CN114401851A - 包括经橡胶涂覆的线圈的胎圈线 - Google Patents

Abstract

本发明的主题为一种用于轮胎的胎圈线，所述胎圈线围绕主轴线呈现出旋转对称性并且包括围绕主轴线的N>1个周向线圈(30)，N个周向线圈(30)布置在P>1个径向叠置的层C(i)，i的范围为1至P，每个层C(i)包括L(i)>1个轴向并置的周向线圈(30)。每个周向线圈(30)包括直径为d的金属单丝(34)的一部分和密度小于金属单丝(34)密度的材料的层(36)，层(36)覆盖金属单丝(34)的该部分，使得在平行于主轴线的径向截面(XY)中，每个周向线圈(30)内接于直径为D的圆。比值D/d大于或等于1.15。所述胎圈线具有：‑平均直径Dm，其以mm表示并且定义为在与胎圈线的主轴线(A)平行的径向截面(XY)中沿径向分隔外接于胎圈线在径向截面(XY)中的每个半截面的圆(U1、U2)的圆心的距离，‑质量M，其以g表示，‑在与胎圈线的主轴线(A)平行的径向截面(XY)中，每个周向线圈(30)具有面积为S且以mm²表示的截面，其中，1000x M/(N x S xπx Dm)小于或等于2.10。

Description

包括经橡胶涂覆的线圈的胎圈线

技术领域

本发明涉及一种用于轮胎的胎圈线、一种轮胎以及一种用于制造该胎圈线的方法。轮胎被理解为意指旨在通过与支撑元件(例如轮辋)配合而形成腔体的外胎，该腔体能够被加压至高于大气压的压力。根据本发明的轮胎具有基本上呈环形的结构，其围绕轮胎的主轴线呈现出旋转对称性。

背景技术

从现有技术已知一种旨在装配至施工场地车辆并属于米其林品牌以名称XDR3销售的轮胎。这种轮胎包括胎面、两个胎圈、两个将胎圈连接至胎面的胎侧、以及沿周向设置在胎体增强件和胎面之间的胎冠增强件。每个胎圈包括形成胎圈线的环形增强元件，该胎圈线围绕胎圈线的与轮胎的主轴线基本上重合的主轴线呈现出旋转对称性。

该轮胎的胎圈线包括围绕胎圈线的主轴线的N＝395个周向线圈。这N个周向线圈布置在P＝23个层C(i)中，i的范围1至23。这些层C(i)彼此沿径向叠置。每个层C(i)包括L(i)>1个周向线圈。同一个层C(i)的周向线圈彼此沿轴向并置。每个周向线圈包括金属单丝的一部分和涂覆于金属单丝的该部分的聚合物材料(在此情况下，为经交联的弹性体组合物)层。金属单丝具有直径d＝3mm的大致圆形截面。

为了制造这种胎圈线，使用这样一种方法，其中将金属单丝涂覆有聚合物材料层的步骤进行为使得在与涂覆有聚合物材料层的金属单丝的主轴线垂直的截面中，涂覆有聚合物材料层的金属单丝内接于直径为D的圆。在此情况下，金属单丝涂覆有具有管状截面且厚度等于(D-d)/2的护层，在此情况下厚度等于0.175mm，使得涂覆有聚合物材料层的金属单丝具有基本上等于3.35mm的外径D。接下来，进行组装胎圈线的步骤，其中将涂覆有聚合物材料层的金属单丝缠绕以形成N个周向线圈。

这种胎圈线就其截面而言是相对较重的。因此，一方面，如果需要增加胎圈线的总截面(即其轴向宽度乘以其径向高度的乘积)以便例如改善轮胎的某些性能，则质量将大大增加并且需要使用特定的装置才能操纵胎圈线。另一方面，如果需要保持基本上相同的总截面，则需要减少胎圈线的重量以降低与之相关的成本。

发明内容

本发明的目的为一种用于轮胎的胎圈线，其在胎圈线的质量与总截面之间表现出比现有技术更好的折衷。

为此，本发明的主题为一种用于轮胎的胎圈线，所述胎圈线围绕胎圈线的主轴线呈现出旋转对称性并且包括围绕胎圈线的主轴线的N>1个周向线圈，N个周向线圈布置在P>1个径向叠置的层C(i)中，i的范围为1至P，每个层C(i)包括L(i)>1个轴向并置的周向线圈，每个周向线圈包括直径为d的金属单丝的一部分和密度小于金属单丝密度的材料的层，层涂覆于金属单丝的该部分，使得每个周向线圈在与胎圈线的主轴线平行的径向截面中内接于直径为D的圆，比值D/d大于或等于1.15。

对于胎圈线的同一截面，通过大于或等于1.15的比值D/d，使得胎圈线的质量减小，层的材料的密度小于金属单丝的密度。

根据定义，金属单丝被理解为完全(对于其质量的100％)由一种或多种金属材料制成的单丝。金属单丝优选包括芯部和涂覆于钢芯部的金属层，所述芯部由钢制成，更优选由珠光体或铁素体-珠光体碳钢(通常被本领域技术人员称为碳钢)制成，或由不锈钢(根据定义为包含至少10.5％铬的钢)制成，所述金属层由纯金属制成或由选自铜、锌和锡的纯金属的合金制成。在其他实施方案中，单丝由钢芯部构成，而钢芯部未涂覆有金属层。

