CN108698448A - 由两个工作胎冠层和一个周向增强元件层组成的用于充气轮胎胎冠的增强件 - Google Patents

由两个工作胎冠层和一个周向增强元件层组成的用于充气轮胎胎冠的增强件 Download PDF

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Abstract

本发明涉及充气轮胎，所述充气轮胎包括由增强元件的至少两个工作胎冠层(41、42)以及至少一个周向增强元件层(43)构成的胎冠增强件(4)。根据本发明，两个工作胎冠层(41、42)和至少一个周向增强元件层(43)仅在胎面宽度的至少40％上延伸以形成胎冠增强件，角度α2和α1的绝对值之差的绝对值大于12°，以绝对值而言α2比α1大，平均角度α满足以下方程式：14+131*exp(‑L/100)<α<28+110*exp(‑L/100)，径向最外工作层(42)的断裂潜能F2/FR2的利利用率小于1/6。

Description

由两个工作胎冠层和一个周向增强元件层组成的用于充气轮 胎胎冠的增强件
技术领域
本发明涉及具有径向胎体增强件的轮胎，更具体地涉及旨在安装至承载重负荷的车辆(例如卡车、牵引车、拖车或大客车)的轮胎。
背景技术
在重型负荷类型的轮胎中，胎体增强件通常锚固在胎圈区域中的两侧，并且在径向上被由至少两个层组成的胎冠增强件覆盖，所述至少两个层重叠并且由丝线或帘线形成，所述丝线或帘线在每个层中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覆盖有至少一个由增强元件形成的被称为保护层的层，所述增强元件有利地为金属且可伸展，并被称为弹性增强元件。其还可以包括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，该帘布层被称为三角帘布层并且在径向上位于胎体增强件与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以下丝线或帘线形成，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，所述三角增强件在其所经受的不同应力下显示出少量变形，三角帘布层基本上用来吸收轮胎的胎冠区域中所有增强元件所经受的横向压缩力。
当帘线在等于10％的断裂力的拉伸力下显示出至多等于0.2％的相对伸长时，所述帘线被称为是不可伸展的。
当帘线在等于断裂负荷的拉伸力下显示出至少等于3％的相对伸长和小于150GPa的最大切线模量时，所述帘线被称为是弹性的。
周向增强元件为与周向方向形成在+2.5°至-2.5°(相对于0°)范围内的角度的增强元件。
轮胎的周向方向或纵向方向为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。
径向方向为与轮胎的旋转轴线相交并与其垂直的方向。
轮胎的旋转轴线为轮胎在正常使用时围绕其转动的轴线。
径向平面或子午平面为包含轮胎的旋转轴线的平面。
周向中平面或赤道平面为垂直于轮胎的旋转轴线并且将轮胎分成两半的平面。
对于金属丝线或帘线，根据1984年的标准ISO 6892在拉力下测量断裂力(以N计的最大负荷)、断裂强度(以MPa计)、断裂伸长(以％计的总伸长)和模量(以GPa计)。
由于公路网络的改进和全球高速公路网络的扩张，一些当今被称为“公路轮胎”的轮胎旨在以高的平均速度和越来越长的路程行驶。由于轮胎磨损较低，所述轮胎行驶的组合条件无疑能够增加所覆盖的距离。这种就所覆盖的距离而言的寿命增加，加上所述使用条件在重负荷下可能导致相对较高的胎冠温度的事实，表明需要至少成比例地增加轮胎胎冠增强件的耐久性。
这是因为在胎冠增强件中存在应力；更具体地，在胎冠层之间存在剪切应力，在轴向最短的胎冠层的端部处的操作温度过度升高的情况下，这导致在所述端部处的橡胶中裂纹的出现和蔓延。同样的问题存在于两个增强元件层的边缘的情况中，所述另一层不一定在径向上与第一层邻近。
