CN105555548B

CN105555548B - 包括用于增强胎侧的增强件的轮胎

Info

Publication number: CN105555548B
Application number: CN201480051259.7A
Authority: CN
Inventors: G·安德烈
Original assignee: Michelin Recherche et Technique SA Switzerland; Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Current assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date: 2013-09-18
Filing date: 2014-09-15
Publication date: 2017-07-21
Anticipated expiration: 2034-09-15
Also published as: WO2015039987A1; CN105555548A; JP2016533935A; BR112016005790A8; FR3010655A1; FR3010655B1; EP3046781A1; US20160207357A1; EP3046781B1; BR112016005790B1; BR112016005790A2

Abstract

本发明涉及一种轮胎(10)，其包括：覆盖有胎面(20)的胎冠(12)，两个胎侧(22)，两个胎圈(24)，每个胎侧(22)将每个胎圈(24)连接至胎冠(12)；胎体增强件(32)，其锚固在胎圈(24)的每一个中，其从每个胎圈(24)延伸通过每个胎侧(22)并包括用于增强胎体的织物丝状元件；用于增强胎侧的增强件(25)，其包括用于增强所述胎侧的织物丝状增强元件。R＝max(Kl,i)/min(K2,j)>l，其中Kl,i为用于增强胎体的每个织物丝状元件的胎体的i个复丝束的每一个的捻度因数，K2,j为用于增强胎侧的每个织物线形增强元件的用于增强胎侧的j个复丝束的每一个的捻度因数。

Description

包括用于增强胎侧的增强件的轮胎

技术领域

本发明的主题为包括胎体帘布层和胎侧增强帘布层的轮胎，所述胎侧增强帘布层包括织物丝状增强元件。

背景技术

现有技术已知这样的常规轮胎，其包括胎体增强件，所述胎体增强件包括胎体帘布层，该胎体帘布层通过围绕环形增强结构向上卷绕而锚固在胎圈中，从而形成从一个胎圈经过轮胎的胎冠延伸至另一个胎圈的主束和从环形增强结构径向向外延伸的卷边。

当这种常规轮胎在常规使用条件(速度和负载方面)下行驶在地面上时，其可能在胎面或胎侧处经受冲击，冲击的频率和强度通常是相当大的。轮胎的主要功能之一是吸收这些冲击并使其减弱，而不由此显著地影响车辆的有关车轮的移动性和完整性。

然而，当冲击的条件使得受冲击的外胎胎壁在充气室内或者直接与安装轮胎的轮辋形成对接，或者更通常地抵住本身直接抵靠车轮轮辋的外胎胎壁的其他区域时，这种吸收冲击的能力有时达到其极限。特别是对于当轮辋具有相对于实际真正轮辋座的外部径向突出部的情况是由此如此。通常被称为“轮辋凸缘”的这种突出部被经常设置用来防止轮胎的胎圈在车轮的移动过程中在轴向方向应力的作用下变得不适宜。

经受这种情况的常规轮胎很可能承受上面所述这种现象的后果。在受到冲击的部分中，轮胎的内壁在障碍物和轮辋凸缘之间突然折叠并且受到限制(“挤压冲击”)。这可能导致胎壁断裂并由此丧失其充气压力，这大多数情况下意味着车辆立即丧失机动性。然而，即使当轮胎能够承受时，其组件可能已经被这种情况损伤；专业人员理解胎侧中的凸出或其他信号表示外胎结构已经变弱并存在胎壁长期在其组件反复弯折的作用下将断裂的风险。

已经提出了用于增强轮胎的多种途径以对抗这种“挤压冲击”现象。为了针对“挤压冲击”而增强上述常规轮胎，特别地有名的实践是加长卷边。胎体帘布层卷边的径向外端部径向地往回延伸使得其夹在胎体帘布层的主束和轮胎的胎冠增强件之间。此设计以“胎肩锁定”的名称而已知。

尽管“胎肩锁定”类的设计确实有效地使得轮胎不易受到“挤压冲击”的损害，但其具有昂贵且不能对轮胎性能进行极细微调整的缺点。这是因为胎体帘布层的主束和加长的卷边各自具有与常规轮胎的胎体帘布层相同的织物丝状增强元件，该织物丝状增强元件不具有加长的卷边，这样做的目的在于在工业制造过程中最小化帘布层的差异性。

发明内容

本发明的目的在于对抗“挤压冲击”并提供优化的耐久性的轮胎。

为此目的，本发明的一个主题为一种轮胎，其包括：

-覆盖有胎面的胎冠、两个胎侧、两个胎圈，每个胎侧将每个胎圈连接至所述胎冠，

-胎体增强件，其锚固在所述胎圈的每一个中，所述胎体增强件从每个胎圈延伸通过每个胎侧，并包括织物丝状胎体增强元件，每个织物丝状胎体增强元件包括至少两个胎体复丝织物合股束，所述至少两个胎体复丝织物合股束以R1的捻度相互螺旋缠绕，其中R1以圈/米表示，

-胎侧增强件，其包括织物丝状胎侧加强件增强元件，每个织物丝状胎侧加强件增强元件包括至少两个胎侧加强件复丝织物合股束，所述至少两个胎侧加强件复丝织物合股束以R2的捻度相互螺旋缠绕，其中R2以圈/米表示，

其中轮胎R＝max(K1,i)/min(K2,j)>1，其中

-K1,i是每个织物丝状胎体增强元件的i个胎体复丝织物合股束的每一个的捻度因数，其定义为K1,i＝R1.[T1,i/(1000.d1,i)]^1/2，其中以tex表示的T1,i是i个胎体复丝织物合股束的每一个的支数，而d1,i是制得i个胎体复丝织物合股束的每一个的材料的密度，