金属单丝的密度为金属单丝样品的每单位体积的质量与水的每单位体积的质量之比。金属单丝样品的每单位体积的质量是通过计算该样品的质量与该样品的体积之比来确定的。类似地，制成层的材料的密度为制成层的材料样品的每单位体积的质量与水的每单位体积的质量之比。制成层的材料样品的每单位体积的质量是通过计算该样品的质量与该样品的体积之比来确定的。这些测量在本领域技术人员已知的常规计量条件下进行。

经涂覆的金属单丝的每个部分形成丝状元件，所述丝状元件包括由金属单丝的部分形成的金属芯部和涂覆于金属芯部的层，所述层由密度小于金属单丝密度的材料形成。经涂覆的金属单丝的这一系列的部分一起形成胎圈线的N个周向线圈。

金属单丝具有直径为d的大致圆形截面。

表述“内接于直径为D的圆”意指每个线圈的层的外表面内接于直径为D的圆并且在至少两个点处与其相切。

本发明使得特别是在需要使给定胎圈线的总截面增大时，能够显著限制质量的增加。可以通过增加周向线圈的数量N和/或通过增加直径d来实现这种总截面增大。

本发明还使得在需要保持给定胎圈线的总截面时能够减小其质量。可以通过以下方式来实现这种质量减小：在保持直径d的同时减少周向线圈的数量N并因此使得金属单丝相对于给定胎圈线的质量减小。

因此，在不同的实施方案中，可以使用机械强度范围为1000MPa至5000MPa的金属单丝。这样的机械强度对应于轮胎领域中常见的钢等级，即NT(常规拉伸)、HT(高拉伸)、ST(更高拉伸)、SHT(极高拉伸)、UT(超拉伸)、UHT(超高拉伸)和MT(巨大拉伸)等级。因此，为了在保持其截面的同时减轻胎圈线，可以增加机械强度，这样使得可以减小金属单丝的直径并因此减小金属单丝质量。

术语“周向线圈”意指经涂覆的金属单丝围绕胎圈线的主轴线一直延伸的部分。经涂覆的金属单丝优选为连续的，使得胎圈线优选通过将经涂覆的金属单丝连续缠绕成N个周向线圈而形成。

术语“轴向方向”意指与胎圈线的主轴线或轮胎的旋转轴线(一旦胎圈线结合到轮胎中，这两个轴线就重合了)基本平行的方向。

术语“周向方向”意指基本上垂直于轴向方向并且垂直于轮胎胎圈线半径(换言之，与以胎圈线的主轴线或轮胎的旋转轴线为圆心的圆相切)的方向。

术语“径向方向”意指沿胎圈线或轮胎的半径的方向，即与胎圈线的主轴线或轮胎的旋转轴线相交并且基本上垂直于该轴线的任何方向。

与胎圈线的主轴线或轮胎的旋转轴线平行的径向截面是与径向方向和轴向方向均平行的平面。径向截面在该径向截面与周向方向的交点处还垂直于周向方向。胎圈线或轮胎的径向截面视图是胎圈线或轮胎在与胎圈线的主轴线或轮胎的旋转轴线平行的径向截面中的视图。

在与胎圈线的主轴线平行的径向截面中，由于胎圈线的几何形状围绕主轴线呈现出旋转对称性，因此胎圈线具有设置在胎圈线的主轴线两侧的两个半截面。

由表述“在a至b之间”表示的任何数值范围表示大于a至小于b的数值范围(即不包括端值a和b)，而由表述“a至b”表示的任何数值范围意指从a直至b的数值范围(即包括严格的端值a和b)。

在优选的实施方案中，层的材料为聚合物材料。聚合物材料理解为包含至少一种聚合物的材料。聚合物为由一种或多种单体聚合而产生的大分子。在优选的聚合物中，将提及热塑性聚合物、热固性聚合物和可共交联的聚合物。在热塑性聚合物中，将提及例如聚酯、芳族聚酰胺、脂族聚酰胺、聚氨酯、热塑性弹性体(优选二烯热塑性弹性体)、这些聚合物的共聚物以及这些聚合物的混合物。在热固性聚合物中，将提及氨基塑料树脂、酚醛塑料、聚氨酯、乙烯基酯树脂以及这些聚合物的混合物。在可共交联的聚合物中，将提及包含至少一个不饱和键或双键的聚合物，例如，非常优选为二烯弹性体。聚合物材料显然可以包含其他成分，例如交联体系、填料、树脂或轮胎领域中常用的其他添加剂。

除了减小胎圈线的质量之外，聚合物材料的层还使得可以在径向和/或轴向相邻的周向线圈之间形成界面，从而可提供足够的附着力来操纵胎圈线，而不会损坏周向线圈的结构。

有利地，为了尽可能减小胎圈线的质量，层的材料的密度小于或等于3，优选小于或等于2，更优选小于或等于1.5。

在优选的实施方案中，比值D/d小于或等于2。

在甚至更优选的实施方案中，比值D/d的范围为1.30至1.80。

太高的比值D/d使得因层的厚度太大而导致相邻线圈的机械性解聚，并导致这样的机械运作，其中每个线圈独立于与其相邻的线圈进行工作。然而，为了使胎圈线的机械性能(特别是断裂力和疲劳强度的性能)最大化，发明人发现每个线圈优选与相邻于其的线圈同时进行工作，因此优选的是具有中等比值D/d，因此比值D/d优选小于或等于2，更优选小于或等于1.80。

在一个有利的实施方案中，层形成具有大致管状截面的护层，其厚度等于(D-d)/2。在平行于主轴线的径向截面中观察护层的截面。这种具有管状截面的护层相对容易在金属单丝上沉积，例如通过挤出机和喷嘴，如在WO2017/050780中所描述的。

