CN102639339B - 用于重型车辆的包括圆周金属增强元件层的轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及包括至少两个工作层(41、43)和至少一个圆周金属增强元件层(42)的轮胎。根据本发明，圆周金属增强元件层由至少一个中央部分(422)和两个轴向外侧部分(421)构成，至少一个圆周金属增强元件层的中央部分的增强元件为切割以形成部段(6)的增强元件，所述部段的长度小于550mm，两个连续部段的端部之间的距离(d)为大于25mm，部段的长度是两个连续部段的端部之间的距离的1.1和13倍之间，且两个轴向外侧部分(421)的增强元件是连续的。

Description

用于重型车辆的包括圆周金属增强元件层的轮胎
技术领域
本发明涉及具有径向胎体增强件的轮胎，特别涉及旨在安装至承载重型负载并以持久速度行驶的车辆(例如货车、拖拉机、拖车或公路巴士)的轮胎。
背景技术
通常，在重型货物车辆类型的轮胎中，胎体增强件锚固在胎圈区域中的每一侧，并且被由至少两个叠加层构成的胎冠增强件沿径向覆盖，该至少两个叠加层由在每层中平行的帘线或缆线形成，该帘线或缆线从一层到下一层交叉而形成与圆周方向成10°和45°之间的角度。所述形成工作增强件的工作层还可以被至少一个被称作保护层的层覆盖，所述保护层由增强元件形成，所述增强元件有利地为金属且可以延展，被称为弹性元件。其还可以包括具有低延展性并与圆周方向成45°和90°之间的角度的金属缆线或帘线层，被称为三角帘布层的所述帘布层沿径向位于胎体增强件和被称为工作胎冠帘布层的第一胎冠帘布层之间，所述工作胎冠帘布层由角度绝对值至多等于45°的平行帘线或缆线形成。所述三角帘布层与至少所述工作帘布层形成三角增强件，所述三角增强件在其承受的不同应力下进行非常少量变形，所述三角帘布层的关键作用是抵抗轮胎的胎冠区域中所有增强元件都要承受的横向压缩力。
在重型货物车辆的轮胎的情况下，通常仅存在一个保护层，且其保护元件通常以与位于径向最外侧并因此是径向相邻的工作层的增强元件相同的方向和绝对值相同的角度定位。在旨在行驶在相对崎岖路面上的工地轮胎的情况下，存在两个保护层是有利的，增强元件从一层到下一层交叉，且径向内侧保护层的增强元件与工作层的不可延展的增强元件交叉，所述工作层沿径向位于所述径向内侧保护层的外部且与所述径向内侧保护层相邻。
当缆线在等于断裂力的10％的张力下呈现出至多0.2％的应变时，所述缆线被称为是不可延展的。
当缆线在等于断裂负载的张力下呈现出至少3％的应变和小于150GPa的最大正切模量时，所述缆线被称为是弹性的。
圆周增强元件是与圆周方向+8°﹣8°(相对于0°)范围内的角度的增强元件。
轮胎的圆周方向或者纵向方向是对应于轮胎的周缘并由轮胎行驶方向限定的方向。
轮胎的横向方向或轴向方向平行于轮胎的旋转轴线。
径向方向是与轮胎的旋转轴线相交并垂直的方向。
轮胎的旋转轴线是轮胎在正常使用时绕其旋转的轴线。
径向平面或子午平面是包含轮胎的旋转轴线的平面。
圆周中平面或赤道平面是垂直于轮胎的旋转轴线并且将轮胎分为两半的平面。
对于金属缆线或帘线而言，断裂力(最大负载，单位N)、断裂强度(单位MPa)和断裂伸长(总伸长，单位％)的测量在拉伸负载下根据1984年的标准ISO6892进行。
由于全世界公路网络的改善和高速公路网络的增长，被称为“公路”轮胎的某些现有轮胎旨在以高速行驶在越来越长的旅途中。由于轮胎磨损更低，所述轮胎不得不经历的所有这些条件无疑允许轮胎可行驶距离的增加，但是不利于轮胎的耐久性和特别是胎冠增强件的耐久性。
这是因为在胎冠增强件中存在应力，特别是胎冠层之间的剪切应力，加上轴向最短的胎冠层的端部处工作温度有不可忽略的升高，从而导致裂缝在所述端部处的橡胶中出现并扩散。同样的问题存在于两个增强元件层的边缘处，所述另一层不必与第一层径向相邻。
为了改善本文所考虑类型的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(特别是轴向最短的帘布层的端部)之间和/或周围的橡胶复合物的轮廓元件的结构和质量的解决方案。
为了改善位于胎冠增强件边缘附近的橡胶复合物的抗降解能力，法国专利FR 1 389 428提出结合低滞后性的胎面，使用覆盖至少胎冠增强件的侧面和边缘的且由低滞后性的橡胶复合物形成的橡胶轮廓元件。