-K2,j是每个织物丝状胎侧加强件增强元件的j个胎侧加强件复丝织物合股束的每一个的捻度因数，其定义为K2,j＝R2.[T2,j/(1000.d2,j)]^1/2，其中以tex表示的T2,j是j个胎侧加强件复丝织物合股束的每一个的支数，而d2,j是制得j个胎侧加强件复丝织物合股束的每一个的材料的密度。

根据本发明的轮胎具有高“挤压冲击”耐性且具有优化的耐久力，如在下文中的比较测试结果所示。

特别地，此目的通过将经优化的胎体帘布层和胎侧增强帘布层相结合的轮胎实现，经优化的胎体帘布层是说其中的织物丝状胎体增强元件的捻度因数使得其本身在严峻使用条件下不能实现某些功能，例如吸收冲击，而胎侧增强帘布层中增强元件的捻度因数低于胎体帘布层的增强元件的捻度因数。

此外，常规轮胎的胎体增强件的功能由此通过胎体增强件和胎侧加强增强件的结合来实现，由此可以分别优化这些帘布层的每一个，并获得更好的性能/成本比。

此外，在本发明中如上限定地将胎体增强件和胎侧加强增强件相结合使其可以减少轮胎的成本和质量，并增加其强健性，并同时为设计师提供更大的灵活性。

根据本发明的轮胎可以在受高度应力的位置中(即在胎侧中)增强胎体增强件并同时在仅受小应力的区域中(即在胎冠中)减少其强度(以及由此的成本)，这与在具有相同丝状增强元件的胎侧中通过使用加长的卷边而仅在主束上加倍的“胎肩锁定”设计的轮胎不同。因此，胎侧越短，胎冠越宽，根据本发明的轮胎的优势越大。

丝状元件意指任何细长元件，其长度相对于其横截面较大，无论其横截面的形状，例如为圆形、椭圆形、矩形或正方形或甚至是扁平的，此丝状元件可以为直线的或非直线的。当形状为圆形时，其直径优选地小于5mm，更优选地包含在0.1至2mm的范围内。

增强元件也被称为合股纱。每个复丝织物合股束也被称为强捻纱，其包括可以相互掺和的多个基本长丝或单丝。每一个复丝织物合股束包括在50和2000之间的单丝。

织物意指丝状增强元件是非金属，即不是由金属材料制得。

值max(K1,i)对应于i个胎体复丝织物合股束的每一个的K1,i捻度因数的最大值。值min(K2,j)对应于j个胎侧加强件复丝织物合股束的每一个的K2,j捻度因数的最小值。

制得每个复丝织物合股束的材料的密度通过使用本领域技术人员已知的常规技术测得，例如使用密度柱。

基本束或增强元件的支数(或线性密度)在至少两个测试试样上(每个试样对应的长度为至少5m)通过称量该长度而确定；支数以tex给出(1000m产品的重量克-提示：0.111tex等于1旦尼尔)。

每个织物丝状增强元件的捻度以本领域技术人员已知的方式测量，例如通过对预定长度的织物丝状元件反捻直至两个复丝织物合股束平行。为了获得两个平行复丝织物和股束所需的圈数除以预定的长度得到每个织物丝状增强元件的捻度R1或R2。

有利地，R≥1.05，优选地R≥1.10，更优选地R≥1.30，更优选地，R≥1.40。比例R越高，轮胎的耐久性越好。

有利地，R≤2，优选地R≤1.75，更优选地R≤1.6。然而，超过特定比例R，存在胎体帘布层将不再能够实现其功能的风险。

有利地，比例R'＝Fm1/Fm2小于1，更优选地小于或等于0.8，更优选地，小于或等于0.6，其中Fm1是胎体增强件的断裂力，Fm2是胎侧加强增强件的断裂力。

有利地，比例R'＝Fm1/Fm2大于或等于0.4，优选地大于或等于0.5，更优选地大于或等于0.6。

在从经固化的轮胎抽取织物丝状增强元件后，织物丝状增强元件的每一个的断裂力在所述元件上测定。为此，将织物丝状增强元件所嵌入的一种或多种弹性体基体去除，并将所述元件从轮胎中剥离，注意不损坏元件。避免使用溶剂，这意味着所述元件仍部分地包覆有弹性体基体。当所述元件由人造丝制得时，其在105±4.5℃的温度下干燥120±15分钟。然后将所述元件在27±10％的相对湿度下调节为23±2℃，时间的长度取决于所述元件的性质：

-对于人造丝：至少5天且至多15天；

-对于尼龙和尼龙基混合物：至少3天；

-对于其他(特别是PET和芳族聚酰胺)：至少1天。

每个织物丝状增强元件的断裂力通过使用“INSTRON”拉伸测试机(同样参见标准ASTM D 885-06)测量。经测试的测试试样在初始长度L0(以mm计)上以L0mm/min的额定速率在5个1cN/tex的标准预负载下经受拉伸(至少10次测量的平均值)。每个织物丝状增强元件所采用的断裂力为测得的最大力。通过将每个织物丝状增强元件的此断裂力乘以每cm增强件存在的织物丝状增强元件的数量得到每个增强件的断裂力(以daN.cm^-1计)。

优选地，对于每个织物丝状胎体增强元件，90≤T1,i≤250且340≤R1≤440。优选地，在某些实施方案中，110≤T1,i≤170且390≤R1≤450。优选地，在其他实施方案中，190≤T1,i≤250且340≤R1≤400。优选地，在另外其他实施方案中，90≤T1,i≤140且370≤R1≤430。

优选地，对于每个胎侧加强件织物丝状增强元件，120≤T2,i≤360且220≤R2≤310。优选地，在某些实施方案中，190≤T2,i≤250且210≤R2≤270。优选地，在其他实施方案中，110≤T2,i≤170且260≤R2≤320。优选地，在另外其他实施方案中，300≤T2,i≤360且240≤R2≤300。