也可以设想其他实施方案，其中该层形成具有多边形截面(例如三角形、矩形、正方形、六边形或八边形截面)的护层。

在旨在用于重型车辆(选自施工场地车辆、卡车和农用车辆)轮胎的胎圈线的实施方案中，厚度(D-d)/2大于或等于0.18mm，优选范围为0.18mm至1.00mm，并且更优选范围为0.25mm至0.80mm。

在可以制造大胎圈线的变体形式中，厚度(D-d)/2的范围为0.40mm至0.80mm，优选为0.50mm至0.70mm。在可以制造较小胎圈线的另一个变体形式中，厚度(D-d)/2的范围为0.25mm至0.65mm，优选为0.25mm至0.45mm。

在旨在用于重型车辆(选自施工场地车辆、卡车和农用车辆)轮胎的胎圈线的实施方案中，d严格小于3.00mm，优选范围为1.25mm至2.90mm，更优选为1.60mm至2.50mm，甚至更优选为1.80mm至2.40mm。

在旨在用于重型车辆(选自施工场地车辆、卡车和农用车辆)轮胎的胎圈线的实施方案中，D严格小于3.35mm，优选范围为1.75mm至3.30mm，更优选范围为2.30mm至3.30mm，甚至更优选范围为2.50mm至3.30mm。

在可以制造大胎圈线的变体形式中，D的范围为2.80mm至3.30mm。在可以制造较小胎圈线的另一个变体形式中，D的范围为2.50mm至2.90mm。

胎圈线具有：

-平均直径Dm，其以mm表示并且定义为在与胎圈线的主轴线平行的径向截面中沿径向分隔外接于胎圈线在径向截面中的每个半截面的圆的圆心的距离，

-质量M，其以g表示，

-在与胎圈线的主轴线平行的径向截面中，每个周向线圈具有面积为S且以mm²表示的截面，

其中，1000x M/(N x S xπx Dm)小于或等于2.10，优选小于或等于2.00，更优选小于或等于1.75。

比值1000x M/(N x S xπx Dm)表示胎圈线的平均密度。该比值越小，胎圈线越轻，与其截面无关。每根经涂覆的单丝的截面S通过关系式S＝πx(D/2)²来确定。

有利地，1000×M/(N×S×π×Dm)大于或等于1.00，优选大于或等于1.15。

在可以制造大胎圈线的变体形式中，1000x M/(N x S xπx Dm)小于或等于1.50，优选小于或等于1.35。在可以制造较小胎圈线的另一个变体形式中，1000x M/(N x S xπxDm)小于或等于1.70。

有利地，胎圈线具有以g表示的质量M和以g表示的等于金属单丝质量的金属质量Ma，使得Ma/M小于或等于0.95，优选小于或等于0.92，更优选小于或等于0.90。因此，金属的质量相对于现有技术的胎圈线显著减小，即金属在胎圈线中的质量比例显著减小。金属的质量可以通过以下方式来确定：测量周向线圈的总长度，然后将所述长度乘以金属单丝的截面Sa＝πx(d/2)²和金属单丝的密度。例如，对于由碳钢制成的单丝，单丝的密度基本上等于7.8。金属的质量也可以通过以下方式来测量：通过例如化学处理来去除涂覆于金属单丝的材料层，然后对由此获得的金属单丝称重。

有利地，Ma/M大于或等于0.50，优选大于或等于0.75。

在可以制造大胎圈线的变体形式中，Ma/M小于或等于0.85。在可以制造较小胎圈线的另一个变体形式中，Ma/M小于或等于0.90。

有利地，在与胎圈线的主轴线平行的径向截面中，每个周向线圈具有面积为Sa(以mm²表示)的金属单丝截面，并且每个周向线圈具有面积为S(以mm²表示)的截面，比值Sa/S小于或等于0.75，优选小于或等于0.65，更优选小于或等于0.60。因此，对于给定金属单丝的截面，金属质量相对于现有技术的胎圈线减小。每个周向线圈的金属单丝截面Sa通过关系式Sa＝πx(d/2)²来确定。

有利地，Sa/S大于或等于0.30，优选大于或等于0.35。

在可以制造大胎圈线的变体形式中，Sa/S小于或等于0.50，优选小于或等于0.45。在可以制造较小胎圈线的另一个变体形式中，Sa/S小于或等于0.60。

在旨在用于重型车辆(选自施工场地车辆、卡车和农用车辆)轮胎的胎圈线的实施方案中，N的范围为100至1000。

在可以制造大胎圈线的变体形式中，N的范围为400至900，优选范围为600至850。在可以制造较小胎圈线的另一个变体形式中，N的范围为100至200，优选范围为100至150。

在旨在用于重型车辆(选自施工场地车辆、卡车和农用车辆)轮胎的胎圈线的实施方案中，P的范围为10至40。

在可以制造大胎圈线的变体形式中，N的范围为25至40，优选范围为25至35。在可以制造较小胎圈线的另一个变体形式中，N的范围为10至25，优选范围为10至20。

在特别是用于制造轮胎的生坯形式的方法期间促进与胎圈线相邻的产品围绕胎圈线的周向方向旋转的实施方案中，胎圈线在与胎圈线的主轴线平行的径向截面中具有大致六边形的半截面。

术语“大致六边形”意指由六个面界定的半截面，胎圈线的至少90％的外周向线圈界定这些面。术语“外周向线圈”意指这样的周向线圈，其不包括与其轴向和/或径向侧面中的至少一个相邻的周向线圈。这六个面包括径向外侧的径向面和径向内侧的径向面，该径向外侧的面基本上平行于该径向内侧的面。这六个面还包括第一和第二径向外侧的轴向面以及第一和第二径向内侧的轴向面。

