用于重型车辆的轮胎的制作方法

专利名称：用于重型车辆的轮胎的制作方法
用于重型车辆的轮胎本发明涉及具有径向胎体增强件的轮胎，特别涉及将要安
装在承载较重载荷并以持久的速度行驶的车辆(例如货车、拖拉机、 拖车、或高速公路用巴士)上的轮胎。目前，也是最通常地，轮胎的增强装置(armature)或者增
强件，尤其是重型车辆类的车辆轮胎的增强装置或者增强件，是通过 堆叠一层或多层传统上被称为"胎体帘布层"、"胎冠帘布层"等的帘 布层构成。这种指定增强装置的方式起源于其制造工艺，该制造工艺 包括制造一系列以多个帘布层为形式的半成品，这些帘布层设有通常 沿纵向方向的帘线增强线，然后将这些帘布层组装或堆叠来制造轮胎 原坯。生产出来的帘布层是平坦的状态，而且尺寸很大，随后要根据 指定产品的尺寸进行裁剪。在第一阶段中，帘布层仍然是在基本平坦 的状态下装配。然后，这样制成的原坯通过成型而获得轮胎普遍具有 的环状复曲外形(toroidalprofile)。然后把被称为"收尾"产品的半成品 应用在原坯上，以得到可以被硫化的产品。这样的"传统"类型的工艺，尤其是在制造轮胎原胚的阶 段，涉及使用锚固元件(通常是胎圈金属丝)把胎体增强件锚固或固 定在轮胎胎圈的区域中。因此，在此类工艺中，构成胎体增强件的所 有(或只有其一部分)帘布层的一部分围绕设置在轮胎胎圈中的胎圈 金属丝向上翻转。这样，胎体增强件就被锚固在胎圈中了。虽然有各种不同的制造帘布层及其组件的工艺，但工业中 对这种传统类型工艺的普遍采用使得本领域的技术人员要使用反映这 一工艺的词汇；因此被普遍接受的术语，尤其包括术语"帘布层"、"胎 体"、"胎圈金属丝"、"成型"等，用于指代从平坦外形到环状复曲等 等外形的转变。
现在，恰当地讲，有些轮胎不含有根据前面定义的"帘布
层"或"胎圈金属丝"。例如，文献EP0 582 196描述了不使用帘布 层形式的半成品而制造的轮胎。例如，不同增强结构的增强元件被直 接用于相邻的橡胶混合物层，然后它们再以连续的层的形式被整体地 应用于环形复曲胎芯，该环形复曲胎芯的形式使得可以直接获得与所 制造的轮胎的最终外形相近的外形。因此，在这种情况下，就不再存 在任何"半成品"、或任何"帘布层"和"胎圈金属丝"。基础产品， 例如橡胶混合物和帘线或长丝形式的增强元件，可以直接应用于胎芯。 由于该胎芯是环状复曲形式的，因此就不再需要对原胚进行成型以使 其从平坦外形变成环状复曲外形了 。而且，该文件中描述的轮胎也没有"传统的"胎体帘布层 绕胎圈金属丝的向上翻转。这种锚固方式被下面的设置所代替在与 所述侧壁增强结构相邻的位置排布圆周帘线，将它们全部包埋在用于 锚固或粘合的橡胶混合物中。还有一些利用半成品在环形复曲胎芯上装配的工艺，这些 半成品尤其适用于快速、有效和简便地铺设在中央胎芯上。最后，也 可以利用既包含用于制造特定构造部分(例如帘布层、胎圈金属丝等) 的特定半成品、同时又通过直接应用混合物和/或增强元件来制造其他 部分的混合形式。在本文中，为了考虑最近在产品制造和设计领域中的技术 发展，传统术语例如"帘布层"、"胎圈金属丝"等有利地被中性术 语或独立于所采用工艺的类型的术语代替。因此，术语"胎体类增强 线"或"侧壁增强线"有效地指代传统工艺中的胎体帘布层的增强元 件，以及通常应用于侧壁的层面高度、利用不涉及半成品的工艺制造 出的轮胎的相应增强元件。对于其部分，术语"锚固区域"可同等地 表示在传统工艺中围绕胎圈金属丝的胎体帘布层的"传统"向上翻转， 也可表示由圆周增强元件、橡胶混合物以及相邻的通过使用应用到环 形复曲胎芯上的工艺而制造的底部区域的侧壁增强部分所构成的组 件。通常，在重型车辆的轮胎中，胎体增强件锚固在胎圈区域 中的任何一侧，并且被由至少两个层构成的胎冠增强件径向覆盖，该