为了避免胎冠增强件帘布层之间的分离，法国专利FR 2 222 232教导了将增强件的端部包覆在橡胶垫中，所述橡胶垫的肖氏A硬度与覆盖所述增强件的胎面的肖氏A硬度不同，且大于位于胎冠增强件与胎体增强件帘布层的边缘之间的橡胶复合物的轮廓元件的肖氏A硬度。
法国申请FR 2 728 510提出，一方面，在胎体增强件和沿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帘布层，所述轴向连续帘布层由与圆周方向形成至少等于60°的角度的不可延展的金属缆线形成，且所述轴向连续帘布层的轴向宽度至少等于最短工作胎冠帘布层的轴向宽度，且另一方面，在两个工作胎冠帘布层之间设置附加的帘布层，所述附加的帘布层由基本上平行于圆周方向取向的金属元件形成。
以这种方式构建的轮胎在特别险峻的条件下的延长行驶在这些轮胎的耐久性方面展现出明显的限制。
为了克服这些缺点并改善这些轮胎的胎冠增强件的耐久性，已经提出将基本上平行于圆周方向的增强元件的至少一个附加层与工作胎冠层结合。法国申请WO99/24269特别提出，在赤道平面的每个侧面上和在基本上平行于圆周方向的增强元件的直接轴向连续的附加帘布层中，由从一个帘布层到下一个帘布层交叉的增强元件形成的两个工作胎冠帘布层在一定的轴向距离上联接，然后使用橡胶复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脱离联接。
圆周金属增强元件层通常由至少一根金属缆线构成，所述至少一根金属缆线缠绕以形成以相对于圆周方向小于8°的角度铺设的绕组。
在高速行驶的加长的公路中，在耐久性和磨损方面所得到的结果是令人满意的。然而，似乎例如为了到达作业场所或卸货区域，同样的车辆有时必须行驶在非柏油碎石的路面或轨道上。在这些地势以低速行驶，然而轮胎，特别是其胎面会经受例如由于石头的存在而导致的撞击，这些石头对于轮胎磨损的性能是极其有害的。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于重型货物车辆的轮胎，其耐久性和磨损性能得以维持以用于公路，且其磨损性能得以改善以用于非人工制成的路面。
根据本发明使用一种具有径向胎体增强件的轮胎实现所述目的，该轮胎包含胎冠增强件，所述胎冠增强件由不可拉伸的增强元件的至少两个工作胎冠层形成，所述不可拉伸的增强元件从一层到另一层交叉并与圆周方向形成10°和45°之间的角度，且其自身被胎面沿径向覆盖，所述胎面通过两个侧壁连接至两个胎圈，所述胎冠增强件包含至少一个圆周金属增强元件层，所述圆周金属增强元件层由至少一个中央部分和两个轴向外侧部分构成，所述至少一个圆周金属增强元件层的中央部分的增强元件为切割成多个部段的增强元件，所述部段的长度为小于550mm，两个连续部段的端部之间的距离为大于25mm，所述部段的长度在两个连续部段的端部之间的距离的1.1和13倍之间，且所述两个轴向外侧部分的增强元件为连续的。
因此，根据本发明所限定的轮胎维持了在高速公路行驶中的令人满意的性能，并且还展示出在抗磨损方面，特别是在抗撞击方面相对于已知轮胎显著改善的性能。
本发明人的确已经能够证实，由非沥青路面造成的撞击本质上影响轮胎胎面的中央部分，所述部分显然总是最为暴露。
根据本发明所限定的轮胎导致轮胎的轴向中央部分的径向方向上的显著软化，因为轮胎的所述中央区域的更低的圆周刚度与被切割的圆周增强元件的存在相关。从所得到的结果来看，所述软化使得吸收了由例如石头的障碍物在胎面上造成的撞击，所述障碍物存在于车辆行驶的路面上。
本发明人也已经能够证实，轮胎的中央区域的刚度的降低允许改变轮胎与地面接触的接触补片的形状，因此进一步改善在沥青路面上的磨损性能。特别地，根据本发明的胎冠增强件通过限制足迹在轴向方向上呈现凹陷的程度而促使形成近似矩形的足迹。
本发明的实施方案的一个有利的替代形式为，所述部段的长度为小于300mm，且所述部段的长度为两个连续部段的端部之间的距离的6.5倍以下。
根据本发明还有利的是，所述部段的长度为小于260mm，且所述部段的长度为两个连续部段的端部之间的距离的3.5倍以下。
还有利的是，两个部段的端部之间的距离为大于35mm。
根据本发明的一个优选的实施方案，为了显著确保最小圆周刚度，所述部段的长度为大于95mm。
