CN109952210A - 用于重型土木工程车辆的轮胎胎冠 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于重型土木工程车辆的轮胎的胎冠。本发明的目的是使所述胎冠对应力不敏感。为此，所述轮胎(1)包括胎面(2)和保护增强件(4)，所述胎面(2)具有的以m/m2表示的中间表面刀槽化率TLC等于存在于轴向宽度WC的中间胎面部分中的刀槽(21)的累积长度LDC与胎面(2)的径向外表面(23)的中间表面积AC之间的比值，所述保护增强件(4)包括至少两个保护层(41、42)，所述保护层(41、42)由弹性金属增强元件组成并且具有以daN/m表示的最大拉伸强度Rmax，使得胎面(2)的中间表面刀槽化率TLC至少等于5m/m2。

Description

用于重型土木工程车辆的轮胎胎冠
技术领域
本发明涉及旨在装配至工地类型的重型车辆的子午线轮胎，更特别地涉及所述轮胎的胎冠。
背景技术
用于工地类型的重型车辆的子午线轮胎旨在装配至轮辋上，在ETRTO(欧洲轮胎和轮辋技术组织)标准的含义内，所述轮辋的标称直径至少等于25英寸。然而本发明并不限于这种类型的应用，更特别地参考大尺寸的子午线轮胎来描述本发明，所述大尺寸的子午线轮胎旨在安装至例如自卸车上，所述自卸车为用于运输从采石场或从露天矿场开采的材料的车辆。大尺寸的子午线轮胎理解为旨在安装至标称直径至少等于49英寸并且可多达57英寸或甚至63英寸的轮辋上的轮胎。
由于轮胎具有的几何形状显示出围绕旋转轴线的旋转对称性，所以通常在包含轮胎旋转轴线的子午平面中描述轮胎的几何形状。对于给定的子午平面，径向、轴向和周向方向分别表示垂直于轮胎旋转轴线的方向、平行于轮胎旋转轴线的方向和垂直于子午平面的方向。
在下文中，表述“径向内部/在径向上位于内侧”和“径向外部/在径向上位于外侧”分别意指“更接近轮胎的旋转轴线”和“更远离轮胎的旋转轴线”。“轴向内部/在轴向上位于内侧”和“轴向外部/在轴向上位于外侧”分别意指“更接近轮胎的赤道平面”和“更远离轮胎的赤道平面”，轮胎的赤道平面为经过轮胎的胎面表面的中间并且与轮胎的旋转轴线垂直的平面。
子午线轮胎在径向上从外向内包括胎面、胎冠增强件和胎体增强件。由胎面和胎冠增强件构成的组件为轮胎的胎冠。
胎面为轮胎胎冠的一部分，其旨在经由胎面表面与地面接触，会被磨损。胎面包括至少一种弹性体材料以及或多或少复杂的切口体系，所述切口体系分隔被称为胎面花纹的浮凸式元件，该元件用于尤其确保令人满意的抓地力性能。
胎面中的切口可以具有相对于轮胎周向方向的任何类型的取向。通常在纵向或周向切口与轴向或横向切口之间进行区分，所述纵向或周向切口与周向方向形成至多等于45°的角度，而所述轴向或横向切口与周向方向形成至少等于45°的角度。在切口中，沟槽和刀槽是有区别的。沟槽为限定出如下空间的切口，所述空间是由材料的面壁界定的，所述壁彼此间隔开从而使得当轮胎在推荐的标称负荷和压力条件下运转时，所述壁在接触斑块(在该接触斑块中胎面与地面接触)中不会与彼此接触。刀槽为限定出如下空间的切口，所述空间是由在运转期间与彼此接触的材料壁界定的。
胎面通常的几何性特征在于轴向宽度WT和径向厚度HT。轴向宽度WT被定义为新轮胎的胎面与平滑地面的接触表面的轴向宽度，所述轮胎经受如由例如E.T.R.T.O.(欧洲轮胎和轮辋技术组织)标准所推荐的压力和负荷条件。按照惯例，径向厚度HT被定义为在切口中测得的最大径向深度。在用于工地类型的重型车辆的轮胎情况下，举例而言，轴向宽度WT至少等于600mm并且径向厚度HT至少等于60mm。
胎面通常的特征还在于体积空隙比TEV等于切口的总体积VD与切口的总体积VD和这些切口所界定的浮凸式元件的总体积VR的总和之间的比值，切口的的总体积VD在无约束轮胎上测得，即在未被安装且未被充气的轮胎上测得。总和VD+VR对应于在径向上包含在胎面表面与底表面之间，从胎面表面沿径向向内平移等于胎面的径向厚度HT的径向距离的体积。该体积空隙比TEV以％表示，特别地，其根据可用的耐磨橡胶的体积制约磨损性能，并且通过横向边角和纵向边角各自的存在以及能够存储或除去水或泥的切口的存在从而制约纵向和横向的抓地力性能。
在本发明中，径向深度HD至少等于径向厚度HT的50％并且宽度WD至多等于其径向深度HD的20％的切口被称为有效切口。这些切口为刀槽类型的窄切口，即限定了由在运转期间与彼此接触的材料壁界定的空间的切口，然而该空间的宽度足以允许空气在所述有效切口中流动。