为了改进轮胎的胎冠增强件的耐久性，法国申请FR 2 728 510提出：一方面，在胎体增强件与径向上最接近旋转轴线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周向方向形成至少等于60°的角度的不可伸展的金属帘线形成，并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；另一方面，在两个工作胎冠帘布层之间设置附加帘布层，所述附加帘布层由基本上平行于周向方向定向的金属元件形成。
此外，法国申请WO 99/24269特别提出，在赤道平面的每一侧上以及在基本上平行于周向方向的增强元件的附加帘布层的直接轴向连续部分中，两个工作胎冠帘布层(它们由从一个帘布层至下一帘布层交叉的增强元件形成)在一定轴向距离上联接，然后使用橡胶配混物的成型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。
此外，轮胎在“工地供应”类型的重型车辆上的使用意味着轮胎在驶过多石地面时经受冲击负荷。这些冲击负荷对于性能而言，尤其是耐久性而言当然是有害的。
对于本领域技术人员而言，还已知的实践是增加构成胎冠增强件的帘布层的数量从而改进轮胎相对于这些冲击负荷的耐久性。
在以上提出的所有解决方案中，一个或多个额外增强元件层的存在导致更大的轮胎质量和更高的轮胎制造成本。
发明内容
本发明的一个目的为提供用于“重型”车辆(例如“工地供应”类型的车辆)的轮胎，其中尤其是相对于胎面所经受的冲击负荷而言，在耐久性方面的性能得以保持或甚至得以改进，而且该轮胎的总质量减少。
根据本发明，通过用于重型车辆的轮胎来实现该目的，所述轮胎的充气压力P大于或等于6.5巴，所述轮胎具有径向胎体增强件并且包括胎冠增强件，所述胎冠增强件包括：增强元件的两个工作胎冠层，所述增强元件从一个帘布层至另一个帘布层交叉并且与周向方向形成大于8°的角度(α1、α2)，所述角度α1和α2各自在周向方向的每一侧上定向；以及至少一个周向增强元件层；所述胎冠增强件由胎面在径向上覆盖，所述胎面通过两个胎侧连接至两个胎圈，两个工作胎冠层和所述至少一个周向增强元件层是存在于胎冠增强件的至少40％的轴向宽度上用以形成胎冠增强件的仅有的层，径向最外工作层的增强元件与周向方向形成以绝对值而言比角度α1大的角度α2，所述角度α1由径向最内工作层的增强元件与周向方向形成，角度α2和α1的绝对值之差的绝对值大于12°，平均角度α满足以下关系式：
14+131*exp(-L/100)<α<28+110*exp(-L/100)
α由Arctan((tan(|α1|)*tan(|α2|))1/2)的关系式定义，L为沿轴向方向测量的轮胎的最大宽度并以mm表示，径向最外工作层的断裂潜能指数F2/FR2小于1/6，其中：
FR2为径向最外工作层的帘线的单轴延伸下的断裂力，
F2＝p2*Tc*[(tan(|α1|)/(tan(|α1|)+tan(|α2|)))/cos2(|α2|)+C]，其中
Tc＝0.078*P*Rs*(1-(Rs2-RL 2)/(2*Rt*Rs))，
C＝0.00035*(min((L-80)/sin(|α1|),(L-80)/sin(|α2|),480)-480)，
p2为径向最外工作胎冠层的增强元件铺设的节距，垂直于周向中平面处的增强元件测得，
Rs＝Re-Es，
Re为轮胎的外半径，在轮胎的胎面表面上的径向最外点处测得，所述表面被外推以填充可能存在的任何空隙，
Es为轮胎的径向最外点与其在径向最内工作胎冠层的增强元件的径向外部面上的正交投影之间的径向距离，
RL为轮胎每一侧上的轴向最外点的半径的平均值，
Rt为穿过以下三个点的圆的半径，所述三个点位于空隙外侧的胎面的外表面上并且从胎肩端部以分别等于胎面的轴向宽度的1/4、1/2和3/4的轴向距离限定。
宽度L和各种半径在安装于其标称轮辋上并被充气到其标称压力的轮胎上测得，并以毫米表示。
厚度Es和节距p2在轮胎的横截面上测得，并以毫米表示。
以度表示的角度α1和α2也在轮胎的横截面上测得。根据本发明，角度在周向中平面处测得。
