CN101213090A - 用于重型车辆的轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有径向胎体增强件的轮胎(41)，包括由不可拉伸的增强元件形成的至少两个工作胎冠帘布层(441，442)构成的胎冠增强件(44)，所述增强元件在一个帘布层与另一帘布层之间交叉并与圆周方向形成10°至45°之间的角，所述胎冠增强件自身被行驶胎面(45)径向覆盖，轴向最宽工作胎冠层径向地位于其它工作胎冠层的内侧。所述轮胎在每一肩部中进一步包括至少一个径向定向的增强元件层(443)，所述附加层(443)的轴向内侧端径向地邻近径向外侧的工作胎冠帘布层(442)的边缘，所述附加层的至少部分邻近轴向最宽工作胎冠层(441)的边缘，层P的弹性模量和邻近附加层的压延成形层的弹性模量的比值在0.5至1之间，层P的轴向外侧端轴向地位于轴向最窄工作胎冠层和轴向最宽工作胎冠层之间。

Description

用于重型车辆的轮胎
技术领域
[0001]本发明涉及具有径向胎体增强件的轮胎，特别涉及将要安装在承载较重载荷并以持久的速度行驶的车辆(例如货车、拖拉机、拖车或高速公路用巴士)上的轮胎。
背景技术
[0002]目前，也是最通常地，轮胎的增强装置(armature)或者增强件，尤其是重型车辆类的车辆轮胎的增强装置或者增强件，是通过堆叠一层或多层传统上被称为“胎体帘布层”、“胎冠帘布层”等的帘布层构成。这种指定增强装置的方式起源于其制造工艺，该制造工艺包括制造一系列帘布层形式的半成品，这些帘布层设有通常沿纵向方向的帘线增强线，然后将这些帘布层组装或堆叠来制造轮胎原坯。生产出来的帘布层是展平的状态，而且尺寸很大，随后要根据指定产品的尺寸进行裁剪。在第一阶段，帘布层仍然在基本平坦的状态下装配。然后，这样制成的原坯通过成型获得轮胎普遍具有的环状复曲外形(toroidal profile)。然后把被称为“收尾”产品的半成品应用在原坯上，以得到可以被硫化的产品。
[0003]这样的“传统”型的工艺，尤其是在制造轮胎原胚的阶段，涉及使用锚固元件(通常是胎圈金属丝)把胎体增强件锚固或固定在轮胎胎圈的区域中。因此，在此类工艺中，构成胎体增强件的所有(或只有其一部分)帘布层的一部分围绕设置在轮胎胎圈中的胎圈金属丝被卷起。这样，胎体增强件就被锚固在胎圈中了。
[0004]虽然有各种不同的制造帘布层及其组件的方法，但工业中对这种传统类型方法的普遍采用使得本领域的技术人员要使用反映这一工艺的词汇；因此被普遍接受的术语尤其包括术语“帘布层”、“胎体”、“胎圈金属丝”、“成型”等，“成型”用于指代从平坦外形到环状复曲等外形的转变。
[0005]现在，恰当地讲，有些轮胎不含有根据前面定义的“帘布层”或“胎圈金属丝”。例如，文献EP 0 582 196描述了不使用帘布层形式的半成品而制造的轮胎。例如，不同增强结构的增强元件被直接用于橡胶混合物的相邻层，然后再被整体应用于环形复曲胎芯的连续层，该环形复曲胎芯的形式使得可以直接获得与所制造的轮胎的最终外形相近的外形。因此，在这种情况下，就不再存在任何“半成品”、或任何“帘布层”和“胎圈金属丝”。基础产品，例如橡胶混合物和帘线或纤维形式的增强元件，可以直接应用于胎芯。由于该胎芯是环状形式，因此就不再需要定型原胚以使其从平坦外形变成环状复曲外形了。
[0006]而且，该文件中描述的轮胎也没有“传统的”胎体帘布层绕胎圈金属丝的缠绕。这种锚固方式被下面的设置所代替：在所述侧壁增强结构相邻的位置安放圆周帘线、然后再全部嵌于锚固或粘合的橡胶混合物中。
[0007]还有一些利用半成品在环形复曲胎芯上装配的方法尤其适用于快速、有效和简便地在中央胎芯上安装。最后，也可以利用既包含用于制造特定构造部分(例如帘布层、胎圈金属丝等)的特定半成品、同时又通过直接应用混合体和/或增强元件来制造其它部分的混合形式。
[0008]在本文中，为了考虑最近在产品制造和设计领域中的技术发展，传统术语例如“帘布层”、“胎圈金属丝”等有利地被中性术语或独立于所采用的工艺的类型的术语代替。因此，术语“胎体类增强线”或“侧壁增强线”有效地指代传统工艺中的胎体帘布层的增强元件，以及通常应用于侧壁的层面、利用不涉及半成品的工艺制造出的轮胎的相应增强元件。对于其部分，术语“锚固区域”可同等地表示在传统工艺中围绕胎圈金属丝的胎体帘布层的“传统”缠绕，也可表示由圆周增强元件、橡胶混合物以及相邻的通过使用应用到环形复曲胎芯上的方法而制造的底部区域的侧壁增强部分所构成的组件。
