CN1529661A - 重载车辆的轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有径向胎体加强件的轮胎，用于装配于诸如运输车辆或工程机械的重载车辆，特别是具有大于37英寸轴向宽度的轮胎。本发明的轮胎具有一个工作胎冠加强件，该工作胎冠加强件具有至少两个连续工作胎冠线网层，并在该环向中心平面的每一边由至少两个的半线网层结束，该半线网层的金属加强件与该环向形成的角度大于该连续线网层加强件与环向形成的最小角度，该半线网层延伸的轴向最外边与轴向最宽的连续工作胎冠线网层接触，并且这两个半线网层径向覆盖该轴向最宽的连续工作线网层的轴向外端。

Description

重载车辆的轮胎

本发明涉及一种具有径向胎体加强件的轮胎，用于装配于诸如运输车辆或工程机械的重载车辆，特别是具有大于37英寸轴向宽度的轮胎。

通常用于承受重载荷的这种类型的轮胎具有一个径向胎体加强件和一个胎冠加强件，该胎冠加强件包括至少两个胎冠线网层，它们用不可延伸的加强件部件彼此构成，这些加强件部件通过与该环向形成在10°和45°之间的相等或不相等的夹角而从一层至另一层交叉。

径向轮胎的胎冠加强件，特别是很大的轮胎的，承受很大的变形，它在两个相交叉的线网层之间引起纵向和横向剪切应力(当该交叉的线网层芯线与该环向为小角度时，该纵向剪切大于该横向剪切)，同时作为分层应力，径向应力将两个线网层边缘彼此径向分离。该应力主要是由于该轮胎的充气压力，它具有在该胎体加强件和该胎冠加强件之间的所谓的带压力，使该胎冠加强件产生环向扩张。一旦在该轮胎和地面之间形成一个接触面，该应力还由于在轮胎行驶中承受的载荷而变得较大。该应力还进一步由于该轮胎在行驶中的偏离角而加大。这些应力会撕裂邻近最短线网层的端部的橡胶混合物，并且撕裂经过该混合物扩散，这在该胎冠加强件甚至轮胎的使用寿命方面有不利的效果。

通过在胎冠加强件上使用至少一个具有大于最宽的工作线网层轴向宽的轴向宽度的防护线网层，实现改善使用寿命。

该术语“轴向”指的是平行于该轮胎旋转轴的方向，而该术语“径向”指的是与该轮胎旋转轴横交并垂直的方向。该轮胎的旋转轴是轮胎在正常运转时所绕的轴线。该环向中心平面是垂直于该轮胎旋转轴并将该轮胎分为两个半体的平面。径向平面是包含该轮胎旋转轴的平面。

在专利FR2421742中描述了另一种解决方案，通过增加该工作线网层的数量而更有利地分散该应力，该应力会在该工作线网层之间产生分离，并导致该轮胎的偏离角。

增加工作线网层不是没有缺点，特别是在该胎冠加强件的中央，在该处线网层的数量直接影响该轮胎胎冠的弯曲硬度。当该硬度增加时，作为该硬度增加的结果在该轮胎胎冠上的冲击的情况下可能导致轮胎不可修复的损坏，特别是例如经过大石头上时。

专利申请WO00/54992，作为一种避免这个缺点的方法，提供了一种工作线网层，使其具有至少三个连续的工作线网层，和在该环向中心平面两边的至少一个半线网层，该半线网层设置在至少两个径向相邻的连续工作线网层边缘之间，并由此的特点而与该环向形成一个夹角，该夹角大于25°，并比该连续的工作线网层的最大角度大在5°到15°之间的一个量值。这种结构形式所获得的结果是较好地满足轮胎尺寸的测试。

在他们的研究中，特别是在大尺寸轮胎的制造的研究中，特别是该轮胎的轴向宽度大于50英寸，发明人旨在确定一种获得满意使用寿命的重载车辆轮胎的胎冠结构，特别是通过改进该环向和横向硬度值，限制该剪切应力，同时保持该胎冠的柔性。

本发明的目的在于提供一种用于重载车辆的轮胎，包括一个被一个工作胎冠加强件径向覆盖的径向胎体加强件，该工作胎冠加强件具有至少两个连续工作胎冠线网层，该工作胎冠线网层由与该环向形成在10°和35°之间的角度α、α′的从一线网层至另一线网层交叉的金属加强件构成，其特征在于：该工作胎冠线网层在该环向中心平面的每一边由至少两个的半线网层完成，在该半线网层中该金属加强件与该环向形成大于最小角度α、α′的角度β、β′，其中轴向向外延伸最远的半线网层与轴向最宽的连续工作胎冠线网层接触，并且该两个半线网层径向覆盖该轴向最宽的连续工作线网层的轴向外端。