优选地，根据本发明，所述至少一个周向增强元件层为轴向连续的，并且还优选以周向中平面为中心。
优选地，根据本发明，所述两个工作胎冠层的增强元件由金属制成。
由根据本发明的轮胎获得的结果有效地证明，尤其在驶过多石地面时，在耐久性方面的性能能够得以改进，同时轮胎胎冠增强件减轻。轮胎胎冠增强件的减轻伴随着制造工艺的简化和制造成本的降低。
出乎预料地，结果有效地表明通过减少构成胎冠增强件的层数、尤其是通过除去保护层可以使得根据本发明的轮胎减轻，同时尤其是在例如驶过多石地面时施加至胎面的冲击负荷而言，保持或甚至改进了轮胎胎冠的耐久性能。特别地，本领域技术人员知晓，为了改进轮胎胎冠增强件相对于这种冲击负荷而言的耐久性能，通常的实践是增加增强元件的层数。
本发明人认为，这些结果可以通过以下事实来解释：由径向最内工作胎冠层的增强元件与周向方向形成的角度为以绝对值而言比由径向最外工作胎冠层的增强元件形成的角度小的角度。他们发现，这种较小的角度似乎导致在这样的冲击负荷时增强元件对张力的吸收延迟。通常，在冲击负荷与在驶过多石地面时观察到的冲击负荷相当时，增强元件的断裂(如果发生这样的断裂)发现于径向最内层中。这些观察结果似乎表明，面对这种类型的攻击，在两个工作胎冠层之间的增强元件的角度差异能够改进轮胎的耐久性能，并同时减少胎冠增强件中的层数。
本发明人还观察到，对上述角度α1和α2的绝对值之差的绝对值的选择(上述角度α1和α2与平均角度α、断裂潜能指数F2/FR2、以及周向增强元件层的存在相关联，所有均如根据本发明所限定的那样)使得能够免除通常沿径向安装在胎冠增强件的其它层的外侧上的保护层。这样的层通常存在，使得其在对轮胎的切割类型攻击的情况下可被牺牲，而所述切割类型攻击可通过与所述增强元件的疲劳相关的腐蚀现象而损害金属增强元件的完整性。本发明人有效地观察到，当轮胎被充气或实际上当其用在正常行驶中时，根据本发明的轮胎的径向最外工作胎冠层的增强元件相对于更常规的轮胎的径向最外工作胎冠层的增强元件受到更小的应力；对于所述更常规的轮胎而言，各个工作层的增强元件之间的以绝对值而言的角度差异更小，由径向最内工作层的增强元件形成的角度以绝对值而言大于或等于由径向最外工作层的增强元件形成的角度，并且断裂潜能指数F2/FR2更高。因此，尤其是由于径向最外工作层的增强元件形成特别高的角度并且由于存在所述至少一个周向增强元件层，所以根据本发明的轮胎的径向最外工作胎冠层的增强元件具有大大优于更常规的轮胎的耐久性能；因此，本发明人发现可以省略保护层，从而有助于减轻轮胎。此外，所述至少一个周向增强元件层的存在允许两个工作胎冠层的增强元件的平均角度α高于由更常规的轮胎中两个工作胎冠层的增强元件所限定的平均角度。这是因为由于存在所述至少一个周向增强元件层所提供的周向刚度使得能够增加由每个工作胎冠层的增强元件与周向方向形成的角度，因此当在重负荷下行驶时或者当与向前行进方向形成的角度非常大时所述角度似乎有利于轮胎的操作，尤其是机动性。因此，本发明人已经能够证明，无论使用类型如何，轮胎的动力学性能特别是侧偏刚度得以保持或甚至得以改进。
根据本发明的一个优选实施方案，角度α1和α2的绝对值之差的绝对值大于15°。根据该实施方案，并且根据上文提供的解释，可以进一步改进径向最外工作层的增强元件的耐久性能，和/或进一步改进轮胎相对于冲击负荷(例如在驶过多石地面时所经受的冲击负荷)而言的性能。
还优选地，根据本发明，为了进一步改进轮胎相对于冲击负荷(例如在驶过多石地面时所经受的冲击负荷)而言的性能，平均角度α满足关系式：α>20+164*exp(-L/100)。
有利地，还根据本发明，径向最外工作层的断裂潜能指数F2/FR2小于1/8。这样的断裂潜能指数F2/FR2进一步有助于改进轮胎使用时径向最外工作层的增强元件的耐久性能。
优选地，根据本发明，径向最内工作层的断裂潜能指数F1/FR1小于1/3，其中：
F1＝p1*Tc*[(tan(|α2|)/(tan(|α1|)+tan(|α2|)))/cos2(|α1|)+C]，其中
p1为径向最内工作胎冠层的增强元件铺设的节距，垂直于周向中平面处的增强元件测得。
