CN113905907B - 具有优化的胎侧以及由两个工作胎冠层和周向增强元件层构成的胎冠增强件的轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有径向胎体增强件的轮胎，所述胎体增强件由单个增强元件层构成，所述增强元件层通过围绕胎圈线卷起而锚固在每个胎圈中，并由加强件增强。根据本发明，在至少75％的胎面宽度上仅存在两个工作胎冠层用以形成胎冠增强件，角度α2和角度α1的绝对值之差的绝对值大于7°，在绝对值方面α2大于α1，平均角度α满足关系式13+131*exp(‑L/100)<α<28+110*exp(‑L/100)，胎体增强件的增强元件为帘线，在被称为透气性测试的测试中，所述帘线表现出小于20cm3/min的流速，橡胶配混物存在于帘线内，并且在轮胎的胎侧中，在点F和点A之间轮胎外表面的轮廓与胎体增强件层的距离恒定，并且在点C处与胎圈的外表面相交，形成两个连续的圆弧。

Description

具有优化的胎侧以及由两个工作胎冠层和周向增强元件层构 成的胎冠增强件的轮胎
技术领域
本发明涉及具有径向胎体增强件的轮胎，并且更特别地涉及旨在装备携带重型负荷并以持久速度行驶的车辆(例如货车、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的两侧，并且沿径向被由至少两个层构成的胎冠增强件覆盖，所述至少两个层叠置并由丝线或帘线形成，所述丝线或帘线在每个层中平行并且从一层至下一层交叉从而与周向方向形成在10°至45°之间的角度。形成工作增强件的所述工作层还可以覆盖有至少一个被称为保护层的层，所述保护层由增强元件形成，所述增强元件有利地为金属且可伸展，并且被称为弹性增强元件。胎冠增强件还可以包括金属丝线或金属帘线的层，所述金属丝线或金属帘线具有低伸展性并与周向方向形成在45°至90°之间的角度，该帘布层(称为三角帘布层)沿径向位于胎体增强件和第一胎冠帘布层(称为工作帘布层)之间，所述工作帘布层由平行丝线或帘线形成，所述丝线或帘线具有绝对值至多等于45°的角度。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，三角帘布层主要用于吸收作用于轮胎胎冠区域中所有增强元件的横向压缩力。
当帘线在等于10％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。
周向增强元件是与周向方向形成在+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。
轮胎的旋转轴线是在正常使用时轮胎旋转所围绕的轴线。
径向平面或子午平面是包含轮胎的旋转轴线的平面。
周向中平面或赤道平面是与轮胎的旋转轴线垂直并将轮胎分为两半的平面。
对于金属丝线或帘线，根据1984年的标准ISO 6892在张力下测量断裂力(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)。
这种轮胎通常在胎圈处还具有被称为加强件的一个或多个增强元件层。这些层通常由相对于周向方向以小于45°，通常小于25°的角度定向的增强元件构成。这些增强元件层的特别作用是限制构成胎圈的材料相对于车轮轮辋的纵向位移，从而限制所述胎圈的过早磨损。这些增强元件层还能够限制由于弹性体材料的动态蠕变现象造成的轮辋凸缘上胎圈的永久变形。当胎圈过度变形时，胎圈的这种变形可能会阻碍轮胎的翻新。这些增强元件层还有助于保护轮胎的下部区域免受将轮胎安装在轮辋上和从轮辋上卸下时所经受的应力。
此外，在围绕胎圈线锚固胎体增强件的情况下(锚固包括围绕每个胎圈中的胎圈线至少部分地缠绕胎体增强件，从而形成在胎侧中延伸至较大高度或较小高度的卷边)，增强元件层或加强件层还能够在轮辋温度非正常过度升高期间防止或延迟胎体增强件的解绕。
这些增强元件层或加强件通常沿轴向设置在胎体增强件的卷边的外侧，并且在胎侧中相比于卷边延伸至更大高度，从而特别地覆盖所述卷边的增强元件的自由端部。
轮胎的这种设计例如在文献FR 2779387和US 2006/0000199中有所描述。
这些增强元件层或加强件的存在有助于在轮胎具有最大轴向宽度的轮胎区域的方向上加厚胎圈区域直至胎侧区域的底部。轮胎的这种轮廓似乎会导致轮胎在某些类型的冲击方面的弱点，特别是当轮胎与路缘石接触时。
此外，由于公路网络的改进以及全世界高速公路网络的发展，某些当今被称为“公路轮胎”的轮胎，旨在以较高的平均速度行驶越来越长的距离。由于轮胎的磨损较少，因此要求这种轮胎行驶的组合条件无疑使得可以增加行驶距离。在覆盖距离方面，这种寿命的增加，结合这样的使用条件在重负荷下可能导致相对较高的胎冠温度这一事实，说明需要至少成比例地增加轮胎的胎冠增强件的耐久性。
这是因为在胎冠增强件中存在应力，更特别地，在胎冠层之间存在剪切应力，在轴向最短胎冠层端部处的工作温度过度升高的情况下，导致所述端部处的橡胶中出现裂缝并蔓延。同样的问题存在于两个增强元件层的边缘的情况下，所述层不一定彼此径向相邻。
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，在胎体增强件和径向最靠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，并且另一方面，在两个工作胎冠帘布层之间设置附加的帘布层，所述附加的帘布层由基本上平行于周向方向定向的金属元件形成。
另外，法国申请WO 99/24269特别提出，在赤道平面的两侧和在具有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延伸部分中，由从一个帘布层到下一个帘布层交叉的增强元件形成的两个工作胎冠帘布层在一定的轴向距离上联接，然后利用橡胶配混物的成形元件而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”类型的重型负荷车辆上的使用，意味着轮胎在石质地面上行驶时会经受冲击负荷。这些冲击负荷在耐久性方面的性能而言当然是有害的。
对于本领域技术人员而言，众所周知的做法是增加构成胎冠增强件的帘布层的数量，以改进轮胎相对于这种冲击负荷的耐久性。
无论从以上提出的解决方案中设想了何种解决方案，一个或多个附加增强元件层的存在导致轮胎的更大质量以及更高的轮胎制造成本。
从文献WO 2017/149222中还已知一种轮胎，其胎冠增强件被轻质化同时提高了轮胎对这种冲击的耐久性。然而，发明人已经发现，例如，在结合车速、轮胎承受的负荷和地面性质的特别恶劣的行驶条件下，当在对轮胎施加严重应力的地面上行驶时，这种轮胎的耐久性能会降低。实际上，例如当在对轮胎非常恶劣的工地供应类型的地面上以相对高的速度行驶时，可以观察到耐久性能的降低。