这些具有在胎面的径向外表面上测得的累积长度LD的有效切口使得可以限定表面刀槽化程度TL，该TL以m/m2表示并且等于有效切口的累积长度LD与胎面的径向外表面的面积A之间的比值，所述面积A等于2ΠRE*WT，其中RE为轮胎的外半径。
用于工地类型的重型车辆的子午线轮胎的胎冠增强件在径向上位于胎面的内侧，并且包括在径向上位于胎面内侧和胎体增强件外侧且沿周向设置的重叠胎冠层。每个胎冠层由通常为金属的增强体构成，这些增强体相互平行并且包覆在通过混合而获得的弹性体材料中，所述弹性体材料通常被称为弹性体配混物。
在胎冠层中，通常在保护层、工作层和环箍层之间进行区分，所述保护层构成保护增强件并且在径向上位于最外侧，所述工作层构成工作增强件并且在径向上位于保护增强件的内侧，所述环箍层通常来说在径向上包含在工作增强件与胎体增强件之间，但也可以在径向上包含在两个工作层之间或者在径向上包含在保护增强件与工作增强件之间。
包括至少两个保护层的保护增强件主要保护工作层免受可能通过胎面沿径向朝轮胎内部传播的机械攻击或物理化学攻击。保护增强件通常由两个在径向上重叠的保护层构成，所述保护层由弹性金属增强体形成，所述弹性金属增强体在每个层内相互平行并且从一个层至另一个层交叉，与周向方向形成绝对值通常在15°和45°之间，优选在20°和40°之间的角度。
包括至少两个工作层的工作增强件具有的功能在于环束轮胎并且为轮胎提供刚度和抓地性。工作增强件吸收充气的机械应力以及由运转引起的机械应力，所述充气的机械应力通过轮胎充气压力产生并且通过胎体增强件传递，所述由运转引起的机械应力在轮胎在地面上运转时产生并且通过胎面传递。工作增强件还旨在借助其固有设计和保护增强件的固有设计承受氧化、冲击和刺穿。工作增强件通常由两个在径向上重叠的工作层构成，所述工作层由不可伸展的金属增强体形成，所述不可伸展的金属增强体在每个层内相互平行并且从一个层至另一个层交叉，与周向方向形成绝对值通常在15°和45°之间，优选在15°和40°之间的角度。
包括至少一个环箍层的环箍增强件限制在充气时胎冠的径向变形并且有助于使胎冠变硬。环箍增强件通常由两个在径向上重叠的环箍层构成，所述环箍层由不可伸展或弹性的金属增强体形成，所述金属增强体在每个层内相互平行并且从一个层至另一个层交叉，与周向方向形成绝对值至多等于15°，优选至多等于8°的角度。
金属增强体的机械性特征在于表示应用至金属增强体的拉伸力(以N计)随金属增强体的相对伸长(以％计)的变化的曲线，所述曲线被称为力-伸长曲线。通过该力-伸长曲线推出机械拉伸特征例如结构伸长As(以％计)、总断裂伸长At(以％计)、断裂力Fm(以N计的最大负荷)和断裂强度Rm(以MPa计)，这些特征根据1984年的标准ISO 6892测得。
根据定义，金属增强体的总断裂伸长At为其结构伸长、弹性伸长和塑性伸长的总和(At＝As+Ae+Ap)。结构伸长As为构成金属增强体的金属丝线在低拉伸力下的相对定位的结果。弹性伸长Ae为构成金属增强体的金属丝线(单独考虑并满足胡克定律)中的金属的实际弹性的结果。塑性伸长Ap为在独立考虑下金属丝线的金属的塑性(即超过屈服点的不可逆的变形)的结果。这些不同的伸长及其各自的含义是本领域技术人员公知的，并且描述于例如文献US5843583、WO2005/014925和WO2007/090603中。
在力-伸长曲线上的任意点处也限定出拉伸模量(以GPa计)，所述拉伸模量表示在该点处与力-伸长曲线正切的直线的梯度。特别地，力-伸长曲线的弹性线性部分的拉伸模量被称为弹性拉伸模量或杨氏模量。
在金属增强体中，通常在弹性金属增强体和不可伸展的金属增强体之间进行区分，所述弹性金属增强体例如为最经常用在保护层中的金属增强体，所述不可伸展的金属增强体例如为通常用在工作层中的金属增强体。
弹性金属增强体的特征在于至少等于1％的结构伸长As和至少等于4％的总断裂伸长At。此外，弹性金属增强体具有的弹性拉伸模量至多等于150GPa，通常在40GPa和150GPa之间，优选在70GPa和110GPa之间。其断裂力Fm通常至少等于500daN。
弹性金属增强体的例子为弹性多线股缆线，亦即由数根线股的组件形成的弹性多线股缆线。一种特定但属于常见情况的多线股弹性缆线由具有两个等同层的线股的层构成并且结构为K*(M+P)类型，K为具有两个层的线股的数目，M为构成线股内层的金属丝线的数目，P为构成线股外层的金属丝线的数目。两层式线股通常通过使P根构成线股外层的丝线围绕M根构成线股内层的丝线进行螺旋式缠绕而获得。
