CN113905911A - 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，所述径向胎体增强件由单个增强元件层制成，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，所述增强元件层由加强件增强。根据本发明，两个工作胎冠层是存在于胎面的至少75％的宽度上用以形成胎冠增强件的仅有的层，角度α2和角度α1的绝对值之差的绝对值大于7°，α2的绝对值大于α1的绝对值，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在称为透气性测试的测试中流速小于20cm3/min的帘线，帘线内存在橡胶配混物，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，并且与胎圈的外表面相交于点C，从而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，更具体地涉及旨在装配承载重型负荷并以持续速度行驶的车辆(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，并在径向上由胎冠增强件覆盖，所述胎冠增强件由至少两个叠置并且由丝线或帘线形成的层构成，所述丝线或帘线在每个层中平行并从一个层至另一个层交叉，且与周向方向形成在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的且可延伸的，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较低的延伸性，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，所述第一胎冠帘布层由平行的丝线或帘线形成，所述丝线或帘线具有绝对值至多等于45°的角度。三角帘布层至少与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各种应力下表现出很少量变形，所述三角帘布层主要用于吸收作用在轮胎的胎冠区域中所有增强元件上的横向压缩力。
当帘线在等于断裂力的10％的拉伸力下的相对伸长至多等于0.2％时，所述帘线被称为是不可延伸的。
当帘线在等于断裂负荷的拉伸力下的相对伸长至少等于3％且最大切线模量小于150GPa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+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。
轮胎的旋转轴线为正常使用时轮胎旋转所围绕的轴线。
径向平面或子午平面为包含轮胎的旋转轴线的平面。
周向正中平面或赤道平面为垂直于轮胎的旋转轴线并将轮胎分为两半的平面。
对于金属丝线或金属帘线，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)。
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。这些增强元件层的作用特别为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弹性体材料的动态蠕变现象而造成的胎圈在轮辋凸缘上的永久变形。当胎圈过度变形时，则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取下时轮胎所经受的应力。
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，并且在胎侧中相对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使胎圈区域在轮胎具有最大轴向宽度的区域的方向上直至胎侧区域的底部增厚。轮胎的这种轮廓似乎使轮胎相对于某些类型的碰撞具有弱点，特别是当轮胎与路缘石接触时。
此外，由于全世界公路网络的改善和高速公路网络的增长，被称为“公路轮胎”的某些现有轮胎旨在以较高的平均速度在越来越长的旅途中行驶。由于轮胎的磨损较少，因此要求这种轮胎行驶的组合条件确实能够增加行驶的距离。行驶距离方面的这种寿命的增加结合这些使用条件在重型负荷下有可能造成相对较高的胎冠温度的事实，表明轮胎的胎冠增强件的耐久性需要至少成比例地增加。
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，在轴向最短胎冠层的端部处的工作温度过度升高的情况下，会导致所述端部处的橡胶中裂纹的出现和扩展。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 2728510提出，一方面，在胎体增强件和沿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的帘布层，所述轴向连续的帘布层由不可延伸的金属帘线形成，所述金属帘线与周向方向形成至少等于60°的角度，并且所述轴向连续的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，所述附加帘布层由金属元件形成，所述金属元件基本上平行于周向方向定向。
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续部分中，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，然后使用橡胶配混物的成型元件而至少在所述两个工作帘布层公共宽度的其余部分上脱离联接。
此外，在“工地供应”类型的重型负荷车辆上使用轮胎意味着轮胎在石质地面上行驶时会经受冲击负荷。这些冲击负荷自然不利于耐久性方面的性能。
对于本领域技术人员来说，还已知的做法是增加构成胎冠增强件的帘布层的数量，以提高轮胎相对于这种冲击负荷的耐久性。
无论从上述解决方案中设想何种解决方案，一个或多个附加增强元件层的存在都会导致更大的轮胎质量和更高的轮胎制造成本。
从文献WO 2017/149222还已知一种轮胎，其减轻了胎冠增强件的重量，同时提高了轮胎相对于这种冲击的耐久性。然而，发明人发现，例如在结合车辆速度、轮胎所承受的负荷和地面特性的特别严苛的行驶条件下，当在对轮胎施加严重应力的地面上行驶时，这种轮胎的耐久性性能可能降低。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较高的速度行驶时，可以观察到耐久性性能的下降。
因此，发明人为其自身设定的目标为提供用于“重型负荷”车辆(例如“工地供应”类型的重型负荷车辆)的轮胎，所述轮胎的总质量受到限制，同时胎圈区域的耐久性性能得以保持，当轮胎与路缘石接触时所经受的损害减少，并且无论地面特性和行驶条件如何，相对于胎面经受的冲击荷载的耐久性均能得到改进。
