CN105793066A - 包括低渗透性的胎体增强帘线和可变厚度的橡胶配混物的轮胎 - Google Patents

包括低渗透性的胎体增强帘线和可变厚度的橡胶配混物的轮胎 Download PDF

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Abstract

由至少一层(2)金属增强元件(11)构成的径向轮胎，所述轮胎包括胎冠增强件(5)和胎面(6)，所述胎面由两个胎侧连接至两个胎圈(3)。金属增强元件为非包覆帘线，在被称为渗透性测试的测试中，该非包覆帘线表现出小于20cm3/min的流速，在轮胎胎里(8)的内表面(10)与金属增强元件的最靠近所述内表面的点(17)之间的橡胶混配物的厚度小于或等于3.8mm，并且在周向中平面处所测量的所述厚度与在轮胎的另一个区域中所测量的所述厚度之间的比值大于1.05。

Description

包括低渗透性的胎体增强帘线和可变厚度的橡胶配混物的轮胎
技术领域
本发明涉及具有径向胎体增强件的轮胎，更特别地涉及旨在安装至承载重型载荷并以持久速度行驶的车辆(例如货车、拖拉机、拖车或大客车)的轮胎。
背景技术
在重载车辆的轮胎中，胎体增强件通常锚固在胎圈区域中的两侧上，且在径向上被叠加的至少两个层构成的胎冠增强件所覆盖，所述至少两个层由丝线或帘线形成，所述丝线或帘线在每个层中平行并从一层至下一层交叉并与周向方向形成在10°与45°之间的角度。形成工作增强件的所述工作层可以进一步由至少一个被称为保护层的层所覆盖，所述层由增强元件形成，所述增强元件有利地为金属的、可伸展的且被称为弹性增强元件。其还可以包括具有低伸展性并与周向方向成45°与90°之间的角度的金属丝线或帘线层，被称为三角帘布层的这个帘布层径向位于胎体增强件与被称为工作帘布层的第一胎冠帘布层之间，所述第一胎冠帘布层由角度绝对值不超过45°的平行丝线或帘线形成。三角帘布层与至少所述工作帘布层形成三角增强件，该增强件在其所经受的各种应力下具有低的变形，三角帘布层基本上用于吸收施加在轮胎胎冠区域中的所有增强元件上的横向压缩力。
在“重载”车辆的轮胎的情况下，通常仅存在一个保护层，且其保护元件在大多数情况下以与位于径向最外侧并由此径向邻近工作层的增强元件相同的方向和相同的角度绝对值定向。
轮胎的周向方向或纵向方向是对应于轮胎的外周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与其垂直的方向。
轮胎的旋转轴线是轮胎在正常使用的时候绕其旋转的轴线。
径向平面或子午平面是包含轮胎的旋转轴线的平面。
周向正中平面或赤道平面是垂直于轮胎的旋转轴线并将轮胎分为两半的平面。
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。这样的轮胎被要求行驶的组合条件无疑使得轮胎所行驶的距离增大，因此轮胎磨损降低了，但是另一方面轮胎的耐久性不利地受到影响。为了允许使所述轮胎翻新一次甚至是两次以延长其寿命，需要维持结构特别是使胎体增强件具有足以承受所述翻新的耐久性性能。
由此构造的轮胎在特别恶劣的条件下延长的行驶实际上造成这些轮胎在耐久性方面的限制。
胎体增强件的元件在行驶过程中特别经受弯曲应力和压缩应力，这对其耐久性产生不利影响。特别地，形成胎体层的增强元件的帘线在轮胎行驶的过程中经受高应力，特别是经受重复的弯曲作用或曲率变化，造成丝线处的摩擦并由此造成磨损，并且还造成疲劳；该现象被称为“疲劳磨蚀”。
为了实现其加强轮胎的胎体增强件的作用，所述帘线首先必须具有良好的挠性和高耐挠曲性，这特别暗示其丝线具有相对小的直径，优选小于0.28mm，更优选小于0.25mm，通常小于用在轮胎胎冠增强件的常规帘线中的丝线的直径。
胎体增强件的帘线还经受由于帘线的特有本性而造成的“疲劳磨蚀”现象，所述帘线有利于腐蚀剂(例如氧气和水分)的通过，事实上甚至是排出。这是因为例如当轮胎被切口损坏或更简单地由于轮胎内表面的低渗透性，渗透进入轮胎的空气或水可以通过由于帘线结构的特有事实而在帘线内形成的通道而传送。
通常归于上位概念“疲劳-磨蚀-腐蚀”的所有这些疲劳现象会造成帘线的机械性能逐渐变差，并且在最为恶劣的行驶条件下可能影响帘线的寿命。
为了提高胎体增强件的这些帘线的耐久性，特别已知的是，增加形成轮胎胎里内壁的橡胶层的厚度，从而尽可能大地限制所述层的渗透性。该层通常部分地由丁基合成橡胶组成，以便提高轮胎的气密性。该类型的材料的缺点是增加了轮胎的成本。
同样公知的是，修改所述帘线的构造从而特别地提高橡胶对其的渗透性，并由此限制氧化剂的通过。