如此根据本发明确定的轮胎，就是说具有上述胎冠加强件，能够改善重载车辆的使用寿命。实际中发现，出于减小剪切应力同时保持轮胎柔性，特别是胎冠柔性目的的该结构能够获得良好的抗冲击性，在轮胎使用寿命上具有优良的效果。

该连续线网层和该工作半线网层最好由不可延伸的金属加强件构成，使得胎体线网层尽可能有效地保持环箍或束边的功能。

根据本发明的一个最佳实施例，至少一个半线网层具有覆盖该最窄的连续胎冠线网层的区域。根据一个这类的实施例，能够通过优化线网层之间的接合进一步改善在该胎冠加强件中的力的分布。

最好是，该半线网层之一的加强件大于最小角度α、α′至少10°。这个类型的线网层特别能够得到轮胎的横向硬度，而没有在柔性方面的不利效果。

根据本发明的一个最佳实施例，为了改善该轮胎的环向硬度同时增加横向硬度，该半线网层的加强件彼此交叉。

在已知的方法中，特别是为了改善轮胎抗刺穿和穿孔能力，该工作胎冠加强件由一个防护加强件完成，后者最好具有至少两个弹性金属加强件的线网层。本发明的变换实施例提供了由彼此局部覆盖的条带构成的防护线网层。无论所使用防护线网层的形式，所用的该弹性加强件可以是直线或以正弦曲线形状设置的部件。

至少该防护线网层之一，最好是径向里面的线网层，具有大于该连续工作线网层轴向最大宽度的宽度。最好是该防护线网层覆盖所有连续工作线网层和工作半线网层。

根据本发明的一个最佳变换，该径向外边的防护线网层具有一个轴向外端，该轴向外端在轴向向外延伸最小的半线网层轴向外端和最宽连续工作线网层的轴向外端之间。

最好是，该防护线网层的加强件彼此交叉。

本发明的其他描述和优点将从下面结合附图1至4的实施例说明中并得清楚，其中：

—图1示出了用于工程机械的轮胎的径向截面的视图；

—图2示出了本发明第一胎冠结构径向截面的视图；

—图3示出了本发明第二胎冠结构径向截面的视图；以及

—图4示出了本发明第三胎冠结构径向截面的视图。

为了简化附图及便于理解，该附图没有全比例示出。图2至4只示出了该结构的一半，它们相对于该轴线XX′对称延伸，该轴线XX′示出了轮胎的环向中心平面。

所给出的直径值是理论数值，就是说它们是在轮胎制造中给出的参考值；实际值可以稍有不同，特别是由于在这种类型的轮胎制造过程相关的不确定性。

此外，与线网层相关的角度，给出的数值是最小值，就是说该数值相应于最靠近轮胎中轴的一个线网层的区域。实际上该加强件的角度根据该轮胎的轴向而变化，特别是其曲率的结果。

在图1中示出了一个经过通常用于工程机械的轮胎1的径向截面。

这个轮胎1是H/S比率为0.80的大型轮胎，在此H是在轮辋上的轮胎的高度，S是当该轮胎安装在其轮辋上并充气到额定压力时该轮胎的最大轴向宽度。

这个轮胎具有一个胎体加强件2，它由一个不可延伸的钢制金属芯线构成，在每个胎边中固定到胎边钢丝3上而形成翻转4，该端部基本上位于该胎体加强件2最大轴向宽度的点上。该胎体加强件2被一个层5和橡胶混合物6成形物径向覆盖，然后被一个胎冠加强件7径向覆盖。在图1的情况中，该胎冠加强件7通常一方面由称为工作线网层的两个线网层8、9构成，另一方面由两个防护线网层10、11构成。该工作线网层8、9由不可延伸钢制芯线构成，该芯线在每个线网层8、9中彼此平行，并且从一个线网层至下一个线网层交叉，与环向形成可能在15°和45°之间的角度。该防护线网层10、11一般由钢制弹性金属芯线构成，该芯线在每个防护线网层10、11中彼此平行，并且从一个线网层10到下一个线网层11交叉，也形成在15°和45°之间的角度。该径向最外侧的工作线网层9的芯线通常与径向内侧的防护线网层10的芯线相交叉。最后，该胎冠加强件被一个胎面12覆盖，该胎面12通过两个侧壁14与两个胎边13连接。