对于弹性多线股缆线，结构伸长As为弹性多线股缆线的构造和通气(aération)、基本线股的构造和通气以及它们的固有弹性、还有在适当的情况下的施加在这些线股和/或线股的构成丝线的一者或多者上的预成型的结果。一方面，缆线的通气为每根线股的通气的结果，所述每根线股的通气取决于线股的丝线相对于与线股轴线方向垂直的方向的间距，另一方面，缆线的通气还为线股相对于与缆线轴线方向垂直的方向的间距的结果。
不可伸展的金属增强体的特征在于在等于断裂力Fm的10％的拉伸力下的至多等于0.2％的总伸长。此外，不可伸展的金属增强体具有的弹性拉伸模量通常在150GPa和200GPa之间。
关于轮胎在工地类型的重型车辆中的用途，所述轮胎旨在承受高负荷并且在覆盖有各种尺寸的石头的轨道上行驶。
在高负荷下运转将特别在轮胎的胎冠中产生高温，该高温有可能导致胎冠的部件劣化并限制其耐久性，因此限制轮胎的使用寿命。特别是在工作增强件中产生高温，其工作层可以在热量的作用下分离：这被称为热裂解。减少轮胎胎冠中的热量水平以对抗热裂解是轮胎设计者持续关注的问题。
此外，在覆盖有石头的轨道上行驶(将使胎面凹进)将引起这些致凹体对轮胎胎冠的攻击。更具体地，致凹体不仅会攻击胎面，而且还会陷入胎面的切口中。石头陷入胎面的切口中(通常被称为石头滞留)可能会在切口底部引发裂纹，这些裂纹将沿径向朝轮胎胎冠的内侧扩展，到达胎冠增强件，更具体而言到达保护增强件，所述保护增强件会随着时间劣化并且会破裂：这将缩短轮胎的使用寿命。胎面中切口的数目越多和/或体积越大，即胎面的体积空隙比越高(通常至少等于12％)，这种现象越明显。因此，这种对胎冠的攻击的问题同样是轮胎设计者关注的事情。
为了减少轮胎胎冠的热量水平，一种已知的解决方案是以足够的程度切入胎面，亦即具有高的体积空隙比，以便将胎冠中产生的温度降低至可接受的水平。体积空隙比越高，胎冠的热量水平将越低地越多，但胎冠受到轨道上存在的致凹体攻击的风险越大。
发明内容
本发明人设定了如下目标，特别是在胎面具有高体积空隙比的情况下，使得用于工地类型的重型车辆的子午线轮胎的胎冠对致凹体的攻击不敏感。
根据本发明，该目标通过一种用于工地类型的重型车辆的轮胎而实现，该轮胎包括胎面和在径向上位于胎面内侧的胎冠增强件：
-胎面具有至少等于60mm的径向厚度HT，并且包括具有径向深度HD和宽度WD的切口、以及由切口分隔的浮凸式元件，
-至少一些切口被称为有效切口，所述有效切口具有的径向深度HD至少等于径向厚度HT的50％，宽度WD至多等于径向深度HD的20％，
-胎冠增强件包括保护增强件、工作增强件和环箍增强件，
-保护增强件在径向上位于最外侧并且包括两个保护层，所述两个保护层在中间轴向宽度WC上彼此接触并且包括弹性金属增强体，所述弹性金属增强体与周向方向形成在15°和45°之间的角度，每个保护层具有的每单位层宽度的断裂强度R以daN/m表示，Rmax为保护层的断裂强度R的最大值，
-工作增强件包括至少两个工作层，所述工作层包括不可伸展的金属增强体，所述金属增强体从一个工作层至另一个工作层交叉并且与轮胎的周向方向形成在15°和45°之间的角度，
-环箍增强件包括至少一个环箍层，所述环箍层包括金属增强体，所述金属增强体与周向方向形成至多等于15°的角度，
-胎面的中间表面刀槽化程度TLC定义为存在于轴向宽度等于WC的胎面中间部分上的有效切口的累积长度LDC与胎面的径向外表面的中间面积AC之间的比值，至少等于5m/m2，所述中间面积AC等于2ΠRE*WC，其中RE为轮胎的外半径。
-耦合比CC定义为保护层的断裂强度R的最大值Rmax与胎面的中间表面刀槽化程度TLC之间的比值，至少等于18000daN。
胎面的最小中间表面刀槽化程度TLC，即存在于轴向宽度等于WC的胎面中间部分上的有效切口的最小累积长度LDC/单位表面积，确保了胎面中间部分的有效切口的最小通风，因此确保胎面的冷却，从而确保了降低胎冠的内部温度，在中间部分中该内部温度因该区域中与地面的高接触压力而变得很高。应注意的是，热量水平因此的降低可以使装配有这种轮胎的车辆的物料运输生产力增加。
