CN101213091A - 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(22)的轮胎(21)，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(241，242)构成的胎冠增强件(24)，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°之间的角并且具有不同的轴向宽度。橡胶混合物的至少一个第一突出部分P将一个工作层的至少一个端部与轴向较窄的第二帘布层分离，通过橡胶混合物的第二突出部分G，所述突出部分P至少部分地与所述轴向较窄的工作层的衬垫C径向分离，并且在分别具有10％的拉伸伸长的条件下，橡胶混合物的所述第一和第二轮廓元件P和G以及所述衬垫C的正割弹性模量MP、MG、MC分别满足MC不小于MG并且MG大于MP，所述轮胎在每一肩部中额外地包括至少一层圆周定向的增强元件(243)，所述附加层的轴向内侧端径向地邻近至少一个工作胎冠层的边缘。

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。这种命名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，配备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，帘布层还要以充分平坦的状态装配。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。然后把被称为“合成(finishing)”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”指从平面外形变为环状复曲外形。
[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，被直接应用于胎芯。由于该胎芯是环状复曲外形，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卷起。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他部分的混合形式。
[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，以及通常应用于壁侧的层面、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”卷起，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，该层被称为三角帘布层(triangulation ply)，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。所述形成工作增强件的所述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，通常采用单一保护层，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位，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，有利地采用两个保护层，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由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)的某些轮胎要在高速下的不断加长的旅途中行驶。无疑，这种轮胎行驶所需的全部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，更具体地讲在胎冠层之间存在剪切应力，使得轴向最短的胎冠层的末端水平处的工作温度有显著的升高，从而导致所述末端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/或设置在帘布层末端(尤其是轴向最短的帘布层的末端)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1 389 428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末端，其Shore A硬度与覆盖所述增强件的胎面的硬度不同，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位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件帘布层的缆线中，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都是如此。
[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紧邻轴向延伸线中，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]本发明的一个目的是提供一种用于“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]根据本发明，该目的是通过一种具有径向胎体增强件的轮胎实现的，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，所述两个帘布层轴向宽度不等，橡胶混合物的至少一个第一轮廓元件P将增强元件的轴向最宽的帘布层与比轴向最宽的帘布层轴向窄的第二帘布层的至少一个末端分离，通过橡胶混合物的第二轮廓元件G，所述轮廓元件P至少部分地与增强元件的所述轴向较窄的帘布层的衬垫C径向分离，并且在具有10％的拉伸伸长的条件下，橡胶混合物的所述第一和第二轮廓元件P和G以及所述衬垫C的正割弹性模量MP、MG、MC分别满足MC≥MG＞MP，所述轮胎在每一肩部额外地包括至少一层增强元件，该增强元件在该层中彼此平行并沿着圆周定向，所述层的轴向内侧端径向地邻近工作胎冠层的边缘。
[0030]根据本发明的一个优选实施例，所述附加层的轴向内侧端径向地邻近轴向最窄的工作胎冠层的边缘，并且优选地位于所述轴向最窄的工作胎冠层的径向外侧。
[0031]圆周增强元件是相对于圆周方向的0°形成在+2.5°和-2.5°范围内的角的增强元件。
[0032]模量的测量在拉伸条件下根据1998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中的标准温度和相对湿度条件)。