发明内容
根据本发明，已通过旨在安装至“15°凹槽”类型的凹槽轮辋上的轮胎实现了该目的，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和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由胎面覆盖，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，从而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通过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为沿轴向方向测得并以mm表示的轮胎的最大宽度，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，所述帘线在称为透气性测试的测试中产生小于20cm3/min的流速，在所述帘线的结构中至少局部地存在橡胶配混物，并且，在所述轮胎的子午截面中
-在第一点F和点A之间，轮胎的外表面S的轮廓上的任一点与胎体增强件层的主要部分的距离为恒定距离T，所述第一点F本身由穿过胎体增强件层的主要部分的轴向最外点E的沿轴向定向的直线和轮胎的外表面S的交点限定，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得，
-点A沿径向位于具有半径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圆心，R1在8mm至13mm之间，
-在点A的径向内侧，轮胎的外表面S通过具有半径R2的圆弧延伸，所述圆弧的圆心沿轴向位于轮胎的表面S的外侧，
-具有半径R2的圆弧在其径向最内端B处与具有半径R3的圆弧相切，并且将轮胎的外表面S沿径向向内延续至点C，所述具有半径R3的圆弧的圆心沿轴向位于轮胎的表面S的内侧，所述点C为具有半径R3的圆弧与以加强件的径向最外端为圆心的具有半径R1的圆C2之间的切点，
-所述点C沿径向位于圆C2的轴向最外点D的内侧。
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，且与轴向方向形成的角度基本上等于15°。与平底轮辋的凸缘(其轮辋底座具有基本圆柱形形状)相比，这些底座还通过高度减小的轮辋凸缘延伸。
根据ETRTO，宽度L在安装至标称轮辋并充气至标称压力的轮胎上测得，并且以毫米表示。
在轮胎的横截面上测量以度表示的角度α1和角度α2。根据本发明，在周向正中平面处测量角度。
根据本发明，轮胎的子午截面被定义为使得胎圈线的质心形成沿轴向定向的直线，所述质心彼此相距的距离等于标称轮辋J的宽度加上20mm然后减去沿轴向在胎圈线的质心与轮胎外表面上的点之间测得的距离的两倍。
胎体增强件的主要部分的轴向最外点的位置在标称条件下充气的经安装的轮胎上确定。该确定可以例如使用层析成像技术进行。
沿着垂直于胎体增强件层的主要部分的方向在胎体增强件层的增强件的轴向最外点和所述表面S的点之间测量距离T。
在本发明的含义内，恒定距离T意指距离T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。
称为透气性测试的测试能够通过在恒定压力下在给定的时间范围内测量穿过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。本领域技术人员公知该测试的原理是为了证明对帘线处理以使其不透气的有效性；其例如描述于标准ASTM D2692-98中。
在通过剥离直接从经硫化的橡胶帘布层中取出的帘线上进行测试，所述帘线增强所述经硫化的橡胶帘布层，因此被固化橡胶渗透。根据本发明，帘线经受测试的部分位于轮胎胎圈沿径向位于胎圈线外侧的区域中。
在2cm长且周围涂覆有固化状态的橡胶配混物(或涂层橡胶)的帘线上以如下方式进行测试：在1巴的压力下将空气注入帘线的入口端，并使用流量计测量出口端的空气体积(例如从0至500cm3/min校准)。在测量过程中，将帘线样品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，使得在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的量；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，帘线的纵向不透气性越高。由于测量的精确度为±0.2cm3/min，因此小于或等于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)可被称为气密(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文描述的方法进行估算。在层状帘线的情况下，该方法在于：在第一步骤中，从长度在2cm至4cm之间的样品中除去外层，以便随后在纵向方向上且沿着给定轴线测量与样品长度相关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。沿着在样品外围上分布的三根纵向轴线重复这些测量，并且在五个帘线样品上重复这些测量。
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。
然后计算由此确定的橡胶配混物的长度与样品长度的所有比值的平均值，从而确定帘线的渗透程度。
还有利地，根据本发明的轮胎旨在充气至大于或等于6.5巴的充气压力P。
根据本发明优选地，所述两个工作胎冠层的增强元件由金属制成。
根据本发明的有利的变体实施方案，半径R2在点F与胎圈线的重心之间的距离的50％至125％之间。
根据本发明还有利地，半径R3在点F与胎圈线的重心之间的距离的50％至125％之间。
胎圈线的重心在轮胎的子午截面上确定。
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得的距离T大于3mm并优选小于7mm。
使用根据本发明的轮胎获得的结果已有效地证实，当在石质地面上行驶时，耐久性方面的性能得到显著改善，并且减轻了轮胎的胎冠增强件的重量。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。
出乎意料地，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的数量来减轻重量，同时保持或甚至改进轮胎胎冠的耐久性性质，特别是相对于轮胎经受的冲击负荷的耐久性性质。
具体地，本领域技术人员已知，为了改善轮胎的胎冠增强件相对于这种类型的冲击负荷的耐久性性能，通常的做法是增加增强元件层的数量。