此外，在行驶的过程中特别是在恶劣条件下行驶的过程中，胎冠增强件的耐久性特别是充气和承受负载方面可能受到不利地影响，在恶劣条件情况下该不利影响变得明显。
本发明人因此为其自身设定的任务是提供用于“重载”类型的重型车辆轮胎，特别是从“疲劳-腐蚀”或“疲劳-磨蚀-腐蚀”现象的观点来看，所述轮胎对于公路应用的磨损性能得以保持，且无论行驶条件如何，所述轮胎耐久性性能特别是充气和承受负载方面得以提高，并且所述轮胎的制造成本保持为可接受的。
发明内容
根据本发明利用如下的轮胎实现该目的，所述轮胎具有径向胎体增强件，所述径向胎体增强件由至少一层金属增强元件构成，所述轮胎包含胎冠增强件，所述胎冠增强件由增强元件的至少两个工作胎冠层形成，所述至少两个工作胎冠层从一层到另一层交叉并与周向方向形成10°与45°之间的角度，且胎冠增强件自身在径向上被胎面覆盖，所述胎面由两个胎侧连接至两个胎圈，至少一层胎体增强件的金属增强元件为非包覆帘线，在被称为渗透性测试的测试中，该非包覆帘线表现出的流速小于20cm3/min，在径向平面中，至少在轮胎的子午轮廓的一部分上，在轮胎胎里的内表面与胎体增强件的金属增强元件的最靠近胎里的所述内表面的那个点之间的橡胶混配物的厚度小于或等于3.8mm，并且在径向平面中，在轮胎胎里的内表面与胎体增强件的金属增强元件的最靠近胎里的所述内表面的点之间的周向中平面处的橡胶混配物的厚度与在轮胎胎里的内表面与胎体增强件的金属增强元件的最靠近胎里的所述内表面的点之间的轮胎的另一个区域中所测量的橡胶配混物的厚度之间的比值大于1.05。
被称为渗透性测试的测试使得有可能通过在恒定压力下在给定长度的时间内测量沿测试试样通过的空气的体积来确定所测试的帘线对空气的纵向渗透性。如本领域技术人员公知的，这样的测试的原理是证实对帘线进行的处理使得帘线不透气的有效性；其例如描述于标准ASTMD2692-98。
在通过剥离直接从经硫化橡胶帘布层中抽出的帘线上进行测试，所述帘线增强所述硫化橡胶帘布层，因此被固化橡胶所渗透。
测试在2cm长的因此周围覆盖有固化状态的橡胶组合物(或覆盖橡胶)的帘线上以如下方式进行：在1bar压力下将空气送入帘线的入口，并使用流量计测量出口处的空气体积(例如从0至500cm3/min进行校准)。在测量过程中，将帘线的样品固定在压缩气密性密封件(例如由致密泡沫或橡胶制成的密封件)中，使得测量中仅考虑沿着帘线的纵向轴线从一个端部到另一个端部沿帘线通过的空气量；使用固体橡胶测试试样(即不具有帘线的测试试样)预先检查气密性密封件本身的气密性。
测量的平均空气流速(10个测试试样的平均值)越低，帘线的纵向不渗透性越高。由于测量的精确度为±0.2cm3/min，小于或等于0.2cm3/min的测量值被视为零；所述测量值对应于可以被称为沿着帘线的轴线(即在其纵向方向上)气密(完全气密)的帘线。
该渗透性测试还构成间接测量橡胶组合物对帘线的渗透程度的简单手段。所测得的流速越低，橡胶对帘线的渗透程度越高。
在被称为渗透性测试的测试中表现出小于20cm3/min的流速的帘线具有高于66％的渗透程度。
帘线的渗透程度还可以根据下述方法进行估算。在分层帘线的情况下，该方法在于：在第一步骤中，将外层从长度在2cm与4cm之间的样品上除去，然后在纵向方向沿着给定轴线测量有关样品长度的橡胶配混物的长度之和。这些橡胶配混物的长度的测量不包括未沿着该纵向轴线渗透的空间。沿着在样品外围上分布的三根纵向轴线重复这些测量，并在五个帘线样品上重复这些测量。
当帘线包括数个层的时候，对于目前的外层重复第一除去步骤并沿着纵向轴线测量橡胶配混物的长度。
然后计算这样确定的橡胶配混物的长度与样品的长度的所有比值的平均值从而确定帘线的渗透程度。
在轮胎胎里的内表面与增强元件的最靠近所述表面的点之间的橡胶配混物的厚度等于增强元件的最靠近所述表面的所述点的端部在轮胎胎里的内表面上的正交投影的长度。
橡胶配混物的厚度的测量在轮胎的横截面上进行，因此轮胎处于未充气状态。
根据本发明的一个有利实施方案，在轮胎胎里的内表面与胎体增强件的金属增强元件的最靠近胎里的所述内表面的点之间的橡胶混配物的厚度在轮胎的至少三分之二的子午轮廓上小于或等于3.8mm。
根据本发明优选地，在径向平面中，至少在轮胎的子午轮廓的一部分上，在轮胎胎里的内表面与胎体增强件的金属增强元件的最靠近胎里的所述内表面的点之间的橡胶混配物的厚度小于或等于3.6mm，更优选地还小于或等于3.4mm。
本发明人已经能够证实，根据本发明这样制备的轮胎使得在耐久性与制造成本之间的折中方面具有特别有利的改进。特别地，这样的轮胎的耐久性能至少与上述的最佳方案一样好，不管是在正常行驶条件下还是甚至在负荷和/或充气方面更不利的条件下行驶都是如此。而且，由于在胎体增强件与轮胎胎里之间的橡胶配混物层的厚度与常规轮胎的厚度相比至少局部地减小，且该层又是轮胎最昂贵的部件之一，因此该轮胎的制造成本低于常规轮胎的制造成本。在被称作渗透性测试的测试中表现出小于20cm3/min的流速的胎体增强件帘线可以限制与腐蚀相关的风险产生，由此可以将轮胎胎里的内表面与胎体增强件之间的橡胶配混物的厚度最小化。
