CN1103296C - 轮胎的胎冠加强件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有径向胎体加强件(1)的轮胎，其所具有的胎冠加强件(3)包括至少两层工作线网层(31、33)，这些工作线网层(31、33)由从一层线网层跨越到另一层线网层的不可伸展的缆索制成，其特征在于，一层附加线网层(32)径向布置在工作线网层(31、33)之间，该附加线网层(32)在轴向连续，并由基本上平行于周边方向而指向的波纹形金属元件构成。

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，该加强件在每一个胎边锚固在至少一个胎边线上，并包括胎冠加强件，它由至少两层被称为工作线网层的线网层构成，这些线网层重叠放置，并由在每层线网层中以及由一层线网层跨越到另一层线网层的相互平行的钢丝绳或缆索形成，因而相当于轮胎的圆周方向形成的角度的绝对值在10°与60°之间。
国际申请WO 97/30857的目的是降低具有径向胎体加强件的“重型”轮胎的工作温度，而提出了一个经济有效的解决方案。该专利申请建议，应向所述胎体加强件增加胎冠加强件，该胎冠加强件包括至少两层由不可伸展缆索制成的工作胎冠线网层，缆索从一层线网层跨越到另一层线网层，以便与圆周方向形成从10°至45°范围的角度，其特征在于，由基本上与圆周方向平行的金属元件形成的附加的、轴向连续的线网层径向放置在工作线网层之间，所述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。
在上文中，附加线网层可由已知的半弹性型的连续缆索形成，即缆索断裂时的相对延伸率大于2％。这些缆索使得可能获得周向张力在工作胎冠线网层与附加线网层之间协调分布所需的刚性水平。所述缆索最好是所谓的“双模量”型缆索，即它们的拉伸应力/相对延伸率曲线在低延伸率时具有小的斜率，而在高延伸率时，斜率基本上恒定并陡峭。当延伸率小于2％时，硫化处理前十分低的模量使得可能在轮胎硫化处理期间增加附加线网层的周向扩展。
附加线网层也可由金属钢缆索构成，它们沿周向定向，并切割成使其长度段大大小于线网层的周向长度，长度段之间的间隙彼此相对在轴向上偏移。这样的结构是一种能给与附加线网层以可能的所要求的刚性的简单方法。
将附加线网层加强件选择成具有弹性或切断缆索并不能使所述线网层具有最佳可能的抗疲劳性，这或是由于弹性缆索的断裂强度下降，或是由于在切断的缆索的混练过程中出现应力集中。
法国专利申请FR 97/09996揭示，由周向金属加强件元件构成的附加线网层与较容易的工业生产相结合，可获得较好的抗疲劳性，这归功于应用了在线网层平面中成波浪形的金属元件作为加强件元件，它们径向地放置在工作线网层之间，且加强元件的波纹相互平行、同相，并平行周边方向而指向，从而附加线网层的线性刚性与胎冠加强件的其它线网层的线性刚性和之比最多等于0.10。
日本专利申请JP 02/081708描述了一种由两个成波浪形的元件线网层形成的胎冠加强件，波纹的波幅与波长之比在边缘部位比在中心部位小，所述比值使得在线网层的边缘有较大的刚性从而避免胎面边缘的径向增长。
假定“重型”轮胎的胎面耐用性和胎体加强件的耐用性获得改进，从胎体加强件与胎冠加强件之间的抗分离性、工作胎冠线网层之间的抗分离性、以及附加线网层中沿周向定向的缆索的抗疲劳性出发，则胎冠加强件的耐用性必须加以提高。
