CN1359435A - 用于轮胎胎体的多层钢缆 - Google Patents
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Abstract
一种具有不饱和外层的多层缆线,用作轮胎胎体加强件的加强元件,具有直径为d0的一芯线(C0),该芯线被一中间层(C1)围绕,该中间层是螺距为P1的螺旋线形式绕在一起的直径d1的6或7根线材(M=6或7),该层(C1)被一外层(C2)围绕,该外层(C2)是螺距为P2的螺旋线形式绕在一起的直径为d2的N根线材,N比围绕该层C1能够绕一层的最大线材数目Nmax小1至3,该钢缆具有下述特性(以mm单位的d0、d1、d2、p1和p2):－(i)0.14<d0<0.28;－(ii)0.12<d1<0.25;－(iii)0.12<d2<0.25;－(iv)对于M=6:1.10<(d0/d1)<1.40，对于M=7:1.40<(d0/d1)<1.70－(V)5π(d0+d1)<P1<P2<5π(d0+2d1+d2)－(vi)层C1和C2的钢丝在相同方向缠绕。本发明进一步涉及用这种多层缆线加强的塑性材料和/或橡胶制造的制品或半成品,特别是用于工业车辆的轮胎,更特别用于重载车辆轮胎及其胎体加强帘布层。
Description
本发明涉及一种钢缆(“钢制帘线”)，用于加强诸如轮胎的橡胶制品，特别涉及被称为“分层”钢缆，用于加强工业车辆轮胎的，例如“重型车辆”轮胎的胎体加强件。
用于轮胎的钢丝通常用珠光碳钢(或亚铁珠光碳钢)的钢丝制造，以下称为“碳钢”，该碳钢的含碳量通常是在0.2％和1.2％之间，这种钢丝的直径通常在0.10和0.40mm(毫米)之间。这种钢丝需要很高的拉伸强度，通常大于2000MPa，最好大于2500Mpa，该强度是由该钢丝加工硬化过程中产生的结构硬化得到的，然后这种钢丝被组合成钢缆或钢丝束，它要求所用的钢具有足够的延展性，以承受各种缆线绞合(cabling)操作。
为了加强重载轮胎的胎体加强件，现今更多地使用所谓的“分层”钢缆(“分层帘线”)或“多层”钢缆，由一中心芯体和绕该芯体布置的一个或多个同心钢丝层形成。首先因为有很高的紧密度，其次对微振磨损引起的磨损不敏感，这种有助于增大该钢丝之间接触长度，最旧称为“多股绞合”钢缆(“多股帘线”)。在分层钢缆中，特别在已知方式中，其区别在于紧密结构的钢缆和具有管形或圆筒形层的钢缆。
非常广泛地用于该重载轮胎胎体中的分层钢缆是结构式为(L+M)和(L+M+N)的钢缆，该后者通常用于最大的轮胎。这种以已知方法制造的钢缆用由至少一层M钢丝包裹的L钢丝芯线构成，该M钢丝由一外层N钢丝包裹，通常L从1到4变化，M从3到12变化，N从8到20变化；如果适合，该组件可以用以绕该最后一层的螺旋线缠绕的外包裹钢丝缠绕。
这种可用于加强轮胎胎体特别是重载车辆轮胎胎体的分层钢缆已在大量的公开文献中描述。具体参照的文献US-A-3922841，US-A-4158946，US-A-4488587、EP-A-0168858，EP-A-0176139或US-A-4651513，EP-A-0194011，EP-A-0260556或US-A-4756151，EP-A-0362570，EP-A-0497612或US-A-5285836，EP-A-0568271，EP-A-0648891，EP-A-0669421或US-A-5595057，EP-A-0709236或US-A-5836145，EP-A-0719889或US-A-5697204，EP-A-0744490或US-A-5806296，EP-A-0779390或US-A-5802829，EP-A-0834613，WO 98/41682，RD(研究公开)No.34054，1992年8月，624-33页，RDNo.34370，1992年11月，857-59页。
为了实现其作为轮胎胎体加强件的功能，该分层的钢缆首先必须全部具有好的柔韧性和在柔软状态下的抗疲劳度，这意味着其钢丝相对低的直径，名义上小于0.28mm，最好小于0.25mm，特别是小于用于该轮胎胎冠加强件常规钢缆的钢丝。
这种分层钢缆进一步承受在轮胎运行时的主要应力，特别是重复的弯曲或曲率变化，这在该钢丝的平面产生摩擦，特别是相邻层之间的接触，及由此产生的磨损和疲劳；它们必须对所谓的“疲劳-微振磨损”现象具有高耐力。
最后，对于它们非常重要的尽可能渗透橡胶，并且这材料渗透入构成该钢缆的钢丝之间的所有空间，因为如果不能有效的渗入，会形成沿该钢缆的空的通道，诸如水的腐蚀剂渗入该轮胎，例如可导致切口，沿着这些通道移动并进入该轮胎胎体。与在干燥空气中使用相比，这种潮气的渗入在腐蚀和加速上述损坏(所谓的“疲劳渗透”现象)过程方面起重要作用。
通常被归入“疲劳-磨损-腐蚀”这一总的述语的所有这些疲劳现象是该钢缆机械特性逐步恶化的起源，并在急速行驶状态下对其寿命有负面影响。
为了改善在重载车辆轮胎胎体中的分层钢缆的耐疲劳度，其中在已知方式中该重复的弯曲应力可能是特别剧烈的，长期以来试图改变该结构，增加其被橡胶渗入的能力，并由此限制腐蚀和疲劳腐蚀的危险。
EP-A-0168858，EP-A-0176139，EP-A-0497612，EP-A-0669421，EP-A-0709236，EP-A-0744490和EP-A-0779390提出和描述了例如结构为(3+9)或(3+9+15)的分层钢缆，他们由三根钢丝的芯和围绕该芯的9钢丝的第一层构成，并切如果需要，可以有15根钢丝的第二层。该芯线钢丝的直径大于或不是大于其它层的钢丝。这些钢缆不能被渗透到该芯线，由于在该三芯线钢丝中间存通到或毛细管，在用橡胶侵浸后它仍然是空的，由此有利于腐蚀介质，例如水的扩散。
公开的RD No.34370描述了紧密类型或具有同心管形层类型的(1+6+12)结构的钢缆，由一单根钢丝构成的芯线和围绕该芯线的6根钢丝的中间层和12根钢丝的外层所构成。橡胶渗透钢缆的能力可由各层之间甚至在同一层中使用不同直径的钢丝来改善。(1+6+12)结构的钢缆的渗透性能由于适当选择该钢丝的直径而被改善，特别是使用大直径芯线钢丝，这种钢缆已在例如EP-A-0648891和WO 98/41682中描述。
相对于这种常规钢缆，为了进一步改善在该钢缆中橡胶的渗入，已提出多层钢缆，该钢缆具有由至少两个同心层围绕的中心芯线，例如(1+6+N)结构的钢缆，特别是(1+6+11)，该外层是不饱和(不完整)的，由此保证了橡胶的更好的渗透性能(见，例如EP-A-0719889、WO 98/41682)。所提出的结构能够省略该包覆钢丝，因为橡胶经该外层更好地渗入并形成自包覆；然而，经验显示用橡胶渗透不能达到中间，并且在任何情况下还不是最佳的。