胎面的中间部分通常定义为这样的胎面部分，即所述胎面部分与轮胎的赤道面对称并且与保护增强件的也被称为保护增强件联接部分(其中两个保护层在等于WC的轴向宽度上彼此接触)的部分对齐。应注意的是，通常，在工地类型的重型车辆的轮胎领域中，轴向宽度WC基本上等于胎面的总轴向宽度WT的0.6倍，并且基本上等于最窄保护层(其在保护增强件中通常在径向上位于最外侧)的轴向宽度的0.9倍。
在崭新状态的轮胎上确定该中间表面刀槽化程度TLC。然而，在胎面磨损50％之后，即当胎面的径向厚度等于HT/2时，在半磨损轮胎上确定的中间表面刀槽化程度TLC保持基本上等于在崭新状态的轮胎上确定的中间表面刀槽化程度TLC。这确保了轮胎在其寿命期间的持久的抓地力性能。
对于给定的中间表面刀槽化程度TLC，最小的耦合比CC(定义为保护层的断裂强度R的最大值Rmax与胎面的中间表面刀槽化程度TLC之间的比值)对于保护增强件的机械强度是必需的。换言之，考虑到在胎面中间部分(因在该区域中与地面的高接触压力而对攻击特别敏感)中的切口的存在，保护增强件应具有足够的断裂强度。
因此，这两个必要特征的组合使得能够在胎冠的热量水平和对胎冠的攻击的抵抗力(特别是在胎面中间部分(其为具有与地面的高接触压力的区域)中，这些攻击有可能引发从胎面沿径向朝轮胎胎冠的内侧扩展的裂纹)之间获得令人满意的折衷。
优选地，耦合比CC至少等于24000daN。较高的耦合比CC增强了对胎冠的攻击的抵抗力，因此在胎冠的冷却水平相同的情况下允许在甚至更粗糙的地面上的使用。
更优选地，耦合比CC至多等于72000daN。超过该耦合比，保护层的断裂强度R的最大值Rmax所需的在保护增强件处的增强水平可以通过大直径的金属增强体获得，从而涉及到有可能使胎冠的热量水平恶化的非常厚的保护层。
有利地，胎面的中间表面刀槽化程度TLC至少等于5.8m/m2。胎面中有效切口的通风通过较高的中间表面刀槽化程度TLC得以改进。
进一步有利地，胎面的中间表面刀槽化程度TLC至多等于15m/m2。超过该值，存在于轴向宽度等于WC的胎面中间部分上的有效切口的累积长度LDC/单位表面积以及因此的胎面中间部分的有效切口数目/单位表面积存在使胎面对攻击敏感到不可接受的程度的风险。一方面，切口底部处引发裂纹的区域数目变高。另一方面，由于大量的切口，浮凸式元件的尺寸减小，因此所述浮凸式元件的刚度降低，从而使浮凸式元件撕裂的风险增加。
有利地，胎面的周向中间表面刀槽化程度TLCX定义为存在于轴向宽度等于WC的胎面中间部分上的有效切口的长度在周向方向上的投影(projection)的总和与胎面的径向外表面的中间面积AC之间的比值，至少等于2.5m/m2，所述中间面积AC等于2ΠRE*WC，其中RE为轮胎的外半径。该特征尤其确保了在略微泥泞的地面上的令人满意的横向抓地力，这特别有益于在蜿蜒的轨道上行驶。
进一步有利地，胎面的轴向中间表面刀槽化程度TLCY定义为存在于轴向宽度等于WC的胎面中间部分上的有效切口的长度在轴向方向上的投影的总和与胎面的径向外表面的中间面积AC之间的比值，至少等于3.5m/m2，所述中间面积AC等于2ΠRE*WC，其中RE为轮胎的外半径。该特征尤其确保了在略微泥泞的地面上的令人满意的纵向抓地力，这特别有益于在倾斜的道路上向上行驶。
胎面的足够高的周向中间表面刀槽化程度TLCX和足够高的轴向中间表面刀槽化程度TLCY的组合还允许切口更均匀地分布，从而改进胎面的通风。
在具有轴向宽度WC的胎面中间部分上，中间体积空隙比TEVC以％表示，等于中间部分中切口的总体积VDC与中间部分中切口的总体积VDC和中间部分中浮凸式元件的总体积VRC的总和之间的比值，有利地至多等于总体积空隙比TEV，优选地至多等于总体积空隙比TEV的0.7倍。总体积空隙比TEV限定于胎面的整个轴向宽度WT上，并且等于切口的总体积VD与切口的总体积VD和浮凸式元件的总体积VR的总和之间的比值。受限的中间体积空隙比TEVC通常致使在中间部分中的切口的厚度受限，具有受限厚度的所述切口使得可以具有足够的胎面通风而不会使胎面对攻击敏感。
总体积空隙比TEV有利地至少等于12％，优选至少等于14％。这确保了足够的切口体积，使得可以确保胎面的有效热通风，从而冷却轮胎的胎冠。这种总体积空隙比TEV确保了在非常泥泞的地面上的良好抓地力。
在胎面的总轴向宽度WT上，胎面的总表面刀槽化程度TL定义为在胎面的整个轴向宽度WT上存在的有效切口的累积长度LD与胎面的径向外表面的面积之间的比值，有利地至少等于3m/m2，所述胎面的径向外表面的面积等于2ΠRE*WT，其中RE为轮胎的外半径。