根据本发明的具有径向胎体加强件的轮胎，其所具的胎冠加强件包括至少两层工作胎冠线网层，这些线网层由不可伸展的金属加强元件构成，该元件从一层线网层跨越到下一层线网层，相对于周边方向成10°与60°之间的角度，在工作线网层之间径向放置了附加线网层，它在轴向连续，并由金属加强元件构成，该加强元件的直径大于径向位于所述附加线网层两侧的工作线网层的加强元件的直径，所述线网层的轴向宽度至少等于胎体加强件的最大轴向宽度的50％，其特征在于，附加线网层的加强元件由钢制成并且在所述线网层的平面中成波浪形，缆索的波纹相互平行、同相，并平行于周边方向而指向，使得波纹元件的波幅与波长的比从中心轴向向外朝着所述线网层的边缘减少，并在所述边缘为最小。
波纹金属元件的平均方向是周向的，它们是这样的一些元件，其波纹的轴线方向相对于周向方向的角度在零+5°与-5°的范围内。
同样，波纹的波幅与波长之比最好在2％与15％之间，波纹的波幅按定义从波峰量至波峰。在2％与15％之间的波幅与波长之比使其所具的加强元件不会与硫化模具中的轮胎毛坯成形相矛盾，而是在轮胎的硫化、装配及充气后，得到为提高所述的胎冠加强件的耐用性所需的胎冠加强件的线性刚性。
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。
更具体地讲，当轮胎的形状比H/S至少等于0.50时，波纹形周向元件的附加线网层可与第一工作胎冠线网层结合使用，该第一工作胎冠线网层的子午线曲率基本上与下面的胎体的加强件的子午线曲率相等，从而它能平行于所述胎体加强件放置，而无需在中间插入成形片段。这样，通过用基本上为三角形的适当片段将其与第一工作线网层分开，使附加线网层具有基本上为零的曲率。
根据本发明的胎冠加强件最好通过称为保护线网层的胎冠线网层加以完成，保护线网层由钢制的直线弹性金属缆索构成，其相对于周向方向的指向角度基本上等于径向最外工作胎冠线网层的缆索形成的角度，而其轴向宽度可以小于工作线网层的平均宽度也可以大于工作线网层的平均宽度。
本发明的特性和优点将由以下说明并参考附图得到更好的了解，附图以非限定性方式展示了本发明的实施例，其中：
图1表示根据本发明的胎冠加强件的示意子午线视图；而
图2表示所述加强件的分解平面视图。
轮胎P的尺寸为315/80 R 22.5X，所具的形状比等于0.8，所谓的形状比就是轮胎在其安装轮缘上的高度与其最大轴向宽度之比。所述轮胎包括径向胎体加强件1，该加强件1在每一个胎边锚固在具有卷边的至少一个胎边线上，并由金属缆索的单层线网层构成。此胎体加强件1被胎冠加强件3箍住，该胎冠加强件3径向由内向外构成如下：
第一工作胎冠线网层31，该线网层31由钢制的4+10×0.28非箍环型不可伸展的金属缆索构成，所述缆索的直径为1.25mm，在线网层中相互平行，其间隔间距为2.0mm(垂直所述缆索加以测量)。缆索相对于周边方向成角度α而定向，角度α在10°与60°之间，而在所说明的情况下等于22°。所述第一线网层在其边缘于径向被橡胶混合片段2与下面的胎体加强件1相隔开，橡胶混合片段2的形状基本上为三角形。
第一工作胎冠线网层31之上是附加线网层32，该附加线网层32由非环型3+9+15×0.23不可伸展的金属钢制缆索制成，缆索的直径为1.4mm，其间隔间距为2mm。在附加线网层的轴向中心，所述缆索的波纹的波峰至波峰的波幅为12mm，而波长为100mm，即大约为线网层33的周向长度的1/30。可是，在所述线网层32的边缘，波幅下降至4mm，而所述波纹的波长保持不变。附加线网层32的轴向宽度在所述情况下被划分成9条宽度为18mm的相等的条：中心条和在赤道平面两侧的四条横向条。构成中心条的缆索的波纹波幅等于12mm，而最靠近中心条的两条横向条由波纹波幅为10mm的缆索构成，依此类推向外，在从一条至下一条减少2mm后，在线网层边缘的两条横向条中，波幅已变成4mm。所述元件按0°而指向，即它们波纹的轴线是周向的。