因此，发明人为自己设定的任务是为“重型负载”车辆(例如“工地供应”类型车辆)提供轮胎，所述轮胎的总质量有限并且同时胎圈区域的耐久性能得到保持，轮胎与路缘石接触时所承受的损坏减少，并且无论地面性质和行驶条件如何，胎面承受冲击负荷的耐久性得到提高。
发明内容
根据本发明，该目的通过旨在安装在“15°凹槽”类型的凹槽轮辋上的轮胎来实现，所述轮胎包括径向胎体增强件，所述径向胎体增强件由增强元件形成的单个胎体增强件层构成，所述轮胎包括胎冠增强件，所述胎冠增强件包括具有增强元件的两个工作胎冠层以及至少一个周向增强元件层，所述增强元件从一个层至另一个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和角度α2在周向方向的两侧定向，所述胎冠增强件在径向上被胎面覆盖，所述胎面经由两个胎侧连接至两个胎圈，所述胎体增强件的增强元件层通过围绕胎圈线卷起而锚固在每个胎圈中，以形成胎体增强件层的从一个胎圈线延伸至另一个胎圈线的主要部分以及胎体增强件层在每个胎圈中的卷边，所述胎体增强件的卷边由至少一个增强元件层或加强件增强，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75％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的角度α2在绝对值方面大于径向最内工作层的增强元件与周向方向形成的角度α1，角度α2和角度α1的绝对值之差的绝对值大于7°，平均角度α满足以下关系式：
13+131*exp(-L/100)<α<28+110*exp(-L/100)，
α由关系式α＝Arctan((tan(|α1|)*tan(|α2|))1/2)限定，L为沿轴向方向测量的轮胎的最大宽度并以mm表示，所述胎体增强件层的金属增强元件为帘线，优选为未包缠的帘线，所述帘线在被称为透气性测试的测试中产生小于20cm3/min的流速，橡胶配混物至少局部存在于所述帘线的结构内，并且在所述轮胎的子午截面中，
-在第一点F和点A之间，轮胎外表面S的轮廓的任一点与胎体增强件层的主要部分相距恒定距离D，所述第一点F本身由轴向定向的直线与轮胎外表面S的交点限定，所述直线穿过胎体增强件层的主要部分的轴向最外点E，所述距离在垂直于胎体增强件层的主要部分的方向上在任一点处测量，
-点A在径向上位于半径为R1的第一圆C1的外侧，所述第一圆C1以胎体增强件层的卷边的端部为中心，R1在6mm至15mm之间，
-在点A的径向内侧，轮胎的外表面S由半径为R2的圆弧延伸，所述半径为R2的圆弧的中心沿轴向位于轮胎表面S的外侧，R2大于R1，
-半径为R2的圆弧在其径向最内端B处与以加强件的径向最外端为中心的半径为R1的圆弧相切，所述半径为R1的圆弧沿径向向内延续轮胎的外表面S直至以加强件的径向最外端为中心的半径为R1的第二圆C2的轴向最外点C。
在本发明的含义内，凹槽轮辋(15°凹槽)或安全隆起凹槽轮辋是如ETRTO所定义的一体式轮辋，其中旨在接收轮胎胎圈的底座具有截头圆锥形状，与轴向方向形成的角度基本上等于15°。这些底座还通过与平底轮辋(其轮辋底座具有基本上圆柱形的形状)的凸缘相比高度减小的轮辋凸缘延伸。
根据ETRTO，宽度L在安装在标称轮辋上并充气至标称压力的轮胎上测量，以毫米表示。
以度表示的角度α1和α2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。
根据本发明，轮胎的子午横截面被定义为使得胎圈线的质心形成轴向定向的直线，所述质心彼此相距的距离等于标称轮辋J的宽度加上20mm然后减去在胎圈线的质心与轮胎外表面上的点之间沿轴向测得的距离的两倍。
胎体增强件的主要部分的轴向最外点的位置是在标称条件下充气的经安装的轮胎上加以确定。该确定可以例如使用断层摄影技术进行。
距离D在胎体增强件层的增强件的轴向最外点与所述表面S的点之间垂直于胎体增强件层的主要部分测量。
在本发明的含义内，恒定距离D意指距离D变化不超过0.5mm。则厚度变化仅仅由于轮胎制造和固化过程中的蠕变现象而造成。
被称为透气性测试的测试能够通过测量在恒定压力下在给定时间段内穿过测试试样的空气的体积来确定所测试的帘线对空气的纵向透气性。如本领域技术人员公知的，这种测试的原理用以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。
该测试是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的，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。根据本发明，被测试的帘线的部分位于胎圈线径向外侧的轮胎胎圈区域中。
因此，该测试在2cm长的周围覆盖有固化状态的橡胶配混物(或覆盖橡胶)的帘线上以如下方式进行：在1巴压力下将空气注入帘线的入口端，并且使用流量计(经校准，例如从0至500cm3/min)测量出口端处的空气体积。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。由于进行测量的精确度为±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。
该透气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。
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，除去长度在2cm至4cm之间的样本的外部层，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未沿着该纵向轴线渗透的空间。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，对于此时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限定帘线的渗透程度。
还有利地，根据本发明的轮胎旨在被充气至大于或等于6.5巴的充气压力P。
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。
根据本发明的有利变体实施方案，以胎体增强件层的卷边的端部为中心的第一圆C1的半径R1和以加强件的径向最外端为中心的第二圆C2的半径R1在8mm至11mm之间。
还有利地，半径R2严格大于半径R1。
根据本发明的优选实施方案，半径R2大于半径R1的1.5倍并且优选地小于半径R1的8倍。
根据本发明有利地，在垂直于胎体增强件层的主要部分的方向上测量的距离D大于3mm且优选小于7mm。
使用根据本发明的轮胎获得的结果已经有效地证明，当在石质地面上行驶时，在耐久性方面的性能可以显著提高，同时轮胎的胎冠增强件减轻。轮胎的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，结果有效地表明根据本发明的轮胎可以通过减少构成胎冠增强件的层数来减轻重量，同时保持或甚至改善轮胎胎冠的特别是与胎面所承受的冲击负荷有关的耐久性能。
