CN1291143A - 轮胎增强层 - Google Patents

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Abstract

一种成型比小于0.80的轮胎,包括一个金属径向胎体增强件和一个工作胎冠增强件(3),所述工作胎冠增强件(3)包括两个工作帘布衬层(31,32),每个层(31,32)都由不可延伸的金属增强元件形成,所述金属元件的朝向夹角是α和α’,两个工作层(31)和、(32)的轴向宽度分别是L31和L32,L31;的范围是0.65S0～0.80S0,L32是0.35S0～0.45S0,S0代表胎体增强件(1)之中线的最大轴向宽度,至少两个半层(33)由不可延伸的金属元件形成,相对于圆周方向,金属元件的夹角是β,β比α和α’中最小的值至少小2°,所述金属元件的朝向与最宽的连续工作层(31)中的金属元件的朝向相反,所述半层(33)位于子午线平面XX’的两侧,它的轴向宽度L33的范围为0.22S0～0.35S0,因此,半层(33)的轴向内边缘距子午线平面XX’的距离与窄的工作层(32)之轴向宽度的一半相比,至少小0.05S0。

Description

轮胎增强层
本发明涉及一种成型比最大为0．80的轮胎，更具体地说，本发明涉及一种在“重负载”或“土木建筑工程”条件下使用的轮胎。
这种通常用来支承重载的轮胎包括一个径向胎体帘布层和一个轮冠增强件，所述轮冠增强件至少包括两层由不可延伸的增强材料组成的工作帘布衬层，在两层中，增强材料彼此交叠，它们与圆周方向的夹角相等或不相等，但通常在10°～45°之间。
当此类轮胎的轴向宽度被增加，而同时不增加子午线和轮辋的尺寸时，也就是说，如果轮胎在轮辋上的高度被保持不变，在水平地面上的接触区域显著地改变形状，成型比H／S小于0．65，这忽视了轮冠增强层的用于抵抗施加在轮胎上的应力的用途。
轮胎轴向上的接触区域变宽，但是在纵向上的接触区域变短。所述纵向方向上的缩短引起在子午线区域上的反作用显著增加，达到这样的程度，当接触区域的前后边缘可能交汇时，所述区域被分成两个相对于轮胎胎面的纵向轴线对称的区域。
尽管宽的轮胎胎面和小成型比的轮胎具有优点，特别是对旅行车辆，但是对于重载车辆，当成型比小于0．80，由于在膨胀压力所形成的应力的作用下，在轴向方向上，径向胎体增强件／工作帘布衬层的径向变形不规则，而使轮胎的接触区域的不寻常的形状具有许多缺陷。
所述缺陷具有很多种类，涉及增强件的骨架的耐久性、轮胎胎面的阻力和轮胎对土壤的侵袭(磨损，退化，泄气、碰撞等)。
为了补救因接触区域在轴向上的缩短，而导致的胎冠增强件缺乏耐久性，法国专利FR2418185提议，在胎体增强件和工作帘布衬层的径向最内侧之间，在远离子午线平面的两个区域，设置两个限制块，每个限制块包括两个相叠加的层，每个层由不可延伸的金属线组成，不同层中的金属线的朝向彼此交错，相对于圆周方向，每层中金属线的角度相反，所述角度的绝对值是所述工作帘布衬层中的角度的一半，偏差为0°。虽然，由于增加了用于阻止工作帘布衬层之间分离的阻力，而增加了轮胎的耐久性，所述限制块的层并不经受所述的分离，相反，它导致微振磨损，带来风险，即当轮胎变平时，工作帘布衬层中的金属线可能经受压缩。
为了改善具有低H／S值的轮胎的磨损和它们对帘布衬层相分离的阻力，美国专利US4934429提出，可以使用金属线，所述金属线是可延伸的，相对于圆周方向，所述金属线的角度可以为0，所述金属线形成一个额外的骨架，所述骨架包括至少一个分成两部分的层，两部分分别位于子午线平面的两侧，所述金属线的延伸性被选择用做扩展模块的函数，所述扩展模块对应于增强层、层和帘布衬层。
相对于圆周方向，稍微倾斜的圆周增强件的额外骨架并不是最好的方案，所述最好的方案是指，获得胎冠增强件的刚度、与地面的接触压力和／或轮胎胎面与地面之间的滑移在轴向上的均匀性。
