CN1159169C - 子午线轮胎的加强胎圈 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种轮胎，该轮胎包括至少一个径向胎体加强件(1)，该径向胎体加强件(1)由至少一层不可伸展的加强元件的帘布层构成，并在每一胎圈B中锚定到胎圈钢丝(2)上以形成翻转部分(10)，翻转部分的端部位于距胎圈基部一个径向距离HRNC处，从子午截面上看，所述第一加强层的径向外端位于距胎圈基部D一个距离HLE处，距离HLE在距离HRNC的80%与120%之间；同时，不围绕所述锚定胎圈钢丝(2)缠绕的第二加强层(6)所具有的径向内端位于平行于旋转轴线并通过胎圈钢丝(2)的截面重心的直线与胎圈的基部D之间，而径向外端位于距离所述基部一个距离HR处，距离HR在HRNC的60%与75%之间。

Description

子午线轮胎的加强胎圈
技术领域
本发明涉及具有径向胎体加强件的轮胎，更具体地是，涉及“重型车辆”的轮胎，这种轮胎用于装配在诸如卡车、公路拖拉机、公共汽车、拖车等车辆上，并在其中对胎圈采用了新型加强结构，以延长所述胎圈的寿命。
背景技术
通常，所讨论类型的轮胎包括胎体加强件，胎体加强件由至少一层金属缆索的帘布层构成，帘布层在每一胎圈中锚定到至少一根胎圈钢丝上，形成一个翻转部分。胎体加强件沿径向被胎冠加强件在顶上加以覆盖，胎冠加强件至少由两层金属缆索的帘布层构成，一层帘布层和另一帘布层的金属缆索是相互交叉的，并与周向形成10°与45°之间的角度。胎体加强件的翻转部分通常至少由一层金属缆索的帘布层加以加强，金属缆索相对周向成小角度地定向。
在存在单层胎圈加强帘布层的情况下，后者可沿着胎体加强件的翻转部分设置，使其径向上端位于胎体加强件的翻转部分的径向上端之上或之上。至于这一层帘布层的径向下端，在具有的胎圈用于安装在成15°±2°倾斜的轮辋座上的轮胎的情况下，它通常或位于平行于旋转轴线并近似通过胎体加强件的锚定胎圈钢丝的子午截面重心的一条直线上；在具有的胎圈用于安装在成5°±1°倾斜的轮辋座上的轮胎的情况下，它或位于平行于旋转轴线并通过锚定胎圈钢丝的子午截面重心与胎体加强件最大轴向宽度点之间的一个点的一条直线上。在第二种情况，胎圈加强帘布层接着围绕胎圈钢丝缠绕，从而具有轴向外带束和轴向内带束，轴向内带束的径向上端通常位于轴向外带束的径向上端之下。
此外，由于所获的成就以及由于某些类型的行驶就胎面磨损而言不利条件减少这一事实，“重型车辆”轮胎的寿命已变成还必须延长胎圈的寿命，更具体地是要延长经受长时间行驶的轮胎胎圈的寿命，这样的行驶由于安装轮辋所达到的温度，通常引起胎圈达到高温。
已描述了众多解决方案以提高轮胎胎圈的寿命，不管这些轮胎是用于安装在15°-座的轮辋上，还是安装在平轮辋或5°-座的轮辋上：例如，已提出采用若干层加强元件的帘布层来替代金属加强帘布层，加强元件可例如是织物元件，一层帘布层与相邻帘布层的加强件是交叉的，并且所述帘布层在轴向或位于翻转部分的同一侧，或位于所述翻转部分的两侧，或可替代的是，可部分地沿着翻转部分，部分地沿着胎体加强件。
胎圈寿命还可通过沿着胎体加强件布置两层加强帘布层得以改进，而所述加强件的翻转部分则不予加强。