具体地，本领域技术人员知晓，为了改进轮胎的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。
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以绝对值而言小于由径向最外工作胎冠层的增强元件形成的角度。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石质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。
与用于此类应用的常规轮胎的更常见的已知值相比，平均角度α的增加值进一步改进了轮胎胎冠相对于胎面所承受的冲击负荷的耐久性。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高于更常规的轮胎中由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，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。
此外，测试表明，根据本发明如此生产的轮胎表现出较少的劣化，因此在由于路缘石冲击和/或摩擦引起的磨损方面提供更好的抵抗性。此外，根据本发明的轮胎似乎保持了在耐久性方面的性能水平，特别是在胎圈区域的耐久性方面，其至少与具有更常规设计的轮胎一样好。
考虑到这种具有更常规设计的轮胎的胎圈区域朝着轮胎具有最大轴向宽度的轮胎区域一直到胎侧区域的底部都相对较厚，上述结果更加出人意料，特别是能够更好地吸收与路缘石接触时受到的冲击或摩擦引起的攻击。
发明人因此已经能够表明，根据本发明生产的轮胎在其径向最外部分具有相对较薄的胎圈区域，在与路缘石接触的情况下能够更好地抵抗攻击，同时保持令人满意的耐久性方面的性质。
发明人相信，这些结果可以通过以下事实来解释：如上所限定的，轮胎外表面在点F和点C之间的轮廓导致连接胎侧和轮胎胎圈的区域之间的轮廓发生变化，所述区域可以扩大具有恒定厚度D的胎侧部分。根据发明人，这样的轮廓将导致轮胎在与路缘石接触期间更均匀的变形，并且可以限制轮胎外表面的磨损和/或崩花的风险。具体地，在与路缘石碰撞期间，轮胎的接触区域实际上是其外表面，更具体地是位于如上所限定的点F和点A之间的区域。胎侧的恒定厚度D似乎允许更均匀的变形，因此在与路缘石冲击或摩擦时允许所承受的力更好地分布。
发明人还能够表明，根据本发明的轮胎的外表面在点F和点C之间的轮廓也可以防止成对安装的轮胎出现损坏的问题。具体地，他们已经表明，所述轮胎的轮廓有助于在石块对轮胎胎圈区域造成损坏之前去除可能卡在轮胎之间的石块。
然而，发明人已经能够证明，当驶过特别大尺寸的石块时，特别是当这些石块抵靠轮胎胎面的边缘时，根据本发明的胎冠增强件有利于轮胎胎冠的耐久性，轮胎胎圈区域中的轮廓引起明显的局部弯曲，结合根据本发明的所述轮胎胎冠增强件，促进胎体增强件的增强元件的压缩。
发明人已经观察到，根据本发明的胎体增强层的增强元件(由于增强元件内存在橡胶配混物，所述增强元件在称为透气性测试的测试中产生小于20cm3/min的流速)所导致的压缩行为允许结合根据本发明的轮胎的胎冠增强件与轮胎胎圈区域中的轮廓。
根据本发明的有利变体，点F和点A之间的径向距离大于点F和轮胎外表面S的径向最外点G之间的径向距离的80％，在与胎体增强件层的主要部分垂直的方向上测量的胎体增强件层的所述主要部分和表面S之间的距离等于D，轮胎外表面S沿径向位于点F和点G之间的任一点与胎体增强件层的主要部分之间的所述距离是恒定的。
根据本发明的该有利变体，如此限定的胎侧的轮廓似乎在与路缘石冲击和/或摩擦的情况下提供甚至更好的均匀变形。
根据本发明有利地，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每根帘线在单轴拉伸时的断裂力，
F2＝p2*Tc*[(tan(|α1|)/((tan(|α1|)+tan(|α2|)))/cos2(|α2|)+CF]，其中
Tc＝0.078*P*Rs*(1-(Rs2-RL 2)/(2*Rt*Rs))，
P为根据ETRTO的轮胎标称充气压力，
CF＝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间距，所述间距在周向中平面处垂直于增强元件测得，
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为轮胎两侧的胎体增强件层的主要部分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与胎肩端部的轴向距离分别等于胎面的轴向宽度的1/4、1/2和3/4。
厚度Es和间距p2在轮胎的横截面上测得，并以毫米表示。
发明人还观察到，对上述角度α1和角度α2的绝对值之差的绝对值进行选择并且结合根据本发明有利实施方案所限定的平均角度α和断裂潜能指数F2/FR2，能够免除通常沿径向安装在胎冠增强件的其它层外侧的保护层。通常存在这样的层，使得在轮胎经受切割类型攻击的情况下可被牺牲，因此由于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。发明人实际上观察到，当轮胎被充气或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；这种更常规的轮胎的不同工作层的增强元件之间的角度差异以绝对值而言更小，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，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，发明人发现可以省略保护层，从而有助于减轻轮胎。
根据本发明的一个优选实施方案，角度α2和角度α1的绝对值之差的绝对值大于或等于10°，并且优选大于14°。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(例如在驶过石质地面时所经受的冲击负荷)而言的性能。
优选地，角度α2和角度α1的绝对值之差的绝对值小于25°，并且更优选小于25°。高于这些值，在某些使用条件下，轮胎容易出现不均匀磨损。
根据本发明还有利地，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。
根据本发明优选地，径向最内工作层的断裂潜能指数F1/FR1小于1/3，其中：
FR1为径向最内工作层的每根帘线在单轴拉伸时的断裂力，
F1＝p1*Tc*[(tan(|α2|)/(tan(|α1|)+tan(|α2|)))/cos2(|α1|)+CF]，其中
p1为径向最内工作胎冠层的增强元件铺设的间距，所述间距在周向中平面处垂直于增强元件测得。
