轴向外沟槽(24)，轴向外沟槽(24)形成通往胎面表面(21)的空间并且由至少两个表面限定，所述表面被称为主侧表面(241、242)并且由底表面(243)连接，
·称为主要沟槽的至少一个轴向外沟槽(24)具有平均宽度W、深度D和曲线长度L，所述平均宽度W由两个侧表面(241、242)之间的平均距离限定且至少等于1mm，所述深度D由胎面表面(21)与底表面(243)之间的最大径向距离限定且至少等于5mm，
·在具有曲线长度L的部分上，轴向外侧主要沟槽(24)各自包括径向内区域Z1和径向外区域Z2，所述径向内区域Z1具有等于D/3的径向高度h1和基本上恒定的最大宽度W1，所述径向外区域Z2具有等于2D/3的径向高度h2和宽度W2，
·所述轮胎进一步包括胎冠增强件(3)，所述胎冠增强件(3)在径向上位于胎面(2)的内部，
·所述胎冠增强件(3)包括工作增强件(4)和环箍增强件(5)，·所述工作增强件(4)包括两个工作层(41、42)，每个工作层(41、42)包括涂布有弹性体材料的增强元件，所述增强元件相互平行并且分别与轮胎的周向方向(XX’)形成绝对值至少等于20°且至多等于50°并且层与层的符号相反的定向角度，
·所述工作层增强元件由独立金属丝或单丝组成，所述独立金属丝或单丝的横截面的最小尺寸至少等于0.20mm且至多等于0.5mm并且具有断裂强度Rm，
·每个工作层中的增强元件的密度至少等于100根丝线/dm且至多等于200根丝线/dm，
·所述环箍增强件(5)包括至少一个环箍层，所述环箍层所包括的增强元件相互平行并且与轮胎的周向方向(XX’)形成绝对值至多等于10°的角度B，
其特征在于，胎面(2)的具有深度D的轴向外侧主要沟槽(24)在其曲线长度L的至少30％上包括径向内区域Z1和径向外区域Z2，所述径向内区域Z1具有至少等于2mm的最大宽度W1，所述径向外区域Z2在至少等于D/3的径向高度h3上具有至多等于1mm的宽度W2，
并且每个工作层(41、42)的断裂强度Rc至少等于30000N/dm，Rc的定义为：Rc＝Rm*S*d，其中Rm为单丝的单位为MPa的拉伸断裂强度，S为单丝的单位为mm2的横截面积，并且d为所考虑的工作层中的单丝的单位为单丝根数/dm的密度。
2.根据权利要求1所述的轮胎，其中胎面(2)的轴向外侧主要沟槽(24)包括宽度W1至多等于8mm的径向内区域Z1。
3.根据权利要求1或2任一项所述的轮胎，其中胎面(2)的轴向外侧主要沟槽(24)包括宽度W2至少等于0.4mm的径向外区域Z2。
4.根据权利要求1至3任一项所述的轮胎，其中至少一个轴向外沟槽(24)沿轴向通往胎面(2)的外侧。
5.根据权利要求1至4任一项所述的轮胎，其中至少一个轴向外沟槽(24)沿轴向通往胎面(2)的周向沟槽(25)内。
6.根据权利要求1至5任一项所述的轮胎，其中轴向外侧主要沟槽(24)在轮胎的周向方向(XX’)上通过至少等于8mm的周向间距P隔开。
7.根据权利要求1至6任一项所述的轮胎，其中轴向外侧主要沟槽(24)在轮胎的周向方向(XX’)上通过至多等于50mm的周向间距P隔开。
8.根据权利要求1至7任一项所述的轮胎，其中轴向外沟槽(24)的底表面(243)与胎冠增强件(3)的径向最外增强元件之间的径向距离D1至少等于1.5mm。
9.根据权利要求1至8任一项所述的轮胎，其中轴向外沟槽(24)的底表面(243)与胎冠增强件(3)的径向最外增强元件之间的径向距离D1至多等于3.5mm。
10.根据权利要求1至9任一项所述的轮胎，其中胎面(2)的至少一个轴向外部(23、24)包括平均宽度w至多等于1mm的刀槽(28)。
11.根据权利要求1至10任一项所述的轮胎，其中胎面(2)的两个轴向外部(22、23)各自的轴向宽度(LS1、LS2)至多等于轴向宽度LT的0.2倍。
12.根据权利要求1至11任一项所述的轮胎，其中每个工作层(41、42)包括由独立金属丝或单丝组成的增强元件，所述独立金属丝或单丝的直径至少等于0.3mm且至多等于0.37mm。
13.根据权利要求1至12任一项所述的轮胎，其中每个工作层(41、42)所包括的增强元件与轮胎的周向方向(XX’)形成绝对值至少等于22°且至多等于35°的角度。
14.根据权利要求1至13任一项所述的轮胎，其中每个工作层(41、42)中的增强元件的密度至少等于120根丝线/dm且至多等于180根丝线/dm。
15.根据权利要求1至14任一项所述的轮胎，其中工作层(41、42)的增强元件由钢制成，优选由碳钢制成。
16.根据权利要求1至15任一项所述的轮胎，其中至少一个环箍层的增强元件由织物制成，优选由脂族聚酰胺、芳族聚酰胺、脂族聚酰胺和芳族聚酰胺的组合、聚对苯二甲酸乙二醇酯或人造纤维制成。
17.根据权利要求1至16任一项所述的轮胎，其中环箍增强件(5)在径向上位于工作增强件(4)的外部。
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