还优选地，径向最内工作层的断裂潜能指数F1/FR1比径向最外工作层的断裂潜能指数F2/FR2高至少30％。
根据本发明实施方案的有利替代形式，所述至少一个周向增强元件层具有大于0.5xL的轴向宽度。
L为当轮胎安装在其使用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进行测量，因此轮胎处于未充气状态。
根据本发明的一个优选实施方案，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与轴向最窄的工作胎冠层的轴向宽度之间的差值在10和30mm之间。
根据本发明的一个优选实施方案，所述至少一个周向增强元件层在径向上设置在两个工作胎冠层之间。
根据本发明的该实施方案，相比于在径向上位于工作层的外部的相似的层，所述至少一个周向增强元件层使得能够更大程度地限制胎体增强件的增强元件的压缩。其优选在径向上通过至少一个工作层与胎体增强件分离，从而限制所述增强元件上的应力负荷并且避免增强元件过度疲劳。
根据本发明还有利地，在径向上与所述至少一个周向增强元件层邻近的工作胎冠层的轴向宽度大于所述至少一个周向增强元件层的轴向宽度，并且优选地，在赤道平面的任一侧上并在所述至少一个周向增强元件层的直接轴向延伸部分中，与所述至少一个周向增强元件层邻近的所述工作胎冠层在轴向宽度上联接，然后通过橡胶配混物层至少在所述两个工作层公共的剩余宽度上脱离联接。
在与所述至少一个周向增强元件层邻近的工作胎冠层之间存在这样的联接允许降低作用于最接近该联接的轴向最外周向元件的拉伸应力。
根据本发明的一个有利实施方案，所述至少一个周向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在10和120GPa之间的0.7％伸长下的割线模量以及小于150GPa的最大切线模量。
根据一个优选实施方案，增强元件在0.7％伸长下的割线模量小于100GPa且大于20GPa，优选在30和90GPa之间，更优选小于80GPa。
还优选地，增强元件的最大切线模量小于130GPa，更优选地小于120GPa。
上述模量在拉伸应力随伸长变化的曲线(所述曲线使用20MPa的预负荷确定并且针对增强元件的金属横截面校正)上测得，拉伸应力对应于针对增强元件的金属横截面校正而测得的张力。
相同增强元件的模量可以在拉伸应力随伸长变化的曲线(所述曲线使用10MPa的预负荷确定并且针对增强元件的整个横截面校正)上测得，拉伸应力对应于针对增强元件的整个横截面校正而测得的张力。增强元件的整个横截面为由金属和橡胶组成的复合元件的横截面，所述橡胶已尤其在固化轮胎的阶段的过程中渗入增强元件。
根据与增强元件的整个横截面相关的该构想，至少一个周向增强元件层的轴向外侧部分和中间部分的增强元件为金属增强元件，所述金属增强元件具有在5和60GPa之间的0.7％伸长下的割线模量以及小于75GPa的最大切线模量。
根据一个优选实施方案，增强元件在0.7％伸长下的割线模量小于50GPa且大于10GPa，优选在15和45GPa之间，更优选小于40GPa。
还优选地，增强元件的最大切线模量小于65GPa，更优选地小于60GPa。
根据一个优选实施方案，所述至少一个周向增强元件层的增强元件为金属增强元件，所述金属增强元件的拉伸应力随相对伸长变化的曲线对于较小伸长显示出平缓梯度而对于较大伸长显示出基本恒定的陡峭梯度。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实施方案，基本恒定的陡峭梯度从0.1％和0.5％之间的相对伸长开始出现。
上述增强元件的各个特性在取自轮胎的增强元件上测得。
