CN107949489A - 包括具有低碳含量的胎体增强件帘线的轮胎 - Google Patents

包括具有低碳含量的胎体增强件帘线的轮胎 Download PDF

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Abstract

本发明涉及具有径向胎体增强件的轮胎(1)，所述轮胎的轮辋座直径小于或等于19.5英寸。根据本发明，所述胎体增强件的至少一个层(2)的金属增强元件为由碳重量含量C满足0.01％<C<0.4％的多根钢丝组成的分层帘线，所述胎体增强件的至少一个层的每单位宽度的断裂力在20daN/mm和50daN/mm之间并且所述帘线的直径小于0.7mm。

Description

包括具有低碳含量的胎体增强件帘线的轮胎
技术领域
本发明涉及具有径向胎体增强件的轮胎，特别涉及将要装备“轻型卡车”型车辆(例如货车或厢式货车)的轮胎。
背景技术
通常地，在轻型卡车车辆的轮胎中，胎体增强件在每一侧锚固至胎圈区域中并且沿径向被胎冠增强件覆盖。
胎冠增强件由至少两个重叠层构成，所述至少两个重叠层由丝线或帘线形成，所述丝线或帘线在每个层内平行并且从一个层至下一个层交叉，与周向方向形成在10°和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覆盖，所述层由增强元件形成，所述增强元件有利地为金属和可伸展的并且被称为弹性增强元件。其还可以包括具有低伸展性的金属丝线或帘线的层，所述金属丝线或帘线与周向方向形成在45°和90°之间的角度，称为三角帘布层的该帘布层在径向上位于胎体增强件和第一胎冠帘布层之间，所述第一胎冠帘布层被称为工作帘布层并且由平行的丝线或帘线形成，所述丝线或帘线以绝对值不超过45°的角度铺设。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。
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。
周向正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。
由此构造的轻型卡车型轮胎在特别恶劣的条件下延长的行驶造成这些轮胎的耐久性方面出现限制。
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，这对其耐久性具有不利影响。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，特别是重复的弯曲作用或曲率变化，造成丝线处的摩擦作用并因此造成磨损，并且还造成疲劳；该现象被称为“疲劳磨蚀”。
为了执行其增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柔韧性和高耐挠曲性，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本性而造成的“疲劳腐蚀”现象，所述“疲劳腐蚀”现象有利于腐蚀剂(例如氧气和水分)的通过，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渗透性(尽管较低)，渗透进入轮胎的空气或水可以通过由于帘线结构的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造成帘线的机械性质逐渐恶化，并且在最为恶劣的行驶条件下可能影响这些帘线的寿命。
为了改进胎体增强件的这些帘线的耐久性，特别已知的是，增加形成轮胎胎腔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橡胶构成，从而增加轮胎的气密性。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增加橡胶对帘线的渗透性，因此限制氧化剂的通道尺寸。
经证明这些解决方案能够改进轮胎的耐久性性能，但是在多数情况下所述轮胎的制造成本较高。
发明内容
本发明人因此为其自身设定的任务是提供“轻型卡车”型的重型车辆的轮胎，所述轮胎的耐久性性能特别是在“疲劳腐蚀”或“疲劳-磨蚀-腐蚀”现象方面得以改进而无论行驶条件如何，并且制造成本降低。