在一个实施方案中，层C(1)是相对于胎圈线的主轴线而言的径向最内层，层C(P)是相对于胎圈线的主轴线而言的径向最外层，在层C(1)和层C(P)之间沿径向布置有层C(k)(其中k∈]1,P[)，使得：

-当i的范围为2至k-1时，L(i-1)<L(i)，

-L(k)<L(k-1)，L(k)<L(k+1)，并且L(k-1)＝L(k+1)，

-当i的范围为k+1至P-1时,L(i)>L(i+1)，

每个层C(i)沿径向布置在层C(i-1)的外侧。

因此，施加至轴向最外周向线圈的轴向力分布在层C(k-1)和C(k+1)的两个周向线圈上，从而与轴向最外周向线圈仅为层C(k)的周向线圈的情况相比减小了压力。由此增加轮胎的使用寿命。

有利地，每个层C(i)沿径向布置在层C(i-1)的外侧，当i的范围为2至P时，|L(i)-L(i-1)|＝1。这促进胎圈线的稳定性。

优选地，在与胎圈线的主轴线平行的径向截面中，胎圈线的半截面具有与胎圈线的主轴线垂直的径向对称平面。这样的径向对称平面使得相邻组合物体容易旋转，特别是在用于制造轮胎的方法的情况中，该方法包括将这些相邻组合物体围绕胎圈线转动的步骤。此外，这样的径向对称平面使得胎圈线在该平面的两侧均匀地机械运作。最后，胎圈线是去偏侧性的，这意味着它相对于径向对称平面没有两个不同的侧面(其在使用过程中需要特定的径向取向)。

还优选地，在与胎圈线的主轴线平行的径向截面中，胎圈线的半截面具有与胎圈线的主轴线平行的周向对称平面。与径向对称平面相似，周向对称平面使得相邻组合物体容易旋转，并且还使得胎圈线在该平面的两侧均匀地机械运作。

在可以促进层的材料与轮胎的相邻组合物(其通常基于弹性体(优选二稀弹性体)和交联体系)之间共交联的实施方案中，层的材料基于可交联弹性体组合物。

术语“可交联弹性体组合物”意指该组合物包含至少一种弹性体(优选二烯弹性体)、交联体系和填料。使用的组合物是用于金属丝状增强元件的表面涂层的常规组合物并且包含二烯弹性体(例如天然橡胶)、增强填料(例如炭黑和/或二氧化硅)、交联体系(例如硫化体系(优选包含硫)或分子交联体系(优选包含过氧化物))。

表述“基于”应理解为意指层的材料包含所用的各种组分的配混物和/或原位反应产物，这些组分中的一些能够和/或旨在在制造可交联弹性体组合物的各个阶段的过程中至少部分地彼此进行反应；因此，可交联弹性体组合物能够处于部分交联状态或处于非交联状态。

在可以容易地保持周向线圈彼此接触的有利实施方案中，胎圈线包括覆盖径向外周向线圈和轴向外周向线圈的护层。

覆盖护层优选基于可交联弹性体组合物，即一种包含至少一种弹性体(优选二烯弹性体)、交联体系和填料的组合物。这使得可以促进覆盖护层与轮胎的相邻组合物(其通常基于弹性体(优选二烯弹性体)和交联体系)之间的共交联。

类似于聚合物材料，表述“基于”应理解为意指覆盖护层包含所用的各种组分的配混物和/或原位反应产物，这些组分中的一些能够和/或旨在在制造可交联弹性体组合物的各个阶段的过程中至少部分地彼此进行反应；因此，可交联弹性体组合物能够处于部分交联状态或处于非交联状态。

在优选的实施方案中，覆盖护层为条带的形式，其围绕胎圈线的径向外周向线圈和轴向外周向线圈螺旋缠绕。

术语“径向外周向线圈”意指这样的周向线圈，其不包括与其径向侧面中的至少一个相邻的周向线圈。术语“轴向外周向线圈”意指这样的周向线圈，其不包括与其轴向侧面中的至少一个相邻的周向线圈。

本发明的另一个主题为通过一种包括以下步骤的方法获得的轮胎：

-组装轮胎的生坯形式的步骤，其包括将如上限定的胎圈线嵌入于可交联弹性体组合物中的步骤，

-加热轮胎的生坯形式以使其中嵌入有胎圈线的可交联弹性体组合物交联的步骤。

如本领域技术人员所知，术语“生坯形式”意指包含处于非交联状态的可交联弹性体组合物的各种产品的组件。轮胎的生坯形式与最终轮胎不同，最终轮胎就其本身而言所包括的组件为包含处于交联状态的弹性体组合物的各种产品的组件。

在加热步骤结束时，胎圈线嵌入于弹性体基质中。术语“弹性体基质”意指表现出弹性特性的基质。弹性体基质由可交联弹性体组合物的交联产生并且为此基于可交联弹性体组合物。

本发明的轮胎可旨在用于乘用机动车辆(特别地包括4x4车辆和SUV(运动型多用途车辆))，也可用于两轮车辆如摩托车，或用于选自施工场地车辆、卡车和农用车辆的重型车辆。非常优选地，本发明的轮胎旨在用于选自施工场地车辆、卡车和农用车辆的重型车辆。

有利地，轮胎包括含有胎面和胎冠增强件的胎冠、两个胎侧、两个胎圈，每个胎侧将每个胎圈连接至胎冠，胎冠增强件在胎冠中沿轮胎的周向方向延伸，轮胎包括锚固在每个胎圈中并在胎侧和胎冠中延伸的胎体增强件，胎冠增强件沿径向插入在胎体增强件和胎面之间，每个胎圈包括如上所述的胎圈线。