此外，应当注意到对橡胶渗透性能的改善不能有效地保证足够的性能水平。当它们用于轮胎胎体加强件时，该钢缆不仅必须阻止腐蚀，有写时候也需要满足许多矛盾的标准，特别是韧性、抗磨损性能、橡胶高度粘性、均匀性、柔软性、在重复弯曲或拉伸下的延展性、在适当柔软下的稳定性，等等。
因此，对于上述所有原因，以及多种近来的对该指标的改进，现在用于重载车辆轮胎胎体加强件的最好的钢缆仍限于常规结构的少量分层钢缆，它是紧密类型或具有同心管形层类型，具有饱和(完整)外层；如前述的(3+9)、(3+9+15)或(1+6+12)结构钢缆。
现在本申请人经研究发现一种具有未饱和外层的新型分层钢缆，进一步改进已知用于重载车辆轮胎胎体加强件的最好的分层钢缆的整个特性。本发明的这种钢缆由于一种特殊结构，不仅具有被橡胶渗透的优良性能，限制了腐蚀的问题，而且其抗疲劳断裂性能与现有技术的钢缆相比明显地改善。该重载车辆轮胎及其胎体加强件的使用寿命因此大大地改善。
本发明的一个方面是一种具有不饱和外层的多层钢缆，用作轮胎胎体加强件的加强元件，具有直径为d0的一芯线(C0)，该芯线被一中间层(C1)围绕，该中间层是螺旋地绕在一起直径为d1的6或7根钢丝(M＝6或7)，其螺距为P1，这个层(C1)被一外层(C2)围绕，该层是直径为d2的N根钢丝螺旋地缠绕绕在一起的，以螺距为P2，N比围绕该层(C1)绕一层的最大钢丝数目Nmax小1至3，该钢缆的特征在于具有下述特性(d0、d1、d2、p1和p2)：
-(i) 0.14＜d0＜0.28；
-(ii) 0.12＜d1＜0.25；
-(iii) 0.12＜d2＜0.25；
-(iv) 对于M＝6：1.10＜(d0/d1)＜1.40；
对于M＝7：1.40＜(d0/d1)＜1.70；
-(v) 5π(d0+d1)＜P1＜P2＜5π(d0+2d1+d2)；
-(vi) 层C1和C2的钢丝在相同方向缠绕。
本发明还涉及将本发明的钢缆用于加强塑性材料和/或橡胶制造的半成品或产品，例如，帘布层、管、带、传送带和轮胎，特别是用于通常使用金属胎体加强件的工业车辆轮胎。
本发明的钢缆特别适合用作工业车辆轮胎胎体加强件的加强元件，该车辆选自货车、“重载车辆”，即地铁、公共汽车、公路运输机械(卡车、拖拉机、拖车)、越野车辆，农业机械或工程机械，飞机，以及其他运输或搬运车辆。
本发明还涉及用本发明的钢缆加强的塑性材料和/或橡胶制造的产品或半成品，特别是用于上述工业车辆的轮胎，更特别是重载车辆轮胎，以及包含一基体的复合织物，该织物具有由本发明钢缆加强的橡胶组分，可用作这种重载车辆轮胎的胎体加强件帘布层。
本发明及其优点借助于下面的实施例的实例和说明容易理解，图1至3分别涉及并示出这些实例：
-根据本发明(1+6+11)结构的钢缆的剖面视图(图1)；
-根据现有技术(1+6+12)结构的钢缆的剖面视图(图2)；
-具有径向胎体加强件的重载车辆轮胎的径向剖视图(图3)。
I.测量与测试
I-1.测力测量
就所涉及的金属丝或金属缆线而言，破坏载荷Fm(以N为单位最大载荷)、拉伸强度Rm(以MPa为单位)和在断裂At时的延长(以％表示的总延长)的测量根据1984年的ISO标准6892在拉伸下进行。就所涉及的橡胶组分而言，模量的测量根据1988年9月的标准AFNOR-NFT-46002在拉伸下进行：该标称的正割模数(或表观应力，以MPa为单位)在二次拉伸(即在一积累循环之后)伸长10％的条件下测量的，称为M10(根据1979年11月的AFNOR-NFT-40101标准在通常温度和湿度条件下)。
I-2.透气性试验
该透气性试验使其能够测量透气性相对指标，“Pa”。它是间接测量橡胶组分渗透钢缆的渗透度的简单方法。它是通过从被其加强的硫化的橡胶帘布层剥离，在直接取出的钢缆上完成的，因而它被固化的橡胶渗透。
该试验在给定长度(例如2mm)的钢缆上如下进行：空气在给定的压力(例如1巴)下送入该钢缆入口，并在出口处用流量计测量空气质量，测量期间，该钢缆的样品在密封中锁定，使得只有沿其纵轴从一端到另一端经过该钢缆的空气量被计入用于测量。该所测到的流量越低，渗透到该钢缆中的橡胶量越高。
I-3.在轮胎中耐疲劳度试验
在疲劳磨蚀条件下该钢缆的耐疲劳度在重载车辆轮胎的胎体帘布层中经一个很长周期的运行试验而评价。
为此，制造重载车辆轮胎，该胎体胎体加强件用由被检测的钢缆加强的单层橡胶帘布层构成。这种轮胎安装在已知适合的轮辋上，并用具有饱和水汽的空气充气到相同的压力(相对正常压力的超压力)，然后这些轮胎在自动运行机械上在以很高的载荷(相对正常载荷的超载荷)并以相同速度运行给定的公里数。在运行后段，剥开该轮胎胎体取出该钢缆，并测量疲劳的钢丝和钢缆所剩余的断裂载荷。
此外，与前面同样制造的的轮胎并以前上述相同的方式剥离，但这次不使其运行，这样在剥开后测量该钢丝和钢缆不疲劳的初始断裂载荷。
最后，通过将该剩余断裂载荷与该初始断裂载荷相比较，计算出疲劳后的断裂载荷的降低(称为ΔFm，以％计)，这个降低ΔFm是由于该钢丝的疲劳和磨损(横截面减小)所至，这种疲劳和磨损是由多种机械应力，特别是在该钢丝之间的强烈的工作接触应力，以及来自潮湿空气的水分综合作用产生的，换言之，是由于轮胎在运行中该轮胎上的钢缆所经受的疲劳磨蚀所至。
还可以选定进行运行试验，直至该轮胎发生受力解体，由于胎体帘布断裂或更早发生其他破坏(例如胎面损害)。
I-4.带束层(belt)试验
该“带束层”试验是已知的疲劳试验，例如在上述提到的申请EP-A-0648891或WO 98/41682中，该被测试的钢缆被结合到已硫化的橡胶制品中。
其原理如下：该橡胶产品是用已知橡胶基混合物制造的无端带束层，类似于那些用在径向轮胎胎体中的带束层。每个钢缆的轴线设置在该带束层的纵向上，并且该钢缆由约1mm厚的橡胶与后者表面分开。当该带束层被布置成一回转的圆筒形时，该钢缆构成绕与该圆筒相同的轴线的螺旋线(例如螺距等于2.5mm)。
这个带束层随后经受下述应力：该带束层绕过两个滚轮滚动，使该钢缆的每个基本部分都承受初始断裂载荷的12％的拉力，并经受通过从一无限大的曲率半径到40mm曲率半径的曲率变化的循环，并超过5千万次循环。该试验在控制的大气环境中进行，与该带束层接触的空气其温度为20℃和湿度保持在约60％相对湿度。每个带束层的的应力的持续时间是三周这样一个量级。在这些应力的后期，用剥离方式从该带束层中取出该钢缆，并测量疲劳钢缆的钢丝的剩余断裂载荷。
其次，制造一个与前述带束层同样的带束层，并以前述同样的方法剥离，但这次不使钢缆经受疲劳试验。这样测量不疲劳钢丝的初始断裂载荷。
最后，通过将该剩余断裂载荷与该初始断裂载荷相比较，计算出疲劳后断裂载荷的降低(称为ΔFm，以％计)。
这个降低ΔFm是由于以已知的方式钢丝的疲劳和磨损所至，这疲劳和磨损是由多个机械应力以及来自潮湿空气的水分综合作用产生的，这些条件与加强件钢缆在轮胎胎体中经受的条件相类似。
I-5.波动牵引试验
该“波动牵引”试验对本专业技术人员是已知的疲劳试验，其中被测试的材料是纯单轴向拉伸(拉伸-拉伸)疲劳，也就是说没有压应力。