根据本发明通过具有径向胎体增强件的轮胎实现该目的，所述径向胎体增强件由至少一个金属增强元件层组成，所述轮胎的轮辋座直径小于或等于19.5英寸，所述轮胎包括胎冠增强件，所述胎冠增强件本身被胎面沿径向覆盖，所述胎面经由两个胎侧结合至两个胎圈，所述胎体增强件的至少一个层的金属增强元件为由碳重量含量C满足0.01％≤C<0.4％的多根钢丝组成的分层帘线，所述胎体增强件的至少一个层的每单位宽度的断裂力在20daN/mm和50daN/mm之间并且所述帘线的直径小于0.7mm。
对于本发明的目的，轮胎的轮辋座直径是ETRTO手册中描述的适合安装轮辋的直径。
通过在增强元件上测量，通过层中增强元件的密度(所述密度本身的定义是每单位宽度的增强元件的数目)确定增强元件层的每单位宽度的断裂力。
通过视觉计算10cm宽的未变形织物样本上存在的丝线的数目进行密度测量。计算的丝线数目直接获得单位为“根丝线/dm”的织物密度值。在轮胎的胎圈区域沿径向在胎圈线的内部进行测量。
至于金属帘线，根据1984年的标准ISO 6892在牵引下进行机械性质的测量，特别是断裂力(单位为N的最大负荷)的测量。
在新轮胎上进行增强元件的机械性质的测量。
对于本发明的目的，“分层”或“多层”帘线是由中央芯部和围绕该芯部设置的一个或多个同轴丝线层组成的帘线。
根据本发明的轮胎的胎体增强件的帘线可以是缠绕帘线或非缠绕帘线。对于本发明的目的，根据本发明的小于0.7mm的帘线直径是不考虑缠丝(如果存在所述缠丝的话)测得的帘线直径。
本发明人已经能够证实，根据本发明这样制备的轮胎造成在耐久性和制造成本之间的折衷方面的特别有利的改进。事实上，无论行驶条件如何，所述轮胎的耐久性性质至少与上述最佳解决方案一样好。胎体增强件的帘线由碳重量含量C满足0.01％≤C<0.4％的多根钢丝组成，使得能够限制胎体增强件的增强体在行驶过程中可能出现的氧化风险。此外，胎体增强件层的每单位宽度的断裂力在20daN/mm和50daN/mm之间，并且所述胎体增强件层的所述帘线的直径小于0.7mm，表明相比于常规轮胎更少量的金属，造成比常规轮胎更低的轮胎制造成本。轻型卡车型轮胎的胎体增强件层的每单位宽度的断裂力通常大于50daN/mm。对于本领域技术人员来说，胎体增强件中金属量的减少意味着轮胎的耐久性性能的降低，而这是无法预期的。本发明限定的胎体增强件能够实现如下效果组合：通过减少轮胎中的金属重量使得成本降低，并且通过使用由碳重量含量C满足0.01％≤C<0.4％的钢丝组成的胎体增强件帘线，特别是在“疲劳-腐蚀”或“疲劳-磨蚀-腐蚀”现象方面的耐久性性能得以保持。
根据本发明优选地，所述钢丝的以MPa表示的最大拉伸强度R满足R≥175+930.C–600.ln(d)和R≥1500MPa。
最大拉伸强度或最终拉伸强度对应于使丝线断裂所需的力。记为R(以MPa表示)的最大拉伸强度的测量根据1984年的标准ISO 6892进行。
即使在一些情况下最大拉伸强度可能低于现有技术的具有更高的碳重量含量C的丝线，根据本发明的丝线对疲劳和腐蚀更不敏感，这改进了轮胎的耐久性并且补偿了其最大拉伸强度的任何初期不足。
此外，由于碳重量含量C相对较低，丝线的可拉制性得以改进，即能够通过拉制使丝线充分加工硬化从而赋予其优异的机械强度性质，特别是令人满意的最大拉伸强度。因此能够减小丝线的直径，并且因此减轻轮胎的重量，同时维持足以增强轮胎的机械强度。
根据本发明还优选地，所述钢丝的铬重量含量Cr满足Cr<12％。
使用低的铬含量Cr能够获得在与环境相关的限制方面具有优点的丝线。实际上，铬的使用需要特别是在回收所述丝线的过程中采用特定的昂贵手段，凭借根据本发明的丝线可以避免所述昂贵手段。
根据本发明有利地，钢的微结构完全为铁素体、珠光体或这些微结构的混合物。
因此，钢的微结构不含马氏体和/或贝氏体。铁素体-马氏体微结构造成铁素体相和马氏体相之间的不希望的分裂。马氏体微结构不够柔软因此不允许拉制丝线，丝线可能过于频繁地断裂。
铁素体、珠光体或铁素体-珠光体微结构与其它微结构(特别是马氏体或贝氏体微结构)的不同之处在于金相观察。铁素体-珠光体微结构具有铁素体晶粒和层状珠光体区域。相反，马氏体微结构包括板状物和/或针状物，本领域技术人员知晓如何区分板状物和/或针状物与铁素体-珠光体和珠光体微结构的晶粒和片晶。
根据本发明更优选地，钢的微结构为完全铁素体-珠光体。
根据本发明的所述丝线由钢制成，亦即其主要(即大于50重量％)或完全(100重量％)由标准NF EN10020中定义的钢组成。根据该标准，钢为包含比任何其它元素更多的铁的材料，所述材料具有小于2％的碳含量并且包含其它合金元素。还根据该标准，钢任选包含其它合金元素。