[0033]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。
[0034]对根据本发明这样定义的轮胎进行的测试显示，与不包含根据本发明的橡胶混合物的轮廓元件和附加层的组合的更传统的设计相比，轮胎耐久性方面的性能得到了改善。
[0035]通过选择各自的弹性模量MP和MG而构成的橡胶混合物的层P和G的组合首先使得胎冠结构在工作帘布层末端之间对分离(separation)的抵抗性增强了。实际上，由于因此获得的帘布层的脱离联接(decoupling)，这些橡胶混合物层的存在似乎特别可以保护最窄的帘布层的末端，并因此防止或至少延迟轴向最窄的帘布层的所述末端出现分层。其次，通过与附加层组合，这种效果似乎被加强了。
[0036]优选地，在所述两个帘布层中较窄的帘布层的末端测得的橡胶混合物的轮廓元件P和G的各自厚度的总和将优选地等于该两个帘布层各自缆线的母线之间的橡胶混合物的全部厚度的30％至80％：小于30％的厚度不能获得正确的结果，而大于80％的厚度无益于增强帘布层之间对分离的抵抗性，并且从成本角度考虑也是不利的。
[0037]本发明的第一可变实施例提出，所述附加层的轴向外侧端与轮胎的赤道面之间的距离小于或者等于所述平面和其邻近的工作层的末端之间的距离。根据本发明的这一可变实施例，则附加层的轴向外侧端位于邻近所述附加层的至少工作层的末端的轴向内侧。
[0038]本发明的第二可变实施例提出，所述附加层的轴向外侧端位于其邻近的工作胎冠层的末端的轴向外侧。
[0039]根据本发明的这些可变实施例的一个或另一个，本发明的一个有利实施例提出，所述层和轴向最宽的工作胎冠层的末端之间的距离大于1.5mm，并优选地在2至12mm之间。
[0040]橡胶混合物层P和G有利地布置，一方面使得工作胎冠层脱离联接，这本身有利于改善轮胎的耐久性，另一方面，橡胶混合物层P和G利于保证圆周增强元件的附加层和轴向最宽的工作胎冠层的端部之间的最小距离大于1.5mm。根据此实施例，轴向最宽的工作层的增强元件的末端不会由于过度靠近圆周增强元件而受到应力。换言之，附加层的圆周增强元件有利地不会伸入以轴向最宽的工作层的增强元件的端部为中心的半径为1.5mm的圆。
[0041]“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。
[0042]根据另一实施例，附加层的至少部分径向和/或轴向地邻近轴向最宽的工作层的边缘。根据本发明的此实施例，要么附加层单独邻近轴向最宽的工作层，要么附加层邻近两个工作层，并且橡胶轮廓元件G和/或P的轴向外侧端与轮胎的赤道面的距离小于所述平面与增强元件的轴向最宽的帘布层末端之间的距离。
[0043]本发明的一个优选实施例提出，所述第一轮廓元件P的轴向外侧端与轮胎的赤道面的距离小于所述平面与增强元件的轴向最宽的帘布层末端之间的距离。
[0044]本发明的一个有利实施例提出，橡胶混合物的第二轮廓元件G的轴向外侧端与所述平面之间的距离至少等于增强元件的所述轴向最窄的帘布层的宽度的一半。根据本发明的此实施例，所述轴向最窄的帘布层的末端通过橡胶混合物的两个轮廓元件P和G的径向叠加与最宽的帘布层径向分离。
[0045]根据本发明的优选实施例，橡胶混合物的第二轮廓元件G的轴向内侧端与赤道面的距离至多等于所述平面与所述橡胶混合物的第一轮廓元件P的轴向内侧端之间的距离。根据此实施例，尤其是当橡胶混合物的第二轮廓元件G的轴向外侧端与所述平面之间的距离至少等于增强元件的所述轴向最窄的帘布层的宽度的一半时，橡胶混合物的第一轮廓元件P不与所述轴向最窄的帘布层接触。
[0046]根据本发明的一个有利实施例，轴向最宽的工作胎冠层位于其他工作胎冠层的径向内侧。
[0047]根据此实施例，橡胶混合物的第一轮廓元件G至少部分地位于橡胶混合物的第二轮廓元件P的径向外侧。
[0048]仍然优选地，轮廓元件P和/或G的轴向最内侧端与轴向最窄的工作胎冠帘布层的端部之间的轮廓元件P和/或G的轴向宽度D为：
3·φ2≤D≤20·φ2
其中φ2是轴向最窄的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轮廓元件P和/或G与轴向最窄的工作帘布层之间的接合区域。在低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而特别地在轴向最窄的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的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。
[0049]优选地，轮廓元件P和/或G的轴向最内侧端与轴向最窄的工作胎冠层的轴向外侧端之间的轮廓元件P和/或G的轴向宽度D大于5mm。
[0050]本发明还优选地提出，在轴向最窄的工作胎冠帘布层的轴向外侧端处，轮廓元件P和G的合计厚度使得被轮廓元件P和/或G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是轴向最窄的工作胎冠帘布层的增强元件的直径。
[0051]距离d是从缆线到缆线测量的，即在第一工作帘布层的缆线和第二工作帘布层的缆线之间测量。换言之，该距离d覆盖了轮廓元件P和/或G的厚度以及压延成形的橡胶混合物的各自厚度，其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。
[0052]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。
[0053]仍然优选地，轴向最宽的工作胎冠层的轴向宽度与轴向最窄的工作胎冠层的轴向宽度之差在5至30mm之间。
[0054]根据本发明的一个有利的可变实施例，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°。
[0055]根据本发明的一个可变实施例，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，与在圆周中面层面测得的所述元件的角度相比，所述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，而在其他区域中降低此刚度，尤其为了降低胎体增强件的压力。