发明人认为，这些结果可以通过以下事实来解释：径向最内工作胎冠层的增强元件与周向方向形成的角度的绝对值小于径向最外工作胎冠层的增强元件形成的角度。他们发现，在这种冲击负荷的情况下，该更小的角度似乎会导致增强元件吸收拉伸力的延迟。通常，在与在石质地面上行驶时观察到的冲击负荷相当的冲击荷载的情况下，如果发生增强元件的断裂，则在径向最内层中发生增强元件的断裂。这些观察结果似乎表明，在面对这种类型的攻击时，两个工作胎冠层之间的增强元件的角度差异能够改善轮胎的耐久性性能，同时减少胎冠增强件中的层的数量。
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的增加值进一步改善了轮胎胎冠相对于胎面经受的冲击负荷的耐久性性质。所述至少一个周向增强元件层的存在使得两个工作胎冠层的增强元件的平均角度α大于更常规的轮胎中的两个工作胎冠层的增强元件限定的平均角度。这是因为，由所述至少一个周向增强元件层的存在提供的周向刚度能够增加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，尤其是操纵性。因此发明人能够证明，无论用途如何，都能够保持或甚至改进轮胎的动态性质，特别是侧偏刚度。
此外，测试表明，根据本发明由此生产的轮胎表现出较小劣化，因此为由于与路缘石的碰撞和/或摩擦而造成的磨损方面提供了更好的抵抗性。此外，根据本发明的轮胎似乎保持了耐久性方面(特别是胎圈区域的耐久性方面)的性能水平，其至少与具有更常规设计的轮胎的性能水平一样好。
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。
因此发明人能够证明，根据本发明生产的轮胎(胎圈区域在其径向最外部分中相对较薄)能够在与路缘石的接触的情况下更好地抵抗冲击，同时保持令人满意的耐久性方面的性质。
发明人认为，这些结果可以通过以下事实来解释，即轮胎在如上所述的点F和点C之间的外表面的轮廓导致连接轮胎的胎侧与胎圈的区域之间的所述轮廓发生变化，所述区域能够放大胎侧具有恒定厚度T的部分。根据发明人，这种轮廓将导致轮胎在与路缘石接触时发生更均匀的变形，并且能够限制轮胎外表面处磨损和/或崩花的风险。具体地，在与路缘石碰撞时，轮胎的接触区域实际上是其外表面，更具体地为介于如上定义的点F和点A之间的区域。胎侧的恒定厚度T似乎能够实现更均匀的变形，因此在与路缘石冲击或摩擦的情况下能够更好地分散所经受的力。
发明人还能够证明，在成对安装的轮胎的情况下，根据本发明的轮胎在点F和点C之间的外表面的轮廓也可以防止损坏问题。具体地，发明人已证明，轮胎的轮廓有助于除去石块，所述石块在其造成轮胎的胎圈区域损坏之前可能卡在轮胎之间。
然而，发明人能够证明，当在具有特别大的尺寸的石块上行驶时，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，轮胎在胎圈区域中的轮廓导致明显的局部弯曲，其与根据本发明的所述轮胎胎冠增强件结合有利于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件层的增强元件(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。
根据本发明的有利的变体，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70％，在垂直于胎体增强件层的主要部分的方向上测得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T，轮胎沿径向在点F和G之间的外表面S上的任一点与胎体增强件层的主要部分之间的所述距离恒定。
根据本发明的该有利的变体，在与路缘石冲击和/或摩擦的情况下，由此限定的胎侧的轮廓似乎提供了甚至更好的变形均匀性。
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为在轮胎的胎面表面的径向最外点处测得的轮胎的外半径，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径向外表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为穿过位于胎面在空隙外侧的外表面上的三个点的圆的半径，所述三个点限定为距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。通常存在该层以使其可以在轮胎受到切口类型的冲击时断裂，切口类型的冲击会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。发明人有效地观察到，当轮胎充气时或者当轮胎在正常行驶条件下使用时，根据本发明的轮胎的径向最外工作胎冠层的增强元件受到的高应力比更常规轮胎的径向最外工作胎冠层的增强元件小；这种更常规的轮胎在不同工作层的增强元件之间的角度绝对值方面表现出更小的差异(由径向最内工作层的增强元件形成的角度大于或等于径向最外工作层的增强元件形成的角度)，并表现出更高的断裂潜能指数F2/FR2。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显著优于更常规的轮胎的耐久性性质；因此发明人观察到，可以省略保护层，从而有助于减轻轮胎的重量。
根据本发明的一个优选的实施方案，角度α2和角度α1的绝对值之差的绝对值大于或等于10°，优选大于14°。根据该实施方案并根据上文给出的解释，可以进一步改善径向最外工作层的增强元件的耐久性性能和/或进一步改善轮胎相对于冲击负荷(例如在石质地面上行驶时经受的冲击负荷)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°，更优选小于20°。高于这些值时，轮胎在某些使用条件下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。当轮胎使用时，该断裂潜能指数F2/FR2还有助于改善径向最外工作层的增强元件的耐久性性能。
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个帘线的单轴拉伸断裂力，
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延伸的金属帘线。
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。
根据本发明的实施方案的有利的替代形式，所述至少一个周向增强元件层的轴向宽度大于0.5xL。
在轮胎的截面上测量增强元件层的轴向宽度，因此轮胎处于未充气状态。
根据本发明的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异在10mm至30mm之间。