最后，本发明人已经证实，在特别恶劣的行驶条件(特别是充气方面)下，轮胎胎里的内表面与胎体增强件之间的橡胶配混物的厚度的减小会导致胎冠增强件的损坏且特别是赤道平面中的工作层的增强元件的损坏。
本发明人相信该现象可以由轮胎胎里的内表面与胎体增强件之间的橡胶配混物的性质来解释。常规的轮胎设计结合了两种配混物，形成轮胎胎里(旨在形成气密层)的有效壁的第一配混物。这种类型的配混物通常为基于丁基合成橡胶的配混物并构成轮胎的最昂贵的元件之一。与胎体增强件接触的第二配混物为氧捕获剂类型的配混物且可以使氧化元件的移动减速。本发明人(注意到如果第二配混物的温度高，则该第二配混物的有效性都会更高)已能够证实在厚度上的减小超过一定值的时候，其有效性变得不充足，特别是在赤道平面的区域，该区域为轮胎的温度最不高的区域之一。两种类型的配混物的层在厚度上的减小与特别恶劣的使用条件的结合指引发明人去发现存在这样的厚度限制，该厚度限制有利地不应越过对胎冠增强件而不是对胎体增强件(由于在被称为渗透性测试的测试中帘线表面出小于20cm3/min的低速率，因此该胎体增强件看起来被很好的保护)不利的风险的界限。
在轮胎胎里的内表面与胎体增强件的金属增强元件的最靠近胎里的所述内表面的点之间的周向中平面处的橡胶配混物的厚度与在轮胎胎里的内表面与胎体增强件的金属增强元件的最靠近胎里的所述内表面的点之间的轮胎的另一个区域中所测量的橡胶配混物的厚度之间的比值大于1.05，对应于与轮胎的其他区域的厚度相比所述配混物在轮胎胎里的内表面与赤道平面处的胎体增强件之间的额外厚度(surépaisseur)，这使得可以制备具有令人满意的胎冠增强件耐久性能的轮胎。
根据本发明的一个优选实施方案，在径向平面中，在轮胎的子午轮廓的在轮胎胎里的内表面与胎体增强件的金属增强元件的最靠近胎里的所述内表面的点之间的橡胶混配物的厚度小于或等于3.8mm的所述部分上，所述厚度大于2.4mm，更优选地大于3mm。
根据本发明有利地，在周向中平面中，与轮胎的其他区域相比在轮胎胎里的内表面与胎体增强件之间的配混物的额外厚度通过提供气密性并形成轮胎胎里的壁的表面的配混物层的厚度的增加来获得。本发明人确实已能够证实即使该配混物是最昂贵的，提高该配混物的厚度也是有利地，因为对于如下列出的原因其比提高第二配混物的厚度更有效。
该额外厚度能够在制造轮胎的同时以各种方式获得。第一方法在于在制备橡胶配混物的层的过程中以期望的轮廓形成轮胎胎里的壁以形成这些额外厚度。另一个方法为通过局部地添加橡胶配混物的附加层来制备额外厚度的区域。
根据本发明有利地，在径向平面中，在径向平面中，子午轮廓的如下部分以周向中平面为中心，所述子午轮廓的这部分在轮胎胎里的内表面与胎体增强件的金属增强元件的最靠近胎里的所述内表面的点之间的橡胶混配物的厚度为轮胎的所述另一个区域在轮胎胎里的内表面与胎体增强件的金属增强元件的最靠近胎里的所述内表面的点之间的橡胶混配物的厚度的至少1.05倍。
根据本发明还有利地，轮胎的子午轮廓的以周向中平面为中心的所述部分的轴向宽度比最宽的工作层的轴向宽度大20％。
根据本发明的一个优选实施方案，在径向平面中，至少在轮胎的子午轮廓的在轮胎胎里的内表面与胎体增强件的金属增强元件的最靠近胎里的所述内表面的点之间的橡胶混配物的厚度小于或等于3.8mm的那部分上，形成轮胎胎里的内表面的橡胶混配物的厚度小于2mm，优选地小于或等于1.7mm。
本发明的该优选的实施方案，凭借形成轮胎胎里的内表面的橡胶配混物的厚度在轮胎的子午轮廓的部分上减小至小于2mm的值有利地使得轮胎成本更低，该橡胶配混物通常由丁基合成橡胶制成，丁基合成橡胶为一种成本在轮胎的组成中不可忽略的材料。
根据本发明还优选地，在轮胎的子午轮廓的在轮胎胎里的内表面与胎体增强件的金属增强元件的最靠近胎里的所述内表面的那点之间的橡胶配混物的厚度小于或等于3.8mm的那部分的区域中，橡胶配混物的径向邻近橡胶配混物的径向最内层的那层具有小于2.5mm的且优选小于2mm的厚度。该层(其构成特别地使得来自空气中的氧气被凝固)的厚度还可以减小以便进一步地降低轮胎的成本。
这两层中的每一层的厚度等于一个表面上的一点到所述层的另一表面的正交投影的长度。
根据本发明有利地，在径向平面中，在周向中平面处所测量的形成轮胎胎里的内表面的橡胶配混物的厚度与在轮胎的另一个区域中所测量的形成轮胎胎里的内表面的橡胶配混物的厚度之间的比值大于1.1。