其原理如下：一被测试的钢缆样品，由以拉伸机械的两个夹爪夹住其两端，施加以拉力或伸张应力，其强度σ在平均值(σavg)上下循环和对称(σavg±σ2)变化，在一给定的载荷率“R”＝(σmin/σmax)下，该平均值在两个极限值σmin(σavg-σ2)和σmax(σavg+σ2)之间。因此该平均值应力σavg通过关系式σavg＝σ2(1+R)/(1-R)与该载荷率R和幅值σa相联系。
实际上该测试如下实现：选择应力σa的第一幅值(通常在该钢缆的阻力Rm的1/4至1/3的范围中)，并开始最大数值为105循环(频率30Hz)的该疲劳试验，该载荷率R设定为0.1。根据所获得的结果，即在105循环后断裂或未断裂，一个新的幅值σa(分别小于或大于前面的幅值)用于一个新的测试件，根据所谓的分步法(Dixon & Mood；Journal of the American Statistical Association，43，1948，109-126)改变该幅值σa。实施总共17次迭代，由分步法确定的该测试的统计处理得到一耐疲劳度极限σd的测定，它相应于在105次疲劳循环后该钢缆50％的断裂概率。
对于这种测试，使用Schenck制造的拉伸疲劳机械(型号PSA)；在两夹爪之间的长度是10cm；该测量是在控制的干燥空气(相对湿度小于或等于5％，温度20°)中进行的。
II.本发明的详细描述
II-1.本发明的钢缆
该术语“配方”或“构造”，当用在本发明中描述该钢缆时，指的是这些钢缆的结构。
本发明的钢缆是多层钢缆，具有直径为d0的一芯线(C0)，一直径为d1的6或7根钢丝的(M＝6或7)中间层(C1)，以及，一直径为d2的N根钢丝的不饱和外层(C2)，N比绕该层C1绕一层的最大钢丝数目Nmax小1至3。
在本发明的这个分层的钢缆中，该芯线、层C1和C2的直径、该螺旋线螺距(和角度)以及不同层的缠绕方向由下述所有特征(d0、d1、d2、p1和p2，单位mm)确定：
-(i) 0.14＜d0＜0.28；
-(ii) 0.12＜d1＜0.25；
-(iii) 0.12＜d2＜0.25；
-(iv) 对于M＝6：1.10＜(d0/d1)＜1.40；
对于M＝7：1.40＜(d0/d1)＜1.70；
-(v) 5π(d0+d1)＜P1＜P2＜5π(d0+2d1+d2)；
-(vi) 层C1和C2的钢丝以相同方向缠绕。
上述特征(i)至(vi)一起组合，能够立即获得：
-在C0和C1之间足够的但被限定的接触力，有利于降低磨损和减少C1层钢丝的疲劳；
-特别因为该直径比率(d0/d1)和层C1和C2钢丝构成的螺旋角的最优化，优化了该橡胶穿过层C1和C2以及到达中心C0的渗透，这首先保证了很好地防腐蚀或可能的扩散，其次将该钢缆在高弯曲应力下的结构破坏减到最小，而不需要特别地绕该最外层包覆钢丝；
-减小了层C1和C2之间钢丝的腐蚀磨损，尽管层C1和C2之间不同的螺距(P1 P2)。
特征(v)和(vi)，螺距P1和P2不同以及C1和C2在相同方向上缠绕，意味着，以已知方式，层C1和C2的钢丝基本设置在两相邻、同心的圆筒形(即管形)层上。所谓的“管形”或“圆筒形”分层钢缆可被理解为，钢缆由一芯线(即芯体部分或中间部分)和一个或多个同心层构成，每个管形绕该芯线设置，使得至少在静止的钢缆中，每一层的厚度大致等于构成它的钢丝的直径；结果该钢缆的截面具有一个基本上为圆形的轮廓或壳体(E)，如图1所示的实例。
本发明的具有圆筒形或管形层的钢缆特别不必受所谓“紧密”层钢缆的干扰，它们是以相同螺距和相同方向缠绕的钢丝组件；在这种钢缆中，该紧密度使得看不到明显区分的特别层的钢丝；结果是这种钢缆截面的轮廓不再是圆形，而是多边形，如图2实例所示。
该外层C2是成为“未饱和”或“不完全”的N根钢丝的管形层，就是说，在这个管形层C2上有足够的间隔来至少加入第(N+1)根直径为d2的钢丝，该N根钢丝的若干根可以彼此接触。相反，如果在这层中没有足够的间隔加入第(N+1)根直径为d2的钢丝，这种管形层C2称为“饱和的”或“完全的”。
最好是，本发明的钢缆是结构为(1+M+N)分层的钢缆，就是说其芯线是由一根单独的钢丝构成，例如，如图1所示(C-I标示的钢缆)。
图1示出一垂直于该钢缆和该钢丝轴线(O)的截面，该钢缆被假定是直的和静止。可以见到，该芯线C0(直径d0)由一根单独的钢丝构成；它被直径为d1的6根钢丝的中间层C1围绕并接触，该6根钢丝以螺距P1的螺旋线形式缠绕在一起；该层C1，其厚度基本等于d1，被直径为d2的11根钢丝的外层C2围绕并接触，该11根钢丝以螺距P2的螺旋线形式缠绕在一起。围绕该芯线C0缠绕的钢丝设置成两相邻的同心的管形层(层C1的厚度基本等于d1，层C2的厚度基本等于d2)。可以看到，层C1的钢丝具有由虚线标示的在第一圆C1上的轴线(O1)，而层C2的钢丝也具有由虚线标示的在第二圆C2上的轴线(O2)。
就该钢缆的橡胶渗透性能和不同层之间钢缆接触力而言，当符合下述关系式时获得最佳折衷结果：
(vii) 5.3π(d0+d1)＜P1＜P2＜4.7π(d0+2d1+d2)
通过这些螺距的位移(offseting)及因此一方面在层C1上的钢丝之间的接触角度的位移和另一方面在层C2上的钢丝之间的接触角度的位移，用于渗透的两层之间的通道的表面积被增加，该钢缆被渗透的能力被进一步改善，同时优化了其疲劳-磨损性能。
在此使人回想起，根据已知的定义，螺距表示平行于该钢缆轴线O测量的长度，具有该螺距的该长度的端部绕该钢缆轴线O完整的一圈；因此如果该轴线O用两个垂直该轴线O的平面切割，该两平面分开的距离等于两层C1或C2之一的钢丝螺距的长度，该钢丝(O1或O2)的轴线在该两平面上具有对应该钢丝的层C1和C2的两圆上相同的位置。
在根据本发明的钢缆中，层C1和C2的所有的钢丝以相同方向上缠绕，就是说在S方向上(“S/S”布置)或在Z方向上(“Z/Z”布置)。层C1和C2的这种布置与大多数分层钢缆(L+M+N)的常规结构多少有些相反，特别是(3+9+15)结构，它们需要两层C1和C2(或在“S/Z”或“Z/S”布置中)频繁交叉，以便使层C2的钢丝围绕层C1的钢丝。层C1和C2以相同方向上缠绕能够在根据本发明的钢缆中，将两层C1和C2之间的摩擦力降到最小，因此将其中的钢丝的磨损降到最小。
在本发明的钢缆中，根据该层C1钢丝的M(6或7)数值，该比率(d0/d1)必须设定在一给定的限度中。这个比率值太低，不利于该层C1的钢丝与该芯线之间的磨损，这个比率值太高，对该钢缆的紧密度效果不利，达到一最终没有明显变化的阻力以及其柔软度；由于过大的直径d0使该芯线的刚性的增加，还将不利于该钢缆使用时的实用性。
层C1和C2的钢丝具有彼此相同或不同的直径，最好使用相同直径(d1＝d2)的钢丝，特别利于简化钢缆制造和降低成本，例如，如图1所示。