[0056]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所谓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°之间的角度定位，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。
[0057]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该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。
[0058]当保护层在轴向上比轴向最窄的工作胎冠层窄时，所述工作胎冠层是径向最外侧的工作层，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。
[0059]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)，要么保护层的端部轴向更靠近外侧，要么附加层的轴向内侧端轴向更靠近内侧。换言之，要么保护层轴向更宽，要么附加层轴向更宽，被轴向朝内部延伸。
[0060]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。
[0061]根据本发明的第一可变实施例，圆周增强元件的附加层的增强元件是金属增强元件。
[0062]根据本发明的另一可变实施例，圆周增强元件的附加层的增强元件是织物增强元件。
[0063]本发明的一个有利实施例提出，轮胎的胎冠增强件进一步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的工作胎冠层的轴向宽度。
[0064]增强元件连续层的轴向宽度是在轮胎的横截面上测量的，此时轮胎处于非充气状态。
[0065]根据本发明，在轮胎中存在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。
[0066]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。
[0067]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。
[0068]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。
[0069]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。
[0070]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个截面以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个截面测得的张力。增强元件的整个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。
[0071]根据相对于增强元件的整个截面的这种结构，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。
[0072]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。
[0073]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。
[0074]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。
[0075]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。
[0076]在取自轮胎的增强元件上测量上述增强元件的不同特性。
[0077]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)4.4/6.6SS；这种成股缆线按照公式为3×(1+6)由21条基本帘线形成，其中三个股扭结在一起，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个截面由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个截面测得的张力时，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。
[0078]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)6.2/9.3SS。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个截面由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个截面测得的张力时，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。
[0079]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。
[0080]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(elements cut)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(sections)，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(cutelements)的硫化层上测量。
[0081]根据本发明的第三实施例，连续层的圆周增强元件是波纹金属元件，波纹幅度与波长的比值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。
[0082]金属元件优选是钢缆。
[0083]根据本发明的一个可变实施例，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。
[0084]根据后一可变实施例，圆周增强元件的连续层可以比位于其他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使其不致过度疲劳。
[0085]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，径向相邻于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