由阅读法国专利申请FR2，730，190得知，所述改进还可通过在胎圈中存在至少一层由周向金属元件形成的加强帘布层而实现，该帘布层围绕胎圈钢丝缠绕在胎体加强件缠绕部分的外侧，以使轴向外带束和轴向内带束的相应径向上端径向地位于一条直线之上，该直线平行旋转轴线并通过胎圈钢丝距离所述旋转轴线最远的点。这样，由径向帘线或缆索形成的胎体加强件在其与胎圈钢丝的接触表面的水平上，正如所知，就由基本为周向的元件构成，周向元件通常是金属的，形式为缠绕的帘线、缆索、束或带，并插入在基本为周向定向的所述元件与金属元件的辅助帘布层之间，这些金属元件也是周向的。此结构从而可承受胎体加强件所受到的拉伸应力，从而使胎体加强件翻转部分的端部的所有变形降至最低，而与行驶条件无关。
具有周向加强元件的胎圈加强帘布层的解决方案看来对于具有用于安装在所谓平轮辋或座成5°倾斜的轮辋的胎圈的轮胎并非是技术上和工业上最佳解决方案，因为重要因素看来并非是存在周向元件。
此外，为了减轻安装在座成0°或5°±1°倾斜的轮辋上的重型车辆轮胎的重量，曾进行了众多尝试以省去胎圈的加强帘布层的轴向内带束，并对使用的两类轮辋具有胎体加强件和加强帘布层基本相同的结构。
虽然所述已知解决方案，其目的是避免胎体加强件的翻转部分的缆索的非径向化(deradialisation)，并使所述翻转部分的端部和加强帘布层的径向上端分别遭受的径向和周向变形降至最小，已经延长了胎圈加强件的寿命，但在另一方面，安装在具有0°座或5°±1°座的轮辋上的轮胎的性能由于橡胶外层中裂纹的出现和扩展而下降，该橡胶外层覆盖着胎圈并形成与轮辋的连接。
为了提高具有由单一钢质元件帘布层构成的胎体加强件的轮胎的耐用性，法国专利2435359公开了在胎圈中布置抗拉伸元件构成的加强层，抗拉伸元件相对于轮胎周向方向倾斜；以及由径向织物元件构成的加强层。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺陷。
为延长一种轮胎的寿命，此种轮胎需要承受重的负载并具有用于安装在平轮辋座或成5°倾斜的轮辋座上的胎圈B，该轮胎包括至少一个径向胎体加强件，该径向胎体加强件由至少一层不可伸展的加强元件的帘布层构成，并在每一胎圈B中锚定到胎圈钢丝上以形成翻转部分，翻转部分的端部位于距胎圈基部一个径向距离HRNC处，每一胎圈B由至少两层辅助加强层所加强，至少一个第一加强层不围绕胎体加强件的锚定胎圈钢丝缠绕、由至少一层由径向加强元件形成的帘布层构成、并位于第二加强层的轴向外侧，以及至少一个第二加强层由至少一层由不可伸展元件形成的帘布层构成，且不可伸展元件与周向方向形成角α并使得0°≤α≤45°，所述第一加强层的径向内端位于两条直线D和D’之间，这两条直线D和D’平行于旋转轴线并分别通过锚定胎圈钢丝上分别距离旋转轴线最远和最近的点，其特征在于，从子午截面上看，所述第一加强层的径向外端位于距胎圈基部D一个距离HLE处，距离HLE在距离HRNC的80％与120％之间；同时，不围绕所述锚定胎圈钢丝缠绕的第二加强层所具有的径向内端位于平行于旋转轴线并通过胎圈钢丝的截面重心的直线与胎圈的基部D之间，而径向外端位于距离所述基部一个距离HR处，距离HR在HRNC的60％与75％之间。
加强元件被认为是径向的，如果它们与轮胎周向方向形成的角度位于80°-100°的范围内。
同样，根据本发明的精神，可由一层或多层帘布层构成的胎圈加强层的“径向上端”应理解为加强帘布层离旋转轴线最远的端部，加强帘布层可能具有的上端包含在径向距离最大为20mm的范围内。同样，胎圈加强层的径向下端是帘布层离旋转轴线最近的下端。
径向加强元件的第一加强层最好由脂族聚酰胺织物缆索的单层帘布层构成，织物缆索由以每分钟至少250/250搓的两股绞合帘线形成。它最好通过橡胶混合物的成型元件与第二加强层相隔开，橡胶混合物成型元件的厚度至少为2mm。