根据本发明，更特别适于制备至少一个周向增强元件层的增强元件为例如公式21.23的组件，所述组件的结构为3x(0.26+6x0.23)4.4/6.6SS；这种成股帘线由21根公式为3x(1+6)的基本丝线组成，三个股缠绕在一起，每一股由7根丝线组成，形成中间芯部的一根丝线的直径等于26/100mm，六根缠绕丝线的直径等于23/100mm。这种帘线具有等于45GPa的在0.7％下的割线模量以及等于98GPa的最大切线模量，这些模量在拉伸应力随伸长变化的曲线(所述曲线使用20MPa的预负荷确定并且针对增强元件的金属横截面校正)上测得，拉伸应力对应于针对增强元件的金属横截面校正而测得的张力。在拉伸应力随伸长变化的曲线上(所述曲线使用10MPa的预负荷确定并且针对增强元件的整个横截面校正，拉伸应力对应于针对增强元件的整个横截面校正而测得的张力)，公式21.23的该帘线显示出等于23GPa的在0.7％下的割线模量以及等于49GPa的最大切线模量。
以同样的方式，增强元件的另一个示例为公式21.28的组件，所述组件的构造为3x(0.32+6x0.28)6.2/9.3SS。该帘线显示出等于56GPa的在0.7％下的割线模量以及等于102GPa的最大切线模量，这些模量在拉伸应力随伸长变化的曲线(所述曲线使用20MPa的预负荷确定并且针对增强元件的金属横截面校正)上测得，拉伸应力对应于针对增强元件的金属横截面校正而测得的张力。在拉伸应力随伸长变化的曲线上(所述曲线使用10MPa的预负荷确定并且针对增强元件的整个横截面校正，拉伸应力对应于针对增强元件的整个横截面校正而测得的张力)，公式21.28的该帘线显示出等于27GPa的在0.7％下的割线模量以及等于49GPa的最大切线模量。
在至少一个周向增强元件层中使用这种增强元件尤其使得即使在常规制造方法中的成型和固化阶段之后仍然能够维持层的令人满意的刚度。
根据本发明的第二实施方案，周向增强元件可以由不可伸展的金属元件形成，所述金属元件以一定方式切割从而形成长度远小于最短层的周长但是优选大于所述周长的0.1倍的部分，所述部分之间的切口沿轴向彼此偏离。还优选地，附加层的每单位宽度的拉伸弹性模量小于最具拉伸性的工作胎冠层在相同条件下测得的拉伸弹性模量。这样的实施方案使得能够以简单的方式赋予周向增强元件层一定的模量，所述模量可以简单调节(通过选择同一行的部分之间的间距)但是在所有情况下都低于由相同但连续的金属元件组成的层的模量，附加层的模量在从轮胎移出的切割元件的硫化层上测量。
根据本发明的第三实施方案，周向增强元件为波状金属元件，波幅与波长的比值a/λ至多等于0.09。优选地，附加层的每单位宽度的拉伸弹性模量小于最具拉伸性的工作胎冠层在相同条件下测得的拉伸弹性模量。
根据本发明的一个实施方案，工作胎冠层的增强元件为不可伸展的金属帘线。
根据本发明的一个有利实施方案，两个工作胎冠层和所述至少一个周向增强元件层是存在于胎冠增强件的至少60％的轴向宽度上，还更有利地存在于胎冠增强件的至少80％的轴向宽度上用以形成胎冠增强件的仅有的层。本发明的这些有利实施方案致力于进一步减轻轮胎。
根据本发明的使轮胎的减轻最佳化的一个优选实施方案，两个工作胎冠层和所述至少一个周向增强元件层是存在于胎冠增强件的整个轴向宽度上用以形成胎冠增强件的仅有的层。
根据本发明的实施方案的其它替代形式(所述其它替代形式以在减轻方面不太有利的方式补偿轮胎性能折衷)，胎冠增强件包括被称为保护层的附加层，该附加层在径向上位于工作胎冠层的外侧上，优选以周向中平面为中心。这样的保护层的增强元件优选为被称为弹性增强元件的增强元件，其相对于周向方向以大于8°的角度定向并且与由径向相邻的工作层的增强元件所形成的角度的方向相同。还优选地，这样的保护层的增强元件平行于与其径向相邻的工作层的增强元件。
根据其它替代形式，可以在胎体增强件与最接近所述胎体增强件的径向内部工作层之间通过由不可伸展的钢制金属增强元件制成的三角层对胎冠增强件进行增补，所述不可伸展的钢制金属增强元件与周向方向形成大于45°的角度，且其方向与由胎体增强件的径向最接近层的增强元件形成的角度相同。有利地，所述三角层由两个半层构成，所述半层沿轴向位于周向中平面的每一侧上。
附图说明
本发明的进一步细节和有利特征将在下文通过参考附图给出的对本发明示例性实施方案的描述而变得显而易见，所述附图示出根据本发明一个实施方案的轮胎设计的子午视图。
为了简化理解，附图没有按比例绘制。附图仅示出轮胎的半视图，轮胎相对于轴线XX’对称地延伸，所述轴线XX’表示轮胎的周向中平面或赤道平面。