优选地，胎体复丝织物合股束由同样材料制得。优选地，胎侧增强复丝织物合股束由同样材料制得。

优选地，胎体复丝织物合股束具有相同的捻度。优选地，胎侧增强复丝织物合股束具有相同的捻度。

优选地，胎体复丝织物合股束具有相同的支数。优选地，胎侧增强复丝织物合股束具有相同的支数。

有利地，每个胎体复丝织物合股束的捻度因数K1,i包含在100至155的数值范围内。在某些实施方案中，K1,i包含在125至155的数值范围内。在其他实施方案中，K1,i包含在100至120的数值范围内。

有利地，每个胎侧加强件复丝织物合股束的捻度因数K2,j包含在80至150的数值范围内。在某些实施方案中，K2,j包含在90至105的数值范围内。在其他实施方案中，K2,j包含在125至150的数值范围内。

在优选的实施方案中，胎体增强件是轴向不连续的，该不连续性至少部分地在胎冠下轴向延伸。因为胎体增强件几乎不参与或完全不参与轮胎胎冠的活动，所以可以在轮胎的这部分中将其免除。在不连续的胎体增强件的织物增强元件具有足够高的断裂强度以实现常规胎体增强件的功能时，此实施方案更为有利。在此实施方案中，轮胎包括径向地插置于胎体增强件和胎面之间的胎冠增强件，轴向不连续胎体增强件包括两个轴向内端部，每个轴向内端部轴向地设置在径向邻近的胎冠帘布层的轴向外端部的内侧。更优选地，径向邻近的胎冠帘布层的轴向外端部和胎体增强件的轴向内端部之间的距离大于或等于10mm。

优选地，胎体增强件包括单一的胎体帘布层。

优选地，胎侧加强增强件包括单一的胎侧增强帘布层。

有利地，胎体增强件通过围绕胎圈的环形结构向上卷绕而锚固在每个胎圈中，从而形成主束和卷边。

在一个实施方案中，胎侧加强增强件在胎圈中在轴向上在胎体增强件的主束和卷边之间延伸。因此，胎侧加强增强件被保持在胎体增强件的主束和卷边之间，并因此有利于对抗拉伸。

在另一实施方案中，胎侧加强增强件在胎圈中在卷边的轴向外侧延伸。

优选地，胎侧加强增强件的径向内端部在胎体增强件卷边的径向最外点的径向内侧。

在一个实施方案中，胎侧加强增强件的径向内端部和胎体增强件卷边的径向最外点之间的径向距离大于或等于10mm。

有利地，所述轮胎包括径向地插置于胎体增强件和胎面之间的胎冠增强件。

优选地，通过包括至少一个胎冠帘布层的胎冠增强件，胎侧加强增强件的径向外端部在径向邻近胎侧加强增强件的胎冠帘布层的轴向外端部的轴向内侧。因此，胎侧加强增强件被保持在径向邻近该胎侧加强增强件的胎冠帘布层下，由此使其适当地对抗拉伸并减轻胎体增强件上的负载。

在一个优选的实施方案中，胎侧加强增强件的径向外端部和径向邻近胎侧加强增强件的胎冠帘布层的轴向外端部之间的轴向距离大于或等于10mm。

在某些实施方案中，考虑到胎冠增强件在径向地朝向轮胎外侧的方向上，胎冠增强件包括工作增强件和环箍增强件。替代地，考虑到胎冠增强件在径向上朝向轮胎的外侧，胎冠增强件包括工作增强件和保护增强件。考虑到胎冠增强件径向地朝向轮胎的外侧，胎冠增强件也可以包括工作增强件、环箍增强件和保护增强件。

根据一个特定的实施方案，织物丝状胎侧加强件增强元件基本上径向地定向。此设计可以维持与胎体增强件的径向结构相关的性能的整体折中(舒适度、滚动阻力、表现等之间的折中)，同时改进“挤压冲击”性能。

根据一个特定的实施方案，织物丝状胎侧加强件增强元件以相对于径向方向呈40°和80°之间的角度，优选地为40°和50°之间的角度倾斜。此设计可以增加竖向刚度，其有利于“挤压冲击”性能，同时还定向增强元件从而促进对抗纵向拉伸，由此可以改进其路缘石耐性。

作为选项，织物丝状胎体和/或胎侧加强件增强元件由选自如下的材料制得：聚酯如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚萘二甲酸丁二醇酯(PBN)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PPT)或聚萘二甲酸丙二醇酯(PPN)，聚酰胺例如脂族聚酰胺如尼龙或芳香族聚酰胺如芳族聚酰胺，聚酮，纤维素如人造丝，或这些材料的混合物。优选地，织物丝状胎体和/或胎侧加强件增强元件由选自如下的材料制得：聚酯，聚酰胺，纤维素或这些材料的混合物。

因此可以预期由芳族聚酰胺/尼龙制得或甚至由芳族聚酰胺/PET制得的混合织物丝状胎体和/或胎侧加强件增强元件。

任选地，所述轮胎包括气密内衬，所述气密内衬至少部分地被自密封产品的层覆盖。

自密封产品的存在使得轮胎有利于抵抗刺穿的损害作用。换言之，大多数刺穿将不会影响内部充气压力。在该层不能避免轮胎压力的丧失的情况下，已经发现该层的存在通过维持操纵车辆的可能性而使轮胎失压续跑时显著地增加了轮胎能够行驶的距离，因为胎圈原地保持在轮辋座上。自密封产品的存在可以有效地减缓对轮胎胎侧的损伤，特别是通过润滑作用。因此，无论刺穿的严重性或爆裂，该轮胎使得车辆继续行驶至少数千米从而使其离开危险区域。