本发明提出一个不同的方案，以获得上述的均匀性，一个涉及工作胎冠增强件的结构和构造的方案
符合本发明的、成型比小于0．80的轮胎包括一个至少由一个层组成的径向胎体增强件，由不可延伸的金属增强元件形成所述层，在径向上，所述层被一个工作胎冠增强件所覆盖，所述工作胎冠增强件包括至少两个工作帘布衬层，每个工作帘布衬层都是轴向连续层，都由不可延伸的金属增强元件形成，在每层中，金属增强元件彼此平行，不同层中的金属元件彼此交错，相对于圆周方向，所述金属元件的夹角α和α′在10°～45°之间。所述轮胎的特征是，两个工作帘布衬层的轴向宽度的范围在0．65S0～0．45S0。S0代表胎体增强件之中线的最大轴向宽度，工作胎冠增强件至少还包括两个半层，所述半层由不可延伸的金属元件形成，相对于圆周方向，金属元件的夹角是β，与α和α′中最小者相比，β至少小2°，夹角β的朝向与最宽的连续工作层中的夹角α的朝向相反。所述半层位于子午线平面XX′的两侧，它的轴向宽度为0．22S0～0．35S0，因此，所述半层的轴向内边缘距子午线平面的距离与窄的工作层之轴向宽度的一半相比，至少小0．05S。
优选的是，在径向上，朝向角度为α和α′的两个轴向连续层接近胎体增强件，在径向上，宽度较窄的层最靠近胎体增强件的最外侧，窄层中的增强元件的朝向角度为-α′或指向左侧。
优选的是，在径向上，在上述增强件，也就是两个轴向连续层和两个第一半层的外侧，再设置两个半层，所述半层由不可延伸的金属增强元件形成，在每个半层中，金属增强元件彼此平行，并与两个第一半层中的金属元件彼此交错，相对于圆周方向，半层中的金属元件的角度为γ，第一半层位于上述半层之径向底部，在一方面，γ大于轴向连续层的角度α和α′中的最大者，在另一方面，γ大于第一半层的角度β，所大的角度至少为10°。
角度为γ的半层的轴向内边缘距子午线平面的距离与宽的工作层之轴向宽度的一半相比，至少小0．05S0。
角度为γ的半层的轴向外边缘可以位于角度为β的半层的轴向外边缘的外侧，但是，最好角度为γ的半层的轴向外距子午线平面的距离最大等于角度为β的半层的轴向外边缘距子午线平面的距离。
通过下文结合附图对本发明所推荐的实施例所进行的描述，本发明将变得更加清楚。
图1简略显示了符合本发明的胎冠增强件的子午线剖面；
图2简略显示了另一种符合本发明的胎冠增强件的子午线剖面；
轮胎P(图1)的成型比H／S为0．5，当轮胎被安装在轮辋上，并在所推荐的压力下膨胀时，H代表轮胎在轮辋上的高度，S代表最大的轴向宽度。
轮胎P包括一个由层(1)组成的径向胎体增强件，所述层(1)由不可延伸金属线的每一端连接在至少一个胎圈钢丝(图中未示)上而形成。在径向上，所述层(1)被一个工作胎冠增强件(3)和一个或多个保护层(未示出)所覆盖。在第一位置，所述工作增强件包括两个轴向连续的工作层(31)和(32)，它们的宽度分别是L31和L32，其中L31＞L32，此时，工作层(32)更接近胎体增强件(1)。其宽度为L31=0．72S0，L32=0．42S0。所述工作层(31)和(32)由不可延伸的金属元件组成，在每层中，所述金属元件彼此平行，层与层之间，所述金属元件彼此交错，其相对于轮胎圆周方向的夹角为22°。在径向上外侧，在工作层(1)的边缘上，安置两个半层(33)，与工作层(31)和(32)相同，用不可延伸的金属元件组成所述半层(33)，在每个半层内，所述金属元件彼此平行，并与最宽的工作层(31)内的金属元件交错，因此相对于圆周方向，形成夹角β，此时β＜α，且β=18°。每个半层(33)的轴向宽度L33=0．29S0。按下述原则确定半层(33)的轴向内边缘距子午线平面XX′的距离，即半层(33)的轴向内边缘与宽度较小的、径向靠内的轴向连续层(32)之轴向外边缘叠加，所述叠加部分的宽度为0．06S0。