优选地，钢为标准NF EN10020中定义的非合金钢。因此，除了碳和铁之外，钢还包含根据标准NF EN10020的量的其它已知的合金元素。
在另一个实施方案中，钢为标准NF EN10020中定义的合金钢。在该实施方案中，除了碳和铁之外，钢还包含其它已知的合金元素。
优选地，钢不为标准NF EN10020中定义的不锈钢。因此，在该实施方案中，钢优选包含至多10.5重量％的铬。
有利地，丝线具有的碳重量含量C满足0.07％≤C≤0.3％，优选0.1％≤C≤0.3％，更优选0.15％≤C≤0.25％。
有利地，R≥350+930.C–600.ln(d)，优选R≥500+930.C–600.ln(d)，更优选R≥700+930.C–600.ln(d)。
有利地，d大于或等于0.10mm并且优选大于或等于0.12mm。
当直径d过小时，丝线的工业生产成本变得过高并且与批量生产不相容。
在一些实施方案中，d>0.15mm并且R≥1800MPa，优选d>0.15mm并且R≥1900MPa。
有利地，d小于或等于0.40mm，优选小于或等于0.25mm，更优选小于或等于0.23mm，甚至更优选小于或等于0.20mm。
当直径d过大时，对于在轮胎的某些帘布层(特别是例如重型负载车辆类型的车辆的胎体增强件)中使用丝线来说，丝线的柔性和耐久性过低。
在一些实施方案中，d≤0.15mm并且R≥2000MPa，优选d≤0.15mm并且R≥2100MPa。
根据本发明的一个实施方案，胎体增强件的至少一个层的金属增强元件为[L+M]或[L+M+N]构造的分层金属帘线，所述分层金属帘线用作轮胎胎体增强件中的增强元件，所述分层金属帘线包括被至少一个中间层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可能被外层C3环绕，所述外层C3具有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。
优选地，内层(C1)的第一层的丝线的直径在0.10和0.4mm之间，并且外层(C2、C3)的丝线的直径在0.10和0.4mm之间。
还优选地，外层(C3)的所述丝线所缠绕的螺旋捻距在8和25mm之间。
在本发明的含义内，捻距表示平行于帘线轴线测得的长度，在所述长度的端部处，具有该捻距的丝线围绕帘线轴线完成一整圈；因此，如果轴线由垂直于所述轴线的两个平面截开并且由等于构成帘线层的丝线捻距的长度分离，该丝线的轴线在这两个平面中具有在对应于所考虑的丝线层的两个圆上的相同位置。
在根据本发明的L+M构造中，层C1包括至少一根丝线并且层C2优选包括六根至七根丝线，并且根据本发明的帘线具有如下优选特征(d1、d2、p1和p2以mm计)：
-(i)0.08<d1<0.50，优选0.10<d1<0.35；
-(ii)0.08<d2<0.50，优选0.10<d2<0.35；
-(iii)p1/p2≤1；
-(iv)3<p1<30，优选3<p1<20；
-(v)10<p2<30。
本发明优选使用选自1+6、2+7、2+8、3+8、3+9、4+9、4+10结构帘线的帘线实施。
更优选地，本发明的帘线为具有被称为3+M的构造的分层帘线，即其内层C1由三根丝线构成。
根据本发明的有利的变体形式，胎体增强件的至少一个层的金属增强元件为非缠绕帘线，所述非缠绕帘线在“渗透性”测试中显示出低于20cm3/min的流速。
“渗透性”测试能够通过测量在给定时间内在恒定压力下穿过测试试样的空气的体积，从而确定测试帘线对空气的纵向渗透性。如本领域技术人员公知的，所述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ASTM D2692-98。
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，所述帘线增强所述经硫化橡胶帘布层，因此被经固化橡胶渗透。