自密封产品的层可以含有至少一个热塑性苯乙烯(“TPS”)弹性体，和大于200phr的用于所述弹性体的增量油，“phr”意指重量份/100份固体橡胶。

TPS可以为自密封产品的层中的主要弹性体。

TPS弹性体可以选自苯乙烯/丁二烯/苯乙烯(SBS)、苯乙烯/异戊二烯/苯乙烯(SIS)、苯乙烯/异戊二烯/丁二烯/苯乙烯(SIBS)、苯乙烯/乙烯/丁烯/苯乙烯(SEBS)、苯乙烯/乙烯/丙烯/苯乙烯(SEPS)、苯乙烯/乙烯/乙烯/丙烯/苯乙烯(SEEPS)共聚物，和这些共聚物的混合物。

有利地，TPS弹性体选自SEBS共聚物、SEPS共聚物和这些共聚物的混合物。

根据另一实施方案，自密封产品的层可以至少含有(phr意指重量份/100份固体橡胶)：

(a)作为主要弹性体，不饱和二烯弹性体；

(b)30和90phr之间的烃类树脂；

(c)液体增塑剂，其Tg(玻璃化转变温度)低于-20℃，其重量含量在0和60phr之间；以及

(d)0至低于120phr的填料。

有利地，不饱和二烯弹性体选自聚丁二烯、天然橡胶、合成聚异戊二烯、丁二烯共聚物、异戊二烯共聚物和这些弹性体的混合物。

不饱和二烯弹性体可以有利地为异戊二烯弹性体，优选地选自天然橡胶、合成聚异戊二烯和这些弹性体的混合物。

有利地，不饱和二烯弹性体的含量大于50phr，优选地大于70phr。

优选地，所述轮胎旨在用于客运汽车，两轮车辆或选自厢式货车，重型车辆如重型工业车辆——即地铁车辆、大客车、运输车辆(卡车、拖拉机、拖车)，越野车辆——农业车辆或施工场地车辆，飞机，其他运输或搬运车辆的工业车辆。

优选地，在轮胎的径向截面的平面中，即平行于径向方向的截面的平面中，轮胎的轴向内表面和轴向最外增强帘布层的轴向内表面之间的距离在轮胎的赤道上小于或等于6mm，优选地为5mm。增强帘布层为含有织物和/或金属增强元件的帘布层。增强帘布层可以为胎体帘布层或胎侧增强帘布层。因此，轮胎优选地不为失压续跑轮胎。换言之，胎侧不具有用于在压力减少或甚至没有压力的情况下支撑负载的橡胶插入物。

轮胎的轴向内表面限定由轮胎界定的充气体积。

轮胎的“赤道”意指胎体增强件的最大轴向延伸的点的径向高度。在轮胎的径向截面中，赤道显示为轴向直线，该轴向直线经过在轮胎安装在轮辋上且充气后胎体增强件具有其最大轴向宽度的点。当胎体增强件在多个点处达到其最大轴向宽度时，轮胎的赤道被认定为最接近于轮胎半高度H/2的点的径向高度。由此定义的赤道不得与轮胎的中央面混淆。

附图说明

通过仅以非限制性示例的方式并参考附图给出的以下描述将更好地理解本发明，其中：

-图1为根据本发明的第一实施方案的轮胎的截面图；

-图2为图1的轮胎的胎体帘布层的局部示意图；

-图3为图1的轮胎的胎侧增强帘布层的局部示意图；

-图4显示拉伸随着施加至各种轮胎合股纱，特别是胎体合股纱和胎侧增强合股纱的负载而变化；

-图5、6、7和8分别为根据第二、第三、第四和第九实施方案的轮胎的类似于图1的视图；以及

-图9为根据现有技术的显示“胎肩锁闭”类型设计的轮胎的与图1类似的视图。

具体实施方式

在下文的描述中，当使用词语“径向”时，对本领域技术人员对该词语的各种用途进行区分是恰当的。首先，该表述指的是轮胎的半径。这意味着，如果点P1比点P2更接近轮胎的旋转轴线时，则称点P1位于点P2的“径向内侧”(或者在“径向上位于点P2的内侧”)。相反，如果点P3比点P4更远离轮胎的旋转轴线，则称点P3位于点P4的“径向外侧”(或者在“径向上位于点P4的外侧”)。当进程在向着更小(或更大)的半径方向上时，则称该进程为“径向向内(或向外)”。当讨论径向距离的情况时同样使用该术语的这一含义。

相反地，当增强件的一个或更多个增强元件相对于周向方向形成大于或等于65°且小于或等于90°的角度时，则称此增强元件或增强件是“径向的”。

“轴向”方向是平行于轮胎的旋转轴线的方向。如果点P5比点P6更接近轮胎的中平面M，则称点P5位于点P6的“轴线内侧”(或者“在轴向上位于点P6的内侧”)。相反，如果点P7比点P8更远离轮胎的中央面M，则称点P7位于点P8的“轴向外侧”(或者“在轴向上位于点P8的外侧”)。

轮胎的“中央面”M是垂直于轮胎的旋转轴线且与每个胎圈的环形增强结构等距的平面。

此外，由表述“由a至b”表示的任何值的范围意指由端点“a”延伸至端点“b”的值的范围，即包括严格端点“a”和“b”。

根据本发明的轮胎的示例

附图显示参考系X、Y、Z，通常分别对应于轮胎的轴向(X)、径向(Y)和周向(Z)定向。

图1显示根据本发明的第一实施方案的轮胎，并由附图标记10表示。轮胎10基本显示出围绕基本平行于轴向方向X的轴线的旋转对称性。此处轮胎10旨在用于客运车辆。

轮胎10包括胎冠12，胎冠12包括胎冠增强件14，胎冠增强件14包括工作增强件15和环箍增强件17，工作增强件15包括增强元件的两个工作帘布层16、18，环箍增强件17包括环箍帘布层19。胎冠增强件14由胎面20所覆盖。环箍增强件17，在此情况中为环箍帘布层19，其径向插置于工作增强件15和胎面20之间。