[0009]通常，在重型车辆的轮胎中，胎体增强件锚固在胎圈区域中的任何一侧，并且被由至少两层形成的胎冠增强件径向覆盖，该至少两层被重叠并由在每层中平行的帘线或缆线形成。该胎体增强件还包括一层具有低延展率并与圆周方向成角在45°至90°之间的金属线或缆线，被称为三角帘布层(triangulation ply)的该层径向地位于胎体增强件和被称作工作层的第一胎冠帘布层之间，该胎冠帘布层由角度绝对值至多等于45°的平行帘线或者缆线形成。该三角帘布层与至少所述工作帘布层构成三角增强件，该三角增强件在承受不同应力的情况下产生较小变形，三角帘布层的必要作用是吸收轮胎的胎冠区域中所有增强元件都要承受的横向压力。
[0010]胎冠增强件包括至少一个工作层，当所述胎冠增强件包括至少两个工作层时，其由在每一层中彼此平行并在层与层之间彼此交叉且与圆周方向形成10°至45°之间的角度的不可伸长的金属增强元件构成。所述用于形成工作增强件的工作层还可以被至少一个所谓的保护层覆盖，该保护层有利地由被称作“弹性元件”的金属可延伸增强元件构成。
[0011]对于用于“重型车辆”的轮胎，通常表现出单一保护层，并且在多数情况下，其保护元件以与工作层的增强元件相同的方向和绝对值相同的角度定向，所述工作层位于径向最外侧并因此是径向邻近的。对于将要行驶在相对崎岖路面上的建筑车辆轮胎，有利地呈现出两个保护层，其增强元件在层与层之间交叉，并且位于径向内侧的保护层的增强元件与邻近所述径向内侧的保护层的径向外侧的工作层的不可延伸的增强元件交叉。
[0012]当缆线受到等于断裂载荷10％的拉伸力的作用，其相对伸长至多等于0.2％时，所述缆线被称为是不可拉伸的。
[0013]当缆线受到等于断裂载荷的拉伸力的作用，其相对伸长至少等于4％时，所述缆线被称为是弹性的。
[0014]轮胎的圆周方向，或者纵向，是对应于轮胎的周长方向并被轮胎的滚动方向所定义的方向。
[0015]轮胎的横向或轴向平行于轮胎的转动轴。
[0016]径向方向是与轮胎的转动轴交叉并垂直的方向。
[0017]轮胎的转动轴是在正常使用中轮胎转动所围绕的轴。
[0018]径向面或子午面是包含轮胎转动轴的平面。
[0019]圆周中面或赤道面是垂直于轮胎旋转轴并且将轮胎分为两半的平面。
[0020]由于全世界公路网络的改善和高速公路网络的增长，目前被称为“高速公路用”轮胎(highway tires)的某些轮胎要行驶在高速公路上，并且行驶在不断加长的旅途中。无疑，这种轮胎行驶所需的所有条件都会要求增加其行驶的公里数并降低轮胎的磨损；另一方面，后者的耐久性，尤其是对于胎冠增强件来讲，因此被损害了。
[0021]事实上，在胎冠增强件的层面存在应力，更具体地讲在各胎冠层之间存在剪切应力，使得轴向最短的胎冠层的端部水平处的工作温度有显著的升高，从而导致所述端部处的橡胶出现裂缝的外观和扩散。
[0022]为了改善所述类型轮胎的胎冠增强件的耐久性，已经提出了涉及层和/或设置在帘布层端部(尤其是轴向最短的帘布层的端部)之间和/或周围的橡胶混合物的轮廓元件的结构和质量的解决方案。
[0023]为了改善位于胎冠增强件边缘附近的橡胶混合物的抗老化(degradation)能力，法国专利FR1 389 428提出结合具有低滞后效应的胎面，使用由具有低滞后效应的橡胶混合物形成的橡胶轮廓元件覆盖至少胎冠增强件的侧面和边缘。
[0024]为了避免胎冠增强件帘布层之间的分离，法国专利FR2 222232教导了用橡胶垫包裹增强件的端部，其Shore A硬度与覆盖所述增强件的胎面的该硬度不同，并且大于设置在胎冠增强件帘布层边缘与胎体增强件之间的橡胶混合物的轮廓元件的Shore A硬度。
[0025]法国申请FR 2 728 510提出首先在胎体增强件与径向最靠近旋转轴的胎冠增强件工作帘布层之间设置轴向连续的帘布层，该帘布层由与圆周方向形成至少等于60°角的不可拉伸的金属缆线构成，并且其轴向宽度至少等于最短的工作胎冠帘布层的轴向宽度，其次在两个工作胎冠帘布层之间设置基本与圆周方向平行定向的由金属元件形成的附加帘布层。
[0026]这样构造的轮胎的加长的行驶导致在附加帘布层的缆线中，尤其是在所述帘布层的边缘出现疲劳失效，无论所谓的三角帘布层是否存在。