根据本发明的一个优选的实施方案，所述至少一个周向增强元件层沿径向设置在两个工作胎冠层之间。
根据本发明的该实施方案，与沿径向位于工作层外部相似的层相比，所述至少一个周向增强元件层能够更大程度地限制胎体增强件的增强元件的压缩。其优选沿径向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避免增强元件过度疲劳。
根据本发明还有利地，沿径向与所述至少一个周向增强元件层相邻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，在赤道平面的两侧和在所述至少一个周向增强元件层的直接轴向连续部分中，邻近所述至少一个周向增强元件层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宽度的剩余部分上脱离联接。
在本发明的含义内，如果每个层各自的增强元件沿径向分隔的距离小于增强元件外接圆的平均直径，则工作胎冠层可被称为是联接的，所述橡胶厚度沿径向在所述增强元件各自的径向上母线和径向下母线之间测得。
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的这种联接能够降低作用在最靠近所述联接的轴向最外周向元件上的拉伸应力。
与最窄工作帘布层的端部对齐测得的在沿轴向在联接区域外侧的工作胎冠层之间的脱离联接的成型元件的厚度至少等于2mm，优选大于2.5mm。
根据本发明的一个有利的实施方案，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，所述金属增强元件在0.7％伸长下的割线模量在10GPa至120GPa之间，最大切线模量小于150GPa。
根据一个优选的实施方案，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，所述金属增强元件在0.7％伸长下的割线模量在5GPa至60GPa之间，最大切线模量小于75GPa。
根据一个优选的实施方案，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。
根据一个优选的实施方案，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在较小伸长下显示出平缓的梯度，而在较大伸长下显示出基本恒定且较陡的梯度。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，基本恒定且较陡的梯度从0.1％至0.5％之间的相对伸长处开始出现。
在取自轮胎的增强元件上测量上述增强元件的各个特征。
更特别适于生产根据本发明的至少一个周向增强元件层的增强元件例如为式21.23的组件，其结构为3x(0.26+6x0.23)4.4/6.6SS；这种成股帘线由21根式为3x(1+6)的基本丝线组成，其中三根线股捻合在一起，每根线股由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。这种帘线在0.7％下的割线模量等于45GPa，最大切线模量等于98GPa，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)，该式21.23的帘线在0.7％下的割线模量等于23GPa，最大切线模量等于49GPa。
以同样的方式，增强元件的另一个示例为式21.28的组件，其结构为3x(0.32+6x0.28)6.2/9.3SS。该帘线在0.7％下的割线模量等于56GPa，最大切线模量等于102GPa，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)，该式21.28的帘线在0.7％下的割线模量等于27GPa，最大切线模量等于49GPa。
在至少一个周向增强元件层中使用这种增强元件特别能够维持令人满意的层的刚度(即使在常规制造方法的成型和固化阶段之后)。
根据本发明的第二实施方案，周向增强元件可以由不可延伸的金属元件形成，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移。还优选地，每单位宽度的附加层的拉伸弹性模量小于最具延伸性的工作胎冠层在相同条件下测得的拉伸弹性模量。该实施方案能够以简单的方式赋予周向增强元件层一定的模量，所述模量易于调节(通过选择同一行的部分之间的间距)，但是在所有情况下，所述模量均小于由相同且连续的金属元件组成的层的模量，附加层的模量在取自轮胎的切割元件的硫化层上测得。
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延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，在称为透气性测试的测试中，胎体增强件的帘线产生小于10cm3/min，更优选小于2cm3/min的流速。
根据本发明的有利的实施方案，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，优选未包缠的帘线，至少一个内层包覆有由不可交联、可交联或经交联的橡胶组合物组成的层，所述橡胶组合物优选基于至少一种二烯弹性体。
本发明还提出了一种旨在安装至“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和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由胎面覆盖，所述胎面通过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，从而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，和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通过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为在轴向方向中测得并以mm表示的轮胎最大宽度，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不可交联、可交联或经交联的橡胶组合物组成的层，所述橡胶组合物优选基于至少一种二烯弹性体，并且，在所述轮胎的子午截面中
-在第一点F和点A之间，轮胎的外表面S的轮廓上的任一点与胎体增强件层的主要部分的距离为恒定距离T，所述第一点F本身由穿过胎体增强件层的主要部分的轴向最外点E的沿轴向定向的直线和轮胎的外表面S的交点限定，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得，