两个胎侧22将胎冠12径向向内延伸。轮胎10进一步包括在胎侧22的径向内侧上的两个胎圈24，每个胎圈24包括环形增强结构26，在此情况下为胎圈线28，其被大量填充橡胶30和径向胎体增强件32覆盖。胎冠增强件14径向地插置于胎体增强件32和胎面20之间。每个胎侧22将每个胎圈24连接至胎冠14。轮胎10还包括径向胎侧加强增强件25，径向胎侧加强增强件25优选地包括径向织物丝状的胎侧加强件增强元件29的单一胎侧增强帘布层27。

胎体增强件32优选地包括径向织物丝状胎体增强元件36的单一胎体帘布层34。胎体增强件32通过围绕胎圈线28向上卷绕而锚固至胎圈24的每一个从而在每个胎圈24内形成从每个胎圈24朝着胎冠12延伸穿过每个胎侧22的主束38，以及卷边40。胎体增强件32由此从胎圈24朝着胎冠12延伸通过胎侧22。在此第一实施方案中，胎体增强件32还延伸通过胎冠12。

参考图2，每个织物丝状胎体增强元件36包括两个胎体复丝织物合股束。每个胎体复丝织物合股束由聚酯制得，在此情况中为PET，其单独地以420圈·m^-1在一个方向上过捻，然后以R1＝420圈·m^-1在相反方向上合股在一起。两个胎体复丝织物合股束相互螺旋缠绕。每个胎体复丝织物合股束具有支数T1＝144tex。

参考图3，每个织物丝状胎侧增强件增强元件29包括两个胎侧增强件复丝织物合股束。每个胎侧增强件复丝织物合股束由聚酯制得，在此情况中为PET，其单独地以240圈·m^-1在一个方向上过捻，然后以R2＝240圈·m^-1在相反方向上合股在一起。两个胎侧增强件复丝织物合股束相互螺旋缠绕。每个胎体复丝织物合股束具有支数T2＝220tex。用于每个织物丝状增强元件36和29的PET购买自Performance Fibers公司。

为了通过合股制造增强元件，在此简单回顾且本领域技术人员公知的是，将制得最终增强元件的每个复丝织物合股束在第一步骤中首先单独地在其自身上以给定的方向加捻(例如合股束以Y圈/米进行的Z加捻)以形成过捻，然后将由此在其自身上加捻的复丝织物合股束通过在相反的方向上加捻而合股在一起(例如通过增强元件以R圈/米行进行S加捻)以形成合股纱，在此情况中为最终增强元件。

通过对制得增强元件的复丝织物合股束进行反捻(例如通过在Z方向上增强元件以R圈/米反捻)直至增强元件不再显示出任何捻度，然后通过对每个复丝织物合股束进行反捻(例如在S方向上以Y圈/米进行反捻)直至每个复丝织物合股束不再显示出任何捻度，这样可以在最终增强元件上测得每个复丝织物合股束合股前的捻度。然后这两个反捻操作所需的圈/米数R、Y分别得到增强元件的组合捻度(在此情况中，对于元件36，R＝R1＝420，对于元件29，R＝R2＝240)以及每个复丝织物合股束在两个合股束合股在一起之前所具有的捻度(在此情况中，对于元件36，Y＝420，对于元件29，Y＝240)。在此特定情况中，一方面，对于元件36，R＝Y，另一方面，对于元件29，同样R＝Y。

胎侧加强增强件25设置在主束38的轴向外侧，并在每个胎圈24中在轴向上在胎体增强件32的主束38和卷边40之间延伸。

胎侧加强增强件25的径向内端部31在胎体增强件32的卷边40的径向最外点33的径向内侧。在此特定情况中，在胎侧加强增强件25的径向内端部31和胎体增强件32的卷边40的径向最外点33之间的径向距离D1大于或等于10mm，在此情况中等于10mm。

胎侧加强增强件25的径向外端部35在径向邻近胎侧加强增强件25的胎冠帘布层(在此情况下为径向最内工作帘布层18)的轴向外端部37的轴向内侧。胎侧加强增强件的径向外端部和胎侧加强增强件25的径向相邻胎冠帘布层(在此情况下为工作帘布层18)的轴向外端部37之间的轴向距离D2大于或等于10mm，在此情况中等于10mm。

比例R＝max(K1,i)/min(K2,j)严格大于1，其中：

K1,i是每个织物复丝胎体增强元件的i个胎体复丝织物合股束的每一个的捻度因数，其定义为K1,i＝R1.[T1,i/(1000.d1,i)]^1/2，其中以tex表示的T1,i是i个胎体复丝织物合股束的每一个的支数，而d1,i是制得i个胎体复丝织物合股束的每一个的材料的密度，

K2是每个织物丝状胎侧加强件增强元件的j个胎侧加强件复丝织物合股束的每一个的捻度因数，其定义为K2,j＝R2.[T2,j/(1000.d2,j)]^1/2，其中以tex表示的T2,j是j个胎侧加强件复丝织物合股束的每一个的支数，而d2,j是制得j个胎侧加强件复丝织物合股束的每一个的材料的密度。

密度通常如下：芳族聚酰胺为1.44，聚酯为1.25至1.40，PET为1.38。

胎体复丝织物合股束具有相同的捻度、相同的支数，并且均由聚酯制得。因此，max(K1,i)＝K1,1＝K1,2＝K1。

类似地，胎侧加强件复丝织物合股束具有相同的捻度、相同的支数，并且均由聚酯制得。因此，min(K2,j)＝K2,1＝K2,2＝K2。

R≥1.05，优选地R≥1.10，更优选地R≥1.30，更优选地，R≥1.40。此外，R≤2，优选地R≤1.75，更优选地R≤1.6。在第一实施方案中，K1＝135.67且K2＝95.83，即R＝K1/K2＝1.42。