出于相同的原因，还优选的是，两个连续部段的端部之间的距离为小于175mm。
中央部分的增强元件的刚性显然必须足够高，从而为轮胎提供在所述中央部分中的令人满意的环箍，使其可承受在充气过程中或以高速行驶时显著施加的应力，并可限制胎冠增强件的圆周膨胀。
这些值还促使轮胎胎冠增强件组件作为整体特别是在其中央部分中的良好内聚力。这些值还有助于圆周金属增强元件层不受穿刺类型的袭击。特别地，这些值促使允许胎面吸收撞击的胎冠的软化与针对所述胎面被刺穿的保护作用之间的折衷。
根据本发明的实施方案的一个有利的替代形式，所述圆周金属增强元件层的轴向宽度为大于0.5×S。
S为当轮胎安装在其服役轮辋上并且被充气到其建议压力时该轮胎的最大轴向宽度。
增强元件层的轴向宽度在轮胎的横截面上测量，轮胎因此处于放气状态。
根据本发明的实施方案的一个优选的替代形式，所述圆周金属增强元件层的中央部分的轴向宽度为大于0.15×S且小于0.5×S。
根据本发明还有利的是，所述圆周金属增强元件层的每一个轴向外侧部分的轴向宽度为小于0.45×S。
根据本发明的实施方案的一个替代形式，有利地在中央部分和轴向外侧部分之间提供过渡区域，使得所述过渡区域至多包括金属增强元件，所述过渡区域以轴向方向测得的宽度为至少等于1.5mm。
所述过渡区域使得能够显著限制在面向中央部分的轴向最外侧部段的端部的区域中在圆周增强元件的轴向外侧部分的轴向最内侧缆线中出现过渡张力的区域。
根据所述实施方案优选的是，所述过渡区域以轴向方向测得的宽度为至多等于7mm。
根据所述实施方案，当过渡区域包括金属增强元件时，所述元件与圆周方向形成有利地在0.2和4°之间的角度。
根据所述实施方案还有利的是，特别当轮胎旨在安装至车辆的转向轴且其胎面包括至少一个圆周肋部时，这些过渡区域的侧面边缘通过以轴向方向测得的至少4mm的距离与所述肋部的胎面表面处的轴向端部隔开。当肋部的一个边缘被整圆时，轴向端部通过由肋部形成的凹槽的梯度和肋部上表面的切线的交叉而限定。
根据本发明的实施方案的另一个替代形式，过渡区域有利地在设置在中央部分和轴向外侧部分之间，使得所述过渡区域的圆周刚度介于中央部分的圆周刚度和轴向外侧部分的圆周刚度之间。这些过渡区域优选具有小的轴向宽度且提供了在中央部分的圆周刚度和轴向外侧部分的圆周刚度之间的任意逐渐过渡。所述过渡区域的宽度优选为圆周增强元件在轴向外侧部分中铺设的间隔的1.25和3.75倍之间。
在本发明的含义内，圆周增强元件的部分层中的间隔为两个连续增强元件之间的距离。所述距离在所述增强元件的纵向轴线之间以垂直于至少一个所述纵向轴线的方向测得。因此其以基本上轴向方向测得。
从轴向外侧部分至中央部分的刚度梯度有利地通过包括圆周增强元件的过渡区域和/或通过两个连续部段的端部之间的距离而获得，所述圆周增强元件被切割成多个部段，其长度大于中央部分的部段的长度，所述两个连续部段的端部之间的距离小于中央部分的两个部段之间的距离。
根据第一实施方案还有利的是，所述部段的圆周长度从过渡区域的轴向外侧边缘向其轴向内侧边缘减少。
根据第二实施方案，两个连续部段的端部之间的距离从过渡区域的轴向外侧边缘向其轴向内侧边缘增加。
根据本发明的第三实施方案，从过渡区域的轴向外侧边缘向其轴向内侧边缘，部段的圆周长度的减少与两个连续部段的端部之间的距离的增加相结合。
根据本发明的实施方案的一个替代形式，设想从中央部分的边缘向其中央的部段的圆周长度的减少和/或两个连续部段的端部之间的距离的增加。
本发明还设想使在中央部分和轴向外侧部分之间设置的两个连续的过渡区域相结合，与轴向外侧部分相邻的第一个过渡区域额外地包括如前文所述的金属增强元件，而与中央部分相邻的第二个过渡区域的圆周刚度介于中央部分的圆周刚度和轴向外侧部分的圆周刚度之间，所述第二个过渡区域的圆周刚度显著地通过从所述第二过渡区域的轴向外侧边缘向其轴向内侧边缘使部段的圆周长度减少和/或使两个连续部段的端部之间的距离增加而获得。
其它替代形式还设想圆周增强元件以在中央部分和在轴向外侧部分中以不同的间隔进行铺设。为了促使圆周金属增强元件层的中央部分中的更低的圆周刚度，所述中央部分中的间隔有利地更大。其间隔值有利地不超过轴向外侧部分中的间隔值的1.5倍，且更优选地不超过轴向外侧部分中的间隔值的1.25倍。