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。
根据本发明的使轮胎胎冠变薄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的轴向宽度大于0.5xL。
增强元件层的轴向宽度在轮胎的横截面上测量，因此轮胎处于未充气状态。
根据本发明一个优选的实施方案，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和轴向最窄的工作胎冠层的轴向宽度之间的差别在10mm至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，在赤道平面的两侧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的层至少在所述两个工作层公共的剩余宽度上脱离联接。
在本发明的含义内，如果每个层各自的增强元件在径向上通过小于增强元件外接圆的平均直径的距离而分离，则认为工作胎冠层是联接的，所述橡胶厚度是在所述增强元件各自的径向上母线和径向下母线之间在径向上测量的。
增强元件外接圆的平均直径定义为每个工作胎冠层的增强元件的外接圆的平均直径。
在工作胎冠层之间邻近所述至少一个周向增强元件层存在这样的联接使得作用于最接近该联接的轴向最外周向元件的拉伸应力降低。
在工作胎冠层之间的脱离联接的成形元件(在轴向上位于联接区域的外侧)的厚度与最窄工作帘布层的端部对齐而测得，所述厚度至少等于2mm且优选大于2.5mm。
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10Gpa至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30GPa至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(所述曲线使用校正至增强元件的金属横截面的20MPa的预负荷确定)上测得，拉伸应力对应于校正至增强元件的金属横截面的测得的张力。
相同增强元件的模量可以在拉伸应力随伸长变化的曲线(所述曲线使用校正至增强元件的整个横截面的10MPa的预负荷确定)上测得，拉伸应力对应于校正至增强元件的整个横截面的测得的张力。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成，至少一个周向增强元件层的轴向外部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5Gpa至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15GPa至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。
根据本发明的优选实施方案，基本恒定的陡峭梯度从0.1％至0.5％之间的相对伸长开始出现。
在取自轮胎的增强元件上测量上述增强元件的各种特征。
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；这种成股帘线由公式为3x(1+6)的21根基本丝线组成，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(所述曲线使用校正至增强元件的金属横截面的20MPa的预负荷确定)上测得，拉伸应力对应于校正至增强元件的金属横截面的测得的张力。在拉伸应力随伸长变化的曲线上(所述曲线使用校正至增强元件的整个横截面的10MPa的预负荷确定，拉伸应力对应于校正至增强元件的整个横截面的测得的张力)，公式21.23的该帘线具有等于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。该帘线具有等于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(所述曲线使用校正至增强元件的金属横截面的20MPa的预负荷确定)上测得，拉伸应力对应于校正至增强元件的金属横截面的测得的张力。在拉伸应力随伸长变化的曲线上(所述曲线使用校正至增强元件的整个横截面的10MPa的预负荷确定，拉伸应力对应于校正至增强元件的整个横截面的测得的张力)，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，每单位宽度的附加层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，每单位宽度的附加层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。
根据本发明的优选实施方案，胎体增强件的帘线在被称为透气性测试的测试中产生小于10cm3/min，更优选小于2cm3/min的流速。
根据本发明的有利实施方案，所述胎体增强件层的金属增强元件为具有至少两个层的帘线，优选为未包缠的帘线，至少一个内层包覆有由优选基于至少一种二烯弹性体的不可交联的、可交联的或经交联的橡胶组合物组成的层。
本发明还提供了一种旨在安装在“15°凹槽”类型的凹槽轮辋上的轮胎，所述轮胎包括径向胎体增强件，所述径向胎体增强件由增强元件形成的单个胎体增强件层构成，所述轮胎包括胎冠增强件，所述胎冠增强件包括具有增强元件的两个工作胎冠层以及至少一个周向增强元件层，所述增强元件从一个层至另一个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和角度α2在周向方向的两侧定向，所述胎冠增强件在径向上被胎面覆盖，所述胎面经由两个胎侧连接至两个胎圈，所述胎体增强件的增强元件层通过围绕胎圈线卷起而锚固在每个胎圈中，以形成胎体增强件层的从一个胎圈线延伸至另一个胎圈线的主要部分以及胎体增强件层在每个胎圈中的卷边，所述胎体增强件的卷边由至少一个增强元件层或加强件增强，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75％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的角度α2在绝对值方面大于径向最内工作层的增强元件与周向方向形成的角度α1，角度α2和角度α1的绝对值之差的绝对值大于7°，平均角度α满足以下关系式：
13+131*exp(-L/100)<α<28+110*exp(-L/100)，
α由关系式α＝Arctan((tan(|α1|)*tan(|α2|))1/2)限定，L为沿轴向方向测量的轮胎的最大宽度并以mm表示，所述胎体增强件层的金属增强元件为具有至少两个层的帘线，优选为未包缠的帘线，至少一个内层被由优选基于至少一种二烯弹性体的不可交联的、可交联的或经交联的橡胶组合物组成的层包覆，并且在所述轮胎的子午截面中，
