CN101175648B - 用于重型车辆的轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于重型车辆的轮胎，其包括径向胎体加强件，在该径向胎体加强件上设置有工作胎冠加强件，胎体加强件包括至少一个加强件层，该加强件层通过围绕胎边钢丝卷绕的方式被锚定在每个胎边中用于形成向上翻转层。根据本发明，该向上翻转层的径向外端位于与所述胎边钢丝的径向外部之间的距离小于侧壁高度40％的位置。所述轮胎包括至少一个在径向上面向加强件的补充层，该加强件的压缩与拉伸模量至少低于所述胎体加强层的压缩与拉伸模量的1.5倍，并且所述补充层在轴向上与所述胎体层的向上翻转层相邻，二者之间的距离显著大于侧壁高度的15％。

Description

用于重型车辆的轮胎

本发明涉及一种具有径向胎体加强件的轮胎，该轮胎用于安装在如运输车辆或“土木工程”车辆的重型车辆上。

本发明将通过参考一种轴向宽度显著大于37英寸的轮胎来加以具体描述，尽管本发明不受这样一种应用的局限。

这种通常用来承受重载的轮胎，包含径向胎体加强件与胎冠加强件，二者都由至少两个工作胎冠层组成，该工作胎冠层由不可延伸的加强件形成，这些加强件在一个层与另一个层之间交叉，相对于圆周方向形成介于10°与45°之间的相等的或不相等的角度。

这种通常用“现有”方法制造的轮胎，具有如胎边钢丝的锚定元件，该胎边钢丝用于在轮胎的胎边区域中的胎体加强件的锚定与固定。至少一个组成胎体加强件的胎体层具有绕过胎边钢丝向上翻转的部分，该胎边钢丝设置于轮胎的胎边中。利用这种方法，胎体加强件被锚定在胎边中。

径向胎体加强件承受高应力，具体来说是在轮胎的充气过程中以及之后该胎体被使用的过程中。这些应力产生剪切力，具体来说是径向剪切应力。这些应力首先归因于轮胎的充气压力，该充气压力使得所述胎冠加强件沿圆周方向伸展。其次，所述应力归因于轮胎承受的载荷以及滚动变形，该滚动变形具体是由于胎面经过地面与轮胎之间的接触区域或接触面而形成。这些应力导致橡胶复合体中裂纹的出现，该裂纹在所述复合体中扩散并降低轮胎的耐用性。

如果是重型车辆的轮胎，通过胎体层绕胎边钢丝向上延伸更长的长度，可以获得耐用性的提升。具体来说，生产这样轮胎是为人熟知的：其中，胎体层的向上翻转部分的长度增加并且具体来说延伸至这样的位置：在标称使用条件下，当运行进入接触区域中时，所述胎体层的翻转部分的一端基本上位于这样一个区域中：在轮胎径向横截面中的胎体层具有最大的轴向宽度。通过这种设计所得到的结果显示，曾经在其中观察到归因于胎体层与其围绕胎边钢丝向上的翻转部分之间的径向剪应力的裂纹的橡胶复合体现在有效地避免了这些损伤。胎体层与其向上翻转层的长距离结合确实减少了施加在分离橡胶复合体中的剪应力。而且，在具有最小剪应力的区域中的向上翻转层的尾端部分的位置可以限制所述胎体向上翻转层尾端破裂的风险。

具体来说，如果重型车辆的轮胎具有显著大于37英寸的轴向宽度，向上翻转层的长度变长并随着轮胎的尺寸自然地增加。紧接着，上行部分与胎体层之间的结合区域增大，这似乎导致出现了加强件的损伤，这在轮胎的某些特定使用类型情况下可以观察到。具体来说，这种影响可以由在受力区域中被置于压缩状态的所述加强件来解释，该受力区域位于装有轮胎的车轮轮缘槽上。

术语“轴向的”应被理解为指的是与轮胎的旋转轴线平行的方向，“径向的”应被理解为指的是横切轮胎旋转轴线并与其垂直的方向。轮胎的旋转轴线为在日常使用中轮胎所围绕其转动的轴线。圆周形中心面为垂直于轮胎旋转轴线并将轮胎分为两个部分的平面。径向平面为包含轮胎旋转轴线的平面。

在研究过程中，具体来说是对大尺寸轮胎的生产进行研究的过程中，更具体地说是轴向宽度显著大于37英寸的轮胎，发明人的目的是对用于重型车辆的轮胎能够获得令人满意的耐用性。