还有利的是，当所述间隔在轴向外侧部分和中央部分之间变化并且圆周金属增强元件层包括过渡区域的时候，圆周增强元件在过渡区域中铺设的间隔值是处在轴向外侧部分中铺设的间隔值和在中央部分中铺设的间隔值之间。
本发明的一个优选的实施方案为，中央部分和有可能过渡区域的由切割而形成多个部段的增强元件构成的两个连续的或轴向相邻的圆周增强元件不具有轴向互相相对的切割区域。更特别地，部段之间的切割区域优选不轴向相邻且因此在圆周上偏移。
根据所述实施方案有利的是，两个相邻的部段的端部在纵向方向上相互分隔一定距离，所述距离为具有在纵向方向上测得的最短长度的部段的长度的0.1倍以上。
本发明还有利地设想在轴向最外侧的“肋部”或主要纵向取向的胎面花纹块的径向下方存在至少一个构成胎冠增强件的层。如前文所述，该实施方案提高了所述胎面花纹块的刚度。还有利的是，圆周金属增强元件层存在于轴向最外侧的“肋部”或主要纵向取向的胎面花纹块的径向下方。
根据本发明的一个优选的实施方案，至少两个工作胎冠层具有不同的轴向宽度，轴向最宽的工作胎冠层的轴向宽度和轴向最窄的工作胎冠层的轴向宽度之间的差值在10至30mm之间。
还优选地，轴向最宽的工作胎冠层沿径向位于其它工作胎冠层的内侧。
根据本发明的一个优选的实施方案，圆周金属增强元件层沿径向设置在两个工作胎冠层之间。
根据本发明还有利的是，与圆周金属增强元件层径向相邻的工作胎冠层的轴向宽度大于所述圆周金属增强元件层的轴向宽度，并且优选地，与圆周金属增强元件层相邻的所述工作胎冠层位于赤道平面的每一侧，并且位于圆周金属增强元件层的紧邻的轴向连续段中，该轴向连续段在轴向宽度上联接，之后通过橡胶复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脱离联接。
在本发明的含义中，联接层是这样的层：所述层的各个增强元件以至多1.5mm沿径向分离，橡胶的所述厚度在所述增强元件的各自的上下母线之间沿径向测量。
在与圆周金属增强元件层相邻的工作胎冠层之间存在这样的联接，会降低作用在与该联接最接近的位置处的轴向最外侧的圆周元件上的拉伸应力。
在工作帘布层之间的脱离联接的轮廓元件的厚度在最窄的工作帘布层的端部测得，所述厚度至少等于2毫米且优选大于2.5mm。
根据本发明的实施方案的第一个替代形式，至少一个圆周金属增强元件层的中央部分的圆周增强元件是不可延展的金属增强元件。从经济角度上来看，所述本发明的实施方案的替代形式是特别有利的，这种类型的增强元件并不昂贵。
根据本发明的实施方案的另一个替代形式，至少一个圆周金属增强元件层的中央部分的圆周增强元件是弹性金属增强元件。所述本发明的实施方案的替代形式的优点在于使得圆周金属增强元件层的制备更加容易，因为相同的增强元件可用于所述圆周金属增强元件层的三个轴向部分。当铺设圆周增强元件时，用于切割增强元件的系统仅针对中央部分操作。
根据本发明的一个有利的实施方案，至少地，至少一个圆周金属增强元件层的两个轴向外侧部分的增强元件为金属增强元件，所述金属增强元件在0.7％伸长下具有10和120GPa之间的正割模量和小于150GPa的最大正切模量。
根据一个优选的实施方案，增强元件在0.7％伸长下的正割模量为小于100GPa且大于20GPa，优选地在30和90GPa之间，更优选地小于80GPa。
还优选地，增强元件的最大正切模量为小于130GPa，更优选地小于120GPa。
上述给出的模量值在拉伸应力与伸长相比的曲线上测得，所述曲线相对于增强元件的金属横截面上通过施加20MPa的预应力而产生，所述拉伸应力对应于测得的张力除以增强元件的金属横截面。
相同增强元件的模量值可在拉伸应力与伸长相比的曲线上测得，该曲线通过10MPa的预应力除以增强元件的整个横截面而被确定，所述拉伸应力对应于测得的张力除以增强元件的整个横截面。增强元件的整个横截面是由金属和由橡胶构成的复合元件的横截面，橡胶显著地在轮胎固化阶段渗入增强元件。
使用与增强元件的整个横截面相关的这种模式(formulation)，至少一个圆周金属增强元件层的轴向外侧部分和中央部分的增强元件是金属增强元件，所述金属增强元件具有在5和60GPa之间的0.7％伸长的正割模量和小于75GPa的最大正切模量。
根据一个优选的实施方案，增强元件的0.7％伸长的正割模量为小于50GPa且大于10GPa，优选地在15和45GPa之间，更优选地小于40GPa。