-在第一点F和点A之间，轮胎外表面S的轮廓的任一点与胎体增强件层的主要部分相距恒定距离D，所述第一点F本身由轴向定向的直线与轮胎外表面S的交点限定，所述直线穿过胎体增强件层的主要部分的轴向最外点E，所述距离在垂直于胎体增强件层的主要部分的方向上在任一点处测量，
-点A在径向上位于半径为R1的第一圆C1的外侧，所述第一圆C1以胎体增强件层的卷边的端部为中心，R1在6mm至15mm之间，
-在点A的径向内侧，轮胎的外表面S由半径为R2的圆弧延伸，所述半径为R2的圆弧的中心沿轴向位于轮胎表面S的外侧，R2大于R1，
-半径为R2的圆弧在其径向最内端B处与以加强件的径向最外端为中心的半径为R1的圆弧相切，所述半径为R1的圆弧沿径向向内延续轮胎的外表面S直至以加强件的径向最外端为中心的半径为R1的第二圆C2的轴向最外点C。
在本发明的含义内，包括至少两个层的金属帘线(其中至少一个内层被由不可交联的、可交联的或经交联的橡胶组合物组成的层包覆)在被称为透气性测试中产生几乎为零的流速，因此小于20cm3/min。
表述“基于至少一种二烯弹性体的组合物”以已知的方式意指组合物主要(即超过50％的质量份数)包含这种或这些二烯弹性体。
应当注意到，根据本发明的包覆层在其覆盖的层周围连续延伸(这意味着该包覆层在帘线的垂直于其半径的“正交”方向上是连续的)，从而形成横截面有利地几乎为圆形的连续套筒。
还应当注意到，该包覆层的橡胶组合物为可交联的或经交联的，其根据定义包含交联体系，在组合物固化(即允许其硬化而非熔融)时所述交联体系适合于使组合物交联；因此，该橡胶组合物可以被称为非熔融的，因为无论温度如何，其都不能通过加热而熔融。
优选地，选择该包覆层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，在包覆层和橡胶基质的各个材料之间不存在潜在不相容性的问题。
根据本发明的一个变体形式，至少一个胎体增强件层的增强元件为[L+M]或[L+M+N]结构的分层金属帘线，所述金属帘线包括由至少一个中间层C2环绕的第一层C1，所述第一层C1具有L根直径为d1的丝线，其中L的范围为1至4，所述中间层C2具有以节距p2螺旋缠绕在一起的M根直径为d2的丝线，其中M的范围为3至12，所述层C2任选地由外层C3环绕，所述外层C3具有以节距p3螺旋缠绕在一起的N根直径为d3的丝线，其中N的范围为8至20，由基于至少一种二烯弹性体的不可交联的、可交联的或经交联的橡胶组合物组成的包覆层覆盖[L+M]结构中的所述第一层C1以及[L+M+N]结构中的至少所述层C1和/或至少所述层C2。
优选地，第一内层(C1)的丝线的直径在0.10mm至0.5mm之间，并且外层(C2、C3)的丝线的直径在0.10mm至0.5mm之间。
还优选地，外层(C3)的所述丝线所缠绕的螺旋节距在8mm至25mm之间。
在本发明的含义之内，节距表示平行于帘线轴线测得的长度，在其端部处，具有该节距的丝线围绕帘线轴线完成一整圈；因此，如果该轴线由垂直于所述轴线且以等于帘线构成层的丝线节距的长度分离的两个平面截开，则在这两个平面中，该丝线的轴线在对应于所考虑的丝线层的两个圆上的位置相同。
通常，根据本发明的至少一个胎体增强件层的所述金属帘线可以使用任何类型的金属丝线生产，特别是由钢制成，例如由碳钢制成的丝线和/或不锈钢丝线。优选使用碳钢，但是当然可以使用其它钢或其它合金。
根据本发明的至少一个胎体增强件层的所述金属帘线可以通过本领域技术人员已知的各种技术获得，例如分两个步骤，首先通过挤出头来包覆层C1或芯部或中间L+M结构(层C1+C2)，在该步骤之后，在第二步骤中，将层C2和C3的M+N根丝线围绕先前经包覆的层C1进行缆合或加捻的最终操作或者将层C3的N根丝线围绕先前经包覆的层C2进行缆合或加捻的最终操作。
根据本发明的优选实施方案，加强件的径向最外端在径向上位于胎体增强件层的卷边的端部的外侧。一方面，这样的实施方案使得可以防止加强件相应端部和胎体增强件层的卷边的相应端部重合，所述端部沿径向偏移。另一方面，加强件完全提供保护胎体增强件层的卷边的功能，特别是在轮胎滚动时与轮辋凸缘的接触和施加至其上的压力方面。
根据本发明的其它实施方案，加强件的径向最外端在径向上位于胎体增强件层的卷边的端部的内侧。
就加强件的径向最内端而言，它可以在径向上位于胎圈线的径向最内点的外侧。根据其它实施方案，加强件可以沿径向装配在胎圈线的下方，则其径向最内端在径向上位于胎圈线的内侧。还根据其它实施方案，加强件可以围绕胎圈线缠绕，则其径向最内端在轴向上位于胎体增强件层的内侧。
根据本发明的有利实施方案，在任何子午平面中，在每个胎圈中，轮胎具有围绕胎圈线的保持增强件和与胎圈线直接接触的一定体积的橡胶配混物。
根据本发明实施方案的另一可替代形式(其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，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在8°至45°之间的角度定向并且与其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。
其它可替代形式还可以提供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金属增强元件制成的三角层对胎冠增强件进行补充，所述不可伸展的钢金属增强元件与周向方向形成大于45°的角度，且其方向与由径向最接近胎体增强件的层的增强元件形成的角度相同。有利地，所述三角层由沿轴向位于周向中平面两侧的两个半层构成。
附图说明
在下文中，通过对本发明的特别是参考图1至图3的示例性实施方案的描述，本发明的进一步细节和有利特征将变得显而易见，其中：
-图1示出了根据本发明的轮胎的子午线示意图，
-图2示出了胎圈区域和点F之间的轮胎外表面的放大示意图，
-图3示出了参比轮胎的胎圈区域的放大示意图。
为了便于理解，附图未按比例显示。
具体实施方式
图1和图3仅示出了轮胎的半视图，所述轮胎相对于轴线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。
在图1中，轮胎1的尺寸为315/70R 22.5。所述轮胎1包括锚固在两个胎圈3中的径向胎体增强件2。胎体增强件2由单个金属帘线层形成。所述轮胎1进一步包括胎面6。
由单个金属帘线层形成的胎体增强件2在每个胎圈3中围绕胎圈线4缠绕，并且在每个胎圈3中形成胎体增强件层的具有端部8的卷边7。
加强件9在轴向上位于卷边7的外侧，加强件9的径向最外端10在径向上位于胎体增强件层的卷边7的端部8的外侧。
加强件9的径向最内端11在径向上位于胎圈线4的径向最内点的外侧。
加强件9装配在胎圈线4的下方，使得其径向最内端11在径向上位于胎圈线4的内侧。
胎体增强件层2的增强元件为1+6+12结构的未包缠的层状帘线，包括由一根丝线形成的中心核、由六根丝线形成的中间层和由十二根丝线形成的外层。