具体实施方式
在图中，尺寸为315/70R 22.5的轮胎1具有等于0.70的纵横比H/L，H为轮胎1在其安装轮辋上的高度，L为其最大轴向宽度。所述轮胎1包括锚固在两个胎圈(图中未示出)中的径向胎体增强件2。胎体增强件2由单个金属帘线层形成。它们进一步包括胎面5。
在图中，胎体增强件2根据本发明被胎冠增强件4环箍，所述胎冠增强件4在径向上从内向外由以下形成：
-由以等于16°的角度定向的金属帘线形成的第一工作层41，
-周向增强元件层43，其由“双模量”类型的21x23钢制金属帘线形成，
-由金属帘线形成的第二工作层42，所述金属帘线以等于50°的角度定向并与第一工作层41的金属帘线交叉，工作层41、42中每层的帘线在周向方向的每一侧上定向。
构成两个工作层的增强元件的金属帘线为公式9.35的帘线。它们以在增强元件之间等于2.5mm的距离分布在每个工作层内，所述距离沿着垂直于帘线的等分线的方向测得。
构成周向增强元件层的增强元件的金属帘线沿着垂直于帘线的等分线方向以2mm的距离间隔开。
将轮胎充气至9巴的压力。
第一工作层41的轴向宽度L41等于251mm。
第二工作层42的轴向宽度L42等于232mm。
周向增强元件层43的轴向宽度L43等于194mm。
胎面的轴向宽度L5等于256mm。
轴向宽度L等于316mm。
两个工作层41、42和周向增强元件层43的组合质量(包括金属帘线和表层配混物的质量)由此总计为8.6kg。
由第一工作胎冠层的帘线和周向方向形成的角度与第二工作胎冠层的帘线的角度之间的差值等于34°。
平均角度等于30.3°，实际上介于19.6°和32.7°之间。
Re的测量值等于507.0mm。
Es的测量值等于24.9mm。
测量的半径的平均值RL等于395.0mm。
在轮胎上确定的值Rt等于2100mm。
Tc的计算值等于325.7N/mm。
C的计算值等于-0.06。
F1的值等于660.9N。
F2的值等于332.8N。
工作胎冠层的增强元件的断裂力FR1和FR2等于2600N。
断裂潜能指数F2/FR2等于12.8％。
断裂潜能指数F1/FR1等于25.4％。
断裂潜能指数F1/FR1比断裂潜能指数F2/FR2高99％。
根据本发明的轮胎与具有相同尺寸的参比轮胎进行比较，所述参比轮胎与根据本发明的轮胎的不同之处在于其胎冠增强件在径向上从内向外由以下形成：
-由以等于18°的角度定向的金属帘线形成的第一工作层，
-周向增强元件层，其由“双模量”类型的21x23钢制金属帘线形成，
-由金属帘线形成的第二工作层，所述金属帘线以等于18°的角度定向并与第一工作层的金属帘线交叉，每个工作层的帘线在周向方向的每一侧上定向，
-由弹性6.35金属帘线形成的保护层，其中沿着垂直于帘线的等分线方向测得的增强元件之间的距离等于2.5mm，所述弹性6.35金属帘线在与第二工作层的帘线相同的一侧上以等于18°的角度定向。
构成两个工作层的增强元件的金属帘线为公式9.35的帘线。它们以在增强元件之间等于2.5mm的距离分布在每个工作层内，所述距离沿着垂直于帘线的等分线的方向测得。因此，两个工作胎冠层仅在角度方面不同于根据本发明的轮胎的工作胎冠层。
构成周向增强元件层的增强元件的金属帘线沿着垂直于帘线的等分线方向以2mm的距离间隔开。
将参比轮胎充气至9巴的压力。
第一工作层的轴向宽度等于251mm。
周向增强元件层的轴向宽度等于194mm。
第二工作层的轴向宽度等于232mm。
保护层的轴向宽度等于188mm。
参比轮胎的工作层、周向增强元件层和保护层的组合质量(包括金属帘线和表层配混物的质量)总计为11.5kg。
由第一工作胎冠层的帘线和周向方向形成的角度的绝对值与第二工作胎冠层的帘线的绝对值之差的绝对值为零，亦即角度相同，与本发明不同。
平均角度等于18°，并没有介于19.6°和32.7°之间。
Re的测量值等于506.5mm。
Es的测量值等于24.9mm。
测量的半径的平均值RL等于395.0mm。
在轮胎上确定的值Rt等于2500mm。