[0086]参考图1至6，根据对本发明的实施例的描述，本发明的其他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。
[0087]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
[0088]在图1中，尺寸为295/60R 22.5X的轮胎1具有0.60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，从内侧向外侧径向地形成下述结构：
-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°角定位，
-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°角定位，并且与层41的金属缆线交叉；层42轴向上小于层41，
-圆周定向的140/2尼龙缆线形成的附加层43；层43径向相邻于并位于径向外侧工作层42的外部，并轴向向外延伸到层42的轴向外侧端。
[0089]第一工作层41的轴向宽度L41等于234mm。
[0090]第二工作层42的轴向宽度L42等于216mm。
[0091]圆周增强元件的层43具有18mm的宽度。
[0092]胎冠增强件本身被胎面5覆盖。
[0093]橡胶层P位于工作胎冠层41的径向外侧并与之接触。位于橡胶混合物层P的径向外侧并与之接触的橡胶混合物层G与层42接触。在图1的情况下，轮廓元件G覆盖所述工作层41的端部，并延伸过所述层41的轴向外侧端，而轮廓元件P的轴向外侧端有利地不超过层41的轴向外侧端。轮廓元件P和G的组合形成被称为脱离联接橡胶的橡胶层。橡胶混合物的层P和G的组合特别提供工作层41与径向外侧的工作层42的端部之间的脱离联接。两个工作层41和42之间的橡胶混合物的轮廓元件P和G的接合区域由厚度定义，或者更确切地由层42的端部和层41之间的径向距离d以及由所述橡胶混合物的轮廓元件G的轴向内侧端与轴向最窄的工作胎冠层42的端部之间的橡胶混合物的轮廓元件G的轴向宽度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。
[0094]两个工作帘布层41和42分别具有衬垫，即由相同的橡胶混合物形成的与增强元件接触的橡胶混合物层。对于不同的层，衬垫的性质可以相同，或者彼此不同。
[0095]在10％的伸长条件下，分别选择橡胶混合物的层P和G以及工作帘布层42的压延成形层“C”的弹性模量MP、MG和MC，使得它们满足下列关系：MP＜MG≤MC。轮胎1的此实施例可以降低工作帘布层42的压延成形层的应力，所述压延成形层通过与工作帘布层42接触的橡胶混合物的层G直到与工作帘布层41接触的橡胶混合物的层P，从而可以改善胎冠结构对于工作帘布层41和42端部之间分离的抵抗性。
[0096]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160mm。
-被称为三角层的增强元件的补充层245，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位。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。
[0097]其次，轮胎21与图1中所示的轮胎的不同之处还在于其具有附加层243，该附加层243延伸过层242的轴向外侧端，并与层241接触以延伸到所述层241的轴向外侧端。因此，轮廓元件G的轴向外侧端定义为被层241的端部轴向限制。圆周增强元件的层243具有36mm的宽度。
[0098]图3中，轮胎31与图2中所示的轮胎的不同之处在于附加层243轴向延伸过工作层341的端部。圆周增强元件的层343具有42mm的宽度。
[0099]图中未显示的本发明的另一可变实施例涉及的情况是附加层轴向延伸过径向外侧的工作层的轴向外侧端，并且与径向内侧的工作层的距离保持在大于1.5mm。根据这种实施例，附加层的端部可以轴向地位于两个工作层的端部之间，或者位于轴向最宽的工作层的端部之外。
[0100]图4中，轮胎41与图3中所示的轮胎的不同之处在于其包括插入两个工作层441和442之间的附加层443。实际上，层443径向相邻于并位于层442的内侧；根据本发明的此实施例，附加层443还径向地相邻于层441。根据图中未显示的本发明的其他实施例，附加层443可以只与工作胎冠层442接触，或者可只与工作胎冠层441接触，要么径向地相邻并位于上述工作胎冠层的外侧，要么径向地邻近并位于上述工作胎冠层的内侧。
[0101]图5显示了根据本发明的可变实施例的轮胎51，与图1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的宽度L546为196mm，小于工作层541和542的宽度。
[0102]图6显示了根据本发明的另一可变实施例的轮胎61，与图2的实施例相比，其具有径向地相邻于附加层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的轴向内侧端径向地位于工作层642和保护层644之间。
[0103]对根据图2所示的本发明制造的轮胎进行了测试，并且与相同的但使用传统构造生产的参考轮胎进行了比较。
[0104]所述传统轮胎不包括附加层，而包括工作层之间的单一脱离联接层。在另一方面，它们包括保护层和三角层。
[0105]第一组耐久性测试是通过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，轮胎受到比额定载荷更大的载荷。
[0106]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。
[0107]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。
[0108]当轮胎被破坏和/或不再正常工作时，测试结束。
[0109]这样进行的测试显示，安装了根据本发明的轮胎的车辆所行驶的距离比参考车辆所行驶的距离长。因此可以显示即使受到更高的载荷应力，根据本发明的轮胎仍然具有比参考轮胎显著提高的性能。
[0110]在测试机器上进行了其他耐久性测试，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。
[0111]获得的结果显示根据本发明的轮胎所行驶的距离比参考轮胎所行驶的距离长。

Claims (30)

