CN101583500A - 重型车辆轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种重型车辆轮胎，包括由从一个帘布层到另一帘布层相互交叉的加强元件形成的至少四个工作帘布层、和至少一个防护帘布层。根据本发明的轮胎在周向中面的每一侧由单个工作半帘布层补充，单个工作半帘布层的加强元件与周向方向成大于30°的角度β，所述工作半帘布层径向地位于径向最外侧连续工作帘布层的内侧并与其相邻，其轴向外端轴向地位于连续工作帘布层末端的外侧，以及工作半帘布层的加强元件、径向最外侧连续工作帘布层的加强元件、和末端轴向地位于工作帘布层末端的外侧的防护帘布层的加强元件沿着相同方向定向。

Description

重型车辆轮胎
技术领域
本发明涉及一种具有径向胎体加强件的轮胎，其适用于重型车辆如运输车辆或民用工程机械。本发明尤其涉及一种具有超过37英寸轴向宽度的轮胎。
背景技术
通常承受较重载荷的这种轮胎包括径向胎体加强件和由至少两个工作胎冠帘布层组成的胎冠加强件，工作胎冠帘布层由不可伸展的加强元件形成，这些加强元件从一个帘布层到另一帘布层相互交叉，与周向方向成等于或不等于在10到45°之间的角度。
子午线轮胎的胎冠加强件，特别就非常大尺寸的轮胎而言，可承受相当大的变形，该变形在交叉帘布层的边缘之间引起纵向和横向剪切应力(当交叉帘布层的帘线与周向方向成小角度时纵向剪切力大于横向剪切力)，以及分层应力和径向应力，其中径向应力倾向于径向地分离两帘布层的边缘。所述应力主要应归于轮胎充气压力，这意味着公知为胎体加强件和胎冠加强件之间的环向压力的压力趋向于引起所述胎冠加强件周向膨胀。所述应力还应归于由轮胎在行驶条件下承受的载荷，在地面和轮胎之间的接触区域产生接触点。所述应力还应归于在行驶时轮胎的转弯。这些应力在与最短帘布层末端邻近的橡胶混合物内产生裂纹，裂纹延伸到所述混合物从而损害胎冠加强件及其轮胎的耐用性。
在耐用性上的显著的改进通过在胎冠加强件中使用至少一个防护胎冠帘布层提供，防护胎冠帘布层具有大于轴向最宽工作帘布层宽度的轴向宽度。
“轴向”是指平行于轮胎转动轴线的方向，而“径向”是指与轮胎转动轴线相交成直角的方向。轮胎的转动轴线是轮胎正常使用绕其转动的轴线。周向中面是垂直于轮胎转动轴线并将轮胎分为半的平面。径向平面是包含轮胎转动轴线的平面。
如专利文献FR2421742所描述的另一个解决方案是通过增加工作帘布层的数量将应力分散，该应力在轮胎转弯时在工作胎冠帘布层之间更易产生分离。
增加工作帘布层的数量不是没有缺点，特别是在胎冠加强件的中心，此处帘布层的数量对轮胎胎冠的弯曲刚性有直接的影响。当刚性增加时，也带来了轮胎胎冠所受到的冲击，例如当驶过大石头时，由于刚性增加的结果，会导致不可修复的轮胎损害。
专利申请WO00/54992中提出为了避免这种缺点，在周向中面的每一侧，位于至少两个径向相邻连续工作帘布层的边缘之间，形成由至少三个连续工作帘布层和至少一个半帘布层组成的工作胎冠加强件，其特别的特征是具有与周向方向的大于25°的角度，并且比连续工作帘布层最大角度大在5°和15°之间的角度。通过此类结构得到的结果证明了对在正常地形上滚动的测试轮胎尺寸完全满意。
发明内容
在他们的研究中特别是在轮胎制造的研究中，发明者着手定义用于重型车辆的胎冠结构，它使得获得满意的耐用性成为可能，尤其是在特别苛刻的条件下运转，尤其是曲折路径石头地面上。
这一目的根据本发明可通过重型车辆轮胎实现，所述轮胎包括径向胎体加强件，所述径向胎体加强件径向地由工作胎冠加强件环绕，所述工作胎冠加强件由加强元件形成的至少四个连续工作胎冠帘布层组成，所述加强元件从一个帘布层到另一帘布层相互交叉并与周向方向形成在5到30°之间的角度α1、α2、α3、α4，所述工作胎冠加强件径向地由防护加强件环绕，所述防护加强件由弹性金属加强元件形成的至少一个帘布层组成，所述弹性金属加强元件与周向方向形成在10到30°之间的角度γ，所述防护帘布层的末端轴向地位于工作帘布层末端的外侧，其特征在于，所述工作胎冠加强件在周向中面的每一侧由单个工作半帘布层补充，所述单个工作半帘布层的加强元件与周向方向成大于30°的角度β，所述工作半帘布层径向地位于径向最外侧连续工作帘布层的内侧并与其相邻，其轴向外端轴向地位于连续工作帘布层末端的外侧，以及工作半帘布层的加强元件、径向最外侧连续工作帘布层的加强元件、和末端轴向地位于工作帘布层末端的外侧的防护帘布层的加强元件沿着相同方向定向。