围绕层C1的能够绕一个单个的饱和层的钢丝最大数目Nmax，当然是多个参数(该芯线的直径d0、该层C1的钢丝直径d1和M数值、层C2钢丝的直径d2)的函数，举例来说，如果Nmax等于12，N可以从9到11变化(例如(1+M+9)、(1+M+10)、(1+M+11)结构)；如果Nmax等于14，N可以从11到13变化(例如(1+M+11)、(1+M+12)、(1+M+13)结构)。
最好是在该层C2的钢丝的数目N比最大数值Nmax小1至2。在大多数情况下，这能够在钢丝之间形成足够的间隔，使橡胶组分能够渗入该层C2并到达层C1。本发明的优选实施选自下述结构的钢缆：(1+6+10)、(1+6+11)、(1+6+12)、(1+7+11)、(1+7+12)或(1+7+13)。
例如，对于d1＝d2的本发明的优选钢缆，将会特别提到满足上述关系式(vii)的钢缆并具有下述结构：
(1+6+10)d0＝0.15mm和d1＝d2＝0.13mm；4.7mm＜P1＜P2＜8mm；
(1+6+10)d0＝0.23mm和d1＝d2＝0.20mm；；7.2mm＜P1＜P2＜12.3mm；
(1+6+11)d0＝0.20mm和d1＝d2＝0.175mm；；6.2mm＜P1＜P2＜10.7mm；
(1+6+11)d0＝0.26mm和d1＝d2＝0.225mm；；8.1mm＜P1＜P2＜13.8mm；
(1+6+12)d0＝0.26mm和d1＝d2＝0.20mm；；7.7mm＜P1＜P2＜12.7mm；
(1+6+12)d0＝0.225mm和d1＝d2＝0.175mm；6.7mm＜P1＜P2＜11.1mm；
(1+7+11)d0＝0.25mm和d1＝d2＝0.175mm；；7.1mm＜P1＜P2＜11.4mm；
(1+7+11)d0＝0.215mm和d1＝d2＝0.15mm；；6.1mm＜P1＜P2＜9.8mm；
(1+7+12)d0＝0.23mm和d1＝d2＝0.155mm；6.4mm＜P1＜P2＜10.3mm；
(1+7+12)d0＝0.26mm和d1＝d2＝0.175mm；；7.2mm＜P1＜P2＜11.6mm；
(1+7+13)d0＝0.24mm和d1＝d2＝0.15mm；；6.5mm＜P1＜P2＜10.2mm；
(1+7+13)d0＝0.275mm和d1＝d2＝0.185mm；7.7mm＜P1＜P2＜12.3mm。
在用于重载车辆轮胎的胎体中时，本发明较好用(1+6+N)结构的钢缆实施，更好是用(1+6+10)、(1+6+11)、(1+6+12)结构的钢缆，更好是用(1+6+11)结构的钢缆。
为了更好地一方面兼顾该钢缆的强度、实用性和弯曲强度，另一方面兼顾该橡胶组分的渗透性能，不论层C1和C2的钢丝直径是否相同，它们最好在0.14mm和0.22mm之间。
在这种情况下，如果d1＝d2，最好是满足下述关系式：
5＜P1＜P2＜15
对于重载车辆轮胎的胎体加强件，直径d1和d2最好选择在0.16mm和0.19mm之间：直径小于0.19mm能够降低该钢缆曲率变化时钢丝所经受的该应力的大小，选择直径最好大于0.16mm的原因是该钢丝的强度以及工业成本。
当d1和d2被选择在0.16mm和0.19mm之间时最好满足下述关系式：
0.18＜d0＜0.24
5＜P1＜P2＜12
一有利的实施例具有，例如P1在5至8mm之间选择，P2在8至12mm之间选择。
本发明可用于任何类型的钢质钢丝，例如，如上述EP-A-0648891或WO98/41682中所描述碳钢钢丝或不锈钢丝，最好使用碳钢，但当然可以使用其他钢和其他合金。
当使用碳钢时，其碳含量(钢重量的％)较好在0.50％和1.0％之间，更好在0.68％和0.95％之间；这些含量很好地兼顾了用于轮胎所需的机械性能和该钢丝的实用性。应当注意到，在不需要最高机械强度的使用场合可使用碳钢，可以利用有利的碳钢，其含碳量在0.50％和0.68％之间，特别是从0.55％到0.60％变化的，这种钢最终成本较低，因为它很容易拉伸。本发明的另一个有利的实施例还可具有根据具体应用场合使用有低碳含量的钢，例如在0.2％和0.5％之间，因为成本更低和更容易拉伸。
当本发明的钢缆用于加强工业车辆的轮胎胎体时，其钢丝最好具有大于2000Mpa的拉伸强度，最好大于3000Mpa。在轮胎的尺寸很大的情况下，特别是该钢丝的拉伸轻度被选择在3000Mpa至4000Mpa之间。本专业技术人员知道，如何调节该钢的碳含量和最终加工硬化率(ε)，制造具有这种强度的碳钢钢丝。
本发明的该钢缆可具有一外包覆层，由单根金属或非金属线围绕该钢丝缠绕成螺旋线，其螺距短于该外层，其缠绕方向与该外层相反或相同。
然而，由于本发明的钢缆的的特殊结构，它已经自包覆，通常不需要外缠绕线，这有效地解决了该包覆
但是，如果使用包覆钢丝，通常情况下层C2的钢丝用碳钢制造，包覆的不锈钢钢丝可被选择来减小与该不锈钢包覆接触的碳钢的磨损，如上述申请WO98/41682所教导的，不锈钢丝可用类似方法以复合钢丝替代，如专利申请EP-A-0976541所述，只是其表皮是不锈钢，芯体是碳钢。
II-2.本发明的轮胎
本发明还涉及工业车辆的轮胎，特别是重载车辆轮胎，以及这种重载车辆轮胎的胎体加强帘布层。
图3以举例方式示意地示出具有径向胎体加强件的重载车辆轮胎1的径向截面，该加强件可以是或不是本发明的，是一般表示。该轮胎1具有一胎冠2、两侧壁3和两胎圈4，每个胎圈4用一胎圈钢丝5加强。该胎冠2以已知方式用由至少两个重叠交叉帘布层构成的胎冠加强件6加强，而该帘布层用已知金属缆线加强。该胎体加强件7在该胎圈4中绕过两个胎圈钢丝5，该加强件7的翻转8被设置成朝向该轮胎1的外边，该轮胎1在此被示出安装在轮辋9上。该胎体加强件7由至少一个所谓的“径向”钢缆加强的帘布层构成，就是说这些钢缆被设置成彼此平行，并从一胎圈延伸到另一胎圈，使其与中间圆周面(垂直于该轮胎的旋转轴线的平面，它位于两胎圈中间并经过该胎冠加强件6的中央)形成在80°至90°之间的夹角。
根据本发明的轮胎的特征在于该胎体加强件7具有至少一个胎体帘布层，其径向钢缆是根据本发明的多层钢质缆线。
在这个胎体帘布层中，根据本发明的钢缆的密度较好在40至100根/dm(分米)之间，最好在50至80根/dm之间，径向相邻两钢缆之间从轴线到轴线的距离较好在1.0和2.5mm之间，最好在1.25和2.0mm之间。根据本发明的钢缆最好布置成使两相邻钢缆之间的橡胶料桥的宽度(“L”)在0.35和1mm之间，这个宽度L代表不同压延间隔(在橡胶层结构中该钢缆的布置间隔)与该钢缆的直径之间的差。低于所说的该最小值，该橡胶料桥太窄，导致该帘布层在工作中机械性能降低，特别是在由剪切延伸在其平面上产生的变形的过程中。超出所说的最大值，导致在轮胎侧壁上产生裂纹或由于渗透在钢缆之间的物体穿透。为了相同的原因，最好是该宽度“L”选择在0.5和0.8mm之间。