还优选地，增强元件的最大正切模量为小于65GPa，更优选地小于60GPa。
根据一个优选的实施方案，至少地，至少一个圆周金属增强元件层的两个轴向外侧部分的增强元件为金属增强元件，所述金属增强元件具有拉伸应力应变曲线，该拉伸应力应变曲线对于小的伸长呈现出较缓的梯度，而对于更大的伸长呈现出基本恒定的较陡的梯度。附加帘布层的这种增强元件通常被称为“双模量”元件。
根据本发明的一个优选的实施方案，所述基本恒定的和较陡的梯度从在0.1％和0.5％之间的相对伸长之处出现。
上文列出的增强元件的各种特征在取自轮胎的增强元件上测得。
根据本发明，特别适于制备至少一个圆周金属增强元件层的增强元件是例如公式21.23的组件，所述公式21.23的结构为3×(0.26+6×0.23)4.4/6.6SS；这种成股绳索由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等于26/100mm，六条缠绕帘线的直径等于23/100mm。这样的缆线具有45GPa的0.7％的正割模量和98GPa的最大正切模量，所述两个模量在张力与伸长相比的曲线上测得，所述曲线通过20MPa的预应力除以增强元件的金属横截面而确定，拉伸应力对应于测得的张力除以增强元件的金属横截面。在通过10MPa的预应力除以增强元件的整个横截面而确定的张力与伸长相比的曲线上，拉伸应力对应于测得的张力除以增强元件的整个横截面，在该拉伸应力曲线上，公式21.23的这种缆线具有23GPa的0.7％的正割模量和49GPa的最大正切模量。
同样，增强元件的另一实例是公式21.28的组件，公式21.28的结构为3×(0.32+6×0.28)6.2/9.3SS。所述缆线具有等于56GPa的0.7％的正割模量和102GPa的最大正切模量，所述两个模量都在拉伸应力的曲线上测得，该拉伸应力的曲线随着伸长而变化并通过20MPa的预应力除以增强元件的金属横截面而被确定，所述拉伸应力对应于测得的张力除以增强元件的金属横截面。在通过10MPa的预应力除以增强元件的整个横截面而确定的张力与伸长相比的曲线上，拉伸应力对应于测得的张力除以增强元件的整个横截面，在该拉伸应力曲线上，公式21.28的这种缆线具有27GPa的0.7％的正割模量和49GPa的最大正切模量。
甚至在传统制造方法中的成型和固化步骤之后，在至少一个圆周金属增强元件层的至少两个轴向外侧部分中使用这种增强元件特别使得能够维持令人满意的层刚度。
金属元件优选是钢制缆线。
为了降低作用在轴向最外侧的圆周元件上的拉伸应力，本发明还有利地使工作胎冠层的增强元件与圆周方向形成的角度小于30°且优选小于25°。
根据本发明的实施方案的另一个有利的替代形式，工作胎冠层包括从一个帘布层到另一个帘布层交叉且与圆周方向形成角度的增强元件，所述角度可以沿轴向方向变化，在增强元件层的轴向外侧边缘上的所述角度大于在圆周正中平面处测得的所述元件的角度。所述本发明的实施方案允许圆周刚度在某一区域中增加而同时在其它区域中减少，从而特别减少胎体增强件所经受的挤压。
本发明的一个优选的实施方案如下，胎冠增强件通过所谓弹性增强元件的增强元件的被称为保护层的至少一个附加层沿径向在外侧得到补充，所述弹性增强元件以相对于圆周方向10°和45°之间的角度取向，且方向与由与其径向相邻的工作层的不可延展的元件形成的角度相同。
保护层的轴向宽度可以小于最窄的工作层的轴向宽度。所述保护层还可以具有比最窄的工作层的轴向宽度更大的轴向宽度，使得所述保护层覆盖最窄的工作层的边缘，并且当该保护层位于最窄的工作层径向上方的时候，使得其在附加增强件的轴向连续段中与最宽的工作胎冠层在轴向宽度上联接，从而之后通过至少为2mm厚的轮廓元件在外侧沿轴向与所述最宽的工作层脱离联接。在如上所述的情况下，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联接，所述轮廓元件的厚度显著地地小于分离两个工作层的边缘的轮廓元件的厚度，并且在另一方面，具有比最宽的胎冠层的轴向宽度更小或更大的轴向宽度。
根据本发明的前述实施方案的任意一种，胎冠增强件可进一步通过由钢形成的不可拉伸的金属增强元件的三角层在胎体增强件和最接近所述胎体增强件的径向内侧工作层之间沿径向在内侧得到补充，所述不可拉伸的金属增强元件与圆周方向形成大于45°的角度，且方向与由径向最邻近胎体增强件的层的增强元件形成的角度的方向相同。