-点A沿径向位于具有半径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圆心，R1在8mm至13mm之间，
-在点A的径向内侧，轮胎的外表面S通过具有半径R2的圆弧延伸，所述圆弧的圆心沿轴向位于轮胎的表面S的外侧，
-具有半径R2的圆弧在其径向最内端B处与具有半径R3的圆弧相切，并且将轮胎的外表面S沿径向向内延续至点C，所述具有半径R3的圆弧的圆心沿轴向位于轮胎的表面S的内侧，所述点C为具有半径R3的圆弧与以加强件的径向最外端为圆心的具有半径R1的圆C2之间的切点，
-所述点C沿径向位于圆C2的轴向最外点D的内侧。
在本发明的含义内，包括至少两个层的金属帘线在称为透气性测试的测试中的流速几乎为零，因此小于20cm3/min，其中至少一个内层包覆有由不可交联、可交联或经交联的橡胶组合物组成的层。
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包含主要的(即质量分数超过50％)这种或这些二烯弹性体。
应当注意到，根据本发明的包覆层围绕其覆盖的层连续延伸(也就是说，该包覆层在帘线的“正交”方向(垂直于其半径的方向)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。
还应该注意到，当该包覆层的橡胶组合物是可交联或经交联的橡胶组合物时，根据定义，其包含适于使组合物在固化(即使其硬化而非熔融)过程中交联的交联体系；因此，该橡胶组合物可被称为非熔融的橡胶组合物，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用于根据本发明的帘线旨在增强的橡胶基质的组合物相同。因此，在包覆层和橡胶基质各自的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，至少一个胎体增强件层的增强元件为[L+M]或[L+M+N]构造的层状金属帘线，其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M根直径为d2且以节距p2螺旋缠绕在一起的丝线，其中M的范围为3至12，所述层C2任选地被外层C3环绕，所述外层C3具有N根直径为d3且以节距p3螺旋缠绕在一起的丝线，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、可交联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]结构中的至少覆盖所述层C1和/或至少覆盖所述层C2。
优选地，内层的第一层(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)的所述丝线缠绕的螺旋节距在8mm至25mm之间。
在本发明的含义内，节距表示平行于帘线的轴线测得的长度，在所述长度的端部处，具有该节距的丝线围绕帘线的轴线完成一整圈；因此，如果轴线由垂直于所述轴线且以等于帘线构成层的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的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制造，所述金属丝线特别由钢制成，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，首先通过挤出头包覆层C1或者芯部或中间L+M结构(层C1+C2)，该步骤之后，在第二步骤中，是围绕先前包覆的层C1缆合或捻合层C2和层C3的M+N根丝线的最终操作，或者围绕先前包覆的层C2缆合或捻合层C3的N根丝线的最终操作。
根据本发明的优选实施方案，加强件的径向最外端沿径向位于胎体增强件层的卷边的端部的外侧。一方面，该实施方案能够防止加强件的各个端部与胎体增强件层的卷边的各个端部重叠，所述端部沿径向偏移。另一方面，加强件完全提供了保护胎体增强件层的卷边的作用，特别是在轮胎滚动时与轮辋凸缘的接触和对其所施加的压力方面。
根据其它实施方案，加强件的径向最外端沿径向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部而言，其可以沿径向位于胎圈线的径向最内点的外侧。根据其它实施方案，加强件可以沿径向安装在胎圈线下方，并且其径向最内端部沿径向位于胎圈线的内侧。根据其它实施方案，加强件可以围绕胎圈线缠绕，并且其径向最内端部沿轴向位于胎体增强件层的内侧。
根据本发明的有利的实施方案，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。
根据本发明的实施方案的其它替代形式(其以不那么有利于减轻重量的方式抵消轮胎性能折衷)，胎冠增强件包括被称为保护层的附加层，所述附加层沿径向位于工作胎冠层的外侧，优选以周向正中平面为中心。该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，所述弹性增强元件相对于周向方向以在8°至45°之间的角度定向，并且所述角度的方向和由与其径向相邻的工作层的增强元件所形成的角度相同。还优选地，该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。
其它替代形式还可以规定，在胎体增强件和最接近所述胎体增强件的径向内部工作层之间，胎冠增强件通过由不可延伸的钢金属增强元件构成的三角层得到补充，所述不可延伸的钢金属增强元件与周向方向形成大于45°的角度，并且所述角度的方向和由沿径向最接近胎体增强件层的增强元件所形成的角度的方向相同。有利地，所述三角层由沿轴向位于周向正中平面两侧的两个半层构成。
附图说明
在下文中，通过特别参考图1至图3的本发明的示例性实施方案的描述，本发明的其它细节和有利特征将变得显而易见，在附图中：
-图1显示了根据本发明的轮胎的子午示意图，
-图2显示了轮胎在胎圈区域和点F之间的外表面的放大示意图，
-图3显示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仅显示了轮胎的半视图，所述轮胎相对于轴线XX’对称地延伸，所述轴线XX’表示轮胎的周向正中平面或赤道平面。
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由单个金属帘线层构成。其还包括胎面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。
沿轴向位于卷边7外侧的是加强件9，所述加强件9的径向最外端10沿径向位于胎体增强件层的卷边7的端部8的外侧。
加强件9的径向最内端部11沿径向位于胎圈线4的径向最内点的外侧。