用于该胎体帘布层胶布层的橡胶组分，在硫化后(及固化后)，具有小于8Mpa的正割弹性模量M10，最好是在4至8Mpa之间。在这个模量范围中，更好地兼顾了一方面本发明的钢缆的耐疲劳度，另一方面由这种钢缆加强的胶布。
III.本发明实施例的实例
III-1.所用钢丝的性质和特性
为了制造根据本发明或不根据本发明的钢缆的样品，使用如上述申请EP-A-0648891或WO98/41682所述的方法制备的细碳钢钢丝，开始于初始直径大约于1mm的商品钢丝，所用的钢是一种已知的碳钢(美国标准AISI1069)，其碳含量约0.7％，包括大约0.5％的锰和0.2％的硅，其余是铁和炼钢过程的无法避免的杂质。
在随后的加工之前，该起始的商品钢丝首先经过已知的去油和/或酸洗处理，在这个步骤中，其拉伸强度等于约1150Mpa，其断裂延伸率约10％。然后在室温下电解给钢丝镀铜，随后镀锌，并且该钢丝用540℃的焦尔效应热处理，通过铜和锌的扩散获得黄铜，其重量比率(α相)/(α相+β相)近似于0.85。一旦获得黄铜镀层则不对该钢丝进行热处理。
然后通过在具有拉伸润滑剂的湿介质中冷拉，在每个钢丝上实现所谓的“最终”加工硬化(即在最后的热处理后)，该介质是在水中的乳化液形式。为了获得最终加工硬度率(ε)，以已知方式完成该湿法拉丝，从上述初始直径估算该起始商品钢丝。
通过定义，加工硬化的比率ε由公式给出，ε＝Ln(Si/Sf)，其中Ln是纳氏(Naperian)对数，Si是加工硬化前钢丝的初始截面，Sf是加工硬化后钢丝的最终截面。
通过调节最终加工硬化率，制备两组不同直径的钢丝，即平均直径φ大约0.200mm(ε＝3.2)的第一组钢丝，指标为1(标记F1的钢丝)，和平均直径φ大约0.175mm(ε＝3.5)的第二组钢丝，指标为2(标记F2的钢丝)。
这样拉伸的钢丝的机械特性列于表1
钢丝周围的黄铜镀层厚度很小，大大小于1微米，例如0.15到0.30μm，与该钢丝直径相比可以忽略。当然钢丝的钢的各种组份(例如C、Mn、Si)与初始钢丝一样。
使人回想起在制造该钢丝的过程中，黄铜镀层有助于拉伸该钢丝，以及钢丝粘附橡胶。当然，该钢丝可涂覆黄铜之外的薄金属层，例如Co、Ni、Zn、Al或Cu、Zn、Al、Ni、Co、Sn的两个或多个组分的合金，该薄金属层具有改善该钢丝防腐和/或粘附橡胶的功能。
III-2.制造该钢缆
上述钢丝然后被组装成本发明此(1+6+11)结构的分层钢缆(钢缆C-I)，现有技术结构(1+6+12)的钢缆(钢缆C-II)；该钢丝F1用于构成该芯线C0，该钢丝F2用于构成不同的钢缆层C1和C2。
利用制缆装置(Barmag cabler)和本专业技术人员众所周知的方法制造钢缆，为了简化说明没有描述该方法。用单一的缆线绞合(cabling)操作(P1＝P2)制造钢缆C-II，而该钢缆C-I由于螺距P1和P2不同，需要两个连续的操作(制造(1+6)钢缆，然后绕该(1+6)钢缆绞合最后层)，这两个操作在生产线上可用两个顺序地设置的制缆机完成。
根据本发明的该钢缆C-I具有如下特征：
- (1+6+11)结构
- d0＝0.200；
- d0/d1＝1.14；
- d1＝d2＝0.175；
- P1＝7；P2＝10。
该钢缆C-II具有如下特征：
- (1+6+12)结构
- d0＝0.200；
- d0/d1＝1.14；
- d1＝d2＝0.175；
- P1＝10；P2＝10。
无论那个钢缆，层C1和C2的钢丝F2在相同的方向上绞合(Z方向)。被测试的两种钢缆没有包覆层，并具有相同的约0.90mm的直径，该钢缆芯线的直径d0与该单独的钢丝F2的直径一样，其上没有扭力。应当注意到这两个钢缆结构非常相似，本发明的钢缆的特点完全是该外层C2少一根钢丝，并且其螺距P1和P2不同，同时满足关系式(v)。在钢缆C-I中，N比能围绕层C1缠绕一饱和层的该钢丝最大数(在此Nmax＝12)小1。
本发明的钢缆是具有如图1所示截面的管形层的钢缆，对其已进行了评述。该控制钢缆是如图2所示紧密分层的钢缆。从图2的截面可以清楚地看出，C-II钢缆虽然其结构非常类似，由于其缆线绞合方法(钢丝在相同方向上缠绕，螺距P1和P2相等)具有比钢缆C-I更紧密结构；结果看不出是管形层，该钢缆C-II的截面轮廓E不再是圆形而是六边形。
应当注意到本发明的钢缆C-I(M＝6)有如下特性：
-(i) 0.14＜d0＜0.28；
-(ii) 0.12＜d1＜0.25；
-(iii) 0.12＜d2＜0.25；
-(iv) 1.10＜(d0/d1)＜1.40；
-(v) 5π(d0+d1)＜P1＜P2＜5π(d0+2d1+d2)；
-(vi) 层C1和C2的钢丝以相同的绞合方向缠绕。
该钢缆C-I进一步满足下列最佳关系：
- 5.3π(d0+d1)＜P1＜P2＜4.7π(d0+2d1+d2)；
- 0.18＜d0＜0.24；
- 0.16＜d1＝d2＜0.19；
- 5＜P1＜P2＜12。
这些不同钢缆的机械特性在表2中给出。所给出的该钢丝的延伸率At是在该钢丝断裂时的总延伸率，就是说包括弹性部分延伸(虎克定律)和塑性部分延伸。作为该钢缆的延伸，两部分以已知方式附加该延伸的所谓结构部分，是所测试的钢缆特定的的形状所固有的。
III-3.该轮胎的耐疲劳度
A)测试1
上述分层钢缆通过压延结合在由天然橡胶和加强填料炭黑已知组分构成的橡胶布上，该橡胶布通常被用来制造径向重载车辆轮胎的胎体帘布层(在固化后M10等于约6Mpa)。这个组分除了弹性体和加强填料外，主要有抗氧化剂、硬脂酸、增量油、作为增粘剂的环烷酸钴，以及硫化系统(硫、促凝剂、ZnO)。
这些钢缆用已知方式以每分米帘布层63根的密度平行设置，考虑到该钢缆的直径，该密度等于该橡胶料桥的宽度，在两相邻的钢缆之间约为0.70mm。
然后制造尺寸为315/80R 22.5 XZA的两个系列的重载车辆轮胎(称为P-1和P-2)，每一系列的两个轮胎安装在具有圆锥形座(倾斜15度)的轮辋上，一个用于运行，另一个用于在新轮胎上剥离。这些轮胎的胎体加强件由上述橡胶布构成的单个径向帘布层构成，分别用钢缆C-I和C-II加强。
轮胎P-1构成本发明的系列，轮胎P-2是现有技术的控制系列，除了加强胎体加强件7的分层的钢缆外，这些轮胎是相同的。
其胎体加强件6以已知方式由(i)两个用倾斜65度的金属缆线加强的三角形半帘布层构成，(ii)由两个用不可延伸金属缆线加强的交叉重叠的工作帘布层覆盖，该金属缆线倾斜26度(径向内帘布层)和18度(经向外帘布层)，这两个工作帘布层由(iii)一胎冠保护帘布层包覆，该帘布层由倾斜18度的弹性金属缆线(高延伸率)加强。在每个胎冠帘布层中所用的金属缆线是已知的常规缆线，它们彼此平行设置，所有倾斜角度是相对于中间环形平面测量的。
该轮胎P-2是本申请人销售的用于重载车辆的轮胎，并且由于其公认的性能，构成该测试的选择方案的控制。