在2cm长的周围覆盖有固化状态的橡胶组合物(或覆盖橡胶)的帘线上如下进行测试：在1bar压力下将空气送入帘线的入口，并且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，将帘线的样本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穿过帘线的空气量；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，帘线的纵向不透气性越高。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；所述测量值对应于沿着帘线的轴线(即在其纵向方向上)可以被称为气密(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“渗透性”测试中，流速小于20cm3/min的帘线的渗透程度大于66％。
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，从长度在2和4cm之间的样本中除去外层，然后在纵向方向上并且沿着给定轴线测量关于样本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沿着该纵向轴线未被渗透的空间。沿着在样本外围上分布的三根纵向轴线重复这些测量，并且在五个帘线样本上重复这些测量。
当帘线包括多个层时，对于新的外层重复第一除去步骤，并且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本的长度的所有比例的平均值从而确定帘线的渗透程度。
使用这种被橡胶配混物严重渗透的帘线能够再次改进轮胎关于氧化风险的耐久性性能，因为氧化剂的流动受到极大限制或者帘线中甚至不存在氧化剂的流动。
根据本发明的一个优选的实施方案，胎体增强件的帘线在“渗透性”测试中显示出小于10cm3/min，更优选小于2cm3/min的流速。
根据本发明还优选地，胎体增强件的至少一个层的金属增强元件是具有至少两个层的帘线，至少一个内层包覆有由可交联或经交联橡胶组合物构成的层，所述橡胶组合物优选基于至少一种二烯弹性体。
表述“组合物基于至少一种二烯弹性体”以已知的方式被解释为意指组合物具有主要含量(即大于50％的重量份数)的这种或这些二烯弹性体。
应当注意到，根据本发明的包覆物在其覆盖的层周围连续延伸(亦即，该包覆物在帘线的垂直于其半径的“径向正交”方向上是连续的)，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，这种包覆物的橡胶组合物为可交联或经交联的，亦即其根据定义包含合适的交联体系使得组合物在其固化(即其硬化而非其熔化)的过程中交联；因此，由于其无论温度如何都不能通过加热而熔化的事实，这种橡胶组合物可以被称为不可熔化的。
术语“二烯”弹性体或橡胶以公知的方式表示至少部分(即均聚物或共聚物)得自二烯单体(带有两个碳-碳双键的共轭或非共轭单体)的弹性体。
二烯弹性体可以已知的方式分为两类：被称为“基本上不饱和”的那些和被称为“基本上饱和”的那些。此处“基本上不饱和的”二烯弹性体通常旨在表示至少部分得自共轭二烯单体并且具有大于15％(摩尔％)的二烯源(共轭二烯)单元含量的二烯弹性体。因此，例如二烯弹性体(例如丁基橡胶或二烯和EPDM型α-烯烃的共聚物)不落入上述定义并且可以特别被描述为“基本上饱和的”二烯弹性体(始终小于15％的低或极低的二烯源单元含量)。在“基本上不饱和的”二烯弹性体的类别中，“高度不饱和的”二烯弹性体应被理解为特别意指具有大于50％的二烯源(共轭二烯)单元含量的二烯弹性体。
考虑到这些定义，能够用于本发明的帘线的二烯弹性体应被理解为更特别意指：
(a)通过具有4至12个碳原子的共轭二烯单体的聚合获得的任何均聚物；
(b)通过一种或多种共轭二烯与彼此或与一种或多种具有8至20个碳原子的乙烯基芳族化合物的共聚获得的任何共聚物；
(c)通过乙烯和具有3至6个碳原子的α-烯烃与具有6至12个碳原子的非共轭二烯单体的共聚获得的三元共聚物，例如，由乙烯和丙烯与上述类型的非共轭二烯单体(例如特别是1,4-己二烯、亚乙基降冰片烯或二环戊二烯)获得的弹性体；
(d)异丁烯和异戊二烯的共聚物(丁基橡胶)，以及该类共聚物的卤化形式，特别是氯化或溴化形式。
尽管其应用于任何类型的二烯弹性体，本发明主要利用基本上不饱和的二烯弹性体(特别是上述(a)或(b)类型)来实施。
因此，二烯弹性体优选选自聚丁二烯(BR)、天然橡胶(NR)、合成聚异戊二烯(IR)、不同的丁二烯共聚物、不同的异戊二烯共聚物和这些弹性体的混合物。这种共聚物更优选选自丁二烯/苯乙烯共聚物(SBR)、异戊二烯/丁二烯共聚物(BIR)、异戊二烯/苯乙烯共聚物(SIR)和异戊二烯/丁二烯/苯乙烯共聚物(SBIR)。