Tc的计算值等于327.4N/mm。
C的计算值等于0。
F1的值等于452.5N。
F2的值等于452.5N。
工作胎冠层的增强元件的断裂力FR1和FR2等于2600N。
断裂潜能指数F2/FR2等于17.4％。
断裂潜能指数F1/FR1等于17.4％。
断裂潜能指数F1/FR1与断裂潜能指数F2/FR2相同。
使用如图1所示的根据本发明制备的轮胎以及参比轮胎进行测试。
在测试机上进行第一耐久性测试，所述测试机迫使每个轮胎以等于为所述轮胎指定的最大速度等级(速度指数)的速度在4000kg的初始负荷下以直线行驶，所述初始负荷逐渐增加以便减少测试的持续时间。
在测试机上进行其它耐久性测试，所述测试机向轮胎周期性施加横向负荷和动态超负荷。在与施加至参比轮胎的条件相同的条件下在根据本发明的轮胎上进行测试。
由此进行的测试表明，对于根据本发明的轮胎和参比轮胎，每个测试中所覆盖的距离基本上相同。因此显而易见的是，当行驶在沥青路面上时，根据本发明的轮胎表现出与参比轮胎基本上等同的在耐久性方面的性能。
还进行了旨在表征经受冲击负荷的轮胎胎冠增强件的断裂强度的测试。这些测试包括使轮胎在直径等于1.5英寸(即38.1毫米)且具有确定高度的圆柱形障碍物或凹纹工具上行驶，将所述轮胎充气至推荐压力并使其经受推荐负荷。断裂强度由凹纹工具的临界高度表征，所述临界高度即导致胎冠增强件完全断裂(即所有胎冠层断裂)的凹纹工具的最大高度。这些值表示使胎冠块破裂所需的能量。这些值参考基数100来表示，所述基数100对应于为参比轮胎所测量的值。
参比 100
本发明 157
这些结果表明，尽管通过减少胎冠增强件的质量来使轮胎减轻，但是在胎面表面受到冲击负荷时断裂能量明显更高。

Claims (17)

1.用于重型车辆的轮胎，所述轮胎的充气压力P大于或等于6.5巴，所述轮胎具有径向胎体增强件并且包括胎冠增强件，所述胎冠增强件包括：增强元件的两个工作胎冠层，所述增强元件从一个帘布层至另一个帘布层交叉并且与周向方向形成大于8°的角度(α1、α2)，所述角度α1和α2各自在周向方向的每一侧上定向；以及至少一个周向增强元件层；所述胎冠增强件由胎面在径向上覆盖，所述胎面通过两个胎侧连接至两个胎圈，其特征在于，至多所述两个工作胎冠层和所述至少一个周向增强元件层是存在于胎冠增强件的至少40％的轴向宽度上用以形成胎冠增强件的仅有的层，径向最外工作层的增强元件与周向方向形成以绝对值而言比角度α1大的角度α2，所述角度α1由径向最内工作层的增强元件与周向方向形成，角度α2和α1的绝对值之差的绝对值大于12°，平均角度α满足以下关系式：
14+131*exp(-L/100)<α<28+110*exp(-L/100)
α由Arctan((tan(|α1|)*tan(|α2|))1/2)的关系式定义，L为沿轴向方向测量的轮胎的最大宽度并以mm表示，径向最外工作层的断裂潜能指数F2/FR2小于1/6，其中：
FR2为径向最外工作层的帘线的单轴延伸下的断裂力，
F2＝p2*Tc*[(tan(|α1|)/(tan(|α1|)+tan(|α2|)))/cos2(|α2|)+C]，其中
Tc＝0.078*P*Rs*(1-(Rs2-RL 2)/(2*Rt*Rs))，
C＝0.00035*(min((L-80)/sin(|α1|),(L-80)/sin(|α2|),480)-480)，
p2为径向最外工作胎冠层的增强元件铺设的节距，垂直于周向中平面处的增强元件测得，
Rs＝Re-Es，
Re为轮胎的外半径，在轮胎的胎面表面上的径向最外点处测得，所述表面被外推以填充可能存在的任何空隙，
Es为轮胎的径向最外点与其在径向最内工作胎冠层的增强元件的径向外部面上的正交投影之间的径向距离，
RL为轮胎每一侧上的轴向最外点的半径的平均值，
Rt为穿过以下三个点的圆的半径，所述三个点位于空隙外侧的胎面的外表面上并且从胎肩端部以分别等于胎面宽度的1/4、1/2和3/4的轴向距离限定。
2.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述至少一个周向增强元件层为轴向连续的，并且优选以周向中平面为中心。