根据本发明的一个有利实施方案，胎体增强件的至少一层的金属增强元件是具有至少两层的帘线，至少一个内层由优选基于至少一种二烯弹性体的不可交联、可交联或经交联橡胶组合物构成的层加护套。
根据本发明的一个优选的实施方案，胎体增强件的帘线在被称为渗透性测试的测试中具有小于10cm3/min的流速，更优选小于2cm3/min的流速。
本发明进一步提出一种轮胎，该轮胎具有径向胎体增强件，所述径向胎体增强件由至少一层增强元件构成，所述轮胎包含胎冠增强件，且胎冠增强件自身在径向上被胎面覆盖，所述胎面由两个胎侧连接至两个胎圈，胎体增强件的至少一层的金属增强元件为具有至少两层的非包覆帘线，至少一个内层由不可交联、可交联或已交联橡胶组合物构成的层加护套，所述橡胶组合物优选地为基于至少一种二烯弹性体的橡胶组合物，在径向平面中，至少在轮胎的子午轮廓的一部分上，在轮胎胎里的内表面与胎体增强件的金属增强元件的最靠近胎里的所述内表面的点之间的橡胶混配物的厚度小于或等于3.8mm，并且在径向平面中，在轮胎胎里的内表面与胎体增强件的金属增强元件的最靠近胎里的所述内表面的点之间的周向中平面处所测量的橡胶混配物的厚度与在轮胎胎里的内表面与胎体增强件的金属增强元件的最靠近胎里的所述内表面的点之间的轮胎的另一个区域中所测量的橡胶配混物的厚度之间的比值大于1.05。
在本发明的含义内，具有至少两个层并且至少一个内层用由聚合物组合物组成的层加护套的帘线在被称为渗透性测试的测试中具有小于20cm3/min，有利地小于2cm3/min的流速。
表述“基于至少一种二烯弹性体的组合物”以已知的方式意指组合物具有主要含量(即大于50重量％的份数)的这种或这些二烯弹性体。
应当注意到，根据本发明的护套在其覆盖的层周围连续延伸(亦即，该护套在帘线的“径向正交”方向上是连续的，该方向垂直于其半径)，从而形成有利地具有几乎圆形的横截面的连续套筒。
还应注意到，加护套的橡胶组合物可以为可交联或经交联的类型；换言之，其根据定义包含交联体系，所述交联体系适合允许组合物在其固化(即其硬化而非其熔化)的过程中交联，因此该橡胶组合物可以被描述为不可熔化的，因为无论温度如何其均不能通过加热熔化。
术语“二烯”弹性体或橡胶以已知的方式表示至少部分(亦即均聚物或共聚物)基于二烯单体(具有两个共轭或非共轭碳-碳双键的单体)的弹性体。
优选地，橡胶护套的交联体系被称为硫化体系，换言之基于硫(或硫给体试剂)和主硫化促进剂的体系。可以将各种已知的硫化活性剂或次促进剂加入这种基础硫化体系。
除了所述交联体系之外，根据本发明的护套的橡胶组合物可以包括可以用在轮胎的橡胶组合物中的所有常规成分，例如基于炭黑和/或无机增强填料如二氧化硅的增强填料，抗老化剂例如抗氧化剂、增量油、增塑剂或促进组合物在未加工状态下的使用的试剂，亚甲基受体和给体，树脂，双马来酰亚胺，已知的“RFS”(间苯二酚-甲醛-二氧化硅)类型的粘合促进剂，或金属盐，特别是钴盐。
优选地，选择该护套的组合物使其与根据本发明的帘线旨在增强的橡胶基质所使用的组合物相同。因此，在护套和橡胶基质的各自的材料之间不存在可能不相容性的问题。
根据本发明的一个替代形式，胎体增强件的至少一个层的金属增强元件为可以用作轮胎胎体增强件的增强元件的[L+M]或[L+M+N]构造的分层金属帘线，包括由至少一个中间层C2环绕的第一层C1，第一层C1具有L根直径d1的丝线，其中L的范围为1至4，所述中间层C2具有M根直径d2的以捻距p2螺旋缠绕在一起的丝线，其中M的范围为3至12，所述层C2可能地被外层C3环绕，外层C3为N根直径d3的以捻距p3螺旋缠绕在一起的丝线，其中N的范围为8至20，护套由基于至少一种二烯弹性体的不可交联、可交联或经交联的橡胶组合物组成，所述橡胶组合物以构造[L+M]覆盖所述第一层C1，并且以构造[L+M+N]覆盖至少所述层C2。
优选地，内层(C1)的第一层的丝线的直径在0.10mm与0.50mm之间，且外层(C2、C3)的丝线的直径在0.10mm与0.50mm之间。
还优选地，外层(C3)的所述丝线所缠绕的螺旋捻距在8mm与25mm之间。
在本发明的含义之内，螺旋捻距表示平行于帘线轴线测得的长度，在其端部处，具有该捻距的丝线围绕帘线的轴线完成一整圈；因此，如果该轴线由垂直于所述轴线的两个平面截开并由等于形成帘线的层的丝线捻距的长度分离，则在这两个平面中的该丝线的轴线在对应于所述丝线层的两个圆上的位置相同。
有利地，帘线具有如下一个特征，甚至更优选地具有如下所有特征，这些特征为：
-层C3为饱和层，亦即在该层中不存在加入直径d3的至少一根第(N+1)根丝线的足够空间，N则表示能够缠绕成围绕层C2的层的丝线的最大数量；