所述工作增强件(3)进一步包括两个半层(34)，在径向上，它们位于半层(33)的外侧，以及与层(31，32，33)相同，半层(34)也由金属元件组成，在每个半层(34)内，所述金属元件彼此平行，并与径向相邻的第一半层(33)内的金属元件彼此交错，相对于圆周方向，形成34°夹角。第二半层(34)的轴向内边缘距子午线平面XX′的距离是0．30S0，它与轴向最宽的连续层(31)的轴向外边缘相叠加部分的宽度为0．06S0，第二半层(34)的轴向外边缘距子午线平面XX′的距离最大可以与第一半层(33)的轴向外边缘距子午线平面XX′的距离相等，在本实施例所考虑的情况下，半层(34)的轴向外边缘位于第一半层(33)之轴向外边缘之内，距半层(33)之轴向外边缘的距离为0．01S0，每个第二半层(34)的轴向宽度为0．125S0。
从子午线平面XX′到工作增强件(3)的轴向外边缘，在本实施例中，也就是从子午线平面XX′到第一半层(33)的轴向外边缘的范围内，胎冠增强件(3)可以被分成几个区域：
a)第一区域，从子午线平面XX′到第一半层(33)的轴向内边缘，所具有的轴向宽度为0．145S0，层(31)和层(32)中的增强元件彼此交错(-22°，+22°)，
b)第二区域，从第一半层(33)的轴向内边缘到轴向最窄连续层(32)的轴向外边缘，所具有的轴向宽度为0．06S0，三层中的增强元件的角度为(-22°，+22°，-18°)。
c)第三区域，从轴向最窄连续层(32)的轴向外边缘到第二半层(34)之轴向内边缘，所具有的轴向宽度0．095S0，两层中的增强件的角度为(+22°，-18°)。
d)第四区域，从第二半层(34)之轴向内边缘到轴向最宽连续层(31)的轴向外边缘，所具有的轴向宽度0．06S0，三层中的增强元件的角度为(+22°，-18°，+34°)
e)第五区域，从轴向最宽连续层(31)的轴向外边缘到第二半层(34)的轴向外边缘，所具有的轴向宽度0．065S0，在本实施例中，两层中的增强件的角度为(-18°，+34°)。
f)第六区域，仅仅包括第一半层(33)的轴向外边缘，轴向宽度为0．01S0。
图2显示了另一种符合本发明的胎冠增强件(3)，它与图1所示的胎冠增强件的区别在于，工作层和半层在径向上的不同分布，和为了获得与前面具有相同的刚度区域，修改了值和角度朝向。
因此，最窄的轴向连续层(32)仍然是最接近胎体增强件(1)的工作层，它的增强元件的朝向是-20°。在所述层(32)的边缘，分布着第一半层(33)，按下述原则确定半层(33)的轴向内边缘距子午线平面XX′的距离，即半层(33)的轴向内边缘与宽度较小的、最靠近胎体增强件的轴向连续层(32)之轴向外边缘叠加，所述叠加部分的宽度为0．06S0。径向上直接位于半层(33)外侧的是轴向更宽的连续层(31)，在层(31)中，增强元件的朝向为+20°。每个半层(33)中的增强元件与轴向更宽的连续层(31)中的增强元件彼此交错，但与较窄的层(32)中的增强元件的朝向相同，相对于圆周方向，夹角为-18°。与前面相同，胎冠增强件由两个半层(34)组成，在半层(34)中，增强元件的朝向是+34°，与半层(33)中的增强元件交错。
在第二实施例中，工作层的轴向宽度与图1中的相同。具有不同刚度的圆周区域之宽度范围也与第一实施例中的相同。因此，两个轴向连续层(31)和(32)的宽度，也就是L31和L32分别等于0．72S0和0．41S0，两对半层的宽度分别为0．29S0和0．125S0。早先被定义区域的宽度仍然是0．145S0，0．06S0，0．095S0，0．06S0，0．065S0，0．065S0和0．01S0。
无论使用何种工作增强件结构，通过一个保护性增强件，用一种众所周知的方式，在径向外侧上将所述增强件(3)包围，所述保护性增强件可以包括至少一个层，最好包括两个层，众所周知，所述层由所谓的金属增强元件、波形起伏的线圈或之字形的金属钢增强件组成。