根据本发明还优选地，所选的二烯弹性体主要(即，大于50phr)由异戊二烯弹性体构成。“异戊二烯弹性体”以已知的方式被理解为表示异戊二烯均聚物或共聚物，换言之，选自天然橡胶(NR)、合成聚异戊二烯(IR)、各种异戊二烯共聚物和这些弹性体的混合物的二烯弹性体。
根据本发明的有利实施方案，所选的二烯弹性体仅(即，100phr)由天然橡胶、合成聚异戊二烯或这些弹性体的混合物构成，合成聚异戊二烯的顺式-1,4-键含量(摩尔％)优选大于90％，还更优选大于98％。
根据本发明的一个具体实施方案，还能够使用该天然橡胶和/或这些合成聚异戊二烯与其它高度不饱和二烯弹性体(特别是与上述SBR或BR弹性体)的共混物(混合物)。
本发明的帘线的橡胶包覆物可以包含一种或更多种二烯弹性体，这些弹性体可以与除了二烯弹性体之外的任何类型的合成弹性体组合使用，甚至与除了弹性体之外的聚合物(例如热塑性聚合物)组合使用，这些除了弹性体之外的聚合物则作为微量聚合物存在。
尽管该包覆物的橡胶组合物优选地不含任何塑性体并且仅包含作为聚合物基质的二烯弹性体(或者二烯弹性体的混合物)，但是所述组合物还可以包含重量份数xp小于弹性体重量份数xe的至少一种塑性体。在这样的情况下，优选地采用如下关系：0<xp<0.5.xe，更优选0<xp<0.1.xe。
优选地，用于交联橡胶包覆物的体系为“硫化”体系，亦即基于硫(或基于硫给体试剂)和基于主硫化促进剂的体系。可以将各种已知的次促进剂或硫化活性剂加入这种基础硫化体系。所使用的硫的优选量在0.5和10phr之间，更优选地在1和8phr之间，并且所使用的主硫化加速剂(例如亚磺酰胺)的优选量在0.5和10phr之间，更优选地在0.5和5.0phr之间。
除了所述交联体系之外，根据本发明的包覆物的橡胶组合物包含可以用在轮胎的橡胶组合物中的所有常规成分，例如基于炭黑的增强填料和/或无机增强填料如二氧化硅，抗老化剂例如抗氧化剂，增量油，增塑剂或改进组合物在未加工状态下的可加工性的试剂，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)类型的粘合促进体系，或金属盐，特别是钴盐。
优选地，处于经交联状态下的橡胶包覆物的组合物根据1998年的标准ASTM D 412测得的在10％伸长下的割线拉伸模量(表示为M10)小于20MPa，更优选小于12MPa，特别是在4和11MPa之间。
优选地，选择该包覆物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，在包覆物和橡胶基质各自的材料之间不存在可能不相容性的问题。
优选地，所述组合物基于天然橡胶，并包含作为增强填料的炭黑，例如(ASTM)300、600或700级别的炭黑(例如N326、N330、N347、N375、N683、N772)。
根据本发明的另一个有利的变体形式，轮胎胎腔的内表面和胎体增强件的金属增强元件的最接近胎腔的所述内表面的点之间的橡胶配混物的厚度小于或等于3.2mm。
橡胶配混物的厚度的测量在轮胎的横截面上进行，轮胎因此处于非充气状态。
由于胎体增强件和轮胎胎腔之间的橡胶配混物的厚度相比于常规轮胎减小，并且由于所述橡胶配混物构成轮胎最昂贵的组分之一，轮胎的制造成本相比于常规轮胎进一步降低。本发明人还能够证实在轮胎耐久性性能方面(特别是关于“疲劳-腐蚀”或“疲劳-磨蚀-腐蚀”现象)获得的改进使得能够减小胎体增强件和轮胎胎腔之间的橡胶配混物的厚度，同时维持令人满意的耐久性性质。
根据本发明的一个优选的实施方案，轮胎胎腔和径向最内胎体增强件层的增强元件之间的橡胶配混物由至少两个橡胶配混物层组成，径向最内橡胶配混物层具有小于或等于1.5mm的厚度。如上所述，该层通常部分地由丁基橡胶组成从而增加轮胎的气密性，并且由于该类型的材料具有较高成本，该层的减小是有利的。
根据本发明还优选地，沿径向邻近径向最内橡胶配混物层的橡胶配混物层具有小于或等于1.7mm的厚度。该层(其成分特别能够固定空气中的氧气)的厚度也可以减小从而进一步降低轮胎成本。
这两个层的每一层的厚度等于所述层的一个表面上的点在另一表面上的正交投影的长度。
根据本发明的一个变体实施方案，轮胎的胎冠增强件由不可伸展的增强元件的至少两个工作胎冠层形成，所述增强元件从一层至另一层交叉并且与周向方向形成在10°和45°之间的角度。
根据本发明的其它变体实施方案，胎冠增强件还包括至少一个周向增强元件层。