橡胶护套还覆盖内层C1，和/或将中间层C2的相邻的成对丝线分离；
橡胶护套几乎覆盖层C3的每一根丝线的径向内侧半圆周，从而使其将该层C3的相邻的成对丝线分离。
优选地，橡胶护套具有0.010mm至0.040mm的平均厚度。
通常地，可以实施本发明以利用任何类型的金属丝线(特别是钢丝，例如由碳钢制成的丝线和/或由不锈钢制成的丝线)形成如上所述的胎体增强件的帘线。优选使用碳钢，但是当然有可能使用其他钢或其他合金。
当使用碳钢时，其碳含量(钢的重量％)优选在从0.1％至1.2％范围内，更优选地从0.4％至1.0％；这些含量代表轮胎所需的机械性能和丝线的可加工性之间的良好折衷。应当注意到，介于0.5％与0.6％之间的碳含量最终使得这样的钢较为低廉，因为其更加容易拉制。取决于目标应用，本发明的另一个有利的实施方案还可以包括使用具有低碳含量(例如在0.2％与0.5％之间)的钢，这特别是因为更低的成本和更大的易拉制性。
根据本发明的帘线可以通过本领域技术人员已知的各种技术例如在两个阶段中获得，首先通过挤出头给芯部或中间L+M结构(层C1+C2)加护套，该阶段之后为通过围绕这样加护套的层C2缆合或捻合剩余的N根丝线(层C3)的最终操作的第二步骤。在任何可能的中间缠绕和解绕操作的过程中，由橡胶护套造成的未加工状态下的粘性问题可以以本领域技术人员已知的方式克服，例如通过使用塑料材料的中间膜克服。
为了预防在亚充气模式下进行的潜在使用，本发明的一个替代形式这样设置轮胎的其他区域，其中，在子午平面，在这些所述其他区域在轮胎胎里的内表面与胎体增强件的金属增强元件的最靠近胎里所述内表面的点之间测量的橡胶配混物的厚度与轮胎的另外的(类似与子午平面区域不同的)区域在轮胎胎里的内表面与胎体增强件的金属增强元件的最靠近胎里的所述内表面的点之间测量的橡胶配混物的厚度之间的比值大于1.1。
在这些所述其他区域中，轮胎胎里的内表面与胎体增强件的金属增强元件的最靠近胎里的所述内表面的点之间的橡胶配混物厚度有利地大于3.8mm。
根据本发明的该替代形式，在轮胎的由于变形而负载最重的那部分中，特别地在轮胎的对应于其胎肩的区域中，轮胎胎里的内表面与胎体增强件的金属增强元件的最靠近胎里的所述内表面的点之间的厚度有利地大于3.8mm。
根据本发明的该替代形式，轮胎轮廓的至少两部分在轮胎胎肩端部在轮胎内表面上的正交投影上集中在20mm(在轮胎胎里的内表面的曲线横坐标上测得)之内，所述至少两部分在轮胎胎里的内表面与胎体增强件的金属增强元件的最靠近胎里的所述内表面的点之间的橡胶混配物的厚度大于3.8mm。
在本发明的含义中，在轮胎胎肩的区域中，胎肩端部由一方面胎面的轴向外端(胎面花纹块的顶部)的表面的切线与另一方面胎侧的径向外端的表面的切线的相交点在轮胎外表面上的正交投影限定。
根据本发明的该替代形式还有利地，这些所述其他区域(例如对应于轮胎的胎肩)的额外厚度通过增加不基于丁基合成橡胶的配混物而获得，以便尽可能地限制轮胎的制造成本。本发明人确实已能够证实在该情况下额外厚度的效果在本质上为源于刚度的局部增加的机械效果，所述刚度有利于抵抗作用在轮胎上的变形。
根据本发明的其他替代性实施方案，胎冠增强件进一步包括至少一个周向增强元件的层。
本发明的一个优选的实施方案还提供使胎冠增强件通过被称为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在径向外侧上得到补充，所述增强元件以相对于周向方向在10°与45°之间的角度定向，且方向与由与其径向邻近的工作层的不可伸展的元件形成的角度相同。
保护层可以具有比最窄工作层的轴向宽度更小的轴向宽度。所述保护层还可以具有比最窄工作层的轴向宽度更大的轴向宽度，从而使得其覆盖最窄工作层的边缘，并且使得(如果径向最上层为最窄工作层)其在附加增强件的轴向延长部分上在轴向宽度上联接至最宽工作胎冠层，然后在轴向最外侧位置上通过厚度为至少2mm的成型元件而从所述最宽工作层分离。在上述情况下，由弹性增强元件形成的保护层一方面可以通过成型元件(该成型元件的厚度大体上小于使两个工作层的边缘分隔的成型元件的厚度)从所述最窄工作层的边缘分离(如果需要的话)，另一方面，具有小于或大于最宽胎冠层的轴向宽度的轴向宽度。
根据本发明的前述实施方案中的任一者，胎冠增强件可以进一步通过由钢制成的不可伸展的金属增强元件的三角层在胎体增强件与最接近所述胎体增强件的径向内侧工作层之间在径向内侧上得到补充，所述金属增强元件与周向方向形成大于60°的角度，且方向与由径向最近的胎体增强件层的增强元件形成的角度相同。这样的三角层可以替代性地利用两个彼此轴向远离的半层而制备并有利地位于关于周向中平面对称的位置。
附图说明
