CN100457477C - 用于轮胎胎冠的增强骨架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带有径向胎体增强件(2)的轮胎(1)，所述胎体增强件的径向外侧被胎面增强件(3)覆盖，所述胎面增强件具有至少两个被称为工作层(4，5)的两个层，所述胎面增强件(3)还包括轴向宽度为Lm和Lm’的两个附加横向增强层(6，7)，所述横向增强层(6，7)的轴向内缘具有分离距离Lt。所述附加层包括与轴向成60°以上的角度的多个增强件。所述胎面增强件(3)还包括至少一个圆周增强件(8)，所述圆周增强件的增强元件与赤道面成小于或等于10°的角度。径向与横向增强层(6，7)一致的那些区域中的圆周增强件(8)的周向抗拉刚度小于不包括横向增强层的那些区域中的所述增强件的抗拉刚度。

Description

用于轮胎胎冠的增强骨架

本发明涉及一种带有径向胎体的轮胎，所述胎体在被称为胎冠的区域中被多层增强元件组成的增强件增强。

用于客车的轮胎通常包括锚固在两个胎圈中并且被胎冠增强件径向地覆盖的径向胎体增强件，所述胎冠增强件自身被胎面径向地覆盖，所述胎面被设计成在滚动期间与道路接触。所述胎冠增强件包括至少两层，每层由多个增强元件形成，一个层的增强元件相对于相邻层的增强元件交叉。

这些层例如可以以垫层的形式被制造，每个垫层由基于上彼此平行的多个细丝或线束组成。在另一已知的形式中，在轮胎的制造期间所述增强元件单独地或每次几个成群地被安置，而不用经历产生垫层的预先阶段。为了方便，在下文中，“垫层”将用于表示胎冠增强件的任何层，而不管如何获得所述层。

在轮胎的胎体具有织物增强元件的情况下，为了与工作垫层组合增加机械三角效果，已知为轮胎的胎冠提供单个附加垫层，所述垫层的增强元件相对于轮胎的赤道面成60°以上的角度。

根据定义，轮胎的赤道面是垂直于轮胎的旋转轴的平面，其轴向地将胎冠增强件分成两个基本相等的部分。

在另一已知布置中，代替单个垫层，可以使用两个附加垫层，无论是否关于那里对称，所述垫层安置在赤道面的任一侧上。

除此之外，考虑到客车轮胎经受的高转速，已知为这种轮胎的胎冠提供至少一个附加增强件，所述增强件的增强元件被布置成基本平行于赤道面(即，与那个平面成10°以下的角度)。该附加增强件的增强元件可以是织物的或金属的，并且被选择成对使用中轮胎受到的力具有适当的阻力。

在现有技术的状态下，日本文献JP06/171308说明了一种轮胎胎冠，其包括两个工作垫层，径向地安置在胎体和第一工作垫层之间的附加子午圈增强垫层(即，其增强元件与周向成60°以上的角度的垫层)，和径向地在所述工作垫层外侧沿周向定向的增强元件的两个附加层。另一方面，文件JP05/069702说明了一种轮胎，其可以具有在赤道面上居中的子午圈增强垫层，或相对于所述平面对称的两个子午圈增强垫层；该文献也指出存在两个圆周增强件，其布置在子午圈增强垫层的轴向外端。

另一文献FR 2421074描述了一种轮胎，其包括关于赤道面对称地布置并且在工作垫层末端的下方的两个小子午圈增强垫层；也提供了单个的圆周增强件，其轴向地安置在所述两个小子午圈增强垫层之间。

业已发现在轮胎的使用期间这些方案并不完全令人满意，这是轮胎因为必须满足现今生产的车辆的性能要求和与使用中轮胎的耐磨损(使用寿命增加)相关的用户要求。

为了解决该目标，根据本发明的轮胎包括径向胎体增强件(即，其增强元件与周向成90°或左右的角度的增强件)，所述胎体增强件的径向外侧被胎冠增强件覆盖，所述胎冠增强件具有宽度Ls并且包括至少两个所谓的“工作”垫层，每个工作垫层由多个增强元件组成，所述增强元件相对于周向成17°至35°之间的平均角度布置，并且一个工作垫层的增强元件与另一工作垫层的增强元件相交叉，所述胎冠增强件还包括轴向宽度为Lm和Lm’的两个附加子午圈增强垫层，所述子午圈增强垫层的轴向最内端分开的距离为Lt，所述子午圈增强垫层的轴向最外端分开的距离为Le，这些附加垫层包括与周向成60°以上角度的多个增强元件，所述胎冠增强件还包括至少一个总宽度为L8的圆周增强件(即，其增强元件与赤道面成10°或以下的角度的增强件)，所述轮胎的特征在于：

