CN1103295C - 轮胎的胎冠加强件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有径向胎体加强件(1)的轮胎，该轮胎具有胎冠加强件(3)，胎冠加强件(3)包括至少两个工作胎冠线网层(32、34)，它们由不可伸展的缆索构成，缆索从一个线网层向另一线网层交叉并与圆周方向构成10°与45°之间的角度。本发明特征在于，在没有由与圆周方向形成大于45°角度的不可伸展的加强元件构成的任何线网层的情况下，在工作线网层(32、34)的径向之间设置了一个由平行于圆周方向而定向的波浪形加强元件构成的附加线网层(33)。

Description

轮胎的胎冠加强件
本发明涉及具有径向胎体加强件的轮胎，该胎体加强件在每个胎圈内被固定到至少一条胎圈钢丝上，轮胎还包括一个胎冠加强件，该胎冠加强件由至少两个所谓的工作线网层构成，它们重叠放置并由缆索或绳索构成，缆索在每个线网层中相互平行并从一个线网层向另一线网层交叉，与轮胎的圆周方向形成绝对值最大为45°的角度。
为降低“载重车”型中的具有径向胎体加强件的轮胎的运行温度，尽管已有经济有效的解决办法，但法国专利申请FR2,744,955提出给所述胎体加强件增加一个胎冠加强件，该胎冠加强件包括至少两个工作胎冠线网层，该至少两个线网层是由不可伸展的缆索构成，它们从一个线网层向另一层线网层交叉，与圆周方向构成绝对值在10°与45°之间的角度，其特征在于，在不存在任何由与圆周方向形成大于45°角度的不可伸展的缆索构成线网层的情况下，在工作线网层的径向之间设置了一个附加的轴向连续的线网层，该线网层由大体平行于圆周方向定向的金属元件构成，所述附加线网所具有的轴向宽度至少等于胎体加强件最大轴向宽度So的50％，并至少等于最宽工作胎冠线网层的轴向宽度的1.05倍。
在上文中，附加线网层可由所谓的半弹性连续钢缆索构成，也就是说，缆索具有在2％与4％之间的相对断裂伸度。这些缆索使它可以获得在工作胎冠线网层和附加线网层之间合适分布圆周张力的刚性水平。所述缆索最好是“双模量”的，亦即，其拉应力随相对伸长而变化的曲线在小的伸长时斜度平缓，而在较大伸长时斜度陡峭且基本为常数。对硫化前伸长小于2％的十分低的模量使得附加线网层在轮胎硫化期间增加圆周方向的展开。
附加线网层也可由沿圆周定向的钢质金属缆索构成，并切割成长度大大小于线网层圆周长度的分段，且分段之间的切口在轴向相互相对偏移。这样的实施例使其可以简单方式赋予附加线网层所需的刚性，而与其构成材料无关。
用于加强附加线网层的弹性缆索或切口缆索的选取并不能使所述线网层具有最佳疲劳强度，这或是由于弹性缆索的断裂负载的下降，或是由于在切口缆索的压制混合处存在应力集中。
为使由圆周定向的金属加强元件构成的附加线网层具有更好的疲劳强度，同时使工业化得以较容易实现，本发明提出采用在线网层平面中波动的金属元件作为加强元件。这样，根据本发明的具有径向胎体加强件的轮胎具有一个胎冠加强件，该胎冠加强件包括至少两个工作胎冠线网层，它们由不可伸展的金属加强元件构成，元件从一个线网层向另一个线网层交叉，与圆周方向形成在10°与45°之间的角度，其特征在于，在没有由与圆周方向形成大于45°角度的不可伸展的加强元件构成的任何线网层的情况下，在工作线网层的径向之间设置了一个由波浪形加强元件构成的附加的轴向连续的线网层，所述线网层具有的轴向宽度至少等于胎体加强件的最大轴向宽度的50％，加强元件的波浪相互平行、同相并且平行于圆周方向定向，附加线网层的单位长度的刚性与胎冠加强件的其它线网层的单位长度的刚性的总和的比例最大为0.10。