[0027]为了克服这样的缺点并改善这些轮胎的胎冠增强件的耐久性，国际申请WO 99/24269提出，在赤道面的任何一侧并在基本平行于圆周方向的增强元件的附加帘布层的当前轴向伸长中，以一定的轴向距离连接由在帘布层之间交叉的增强元件形成的两个工作胎冠帘布层，然后通过橡胶混合物的轮廓元件至少在所述两个工作帘布层公共的剩余宽度上使它们脱离连接。
发明内容
[0028]本发明的一个目的提供一种用于“重型车辆”的轮胎，与传统轮胎相比，其耐久性能被进一步改善了。
[0029]该目的是根据本发明通过一种具有径向胎体增强件轮胎实现的，该轮胎包括由不可拉伸的增强元件的至少两个工作胎冠层形成的胎冠增强件，该增强元件在一个帘布层和另一帘布层之间交叉并且与圆周方向形成10°至45°角，所述胎冠增强件本身被胎面径向覆盖，所述胎面通过两个侧壁结合至两个胎圈，所述轮胎在每一肩部中额外地包括至少一层增强元件，该增强元件沿着圆周定向并具有波浪形(undulation)，所述附加层的轴向内侧端径向地邻近工作胎冠层的边缘，所述附加层的至少部分径向和/或轴向地邻近轴向最宽工作胎冠层的边缘，粘性橡胶混合物的层P设置在至少工作胎冠层的部分之间，层P的轴向外侧端轴向地位于轴向最窄工作胎冠层和轴向最宽工作胎冠层之间，层P的弹性模量和邻近附加层的工作层的压延成形层(calendering layer)的弹性模量的比值在0.5至1之间。
[0030]所述的压延成形层是将工作层的增强元件与层P分离的橡胶层。
[0031]橡胶混合物的“弹性模量”应理解为表示在环境温度下，在10％的拉伸变形条件下的正割模量(secant modulus)。
[0032]模量的测量在拉伸条件下根据1988年9月的标准AFNOR-NFT-46002进行：在10％伸长条件下，在二次伸长中(即调节循环之后)测量名义正割模量(或表观应力，单位MPa)(根据1979年12月的标准AFNOR-NFT-40101中的一般温度和相对湿度条件)。
[0033]根据本发明的一个优选实施例，附加层的增强元件呈现出波长λ在10至50mm之间的波浪形。
[0034]仍然优选地，附加层的增强元件呈现出振幅a在2至10mm之间的波浪形。
[0035]本发明的一个有利实施例提出，所述附加层的轴向内侧端径向地邻近径向外侧的工作胎冠层的边缘。
[0036]仍然有利地，所述附加层的轴向内侧端径向地位于径向外侧的工作胎冠层的边缘的外侧。
[0037]沿着圆周方向定向并且具有波浪形的增强元件是呈现出与圆周方向形成相对0°在+2.5°和-2.5°范围内角的主方向的增强元件，并且所述增强元件在此主方向附近波动。
[0038]增强元件的层的轴向宽度或者所述层的端部的轴向位置在轮胎的横截面上测量，因此轮胎处于非充气状态。
[0039]对根据本发明这样定义的轮胎进行的测试显示，与不包含以本发明所述为例的层P和附加层的组合的更传统的设计的轮胎相比，轮胎耐久性方面的性能被改善。这些结果的一种解释可以表明，附加层，更确切地说是附加层的增强元件，可以减少其邻近的工作层端部处的裂缝的出现并限制这种初始裂缝的扩散。这种作用一方面可能与由于附加层沿圆周方向的主方向而产生的局部受力(起初由工作层支撑)吸收有关；另一方面是附加层的增强元件对所述工作层增强元件之间的压延成形橡胶复合物进行增强结果，这要归因于该附加层的所述增强元件的波浪形。此外，由于根据本发明的层P的存在，似乎附加层的这些作用被增强，而层P导致了工作胎冠层的脱离连接，其本身也有利于改善轮胎的耐久性。
[0040]“连接的帘布层”应理解为表示多个帘布层，其各自的增强元件以至多1.5mm的距离被径向隔开，橡胶的所述厚度在所述增强元件的各自上端母线和下端母线之间径向测得。
[0041]根据本发明，所提供的弹性模量的比值有利于在较少热耗散并因此在轮胎的这个区域中较少加热的条件下获得工作层的脱离连接。
[0042]根据本发明，层P的尺寸使得连接可以发生在附加层和轴向最宽工作胎冠层的边缘之间。因而本发明有利地提出层P的轴向外侧端与轮胎的赤道面的距离小于或者等于所述赤道面与轴向最宽工作胎冠层的端部之间的距离。
[0043]仍然优选地，所述层P的轴向内侧端与轴向最窄工作胎冠帘布层的端部之间的层P的轴向宽度D为：
3·φ2≤D≤20·φ2