这些轮胎进行了如§I-3所述的运行试验，总行程达250000公里。每个轮胎所用的该距离对于轮胎来说是很大的；这等于连续行驶越5个月和8千万个疲劳循环。
尽管行驶条件非常恶劣，直到该测试的终点这两个被测试的轮胎也没有损坏，特别是胎体帘布层的钢缆没有断裂；对本专业技术人员来说，这说明该两轮胎的高性能，包括该控制轮胎。
在行驶后，进行剥离，就是说从该轮胎抽出该钢缆。然后对每个被测试钢缆进行拉伸试验，根据该钢丝在钢缆中的位置，每次测量没种钢丝的初始断裂载荷(钢缆是从新轮胎中抽出的)和剩余断裂载荷(钢缆从行驶后的轮胎中抽出)。表3以％给出的平均减少ΔFm计算了芯线钢丝(C0)和层C1和C2的钢丝。总的减少ΔFm还在钢缆上进行了测量。
在阅读表3时，应当注意到，对钢缆(芯线C0、层C1或C2)的范围进行分析，最好的结果发生在本发明的钢缆C-I。虽然该减少ΔFm就外层C2来讲保持相似(虽然在本发明的钢缆上较小)，应当注意到，该钢缆渗透越深(层C1然后C0)，该间隙越有利于本发明的钢缆；于本发明钢缆芯线的减少小4倍(2％而不是8％)。本发明钢缆总的减少ΔFm大大小于该控制钢缆(2％而不是5％)。
与上述结果相关，不同钢缆的视觉检查表明，由于钢丝彼此反复摩擦导致的磨损或磨蚀现象(在接触点材料的磨损)，与该钢缆C-2相比，在钢缆C-1上的明显减小。
这些结果是意想不到的，本专业技术人员预期，选择本发明钢缆的不同的螺旋线螺距P1和P2，并且因而使层C1和C2不同的接触角度——其作用是减小层C1和C2的钢丝的接触表面并因而增加接触压力——相反将导致摩擦增加并因而增加钢丝之间的磨损，最终将对钢缆产生不利影响。情况却不是这样。
B)测试2
用钢缆C-I和C-II加强的前述相同的橡胶布进行一个新的测试，该橡胶布被制造成前述测试相同的尺寸的两个系列轮胎(每系列两轮胎)。根据本发明的轮胎标为P-3，该控制轮胎为P-4。行驶测试的具体条件与前述相同，区别仅是行驶的距离增加50000公里，即轮胎总共行驶300000公里。
表3的结果证实了上述测试1的结果，不论那一层，最低的衰减发生在本发明的(轮胎P-3)的钢缆C-I上。该钢渗透越深，该间隙越有利于本发明的钢缆，本发明钢缆芯线的衰减比该控制钢缆的小4倍(3％而不是12％)。本发明的的衰减小于该控制钢缆(4％而不是7％)。
C)测试3
一新的测试用如前述相同胶布进行，但这次在被安装在平轮辋座的轮辋上尺寸为10.00R20XZE的重载车辆轮胎上。
所有被测试的轮胎是相同的，除了加强其胎体加强件7的分层钢缆之外。该胎体加强件7由前述胶布构成的单个径向帘布层构成，或者用钢缆C-I或者用钢缆C-III加强。这些轮胎的胎冠加强件6以已知方式由(i)两个由倾斜22度的金属缆线加强的交叉重叠的工作帘布层构成，该两个工作帘布层被(ii)两个由倾斜22度弹性金属缆线加强的胎冠保护帘布层所包覆。在每个胎冠加强帘布层中所用的金属钢缆是已知的常规缆线，它们基本上彼此平行设置，所有倾斜角度是相对于中间环形平面测量的。
一个两轮胎的系列(P5表示)用钢缆C-I加强，另一个两轮胎的系列(P6表示)用已知钢缆(C-III标示)加强，该钢缆将在下面描述。在每个系列中一个轮胎用于行驶，另一轮胎用于在新轮胎上剥离。轮胎P-5是本发明构成的系列，而轮胎P-6是控制系列。
该钢缆C-III是包裹结构(3+9)(0.23)的已知钢缆，通常同于加强这种尺寸的重载车辆轮胎。它们由12根(参见表4的F3)直径为0.23mm的钢丝构成，以6.5mm螺距的螺旋线(S方向)缠绕在一起的3根钢丝的芯线，该芯线由9根钢丝的单个层围绕，它们以12.5mm螺距的螺旋线(S方向)缠绕在一起；该组件用单根的0.15mm直径的钢丝以3.5mm螺距的螺旋线(Z方向)缠绕而包裹。该12更钢丝(F3标示)和该钢缆(C-III标示)具有表4所示的特性。
这些轮胎进行如I-3节所述的严酷试验，但这次所进行测试直到被测试轮胎之一发生解体。
应当注意到该控制轮胎P-6，在其所承受的受力条件下行驶，在100000公里后期在该胎体帘布层(大部分钢缆C-III断折)断裂后被破坏。此时停止本发明的该轮胎P-5的行驶，然后本发明的钢缆被抽出，测量其断裂载荷的衰减ΔFm。应当注意到，根据本发明的钢缆C-I全承受了行驶测试(未断裂)，并且经受到了断裂载荷，损失ΔFm相对较低，其小于10％(在钢缆上8％，根据各层的单根钢丝从7到9％)。使用本发明的钢缆能够明显增加该胎体的寿命，比该控制轮胎优越得多。
D)透气性测试
上述耐疲劳性结果与橡胶渗透该钢缆的量密切相关，解释如下。
该未疲劳的钢缆C-I至C-III(从新轮胎中抽出)，通过测量1分钟内经过钢缆的空气量(10次测量的平均)，进行如I-2节所述的透气性试验。所获得的透气性指标Pa列于表5(以相对单位)。所列的三个数值所对应的样品取自该轮胎胎体加强件的三个不同点(该轮胎的胎肩、中间侧壁和底部区域)，该基数100用于(1+6+12)结构的控制钢缆C-II，它用在轮胎P-2和P-4中。
应当注意到，根据本发明的钢缆是具有最低的透气指数Pa的钢缆(低于该控制钢缆C-II10倍，低于该控制钢缆C-III30倍)并因此渗入了最大量的橡胶。其特殊结构使其能够，在该轮胎的模制和/或固化时，橡胶实际上完全渗入该钢缆，直至该钢缆的中间，而不形成空的通道。由橡胶提供了不透气性的该钢缆防止了氧气和潮气从该轮胎的侧壁或胎面进入该胎体加强件区域，在通常情况下在那的钢缆承受最强烈的机械作用。
III-4.其它的比较测试
在这个一新的测试系列中，制备了5个分层的钢缆，用C-I到C-V标示，具有(1+6+11)或(1+7+11)结构，这些钢缆是或不是本发明的钢缆，随后进行如I-5节所述的波动牵引疲劳试验。
A)测试4(钢缆C-IV到C-VI)
钢缆C-IV到C-VI用上述钢丝F1和F2制造，具有表6所述性能和下述特征。
·钢缆C-IV(根据本发明)
- (1+6+11)结构
- d0＝0.200；
- d0/d1＝1.14；
- d1＝d2＝0.175；
- P1＝7；P2＝10。
·钢缆C-V(控制)
- (1+6+11)结构
- d0＝0.200；
- d0/d1＝1.14；
- d1＝d2＝0.175；
- P1＝5；P2＝10。·钢缆C-VI(控制)
- (1+6+11)结构
- d0＝0.200；
- d0/d1＝1.14；
- d1＝d2＝0.175；
- P1＝7.5；P2＝10。
这些钢缆具有非常类似的结构：在三种情况中，N是比围绕层C1可单独绕一饱和层的最大钢丝数Nmax(在此Nmax＝12)小1；它们都是图1所示的管状层结构；每个钢缆的螺距P1和P2不同；对于钢缆C-IV和C-V，螺距P2相同，但是只有钢缆C-IV满足上述关系式(v)，因而符合本发明。
在波动牵引疲劳试验中，这三种钢缆得出的结果列在表7中，σdy标示为Mpa和相对单位(r.u.)，基数100用于本发明的钢缆。