它们具有以下特征(d和p以mm表示)：
-结构1+6+12；
-d1＝0.20(mm)；
-d2＝0.18(mm)；
-p2＝10(mm)；
-d3＝0.18(mm)；
-p3＝10(mm)；
-(d2/d3)＝1；
其中d1为核丝线的直径，d2和p2分别为中间层丝线的直径和螺旋节距，d3和p3分别为外层丝线的直径和螺旋节距。
帘线的芯部由中心核和中间层组成，所述中心核由一根丝线形成，所述中间层由六根丝线形成，所述芯部被基于非硫化二烯弹性体(处于未处理状态)的橡胶组合物包覆。通过芯部挤出头进行包覆，然后是将形成外层的12根丝线围绕由此包覆的芯部加捻或缆合的最终操作。
在如上描述的被称为透气性测试的测试中，帘线产生等于0cm3/min且因此小于2cm3/min的流速。它被橡胶组合物的渗透率大于98％。
帘线的直径等于0.95mm。
构成橡胶包覆层的弹性体组合物由如上所述的组合物制成。
在图1中，胎体增强件2根据本发明被胎冠增强件5环箍，所述胎冠增强件5在径向上从内向外由以下形成：
-第一工作层51，其由以等于16°的角度定向的金属帘线形成，
-周向增强元件层53，其由“双模量”类型的21.23钢金属帘线形成，
-第二工作层52，形成所述第二工作层52的金属帘线以等于34°的角度定向并与第一工作层51的金属帘线交叉，工作层51、52中每层的帘线在周向方向的两侧定向。
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。它们分布在每个工作层内且增强元件之间沿着垂直于帘线等分线的方向测得的距离等于2mm。
将轮胎充气至9巴的压力。
第一工作层51的轴向宽度L51等于246mm。
第二工作层52的轴向宽度L52等于227mm。
周向增强元件层53的轴向宽度L53等于200mm。
胎面的轴向宽度L6等于268mm。
轴向宽度L等于315mm。
因此，两个工作层51、52和周向增强元件层53的组合质量(包括金属帘线和表层配混物的质量)总计为9.5kg。
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和周向方向形成的角度之差等于18°。
平均角度等于23.7°，因此明显在18.6°至32.7°之间。
Re的测量值等于508.6mm。
Es的测量值等于22.5mm。
测量的半径的平均值RL等于399mm。
在轮胎上确定的值Rt等于755mm。
Tc的计算值等于305N/mm。
CF的计算值等于-0.021。
F1的值等于563.9N。
F2的值等于315.5N。
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12.1％。
断裂潜能指数F1/FR1等于21.7％。
断裂潜能指数F1/FR1比断裂潜能指数F2/FR2高79％。
图2在轮胎的子午横截面中示意性地示出了点F和胎圈3区域之间的轮胎外表面S，所述轮胎的子午横截面被定义为使得胎圈线4的质心形成轴向定向的直线，所述质心彼此相距的距离等于标称轮辋的宽度加上20mm然后减去在胎圈线4的质心与轮胎外表面上的点之间沿轴向测得的距离的两倍。
胎体的轴向最外点E例如通过断层摄影技术确定，轮胎在标称条件下安装/充气。
然后通过点E在轮胎外表面S上的轴向投影来确定点F。
轮胎的外表面S描述了从点F到点A的第一部分，所述点A在径向上位于以胎体增强件层的卷边的端部8为中心的半径为R1的第一圆C1的外侧。
在轮胎外表面S上的任一点与胎体增强件层的主要部分之间测得的距离D等于4.7mm并且在点F和点A之间的这部分上基本上恒定，所述距离是在垂直于胎体增强件层的主要部分的方向上在任一点测量。
第一圆C1的半径R1等于8.9mm。
轮胎的外表面S然后通过半径为R2的圆弧12径向向内延续，所述圆弧12本身在B处与以下圆弧相切：所述圆弧为以加强件9的端部10为中心的半径为R1的第二圆C2的部分，并且延续轮胎的外表面S直至作为胎圈4的轴向最外点的点C。
半径R2等于22mm。
点F与点A之间的径向距离等于53mm。
图1中可见的点G是在径向上位于点F外侧的点，从该点G开始，在垂直于胎体增强件层的主要部分的方向上在任一点测量的轮胎外表面S上的点与胎体增强件层的主要部分之间的距离大于距离D。
点F与点G之间的径向距离等于27mm。
因此，点F和点A之间的径向距离明显大于点F和点G之间的径向距离的80％。
将根据本发明的轮胎I与具有相同尺寸的各种参比轮胎进行比较。
第一参比轮胎T1在胎体增强件层的增强元件的性质方面不同于根据本发明的轮胎I。该第一参比轮胎T1的胎体增强层的增强元件为1+6+12结构的未包缠的层状帘线(与根据本发明的轮胎I相同)，这些帘线的芯部未包覆橡胶组合物。
这种帘线在如上所述的被称为透气性测试的测试中产生等于40cm3/min的流速。它们被橡胶组合物的渗透率等于66％。
第二参比轮胎T2与参比轮胎T1的不同之处在于它们的胎冠增强件在径向上从内向外由以下形成：
-第一工作层，形成所述第一工作层的金属帘线以等于26°的角度定向并且相对于周向方向与三角层的帘线处于同一侧，
-周向增强元件层，其由“双模量”类型的21.23钢金属帘线形成，
-第二工作层，形成所述第二工作层的金属帘线以等于18°的角度定向并与第一工作层的金属帘线交叉，工作层中每层的帘线在周向方向的两侧定向，
-保护层，其由弹性6.35金属帘线形成，其中沿着垂直于帘线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金属帘线以等于18°的角度定向并且与第二工作层的帘线处于同一侧。
两个工作层的金属帘线为公式9.35的帘线。它们分布在每个工作层内且增强元件之间沿着垂直于帘线等分线的方向测得的距离等于2.5mm。
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252mm。
第二工作层的轴向宽度等于232mm。
周向增强元件层53的轴向宽度等于194mm。
保护层的轴向宽度等于100mm。
参比轮胎T2的工作层、保护层和周向增强元件层的组合质量(包括金属帘线和表层配混物的质量)总计为10.9kg。
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和周向方向形成的角度的绝对值之差的绝对值为零，角度相同，这不同于本发明。
平均角度等于21.7°。
F1的值等于371N。
F2的值等于451N。
F1和F2的值是通过有限元模拟获得的，胎冠中大量的增强帘布层无法使用简单的分析模型。
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14.3％。
断裂潜能指数F1/FR1比断裂潜能指数F2/FR2高22％。
第三参比轮胎T3与根据本发明的轮胎I的不同之处在于具有更传统的外表面轮廓，而第四参比轮胎T4与参比轮胎T2的区别同样在于具有更传统的外表面轮廓。这种轮胎轮廓示于图3中。