本发明的一个优选的实施方案还提供如下，胎冠增强件的径向外侧通过至少一个被称为保护层的附加层得到补充，所述附加层由被称为弹性的增强元件形成，所述增强元件相对于周向方向以在10°和45°之间的角度定向，并且方向与通过在径向上邻近保护层的工作层的不可伸展的元件所形成的角度相同。
保护层的轴向宽度可以小于最窄工作层的轴向宽度。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，使得所述保护层覆盖最窄工作层的边缘，并且当保护层位于最窄层的径向上方时，其在附加增强件的轴向延伸部分中在轴向宽度上与最宽工作胎冠层联接，从而之后在轴向外侧通过厚度至少等于2mm的成形元件与所述最宽工作层脱离联接。在上述情况下，由弹性增强元件形成的保护层一方面任选地通过成形元件与所述最窄工作层的边缘脱离联接，所述成形元件的厚度基本上小于分离两个工作层的边缘的成形元件的厚度，另一方面所述保护层的轴向宽度小于或大于最宽胎冠层的轴向宽度。
根据本发明的上述实施方案的任一种，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和最接近所述胎体增强件的径向内部工作层之间在径向上在内侧得到补充，所述不可伸展的金属增强元件与周向方向形成大于60°的角度，且方向与由径向最接近胎体增强件的层的增强元件形成的角度相同。
附图说明
通过本发明的如下示例性实施方案的描述并且参考附图，本发明的其它细节和有利特征将变得明显，附图显示了根据本发明的实施方案的轮胎的子午视图。
为了简化理解，附图没有按比例绘制。
具体实施方式
在图中，215/75 R17.5尺寸的轮胎1包括围绕胎圈线4锚固在两个胎圈3中的径向胎体增强件2。胎体增强件2由单个金属帘线层11和两个压延层13形成。胎体增强件2被胎冠增强件5覆盖，所述胎冠增强件5本身被胎面6覆盖。胎冠增强件5在径向上从内侧到外侧由如下部件形成：
-由非缠绕的不可延伸的9.28金属帘线形成的三角层，所述金属帘线以等于65°的角度定向，
-由非缠绕的不可延伸的9.28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等于26°的角度定向，
-由非缠绕的不可延伸的9.28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等于18°的角度定向并且与第一工作层的金属帘线交叉，
-由非缠绕的弹性6.35金属帘线形成的保护层，所述金属帘线在帘布层的整个宽度上连续并以等于18°的角度定向并且方向与第二工作层的金属帘线相同。
构成胎冠增强件5的这些层的组合在图中未具体显示。
轮胎1的胎体增强件的帘线为3+9结构的非缠绕分层帘线，通过由三根丝线形成的中心核和由九根丝线形成的外层组成。
其具有如下特征(d和p以mm表示)：
- 3+9结构；
- d1＝0.18(mm)；
- p1＝6.5(mm)；
- d2＝0.18(mm)；
- p2＝12.5(mm)；
- (d1/d2)＝1；
其中d1和p1分别是内层的直径和螺旋捻距，并且d2和p2分别是外层的丝线直径和螺旋捻距。
胎体增强件帘线的直径等于0.66mm。
构成胎体增强件的帘线的钢丝具有等于0.21％的碳重量含量C。
构成胎体增强件的帘线的钢丝的最大拉伸强度等于2750MPa。
在“渗透性”测试中，从轮胎中抽出的帘线具有大于20cm3/min的流速。
胎体增强件帘线的断裂力等于74.5daN。
胎体增强件层2由以等于1.6mm的捻距分布的上述帘线形成。
胎体增强件层的每单位宽度的断裂力等于46.6daN/mm。
在根据本发明根据附图所示制备的轮胎P上进行试验，其它试验在参照轮胎R上进行。
这些参考轮胎R与根据本发明的轮胎P的区别在于胎体增强件帘线以等于1.25mm的捻距分布并且构成胎体增强件帘线的钢丝具有等于0.58％的碳重量含量C和等于2830MPa的最大拉伸强度。
参考轮胎R的胎体增强件层的每单位宽度的断裂力等于59.6daN/mm。
因此根据本发明获得的相比于轮胎R的重量变化等于0.3kg。相对于轮胎总重量，这对应于1.2％的增重。轮胎成本因此减少1.5％。
通过在周长等于8.5米的外辊上运转从而进行耐久性测试，轮胎经受1999daN的负荷和40km/h的速度，轮胎掺氧充气至7.8bar。在控温室中在15℃下进行这些测试。在与施加至参照轮胎的条件相同的条件下在根据本发明的轮胎上进行试验。一旦轮胎显示出胎体增强件恶化，停止运转操作。