其中φ2是轴向最窄工作胎冠帘布层的增强元件的直径。这样的关系定义了橡胶混合物的层P与轴向最窄工作帘布层之间的接合区域。在等于径向外侧的工作帘布层的增强元件的直径三倍的值以下的这种接合可能不足以获得工作帘布层的脱离连接，以特别地在轴向最窄工作帘布层的端部处获得应力的降低。接合值大于轴向最窄工作帘布层的增强元件的直径的二十倍的此接合，可能导致轮胎的胎冠增强件的滑动刚度(skid rigidity)的过分降低。
[0044]优选地，粘性橡胶混合物的所述层P的轴向内侧端与轴向最窄工作胎冠层的轴向外侧端之间的粘性橡胶混合物层P的轴向宽度D大于5mm。
[0045]本发明还优选地提供层P，在轴向最窄工作胎冠帘布层的轴向外侧端处，该层P的厚度使得被所述层P分隔的两个工作胎冠帘布层之间的径向距离d满足下述关系：
3/5·φ2＜d＜5·φ2
其中φ2是轴向最窄工作胎冠帘布层的增强元件的直径。
[0046]从缆线到缆线测量距离d，即在第一工作帘布层和第二工作帘布层的缆线之间测量。换言之，该距离d覆盖了层P的厚度和压延成形的橡胶混合物的各自厚度，该橡胶混合物位于径向内侧工作帘布层的缆线的径向外侧，并位于径向外侧工作帘布层的缆线的径向内侧。
[0047]在轮胎的横截面上进行厚度的不同测量，因此轮胎处于非充气状态。
[0048]根据本发明的一个有利实施例，轴向最宽工作胎冠层位于其它工作胎冠层的径向内侧。
[0049]根据本发明的一个优选实施例，轴向最宽工作胎冠层的轴向宽度与轴向最窄工作胎冠层的轴向宽度之差在5至30mm之间。
[0050]根据本发明的一个有利的变化实施例，工作胎冠层的增强元件与圆周方向形成的角度小于30°，优选地小于25°。
[0051]根据本发明的一个变化实施例，工作胎冠层包括在一个帘布层和另一帘布层之间交叉、并与圆周方向形成在轴向中可变的角度的增强元件，与在圆周中面水平测得的所述元件的角度相比，所述可变的角度在增强元件层的轴向外侧边缘上更大。本发明的这种实施例可以在一些区域中提高圆周刚度，而在其它区域中降低此刚度，尤其为了降低胎体增强件的压力。
[0052]本发明的一个优选实施例还提出胎冠增强件通过被称为保护层的至少一个补充层径向结束于被称为弹性增强元件的外侧，该弹性增强元件相对于圆周方向以10°至45°之间的角度定向，并与径向地与其邻近的工作层的不可拉伸元件所形成的角度处于相同方向。
[0053]保护层可以具有比最窄的工作层的轴向宽度小的轴向宽度。所述保护层还可以具有比最窄的工作层的轴向宽度大的轴向宽度，从而所述保护层覆盖最窄的工作层的边缘。在上述后一种情况中，由弹性增强元件形成的保护层一方面可能通过轮廓元件与所述最窄的工作层的边缘脱离连接，在另一方面，可以具有比最宽的胎冠层的轴向宽度小或大的轴向宽度。
[0054]当保护层在轴向上比径向外侧的工作胎冠层窄时，本发明有利地提出保护层的边缘径向地邻近附加层的至少轴向内侧边缘、并优选地位于附加层的至少轴向内侧边缘的径向外侧。
[0055]与本发明的前述变化例相比，为了获得本发明的这种实施例(其中保护层的边缘径向邻近附加层并位于该附加层的外侧)，或者保护层的端部轴向更靠近外侧，或者附加层的轴向内侧端轴向更靠近内侧。换言之，或者保护层轴向更宽，或者附加层轴向更宽，被轴向朝内部延伸。
[0056]根据前述的本发明的任一实施例，胎冠增强件还可以通过由不可拉伸的增强元件形成的三角层结束，例如在胎体增强件和径向最内侧的工作层的径向之间，所述不可拉伸的增强元件与圆周方向形成大于40°的角，并优选地位于与径向最靠近胎体增强件的层的增强元件所形成的角度相同的方向。
[0057]根据本发明的第一变化实施例，附加层的增强元件是金属增强元件。
[0058]根据本发明的另一变化实施例，附加层的增强元件是织物增强元件。
[0059]本发明的一个有利实施例进一步提出，轮胎的胎冠增强件包括至少一个圆周增强元件的连续层，圆周增强元件的轴向宽度优选地小于轴向最宽工作胎冠层的轴向宽度。
[0060]在轮胎的横截面上测量增强元件连续层的轴向宽度，轮胎处于非充气状态。
[0061]根据本发明，在轮胎中出现的至少一个圆周增强元件的连续层可以利于在以圆周中面为中心的区域中获得不同增强层的几乎无限半径的轴向曲率，这有利于轮胎的耐久性能。
[0062]根据本发明的一个有利实施例，至少一个圆周增强元件的连续层的增强元件是金属增强元件，在0.7％的伸长条件下，其具有在10至120GPa之间的正割模量，并具有小于150GPa的最大正切模量。