应当注意到，尽管这些钢缆具有非常相似的结构，本发明的钢缆C-IV的疲劳强度明显大于该两个控制钢缆，因而是卓越的，具体比控制钢缆C-V大23％，该控制钢缆C-V，仅仅是其螺距P1(不满足关系式(v))而与本发明的钢缆不同。
B)测试5(钢缆C-VII和C-VIII)
该钢缆钢缆C-VII和C-VIII的制备开始于，一方面上述用于该层C1和C2的钢丝F2(平均直径φ等于0.175mm)，和另一方面用于该芯线C0的钢丝，以下标为F4(平均直径φ等于0.250mm)。这些钢丝F4如III-1节所说明的那样制造，通过调节最终的加工硬化比率获得最终的直径；它们所具有的机械特性列于表8中。
这些钢缆C-VII和C-VIII具有下列特征(机械性能见表8)：
·钢缆C-VII(根据本发明)
- (1+7+11)结构
- d0＝0.250；
- d0/d1＝1.43；
- d1＝d2＝0.175；
- P1＝7；P2＝11。
·钢缆C-VIII(控制)
- (1+7+11)结构
- d0＝0.250；
- d0/d1＝1.43；
- d1＝d2＝0.175；
- P1＝5；P2＝10。
这些钢缆具有非常类似的结构：在两种情况中，N是比围绕该层C1可饶一单独的饱和层的最大钢丝数量Nmax(在此Nmax＝13)小2；这些钢缆都有图1所示的的管形层结构；每个钢缆的螺距P1和P2彼此相似，但是只有钢缆C-VII满足上述关系式(v)，并因此符合本发明。
在该波动牵引疲劳试验中(表9，基数100用于该控制钢缆并以相关的相对值计算)，本发明的钢缆C-VII由于其疲劳强度σd明显较大而突出(与控制钢缆相比加上了约26％)，这与前述测试结果(表7)相一致。此外，进行气密性测量Pa，从橡胶渗透能力这一点看到了该钢缆C-VII的优越性显的非常突出，并因此使本发明的钢缆的整个综合性能最好。
总之，如上述多个测试所表明，本发明的钢缆能够明显降低轮胎胎体加强件疲劳-磨损腐蚀现象，特别是重载车辆轮胎，并因此改善了该轮胎的寿命。
当然，本发明不限于上述实施例。
例如本发明的该钢缆的芯线C0可以由非圆形截面的钢丝构成，例如可以塑性变形，特别是基本为椭圆或多边形截面，例如三角形、方形或矩形；该芯线C0还可以具有一预制钢丝，无论是否是圆形，例如波浪形或螺旋形钢丝，或绞合成螺旋线或之字形。在这种情况下，应当当然明白，该芯线C0的直径d0是为绕着该芯线钢丝回转的假想圆柱形的直径(整体直径)，而不是该芯线钢丝自己的直径(或其它横向尺寸，假如其横向截面不是圆形)。如果该芯线C0不是如上述实例由单根钢丝构成，而是多个钢丝组合在一起，例如两钢丝彼此平行布置或交替绞合缠绕在一起，其绞合方向可以是或不是该中间层C1的方向，这同样适用。
出于工业可行性、成本和整体性能的原因，本发明最好是用圆形截面的单根的常规的直的芯线钢丝。
此外，由于在钢缆制作操作时芯线钢丝受到的应力比其他钢丝所受到的应力小，记住它在钢缆中的位置，它不需要使用该钢丝，例如在扭转中提供高延展性的钢组分；最好是可使用任何类型的钢，例如不锈钢，使其如WO98/41682所描述，产生一混合钢的(1+6+11)结构钢缆，具有一在中间的不锈钢丝和环绕它的17根碳钢钢丝。
另外，该两层C1和/或C2之一的(至少)一直的钢丝还可用一预成形和变形的钢丝替代，或更通常地用不同于直径为d1和/或d2的其它钢丝截面的钢丝，例如为了进一步改善该钢缆的橡胶或其它材料的渗透能力，该替代物钢丝的总体直径可以小于、等于或大于构成该层(C1和/或C2)的其它钢丝的直径(d1和/或d2)。
不改变本发明的精神，所有或部分构成本发明钢缆的钢丝可以用除钢丝以外的线材，不论是否是金属的，特别是具有好机械强度的有机或无机材料线材，例如在申请WO92/12018中描述的液晶有机聚合物的单丝。本发明还涉及任何多股钢缆(“多股缆绳”)，其结构至少包含了根据本发明分层钢缆的基本线束。
表1
| 钢丝 | φ | Fm(N) | At(％) | Rm(Mpa) |
| F1 | 0.200 | 81.7 | 1.8 | 2718 |
| F2 | 0.175 | 62.3 | 2.1 | 2856 |
表2
| 钢缆 | Fm(N) | At(％) | Rm(Mpa) |
| C-I | 1173 | 2.7 | 2696 |
| C-II | 1255 | 2.8 | 2750 |
表3
| 轮胎 | 钢缆 | ΔFm(％) | |||
| C0 | C1 | C2 | 钢缆 | ||
| P-1P-2 | C-IC-II | 28 | 26 | 35 | 25 |
| P-3P-4 | C-IC-II | 312 | 38 | 45 | 47 |
表4
| 钢丝或钢缆 | Fm(N) | At(％) | Rm(Mpa) |
| F3 | 113 | 1.8 | 2790 |
| C-III | 1310 | 3.3 | 2560 |
表5
| 钢缆 | Pa(r.u.) | Pa平均值 |
| C-I | 10-17-6 | 11 |
| C-II | 102-97-1-2 | 100 |
| C-III | 315-280-305 | 300 |
表6
| 钢缆 | Fm(N) | At(％) | Rm(Mpa) |
| C-IV | 1193 | 2.4 | 2661 |
| C-V | 1181 | 2.5 | 2614 |
| C-VI | 1211 | 2.4 | 2702 |
表7
| 钢缆 | σd(Mpa) | σd(r.u.) |
| C-IV | 765 | 100 |
| C-V | 621 | 81 |
| C-VI | 676 | 88 |
表8
| 钢丝或钢缆 | Fm(N) | At(％) | Rm(Mpa) |
| F4 | 139 | 2.0 | 2824 |
| C-VII | 1312 | 2.4 | 2667 |
| C-VIII | 1275 | 2.5 | 2570 |
表9
| 钢缆 | σd(Mpa) | σd(r.u.) | Pa(r.u.) |
| C-VII | 779 | 126 | 38 |
| C-VIII | 619 | 100 | 100 |
Claims (21)
1.一种具有不饱和外层的多层缆线，用作轮胎胎体加强件的加强元件，具有直径为d0的一芯线(C0)，该芯线被一中间层(C1)围绕，该中间层是螺距为P1的螺旋线形式绕在一起的直径为d1的6或7根线材(M＝6或7)，该中间层(C1)被一外层(C2)围绕，该外层(C2)是螺距为P2的螺旋线形式绕在一起的直径为d2的N根线材，N比围绕该中间层C1能够绕一层的最大钢丝数目Nmax小1至3，该缆线具有下述特征(以mm单位的d0、d1、d2、p1和p2)：
-(i) 0.14＜d0＜0.28；