通过一个用于重型车辆的轮胎，根据本发明的这个目的已经达到，该轮胎包括在径向上被工作胎冠加强件所覆盖的径向胎体加强件，该胎体加强件包括加强件的至少一个胎体层，该胎体层通过被围绕胎边钢丝卷绕的方式被锚定在每个胎边中形成胎体向上翻转层，该胎体向上翻转层的径向外端相对于胎边钢丝的径向外部之间的距离小于侧壁高度的40％，所述轮胎包括至少一个由径向定位的加强件构成的补充层，所述径向定位的加强件的压缩与拉伸模量至多为所述加强层的压缩与拉伸模量的2/3，并且其中在大于侧壁高度的15％的范围内，所述补充层在轴向上与所述胎体向上翻转层相邻。

根据本发明的侧壁高度被限定为在标称条件下、在充气状态中，在胎边钢丝的径向外部与胎体层的径向最外侧点之间沿径向方向的距离。

根据本发明由此定义的轮胎经过滚动测试以及随后对所述轮胎的分析，其证实了这种轮胎的耐用性得到了提高。这是因为，根据本发明的轮胎比标准惯例具有更短的如上所述的胎体向上翻转层的距离，这防止形成胎体的加强件在位于轮缘槽上的受力区域中被置于压缩状态。而且，实际证明：只要存在至少一个根据本发明的所述补充层就可以限制裂纹的出现和/或扩散，特别是那些由橡胶复合体中的剪切力引起的裂纹，具体来说是在胎体向上翻转层区域中。

根据本发明的优选实施例，所述胎体向上翻转层的径向外端与所述胎边钢丝的径向外部之间的距离大于所述侧壁高度的15％。这种配置为特别优选用来限制出现在胎体向上翻转层尾端的应力的峰值。

同样优选地，所述胎体向上翻转层的径向外端与所述胎边钢丝的径向外部之间的距离小于所述侧壁高度的35％。

在本发明的一种有利变化中，至少一个补充层的加强件为具有弹性的金属加强件。

具有弹性的金属加强件为具有至少为4％的断裂延长的缆线。

已完成的试验已经显示，根据本发明的这种变化生产的轮胎具有更好的耐用性。加强件的弹性回复特性似乎进一步降低了出现在橡胶复合体中的剪应力。

根据本发明更加优选地，补充层的径向内部端在轴向上处于胎体向上翻转层的外部。根据本发明的这个优选实施例，补充层与胎体向上翻转层相邻并在轴向上位于所述胎体向上翻转层的外部。这个实施例已经显示，具体对具有弹性的加强件来说，裂纹的出现进一步减少，特别是在在轴向上处于胎体向上翻转层外部的橡胶复合体中。

根据本发明其它实施例，在所述补充层的径向内部中，轮胎包含至少一个被夹在胎体层与轮胎向上翻转层之间的补充层。

根据本发明的可选实施例，轮胎包括一个第一补充层和一个第二补充层，至少第二补充层在轴向上处于胎体向上翻转层内部。根据本发明生产的这种轮胎有利地在轴向方向上在胎体向上翻转层的每个边上具有一个补充层。

根据本发明同样有利地，补充层的径向外端与胎边钢丝的径向外部之间的距离显著大于侧壁高度的50％。根据本发明的这种变化所生产轮胎的补充层还导致可能出现在橡胶复合体中的应力减小。而且，补充层加强件的弹性回复特性使得热量从胎边区域转移至侧壁区域，在该区域中，橡胶复合体的厚度更有利于热量的散发。与轮胎肩部区域延伸的补充层也具有相似的可以吸收出现在所述轮胎肩部区域中的热量的热效应。

根据本发明如上定义的这种轮胎，也就是说具有比常用轮胎的胎体向上翻转层更短的胎体向上翻转层，同时具有延伸进入轮胎侧壁中的补充层，该轮胎可以提高重型车辆轮胎的耐用性。事实上，根据本发明的轮胎看起来似乎可以防止在胎体向上翻转层的加强件中压力的出现，同时保持着对在橡胶复合体中剪应力出现的控制。

结合附图1和2，通过参照下面本发明的一些例示性实施方案的描述，将能更好地理解本发明的其它细节和有利特征，其中：-图1，为根据本发明第一实施例的径向截面视图中的轮胎的示意性局部表示；以及-图2，为根据本发明第二实施例的径向截面视图中的轮胎的示意性局部表示。为了使其简化并便于理解，附图没有按照比例画出。附图只显示了轮胎的一半，将其相对于XX’轴向作对称延伸即为轮胎，该轴线代表了轮胎的圆周形中心面。