至少两个层相互重叠并由在每层中平行的帘线或缆线形成。该胎体增 强件还可以包括一层具有低延展率并与圆周方向成在45。至90°之间的
角度的金属线或缆线，被称为三角帘布层(triangulationply)的该层在 径向上位于胎体增强件和被称作工作层的第一胎冠帘布层之间，该胎 冠帘布层由角度绝对值至多等于45。的帘线或者缆线形成。该三角帘布 层与至少所述工作帘布层构成三角增强结构，该三角增强结构在承受 不同应力的情况下产生较小变形，三角帘布层的关键作用是吸收轮胎 的胎冠区域中所有增强元件都要承受的横向压力。胎冠增强件包括至少一个工作层，当所述胎冠增强件包括 至少两个工作层时，其由在每一层中彼此平行并在层与层之间彼此交 叉且与圆周方向形成10°至45。之间的角度的不可伸长的金属增强元件 构成。所述构成工作增强结构的工作层还可以被至少一个所谓的保护 层覆盖，该保护层有利地由被称作"弹性元件"的金属可延伸增强元 件构成。对于用于"重型车辆"的轮胎，通常设有单一保护层，并 且在多数情况下，其保护元件以与工作层的增强元件相同的方向和绝 对值相同的角度定位，所述工作层位于径向最外侧并因此是径向邻近 的。对于将要行驶在相对崎岖路面上的建筑车辆轮胎，设置两个保护 层是有利的，其增强元件在层与层之间交叉，并且位于径向内侧的保 护层的增强元件与邻近所述径向内侧的保护层的径向外侧的工作层的 不可延伸的增强元件交叉。当缆线受到等于断裂载荷10%的拉伸力的作用，其相对伸 长至多等于0.2%时，所述缆线被称为是不可拉伸的。当缆线受到等于断裂载荷的拉伸力的作用，其相对伸长至 少等于4%时，所述缆线被称为是弹性的。轮胎的圆周方向，或者纵向，是对应于轮胎的周长方向并 被轮胎的滚动方向所定义的方向。轮胎的横向或轴向平行于轮胎的转动轴。
径向方向是与轮胎的转动轴相交并垂直的方向。
轮胎的转动轴是在正常使用中轮胎转动所围绕的轴。
径向平面或子午平面是包含轮胎转动轴的平面。
圆周中平面或赤道平面是垂直于轮胎旋转轴并且将轮胎分 为两半的平面。
由于全世界公路网络的改善和高速公路网络的增长，目前 被称为"高速公路用"轮胎(highway tires)的某些轮胎要行驶在高速 公路上，并且行驶在不断加长的旅途中。无疑，这种轮胎行驶所需的 所有条件都会要求增加其行驶的公里数并降低轮胎的磨损；另一方面， 后者的耐久性，尤其是对于胎冠增强件来讲，因此被损害了。
事实上，在胎冠增强件的层面存在应力，更具体地讲，在 各胎冠层之间存在剪切应力，使得轴向最短的胎冠层的末端高度处的 工作温度有不可忽略的升高，从而导致所述末端处的橡胶出现裂缝的 外观和扩散。
为了改善所述类型轮胎的胎冠增强件的耐久性，已经提出 了涉及层和/或设置在帘布层末端(尤其是轴向最短的帘布层的末端) 之间和/或周围的橡胶混合物的轮廓元件的结构和质量的解决方案。
为了改善位于胎冠增强件边缘附近的橡胶混合物的抗老化 (degradation)能力，法国专利FR 1 389 428提出结合具有低滞后效应 的胎面，使用由具有低滞后效应的橡胶混合物形成的橡胶轮廓元件覆 盖至少胎冠增强件的侧面和边缘。
为了避免各胎冠增强件帘布层之间的分离，法国专利FR2 222 232教导了用橡胶垫包裹增强件的末端，其Shore A硬度与覆盖所 述增强件的胎面的该硬度不同，并且大于设置在胎冠增强件帘布层边 缘与胎体增强件之间的橡胶混合物的轮廓元件的Shore A硬度。
法国申请FR2 728 510提出首先在胎体增强件与径向最靠 近旋转轴的胎冠增强件工作帘布层之间设置轴向连续的帘布层，该帘 布层由与圆周方向形成至少等于60。角的不可拉伸的金属缆线构成，并 且其轴向宽度至少等于最短的工作胎冠帘布层的轴向宽度，其次在两 个工作胎冠帘布层之间设置基本与圆周方向平行定位的由金属元件形 成的附加帘布层。