使工作半帘布层的加强元件、径向最外侧连续工作帘布层的加强元件、和末端轴向地位于工作帘布层末端的外侧的防护帘布层的加强元件沿着相同方向定向意味着在本发明的意义内，这些帘布层的每个帘布层的加强元件相对于轮胎周向方向以相同方式定向；换句话说，在周向方向与这三个帘布层的加强元件之间形成的角度全是正的或者全是负的。与此对照，角度的大小可以从一个帘布层到另一帘布层明显不同。
根据本发明定义的轮胎，也就是说其具有上述胎冠加强件的轮胎能改善重型车辆轮胎的耐用性。实际上还发现，特别是在测试的运行条件下，被提议的结构看起来还减少了在轮胎边缘的剪切应力，并限制了尤其是在轴向最宽帘布层末端的轮胎退化的危险，因此改善了轮胎的耐用性。
本发明提出的工作半帘布层和四个连续工作帘布层的组合导致在尤其是恶劣的运行条件下根据本发明的轮胎的耐用性得以改善，工作半帘布层和四个连续工作帘布层全部被末端轴向地位于工作帘布层末端外侧的防护帘布层围绕，使得半帘布层、连续工作帘布层和防护帘布层的加强元件的角度在相同方向定向。实际上，径向最外侧工作帘布层和防护帘布层的加强元件的相同定向意想不到地导致轮胎耐用性的改善，即使没有由这两个帘布层产生交叉斜支撑。
根据本发明的优选实施例，半帘布层径向地覆盖径向地位于其内侧的连续工作胎冠帘布层的末端。
再次作为优选，一个连续工作帘布层轴向上比径向地位于其内侧并与其相邻的连续工作帘布层宽。换句话说，连续工作帘布层的轴向宽度随着在径向方向上到胎体加强件的间隔而增加。
根据本发明的这些优选实施例，连续胎冠帘布层末端被半帘布层重叠和不同连续工作帘布层的布置改善了在整个胎冠加强件上的载荷分配，因此优化了帘布层联结。
连续帘布层和工作胎冠半帘布层优选地由不可伸展的金属加强元件形成，以便尽可能有效地环绕胎体加强件。
有利地，根据本发明，半帘布层的加强元件具有比角度α1、α2、α3、α4的最小值大至少10°的角度β。
这种帘布层特别能限制在所述帘布层构成的加强件之间的剪切力和紧靠围绕所述帘布层的橡胶的剪切力，因此限制了帘布层裂开的危险。
本发明有利的变化形式在于至少最接近胎体加强件的两个连续工作帘布层的加强元件与周向方向形成小于12°且优选小于8°的角度α1、α2。
本发明实施例的这种变化形式尤其使得在运行和高温引起轮胎轮廓的任意变化情况下提供尽可能的稳定性。
在某种程度本质上已知的，特别是为了改善轮胎防切割和刺破性，防护加强件有利地由弹性金属加强元件形成的至少两个帘布层构成。本发明实施例的变化形式提供由部分重叠带组成的防护帘布层。无论使用的是哪种类型的防护帘布层，使用的弹性加强件可以是以直线或正弦曲线形式布置的元件。
作为优选，径向内侧防护帘布层轴向上比工作帘布层宽。
作为进一步优选，防护帘布层的加强元件彼此交叉。
附图说明
本发明的进一步细节和有利特征将参考图1和2从以下本发明具体实施例的描述中变得更加明显，其中：
-图1为根据本发明第一实施例的轮胎的示意图；以及
-图2为根据本发明第二实施例的轮胎的示意图。
具体实施方式
为了便于理解，附图没有按比例示出。附图所示仅仅是轮胎的半视图，其相对于XX’轴线连续对称，XX’轴线表示轮胎的周向中面。
引用的尺寸值为理论值，也就是轮胎制造中使用的参考值；实际值可能略微不同，特别是作为与这种轮胎的制造方法有关的不确定性的结果。
此外，就帘布层的加强件的角度而言，引用的值为最小值，也就是说该值相应于最靠近轮胎中轴线的帘布层的区域。所述加强件的角度在轮胎的轴线方向变化，特别是作为轮胎弯曲的结果。
图1描述了通过根据本发明制造的轮胎1的径向截面。尺寸为59/80R63的轮胎1包括在图中未示出的两个胎圈中被锚固的胎体加强件2。胎体加强件2由胎冠加强件3环绕，胎冠加强件3从内侧向外径向地包括：
-由不可伸展金属帘线形成的第一帘布层31，这些不可伸展金属帘线相对于周向方向成24°的角度α1定向，该帘布层31具有600mm的宽度；
-由不可伸展金属帘线形成的第二帘布层32，这些不可伸展金属帘线相对于周向方向成24°的角度α2定向，并与帘布层31的金属帘线交叉；帘布层32具有720mm的宽度，因此轴向上比帘布层31宽；
-由金属帘线形成的工作帘布层33，这些金属帘线相对于周向方向成24°的角度α3定向，并与帘布层32的金属帘线交叉。该帘布层33轴向上比帘布层32宽且宽度为820mm；
-由金属帘线形成的半帘布层35，这些金属帘线相对于周向方向成35°的角度β定向，并与帘布层33的金属帘线交叉。半帘布层35的轴向宽度为250mm。其轴向内侧末端轴向地位于帘布层31的末端内侧；