加强元件线网层的单位长度上的延伸刚性(在取自经硫化的轮胎的元件线网层上测量)是由于沿所述元件通常方向(average direction)作用在线网层单位宽度上的拉力，该拉力是获得给定相对伸长ε所必须的，并可通过公式R＝1/P.dF/dε表示，R是所讨论的线网层的刚性，P是所述线网层元件之间的间距，dF/dε是每一元件的拉力相对于相对伸长的导数，而ε等于0.5％，或用公式R＝dF/dε表示，于是，dF/dε是线网层单位长度上的拉力相对于相对伸长的导数。
波浪的波幅a与波长λ之比最好在4％与15％之间，波浪的波幅按定义是在峰峰之间测量的。在4％与15％之间的比例a/λ使得所具有的加强元件不妨碍轮胎半成品在硫化模中的成型，同时得以在轮胎硫化、安装和充气后获得胎冠加强件单位长度的刚性，该刚性是改进所述胎冠加强件的耐久性所必须的而且是足够的。
在线网层平面中呈波浪形的加强元件优选地是金属的、并且更好的是钢制的金属缆索，它们使附加线网层具有更大的疲劳强度。
不管加强元件(缆索或单丝)由什么材料构成，它们的直径最好大于位于所述附加线网层径向任一侧的胎冠加强件线网层的加强元件的直径，该加强元件一般是钢制的金属缆索。
其通常方向是圆周方向的波浪形金属元件是这样的元件，其波浪的轴线的方向与圆周方向形成的角度在0度左右的+5°、-5°的范围之内。
附加线网层的轴向宽度至少等于最宽的工作胎冠线网层的轴向宽度的1.05倍也是有利的。
应用波浪形周向元件构成的附加线网层的一种有利的方式在于给予第一工作胎冠线网层的子午线曲率(meridian curvature)大体等于下层的胎体加强件的子午线曲率，这特别适合形状比H/S至少为0.50的轮胎，从而能将第一工作胎冠线网层平行所述胎体加强件布置，而无需在其间设置成型构件。随后，附加线网层具有大体为0的曲率，并由大体为三角形的合适成型构件将其与第一工作线网层分隔开。
本发明提出的胎冠加强件最好由所谓的保护性胎冠线网层结束，该线网层由钢制直线弹性金属缆索构成，金属缆索相对圆周方向成大体等于径向最外的工作胎冠线网层的缆索相对圆周方向成的角度而定向，并且该线网层的轴向宽度至少等于径向最外的工作线网层的轴向宽度。
结合下述说明并参考附图将能更好地了解本发明的特征和优点，附图以非限定性方式展示了实施例的一个示例，其中单独的图1展示了本发明提出的胎冠加强件的子午线截面的示意图。
尺寸为315/80 R22.5X的轮胎P具有0.8的H/S形状比，其中H是在其安装轮箍上的轮胎P的高度，S是其最大轴向宽度。所述轮胎P包括一个径向胎体加强件1，胎体加强件1在每个胎圈内被固定到至少一条胎圈钢丝上，形成一个翻转部分，并且胎体加强件1是由金属缆索的单一线网层构成。此胎体加强件1被胎冠加强件3所围绕，该胎冠加强件3径向由内向外由以下部分构成：
-一个第一工作胎冠线网层32，它由钢制不可伸展的非环箍形14-28金属缆索构成，所述缆索直径为1.25mm，它们在线网层中相互平行并按2.0mm的间距(垂直所述缆索加以测量)加以布置。它们相对圆周方向成角度α定向，在所示情况，α角等于18°。所述第一线网层与胎体加强件1径向紧邻和平行，其子午线曲率1/r大体上等于下层的胎体加强件1的子午线曲率1/r1，胎体线网层和工作线网层各自的缆索由恒定厚度的橡胶混合物加以分隔；
-一个覆盖第一工作胎冠线网层32的附加线网层33，它由钢制的不可伸展的非环箍形金属27-23缆索构成，缆索直径为1.4mm并且相互之间由2mm的间距分隔开。所述缆索具有波浪形，其峰峰之间的波幅为5mm，波长λ为100mm，或近似为线网层33的圆周长度的1/30。所述元件成0°定向，也就是说，描述它们的波浪的轴线是圆周形的。第一工作胎冠线网层32的轴向外边缘由基本为三角形截面的成型构件4与波浪形圆周定向缆索构成的附加线网层33相隔开，在线网层32的轴向外端测量的线网层32与线网层33之间的橡胶厚度e2大体等于2mm；