本发明的其他细节和有利特征将会从以下参考图1至图3的本发明的示例性实施方案的描述中变得显而易见，这些附图显示了：
-图1a显示了根据本发明的一个实施方案的轮胎的子午示意图，
-图1b为图1a的示意图的一部分的局部放大图，
-图1c为图1a的示意图的另一部分的局部放大图，
-图2为图1中的轮胎的胎体增强帘线的示意性横截面图；
-图3为根据本发明的胎体增强帘线的第一个其他示例的示意性横截面图，
-图4为根据本发明的胎体增强帘线的第二个其他示例的示意性横截面图，
为了更容易理解，附图没有按比例显示。
具体实施方式
在图1a中，规格为315/70R22.5的轮胎1包括径向胎体增强件2，该径向胎体增强件2锚固在两个围绕胎圈线4的胎圈3中。胎体增强件2由金属帘线的单个层11以及两个压延层13形成。胎体增强件2由胎冠增强件5环箍，该胎冠增强件5本身由胎面6所覆盖。胎冠增强件5从内侧朝着外侧沿径向由如下层形成：
-不可伸展的非包覆11.35金属帘线形成的第一工作层，所述金属帘线在帘布层的整个宽度上连续并以18°的角度定向，
-不可伸展的非包覆11.35金属帘线形成的第二工作层，所述金属帘线在帘布层的整个宽度上连续并以18°的角度定向并且与第一工作层的金属帘线交叉，
-保护层，其由弹性6x35金属帘线形成。
构成胎冠增强件5的这些层的组合在附图中未具体显示。
限定轮胎胎里的内表面10具有不规则性，例如具有根据本发明对应于部分9的类似凸台的形状，该部分9在内表面10与胎体增强件2之间的厚度大于轮胎的子午轮廓的其余部分。
图1b为图1a中的区域7a的放大图，其被稍微的修改使得本发明更易于理解；具体而言，凸台9在其轴向方向上被减小以使得其在该图1b中能够被更清楚地辨认。该图1b特别地表示出橡胶配混物的厚度D，该厚度D在轮胎胎里8的内表面10与增强元件11的最接近部分9处的所述表面10的点17之间。该厚度D等于在部分9处最大厚度的位置处增强元件11的最接近所述表面10的点17在表面10上正交投影的长度。该厚度D为置于胎体增强件2的所述增强元件11之间的各种橡胶配混物的厚度的总和；其一方面对应径向上在胎体增强件的内侧上的压延层13的厚度，另一方面，其对应形成轮胎1的内壁的橡胶配混物的各个层14、15和16的各个厚度。
上文描述的层15部分地由丁基合成橡胶制成，以便提高轮胎的气密性。层14有利地包含特别地使空气中的氧气凝固的成分。由于制成这些层的材料的成本相当大，因此这两个层厚度上的减小有利于减少轮胎的成本。如前文所解释，局部地设置在部分9中的轮胎的子午轮廓上的层16有利地在组合物方面与层15相似。
部分9处的厚度D等于3.9mm。
图1c显示图1a中的区域7b的放大图并特别地表示出轮胎胎里8的内表面10与增强元件11的最接近所述表面10的点12之间的橡胶配混物的厚度E。该厚度E等于增强元件11的最接近所述表面10的点12在表面10上正交投影的长度。该厚度E为置于所述胎体增强件2的所述增强元件11之间的各种橡胶配混物的厚度的总和；其一方面对应径向上在胎体增强件的内侧上的压延层13的厚度，其另一方面对应形成轮胎1的内壁的橡胶配混物的各个层14、15的厚度e1、e2。而且这些厚度e1、e2等于相关的各个层14或15的一个表面上的点到另一个表面上的正交投影的长度。
这些厚度测量在轮胎的横截面上进行，因此该轮胎没有安装或充气。
E的测量值等于3.6mm。
e1和e2的值分别等于1.7mm和1.7mm。
厚度D与厚度E的比值等于1.08，并由此大于1.05。
此外，配混物15和16的厚度的总和与配混物15的厚度的比值等于1.18，并由此大于1.1。
有利地根据本发明，层16的最大厚度包括在0.2mm与1mm之间，并有利地还小于0.5mm。
内表面10与胎体增强件2之间的厚度的局部增加是与降低轮胎成本相反方向的步骤，但其也达成了令人满意的耐久性/成本的折中。
图2为图1中的轮胎1的胎体增强帘线21的横截面的示意图。该帘线21为由中心核、中间层以及外层构成的1+6+12结构的非包覆分层帘线，中心核由一根丝线22形成，中间层由六根丝线23形成，外层由十二根丝线25形成。
其具有如下特征(d和p以mm表示)：
-1+6+12结构；
-d1＝0.20(mm)；
-d2＝0.18(mm)；
-p1＝10(mm)；
-d3＝0.18(mm)；
-p2＝10(mm)；
-(d2/d3)＝1；
其中d2和p2分别是中间层的直径和螺旋捻距，并且d3和p3分别是外层的丝线直径和螺旋捻距。
通过由丝线22形成的中心核和由六根丝线23形成的中间层构成的帘线的芯部通过基于未硫化二烯弹性体(处于未加工状态)的橡胶组合物24加护套。通过由六根丝线23环绕的丝线22构成的芯部的挤出头获得所述护套，然后是围绕这样加护套的芯部捻合或缆合12根丝线25的最终操作。