本发明的另一个主题为一种用于制造轮胎的胎圈线的方法，所述胎圈线围绕胎圈线的主轴线呈现出旋转对称性，所述方法包括：

-将直径为d的金属单丝涂覆有密度小于金属单丝密度的材料的层的步骤，使得在与涂覆有该层的金属单丝的主轴线垂直的截面中，涂覆有该层的金属单丝内接于直径为D的圆，

-组装胎圈线的步骤，其中将涂覆有层的金属单丝缠绕以形成涂覆有层的金属单丝围绕胎圈线的主轴线的N>1个周向线圈，每个周向线圈包括金属单丝的一部分和涂覆于金属单丝的该部分的层，N个周向线圈布置在P>1个径向叠置的层C(i)中，i的范围为1至P，每个层C(i)包括L(i)>1个轴向并置的周向线圈，将涂覆步骤进行为使得比值D/d大于或等于1.15，所述胎圈线具有：

-平均直径Dm，其以mm表示并且限定为在与胎圈线的主轴线平行的径向截面中沿径向分隔外接于胎圈线在径向截面中的每个半截面的圆的圆心的距离，

-质量M，其以g表示，

-在与胎圈线的主轴线平行的径向截面中，每个周向线圈具有面积为S且以mm²表示的截面，

其中，1000x M/(N x S xπx Dm)小于或等于2.10，优选小于或等于2.00，更优选小于或等于1.75。

附图说明

通过阅读以下纯粹以非限制性示例的方式并参考附图给出的描述将更好地理解本发明，其中：

-图1为根据本发明的轮胎在与轮胎的旋转轴线平行的径向截面中的视图，该轮胎包括根据本发明的第一实施方案的胎圈线；

-图2为图1中胎圈线的两个半截面在与图1中胎圈线的主轴线平行的径向截面中的视图；

-图3为在与图1中胎圈线的主轴线平行的径向截面中，根据第一实施方案的胎圈线在结合至图1中的轮胎之前的半截面的视图；

-图4为图3的详细视图，其示出了经涂覆的金属单丝的周向线圈；

-图5示出现有技术的胎圈线的质量随其截面的变化而变化的图；

-图6示出包括经涂覆的金属单丝的周向线圈的胎圈线的质量和截面随着比值D/d的变化而变化的图；

-图7为与图3相似的根据本发明的第二实施方案的胎圈线在结合至轮胎之前的视图。

具体实施方式

图1至图7示出了分别对应于轮胎的通常轴向方向(X)、径向方向(Y)和周向方向(Z)的参考系X、Y、Z，该轮胎围绕轮胎的旋转主轴线P呈现出旋转对称性。这些方向对于根据本发明的胎圈线而言是类似的，其也表现出胎圈线的相同轴向方向(X)、径向方向(Y)和周向方向(Z)，所述胎圈线围绕胎圈线的主轴线A呈现出旋转对称性，轴线A基本上平行于轴向方向X。

图1示意性地示出用整体附图标记10表示的根据本发明的轮胎的径向截面图。在此情况下，轮胎10旨在用于选自施工场地车辆、卡车和农用车辆的重型车辆。在该特别情况下，轮胎10旨在用于施工场地车辆。

参考图1，轮胎10包括含有胎面14和胎冠增强件16的胎冠12、两个胎侧18、两个胎圈20，每个胎侧18将每个胎圈20连接至胎冠12。胎冠增强件16在胎冠12中沿轮胎10的周向方向Z延伸。轮胎10包括锚固在每个胎圈20中并在胎侧18和胎冠12中延伸的胎体增强件22，胎冠增强件16沿径向插入在胎体增强件22和胎面14之间。胎体增强件24包括至少一个胎体帘布层26。每个胎圈20包括胎圈线28，胎体增强件24和在此情况下的胎体帘布层26至少部分地围绕胎圈线28缠绕。

参考图2、图3和图4，胎圈线28包括经涂覆的金属单丝32围绕胎圈线28的主轴线A的N>1个周向线圈30。N的范围为100至1000，在该第一实施方案中，N的范围为400至900，优选为600至850，在此情况下N＝750。N个周向线圈30布置在P>1个沿径向彼此叠置的层C(i)中。P的范围为10至40，在该第一实施方案中，P的范围为25至40，优选为25至35，在此情况下P＝31。对于范围为1至31的每个i值，每个层C(i)包括经涂覆的金属单丝32的沿轴向彼此并置的L(i)>1个周向线圈30。每个层C(i)沿径向布置在层C(i-1)的外侧并且沿径向布置在层C(i+1)的内侧。

在与胎圈线28(其中胎圈线示于图3中)的主轴线A平行的径向截面XY中，胎圈线28具有大致六边形的半截面。示于图3的胎圈线28的半截面由径向内侧的径向面F1和径向外侧的径向面F2界定，面F2基本上平行于面F1。胎圈线28的半截面还由第一和第二径向外侧的轴向面F3、F4以及第一和第二径向内侧的轴向面F5、F6界定。胎圈线28包括总共92个轴向外周向线圈和/或径向外周向线圈，这些轴向外周向线圈和/或径向外周向线圈中的90个界定了面F1至面F6，这些周向线圈中的2个属于层C(16)而不属于面F1至面F6中的任何一个。因此，98％的轴向外周向线圈和/或径向外周向线圈界定面F1至面F6。