在该图3中，示出具有相同尺寸的轮胎31，看起来胎圈33的区域与根据本发明的轮胎的胎圈的区域相似并且胎体增强件层32的结构相同，胎体增强件层32围绕胎圈线34卷起以形成由加强件39增强的卷边37。相比之下，轮胎31的外表面的轮廓不同于根据本发明的轮胎的外表面的轮廓。
使用根据本发明生产的轮胎I和参比轮胎T1、T2、T3和T4进行测试。
通过使调节压力为5.5巴并且负荷为4571daN的两个刨削(raboté)的轮胎一个接一个地在15℃的环境温度下，以50km/h的速度行驶20 000km，来进行耐久性测试。
在与应用于参比轮胎T1、T2、T3和T4的条件相同的条件下，对根据本发明的轮胎进行测试。
所有参比轮胎和根据本发明的轮胎表现出基本上相同的结果。
在测试机上进行第二耐久性测试，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3550daN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。在与应用于参比轮胎的条件相同的条件下，对根据本发明的轮胎进行测试。
由此进行的测试表明，对于根据本发明的轮胎和参比轮胎T1、T2、T3和T4，每个测试中所覆盖的距离基本上相同。因此很明显，在沥青表面上行驶时，根据本发明的轮胎和参比轮胎T1和T3在轮胎的胎圈区域和胎冠增强件的耐久性方面表现出与参比轮胎T2和T4基本上相同的性能。
进行另一种类型的测试以测试在抵抗路缘石冲击和/或摩擦方面的性能能力。
为了进行这些测试，轮胎的胎侧上还设有径向条纹。
这些测试是在具有15cm高路缘石的人行道上进行的。轮胎安装在车辆上，车辆的行驶路径在相对于路缘石的入射角为10°的情况下以20km/h的速度驱动轮胎。
该操作重复6次，然后分析胎侧以检测任何崩花。
所有轮胎都出现了两次崩花现象。
就撞击路缘石的表面而言，与参比轮胎T3和T4相比，根据本发明的轮胎和参比轮胎T1和T2少8％。
还进行测试来表征经受冲击负荷的轮胎胎冠增强件的断裂强度。这些测试包括使充气至推荐压力并经受推荐负荷的轮胎在直径等于1.5英寸(即38.1mm)的圆柱形障碍物或致凹工具上行驶，所述圆柱形障碍物或致凹工具具有半球形头部和给定高度并且压靠胎面中心。断裂强度由致凹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)的致凹工具的最大高度。这些值表示使胎冠块断裂所需的能量。这些值相对于基数100来表示，基数100对应于参比轮胎T4所测得的值。
Figure BDA0003386050330000241
Figure BDA0003386050330000251
这些结果表明，尽管轮胎减轻了质量(尤其是通过减少其胎冠增强件的质量)，但在根据本发明的轮胎或参比轮胎T1和T3的胎面表面受到冲击负荷时的断裂能量显著高于参比轮胎T4和T2。
还进行最终测试来表征经受特定负荷的轮胎胎冠增强件的断裂强度。这些测试包括在滚动道路上使充气至根据ETRTO的标称压力并经受根据ETRTO的标称负荷的轮胎在半径为26mm、截断为21mm并相距约2.50米的球形障碍物(压靠在胎面的边缘)上以40km/h行驶40 000km，所述障碍物中心的轴向位置位于距胎面外表面切线与轴向方向形成大于或等于30°的角度的点向中心10mm处。从胎体增强件层中抽出6根长度为150mm的帘线，这些帘线以轴向最宽的工作胎冠层的端部为中心。使用单轴拉伸测试测量帘线的断裂力，并计算从轮胎中抽出的六根帘线的测量值的平均值。这些值相对于基数100来表示，基数100对应于参比轮胎T1所测得的值。
参比T1 100
参比T2 105
参比T3 105
参比T4 100
本发明I 115
这些结果表明，尽管轮胎减少了质量(特别是通过减少其胎冠增强件的质量)，但是根据本发明的轮胎的胎体增强件层的帘线通过与参比轮胎T1相比改变其压缩行为而显著提高耐久性能，从而表现出比具有更多传统胎冠增强件的参比轮胎T2和T4更优的性能。对比根据本发明的轮胎与参比轮胎T3(所述参比轮胎T3的不同之处仅在于轮辋附近的外部轮廓)，表明了将具有包覆芯部的胎体增强件帘线与根据本发明的轮胎胎圈区域外表面轮廓相结合的好处。
还测试了根据本发明的另一个轮胎I2。该轮胎I2在胎体增强件层的增强元件的性质方面不同于轮胎I。该轮胎I2的胎体增强件层的增强元件为1+6+11结构的未包缠的层状帘线，包括由一根丝线形成的中心核、由六根丝线形成的中间层和由十一根丝线形成的外层。
它们具有以下特征(d和p以mm表示)：
-结构1+6+11；
-d1＝0.20(mm)；
-d2＝0.175(mm)；
-p2＝7(mm)；
-d3＝0.175(mm)；
-p3＝10(mm)；
-(d2/d3)＝1；
其中d1为核丝线的直径，d2和p2分别为中间层丝线的直径和螺旋节距，d3和p3分别为外层丝线的直径和螺旋节距。
由一根丝线形成的中心核和由六根丝线形成的中间层构成的帘线的芯部没有用橡胶组合物包覆。
这种帘线在如上所述的被称为透气性测试的测试中产生等于5cm3/min的流速。它对橡胶组合物的渗透率等于98％。
在旨在表征轮胎胎冠增强件经受压靠在胎面边缘的特定冲击时的断裂强度的测试中，测量的帘线断裂力等于108，其相对于基数100来表示，基数100对应于参比轮胎T1所测得的值。

Claims (13)

1.一种轮胎(1)，用于安装在“15°凹槽”类型的凹槽轮辋上，所述轮胎(1)包括径向胎体增强件(2)，所述径向胎体增强件(2)由增强元件形成的单个胎体增强件层构成，所述轮胎包括胎冠增强件(5)，所述胎冠增强件(5)包括具有增强元件的径向最内工作胎冠层(51)和径向最外工作胎冠层(52)和至少一个周向增强元件层(53)，所述增强元件从一个层至另一个层交叉并且与周向方向形成大于8°的角度α1和角度α2，所述角度α1和角度α2在周向方向的两侧定向，所述胎冠增强件(5)在径向上被胎面(6)覆盖，所述胎面经由两个胎侧连接至两个胎圈(3)，胎体增强件层通过围绕胎圈线卷起而锚固在每个胎圈中，以形成胎体增强件层的从一个胎圈线延伸至另一个胎圈线的主要部分以及胎体增强件层在每个胎圈中的卷边(7)，所述胎体增强件的卷边由至少一个增强元件层或加强件(9)增强，其特征在于：
-所述径向最内工作胎冠层(51)和径向最外工作胎冠层(52)和所述至少一个周向增强元件层(53)是存在于胎冠增强件(5)的至少75％的轴向宽度上用以形成胎冠增强件(5)的仅有的层，
-径向最外工作胎冠层(52)的增强元件与周向方向形成的角度α2在绝对值方面大于径向最内工作胎冠层(51)的增强元件与周向方向形成的角度α1，
-角度α2和角度α1的绝对值之差的绝对值大于7°，
-平均角度α满足以下关系式：
13+131*exp(-L/100)<α<28+110*exp(-L/100)，
α由关系式α＝Arctan((tan(|α1|)*tan(|α2|))1/2)限定，L为沿轴向方向测量的轮胎的最大宽度并以mm表示，