保护层的断裂强度R的最大值Rmax有利地至少等于150000daN/m，优选至少等于160000daN/m。这使得可以确保所讨论保护层的令人满意的抗切割性。
根据保护增强件的第一有利实施方案，径向最外保护层的断裂强度R等于保护层的断裂强度R的最大值Rmax。径向最外保护层为抗致凹体穿刺的第一道屏障。这使得可以优化保护增强件的抗切割性。
根据保护增强件的第二优选实施方案，每个保护层的断裂强度R等于保护层的断裂强度R的最大值Rmax。这使得可以使保护增强件的抗切割性最大。
根据保护增强件的第三有利实施例，保护层的断裂强度R的最小值Rmin为使得比值Rmin/TLC至少等于18000daN。换言之，所有保护层均具有使得比值Rmin/TLC至少等于18000daN的断裂强度R。这使得可以在胎冠的热量水平与保护增强件的抗切割性之间获得令人满意的折衷。
根据保护层的金属增强体的一个优选实施方案，保护层的弹性金属增强体为多线股缆线，所述多线股缆线由具有K根股线的单个层构成，K在3和5之间，每根线股由金属丝线构成。这类金属增强体的特征在于弹性体涂覆配混物的良好渗透性，从而确保良好的耐腐蚀性，因此改进了保护增强件的耐久性。
根据保护层中金属增强体的优选实施方案的第一变体形式，每根结构为(M+P)的线股包括具有M根金属丝线的内层和围绕内层缠绕的具有P根金属丝线的外层。因此，每根线股由两个同心的金属丝线层构成。
根据保护层中金属增强体的优选实施方案的第一变体形式的一个特定示例，保护层的弹性金属增强体为多线股缆线，其结构为4*(3+8)*0.35，由具有4根线股的单个层构成，每根线股包括具有3根金属丝线的内层和围绕内层缠绕的具有8根金属丝线的外层，并且每根线股由直径等于0.35mm的金属丝线构成。
根据保护层中金属增强体的优选实施方案的第一变体形式的另一个特定示例，保护层的弹性金属增强体为多线股缆线，其结构为4*(4+9)*0.26，由具有4根线股的单个层构成，每根线股包括具有4根金属丝线的内层和围绕内层缠绕的具有9根金属丝线的外层，并且每根线股由直径等于0.26mm的金属丝线构成。
根据保护层中金属增强体的优选实施方案的第二变体形式，每根结构为(M+N+P)的线股包括围绕具有M根金属丝线的内层缠绕的具有N根金属丝线的中间层，具有P根金属丝线的外层围绕具有N根金属丝线的中间层缠绕。因此，每根线股由三个同心的金属丝线层构成。
优选地，具有P根金属丝线的外层为不饱和的。根据定义，不饱和的丝线层使得存在该层中的空间足以向其中加入至少一根具有与层的P根丝线相同直径的第(P+1)根丝线，因此可以使得多根丝线彼此接触。
还优选地，每根线股的构成丝线的直径至少等于0.22mm，优选至少等于0.26mm。
在透气性测试中，保护层的弹性金属增强体具有小于30cm3/min的平均空气流速。该标准表征弹性体涂覆配混物对金属帘线类型的金属增强体的渗透。该平均空气流速越低，金属帘线被渗透得越多，从而鉴于在增强体内部空气低循环并因此作为腐蚀因素的氧气也是低循环，所以改进了它们的耐久性。
关于透气性测试，该测试使得可以通过测量在给定时间段内在恒定压力下穿过试样的空气的体积，从而确定测试金属帘线的纵向透气性。如本领域技术人员公知的，这种测试的原理是证实对金属帘线进行的用以使金属帘线不透气的处理的有效性；其例如已描述于标准ASTM D2692-98中。
该测试是在从轮胎中取出的金属帘线上进行的，因此所述金属帘线已经在外部涂覆有处于固化状态的弹性体配混物或橡胶组合物，或者该测试是在照此制造的金属帘线上进行的。
在第二种情况下，照此制造的金属帘线首先需要用被称为涂覆橡胶的橡胶组合物从外部进行涂覆。出于该目的，将一系列平行铺设的10根帘线(帘线之间的距离：20mm)设置在两个处于未加工状态的橡胶组合物表层(两个尺寸为80x 200mm的矩形)之间，每个表层具有3.5mm的厚度；然后将所有物质固定在模具中，使用夹持模具使每个金属帘线保持在足够的张力(例如2daN)下从而保证当将其放置在模具中时使其笔直铺设；然后在140℃的温度和15巴的压力下硫化(固化)40min(尺寸为80x 200mm的矩形活塞)。之后，将整体从模具中移出，以尺寸为7x7x20mm的平行六面体的形状切割出10个由此经涂覆的金属帘线的试样，从而用于表征。
用作涂覆橡胶的配混物为常规用于轮胎的橡胶配混物，其基于天然(胶溶)橡胶和炭黑N330(65phr)，还含有以下常用添加剂：硫(7phr)、次磺酰胺促进剂(1phr)、ZnO(8phr)、硬脂酸(0.7phr)、抗氧化剂(1.5phr)、环烷酸钴(1.5phr)(phr意指重量份/百份弹性体)；涂覆橡胶的在10％伸长下的E10拉伸模量为约10MPa。