如图3所示，在与胎圈线28的主轴线A平行的径向截面XY中，胎圈线28的半截面具有垂直于胎圈线的主轴线A并且平行于周向平面YZ的径向对称平面R。胎圈线28的半截面还具有平行于胎圈线28的主轴线A并且垂直于径向方向Y的周向对称平面C。胎圈线28还包括护层40，该护层40覆盖界定面F1至面F6的径向外周向线圈和轴向外周向线圈。例如，如申请WO2016/116471中所描述的，该护层40基于在10％伸长时具有相对高的弹性割线拉伸模量的可交联弹性体组合物。

层C(1)是相对于胎圈线28的轴线A而言的径向最内层，层C(31)是相对于胎圈线28的轴线A而言的径向最外层。在胎圈线28内，层C(k)(k∈]1,P[，在此情况下k＝16)沿径向布置在层C(1)和层C(31)之间，使得一方面，当i的范围为2至15时，L(i-1)<L(i)，而另一方面，L(16)<L(15)、L(16)<L(17)并且L(15)＝L(17)，最后，当i的范围为17至30时，L(i)>L(i+1)。将注意到，当i的范围为2至31时，|L(i)-L(i-1)|＝1。更具体地，C(1)＝17、C(2)＝18、C(3)＝19、C(4)＝20、C(5)＝21、C(6)＝22、C(7)＝23、C(8)＝24、C(9)＝25、C(10)＝26、C(11)＝27、C(12)＝28、C(13)＝29、C(14)＝30、C(15)＝31、C(16)＝30、C(17)＝31、C(18)＝30、C(19)＝29、C(20)＝28、C(21)＝27、C(22)＝26、C(23)＝25、C(24)＝24、C(25)＝23、C(26)＝22、C(27)＝21、C(28)＝20、C(29)＝19、C(30)＝18、C(31)＝17。

每个周向线圈30包括金属单丝34的周向的一部分和涂覆于金属单丝34的该部分的材料的层36。层36的聚合物材料的密度低于金属单丝34的密度。在此情况下，制成层的材料的密度小于或等于3，优选小于或等于2，更优选小于或等于1.5，在此情况下基本上等于1.2。制成层36的材料为基于可交联弹性体组合物的聚合物材料，在此情况下与护层40的可交联弹性体组合物相同。

在轮胎10内，由于层36的聚合物材料和护层40的可交联组合物在下文描述的制造轮胎10的方法期间发生蠕变，因此层36和护层40的几何特征是可变的。具体地，轮胎10通过包括组装轮胎10的生坯形式的步骤的制造方法获得，所述步骤包括将胎圈线嵌入于至少一种可交联弹性体组合物中的步骤。在该特定的情况中，嵌入步骤是对生坯形式加压的步骤，引起周向线圈30之间的层36的聚合物材料和护层40的可交联弹性体组合物沿径向和轴向朝向界定面F1至面F6的径向外周向线圈30和轴向外周向线圈30发生蠕变，从而将胎圈线嵌入于护层40的可交联弹性体组合物中。

接下来，该方法包括加热生坯形式以使其中嵌入有胎圈线28的可交联弹性体组合物交联的步骤。该加热步骤引起周向线圈30之间的层36的聚合物材料和护层40的可交联弹性体组合物沿径向和轴向朝向界定面F1至面F6的径向外周向线圈30和轴向外周向线圈30并在这些外周向线圈30之间发生额外的蠕变。

参考图4，在上述制造轮胎的方法之前，即在层36的聚合物材料和护层40的可交联弹性体组合物发生任何蠕变之前，每个周向线圈30包括金属单丝34的周向的一部分和涂覆于金属单丝34的该部分的聚合物材料的层36。在与胎圈线28的主轴线A平行的径向截面XY中，每个周向线圈30的金属单丝34部分具有直径d并且每个周向线圈30内接于直径为D的圆。在该特定的情况中，聚合物材料的层36形成具有大致管状截面且厚度等于(D-d)/2的护层38。

每个周向线圈30的金属单丝34部分的直径d严格小于3.00mm，优选范围为1.25mm至2.90mm，更优选为1.60mm至2.50mm，甚至更优选为1.80mm至2.40mm，在此情况下基本上等于2.00mm。在此情况下，金属单丝的机械强度等于2070MPa。

护层38的直径D严格小于3.35mm，优选范围为1.75mm至3.30mm，更优选范围为2.30mm至3.30mm，甚至更优选范围为2.50mm至3.30mm。在该第一实施方案中，D的范围为2.80mm至3.30mm，在此情况下基本上等于3.20mm。

具有大致管状截面的护层38的厚度(D-d)/2大于或等于0.18mm，优选范围为0.18mm至1.00mm，更优选范围为0.25mm至0.80mm。在该第一实施方案中，厚度(D-d)/2的范围为0.40mm至0.80mm，优选为0.50mm至0.70mm，在此情况下基本上等于0.60mm。

在此情况下，胎圈线28的质量M等于123300g。在此情况下，与金属单丝34的质量相等的金属质量Ma等于99500g。以g表示的质量M和Ma满足Ma/M大于或等于0.50，优选大于或等于0.75且小于或等于0.95，优选小于或等于0.92，更优选小于或等于0.90。在该第一实施方案中，Ma/M小于或等于0.85，在此情况下等于0.81。

在与胎圈线28的主轴线A平行的径向截面XY中，每个周向线圈30具有面积Sa＝πx(d/2)²(在此情况下等于3.14mm²)的金属单丝截面。在该相同平面XY中，每个周向线圈30具有面积S＝πx(D/2)²(在此情况下等于8.04mm²)的截面。以mm²表示的面积Sa和S满足比值Sa/S大于或等于0.30，优选大于或等于0.35且小于或等于0.75，优选小于或等于0.65，更优选小于或等于0.60。在该第一实施方案中，Sa/S小于或等于0.50，优选小于或等于0.45，在此情况下等于0.39。