在图2中，一叠根据本发明的线网层15至22构成一个轮胎的工作胎冠加强件24，该加强件被一个简略示出的防护加强件23包覆。为了简化附图及便于本发明的理解，在图2和随后的附图中没有示出该胎体加强件和该橡胶混合物的其它区域。

在第一个实例中该工作加强件24具有四个轴向连续的线网层15、16、17和18，这些线网层具有分别等于0.40S0、0.35S0、0.65S0、0.25S0的理论宽度L15、L16、L17、L18，在此S0是当其安装在其轮辋上并充气到额定压力时该胎冠加强件的最大轴向宽度。

这四个连续工作线网层由不可延伸的金属芯线构成，它们在每个线网层15至18中彼此平行，并且从一个线网层15、17至下一个线网层16、18交叉，与轮胎的环向形成分别等于+15°、-22°、+22°和-22°的最小理论角度α15、α16、α17和α18。

该工作胎冠加强件随后通过与两个半线网层19、20重叠而完成。如上所述，这两个半线网层相对于该环向中心平面对称设置在该轮胎的线网层叠的部分上，该轮胎未示出。这两个半线网层也具有不可延伸的金属芯线，该芯线彼此平行，并且该线网层19与线网层20以分别等于-22°和+34°的最小理论角度β19、β20交叉。

该径向平面与最靠近所述环向中心平面的半线网层19的内端分开的轴向距离等于0.07S0。

该两个半线网层19、20比连续工作线网层的轴向最宽的连续工作线网层17更向轴向外延伸。

此外，根据图2的这个实施例，只有该半线网层19直接与连续工作线网层17、18接触，该半线网层19具有与线网层17交叉的芯线，相对于该线网层17该半线网层19具有最大覆盖区域。

在该半线网层和该连续工作线网层之间的该覆盖区域包括该半线网层19和轴线延伸最小的连续工作线网层18之间的区域，足够大来保证力的连续性。

根据本发明的其他特征，轴向延伸最远的该半线网层19与轴向最大延伸的连续工作线网层17接触。此外，该两个半线网层19、20覆盖该轴向最大延伸的连续工作线网层17的轴向外端。

该防护加强件23径向覆盖该工作胎冠加强件24，防护加强件23是由两个由弹性钢制芯线构成的线网层21、22构成。这些芯线是所谓弹性的，在横向力等于断裂载荷情况下，具有至少等于4％的相对伸长，反之，在10％的断裂载荷下测量相对延长小于0.2％的芯线称为不可延伸。该两个线网层的芯线，从线网层21的芯线至线网层22的芯线相交叉，与环向形成分别等于-24°和+24°的最小理论角度。径向最靠近该工作线网层的该防护线网层21的芯线与径向离胎体加强件最远的工作半线网层20的芯线交叉；根据另一个变化的实施例，本发明的该两个防护线网层的径向序列颠倒，同时该线网层的芯线保持彼此相交叉。

最宽的防护线网层21的轴向宽度使其覆盖该工作加强件24的轴向宽度；就是说它轴向范围的一个作用是径向覆盖所有的工作线网层。换言之，该最宽防护线网层21的外端在该半线网层19轴向外边。

最窄防护线网层22的轴向外端在轴向向外伸出最近的该半线网层20轴向外端和最宽工作线网层17轴向外端之间。

图3示出了本发明的一个不同胎冠加强结构的径向截面。根据本发明的第二实施例，一叠线网层25至32构成一个轮胎的工作胎冠加强件33，该加强件被一个防护加强件34包覆。

该工作加强件33具有四个轴向连续的线网层25、26、27和28，这些线网层具有分别等于0.50S0、0.45S0、055S0、0.40S0的理论宽度L25、L26、L27、L28，如前所述，在此S0是当其安装在其轮辋上并充气到额定压力时该胎冠加强件的最大轴向宽度。

这四个连续工作线网层由不可延伸的金属芯线构成，它们在每个线网层25至28中彼此平行，并且从一个线网层25、27至下一个线网层26、28交叉，与轮胎的环向形成分别等于+18°、-24°、+20°和-20°的最小理论角度α25、α26、α27和α28。