附图说明
参考图1至5，根据下文对本发明的示例性实施方案的描述，本发明的其它细节和有利特点将显而易见，其中：
图1：根据本发明的轮胎的子午面图解视图；
图2：图1的轮胎的一个圆周金属增强元件层的示意图；
图3：根据本发明的第二个实施方案的一个圆周金属增强元件层的示意图；
图4：根据本发明的第三个实施方案的一个圆周金属增强元件层的示意图，
图5：根据本发明的实施方案的替代形式的轮胎的子午示意图。
为了易于理解，附图没有按比例绘制。这些图仅仅表示了轮胎的一半，轮胎在轴线XX’的另一侧对称地延续，所述轴线XX’表示轮胎的圆周正中平面或赤道平面。
具体实施方式
在图1中，尺寸为455/45R22.5的轮胎1具有0.45的纵横比H/S，H是轮胎1在其安装轮辋上的高度，S是最大轴向宽度。所述轮胎1包括锚固在两个胎圈中的径向胎体增强件2，所述胎圈在图1中未示出。胎体增强件由单个金属缆线层形成。所述胎体增强件2被胎冠增强件4环箍，所述胎冠增强件4沿径向从内向外由以下构成：
-被称为三角层的增强元件层45，其由不可延展的非缠绕9.28金属缆线形成，所述金属缆线在帘布层的整个宽度上连续并以50°的角度取向，
-由不可延展的非缠绕11.35金属缆线形成的第一工作层41，所述金属缆线在帘布层的整个宽度上连续并以18°的角度取向，
-由双模量”类型的21x28钢制金属缆线形成的圆周金属增强元件层42，所述圆周金属增强元件层42由三个部分形成，这三个部分为两个轴向外侧部分421和一个中央部分422，
-由不可延展的非缠绕11.35金属缆线形成的第二工作层43，所述金属缆线在帘布层的整个宽度上连续并以等于18°的角度取向且与层41的金属缆线交叉，
-由弹性18×23金属缆线形成的保护层44，所述金属缆线以18°的角度取向且方向与工作层43的增强元件的方向相同。
胎冠增强件本身由胎面6所覆盖。
轮胎的最大轴向宽度S等于458mm。
三角层45的轴向宽度L45等于382mm。
第一工作层41的轴向宽度L41等于404mm。
第二工作层38的轴向宽度L43等于380mm。宽度L41和L43之间的差值等于24mm。
对于圆周金属增强元件层42的整个轴向宽度L42，其等于304mm。轴向外侧部分421具有61mm的宽度L421，因此小于S的45％。
中央部分的宽度L422等于182mm。
被称为保护帘布层的最终胎冠帘布层44具有等于338mm的宽度L44。
图2显示了根据本发明的对应于图1圆周金属增强元件层42的第一个实施方案。如上文所述，所述层42由中央部分421和两个轴向外侧部分421形成。
圆周增强元件5以2.3mm的恒定间隔P铺设在圆周金属增强元件层42的整个轴向宽度上。
在中央部分中，圆周增强元件被切割从而形成多个部段6，所述部段6具有等于101mm的长度。两个部段通过间隙7隔开，在两个圆周连续部段6的端部之间测得的所述间隙7的距离d等于65mm。
由此制备的层42使得能够获得比轴向外侧部分421的圆周刚度更低的中央部分422中的圆周刚度。
图3显示了根据本发明的圆周金属增强元件层42的第二实施方案。除了中央部分422和轴向外侧部分421之外，层42还包括两个中间区域423，所述两个中间区域423沿轴向位于中央部分422和每个轴向外侧部分421之间。
轴向宽度L423等于4.5mm。中央部分的轴向宽度L422等于173mm且轴向外侧部分421的轴向宽度L421等于61mm。
中央部分422的部段6的长度和间隙7的距离与图2相同。
中间区域423的部段8具有等于132mm的长度l423，且两个部段8通过间隙9隔开，在两个圆周连续部段8的端部之间测得的所述间隙9的距离d423等于35mm。
这些值表明，中间区域423的部段8比中央部分422的部段6更长，且也通过间隙隔开，所述间隙比中央部分422中的间隙的长度更短。因此在这些中间区域中的圆周刚度比中央部分的圆周刚度更高。这因此导致圆周刚度沿圆周金属增强元件层42的轴向方向的更为逐渐的变化。
图4显示了根据本发明的圆周金属增强元件层42的第三个实施方案。与图3的情况相同，其包括两个中间区域423，所述两个中间区域423沿轴向位于中央部分422和每个轴向外侧部分421之间。