如图2所示，胎圈线28具有平均直径Dm、内径Dint和外径Dext。

平均直径Dm定义为在与胎圈线28的主轴线A平行的径向截面XY中沿径向分隔圆U1、U2的圆心的径向距离，所述圆U1、U2外接于胎圈线28在径向截面XY中的各个半截面。在此情况下，Dm＝5208.6mm。比值1000x M/(N x S xπx Dm)大于或等于1.00，优选大于或等于1.15且小于或等于2.10，优选小于或等于2.00，更优选小于或等于1.75。在该第一实施方案中，1000x M/(N x S xπx Dm)小于或等于1.50，优选小于或等于1.35，在此情况下等于1.25。

内径Dint定义为沿径向分隔胎圈线的径向最内周向线圈的距离。换言之，Dint＝Dm-Ha(其中Ha是胎圈线28的每个半截面的径向高度)定义为沿径向分隔径向最内周向线圈与径向最外周向线圈的距离。

外径Dext定义为沿径向分隔胎圈线的径向最内周向线圈的距离。换言之，Dext＝Dm+Ha。

在此情况下，胎圈线28的半截面在轴向方向X上的宽度La等于99.2mm。在此情况下，该半截面在径向方向Y上的高度Ha等于79.6mm。

根据本发明，比值D/d大于或等于1.15且小于或等于2。优选地，D/d的范围为1.30至1.80，在此情况下等于1.6。

图5示出了质量随现有技术的胎圈线的总截面变化的变化(以基数100计)，其中D/d＝1.11。总截面定义为半截面的轴向宽度La乘以该半截面的径向高度Ha的乘积。将注意到，质量的增加与截面的增加呈线性关系。因此，为了使胎圈线具有两倍大的截面(截面等于200)，胎圈线的质量将加倍(质量等于200)。

凭借本发明，如在图6中可见，现在可以获得这样的胎圈线，其借助于比值D/d基本上等于1.6，通过使质量仅增加约30％而可具有两倍大的截面。更一般地，该图6表明，胎圈线截面的增加并不一定导致质量相同幅度的增加，比值D/d越高越是如此。

现在将描述根据本发明的用于制造上述胎圈线的方法。

该方法包括将金属单丝34涂覆有层36的步骤，使得在与涂覆有层36的金属单丝34的主轴线垂直的截面中，涂覆有层36的金属单丝34内接于直径D等于护层38的直径的圆。在该特定情况下，层36的聚合物材料围绕金属单丝34挤出。

接下来，该方法包括组装胎圈线28的步骤，其中将涂覆有层36的金属单丝34缠绕以形成涂覆有层36的金属单丝34围绕胎圈线28的主轴线A的N个周向线圈。根据本发明，确保将涂覆步骤进行为使得比值D/d大于或等于1.15。

最后，该方法包括将基于护层40的可交联弹性体组合物的条带围绕胎圈线28的径向外周向线圈和轴向外周向线圈螺旋缠绕以形成护层40的步骤。

现在将参考图7描述根据第二实施方案的胎圈线28'。与第一实施方案相似的元件以相同的附图标记表示。

不同于第一实施方案，根据第二实施方案的胎圈线28'满足：

-N的范围优选为100至200，更优选为100至150，在此情况下N＝125，

-P的范围优选为10至25，更优选为10至20，在此情况下P＝13，

-C(1)＝7、C(2)＝8、C(3)＝9、C(4)＝10、C(5)＝11、C(6)＝12、C(7)＝11、C(8)＝12、C(9)＝11、C(10)＝10、C(11)＝9、C(12)＝8、C(13)＝7,

-D的范围优选为2.50mm至2.90mm，在此情况下D＝2.70mm，

-厚度(D-d)/2的范围优选为0.25mm至0.65mm，非常优选为0.25mm至0.45mm，在此情况下等于0.35mm，

-比值Ma/M优选小于或等于0.90，在此情况下等于0.89，M＝7410g并且Ma＝6580g，

-比值Sa/S优选小于或等于0.60，在此情况下等于0.55，S＝5.72m²并且Sa＝3.14mm²，

-Dm＝2076.40mm，S＝5.72mm²，比值1000x M/(N x S xπx Dm)优选小于或等于1.70，在此情况下等于1.59。

胎圈线28和28'的特征整理于下表1中，现有技术的分别对应的胎圈线EDT1、EDT2的特征也整理于下表1中。

表1

在比较胎圈线EDT1和胎圈线28时，会注意到，虽然胎圈线的总截面增加了68％，但由于使用满足D/d大于或等于1.15(在此情况下等于1.60)的层，使得质量保持基本上恒定(增加限制为3％)。

在比较胎圈线EDT2和胎圈线28'时，会注意到，虽然保持大致相同的总截面(减少3％)，但再次由于使用满足D/d大于或等于1.15(在此情况下等于1.35)的层，使得质量减少了24％。

Claims (15)

1.用于轮胎(10)的胎圈线(28、28')，所述胎圈线围绕胎圈线的主轴线(A)呈现出旋转对称性并且包括围绕胎圈线(28、28')的主轴线(A)的N>1个周向线圈(30)，N个周向线圈(30)布置在P>1个径向叠置的层C(i)中，i的范围为1至P，每个层C(i)包括L(i)>1个轴向并置的周向线圈(30)，每个周向线圈(30)包括直径为d的金属单丝(34)的一部分和密度小于金属单丝(34)密度的材料的层(36)，层(36)涂覆于金属单丝(34)的该部分，使得每个周向线圈(30)在与胎圈线的主轴线(A)平行的径向截面(XY)中内接于使比值D/d大于或等于1.15的直径为D的圆，其特征在于，比值D/d大于或等于1.15，所述胎圈线具有：