第二辅助胎圈加强层可由至少一层周向金属加强元件的帘布层构成；在这种情况下，为有助于生产和降低其生产成本，对所述帘布层段或金属缆索段组件最好选择加强元件的周向长度小于胎圈钢丝的中心轴线的周向长度。如本身已知，它也可由单层的金属缆索的帘布层构成，金属缆索在帘布层中相互平行并与周向方向形成在5°与30°之间的小角度。在所有情况下，它最好通过橡胶混合的成型元件与胎体加强件翻转部分相隔开，成型元件的厚度最大为3mm。
附图说明
参考结合附图的下述说明将能更好地理解本发明的特点，附图以非限定的形式展示了实施例的示例。
其中仅有的图1是本发明提出的胎圈方案的示意图。
具体实施方式
示于图1的胎圈B是10.00.R.20 X轮胎的胎圈，它用于安装在包括成5°倾斜的轮辋座的轮辋上。所述胎圈通过胎圈钢丝2所加强。围绕所述胎圈钢丝2锚定着胎体加强件1，它由单层的金属缆索帘布层构成。锚定是通过围绕包住胎圈钢丝2的橡胶混合物层20的翻转部分10而实现的，所述翻转部分10的径向上端与胎圈基部之间的径向距离为HRNC，所述基部按惯例由平行于旋转轴线并通过胎圈钢丝2最靠近所述旋转轴线的点的直线D表示，在所讨论的尺寸为10.00.R.20的轮胎的实例中，径向距离HRNC等于轮胎在其轮辋上的高度H的0.25倍，后者是轮胎在径向距旋转轴线最远的点与用于测量安装轮辋名义直径的直线之间的径向距离，并等于270mm。在胎体加强件1与其翻转部分10之间且在胎圈钢丝2径向上方布置着通常为高邵尔A级硬度的橡胶混合物的第一胎圈充填物3，所述第一充填物3在径向由橡胶混合物的第二充填物4加以延伸，第二充填物4的橡胶混合物具有低于前述高邵尔A级硬度的较低邵尔A级硬度，而且所述充填物4的径向上端大体上位于轮胎的最大轴向宽度位置。
在帘布层1的翻转部分10的轴向外侧布置着第二胎圈加强层，在所描述的实例中，它由单层帘布层6构成，并且不围绕胎圈钢丝2向上翻转。所述帘布层6的径向上端相对胎圈基部位于高度HR等于50mm处，距离HR等于距离HRNC的66％，其径向内端实际上位于平行于旋转轴线并限定胎圈基部的直线上。所述第二加强层帘布层6由金属缆索构成，金属缆索与周向成22°定向。帘布层6的径向上半部通过橡胶混合物的成型元件5与胎体加强件1的翻转部分10相隔开，成型元件5的橡胶混合物所具有的邵尔A级硬度基本等于构成充填物4的混合物的同名硬度，而其厚度e0等于3mm，该厚度e0是垂直于翻转部分10并在帘布层6的径向上端的位置处测量的。胎体加强件1的翻转部分10和胎圈加强帘布层6相应的两个径向外端在轴向外侧被第四成型元件或充填物7所覆盖，第四成型元件或充填物7被称为“插补充填物”，并压在第二胎胎圈充填物4、成型元件5和部分翻转部分10上，其厚度e1等于2mm，该厚度e1是在第二胎圈加强层的径向外端的位置处测量的。
在插补充填物7的轴向外侧并沿着所述充填物布置着第一胎圈加强层，它由单层帘布层8构成，而此单层帘布层8则由以每分钟485/485捻的速度搓成的94/2(特)的脂族聚酰胺缆索构成。如已知的一样，这样的组成表示，每一绞合线或缆索由两股(多丝纤维)形成，每股在搓合之前的线性密度为94特，它们首先按给定方向以每分钟485捻被单独地搓合，其次接着以每分钟485捻的速度按相反方向被搓合在一起。帘布层8的所述缆索是径向的，并在所描述的示例中，精确地形成一个平均值为89°的角度。帘布层8的径向外端位于距离胎圈基部的径向距离HLE处，距离HLE等于80mm或等于胎体帘布层1的翻转部分的端部与所述基部之间距离HRNC的106％。至于所述帘布层8的径向内端，实际上它位于这样一条直线上，该直线平行于轮胎的旋转轴线、通过锚定胎圈钢丝2的横截面的重心并位于先前限定的直线D与直线D’之间，直线D’平行于旋转轴线并通过胎圈钢丝2离所述轴线最远的端点。