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，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，至少两个工作层具有不同的轴向宽度，其特征在于橡胶混合物的至少一个第一轮廓元件P将一个工作层与轴向较窄的第二层的至少一个末端隔开；通过橡胶混合物的第二轮廓元件G，所述轮廓元件P至少部分地与所述轴向较窄的工作层的衬垫C径向隔开；并且在具有10％的拉伸伸长的条件下，橡胶混合物的所述第一和第二轮廓元件P和G以及所述衬垫C的正割弹性模量MP、MG、MC满足MC≥MG＞MP；并且所述轮胎在每一肩部中附加地包括至少一层增强元件，所述增强元件在附加层中彼此平行并沿着圆周定向；并且所述附加层的轴向内侧端径向地相邻于至少一个工作胎冠层的边缘。
2.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于所述附加层的轴向内侧端径向地相邻于该轴向最窄的工作胎冠层的边缘，并且优选地位于该轴向最窄的工作胎冠层的径向外侧。
3.如权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于所述附加层的轴向外侧端与轮胎的赤道面的距离小于或者等于所述平面与该附加层所邻近的工作层的端部之间的距离。
4.如权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于所述附加层的轴向外侧端位于其所相邻的工作胎冠层的端部的轴向外侧。
5.如权利要求1至4中任一项所述的轮胎，其特征在于所述附加层与轴向最宽的工作胎冠层的端部之间的距离大于1.5mm。
6.如权利要求1至4中任一项所述的轮胎，其特征在于所述附加层的至少部分径向和/或轴向地相邻于轴向最宽的工作层的边缘。
7.如权利要求1至6中任一项所述的轮胎，其特征在于所述第一轮廓元件P的轴向外侧端与轮胎赤道面的距离小于所述平面与轴向最宽的工作层的端部之间的距离。
8.如权利要求1至7中任一项所述的轮胎，其特征在于所述橡胶混合物的第二轮廓元件G的轴向外侧端与所述平面的距离至少等于增强元件的轴向较窄的帘布层的宽度的一半。
9.如前述权利要求中任一项所述的轮胎，其特征在于所述橡胶混合物的第二轮廓元件G的轴向内侧端与赤道面的距离至多等于所述平面与橡胶混合物的所述第一轮廓元件P的轴向内侧端之间的距离。
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的工作胎冠层位于其他工作胎冠层的径向内侧。
11.如前述权利要求中任一项所述的轮胎，其特征在于轮廓元件P和/或G的轴向最内侧端与轴向最窄的工作胎冠帘布层的端部之间的轮廓元件P和/或G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。
12.如前述权利要求中任一项所述的轮胎，其特征在于轮廓元件P和/或G的轴向最内侧端与轴向最窄的工作胎冠层的轴向外侧端之间的轮廓元件P和/或G的轴向宽度D大于5mm。
13.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的工作胎冠帘布层的轴向外侧端处，轮廓元件P和G的合计厚度使得被轮廓元件P和/或G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。
14.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的工作胎冠层的轴向宽度与轴向最窄的工作胎冠层的轴向宽度之差在5至30mm之间。
15.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°。
16.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。
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通过被称为保护层的至少一个补充层径向结束于所谓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°之间的角度定位，并与径向与其相邻的工作层的不可拉伸元件所形成的角度处于相同方向。
18.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。
19.如前述权利要求中任一项所述的轮胎，其特征在于所述圆周增强元件层的增强元件是金属增强元件。
20.如权利要求1至18中任一项所述的轮胎，其特征在于所述圆周增强元件层的增强元件是织物增强元件。
21.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。
22.如权利要求21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的工作胎冠层的轴向宽度。
23.如权利要求21或22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。
24.如权利要求23所述的轮胎，其特征在于径向相邻于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。
25.如权利要求21至24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。
26.如权利要求25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。
27.如权利要求25或26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。
28.如权利要求21至27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。
29.如权利要求21至24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。
30.如权利要求21至24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纹金属增强元件，波纹幅度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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