接着是第二工作胎冠线网层33，该线网层33由与第一线网层31的缆索相同的金属缆索构成，以相同的间距进行布置，并相对于周边方向成角度β，该角度β与角度α相反，在所示情况下，等于22°的所述角度α(但也可不同于角度α)。
最后是所谓弹性型的金属钢缆索的最后线网层34，缆索相对于周边方向成角度γ而指向，角度γ的方向与角度β的方向相同，并等于所述角度β(虽然也可与其不同)，此最后线网层叫作保护线网层，其所谓的弹性缆索是这样的缆索，其断裂时的缆索相对延伸率至少为4％。
第一工作线网层31的轴向宽度L31大约等于胎体加强件1的中间纤维的最大轴向宽度的0.71倍，即226mm，对于普通形状的轮胎，它基本上等于胎面宽度，在所考虑的情况下，等于235mm。第二工作线网线层33的轴向宽度L33比第一工作线网层31的宽度L31小最大轴向宽度的0.07倍，即其宽度为204mm。附加线网层32的轴向宽度L32基本上等于162mm或约为最大轴向宽度的0.51倍。叫作保护线网层的最后胎冠线网层34的宽度L34至少等于附加线网层32的宽度L32，而在所考虑的情况下，略大于附加线网层32的宽度L32，或170mm。
根据本发明的另一种轮胎方案(附图中未表示)具有与胎体加强件1径向紧邻并与之平行的第一工作胎冠线网层31，其子午线曲率l/r基本上等于下面的胎体加强件1的子午线曲率l/r1，胎体线网层和工作线网层各自的缆索被小的但厚度相等的橡胶混合物隔开。然后，工作线网层31的轴向外边缘被三角形横截面的片段与波纹形的周向缆索的附加线网层32相隔开，线网层31与线网层32之间的在线网层32的轴向外边缘水平测得的橡胶厚度基本上等于2mm。

Claims (5)

1、具有径向胎体加强件(1)的轮胎，其所具的胎冠加强件(3)包括至少两层工作胎冠线网层(31、33)，这些线网层(31、33)由不可伸展的金属加强元件构成，该元件从一层线网层跨越到下一层线网层，相对于周边方向成10°与60°之间的角度，在工作线网层(31、33)之间径向放置了附加线网层(32)，它在轴向连续，并由金属加强元件构成，该加强元件的直径大于径向位于所述附加线网层(32)两侧的工作线网层(31、33)的加强元件的直径，所述线网层的轴向宽度L32至少等于胎体加强件(1)的最大轴向宽度的50％，其特征在于，附加线网层(32)的加强元件由钢制成并且在所述线网层(32)的平面中成波浪形，缆索的波纹相互平行、同相，并平行于周边方向而指向，使得波纹元件的波幅与波长的比从中心轴向向外朝着所述线网层(32)的边缘减少，并在所述边缘为最小。
2、如权利要求1所述的轮胎，其特征在于，附加线网层(32)的加强元件的波纹的波幅与波长之比在2％与15％之间。
3、如权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于，波纹波幅与它们的波长之比从线网层(32)的中心轴向向外朝着其边缘逐渐减小。
4、如权利要求1至3中任一权利要求所述的轮胎，其特征在于，第一工作胎冠线网层(31)的子午线曲率l/r基本上等于下面的胎体加强件(1)的子午线曲率l/r1，从而它能平行于所述胎体加强件(1)而放置，而片段(2)则放置在工作线网层(31)与附加线网层(32)的边缘之间，后者的曲率基本上为零。
5、如权利要求1至4中任一权利要求所述的轮胎，其特征在于，胎冠加强件(3)还包括被称为保护线网层的线网层(34)，该线网层(34)径向位于最后的工作线网层(33)之上，并由钢制的弹性直线金属缆索构成，并相对于周边方向成角度γ而指向，角度γ的方向与径向最外的工作线网层(33)元件的角度β的方向相同，所述线网层的轴向宽度L34至少等于附加线网层(32)的轴向宽度L32。
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