胎体增强件层2的增强元件是1+6+12结构的未包裹层状帘线，其由以下构成：由一根丝线形成的中心核、由六根丝线形成的中间层以及由十二根丝线形成的外层。
其具有以下特征(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分别为中间层的丝线的直径和螺旋节距，d3和p3分别为外层的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包覆有基于未硫化的二烯弹性体(未加工状态)的橡胶组合物。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。
在如上所述的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。橡胶组合物对帘线的渗透率大于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，根据本发明，胎体增强件2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，所述第一工作层51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，所述周向增强元件层53由“双模量”类型的21.23钢金属帘线形成，
-第二工作层52，所述第二工作层52由以等于34°的角度定向并与第一工作层51的金属帘线交叉的金属帘线形成，工作层51、52中的每一个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。
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。
第一工作胎冠层的帘线与周向方向形成的角度和第二工作胎冠层的帘线与周向方向形成的角度之差等于18°。
平均角度等于23.7°，显然在18.6°和32.7°之间。
Re的测量值等于508.6mm。
Es的测量值等于22.5mm。
所测得的半径的平均值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均等于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大79％。
图2在轮胎的子午截面中示意性地示出了轮胎在点F和胎圈3区域之间的外表面S，所限定的子午截面使得胎圈线4的质心形成沿轴向定向的直线，所述质心彼此相距的距离等于标称轮辋的宽度加上20mm然后减去沿轴向在胎圈线4的质心和轮胎外表面上的点之间测得的距离的两倍。
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至点A的第一部分，所述点A沿径向位于具有半径R1的圆C1的外侧，所述圆C1以胎体增强件层的卷边的端部8为圆心。
在轮胎的外表面S上的任一点和胎体增强件层的主要部分之间测量的距离T等于4.7mm，并且在点F和点A之间的该部分上基本恒定，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得。
圆C1的半径R1等于8.8mm。
然后，轮胎的外表面S通过具有半径R2的圆弧12沿径向向内延续，所述圆弧12本身在B处与具有半径R3的圆弧13相切，所述圆弧将轮胎的外表面S延续至点C。
点C为圆弧13与以加强件的径向最外端为圆心的圆C2之间的切点。
点C沿径向位于圆C2的轴向最外点D的内侧。
半径R2等于80mm。
半径R3等于105mm。
点F和胎圈线的重心之间的距离等于116.4mm。
因此，半径R2和R3显然在点F与胎圈线的重心之间的该距离的50％至125％之间。
点F和点A之间的径向距离等于29mm。
点G(图1中可见)为沿径向位于点F外侧的点，从点G开始，轮胎的外表面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T，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得。
点F和点G之间的径向距离等于29mm。
因此，点F和点A之间的径向距离显然大于点F和点G之间的径向距离的70％。
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了比较。
第一参比轮胎T1与根据本发明的轮胎I的不同之处在于胎体增强件层的增强元件的特性。该第一参比轮胎T1的胎体增强件层的增强元件为与根据本发明的轮胎I相同的1+6+12结构的未包裹的层状帘线，其帘线未包覆有橡胶组合物。
在如上所述的称为透气性测试的测试中，这种帘线产生等于40cm3/min的流速。橡胶组合物对其的渗透率等于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，所述第一工作层由在相对于周向方向与三角层的帘线相同的一侧以等于26°的角度定向的金属帘线形成，
-周向增强元件层，所述周向增强元件层由“双模量”类型的21.23钢金属帘线形成，
-第二工作层，所述第二工作层由以等于18°的角度定向并与第一工作层的金属帘线交叉的金属帘线形成，每个工作层的帘线在周向方向的两侧定向，
-保护层，所述保护层由在与第二工作层的帘线相同的一侧以等于18°的角度定向的弹性6.35金属帘线形成，其中增强元件之间的距离等于2.5mm，所述距离沿着垂直于帘线的等分线的方向测得。
两个工作层的金属帘线为式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。
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。
不同于本发明，第一工作胎冠层的帘线与周向方向形成的角度的绝对值和第二工作胎冠层的帘线与周向方向形成的角度的绝对值之差的绝对值等于零(角度相同)。
平均角度等于21.7°。
F1的值等于371N。
F2的值等于451N。
F1和F2的值通过有限元模拟获得，胎冠中大量的增强帘布层使得不能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均等于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大22％。
第三参比轮胎T3与根据本发明的轮胎I的不同之处在于其具有更常规的外表面轮廓，第四参比轮胎T4与参比轮胎T2的不同之处也在于其具有更常规的外表面轮廓。这种轮胎轮廓显示在图3中。
在该图3中显示了相同尺寸的轮胎31，看起来胎圈33的区域与根据本发明的轮胎的胎圈区域相似，胎体增强件层32的结构相同，所述胎体增强件层32围绕胎圈线34卷起，从而形成由加强件39增强的卷边37。相比之下，轮胎31的外表面的轮廓与根据本发明的轮胎的外表面的轮廓不同。