-由金属帘线形成的工作帘布层34，这些金属帘线相对于周向方向成24°的角度α4定向，并与帘布层33的金属帘线交叉。该帘布层34的金属帘线因此与半帘布层35的金属帘线沿着相同方向定向。帘布层34具有950mm的宽度，因此轴向上比帘布层33宽；
-由可伸展金属帘线形成的防护帘布层36，这些可伸展金属帘线相对于周向方向成24°的角度γ定向，与帘布层34的金属帘线沿着相同方向。因此帘布层36的金属帘线也与半帘布层35的金属帘线沿着相同方向定向。帘布层36具有1200mm的宽度。
在等于失效载荷的张力作用下，表现出至少4％的相对延伸率的金属帘线被称为弹性的，而在10％的断裂力下测试表现出不到0.2％的相对延伸率的金属帘线被称为不可伸展的。
图2示出了本发明实施例的第二种变化形式。轮胎21不同于图1中的轮胎，首先在于帘布层231和232的加强元件的角度α1和α2就绝对值而言是相等的，为5°，这些加强元件从一个帘布层到另一帘布层保持交叉。
其次，轮胎21包括第二防护帘布层237，其加强元件与周向方向成24°的角度且与径向内侧防护帘布层236的加强元件交叉。
最窄的防护帘布层237的轴向外侧末端位于半帘布层235的轴向外侧末端与防护帘布层236的末端之间。防护帘布层237具有920mm的宽度。
对比测试是基于图1中所示的轮胎进行的。采用对比轮胎进行比较，对比轮胎是相同的，除了其不具有半帘布层35、以及防护帘布层36的加强元件与工作帘布层34的加强元件交叉。
轮胎在同一车辆上测试，车辆沿相同的线路而行，模拟了一段对轮胎非常有害的路径，并且由相同的驾驶员驾驶。
测试表明，在行驶8000km以上距离之后，根据本发明的轮胎没有出现任何损害的迹象，而对比轮胎的测试结果显示其开始出现裂纹。
这些具体实施例不能局限地解释，因为存在多个实施例变化形式；具体地，很可能具有更多数目的连续工作帘布层。
根据实施例的其他变化形式，本发明还考虑到两个防护帘布层的径向顺序被颠倒，这样所述帘布层的金属帘线很可能相互交叉或者沿着相同方向定向。通过根据本发明颠倒两个防护帘布层的顺序，可以理解本发明允许交换所述防护帘布层的宽度。径向内侧防护帘布层因此可以是轴向最窄的防护帘布层。

Claims (8)

1、一种重型车辆轮胎，所述轮胎包括径向胎体加强件，所述径向胎体加强件径向地由工作胎冠加强件环绕，所述工作胎冠加强件由加强元件形成的至少四个连续工作胎冠帘布层组成，所述加强元件从一个帘布层到另一帘布层相互交叉并与周向方向形成在5到30°之间的角度α1、α2、α3、α4，所述工作胎冠加强件径向地由防护加强件环绕，所述防护加强件由弹性金属加强元件形成的至少一个帘布层组成，所述弹性金属加强元件与周向方向形成在10到30°之间的角度γ，所述防护帘布层的末端轴向地位于工作帘布层末端的外侧，其特征在于，所述工作胎冠加强件在周向中面的每一侧由单个工作半帘布层补充，所述单个工作半帘布层的加强元件与周向方向成大于30°的角度β，所述工作半帘布层径向地位于径向最外侧连续工作帘布层的内侧并与其相邻，其轴向外端轴向地位于连续工作帘布层末端的外侧，以及工作半帘布层的加强元件、径向最外侧连续工作帘布层的加强元件、和末端轴向地位于工作帘布层末端的外侧的防护帘布层的加强元件沿着相同方向定向。
2、如权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述工作半帘布层径向地覆盖径向地位于其内侧的连续工作胎冠帘布层的末端。
3、如权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于，一个连续工作帘布层轴向上比径向地位于其内侧并与其相邻的连续工作帘布层宽。
4、如权利要求1至3中任一项所述的轮胎，其特征在于，连续工作帘布层和工作半帘布层由不可伸展的金属加强元件构成。
5、如权利要求1至4所述的轮胎，其特征在于，工作半帘布层的加强元件具有比角度α1、α2、α3、α4的最小值大至少10°的角度β。
6、如权利要求1至5中任一项所述的轮胎，其特征在于，至少最接近胎体加强件的两个连续工作帘布层的加强元件与周向方向形成小于12°且优选小于8°的角度α1、α2。
7、如前面任一项权利要求所述的轮胎，其特征在于，所述防护加强件由弹性金属加强元件形成的至少两个帘布层构成。
8、如权利要求7所述的轮胎，其特征在于，所述防护加强件由从一个帘布层到另一帘布层相互交叉的弹性金属加强元件形成的至少两个帘布层构成。
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