这样构造的轮胎的加长的行驶导致在附件帘布层的缆线 中，尤其是在所述帘布层的边缘出现疲劳失效，无论所谓的三角帘布 层是否存在。为了克服这样的缺点并改善这些轮胎的胎冠增强件的耐久性，国际申请WO 99/24269提出，在赤道平面的任何一侧并在基本平 行于圆周方向的增强元件的附加帘布层的直接轴向伸长中，以一定的 轴向距离连接由在各帘布层之间交叉的增强元件形成的两个工作胎冠 帘布层，然后通过橡胶混合物的轮廓元件至少在所述两个工作帘布层 公共的剩余宽度上使它们脱离连接。
本发明的-一个目的提供一种用于"重型车辆"的轮胎，与 传统轮胎相比，其耐久性能被进一步改善了。
该目的是根据本发明通过一种具有径向胎体增强件轮胎实 现的，该轮胎包括由不可拉伸的增强元件的至少两个工作胎冠层形成 的胎冠增强件，该增强元件在一个帘布层和另一帘布层之间交叉并且 与圆周方向形成10。至45。之间的角度，所述胎冠增强件本身被胎面径 向覆盖，所述胎面通过两个侧壁结合至两个胎圈，所述轮胎在每一肩 部包括至少一个附加的增强元件层，该增强元件在该层中彼此平行、 并且其定向基本垂直于径向邻近所述附加层的工作层的增强元件，所 述附加层径向地邻近径向外侧的工作胎冠层的边缘，并且所述附加层 的轴向外侧端的位置使得其与轮胎赤道平面的距离等于所述平面和其 邻近的工作层的端部之间的距离。
根据本发明的一个优选变化实施例，所述附加层位于径向 外侧的工作胎冠层的边缘的径向外侧。
在本发明的上下文中，基本相对于工作层的增强元件垂直 定向的增强元件对应于这些不同元件的方向之间所形成的角度在70至 90°之间，并优选地大于80。。
增强元件的层的轴向宽度或者所述层的端部的轴向位置在 轮胎的横截面上测量，因此轮胎处于非充气状态。
对根据本发明这样定义的轮胎进行的测试显示，与不包含 以本发明所述为例的附加层的更传统的设计相比，轮胎耐久性方面的 性能被改善。这些结果的一种解释可以表明附加层，更确切地讲，附 加层的增强元件，可以限制其邻近的工作层末端处的初始裂缝的扩散。
这种作用可能是对设置在所述工作层的增强元件与附加层的增强元件 之间的压延橡胶复合物的增强的结果。
根据本发明的一个优选实施例，粘着性橡胶混合物的层P 至少设置在工作胎冠层的端部之间，并且所述层P的轴向外侧端位于 轴向最宽的工作胎冠层的端部的轴向外侧。
这样定义的层P —方面导致工作胎冠层脱离连接，其本身 有利于改善轮胎的耐久性，另一方面，可利于保证附加层和特别是不 与所述附加层邻接的工作胎冠层的末端之间的最小距离大于1.5mm。
"连接的帘布层"应理解为表示多个帘布层，其各自的增 强元件以至多1.5mm的距离被径向隔开，橡胶的所述厚度在所述增强 元件的各自上端母线和下端母线之间径向测得。
根据本发明的一个有利实施例，层P的弹性模量和与附加 层邻近的工作层的压延成形层(calendering layer)的弹性模量的比值 在0.5和1之间。所述压延成形层是将工作层的增强元件与层P隔开的 橡胶层。
橡胶混合物的"弹性模量"应理解为表示在环境温度下， 在10%的拉伸变形条件下'的正割模量(secant modulus)。
模量的测量在拉伸条件下根据1988年9月的标准 AFNOR-NFT-46002进行在10%伸长条件下，在二次伸长中(即调 节循环之后)测量名义正割模量(或表观应力，单位MPa)(根据1979 年12月的标准AFNOR-NFT-40101中的一般温度和相对湿度条件)。
根据本发明的此实施例，所提供的弹性模量的比值尤其可 以在较少热耗散并因此在轮胎的这个区域中较少加热的条件下获得工 作层的脱离连接。