比例R'＝Fm1/Fm2小于1，优选地小于或等于0.8，其中Fm1是胎体增强件32的断裂力，Fm2是胎侧加强增强件25的断裂力。比例R'＝Fm1/Fm2大于或等于0.4，优选地大于或等于0.5，更优选地大于或等于0.6。在此情况中R’＝0.68。

每个工作帘布层16、18包括丝状增强元件，优选地为丝状金属增强元件，其与轮胎的周向方向形成在15°至40°的范围内，优选地在20°至30°的范围内，此处等于26°的角度。丝状增强元件与一个工作帘布层相互交叉。

环箍帘布层19包括织物丝状增强元件，所述织物丝状增强元件与轮胎10的周向方向Z形成至多等于10°，优选地在5°至10°的范围内的角度。

每个工作帘布层16、18、环箍帘布层19、胎侧增强帘布层27和胎体帘布层34包括嵌入对应帘布层的增强元件的弹性体基体。工作帘布层16、18、环箍帘布层19、胎侧增强帘布层27和胎体帘布层34的弹性体基体的橡胶组合物为通常用于压延增强元件的常规组合物，该常规组合物以常规方式包含二烯弹性体例如天然橡胶，增强填料如炭黑和/或二氧化硅，交联体系如硫化体系，优选地含有硫、硬脂酸和氧化锌，以及可能的硫化促进剂和/或延缓剂和/或各种添加剂。

图4显示关于经受广泛形变的轮胎胎侧的计算的结果。拉伸T(以daN.cm^-1计)绘制为随着负载Z(以daN计)变化。曲线C1和C2(虚线)对应于包括由PET制得的具有T1＝T2＝144tex且R1＝R2＝420圈·m^-1的织物丝状胎体增强元件和胎侧增强元件的图9的轮胎T。

每条曲线C1、C2(虚线)分别表示图9的轮胎的胎体增强件的主束和卷边的织物丝状增强元件反应的拉伸。

每条曲线C3、C4(实线)分别表示根据第一实施方案的轮胎10的胎体增强件和胎侧加强增强件的织物丝状增强元件反应的拉伸。

根据本发明的胎体增强件和胎侧加强增强件的总断裂力略高于轮胎T的主束和卷边的总断裂力，使得根据本发明的轮胎在略高于轮胎T的负载时断裂，但耐久性远优于轮胎T(在相同质量下测得，如下文中的测试所示)，由此清楚地说明了将“尺寸减小”的胎体增强件与满足R＝max(K1,i)/min(K2,j)>1的胎侧加强增强件相结合的优点。

图5显示了根据本发明的第二实施方案的轮胎。与图1所示类似的元件以相同的附图标记表示。

与根据第一实施方案的轮胎相比，胎侧加强增强件25在胎圈24中在卷边40的轴向外侧延伸。

此外，胎侧加强增强件25在胎冠12下在轴向上至少延伸至在轮胎10的中央面M。在此特定的情况中，轮胎10包括从轮胎10的一个胎圈24经过轮胎10的中央面M延伸至另一个胎圈的单一胎侧加强增强件25。作为替代地，可以设想具有从每个胎圈25延伸并基本上在轮胎10的中央面M汇合的两个胎侧加强增强件25。

图6显示了根据本发明的第三实施方案的轮胎。与前述附图所示类似的元件以相同的附图标记表示。

与根据第一和第二实施方案的轮胎相比，根据第三实施方案的轮胎包括轴向不连续胎体增强件32。胎体增强件32具有在胎冠12下轴向局部延伸的不连续性。

轴向不连续胎体增强件32包括两个胎体帘布层39，每个胎体帘布层39包括设置在径向相邻的胎冠帘布层(在此情况中为帘布层18)的轴向外端部37的轴向内侧的轴向内端部41。此处，径向相邻的胎冠帘布层18的轴向外端部37和胎体增强件32的轴向内端部41之间的距离D3大于或等于10mm，在此情况中D3＝12mm。

图7显示了根据本发明的第四实施方案的轮胎。与前述附图所示类似的元件以相同的附图标记表示。

与第二实施方案相反而与第一实施方案相同，根据第四实施方案的轮胎10的胎侧加强增强件25设置在主束38的轴向外侧，并在每个胎圈24中在轴向上在胎体增强件32的主束38和卷边40之间延伸。

与第二实施方案相同，胎侧加强增强件25在胎冠12下在轴向上至少延伸至轮胎10的中央面M。在此特定的情况中，轮胎10包括从轮胎10的一个胎圈24经过轮胎10的中央面M延伸至另一个胎圈的单一胎侧加强增强件25。

还可以设想存在根据第五实施方案(未示出)的轮胎，其中与根据第一实施方案的轮胎相比，T1＝220tex，R1＝370圈·m-1且T2＝220tex，R2＝240圈·m-1。在此情况中R＝max(K1,i)/min(K2,j)严格大于1，优选R≥1.05，更优选地R≥1.10，甚至更优选地R≥1.30，且更优选地R≥1.40。因为K1,1＝K1,2＝K1且K2,1＝K2,2＝K2，R＝K1/K2＝147.73/95.83＝1.54。R’小于1，在此情况下R’＝0.96。

还可以设想存在根据第六实施方案(未示出)的轮胎，其中与根据第一实施方案的轮胎相比，T1＝110tex，R1＝394圈·m^-1且T2＝144tex，R2＝290圈·m^-1。那么R＝max(K1,i)/min(K2,j)严格大于1，优选地R≥1.05，更优选地R≥1.10。因为K1,1＝K1,2＝K1且K2,1＝K2,2＝K2，R＝K1/K2＝111.24/93.68＝1.19。而且R’＝0.64。