3.根据权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于，所述两个工作胎冠层的增强元件由金属制成。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的轮胎，其特征在于，角度α1和α2的绝对值之差的绝对值大于15°。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的轮胎，其特征在于，平均角度α满足关系式：α>20+164*exp(-L/100)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的轮胎，其特征在于，径向最外工作层的断裂潜能指数F2/FR2小于1/8。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的轮胎，其特征在于，径向最内工作层的断裂潜能指数F1/FR1小于1/3，其中：
F1＝p1*Tc*[(tan(|α2|)/(tan(|α1|)+tan(|α2|)))/cos2(|α1|)+C]，其中
p1为径向最内工作胎冠层的增强元件铺设的节距，垂直于周向中平面处的增强元件测得。
8.根据权利要求7所述的轮胎，其特征在于，径向最内工作层的断裂潜能指数F1/FR1比径向最外工作层的断裂潜能指数F2/FR2高至少30％。
9.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎，其特征在于，至多所述两个工作胎冠层和所述至少一个周向增强元件层是存在于胎冠增强件的至少60％的轴向宽度上，优选存在于胎冠增强件的至少80％的轴向宽度上用以形成胎冠增强件的仅有的层。
10.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎，其特征在于，两个工作胎冠层和所述至少一个周向增强元件层是存在于胎冠增强件的整个轴向宽度上用以形成胎冠增强件的仅有的层。
11.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎，其特征在于，工作胎冠层的增强元件为不可伸展的金属帘线。
12.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎，其特征在于，所述至少一个周向增强元件层在径向上设置在两个工作胎冠层之间。
13.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎，至少两个工作胎冠层具有不同的轴向宽度，其特征在于，轴向最宽的工作胎冠层的轴向宽度与轴向最窄的工作胎冠层的轴向宽度之间的差值在10和30mm之间。
14.根据权利要求13所述的轮胎，其特征在于，轴向最宽的工作胎冠层在径向上位于另一个工作胎冠层的内侧。
15.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎，其特征在于，在径向上与所述至少一个周向增强元件层邻近的工作胎冠层的轴向宽度大于所述至少一个周向增强元件层的轴向宽度。
16.根据权利要求15所述的轮胎，其特征在于，在赤道平面的任一侧上并在所述至少一个周向增强元件层的直接轴向延伸部分中，与所述至少一个周向增强元件层邻近的工作胎冠层在轴向宽度上联接，随后通过橡胶混合物的成型元件至少在所述两个工作层公共的剩余宽度上脱离联接。
17.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎，其特征在于，所述至少一个周向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在10和120GPa之间的0.7％伸长下的割线模量以及小于150GPa的最大切线模量。
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