仍然优选地，层P的轴向内侧端与轴向最窄的工作胎冠帘 布层的端部之间的所述层P的轴向宽度D为 3.&《L^20.A其中^是轴向最窄的工作胎冠帘布层的增强元件的直径。这样的关系 定义了橡胶混合物的层P与轴向最窄的工作帘布层之间的接合区域。 在等于径向外侧的工作帘布层的增强元件的直径三倍的值以下的这种 接合可能不足以获得工作帘布层的脱离连接，以特别地在轴向最窄的
工作帘布层的端部处获得应力的降低。接合值大于轴向最窄的工作帘 布层的增强元件的直径的二十倍的此接合，可能导致轮胎的胎冠增强 件的滑动刚度(skidrigidity)的过分降低。
优选地，粘性橡胶混合物的所述层P的轴向内侧端与轴向 最窄的工作胎冠层的轴向外侧端之间的粘性橡胶混合物层P的轴向宽 度D大于5mm。
本发明还优选地提供层P，在轴向最窄的工作胎冠帘布层 的轴向外侧端处，该层P的厚度使得被所述层P分隔的两个工作胎冠 帘布层之间的径向距离d满足下述关系 3/5-02 <<i <5.^2其中&是轴向最窄的工作胎冠帘布层的增强元件的直径。
从缆线到缆线测量距离d，即在第一工作帘布层和第二工 作帘布层的缆线之间测量。换言之，该距离d覆盖了层P的厚度和压 延成形的橡胶混合物的各自厚度，该橡胶混合物位于径向内侧工作帘 布层的缆线的径向外侧，并位于径向外侧工作帘布层的缆线的径向内
在轮胎的横截面上进行厚度的不同测量，因此轮胎处于非 充气状态。
根据本发明的一个优选实施例，轴向最宽的工作胎冠层位 于其他工作胎冠层的径向内侧。
仍然优选地，轴向最宽的工作胎冠层的轴向宽度与轴向最 窄的工作胎冠层的轴向宽度之差在5至30mm之间。
根据本发明的一个有利的变化实施例，工作胎冠层的增强 元件与圆周方向形成的角度小于30°，优选地小于25°。
根据本发明的一个变化实施例，工作胎冠层包括在一个帘 布层和另一帘布层之间交叉、并与圆周方向形成在轴向中可变的角度 的增强元件，与在圆周中平面水平测得的所述元件的角度相比，所述 可变的角度在增强元件层的轴向外侧边缘上更大。本发明的这种实施 例可以在一些区域中提高圆周刚度，而在其他区域中降低此刚度，尤 其为了降低胎体增强件的压力。
本发明的一个优选实施例还提出胎冠增强件通过由被称为 弹性增强元件构成的被称为保护层的至少一个补充层径向结束于径向 外侧，该弹性增强元件相对于圆周方向以10。至45。之间的角度定位， 并与径向地与其邻近的工作层的不可拉伸元件所形成的角度处于相同 方向。
保护层可以具有比最窄的工作层的轴向宽度小的轴向宽度。所述保护层还可以具有比最窄的工作层的轴向宽度大的轴向宽度， 从而所述保护层覆盖最窄的工作层的边缘。在上述后一种情况中，由 弹性增强元件形成的保护层一方面可能通过轮廓元件与所述最窄的工 作层的边缘脱离连接，在另一方面，可以具有比最宽的胎冠层的轴向 宽度小或大的轴向宽度。
当保护层在轴向上比轴向最窄的工作胎冠层窄时，所述工 作胎冠层是径向最外侧的工作层，本发明有利地提出保护层的边缘径 向地邻近附加层的至少轴向内侧边缘、并优选地位于附加层的至少轴 向内侧边缘的径向外侧。
与本发明的前述变化例相比，为了获得本发明的这种实施 例(其中保护层的边缘径向邻近附加层并位于该附加层的外侧)，或者 保护层的端部轴向更靠近外侧，或者附加层的轴向内侧端轴向更靠近 内侧。换言之，或者保护层轴向更宽，或者附加层轴向更宽，被轴向 朝内部延伸。
根据前述的本发明的任一实施例，胎冠增强件还可以通过 由不可拉伸的增强元件形成的三角层结束，例如在胎体增强件和径向 最内侧的工作层的径向之间，所述不可拉伸的增强元件与圆周方向形 成大于40。的角度，并优选地位于与径向最靠近胎体增强件的层的增强 元件所形成的角度相同的方向。
根据本发明的第一变化实施例，附加层的增强元件是金属 增强元件。
根据本发明的另一变化实施例，附加层的增强元件是织物 增强元件。
本发明的一个有利实施例进一步提出，轮胎的胎冠增强件 包括至少一个圆周增强元件的连续层，圆周增强元件的轴向宽度优选 地小于轴向最宽的工作胎冠层的轴向宽度。