[0063]根据优选实施例，在0.7％的伸长条件下，增强元件的正割模量小于100GPa并大于20GPa，优选地在30至90GPa之间，更优选地小于80GPa。
[0064]仍然优选地，增强元件的最大正切模量小于130GPa，更优选地小于120GPa。
[0065]在拉伸应力曲线上测量上述模量，该曲线是参照增强元件的金属截面以20MPa的预应力确定的伸长的函数，该拉伸应力对应于参照增强元件的金属截面测得的张力。
[0066]可以在拉伸应力曲线上测量相同增强元件的模量，该曲线是参照增强元件的整体截面以10MPa的预应力确定的伸长的函数，该拉伸应力对应于参照增强元件的整体截面测得的张力。增强元件的整体截面是由金属和由橡胶构成的复合元件的截面，后者特别地在轮胎硫化阶段穿入增强元件。
[0067]根据相对于增强元件的整体截面的这种结构，圆周增强元件的至少一层增强元件是金属增强元件，在0.7％的伸长条件下，具有5至60GPa之间的正割模量，并且其最大正切模量小于75GPa。
[0068]根据优选实施例，增强元件在0.7％的伸长条件下的正割模量小于50GPa，并大于10GPa，优选地在15至45GPa之间，更优选地小于40GPa。
[0069]仍然优选地，增强元件的最大正切模量小于65GPa，更优选地小于60GPa。
[0070]根据一个优选实施例，圆周增强元件的至少一个连续层的增强元件是金属增强元件，该金属增强元件所具有的拉伸应力曲线是相对伸长的函数，其对于较小的拉伸具有较缓的梯度，而对于较大的拉伸则具有基本为常数的较陡的梯度。圆周增强元件的连续层的这种增强元件被称为“双模量”(bimodular)元件。
[0071]根据本发明的优选实施例，所述基本为常数的较陡的梯度出现于相对伸长在0.1％至0.5％之间及以上。
[0072]在取自轮胎的增强元件上测量上述增强元件的不同特性。
[0073]更适于制造根据本发明的圆周增强元件的至少一个连续层的增强元件是如公式21.23所示的组件，公式21.23的结构为3×(0.26+6×0.23)4.4/6.6 SS；这种成股缆线由21条基本帘线形成，该基本帘线的公式为3×(1+6)，三个股扭结在一起，每一股均由7条帘线形成，形成中央芯的一条帘线直径为26/100mm，六条缠绕帘线的直径为23/100mm。这样的缆线在0.7％的伸长条件下具有45GPa的正割模量以及98GPa的最大正切模量，所述两个模量都在拉伸应力曲线上测得，该曲线是参照增强元件的金属截面由20MPa的预应力所确定的伸长的函数，该拉伸应力对应于参照增强元件的金属截面测得的张力。当拉伸应力曲线是参照增强元件的整体截面由10MPa的预应力所确定的伸长的函数并且该拉伸应力对应于参照增强元件的整体截面测得的张力时，在该拉伸应力曲线上，公式21.23的缆线在0.7％的伸长条件下具有23GPa的正割模量和49GPa的最大正切模量。
[0074]同样，增强元件的另一实例是公式21.28中的组件，公式21.28的结构为3×(0.32+6×0.28)6.2/9.3 SS。此缆线在0.7％的伸长条件下具有56GPa的正割模量以及102GPa的最大正切模量，所述两个模量都在拉伸应力曲线上测得，该曲线是参照增强元件的金属截面由20MPa的预应力所确定的伸长的函数，该拉伸应力对应于参照增强元件的金属截面测得的张力。当拉伸应力曲线是参照增强元件的整体截面由10MPa的预应力所确定的伸长的函数并且该拉伸应力对应于参照增强元件的整体截面测得的张力时，在该拉伸应力曲线上，公式21.28的缆线在0.7％的伸长条件下具有27GPa的正割模量和49GPa的最大正切模量。
[0075]这种增强元件在圆周增强元件的至少一个连续层中的使用特别可以保持所述层具有满意的刚度，包括在传统制造工艺中的成型和硫化阶段之后。
[0076]根据本发明的第二实施例，连续层的圆周增强元件可以由不可拉伸的金属元件段构成，以形成长度远小于最短层的周长、同时优选地比所述周长的0.1倍大的部分，部分之间的段轴向彼此偏移。仍然优选地，圆周增强元件的连续层的单位宽度的拉伸弹性模量小于在相同条件下测得的最具拉伸性的工作胎冠层的拉伸弹性模量。这样的实施例可以以简单的方式赋予圆周增强元件的连续层可以简便调节的模量(通过选择同一行的部分之间的间隔)，但在所有情况下，该模量都低于由相同但连续的金属元件构成的层的模量，圆周增强元件的连续层的模量在取自轮胎的切割元件的硫化层上测量。