测试是在2cm长的金属帘线上进行的，所述金属帘线周围因此涂覆有处于固化状态的橡胶配混物(或涂覆橡胶)，所述测试以如下方式进行：在1巴的压力下将空气注入帘线的入口，并且使用流量计(经校准，例如从0至500cm3/min)测量出口处的空气体积。在测量过程中，将金属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，从而使得测量中仅考虑沿着金属帘线的纵向轴线从一个端部到另一个端部穿过金属帘线的空气量；使用固体橡胶试样(即不具有帘线的试样)预先检查气密性密封件本身的气密性。
测得的平均空气流速(10个试样的平均值)越低，金属帘线的纵向不透气性越高。由于测量取±0.2cm3/min的精度，小于或等于0.2cm3/min的测量值都认为是零；它们对应于沿着金属帘线轴线(即在金属帘线的纵向方向上)可被描述为气密(完全气密)的金属帘线。
根据保护层的一个有利实施方案，保护层的弹性金属增强体以3.5mm和6mm之间的平均间距分布。
附图说明
借助于图1和图2将更好地理解本发明的特征，图1和图2是示意性的并且未按比例：
-图1为根据本发明的用于工地类型的重型车辆的轮胎的胎冠在子午平面上的半截面。
-图2示出根据本发明的用于工地类型的重型车辆的轮胎中最大断裂强度Rmax随胎面的中间表面刀槽化程度TLC变化的范围。
具体实施方式
图1示出用于工地类型的重型车辆的轮胎1的胎冠在平面YZ中的子午半截面，所述轮胎1包括胎面2和在径向上位于胎面2内侧的胎冠增强件3。胎面2具有至少等于60mm的径向厚度HT，并且包括具有宽度WD和径向深度HD的切口21、以及由切口21分隔的浮凸式元件22。胎面2包括中间部分，该中间部分设置为与保护增强件4的一部分对齐并且具有轴向宽度WC，两个保护层(41、42)在所述轴向宽度WC上彼此接触。宽度WD至多等于径向深度HD的20％并且其径向深度HD至少等于径向厚度HT的50％的切口21被称为有效切口，其存在于胎面2的具有宽度WC的中间部分上，并且具有在胎面2的径向外表面23上测量的累积长度LD(图中未示出)。该累积长度LDC使得可以限定以m/m2表示的中间表面刀槽化程度TLC，所述中间表面刀槽化程度TLC等于累积长度LDC与胎面的径向外表面23的中间面积AC之间的比值，所述中间面积AC等于2ΠRE*WC，其中RE为轮胎的在赤道平面XZ中测量的在旋转轴线YY'与胎面2的径向外表面23或胎面表面之间的外半径。在径向上位于胎面2内侧的胎冠增强件3包括保护增强件4、工作增强件5和环箍增强件6。保护增强件4在径向上位于最外侧并且包括两个由弹性金属增强体形成的保护层(41、42)，所述弹性金属增强体与周向方向XX'形成在15°和45°之间的角度。每个保护层(41、42)具有以daN/m表示的断裂强度R/单位层宽度，Rmax为保护层(41、42)的断裂强度R的最大值。工作增强件5包括两个由不可伸展的金属增强体形成的工作层(51、52)，所述金属增强体从一个工作层至另一个工作层交叉并且与周向方向XX'形成在15°和45°之间的角度。环箍增强件6包括两个由金属增强体形成的环箍层(61、62)，所述金属增强体与周向方向XX'形成至多等于15°的角度。
图2示出根据本发明的用于工地类型的重型车辆的轮胎中最大断裂强度Rmax随胎面的中间表面刀槽化程度TLC变化的范围。根据本发明，胎面的中间表面刀槽化程度TLC至少等于5m/m2，并且等于保护层的断裂强度R的最大值Rmax与胎面2的中间表面刀槽化程度TLC之间的比值的耦合比CC至少等于18000daN。因此，本发明的范围限定为最大断裂强度Rmax至少等于18000*TLC，其中TLC至少等于5m/m2。图2中在图的横坐标轴上示出胎面的中间表面刀槽化程度TLC的最小值等于5m/m2。图2中在图的纵坐标轴上示出保护层的断裂强度R的最大强度Rmax的最小值等于90000daN/m，其对应于等于18000daN的最小耦合比CC。图中还示出：本发明的第一示例性实施方案I1，其中中间表面刀槽化程度TLC等于7m/m2，保护层的断裂强度R的最大值Rmax等于160000daN/m，所述保护层包括结构为4*(4+9)*0.26的弹性多线股缆线；以及本发明的第二示例性实施方案I2，其中中间表面刀槽化程度TLC也等于7m/m2，保护层的断裂强度R的最大值Rmax等于200000daN/m，所述保护层包括结构为4*(3+8)*0.35的弹性多线股缆线。图2中还示出了现有技术的示例E，其特征在于中间表面刀槽化程度TLC等于2.7m/m2并且保护层的断裂强度R的最大值Rmax等于102000daN/m，即在本发明的范围之外。