根据上述方法测得的帘线31的渗透性等于95％。
构成橡胶护套24的弹性体组合物由上述组合物制成，并且在这个例子中与帘线意在加强的胎体增强件的压延层13的配方具有基于天然橡胶和炭黑的相同的配方。
图3显示了能够用于根据本发明的轮胎中的另一个胎体增强件帘线31的横截面的示意图。该帘线31为由中央芯部和外层构成的3+9结构的非包覆分层帘线，所述中央芯部由一起捻合的三根丝线32构成的帘线形成，所述外层由九根丝线33形成。
其具有如下特征(d和p以mm表示)：
-3+9结构；
-d1＝0.18(mm)；
-p1＝5(mm)；
-(d1/d2)＝1；
-d2＝0.18(mm)；
-p2＝10(mm)；
其中d1和p1分别是中央芯部的丝线的直径和螺旋捻距，且d2和p2分别是外层的丝线的直径和螺旋捻距。
由三根丝线32形成的帘线构成的中央芯部通过基于未硫化二烯弹性体(未加工状态)的橡胶组合物34加护套。通过帘线32的挤出头获得所述护套，然后是围绕这样加护套的芯部缆合9根丝线33的最终操作。
根据上述方法测得的帘线31的渗透性等于95％。
图4显示了能够用于根据本发明的轮胎中的另一个胎体增强件帘线41的横截面的示意图。该帘线41为由中心核和外层构成的1+6结构的非包覆分层帘线，所述中心核由一根丝线42形成，所述外层由六根丝线43形成。
其具有如下特征(d和p以mm表示)：
-1+6结构；
-d1＝0.200(mm)；
-(d1/d2)＝1.14；
-d2＝0.175(mm)；
-p2＝10(mm)；
其中d1是核的直径，且d2和p2分别是外层的丝线的直径和螺旋捻距。
由丝线42构成的中心核通过基于未硫化二烯弹性体(未加工状态)的橡胶组合物44加护套。通过丝线42的挤出头获得所述护套，然后是围绕这样加护套的核而缆合6根丝线43的最终操作。
根据上述方法测得的帘线41的渗透性等于95％。
使用根据本发明制备的根据图1和2的描述的轮胎进行测试，且用被称为参照轮胎的轮胎进行其他测试。
第一参照轮胎与根据本发明的轮胎的不同之处在于，胎体增强件的帘线不具有护套层24，且在轮胎胎里的内表面与增强元件的最靠近所述表面的点之间的橡胶混配物的厚度E等于5mm，厚度e1和e2的每一个在轮胎的整个子午轮廓上等于2.5mm。
第二参照轮胎与根据本发明的轮胎的不同之处在于不存在凸台9且由此不存在层16。
在测试机上进行滚动道路耐久性测试，该测试机在轮胎上施加4415daN的负荷和40km/h的速度，且掺杂的氧气对轮胎进行充气。在与参照轮胎所使用的条件相同的条件下在根据本发明的轮胎上进行测试。轮胎一表现出退化就将行驶操作停止。
由此进行的测试证明在根据本发明的轮胎的情况下在每次测试的过程中所经过的距离是有利的，根据本发明的轮胎比第一参照轮胎所经过的距离大致多50％。第二参照轮胎本身所经过的距离比第一参照轮胎所经过的距离多大约20％。
此外，根据本发明的轮胎的制造成本并不像第一参照轮胎的制造成本那样高，根据本发明的轮胎的情况下材料成本与第一参照轮胎相比低3％。
此外，根据本发明的轮胎的优点为与第一参照轮胎相比更轻，根据本发明的轮胎的重量与第一参照轮胎相比轻3％。

Claims (13)

1.一种具有径向胎体增强件的轮胎，所述径向胎体增强件由至少一层金属增强元件构成，所述轮胎包含胎冠增强件，所述胎冠增强件由增强元件的至少两个工作胎冠层形成，所述至少两个工作胎冠层从一层到另一层交叉并与周向方向形成10°与45°之间的角度，所述胎冠增强件自身在径向上被胎面覆盖，所述胎面由两个胎侧连接至两个胎圈，其特征在于，胎体增强件的至少一个层的金属增强元件为非包覆帘线，在被称为渗透性测试的测试中，该非包覆帘线表现出小于20cm3/min的流速，在径向平面中，至少在轮胎的子午轮廓的一部分上，在轮胎胎里的内表面与胎体增强件的金属增强元件的最靠近胎里的所述内表面的点之间的橡胶混配物的厚度小于或等于3.8mm，并且在径向平面中，在轮胎胎里的内表面与胎体增强件的金属增强元件的最靠近胎里的所述内表面的点之间的周向中平面处所测量的橡胶混配物的厚度与在轮胎胎里的内表面与胎体增强件的金属增强元件的最靠近胎里的所述内表面的点之间的轮胎的另一个区域中所测量的橡胶配混物的厚度之间的比值大于1.05。
2.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述胎体增强件的至少一层的金属增强元件为具有至少两层的帘线，并且至少一个内层由优选地基于至少一种二烯弹性体的不可交联、可交联或经交联橡胶组合物构成的层加护套。