轴向宽度L423、L422和L421与图3中的相同。
中央部分422内的部段6的长度和间隙7的长度与图2和3中的相同。
中间区域423的部段8的长度和间隙9的距离与图3中的相同。
轴向外侧部分421的圆周增强元件5铺设的间隔P421与图1相同且等于2.3mm。
中央部分中被切割并形成部段6的圆周增强元件以等于2.9mm的间隔P422铺设。所述圆周增强元件在中央部分中铺设的所述更大的间隔使得相对于轴向外侧部分421降低了所述中央部分422的圆周刚度。
在中间区域423中形成部段8的切割圆周增强元件铺设的间隔等于2.5mm。这些中间区域423铺设的间隔的值在轴向外侧部分421的间隔和中央部分422的间隔之间。这些值有助于圆周刚度沿圆周金属增强元件层42的轴向方向逐渐变化。
根据本发明的实施方案的其它替代形式，中间区域423中的间隔值可等于中央部分的间隔值，或者可选择地等于一个或多个轴向外侧部分的间隔值，仅仅使部段的长度和部段之间的间隙的长度逐渐变化。
其它替代形式还提供中间区域中的间隔的逐渐变化，其与轴向外侧部分421中连续的圆周增强元件或已被切割成部段的增强元件相结合，所述部段长度和部段之间的间隙的长度与中央部分422中那些长度相同。
在图5中，轮胎1与图1中所示轮胎不同之处在于，两个工作层41和43在赤道平面的每一侧上且沿轴向在圆周金属增强元件层42的连续段中在轴向宽度l上联接。在两个层的联接的轴向宽度l上，第一工作层41的缆线和第二工作层43的缆线沿径向通过橡胶层相互分离，所述橡胶层的厚度极小且对应于形成每个工作层41、43的非缠绕11.35金属缆线的橡胶压延层的厚度的两倍，即0.8mm。在两个工作层的公共的剩余宽度上，两个工作层41、43通过图中未示出的橡胶轮廓元件分离，所述轮廓元件的厚度从联接区域的轴向端部向最窄工作层的端部增加。所述轮廓元件有利地足够宽，从而沿径向覆盖最宽的工作层41的端部，在这种情况下，所述最宽的工作层41是沿径向最接近胎体增强件的工作层。
已经在按照图1所示的根据本发明制备的轮胎上进行了测试，并且将该测试与按照传统构造制备的同样的参考轮胎进行了比较。
所述参考轮胎包括由相同缆线构成的圆周金属增强元件层，所述缆线以相同间隔铺设且不具有被切割以形成部段的元件的部分。因此，增强元件层的圆周刚度在其整个轴向宽度上一致。
通过在同样的车辆上安装每一个轮胎，并且使每一车辆都沿直线行驶，来进行第一耐久性测试，轮胎经受超过额定负载的负载从而加速所述类型的测试。
使车辆与每个轮胎4000kg的负载相关联。
在向轮胎施加负载和侧滑角度的测试装置上进行其它耐久性测试。根据本发明在轮胎上使用与施加至参考轮胎的相同的负载和侧滑角度来进行所述测试。
由此进行的测试证实，对于根据本发明的轮胎和对于参考轮胎，每一个所述测试中覆盖的距离基本上相同。因此，就耐久性而言，根据本发明的轮胎似乎具有与参考轮胎基本上相同的性能。
最后，在非沥青路面上进行进一步的行驶测试，所述非沥青路面呈现浮凸状，模拟对于轮胎胎面特别有害的石头的存在。
所述最后一系列的测试表明，在覆盖相同的距离之后，根据本发明的轮胎展示出更少的严重损伤。
已经特别参考示例性实施方案对本发明进行了描述，本发明不应当被理解为限制于这些实施方案。例如，圆周金属增强元件层可由多于五个部分构成，从而展示出圆周刚度的更为逐渐的变化，这依然落入本发明的范围内。

Claims (16)

1.一种具有径向胎体增强件的轮胎，该轮胎包括胎冠增强件，所述胎冠增强件由不可延展的增强元件的至少两个工作胎冠层形成，所述不可延展的增强元件从一层到另一层交叉并与圆周方向形成10°和45°之间的角度，且其自身被胎面沿径向覆盖，所述胎面通过两个侧壁连接至两个胎圈，所述胎冠增强件包括至少一个圆周金属增强元件层，其特征在于，所述圆周金属增强元件层由至少一个中央部分和两个轴向外侧部分构成，所述至少一个圆周金属增强元件层的中央部分的增强元件为切割成多个部段的增强元件，所述部段的长度为小于550mm，两个连续部段的端部之间的距离为大于25mm，所述部段的长度在两个连续部段的端部之间的距离的1.1和13倍之间，且所述两个轴向外侧部分的增强元件为连续的。
2.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述部段的长度小于300mm，且所述部段的长度为两个连续部段的端部之间的距离的6.5倍以下。