-平均直径Dm，其以mm表示并且定义为在与胎圈线的主轴线(A)平行的径向截面(XY)中沿径向分隔外接于胎圈线在径向截面(XY)中的每个半截面的圆(U1、U2)的圆心的距离，

-质量M，其以g表示，

-在与胎圈线的主轴线(A)平行的径向截面(XY)中，每个周向线圈(30)具有面积为S且以mm²表示的截面，

其中，1000 x M/(N x S xπx Dm)小于或等于2.10。

2.根据前一权利要求所述的胎圈线(28、28')，其中，1000 x M/(N x S xπx Dm)小于或等于2.00，优选小于或等于1.75。

3.根据前述权利要求中任一项所述的胎圈线(28、28')，其中，所述层(36)的材料的密度小于或等于3，优选小于或等于2，更优选小于或等于1.5。

4.根据前述权利要求中任一项所述的胎圈线(28、28')，其中，比值D/d小于或等于2，优选范围为1.30至1.80。

5.根据前述权利要求中任一项所述的胎圈线(28、28')，其中，所述层(36)形成具有大致管状截面且厚度等于(D-d)/2的护层(38)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的胎圈线(28、28')，其具有以g表示的质量M和以g表示的与金属单丝(34)的质量相等的金属质量Ma，使得Ma/M小于或等于0.95，优选小于或等于0.92，更优选小于或等于0.90。

7.根据前述权利要求中任一项所述的胎圈线(28、28')，其中，在与所述胎圈线的主轴线(A)平行的径向截面(XY)中，每个周向线圈(30)具有面积为Sa且以mm²表示的金属单丝(34)截面，并且每个周向线圈(30)具有面积为S且以mm²表示的截面，比值Sa/S小于或等于0.75，优选小于或等于0.65，更优选小于或等于0.60。

8.根据前述权利要求中任一项所述的胎圈线(28、28')，其中，N的范围为100至1000。

9.根据前述权利要求中任一项所述的胎圈线(28、28')，其中，P的范围为10至40。

10.根据前述权利要求中任一项所述的胎圈线(28、28')，在与所述胎圈线的主轴线(A)平行的径向截面(XY)中，所述胎圈线(28、28')具有大致六边形的半截面。

11.根据前述权利要求中任一项所述的胎圈线(28、28')，其中，层C(1)是相对于所述胎圈线的主轴线(A)而言的径向最内层，层C(P)是相对于所述胎圈线的主轴线(A)而言的径向最外层，在层C(1)和层C(P)之间沿径向布置有层C(k)，其中k∈]1、P[，使得：

-当i的范围为2至k-1时，L(i-1)<L(i)，

-L(k)<L(k-1)，L(k)<L(k+1)，并且L(k-1)＝L(k+1)，

-当i的范围为k+1至P-1时,L(i)>L(i+1)，

每个层C(i)沿径向布置在层C(i-1)的外侧。

12.根据前述权利要求中任一项所述的胎圈线(28、28')，其中，每个层C(i)沿径向布置在层C(i-1)的外侧，当i的范围为2至P时，|L(i)-L(i-1)|＝1。

13.根据前述权利要求中任一项所述的胎圈线(28、28')，其中，所述层(36)的材料基于可交联弹性体组合物。

14.轮胎(10)，其特征在于，所述轮胎(10)通过包括以下步骤的方法获得：

-组装轮胎的生坯形式的步骤，其包括将根据前述权利要求中任一项所述的胎圈线(28、28')嵌入于可交联弹性体组合物中的步骤，

-加热轮胎的生坯形式以使其中嵌入有胎圈线(28、28')的可交联弹性体组合物交联的步骤。

15.用于制造轮胎的胎圈线(28、28')的方法，所述胎圈线(28、28')围绕胎圈线的主轴线(A)呈现出旋转对称性，所述方法包括：

-将直径为d的金属单丝(34)涂覆有密度小于金属单丝(34)密度的材料的层(36)的步骤，使得在与涂覆有层(36)的金属单丝(34)的主轴线垂直的截面(XY)中，涂覆有层(36)的金属单丝(34)内接于直径为D的圆，

-组装胎圈线的步骤，其中将涂覆有层(36)的金属单丝(34)缠绕以形成涂覆有层(36)的金属单丝(34)围绕胎圈线的主轴线(A)的N>1个周向线圈(30)，每个周向线圈(30)包括金属单丝(34)的一部分和涂覆金属单丝(34)的该部分的层(36)，N个周向线圈(30)布置在P>1个径向叠置的层C(i)中，i的范围为1至P，每个层C(i)包括L(i)>1个轴向并置的周向线圈(30)，其特征在于，将涂覆步骤进行为使得比值D/d大于或等于1.15并且使得所述胎圈线具有：

-平均直径Dm，其以mm表示并且定义为在与胎圈线的主轴线(A)平行的径向截面(XY)中沿径向分隔外接于胎圈线在径向截面(XY)中的每个半截面的圆(U1、U2)的圆心的距离，

-质量M，其以g表示，

-在与胎圈线的主轴线(A)平行的径向截面(XY)中，每个周向线圈(30)具有面积为S且以mm²表示的截面，

其中，1000 x M/(N x S xπx Dm)小于或等于2.10。

Images