所述圆周增强件的总宽度L8至少等于所述两个附加子午圈增强垫层的轴向最外端之间的距离Le，

所述子午圈增强垫层的轴向最外端(A，A’)在轴向上位于宽度最小的工作垫层的轴向最外端的内侧，

径向与子午圈增强垫层一致的区域中的圆周增强件的周向抗拉刚度小于没有子午圈增强垫层的区域中的所述圆周增强件的抗拉刚度。

径向与子午圈增强垫层一致的区域是在所述垫层的径向投影的径向外侧或径向内侧的区域；也就是说，在垂直于旋转轴并且通过所考虑的子午圈增强垫层的轴向末端的两个平面之间的区域。

优选地，子午圈增强垫层之间的轴向距离Lt至多等于胎冠宽度Ls的15％。

优选地，每个子午圈增强垫层的宽度Lm，Lm’在胎冠的宽度Ls的37％至49％之间。有利地，子午圈增强垫层布置在轮胎的赤道面的任一侧上。

所述两个附加子午圈增强垫层的轴向最外端之间的距离Le基本对应于所述附加垫层的轴向最内端之间的距离Lt与所述垫层的宽度Lm和Lm’的总和。

总宽度L8对应于在轴向上离所述圆周增强件最远的末端之间的轴向距离。有利地，所述距离L8至少等于胎冠的宽度Ls。

根据本发明，所述圆周增强件可以径向地安置在工作垫层的外侧，或两个工作垫层之间，甚至径向地在所有工作垫层的下方。

优选地，径向与子午圈增强垫层一致的区域中的圆周增强件沿周向的抗拉刚度至多等于没有子午圈增强垫层的区域中的所述增强件的抗拉刚度。

圆周增强件的抗拉刚度被定义为沿周向对所述增强件的单位宽度施加的拉力和相应伸长的比率(这些值在从轮胎获取的样本上通过实验被测量)，或者由数值模拟获得，所述数值模拟考虑增强元件的特定机械性能和增强件的空间特性(单位宽度增强件的数量，即沿垂直于增强件中的增强元件的平均方向)。

胎冠的宽度Ls被作为至少两个工作垫层之间的机械联接的最大宽度；该联接宽度基本上等于或小于最宽的工作垫层的宽度。

一个变化实施例在于沿轴向不连续地形成圆周增强件：所述增强件的一部分位于不带有增强垫层的胎冠的每个区域之上(即，轴向上在子午圈增强垫层之间并且轴向上在它们的外侧)，其它区域(即，带有子午圈增强垫层的那些区域)完全没有任何这样的增强件。

另一变化实施例在于连续地沿轴向布置圆周增强件(即，使得所述增强件作为整体覆盖胎冠的全部宽度Ls)，同时使刚度根据区域而变化。

优选地，对于每个轮胎，对于单元长度的垫层，子午圈增强垫层沿所述垫层的增强元件的方向的平均压缩刚度高于1GPa(1.10⁹Pa，即1.109N/m²)，该刚度通过一个增强元件的压缩刚度乘以单位长度的垫层具有的增强元件的数量而获得。

圆周增强件的增强元件可以是金属的或织物的，并且可以以细丝或线束的形式被使用。根据本发明，所述圆周增强件可以包括不同性质的增强元件，从而获得期望的周向抗拉刚度变化。