3.根据权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于，所述部段的长度大于95mm。
4.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，两个连续部段的端部之间的距离小于175mm。
5.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述圆周金属增强元件层的中央部分的轴向宽度为大于0.15×S且小于0.5×S，其中S为当轮胎安装在其服役轮辋上并且被充气到其建议压力时该轮胎的最大轴向宽度。
6.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述圆周金属增强元件层的每个轴向外侧部分的轴向宽度为小于0.45×S，其中S为当轮胎安装在其服役轮辋上并且被充气到其建议压力时该轮胎的最大轴向宽度。
7.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述圆周金属增强元件层包括在所述中央部分和所述轴向外侧部分之间的过渡区域，所述过渡区域至多包括金属增强元件，且所述过渡区域以轴向方向测得的宽度为至少等于1.5mm。
8.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述圆周金属增强元件层包括在所述中央部分和所述轴向外侧部分之间的过渡区域，所述部段的圆周长度从过渡区域的轴向外侧边缘向其轴向内侧边缘减少，和/或两个连续部段的端部之间的距离从过渡区域的轴向外侧边缘向其轴向内侧边缘增加。
9.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述圆周金属增强元件层包括在所述中央部分和所述轴向外侧部分之间的过渡区域，所述圆周增强元件在所述中央部分中的间隔大于在所述轴向外侧部分中的间隔，且在所述过渡区域中的间隔值为在所述轴向外侧部分中的间隔值和在所述中央部分中的间隔值之间。
10.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，由切割成多个部段的增强元件构成的两个连续、或两个轴向相邻的圆周增强元件不具有轴向互相相对的切割区域。
11.根据权利要求10所述的轮胎，其特征在于，两个相邻的部段的端部在纵向方向上相互分隔一定距离，所述距离为具有在纵向方向上测得的最短长度的部段的长度的0.1倍以上。
12.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述圆周金属增强元件层沿径向设置在两个工作胎冠层之间。
13.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述至少一个圆周金属增强元件层的两个轴向外侧部分的增强元件为金属增强元件，所述金属增强元件在0.7％的伸长下具有10和120GPa之间的正割模量和小于150GPa的最大正切模量。
14.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述至少一个圆周金属增强元件层的增强元件为金属增强元件，所述金属增强元件具有拉伸应力应变曲线，所述拉伸应力应变曲线对于小的伸长呈现出较缓的梯度，而对于较大的伸长呈现出基本恒定的较陡的梯度。
15.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述胎冠增强件通过至少一个附加帘布层沿径向在外侧得到补充，该至少一个附加帘布层被称为所谓弹性增强元件的增强元件的保护帘布层，所述弹性增强元件以相对于圆周方向10°和45°之间的角度取向，且该取向与由与其径向相邻的工作帘布层的不可延展的元件形成的角度的方向相同。
16.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述胎冠增强件进一步包括由金属增强元件形成的三角层，所述金属增强元件与圆周方向形成大于45°的角度。
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