最后，通过一个轮胎面(4)和侧壁(5)，用一种众所周知的方式，制成轮胎P，同时在边缘上，用一种三角形状的橡胶混合面将胎体增强件(1)和胎冠增强件(3)分开，所述胎冠增强件(3)的工作层的边缘被三角形橡胶面或方形橡胶的镶片条所隔离。
图1和图2所显示的轮胎与一种具有相同尺寸和由两层轴向连续层组成的胎冠增强件构成的普通轮胎相比，也就是说，所述层的宽度与图1和图2所示的轮胎中层(33)和层(34)轴向外端之间的距离基本上相同。
通过持续摆动测试(在一个具有很多弯曲的场地上，在一个倾斜车上进行前后摆动测试)，可以看出，通过使层之间相分离，上述方案阻止了胎冠增强件的退化，普通轮胎平均可以持续250小时(前-后平均)，具有图1所示轮胎优点的轮胎平均持续720小时，在不损失胎冠增强件的性能和不影响车辆行驶的性能的前提下，可以获得所述改善。

Claims (5)

1．一种成型比小于0．80的轮胎，包括一个至少由一个层(1)组成的径向胎体增强件，所述层(1)由不可延伸的金属增强元件形成，所述层(1)在径向上被一个工作胎冠增强件(3)所覆盖，所述工作胎冠增强件(3)包括至少两个工作帘布衬层(31，32)，每个层(31，32)都是轴向连续层，都由不可延伸的金属增强元件形成，在每层中，金属增强元件彼此平行，不同层中的金属元件彼此交错，所述金属元件相对于圆周方向的夹角α和α′在10°～45°之间，其特征在于：
两个工作层(31)和(32)的轴向宽度L31和L32的范围如下，L31位于0．65 S0到0．80S0的范围，L32位于0．35S0到0．45S0的范围，其中S0代表胎体增强件(1)之中线的最大轴向宽度，工作胎冠增强件(3)至少还包括两个半层(33)，所述半层(33)由不可延伸的金属元件形成，该金属元件相对于圆周方向的夹角是β，β比α和α′至少小2°，所述夹角β的朝向与最宽的连续工作层(31)中的金属元件的夹角α的朝向相反，所述半层(33)位于子午线平面XX′的两侧，它的轴向宽度为L33，其位于0．22S0到0．35S0的范围内，因此，半层(33)的轴向内边缘距子午线平面XX′的距离与窄的工作层(32)之轴向宽度的一半相比，至少小0．05S。
2．一种根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于：在径向上，两个轴向连续层(31)和(32)最接近胎体增强件(1)，层(31)和(32)中的元件朝向的角度为α和α′，在径向上，所述较窄层(32)最靠近胎体增强件(1)的最外侧，所述较窄层(32)中的增强元件的朝向角度为-α′。
3．一种根据权利要求1或2所述轮胎，其特征在于：在第一半层(33)的径向外侧，工作增强件(3)还由两个另外的半层(34)组成，半层(34)由不可延伸的金属增强元件形成，在每个半层(34)中，金属增强元件彼此平行，并与两个位于半层(34)之径向底部的第一半层(33)中的金属元件彼此交错，半层(34)中的金属元件相对于圆周方向的角度为γ，在一方面，γ大于轴向连续层(31，32)的角度α和α′中的最大值，在另一方面，γ大于半层(33)的角度β，所大于的角度至少为10°。
4．一种根据权利要求3所述的轮胎，其特征在于：所述半层(34)的轴向内边缘距子午线平面XX′的距离与宽的工作层(31)之轴向宽度L31的一半相比，至少小0．05S0。
5．一种根据权利要求4所述的轮胎，其特征在于：以γ角度定向的所述半层(34)的轴向外边缘距子午线平面XX′的距离最大可以等于角度为β的半层(33)之轴向外边缘距子午线平面XX′的距离。
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