本发明的其它特征和优点从下面参考附图给出的描述中显现，所述附图示出了作为非限定性例子提出的本发明的实施例。

不带有任何限制意图的实施例在下面由附图示出，其中：

图1显示了根据本发明的轮胎的子午圈剖面，所述轮胎包括两个子午圈增强垫层和轴向不连续的圆周增强件；

图2显示了第二变型，其中圆周增强件在轴向上连续。

图1显示了根据本发明的轮胎的一个变化实施例，该轮胎的尺寸为225/50R 17。该轮胎包括：

径向胎体2，其增强元件是聚酯织物线束；

包括第一和第二工作垫层4，5的胎冠3，所述工作垫层的增强元件是结构为4-26(即，四个直径为0.26mm的金属丝)的金属线束，所述金属线束布置在每个垫层中并且平均间隔为1.25mm(所述间隔对应于相同垫层中的两个增强元件之间的平均距离)。径向最靠近胎体2的第一工作垫层4的增强元件的角度等于或接近25°(相对于周向)并且第二工作垫层5的增强元件的角度等于或接近-25°，从而所述第二垫层5的增强元件与第一垫层4的增强元件交叉。

第一和第二工作垫层4，5的宽度L1和L2分别等于：194和180mm。胎冠的宽度Ls在该情况下等于180mm并且对应于宽度较小的工作垫层5的宽度。

此外，在赤道面(其迹线在图平面中是线XX’)的任一侧上安置了两个附加子午圈胎冠增强垫层6，7，其宽度Lm和Lm’各等于76mm。这些垫层由结构与工作垫层4，5中的线束的结构相同的金属增强元件组成；所述附加垫层6，7的增强元件布置在它们的每一个中，并且平均间隔为2.00mm，相对于周向的平均角度为90°。每个附加子午圈增强垫层6，7的轴向最外端在轴向上位于宽度较小的工作垫层(在此为径向最外层的垫层5)的轴向外端的内侧。

分离子午圈增强垫层的轴向最内端(即那些最接近赤道面的末端)的距离Lt在该情况下等于12mm。该距离等于胎冠的宽度Ls的6％。

而且，在径向外侧，胎冠增强件具有轴向不连续的圆周增强件8，所述圆周增强件形成宽度分别为L81，L82，L83的三个不同部分81，82，83；圆周增强件8的每个部分包括多个增强元件，所述增强元件相对于周向成等于或接近0°的角度布置。在该情况下，这些增强元件是以1mm的间隔布置的Nylon

140×2线束。宽度L81，L82，L83分别等于35，30和35mm。分离圆周增强件8的轴向最外端的距离L8接近第一工作垫层的宽度L1，因此大于分离子午圈增强垫层6，7的轴向最宽分离端的距离Le。

在子午圈位置的圆周增强件的部分82具有等于30mm的宽度L82。该中央增强件使得它完全覆盖最接近赤道面的子午圈增强垫层6，7的末端之间的距离Lt，但是覆盖所述子午圈增强垫层不超过它们各自宽度的20％。

靠近胎冠增强件的轴向外端的圆周增强件的其它两个部分81，83关于轮胎的赤道面对称并且由增强元件组成，所述增强元件的特性与用于中央部分82的那些增强元件的特性相同，并且所述增强元件被布置成沿径向方向形成两层(这里的轴向刚度是中央部分的刚度的两倍)。这些所谓的“边缘”圆周增强件在第一轴向内点A和第二轴向外点B之间延伸，所述内点A接近子午圈增强垫层的轴向最外端从而覆盖它，所述外点B轴向地位于最宽工作垫层4的末端的位置。在该情况下，第一点A离赤道面77mm(即，在轴向上位于子午圈增强垫层6，7的轴向最外点的内侧)，第二点B离赤道面103mm。

而且，包括胎体、胎冠和附加垫层以及增强件的组件的径向外侧覆盖有轮胎胎面9。

在用于车辆时，与具有相同子午圈增强垫层但是没有根据本发明改装的圆周增强件的轮胎相比，测量到了大约25％的磨损减小。

图2中示出的根据本发明的变型的变体胎冠增强件与参考图1所描述的不同之处在于附加圆周增强件8在轴向上连续，并且沿轴向方向(即，在图2中垂直于轮胎的赤道面的迹线XX’的方向)具有与存在或不存在增强垫层的区域相对应的周向刚度变化。更准确地说，胎冠增强件3包括在胎体增强件2和工作垫层4，5之间的两个子午圈增强垫层6，7，并且在径向外侧，沿周向包绕的增强元件形成垫层形式的圆周增强件8。以这样的方式用同样的增强元件实现该包绕，使得在没有子午圈增强垫层的区域上所获得的其匝间的轴向距离小于在子午圈垫层上方区域中它们之间的轴向距离。除此之外，附加子午圈增强垫层关于赤道面非对称地布置，并且当所述轮胎在使用时离赤道面最远的垫层6能够位于在车辆的外侧的轮胎的侧面上。