测量轮胎恶化之前所行驶的距离。如下测量值相对于参考轮胎的基数100。
R P
km 100 150
这些结果表明，在特别恶劣的行驶条件下，根据本发明的轮胎在耐久性方面具有比参考轮胎更好的性能。参考轮胎的缺陷是由于胎体增强件的帘线的局部氧化造成的。在根据本发明的轮胎中，只有在更长的距离下才出现所述缺陷。

Claims (15)

1.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个金属增强元件层组成，所述轮胎的轮辋座直径小于或等于19.5英寸，所述轮胎包括胎冠增强件，所述胎冠增强件本身被胎面沿径向覆盖，所述胎面经由两个胎侧结合至两个胎圈，其特征在于，所述胎体增强件的至少一个层的金属增强元件为由碳重量含量C满足0.01％≤C<0.4％的多根钢丝组成的分层帘线，所述胎体增强件的至少一个层的每单位宽度的断裂力在20daN/mm和50daN/mm之间并且所述帘线的直径小于0.7mm。
2.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述钢丝的以MPa表示的最大拉伸强度R满足R≥175+930.C–600.ln(d)和R≥1500MPa。
3.根据权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于，所述钢丝的铬重量含量Cr满足Cr<12％。
4.根据前述权利要求任一项所述的轮胎，其特征在于，胎体增强件的至少一个层的金属增强元件为[L+M]或[L+M+N]构造的分层金属帘线，所述分层金属帘线用作轮胎胎体增强件中的增强元件，所述分层金属帘线包括被至少一个中间层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可能被外层C3环绕，所述外层C3具有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。
5.根据权利要求4所述的轮胎，其特征在于，第一层(C1)的丝线的直径在0.10和0.4mm之间，并且层(C2、C3)的丝线的直径在0.10和0.4mm之间。
6.根据前述权利要求任一项所述的轮胎，其特征在于，所述胎体增强件的至少一个层的金属增强元件为非缠绕帘线，所述非缠绕帘线在“渗透性”测试中显示出低于20cm3/min的流速。
7.根据权利要求6所述的轮胎，其特征在于，所述胎体增强件的至少一个层的金属增强元件是具有至少两个层的帘线，并且至少一个内层包覆有由可交联或经交联橡胶组合物构成的层，所述橡胶组合物优选基于至少一种二烯弹性体。
8.根据权利要求6或7所述的轮胎，其特征在于，帘线在“渗透性”测试中显示出小于10cm3/min优选小于2cm3/min的流速。
9.根据前述权利要求任一项所述的轮胎，其特征在于，轮胎胎腔的内表面和胎体增强件的金属增强元件的最接近胎腔的所述内表面的点之间的橡胶配混物的厚度小于3.2mm。
10.根据前述权利要求任一项所述的轮胎，轮胎胎腔和径向最内胎体增强件层的增强元件之间的橡胶配混物由至少两个橡胶配混物层组成，其特征在于，径向最内橡胶配混物层具有小于1.5mm的厚度。
11.根据前述权利要求任一项所述的轮胎，轮胎胎腔和径向最内胎体增强件层的增强元件之间的橡胶配混物由至少两个橡胶配混物层组成，其特征在于，径向最内橡胶配混物层具有小于1.7mm的厚度。
12.根据前述权利要求任一项所述的轮胎，其特征在于，胎冠增强件由至少两个工作胎冠层形成，所述工作胎冠层的增强元件从一层至另一层交叉并且与周向方向形成在10°和45°之间的角度。
13.根据前述权利要求任一项所述的轮胎，其特征在于，胎冠增强件还包括至少一个周向增强元件层。
14.根据前述权利要求任一项所述的轮胎，其特征在于，胎冠增强件的径向外侧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额外帘布层得到补充，所述弹性增强元件相对于周向方向以10°和45°之间的角度定向并且方向与通过与其径向邻近的工作帘布层的不可伸展的元件形成的角度相同。
15.根据前述权利要求任一项所述的轮胎，其特征在于，胎冠增强件还具有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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