图1示意性地显示了通常用于土木工程车辆的轮胎的径向横截面。

轮胎1为59/80R 63规格的轮胎。

轮胎1包括胎体加强件2，该胎体加强件2由一层不可伸展的金属缆线构成，该金属缆线由钢制成，围绕胎边钢丝3被锚定在每个胎边中以形成向上翻转层4，根据本发明，该向上翻转层的尾端在径向上位于一点，该点大致处于胎体加强件2的最大轴向宽度点的内部。胎体加强件2在径向上被胎冠加强件5覆盖。通常来说，所述胎冠加强件5一方面包括两个工作层，另一方面包括两个保护层。所有这些组成胎冠加强件的层在附图中没有具体地显示。工作层自身由不可伸展金属缆线组成，这些金属缆线在每个层中相互平行，在一个层与另一个层之间交叉，相对于圆周方向形成可以在15°与40°之间变化的角度。保护层通常由金属缆线组成，该金属缆线由具有弹性的钢制成，该金属缆线在每个层中相互平行，而在一个层与另一个层之间交叉并形成可以在15°与45°之间变化的角度。径向外部工作层的缆线通常与径向内部保护层的缆线交叉。最后，胎冠加强件被胎面6覆盖，该胎面通过两个侧壁8与两个胎边7连接。

根据本发明，补充层9被附加至胎体加强件。该补充层9由E24x26NF(非环形)的具有弹性的金属缆线组成。在其径向内部，该补充层与胎体向上翻转层4轴向相邻并且仅仅在轮胎的侧壁中延伸。补充层9的径向外端与胎边钢丝的径向外部之间的距离等于侧壁高度的59％。

在如图1所示而生产的轮胎中，向上翻转层4的径向外端与胎边钢丝的径向外部之间的距离等于侧壁高度的33％。

在超过侧壁高度的32％的范围内，补充层9在轴向上与胎体向上翻转层相邻。

与标准轮胎相比，胎体向上翻转层4的径向外端与胎边钢丝3之间在径向方向上的距离要小一些。因此，胎体向上翻转层的长度比按标准设计的轮胎而言要短一些。

具体来说，这种实施例可以防止该向上翻转层4的加强件被置于压缩状态，特别是经过接触区域的时候。

由具有弹性金属缆线部件组成的补充层9的存在可以防止在橡胶复合体中剪应力的出现，或者是限制上述情形中对所述复合体的影响从而使之最小化。

图2示意性地显示了在径向横截面中的根据本发明的轮胎的第二实施例。在此实施例中，轮胎21具有与图1轮胎相同的特征，但轮胎21还具有第二补充层210。

该第二补充层210在轴向上被设置在第一补充层29与胎体层22之间。根据如图2所示的情形，所述第二补充层210的径向内部与胎体层22的胎体向上翻转层24的内部轴向相邻。

在一个大致等于第一补充层29与所述胎体向上翻转层24相邻的范围内，也就是说大致等于侧壁高度的32％的范围内，第二补充层210在轴向上与胎体向上翻转层24相邻。第二补充层210的径向外端与胎边钢丝的径向外部之间的距离等于侧壁高度的55％。

在图2所示的情形中，两个补充层的径向外端处于不同的径向位置。该实施例有利地可以限制层尾端效应(ply end effects)，其中第一补充层29沿轴向叠压第二补充层210的径向外端。在根据本发明的其它实施例中，轴向内部的第二补充层可以在轴向上叠压在轴向外部的第一补充层的径向外端，同样是出于限制层尾端效应的目的。

这些例示性实施例不应被理解为一种限制的方式，其中还有多种可选择的实施例。具体来说，可以提供一种具有第二补充层210结构的单个补充层的实施例。同样也可以具有大量的补充层。同样可以想到的是，可以加大补充层的长度，特别是为了获得如上所述的对轮胎肩部的热性能的作用效果。

Claims (7)

1.用于重型车辆的轮胎，包括在径向上被工作胎冠加强件覆盖的径向胎体加强件，所述胎体加强件包括加强件的至少一个胎体层，所述胎体层通过围绕胎边钢丝卷绕的方式被锚定在每个胎边中用于形成胎体向上翻转层，其特征在于，所述胎体向上翻转层的径向外端与所述胎边钢丝的径向外部之间的距离小于侧壁高度的40％，其中所述轮胎包括至少一个由径向定位的加强件构成的补充层，所述径向定位的加强件的压缩与拉伸模量至多为所述胎体层的压缩与拉伸模量的2/3，并且其中在大于侧壁高度的15％的范围内，所述补充层在轴向上与所述胎体向上翻转层相邻。

2.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述胎体向上翻转层的径向外端与所述胎边钢丝的径向外部之间的距离大于所述侧壁高度的15％。

3.如权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于，所述胎体向上翻转层的径向外端与所述胎边钢丝的径向外部之间的距离小于所述侧壁高度的35％。

4.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于，至少一个补充层的加强件为具有弹性的金属加强件。

5.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述补充层的径向内端在轴向上位于所述胎体向上翻转层的外部。

6.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述补充层的径向外端与所述胎边钢丝的径向外部之间的距离大于所述侧壁高度的50％。

7.如权利要求1所述的轮胎，所述轮胎包括一个第一补充层和一个第二补充层，其特征在于，至少所述第二补充层在轴向上位于所述胎体向上翻转层的内部。

Images