圆周增强垫层8具有五个区域81，84，82，85，83，所述区域在轴向上从胎冠的一个边缘到另一个边缘连续(与图1中所示的变型的图中相同的是，区域81，82和83对应于边缘和中间区域)。在子午圈增强垫层6，7径向上方的区域84，85具有圆周增强元件，所述圆周增强元件被布置成使得它们之间的间隔大于边缘区域81，83和子午圈区域82的增强元件之间的间隔，因此所述区域84，85具有更低的周向抗拉刚度。圆周增强件8的轴向最外端之间的距离L8在该情况下很微小地大于第一工作垫层的宽度L1，因此大于子午圈增强垫层6，7的轴向最远分离端之间的距离Le。

在该后一变型中，圆周增强件的刚度的变化可以通过使用取决于它们的区域的不同性质的增强元件获得，同时保证增强件的轴向连续性(即圆周增强件穿过胎冠增强件的全部宽度)。

在另一变型(未示出)中，子午圈增强垫层径向地布置在两个工作垫层之间。

在本发明的另一变型(未示出)中，圆周增强件安置在工作垫层之间。

当然，参考附图描述的实施例不应当被看作限制，特别是，工作垫层的数量可以大于二。

Claims (7)

1.一种轮胎(1)，其包括径向胎体增强件(2)，所述胎体增强件的径向外侧被胎冠增强件(3)覆盖，所述胎冠增强件具有宽度Ls并且包括至少两个工作垫层(4，5)，每个工作垫层由多个增强元件组成，所述增强元件相对于周向成17°至35°之间的平均角度布置，并且一个工作垫层的增强元件与另一工作垫层的增强元件交叉，该胎冠增强件(3)还包括轴向宽度为Lm和Lm’的两个附加子午圈增强垫层(6，7)，所述子午圈增强垫层的轴向最内端分开的距离为Lt，所述子午圈增强垫层的轴向最外端分开的距离为Le，这些附加垫层(6，7)包括与周向成60°以上角度的多个增强元件，所述胎冠增强件还包括至少一个总宽度为L8的圆周增强件(8)，其增强元件与赤道面成10°或以下的角度，所述轮胎的特征在于：

·所述圆周增强件(8)的总宽度L8至少等于所述两个附加子午圈增强垫层(6，7)的轴向最外端之间的距离Le，

·所述子午圈增强垫层(6，7)的轴向最外端在轴向上位于宽度最小的工作垫层(5)的轴向最外端的内侧，

·径向与子午圈增强垫层一致的区域中的圆周增强件(8)的周向抗拉刚度小于没有子午圈增强垫层的区域中的所述圆周增强件(8)的抗拉刚度。

2.根据权利要求1所述的轮胎(1)，其特征在于：子午圈增强垫层(6，7)之间的轴向距离Lt至多等于胎冠宽度Ls的15％。

3.根据权利要求1或2所述的轮胎(1)，其特征在于：每个子午圈增强垫层(6，7)的宽度Lm，Lm’在胎冠的宽度Ls的37％至49％之间。

4.根据权利要求1或2所述的轮胎(1)，其特征在于：子午圈增强垫层(6，7)布置在轮胎的赤道面的任一侧上。

5.根据权利要求1或2所述的轮胎(1)，其特征在于：所述圆周增强件径向地安置在工作垫层的外侧。

6.根据权利要求1或2所述的轮胎(1)，其特征在于：径向与子午圈增强垫层(6，7)一致的区域中的圆周增强件(8)沿周向的抗拉刚度至多等于没有子午圈增强垫层的区域中的所述增强件的抗拉刚度的50％。

7.根据权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于：所述圆周增强件(8)沿轴向方向是不连续的。

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