更特别地在尺寸为40.00R57的轮胎的情况下研究本发明。本发明人将根据本发明的轮胎I1和I2与作为参比的现有技术的轮胎E这两种示例进行了比较。
在所研究的情况下，现有技术的轮胎E与根据本发明的轮胎I1和I2各自具有胎冠增强件，该胎冠增强件在径向上从外向内包括：由具有弹性金属增强体的两个保护层构成的保护增强件，由具有不可伸展的金属增强体的两个工作层构成的工作增强件，以及由具有不可伸展的金属增强体的两个环箍环层构成的环箍增强件。关于保护增强件，两个保护层的弹性金属增强体(从一个层至另一个层交叉)与周向方向XX'形成的角度在现有技术的轮胎E中等于24°，而在根据本发明的轮胎I1和I2中等于33°。关于工作增强件，两个工作层的不可伸展的金属增强体(从一个层至另一个层交叉)与周向方向XX'形成的角度在现有技术的轮胎E中分别等于33°和19°，而在根据本发明的轮胎I1和I2中均分别等于33°和24°。关于环箍增强件，两个环箍层的不可伸展的金属增强体(从一个层至另一个层交叉)与周向方向XX'形成的角度在现有技术的轮胎E以及根据本发明的轮胎I1和I2中均在6°和8°之间。
在所研究的情况下，现有技术的轮胎E与根据本发明的轮胎I1和I2各自具有包括至少三个周向切口或沟的胎面，所述切口具有至少等于8mm的宽度WD。相应的胎面具有至少等于12％的总体积空隙比TEV。
对于所研究的40.00R57的示例，作为参比的现有技术的轮胎E中的胎冠特征以及根据本发明的轮胎I1和I2中的胎冠特征呈现于下表1中：
表1
对现有技术的轮胎和根据本发明的轮胎进行测量和测试，特别是在轮胎经受推荐的压力、负荷和速度条件时评估胎冠的热量水平，在轮胎受到致凹体的攻击时量化胎冠的断裂强度。
就热量水平而言，借助于温度传感器，靠近胎冠增强件的轴向端部(其通常为胎冠的热点)测量胎冠的温度。这些热测量的结果(就胎冠增强件的轴向端部处的温度而言)呈现于下表2中，以相对于作为参比的现有技术的轮胎而言的相对值表示。
为了表征受到冲击的轮胎胎冠增强件的断裂强度，本领域技术人员熟悉进行的测试包括使充气至推荐压力并经受推荐负荷的轮胎在被称为锥体的圆柱形致凹体上运转，所述圆柱形致凹体具有在1英寸(或25.4毫米)和2.2英寸(或55.9毫米)之间的直径(这取决于轮胎的尺寸)和给定的高度。断裂强度由锥体的临界高度即锥体的导致胎冠增强件完全断裂(即所有胎冠层断裂)的最大高度表征。这些攻击测试的结果(就直径等于2英寸的圆柱形锥体的最大高度而言)呈现于下表2中，它们是相对于作为参比的现有技术的轮胎(以基值100表示)而言的。
下表2呈现出研究的现有技术的轮胎E以及根据本发明的轮胎I1和I2的热性能和关于抗攻击性的性能的结果：
表2
根据表2，与现有技术的轮胎E相比，根据本发明的轮胎I1和I2的热量水平分别低了10°和9°。与现有技术的轮胎E相比，根据本发明的轮胎I1和I2的胎冠的关于抗攻击性的性能分别增加了40％和80％。

Claims (12)

1.用于工地类型的重型车辆的轮胎(1)，所述轮胎(1)包括胎面(2)和在径向上位于所述胎面(2)内侧的胎冠增强件(3)：
-所述胎面(2)具有至少等于60mm的径向厚度HT，并且包括具有径向深度HD和宽度WD的切口(21)、以及由所述切口(21)分隔的浮凸式元件(22)，
-至少一些切口(21)被称为有效切口，所述有效切口具有的径向深度HD至少等于径向厚度HT的50％，宽度WD至多等于径向深度HD的20％，
-所述胎冠增强件(3)包括保护增强件(4)、工作增强件(5)和环箍增强件(6)，
-所述保护增强件(4)位于径向最外侧并且包括两个保护层(41、42)，所述两个保护层(41、42)在中间轴向宽度WC上彼此接触并且包括弹性金属增强体，所述弹性金属增强体与周向方向(XX')形成在15°和45°之间的角度，每个保护层(41、42)具有的每单位层宽度的断裂强度R以daN/m表示，Rmax为保护层(41、42)的断裂强度R的最大值，