[0077]根据本发明的第三实施例，连续层的圆周增强元件是波动金属元件，波动幅度与波长的比值a/λ至多等于0.09。优选地，圆周增强元件的连续层的单位宽度的拉伸弹性模量小于在相同条件下测得的最具拉伸性的工作胎冠层的拉伸弹性模量。
[0078]金属元件优选是钢缆。
[0079]根据本发明的一个变化实施例，圆周增强元件的至少一个连续层径向设置在两个工作胎冠层之间。
[0080]根据后一变化实施例，圆周增强元件的连续层可以比位于其它工作胎冠层径向外侧的相似层更显著地限制胎体增强件的增强元件的压缩。优选地，其通过至少一个工作层与胎体增强件径向隔开，从而限制所述增强元件上的应力并不使其过度疲劳。
[0081]同样有利地，在圆周增强元件的连续层径向设置在两个工作胎冠层之间的情况下，径向邻近圆周增强元件层的工作胎冠层的轴向宽度大于所述圆周增强元件层的轴向宽度。
附图说明
[0082]参考图1至6，根据对本发明的实施例的描述，本发明的其它有利细节和特点将显而易见，其中：
图1是根据本发明的一个实施例的轮胎的子午面视图；
图2是根据本发明的第二实施例的轮胎的子午面视图；
图3是根据本发明的第三实施例的轮胎的子午面视图；
图4是根据本发明的第四实施例的轮胎的子午面视图；
图5是根据本发明的第五实施例的轮胎的子午面视图；
图6是根据本发明的第六实施例的轮胎的子午面视图。
[0083]为了简化理解，附图没有按比例显示。附图只显示了轮胎的一半视图，该视图可相对于表示轮胎圆周中面或者赤道面的轴XX’对称延伸。
具体实施方式
[0084]在图1中，尺寸为315/80R 22.5X的轮胎1具有0.80的样式比率H/S，H是在轮胎1的安装轮缘上的轮胎高度，S是其最大轴向宽度。所述轮胎1包括锚固在两个胎圈(在图中未显示)中的径向胎体增强件2。胎体增强件由单层金属缆线构成。该胎体增强件2被胎冠增强件4包裹，从径向内侧到外侧由下述结构构成：
-非包裹的不可拉伸金属11.35缆线形成的第一工作层41，所述缆线在帘布层的整个宽度上连续，并以18°角定向，
-非包裹的不可拉伸金属11.35缆线形成的第二工作层42，所述缆线在帘布层的整个宽度上连续，并以18°角定向，并且与层41的金属缆线交叉；层42轴向上小于层41，
-由圆周定向并具有40mm波长λ、8mm峰-峰振幅a的波浪形的缆线形成的附加层43；层43径向邻近径向外侧工作层42并位于径向外侧工作层42的外侧，并延伸至与其连接的层41。然后层43轴向延伸超过层41的轴向外侧端。一方面对4.23金属缆线进行了测试，另一方面对PET 144×2织物缆线进行了测试。
[0085]第一工作层41的轴向宽度L41是226mm。
[0086]第二工作层42的轴向宽度L42是206mm。
[0087]附加层43具有75mm的宽度；其具有与层42轴向重叠的53mm的区域以及与层41重叠的3mm的区域。
[0088]胎冠增强件本身被胎面5覆盖。
[0089]径向位于工作胎冠层41和42之间并与之接触的被称为分离橡胶的橡胶层P覆盖所述工作层42的端部，并延伸使得其轴向外侧端与圆周中面的距离小于层41的轴向宽度的一半。从而橡胶混合物的层P提供工作层41与径向外侧的工作层42的端部之间的脱离连接。两个工作层41和42之间的层P的接合区域由其厚度定义，或者更确切地由层42的端部和层41之间的径向距离d以及由所述层P的轴向内侧端与径向外侧的工作胎冠层的端部之间的其轴向宽度D定义。径向距离d等于3.5mm。轴向距离D等于20mm，或大致是工作层42的增强元件的直径φ2的13.3倍，直径φ2等于1.5mm。
[0090]层P和层42的压延成形层的弹性模量相同，等于10MPa；因此所述模量的比值等于1。
[0091]图2中，轮胎21与图1中所示的轮胎的不同之处首先在于其进一步包括：
-由弹性金属18×23缆线形成的保护层244，其轴向宽度等于86mm。
-被称为三角层的增强元件245的补充层，其宽度基本等于200mm，由不可拉伸的金属9×28缆线构成。该层245的增强元件与圆周方向形成大约45°的角度，并按照与工作层241的增强元件相同的方向定向。该层245尤其可以有利于吸收轮胎的胎冠区域中所有增强元件都要承受的横向压缩应力。
[0092]其次，轮胎21与图1中所示轮胎的不同之处在于层243径向邻近层342，但径向位于层342内侧。