第一加强帘布层8使保护性模胶混合物9与轴向外胎圈的其余部分隔开，橡胶混合物9如本身已知地围绕着胎圈的主要部分，所述混合物9在轴向内侧由现有的内橡胶加强层12径向地向外延伸，而在轴向外侧，它由侧壁层11径向地向外延伸。
在胎体加强件的翻转部分10的轴向外侧共同存在着径向织物元件的第一加强层8和第二加强层6，该第一加强层8不围绕径向胎体加强件1的锚定胎圈钢丝2而缠绕，该第二加强层6使胎体加强件的径向缆索的非径向化达到最小，第一加强层8和第二加强层6的共同存在不仅可以大大降低形成胎圈的橡胶混合物上的应力，特别是在帘布层端部的橡胶混合物上的应力，而且还能大大地延迟在保护层9中裂纹的出现，因为，这样描述的轮胎在轮胎持久性行驶中已行驶了85,000km的里程数(两个结果的平均值)，而在相同行驶条件下，所有不存在径向织物缆索帘布层的轮胎平均只行驶了32,500km(约10只轮胎的平均值)。

Claims (5)

1、一种轮胎，它需要承受重的负载并具有用于安装在平轮辋座或成5°倾斜的轮辋座上的胎圈B，该轮胎包括至少一个径向胎体加强件(1)，该径向胎体加强件(1)由至少一层不可伸展的加强元件的帘布层构成，并在每一胎圈B中锚定到胎圈钢丝(2)上以形成翻转部分(10)，翻转部分的端部位于距胎圈基部一个径向距离HRNC处，每一胎圈B由至少两层辅助加强层所加强，至少一个第一加强层不围绕胎体加强件(1)的锚定胎圈钢丝(2)缠绕、由至少一层由径向加强元件形成的帘布层(8)构成、并位于第二加强层(6)的轴向外侧，以及至少一个第二加强层由至少一层由不可伸展元件形成的帘布层(6)构成，且不可伸展元件与周向方向形成角α并使得0°≤α≤45°，所述第一加强层(8)的径向内端位于两条直线D和D’之间，这两条直线D和D’平行于旋转轴线并分别通过锚定胎圈钢丝(2)上分别距离旋转轴线最远和最近的点，其特征在于，从子午截面上看，所述第一加强层的径向外端位于距胎圈基部D一个距离HLE处，距离HLE在距离HRNC的80％与120％之间；同时，不围绕所述锚定胎圈钢丝(2)缠绕的第二加强层(6)所具有的径向内端位于平行于旋转轴线并通过胎圈钢丝(2)的截面重心的直线与胎圈的基部D之间，而径向外端位于距离所述基部一个距离HR处，距离HR在HRNC的60％与75％之间。
2、如权利要求1的轮胎，其特征在于，径向加强元件的第一加强层由脂族聚酰胺织物缆索的单一帘布层(8)形成，织物缆索由以每分钟至少250/250捻的两股绞合帘线构成。
3、如权利要求1或2的轮胎，其特征在于，第一加强层(8)通过橡胶混合物的成型元件(7)沿轴向与所述第二加强层(6)相隔开，成型元件(2)的厚度e1全少为2mm。
4、如权利要求1的轮胎，其特征在于，第二辅助胎圈加强层由金属缆索的单层帘布层(6)构成，金属缆索在帘布层内相互平行并与周向方向形成5°与30°之间的小角度。
5、如权利要求1的轮胎，其特征在于，第二加强层(6)通过橡胶混合物的第二成型元件(5)与胎体加强件(1)的翻转部分(10)相隔开，成型元件(5)的厚度e0最大为3mm。
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