使用根据本发明生产的轮胎I与参比轮胎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相同的结果。
在测试机上进行第二耐久性测试，所述测试机使得每个轮胎在等于所述轮胎指定的最大速度等级(速度指数)的速度下在3550daN的初始负荷下以直线行驶，为了减少测试的持续时间，逐渐增加所述初始负荷。
在向轮胎周期性地施加横向负荷和动态超负荷的测试机上进行其它耐久性测试。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，根据本发明的轮胎与参比轮胎T1、T2、T3和T4在每种测试中行驶的距离基本上相同。因此，明显的是，当在沥青表面上行驶时，根据本发明的轮胎与参比轮胎T1和T3在轮胎的胎圈区域和胎冠增强件的耐久性方面的性能基本上等同于参比轮胎T2和T4在轮胎的胎圈区域和胎冠增强件的耐久性方面的性能。
进行其它类型的测试，以测试对与路缘石的碰撞和/或摩擦的抵抗性方面的性能能力。
为了进行这些测试，轮胎在其胎侧上还设置有径向条纹。
在具有15cm高的路缘石的人行道上进行这些测试。将轮胎安装在车辆上，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。
重复操作6次，然后分析胎侧以检测任何崩花。
所有轮胎均表现出两处崩花。
就撞击路缘石的表面而言，根据本发明的轮胎以及参比轮胎T1和T2与参比轮胎T3和T4相比减弱8％。
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。断裂强度表征为压痕工具的临界高度，即致凹工具导致胎冠增强件完全断裂(即所有胎冠层均断裂)的最大高度。这些值表示使胎冠块断裂所需要的能量。这些值相对于基数100(其对应于参比轮胎T4所测得的值)表示。
参比T4 100
参比T3 115
参比T2 100
参比T1 115
发明I 115
这些结果表明，尽管减轻了轮胎的重量(特别是通过减轻其胎冠增强件的质量)，但是根据本发明的轮胎或参比轮胎T1和T3的胎面表面在冲击负荷下的断裂能显著高于参比轮胎T2和T4的胎面表面在冲击负荷下的断裂能。
还进行了旨在表征经受特定负荷的轮胎胎冠增强件的断裂强度的最终测试。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的标称负荷的轮胎以40km/h在挤压在胎面边缘的球形障碍物上行驶40000km，所述球形障碍物的半径为26mm，在21mm处截断并相隔约2.50米，所述障碍物的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°的角度的点的中心10mm处。从胎体增强件层中取出六根长度为150mm的帘线，这些帘线以轴向最宽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，并计算从轮胎中取出的六根帘线的测量值的平均值。这些值相对于基数100(其对应于参比轮胎T1所测得的值)表示。
参比T1 100
参比T2 105
参比T3 105
参比T4 100
发明I 117
这些结果证明，尽管减轻了轮胎的重量，特别是通过减轻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常规胎冠增强件的参比轮胎T2和T4更优的性能。根据本发明的轮胎与参比轮胎T3(其不同之处仅在于轮辋附近的外部轮廓)的比较表明了将具有经包覆的芯部的胎体增强件帘线与根据本发明的轮胎胎圈区域的外表面轮廓相结合的益处。
还测试了根据本发明的另一种轮胎I2。该轮胎I2与轮胎I的不同之处在于胎体增强件层的增强元件的特性。该轮胎I2的胎体增强件层的增强元件是1+6+11结构的未包裹层状帘线，其由以下构成：由一根丝线形成的中心核、由六根丝线形成的中间层以及由十一根丝线形成的外层。
其具有如下特征(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分别为中间层的丝线的直径和螺旋节距，d3和p3分别为外层的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未包覆有橡胶组合物。
在如上所述的称为渗透性测试的测试中，这种帘线产生等于5cm3/min的流速。橡胶组合物对其的渗透率等于98％。
在旨在表征轮胎胎冠增强件在经受挤压在胎面边缘的特定冲击时的断裂强度的测试中，测得的帘线的断裂力等于110，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.旨在安装至“15°凹槽”类型的凹槽轮辋上的轮胎(1)，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两个工作胎冠层(51、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(5)在径向上由胎面(6)覆盖，所述胎面经由两个胎侧连接至两个胎圈(3)，所述胎体增强件层通过围绕胎圈线卷起而锚固在每个胎圈中，从而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，和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通过至少一个增强元件层或加强件(9)增强，其特征在于：
-所述两个工作胎冠层(51、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为在轴向方向中测得并以mm表示的轮胎最大宽度，
-所述胎体增强件层的金属增强元件为帘线，所述帘线在称为透气性测试的测试中产生小于20cm3/min的流速，以及
-在所述帘线的结构中至少局部地存在橡胶配混物，
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)的轮廓上的任一点与胎体增强件层的主要部分的距离为恒定距离(T)，所述第一点(F)本身由穿过胎体增强件层的主要部分的轴向最外点(E)的沿轴向定向的直线和轮胎的外表面(S)的交点限定，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得，
-点(A)沿径向位于具有半径(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(8)为圆心，(R1)在8mm至13mm之间，
-在点(A)的径向内侧，轮胎的外表面(S)通过具有半径(R2)的圆弧(12)延伸，所述圆弧(12)的圆心沿轴向位于轮胎的表面(S)的外侧，