[0093]图3中，轮胎31与图1中所示的轮胎的不同之处在于其包括插入两个工作层341和342之间的附加层343。实际上，层343径向邻近层341并位于层341的外侧；根据本发明的此实施例，附加层只与工作胎冠层341接触。根据图中未显示的根据本发明的其它实施例，附加层343也可以径向邻近工作层341并位于工作层341的内侧。
[0094]图4中，轮胎41与图1中所示的轮胎的不同之处首先在于其包括保护层444和三角层445，并且在于其包括附加层443，附加层443的轴向外侧端的位置与层441的端部的位置相同。层443具有65mm的宽度L343。根据图中未显示的根据本发明的其它实施例，附加层443也可以具有位于层441的端部的轴向内侧的轴向外侧端。
[0095]图5显示了根据本发明的轮胎51的变化实施例，与图2的实施例相比，其进一步包括插入工作层541和542之间的圆周增强元件的连续层546。该连续层546具有185mm的宽度L546，小于工作层541和542的宽度。
[0096]图6显示了根据本发明的轮胎61的再一个变化实施例，与图2的实施例相比，其具有径向邻近附加层643并位于附加层643外侧的保护层644。根据此实施例，附加层643的轴向内侧端在10mm的轴向宽度之内径向地位于工作层642和保护层644之间。
[0097]图6中，相对于具有此保护层的其它附图加宽了此保护层；可通过更宽的附加层获得图中未显示的相似结果，所述附件层的轴向内侧端进一步位于内侧，以获得与比图6中所示轴向宽度更窄的保护层的重叠。
[0098]根据图4所示对根据本发明制造的轮胎进行了测试，并且与相同的但使用传统配置生产的参考轮胎进行了比较。一方面对类型为4.23的附加层的金属增强元件进行了测试，另一方面对类型为PET144×2的织物增强元件进行了测试。
[0099]所述传统轮胎不包括附加层43。在另一方面，其包括保护层和三角层。
[0100]第一耐久性测试在相同车辆上安装每一种轮胎，并使每一车辆沿着直线路径行驶，为了加速这类测试，轮胎受到比评估载荷更大的载荷。
[0101]包括传统轮胎的参考车辆在行驶开始时连接了每轮胎3600kg的载荷，在行驶结束时，改变载荷达到4350kg。
[0102]包括根据本发明的轮胎的车辆在行驶开始时连接了每轮胎3800kg的载荷，在行驶结束时，改变载荷达到4800kg。
[0103]当轮胎被破坏和/或不再正常工作时，测试结束。
[0104]这样进行的测试显示，安装了根据本发明的具有金属增强元件或者织物增强元件的轮胎的车辆所行驶的距离大于或者等于参考车辆所行驶的距离。
[0105]在测试机器上进行了其它耐久性测试，在载荷条件从额定载荷的60％变化到200％的条件下以及在推力条件从被施加载荷的0倍变化到0.35倍的条件下，交替地改变左转、右转、然后再沿直线行驶的顺序。速度在30至70km/h之间。当轮胎被破坏和/或不再正常工作时，测试结束。
[0106]获得的结果显示，根据本发明的具有金属增强元件和织物增强元件的轮胎所行驶的距离增加，该距离大于参考轮胎所行驶的距离。

Claims (26)

1.一种具有径向胎体增强件的轮胎，包括由不可拉伸的增强元件形成的至少两个工作胎冠层构成的胎冠增强件，所述增强元件在一个帘布层与另一帘布层之间交叉并与圆周方向形成10°至45°之间的角度，所述胎冠增强件自身被胎面径向覆盖，所述胎面通过两个侧壁结合至两个胎圈，其特征在于：
所述轮胎在每一肩部中额外地包括至少一层增强元件，所述增强元件沿着圆周定向并具有波浪形；
所述附加层的轴向内侧端径向地邻近工作胎冠层的边缘；
所述附加层的至少部分径向和/或轴向地邻近轴向最宽工作胎冠层的边缘；
粘性橡胶混合物的层P设置在至少工作胎冠层的部分之间；
层P的轴向外侧端轴向地位于轴向最窄工作胎冠层和轴向最宽工作胎冠层之间；以及
层P的弹性模量和邻近附加层的工作层的压延成形层的弹性模量的比值在0.5至1之间。
2.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于附加层的增强元件呈现出波长λ在10至50mm之间的波浪形。
3.如权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于附加层的增强元件呈现出振幅a在2至10mm之间的波浪形。
4.如前述权利要求中任一项所述的轮胎，其特征在于所述附加层的轴向内侧端径向邻近径向外侧的工作胎冠层的边缘。