-所述胎体增强件层的金属增强元件为帘线，所述帘线在被称为透气性测试的测试中产生小于20cm3/min的流速，并且
-橡胶配混物至少局部存在于所述帘线的结构内，
在每个胎圈中，在所述轮胎的子午截面中：
-在第一点F和点A之间，轮胎的外表面S的轮廓的任一点与胎体增强件层的主要部分相距恒定距离D，所述第一点F本身由轴向定向的直线与轮胎的外表面S的交点限定，所述直线穿过胎体增强件层的主要部分的轴向最外点E，所述距离在垂直于胎体增强件层的主要部分的方向上在任一点处测量，
-点A在径向上位于半径为R1的第一圆C1的外侧，所述第一圆C1以胎体增强件层的卷边的端部为中心，R1在6mm至15mm之间，
-在点A的径向内侧，轮胎的外表面S由半径为R2的圆弧延伸，所述半径为R2的圆弧的中心沿轴向位于轮胎的外表面S的外侧，R2大于R1，
-半径为R2的圆弧在其径向最内端B处与以加强件的径向最外端为中心的半径为R1的圆弧相切，所述半径为R1的圆弧沿径向向内延续轮胎的外表面S直至以加强件的径向最外端为中心的半径为R1的第二圆C2的轴向最外点C。
2.一种轮胎(1)，用于安装在“15°凹槽”类型的凹槽轮辋上，所述轮胎(1)包括径向胎体增强件(2)，所述径向胎体增强件(2)由增强元件形成的单个胎体增强件层构成，所述轮胎包括胎冠增强件(5)，所述胎冠增强件(5)包括具有增强元件的径向最内工作胎冠层(51)和径向最外工作胎冠层(52)和至少一个周向增强元件层(53)，所述增强元件从一个层至另一个层交叉并且与周向方向形成大于8°的角度α1和角度α2，所述角度α1和角度α2在周向方向的两侧定向，所述胎冠增强件(5)在径向上被胎面(6)覆盖，所述胎面经由两个胎侧连接至两个胎圈(3)，胎体增强件层通过围绕胎圈线卷起而锚固在每个胎圈中，以形成胎体增强件层的从一个胎圈线延伸至另一个胎圈线的主要部分以及胎体增强件层在每个胎圈中的卷边(7)，所述胎体增强件的卷边由至少一个增强元件层或加强件(9)增强，其特征在于：
-所述径向最内工作胎冠层(51)和径向最外工作胎冠层(52)和所述至少一个周向增强元件层(53)是存在于胎冠增强件(5)的至少75％的轴向宽度上用以形成胎冠增强件(5)的仅有的层，
-径向最外工作胎冠层(52)的增强元件与周向方向形成的角度α2在绝对值方面大于径向最内工作胎冠层(51)的增强元件与周向方向形成的角度α1，
-角度α2和角度α1的绝对值之差的绝对值大于7°，
-平均角度α满足以下关系式：
13+131*exp(-L/100)<α<28+110*exp(-L/100)，
α由关系式α＝Arctan((tan(|α1|)*tan(|α2|))1/2)限定，L为沿轴向方向测量的轮胎的最大宽度并以mm表示，
-所述胎体增强件层的金属增强元件为具有至少两个层的帘线，至少一个内层被由不可交联的、可交联的或经交联的橡胶组合物组成的层包覆，并且
在每个胎圈中，在所述轮胎的子午截面中：
-在第一点F和点A之间，轮胎的外表面S的轮廓的任一点与胎体增强件层的主要部分相距恒定距离D，所述第一点F本身由轴向定向的直线与轮胎的外表面S的交点限定，所述直线穿过胎体增强件层的主要部分的轴向最外点E，所述距离在垂直于胎体增强件层的主要部分的方向上在任一点处测量，
-点A在径向上位于半径为R1的第一圆C1的外侧，所述第一圆C1以胎体增强件层的卷边的端部为中心，R1在6mm至15mm之间，
-在点A的径向内侧，轮胎的外表面S由半径为R2的圆弧延伸，所述半径为R2的圆弧的中心沿轴向位于轮胎的外表面S的外侧，R2大于R1，
-半径为R2的圆弧在其径向最内端B处与以加强件的径向最外端为中心的半径为R1的圆弧相切，所述半径为R1的圆弧沿径向向内延续轮胎的外表面S直至以加强件的径向最外端为中心的半径为R1的第二圆C2的轴向最外点C。
3.根据权利要求1或2所述的轮胎(1)，其特征在于，径向最外工作胎冠层(52)的断裂潜能指数F2/FR2小于1/6，其中：
-FR2为径向最外工作胎冠层的每根帘线在单轴拉伸时的断裂力，
-F2＝p2*Tc*[(tan(|α1|)/((tan(|α1|)+tan(|α2|)))/cos2(|α2|)+CF]，其中
-Tc＝0.078*P*Rs*(1-(Rs2-RL2)/(2*Rt*Rs))，
-P为根据ETRTO的轮胎的标称充气压力，
-CF＝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间距，所述间距在周向中平面处垂直于增强元件测得，
-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为轮胎两侧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与胎肩端部的轴向距离分别等于胎面宽度的1/4、1/2和3/4。
4.根据权利要求1或2所述的轮胎(1)，其特征在于，径向最外工作胎冠层(52)的断裂潜能指数F2/FR2小于1/8。
5.根据权利要求1或2所述的轮胎(1)，其特征在于，径向最内工作胎冠层(51)的断裂潜能指数F1/FR1小于1/3，其中：
FR1为径向最内工作层的每根帘线在单轴拉伸时的断裂力，
F1＝p1*Tc*[(tan(|α2|)/((tan(|α1|)+tan(|α2|)))/cos2(|α1|)+CF]，其中
p1为径向最内工作胎冠层的增强元件铺设的间距，所述间距在周向中平面处垂直于增强元件测得。
6.根据权利要求5所述的轮胎(1)，其特征在于，径向最内工作胎冠层(51)的断裂潜能指数F1/FR1比径向最外工作胎冠层(52)的断裂潜能指数F2/FR2高至少30％。
7.根据权利要求1或2所述的轮胎(1)，其特征在于，径向最内工作胎冠层(51)和径向最外工作胎冠层(52)和所述至少一个周向增强元件层(53)是存在于胎冠增强件(5)的整个轴向宽度上用以形成胎冠增强件的仅有的层。
8.根据权利要求1或2所述的轮胎(1)，其特征在于，以胎体增强件层的卷边的端部为中心的第一圆C1的半径R1和以加强件的径向最外端为中心的第二圆C2的半径R1在8mm至11mm之间。
9.根据权利要求1或2所述的轮胎(1)，其特征在于，半径R2严格大于半径R1。
10.根据权利要求1或2所述的轮胎(1)，其特征在于，所述距离D大于3mm。
11.根据权利要求1或2所述的轮胎(1)，其特征在于，点F和点A之间的径向距离大于点F和轮胎的外表面S的径向最外点G之间的径向距离的80％。
12.根据权利要求1或2所述的轮胎(1)，其特征在于，加强件的径向最外端在径向上位于胎体增强件层的卷边的端部的外侧。
13.根据权利要求1或2所述的轮胎(1)，其特征在于，在任一子午平面中，在每个胎圈中，所述轮胎具有围绕胎圈线的保持增强件以及与胎圈线直接接触的一定体积的橡胶配混物。
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