-具有半径(R2)的圆弧在其径向最内端(B)处与具有半径(R3)的圆弧(13)相切，并且将轮胎的外表面(S)沿径向向内延续至点(C)，所述具有半径(R3)的圆弧(13)的圆心沿轴向位于轮胎的表面(S)的内侧，所述点(C)为具有半径(R3)的圆弧与以加强件(9)的径向最外端(10)为圆心的具有半径(R1)的圆(C2)之间的切点，
-所述点(C)沿径向位于圆(C2)的轴向最外点(D)的内侧。
2.旨在安装至“15°凹槽”类型的凹槽轮辋上的轮胎(1)，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两个工作胎冠层(51、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(5)在径向上由胎面(6)覆盖，所述胎面经由两个胎侧连接至两个胎圈(3)，胎体增强件的增强元件层通过围绕胎圈线卷起而锚固在每个胎圈中，从而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，和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通过至少一个增强元件层或加强件(9)增强，其特征在于：
-所述两个工作胎冠层(51、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(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为在轴向方向中测得并以mm表示的轮胎最大宽度，
-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不可交联、可交联或经交联的橡胶组合物组成的层，所述橡胶组合物优选基于至少一种二烯弹性体，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)的轮廓上的任一点与胎体增强件层的主要部分的距离为恒定距离(T)，所述第一点(F)本身由穿过胎体增强件层的主要部分的轴向最外点(E)的沿轴向定向的直线和轮胎的外表面(S)的交点限定，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得，
-点(A)沿径向位于具有半径(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(8)为圆心，(R1)在8mm至13mm之间，
-在点(A)的径向内侧，轮胎的外表面(S)通过具有半径(R2)的圆弧(12)延伸，所述圆弧(12)的圆心沿轴向位于轮胎的表面(S)的外侧，
-具有半径(R2)的圆弧在其径向最内端(B)处与具有半径(R3)的圆弧(13)相切，并且将轮胎的外表面(S)沿径向向内延续至点(C)，所述具有半径(R3)的圆弧(13)的圆心沿轴向位于轮胎的表面(S)的内侧，所述点(C)为具有半径(R3)的圆弧与以加强件(9)的径向最外端(10)为圆心的具有半径(R1)的圆(C2)之间的切点，
-所述点(C)沿径向位于圆(C2)的轴向最外点(D)的内侧。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的轮胎(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-RL 2)/(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为在轮胎的胎面表面的径向最外点处测得的轮胎的外半径，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径向外表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为穿过位于胎面在空隙外侧的外表面上的三个点的圆的半径，所述三个点定义为距胎肩端部的轴向距离分别等于胎面的宽度的1/4、1/2和3/4。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的轮胎(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至4中任一项所述的轮胎(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个帘线的单轴拉伸断裂力，
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，径向最内工作层(51)的断裂潜能指数F1/FR1比径向最外工作层(52)的断裂潜能指数F2/FR2高至少30％。
7.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎(1)，其特征在于，两个工作胎冠层(51、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.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎(1)，其特征在于，半径(R2)在点(F)与胎圈线的重心之间的距离的50％至125％之间。
9.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎(1)，其特征在于，半径(R3)在点(F)与胎圈线的重心之间的距离的50％至125％之间。
10.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎(1)，其特征在于，在垂直于胎体增强件层的主要部分的方向上测得的距离(T)大于3mm，并优选小于7mm。
11.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎(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70％，在垂直于胎体增强件层的主要部分的方向上测得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(T)，轮胎沿径向在点(F)和点(G)之间的外表面(S)上的任一点与胎体增强件层的主要部分之间的所述距离恒定。
12.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎(1)，其特征在于，加强件的径向最外端沿径向位于胎体增强件层的卷边的端部的外侧。
13.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎(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和与胎圈线直接接触的一定体积的橡胶配混物。
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