5.如权利要求4所述的轮胎，其特征在于所述附加层的轴向内侧端位于径向外侧的工作胎冠层的边缘的径向外侧。
6.如前述权利要求中任一项所述的轮胎，其特征在于层P的轴向内侧端与轴向最窄工作胎冠帘布层的端部之间的所述层P的轴向宽度D为：
3·φ2≤D≤20·φ2
其中φ2是径向外侧的工作胎冠帘布层的增强元件的直径。
7.如前述权利要求中任一项所述的轮胎，其特征在于粘性橡胶混合物的层P的轴向内侧端与轴向最窄工作胎冠层的轴向外侧端之间的所述粘性橡胶混合物层P的轴向宽度D大于5mm。
8.如前述权利要求中任一项所述的轮胎，其特征在于在轴向最窄工作胎冠帘布层的轴向外侧端处，所述层P的厚度使得被所述层P分隔的两个工作胎冠帘布层之间的径向距离d满足下述关系：
3/5·φ2＜d＜5·φ2
其中φ2是径向外侧的工作胎冠帘布层的增强元件的直径。
9.如前述权利要求中任一项所述的轮胎，其特征在于轴向最宽工作胎冠层位于其它工作胎冠层的径向内侧。
10.如前述权利要求中任一项所述的轮胎，其特征在于轴向最宽工作胎冠层的轴向宽度与轴向最窄工作胎冠层的轴向宽度之差在5至30mm之间。
11.如前述权利要求中任一项所述的轮胎，其特征在于工作胎冠层的增强元件与圆周方向形成的角度小于30°，优选地小于25°。
12.如前述权利要求中任一项所述的轮胎，其特征在于工作胎冠层包括在一个帘布层和另一帘布层之间交叉、并与圆周方向形成在轴向中可变的角度的增强元件。
13.如前述权利要求中任一项所述的轮胎，其特征在于胎冠增强件通过被称为保护帘布层的至少一个补充帘布层径向结束于被称为弹性增强元件的外侧，所述弹性增强元件相对于圆周方向以10°至45°之间的角度定向，并与径向与其邻近的工作帘布层的不可拉伸元件所形成的角度处于相同方向。
14.如前述权利要求中任一项所述的轮胎，其特征在于胎冠增强件包括由与圆周方向形成大于40°角的金属增强元件构成的三角层。
15.如前述权利要求中任一项所述的轮胎，其特征在于所述附加层的增强元件是金属增强元件。
16.如权利要求1至14中任一项所述的轮胎，其特征在于所述附加层的增强元件是织物增强元件。
17.如前述权利要求中任一项所述的轮胎，其特征在于胎冠增强件包括至少一个圆周增强元件的连续层。
18.如权利要求17所述的轮胎，其特征在于圆周增强元件的至少一个连续层的轴向宽度小于轴向最宽工作胎冠层的轴向宽度。
19.如权利要求17或18所述的轮胎，其特征在于圆周增强元件的至少一个连续层径向设置在两个工作胎冠层之间。
20.如权利要求19所述的轮胎，其特征在于径向邻近圆周增强元件的连续层的工作胎冠层的轴向宽度大于所述圆周增强元件的连续层的轴向宽度。
21.如权利要求17至20中任一项所述的轮胎，其特征在于圆周增强元件的至少一个连续层的增强元件是金属增强元件，在0.7％的伸长条件下，所述金属增强元件具有在10至120GPa之间的正割模量，并具有小于150GPa的最大正切模量。
22.如权利要求21所述的轮胎，其特征在于在0.7％的伸长条件下，增强元件的正割模量小于100GPa并优选地大于20GPa，更优选地在30至90GPa之间。
23.如权利要求21或22所述的轮胎，其特征在于增强元件的最大正切模量小于130GPa，优选地小于120GPa。
24.如权利要求17至23中任一项所述的轮胎，其特征在于圆周增强元件的至少一个连续层的增强元件是金属增强元件，该金属增强元件所具有的拉伸应力曲线是相对伸长的函数，对于较小的拉伸具有较缓的梯度，而对于较大的拉伸则具有基本为常数的较陡的梯度。
25.如权利要求17至20中任一项所述的轮胎，其特征在于圆周增强元件的至少一个连续层的增强元件是金属增强元件段，以形成长度小于最短的帘布层的周长、但比所述周长的0.1倍大的部分，部分之间的段彼此轴向偏移，圆周增强元件的连续层的单位宽度的拉伸弹性模量优选地小于在相同条件下测得的最具拉伸性的工作胎冠层的拉伸弹性模量。
26.如权利要求17至20中任一项所述的轮胎，其特征在于圆周增强元件的至少一个连续层的增强元件是波动金属增强元件，波动幅度a与波长λ的比值a/λ至多等于0.09，圆周增强元件的连续层的单位宽度的拉伸弹性模量小于在相同条件下测得的最具拉伸性的工作胎冠层的拉伸弹性模量。
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