-一个第二工作胎冠线网层34，第二工作胎冠线网层34由与第一线网层32的缆索相同的金属缆索构成，它们按相同间距布置并与圆周方向成角度β，该角度β与角度α方向相反，在所示情况等于18°的所述角度α(但也可不同于所述角度α)；
-以及最后的一个最终线网层35，它由钢制的所谓弹性金属缆索构成，缆索与圆周方向成角度γ，角度γ的方向与角度β相同并等于所述角度β(但可与其不同)，此最后线网层是所谓的保护线网层，而所谓的弹性缆索是具有至少为4％的相对断裂伸度的缆索。
第一工作线网层32的轴向宽度L32约等于胎体加强件1的中央截面的最大轴向宽度So的0.50倍，即160mm，对现有形状的轮胎来说，它大大小于胎面宽度，在所讨论的情况下胎面宽度等于235mm。第二工作线网层34的轴向宽度L34略小宽度L32，即155mm。附加线网层33的轴向宽度L33大体等于190mm，它约为0.6So。事实上，附加线网层33的宽度L33要比最宽的工作线网层的宽度L32(L34)大很多。称作保护线网层的最终胎冠线网层35的宽度L35只比工作胎冠线网层的宽度L34略大一些，即165mm。
上述轮胎与以上参考申请中描述的轮胎通过所谓的“漂移”行进、施加在充气至它们推荐压力的轮胎上的负载和横向力进行比较。与具有相同胎冠加强件结构、但以间断的钢制金属缆索作为附加线网层加强元件的轮胎相比，耐久性的增量大体为40％(按运动的公里测量)。采用相同方法，与在附加线网层中采用连续的弹性钢质缆索的轮胎相比，耐久性的增量是20％。与具有相同胎冠加强件结构、但没有附加线网层的轮胎相比，耐久性的增量为80％。

Claims (7)

1、一种具有径向胎体加强件(1)的轮胎，该轮胎具有胎冠加强件(3)，胎冠加强件(3)包括至少两个工作胎冠线网层(32、34)，它们由不可伸展的金属加强元件构成，元件从一个线网层向另一个线网层交叉，与圆周方向形成在10°与45°之间的角度，其特征在于，在没有由与圆周方向形成大于45°角度的不可伸展的加强元件构成的任何线网层的情况下，在工作线网层(32、34)的径向之间设置了一个由波浪形加强元件构成的附加的轴向连续的线网层(33)，所述线网层具有的轴向宽度L33至少等于胎体加强件(1)的最大轴向宽度So的50％，缆索的波浪相互平行、同相并且平行于圆周方向定向，附加线网层(33)的单位长度的刚性与胎冠加强件的其它线网层(32、34、35)的单位长度的刚性的总和的比例最大为0.10。
2、如权利要求1的轮胎，其特征在于，在附加线网层(33)的平面中呈波浪形的加强元件是钢制的金属缆索。
3、如权利要求1或2的轮胎，其特征在于，附加线网层(33)的加强元件的波浪的波幅a与波长λ之比在0.04与0.15之间。
4、如权利要求1至3中任一的轮胎，其特征在于，附加线网层(33)的加强元件的直径最好大于径向位于所述附加线网层(33)任一侧的工作线网层(32、34)的加强元件的直径。
5、如权利要求1至4中任一的轮胎，其特征在于，附加线网层(33)具有的轴向宽度L33至少等于最宽的工作胎冠线网层(32、34)的轴向宽度的1.05倍。
6、如权利要求1至5中任一的轮胎，其特征在于，第一工作胎冠线网层(32)的子午线曲率1/r大体等于下层的胎体加强件(1)的子午线曲率1/r1，从而使第一工作胎冠线网层(32)平行所述胎体加强件(1)布置，成型构件(4)设置在工作线网层(32)与附加线网层(33)的边缘之间，附加线网层的曲率大体为零。
7、如权利要求1至6中任一的轮胎，其特征在于，胎冠加强件(3)还包括一个被称作保护线网层的轴向连续的线网层(35)，它径向地位于最终工作线网层(34)之上，由直线弹性金属缆索构成，其轴向宽度L35至少等于径向最外的工作线网层的轴向宽度L34。
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