-(ii) 0.12＜d1＜0.25；
-(iii) 0.12＜d2＜0.25；
-(iv) 对于M＝6：1.10＜(d0/d1)＜1.40
对于M＝7：1.40＜(d0/d1)＜1.70
-(v) 5π(d0+d1)＜P1＜P2＜5π(d0+2d1+d2)
-(vi) 层C1和C2的钢丝在相同方向缠绕。
2.根据权利要求1的缆线，其特征在于，有(1+M+N)结构，其芯线由单根线材构成。
3.根据权利要求2的缆线，其特征在于，其缆线的结构选自(1+6+10)、(1+6+11)、(1+6+12)、(1+7+11)、(1+7+12)或(1+7+13)。
4.根据权利要求1或2的缆线，其特征在于，结构是(1+6+N)。
5.根据权利要求4的缆线，其特征在于，结构是(1+6+11)。
6.根据权利要求1至5之一的缆线，其特征在于，满足下述关系：
- d1＝d2；
- 5＜P1＜P2＜12。
7.根据权利要求6的缆线，其特征在于，满足下述关系：
- 0.18＜d0＜0.24；
- 0.16＜d1＝d2＜0.19；
- 5＜P1＜P2＜12。
8.根据权利要求1至7之一的缆线，其特征在于，是钢质缆线。
9.根据权利要求8的缆线，其特征在于，该钢是碳钢。
10.根据权利要求1至9之一的缆线，其特征在于，满足下述关系：
5.3π(d0+d1)＜P1＜P2＜4.7π(d0+2d1+d2)。
11.根据权利要求1至10之一的缆线的使用，其特征在于，用作塑性材料和/或橡胶制品或半成品的加强元件。
12.根据权利要求1至10之一的缆线的使用，其特征在于，用作工业车辆轮胎胎体加强件的加强元件，该车辆选自货车、重载车辆、农业机械或工程机械、飞机以及其他运输或搬运车辆。
13.一种重载车辆轮胎，其特征在于，该胎体加强件具有权利要求1至10之一的缆线。
14.一种用于重载车辆的轮胎胎体加强件的组合织物，其特征在于，具有用权利要求1至10之一的缆线加强的橡胶基质。
15.根据权利要求14的织物，其特征在于，其缆线密度在每分米织物上为40至100根之间。
16.根据权利要求15的织物，其特征在于，其缆线密度在每分米织物上为50至80根之间。
17.根据权利要求14至16之一的织物，其特征在于，在两相邻的缆线之间该橡胶组分的料桥宽度L在0.35至1mm之间。
18.根据权利要求17的织物，其特征在于，该料桥宽度L在0.5至0.8mm之间。
19.根据权利要求14至18之一的织物，其特征在于，该橡胶组分在硫化后的正割拉伸模量M10小于8Mpa。
20.根据权利要求19的织物，其特征在于，该橡胶组分在硫化后的正割拉伸模量M10在4和8Mpa之间。
21.一种重载车辆轮胎，其特征在于，其胎体加强件具有作为加强帘布层的至少一个根据权利要求14至20之一的织物。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: Shanghai Michelin tire Limited by Share Ltd. Assignor: Michelin Research & Technology Co.,Ltd.|Michelin Co.,Ltd. Contract fulfillment period: 2007.01.31 to 2026.12.13 Contract record no.: 2007990000027 Denomination of invention: A multilayer steel cable used for tire carcass Granted publication date: 20070117 License type: Common License Record date: 20070813 |
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| LIC | Patent licence contract for exploitation submitted for record |
Free format text: COMMON LICENCE; TIME LIMIT OF IMPLEMENTING CONTACT: 2007.1.31 TO 2026.12.13 Name of requester: SHANGHAI MIQILIN BOOST TYRE CO., LTD. Effective date: 20070813 |
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| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: COMPAGNIE GENERALE DES ETABLISSEMENTS MICHELIN Free format text: FORMER OWNER: MICHELIN TECHNIQUE S.A. Effective date: 20121126 |
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Effective date of registration: 20121126 Address after: French Clermont Ferrand Patentee after: Compagnie General Des Etablissements Michelin Patentee after: Michelin Research & Technology Co.,Ltd. Address before: French Clermont Ferrand Patentee before: Michelin Co.,Ltd. Patentee before: Michelin Research & Technology Co.,Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20170925 Address after: French Clermont Ferrand Patentee after: Compagnie General Des Etablissements Michelin Address before: French Clermont Ferrand Co-patentee before: Michelin Research & Technology Co.,Ltd. Patentee before: Compagnie General Des Etablissements Michelin |
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