还可以设想具有根据第七实施方案(未示出)的轮胎，其中与根据第一实施方案的轮胎相比，比例R’＝Fm1/Fm2小于1，优选地小于或等于0.8，更优选地小于或等于0.6，且大于或等于0.4，优选地大于或等于0.5。在此第七实施方案中，R’＝0.59。

还可以设想存在根据第八实施方案(未示出)的轮胎，其中与根据第一实施方案的轮胎相比，T1＝144tex，R1＝420圈·m^-1且T2＝334tex，R2＝270圈·m^-1。那么R＝max(K1,i)/min(K2,j)严格大于1。因为K1,1＝K1,2＝K1而K2,1＝K2,2＝K2，R＝K1/K2＝135.67/132.83＝1.02。而且R’＝Fm1/Fm2大于或等于0.4，优选地大于或等于0.5，在此情况中R’＝0.67。

图8显示了根据本发明的第九实施方案的轮胎。与前述附图所示类似的元件以相同的附图标记表示。

下表1和表2整理了上文所述的根据第一、第五、第六、第七和第八实施方案的轮胎(以10₁、10₅、10₆、10₇和10₈表示)的胎体和胎侧增强合股束的各种特征。同样记录了现有技术轮胎T的特性。

应注意，对于每个织物丝状胎体增强元件36，90≤T1,i≤250且340≤R1≤440。优选地，对于第一、第七和第八实施方案，110≤T1,i≤170且390≤R1≤450。优选地，对于第五实施方案，190≤T1,i≤250且340≤R1≤400。优选地，对于第六实施方案，90≤T1,i≤140且370≤R1≤430。

还应注意，对于每个织物丝状胎侧加强件增强元件29，120≤T2,i≤360且220≤R2≤310。优选地，对于第一、第五和第七实施方案，190≤T2,i≤250且210≤R2≤270。优选地，对于第六实施方案，110≤T2,i≤170且260≤R2≤320。优选地，对于第八实施方案，300≤T2,i≤360且240≤R2≤300。

应注意，每个胎体复丝织物合股束的捻度因数K1,i包含在100至155的数值范围内。优选地，对于第一、第五、第七和第八实施方案，K1,i包含在125至155的数值范围内，对于第六实施方案K1,i包含在100至120的数值范围内。

注意到，每个胎侧加强件复丝织物合股束的捻度因数K2,j包含在80至150的数值范围内。优选地，对于第一、第五、第六和第七实施方案，K2,j包含在90至105的数值范围内，对于第八实施方案K2,j包含在125至150的数值范围内。

表1

表2

比较测试

在图9中所示的现有技术的轮胎T分别和根据本发明的第一和第八实施方案的两个轮胎(以10₁和10₈表示)进行比较。每个测试轮胎T和根据本发明的轮胎的尺寸为245/40R18。

轮胎T包括胎体和胎侧加强件帘布层，每个胎体和胎侧加强件帘布层包括相同的胎体和胎侧加强件增强元件。这些轮胎T、10₁和10₈的特性整理在下表3中。

测量每个轮胎的质量。所得数值相对于现有技术的轮胎T的值进行转化，现有技术的轮胎T等同于100的值。比100大的值的程度越大，与现有技术的轮胎T相比的轮胎越轻。

在运行前测试每个轮胎的胎侧加强增强件和胎体增强件的初始断裂力Fi。在运行35,000km后也测试每个轮胎的胎体增强件和胎侧加强增强件的剩余断裂力Fr。所得数值相对于现有技术的轮胎T的值进行转化，现有技术的轮胎T等同于100的值。比100大的值的程度越大，相对于现有技术的轮胎T所得的胎体增强件和胎侧加强增强件的初始断裂力或剩余断裂力越好。

同样对每个轮胎测量在胎肩处的力降D，即比例(Fi-Fr)/Fi。

表3

应注意根据本发明的轮胎10₁和10₈具有基本上等于现有技术的轮胎T的质量，但具有改进的断裂力，即改进的“挤压冲击”耐性，甚至在已经行驶了很多千米之后也是如此。

还应注意，尽管显示出轮胎10₈的力降大于轮胎10₁的力降，10₈具有比轮胎10₁更高的剩余断裂力Fr。特别地，轮胎10₈的初始断裂力Fi远高于轮胎10₁的初始断裂力。因此，与现有技术的轮胎T相比，根据本发明的轮胎10₁和10₈显示出改进的耐久性，特别是轮胎10₈。

本发明不局限于上文所述的实施方案。

特别地，还可以设想根据本发明的轮胎，其中胎冠增强件还包括径向插置于环箍增强件和工作增强件之间的保护增强件。

还可以设想根据本发明的轮胎，其中胎冠增强件不包括环箍增强件但包括保护增强件和工作增强件，保护增强件径向地插置于胎面和工作增强件之间。

还可以设想具有这样的实施方案，其中轮胎包括气密内衬，气密内衬至少部分地覆盖有自密封产品的层。上文所述的与胎体增强元件和胎侧增强元件有关的优点保留并与自密封产品的层的那些优点相互促进地结合，从而不论是通过具有针对“挤压冲击”优化了的耐久性还是其抵抗刺穿的损害作用的事实都获得了对于刺穿更强的轮胎。