3.根据权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于，在被称为渗透性测试的测试中，所述帘线表现出小于10cm3/min，并且优选地小于2cm3/min的流速。
4.一种具有径向胎体增强件的轮胎，所述径向胎体增强件由至少一层增强元件构成，所述轮胎包含胎冠增强件，且胎冠增强件自身在径向上被胎面覆盖，所述胎面由两个胎侧连接至两个胎圈，其特征在于，胎体增强件的至少一个层的金属增强元件为具有至少两层的非包覆帘线，至少一个内层由优选地基于至少一种二烯弹性体的不可交联、可交联或经交联橡胶组合物构成的层加护套，在径向平面中，至少在轮胎的子午轮廓的一部分上，在轮胎胎里的内表面与胎体增强件的金属增强元件的最靠近胎里的所述内表面的点之间的橡胶混配物的厚度小于或等于3.8mm，并且在径向平面中，在轮胎胎里的内表面与胎体增强件的金属增强元件的最靠近胎里的所述内表面的点之间的周向中平面处所测量的橡胶混配物的厚度与在轮胎胎里的内表面与胎体增强件的金属增强元件的最靠近胎里的所述内表面的点之间的轮胎的另一个区域中所测量的橡胶配混物的厚度之间的比值大于1.05。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的轮胎，其特征在于，在径向平面中，至少在轮胎的子午轮廓的在轮胎胎里的内表面与胎体增强件的金属增强元件的最靠近胎里的所述内表面的点之间的橡胶混配物的厚度小于或等于3.8mm的那部分上，形成轮胎胎里的内表面的橡胶混配物的厚度小于或等于1.7mm。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的轮胎，其特征在于，在径向平面中，在周向中平面处所测量的形成轮胎胎里的内表面的橡胶配混物的厚度与在轮胎的另一个区域中所测量的形成轮胎胎里的内表面的橡胶配混物的厚度之间的比值大于1.1。
7.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎，其特征在于，在轮胎胎里的内表面与胎体增强件的金属增强元件的最靠近胎里的所述内表面的点之间的橡胶混配物的厚度在轮胎的子午轮廓的至少三分之二上小于或等于3.8mm。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的轮胎，其特征在于，在径向平面中，子午轮廓的如下部分以周向中平面为中心，所述子午轮廓的所述部分在轮胎胎里的内表面与胎体增强件的金属增强元件的最靠近胎里的所述内表面的点之间的橡胶混配物的厚度为轮胎的所述另一个区域在轮胎胎里的内表面与胎体增强件的金属增强元件的最靠近胎里的所述内表面的点之间的橡胶混配物的厚度的至少1.05倍。
9.根据权利要求8所述的轮胎，其特征在于，轮胎的子午轮廓的以周向中平面为中心的所述部分的轴向宽度比最宽的工作层的轴向宽度大20％。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的轮胎，其特征在于，胎体增强件的至少一个层的金属增强元件为能够用作轮胎胎体增强件的增强元件的[L+M]或[L+M+N]构造的分层金属帘线，所述分层金属帘线包括由至少一个中间层C2环绕的第一层C1，所述第一层C1具有L根直径d1的丝线，其中L的范围为1至4，所述中间层C2具有M根直径d2的以捻距p2螺旋缠绕在一起的丝线，其中M的范围为3至12，所述层C2可能由外层C3环绕，所述外层C3为N根直径d3的以捻距p3螺旋缠绕在一起的丝线，其中N的范围为8至20，并且由基于至少一种二烯弹性体的不可交联、可交联或经交联的橡胶组合物构成的护套以构造[L+M]覆盖所述第一层C1，并且以构造[L+M+N]覆盖至少所述层C2。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的轮胎，其特征在于，所述胎冠增强件进一步包含至少一个周向增强元件层。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的轮胎，其特征在于，胎冠增强件通过被称为弹性增强元件的增强元件的被称为保护帘布层的至少一个附加帘布层在径向上的外侧得到补充，所述增强元件相对于周向方向以在10°与45°之间的角度定向，且方向与由与其径向相邻的工作帘布层的不可伸展的元件形成的角度相同。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的轮胎，其特征在于，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周向方向形成大于60°的角度。
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