-所述工作增强件(5)包括至少两个工作层(51、52)，所述工作层(51、52)包括不可伸展的金属增强体，所述金属增强体从一个工作层至另一个工作层交叉并且与轮胎的周向方向(XX')形成在15°和45°之间的角度，
-所述环箍增强件(6)包括至少一个环箍层(61、62)，所述环箍层(61、62)包括金属增强体，所述金属增强体与周向方向(XX')形成至多等于15°的角度，
其特征在于，所述胎面(2)的中间表面刀槽化程度TLC定义为存在于轴向宽度等于WC的胎面(2)中间部分上的有效切口(21)的累积长度LDC与所述胎面(2)的径向外表面(23)的中间面积AC之间的比值，至少等于5m/m2，所述中间面积AC等于2ΠRE*WC，其中RE为轮胎的外半径；以及耦合比CC定义为保护层(41、42)的断裂强度R的最大值Rmax与所述胎面(2)的中间表面刀槽化程度TLC之间的比值，至少等于18000daN。
2.根据权利要求1所述的用于工地类型的重型车辆的轮胎(1)，其中，所述耦合比CC至少等于24000daN。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的用于工地类型的重型车辆的轮胎(1)，其中，所述耦合比CC至多等于72000daN。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于工地类型的重型车辆的轮胎(1)，其中，所述中间表面刀槽化程度TLC至少等于5.8m/m2。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的用于工地类型的重型车辆的轮胎(1)，其中，所述中间表面刀槽化程度TLC至多等于15m/m2。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的用于工地类型的重型车辆的轮胎(1)，其中，所述胎面(2)的周向中间表面刀槽化程度TLCX定义为存在于轴向宽度等于WC的胎面(2)中间部分上的有效切口(21)的长度在周向方向(XX')上的投影的总和与所述胎面(2)的径向外表面(23)的中间面积AC之间的比值，至少等于2.5m/m2，所述中间面积AC等于2ΠRE*WC，其中RE为轮胎的外半径。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的用于工地类型的重型车辆的轮胎(1)，所述轮胎具有与其旋转轴线平行的轴向方向(YY')，其中，所述胎面(2)的轴向中间表面刀槽化程度TLCY定义为存在于轴向宽度等于WC的胎面(2)中间部分上的有效切口(21)的长度在轴向方向(YY')上的投影的总和与所述胎面(2)的径向外表面(23)的中间面积AC之间的比值，至少等于3.5m/m2，所述中间面积AC等于2ΠRE*WC，其中RE为轮胎的外半径。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的用于工地类型的重型车辆的轮胎(1)，其中，保护层(41、42)的断裂强度R的最大值Rmax至少等于150000daN/m，优选至少等于160000daN/m。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的用于工地类型的重型车辆的轮胎(1)，其中，径向最外侧的保护层(41、42)的断裂强度R等于保护层(41、42)的断裂强度R的最大值Rmax。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的用于工地类型的重型车辆的轮胎(1)，其中，每个保护层(41、42)的断裂强度R等于保护层(41、42)的断裂强度R的最大值Rmax。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的用于工地类型的重型车辆的轮胎(1)，其中，保护层的断裂强度R的最小值Rmin为使得比值Rmin/TLC至少等于18000daN。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的用于工地类型的重型车辆的轮胎(1)，其中，保护层(41、42)的弹性金属增强体为多线股缆线，所述多线股缆线由具有K根线股的单个层构成，K在3和5之间，每根线股由金属丝线构成。
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