该工作胎冠加强件33随后通过与两个半线网层29、30重叠而完成。如上所述，这两个半线网层相对于该环向中心平面对称设置在该轮胎的线网层叠的部分上，该轮胎没有示出，这两个半线网层也具有不可延伸的金属芯线，它们彼此平行，并且从该线网层29至线网层30以分别等于-23°和+34°的最小理论角度β29、β30交叉。

该径向平面与最靠近环向中心平面的半线网层29的内端分开的轴向距离等于0.10S0。

该防护加强件34与图2所示的相同，并由线网层31和32构成，径向覆盖该工作加强件33。

与图2相比较，图3中的结构具有连续工作线网层，至少线网层25、26、28较宽。这个在结构上的不同特点在增加连续工作线网层和工作半线网层之间的结合表面方面有作用。该线网层之间的结合表面的增加使该轮胎有更大的防偏离角度力的能力。

这个结构还在中间区域比图2所示情况具有更大的粘和力。

此外，由于该半线网层29比图2中的半线网层19远离该环向中心平面，图3所示结构使得该胎冠在中央的柔性增加。

图4示出了本发明的一个第三胎冠加强结构的径向截面，根据本发明的第三实施例，一叠线网层35至40构成一个轮胎的工作胎冠加强件41，该加强件被一个防护加强件42包覆。

该工作加强件41具有两个轴向连续的线网层35和36，这些线网层具有分别等于0.45S0和0.65S0的理论宽度L35和L36，如前所述，在此S0是当其安装在其轮辋上并充气到额定压力时该胎冠加强件的最大轴向宽度。

这两个连续工作线网层由不可延伸的金属芯线构成，它们在每个线网层35和36中彼此平行，并且从一个线网层35至下一个线网层36交叉，与轮胎的环向形成分别等于-15°和+24°的最小角度α35和α36。

该工作胎冠加强件41随后通过与两个半线网层37、38重叠而完成。如上所述，这两个半线网层相对于该环向中心平面对称设置在该轮胎的线网层叠的部分上，该轮胎没有示出，这两个半线网层具有不可延伸的金属芯线，该芯线彼此平行，并且从线网层37至线网层38以分别等于-18°和+34°的最小理论角度β37、β38交叉。

该径向平面与最靠近环向中心平面的半线网层37的内端分开的轴向距离等于0.080S0。

该防护加强件42与前面两个实施例的相同，并由线网层39和40构成，径向覆盖该工作加强件41。

与上述两个实施例不同的是，该胎冠结构只具有两个连续工作线网层，这个实施例使在该胎冠的中央具有比前述情况更大的柔性。

这些实施例不能进行限制性的解释，并且有许多的变换实施例；特别是可以提供插入该连续工作线网层之间的工作半线网层，还能够具有三个连续工作线网层，也可以转换该防护线网层芯线的方向。

Claims (8)

1、一种重载车辆的轮胎，包括一个被一个工作胎冠加强件径向覆盖的径向胎体加强件，该工作胎冠加强件具有至少两个连续工作胎冠线网层，该工作胎冠线网层由与该环向形成在10°和35°之间的角度α、α′的、从一线网层至另一线网层交叉的金属加强件构成，其特征在于：该工作胎冠线网层在该环向中心平面的每一边由至少两个的半线网层完成，在该半线网层中该金属加强件与该环向形成大于最小角度α、α′的角度β、β′，其中轴向向外延伸最远的半线网层与轴向最宽的连续工作胎冠线网层接触，并且该两个半线网层径向覆盖该轴向最宽的连续工作线网层的轴向外端。

2、根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于：该连续线网层和该工作半线网层由不可延伸的金属加强件构成。

3、根据权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于：该半线网层中的至少一个具有覆盖住该最窄的胎冠线网层端部的区域。

4、根据权利要求1至3之一的轮胎，其特征在于：该半线网层之一的加强件大于最小角度α、α′至少10°。

5、根据权利要求1至4之一的轮胎，其特征在于：该半线网层的加强件彼此交叉。

6、根据权利要求1至5之一的轮胎，其特征在于：该工作胎冠加强件由一个防护线网层完成，该防护线网层具有至少两个弹性金属加强件的线网层。

7、根据权利要求6的轮胎，其特征在于：一个防护线网层具大于轴向最宽的工作线网层宽度的宽度。

8、根据权利要求6或7的轮胎，其特征在于：该径向外边的防护线网层具有一个轴向外端，该轴向外端在轴向向外延伸最小的半线网层轴向外端和最宽连续工作线网层的轴向外端之间。

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