上文所描述或设想的各种实施方案的特征还可以结合，只要它们兼容。

因此，可以设想将第五、第六、第七和第八实施方案的胎体丝状增强元件和胎侧加强件增强元件的特征与第二、第三和第九实施方案的轮胎设计相结合。

Claims

1.轮胎(10)，其特征在于，其包括：

覆盖有胎面(20)的胎冠(12)、两个胎侧(22)、两个胎圈(24)，每个胎侧(22)将每个胎圈(24)连接至所述胎冠(12)，

胎体增强件(32)，其锚固在所述胎圈(24)的每一个中，所述胎体增强件(32)从每个胎圈(24)延伸通过每个胎侧(22)并包括织物丝状胎体增强元件(36)，每个织物丝状胎体增强元件(36)包括至少两个胎体复丝织物合股束，所述至少两个胎体复丝织物合股束以捻度R1相互螺旋缠绕，其中R1以圈/米表示，

胎侧加强增强件(25)，其包括织物丝状胎侧加强件增强元件(29)，每个织物丝状胎侧加强件增强元件(29)包括至少两个胎侧加强件复丝织物合股束，所述至少两个胎侧加强件复丝织物合股束以捻度R2相互螺旋缠绕，其中R2以圈/米表示，

其中轮胎(10)R＝max(K1,i)/min(K2,j)>1，其中

K1,i是每个织物丝状胎体增强元件(36)的i个胎体复丝织物合股束的每一个的捻度因数，其定义为K1,i＝R1.[T1,i/(1000.d1,i)]^1/2，其中以tex表示的T1,i是i个胎体复丝织物合股束的每一个的支数，而d1,i是制得i个胎体复丝织物合股束的每一个的材料的密度，每个胎体复丝织物合股束的捻度因数K1,i包含在100至155的数值范围内，

K2,j是每个织物丝状胎侧加强件增强元件(29)的j个胎侧加强件复丝织物合股束的每一个的捻度因数，其定义为K2,j＝R2.[T2,j/(1000.d2,j)]^1/2，其中以tex表示的T2,j是j个胎侧加强件复丝织物合股束的每一个的支数，而d2,j是制得j个胎侧加强件复丝织物合股束的每一个的材料的密度，每个胎侧加强件复丝织物合股束的捻度因数K2,j包含在80至150的数值范围内。

2.根据权利要求1所述的轮胎(10)，其中R≥1.05。

3.根据权利要求1所述的轮胎(10)，其中R≥1.10。

4.根据权利要求1所述的轮胎(10)，其中R≥1.30。

5.根据权利要求1所述的轮胎(10)，其中R≥1.40。

6.根据权利要求1所述的轮胎(10)，其中R≤2。

7.根据权利要求1所述的轮胎(10)，其中R≤1.75。

8.根据权利要求1所述的轮胎(10)，其中R≤1.6。

9.根据权利要求1所述的轮胎(10)，其中所述胎体增强件(32)是轴向不连续的，此不连续性至少部分地在胎冠(12)下轴向延伸。

10.根据权利要求1所述的轮胎(10)，其中所述胎体增强件(32)包括单一胎体帘布层(34)。

11.根据权利要求1所述的轮胎(10)，其中所述胎侧加强增强件(25)包括单一胎侧增强帘布层(27)。

12.根据权利要求1所述的轮胎(10)，其中所述胎体增强件(32)通过围绕胎圈(24)的环形结构(26)向上卷绕而锚固在每个胎圈(24)中，从而形成主束(38)和卷边(40)。

13.根据权利要求1所述的轮胎(10)，包括胎冠增强件(14)，所述胎冠增强件(14)径向地插置于所述胎体增强件(32)和所述胎面(20)之间。

14.根据前一权利要求所述的轮胎(10)，其中，通过包括至少一个胎冠帘布层(16、18、19)的胎冠增强件(14)，所述胎侧加强增强件(25)的径向外端部(35)在径向邻近所述胎侧加强增强件(25)的胎冠帘布层(18)的轴向外端部(37)的轴向内部。

15.根据前一权利要求所述的轮胎，其中所述胎侧加强增强件(25)的径向外端部(35)和径向邻近所述胎侧加强增强件(25)的胎冠帘布层(18)的轴向外端部(37)之间的轴向距离(D2)大于或等于10mm。

16.根据权利要求1所述的轮胎(10)，其中每个胎体复丝织物合股束的捻度因数K1,i包含在125至155的数值范围内。

17.根据权利要求1所述的轮胎(10)，其中每个胎体复丝织物合股束的捻度因数K1,i包含在100至120的数值范围内。

18.根据权利要求1所述的轮胎(10)，其中每个胎侧加强件复丝织物合股束的捻度因数K2,j包含在90至105的数值范围内。

19.根据权利要求1所述的轮胎(10)，其中每个胎侧加强件复丝织物合股束的捻度因数K2,j包含在125至150的数值范围内。

20.根据权利要求1所述的轮胎(10)，其中比例R'＝Fm1/Fm2小于1，其中Fm1是胎体增强件的断裂力，Fm2是胎侧加强增强件的断裂力。

21.根据权利要求1所述的轮胎(10)，其中比例R'＝Fm1/Fm2小于或等于0.8，其中Fm1是胎体增强件的断裂力，Fm2是胎侧加强增强件的断裂力。

22.根据权利要求1所述的轮胎(10)，其中比例R'＝Fm1/Fm2小于或等于0.6，其中Fm1是胎体增强件的断裂力，Fm2是胎侧加强增强件的断裂力。

23.根据权利要求1所述的轮胎(10)，其中比例R'＝Fm1/Fm2大于或等于0.4，其中Fm1是胎体增强件的断裂力，Fm2是胎侧加强增强件的断裂力。

24.根据权利要求1所述的轮胎(10)，其中比例R'＝Fm1/Fm2大于或等于0.5，其中Fm1是胎体增强件的断裂力，Fm2是胎侧加强增强件的断裂力。

25.根据权利要求1所述的轮胎(10)，其中比例R'＝Fm1/Fm2大于或等于0.6，其中Fm1是胎体增强件的断裂力，Fm2是胎侧加强增强件的断裂力。