在轮胎的横截面上测量增强元件连续层的轴向宽度，轮胎 处于非充气状态。
根据本发明，在轮胎中设置的至少一个圆周增强元件的连 续层可以利于在以圆周中平面为中心的区域中获得不同增强层的几乎 无限半径的轴向曲率，这有利于轮胎的耐久性能。
根据本发明的一个有利实施例，至少一个圆周增强元件的 连续层的增强元件是金属增强元件，在0.7%的伸长条件下，其具有在 10至120GPa之间的正割模量，并具有小于150GPa的最大正切模量。
根据优选实施例，在0.7%的伸长条件下，增强元件的正割 模量小于lOOGPa并大于20GPa，优选地在30至90GPa之间，更优选 地小于80GPa。
仍然优选地，增强元件的最大正切模量小于130GPa，更优 选地小于120GPa。
在拉伸应力曲线上测量上述模量，该曲线是参照增强元件 的金属部分以20MPa的预应力确定的伸长的函数，该拉伸应力对应于 参照增强元件的金属部分测得的张力。
可以在拉伸应力曲线上测量相同增强元件的模量，该曲线 是参照增强元件的整体部分以lOMPa的预应力确定的伸长的函数，该 拉伸应力对应于参照增强元件的整体部分测得的张力。增强元件的整 体部分是由金属和由橡胶构成的复合元件的部分，后者特别地在轮胎 硫化阶段穿入增强元件。
根据相对于增强元件的整体部分的这种结构，圆周增强元 件的至少一层增强元件是金属增强元件，在0.7%的伸长条件下，具有 5至60GPa之间的正割模量，并且其最大正切模量小于75GPa。
根据一个优选实施例，增强元件在0.7%的伸长条件下的正 割模量小于50GPa，并大于10GPa，优选地在15至45GPa之间，更优 选地小于40GPa。
仍然优选地，增强元件的最大正切模量小于65GPa，更优 选地小于60GPa。
根据一个优选实施例，圆周增强元件的至少一个连续层的 增强元件是金属增强元件，该金属增强元件所具有的拉伸应力曲线是
相对伸长的函数，其对于较小的拉伸具有较缓的梯度，而对于较大的 拉伸则具有基本为常数的较陡的梯度。圆周增强元件的连续层的这种增强元件被称为"双模量"(bimodular)元件。
根据本发明的优选实施例，所述基本为常数的较陡的梯度 出现于相对伸长在0.1。％至0.5%之间及以上。
在取自轮胎的增强元件上测量上述增强元件的不同特性。
更适于制造根据本发明的圆周增强元件的至少一个连续层 的增强元件是如公式21.23所示的组件，公式21.23的结构为 3x(0.26 + 6x0.23) 4.4/6.6 SS;这种成股缆线由21条基本帘线形成， 该基本帘线的公式为3x(l + 6)，三个股扭结在一起，每一股均由7条 帘线形成，形成中央芯的一条帘线直径为26/100mm，六条缠绕帘线的 直径为23/100mm。这样的缆线在0.7%的伸长条件下具有45GPa的正 割模量以及98GPa的最大正切模量，所述两个模量都在拉伸应力曲线 上测得，该曲线是参照增强元件的金属部分山20MPa的预应力所确定 的伸长的函数，该拉伸应力对应于参照增强元件的金属部分测得的张 力。当拉伸应力曲线是参照增强元件的整体部分由lOMPa的预应力所 确定的伸长的函数并且该拉仲应力对应于参照增强元件的整体部分测 得的张力时，在该拉伸应力曲线上，公式21.23的缆线在0.7%的伸长 条件下具有23GPa的正割模量和49GPa的最大正切模量。
同样，增强元件的另一实例是公式21.28中的组件，公式 21.28的结构为3x(0.32 + 6x0.28) 6.2/9.3 SS 。此缆线在0.7%的伸长条 件下具有56GPa的正割模量以及102GPa的最大正切模量，所述两个 模量都在拉伸应力曲线上测得，该曲线是参照增强元件的金属部分由 20MPa的预应力所确定的伸长的函数，该拉伸应力对应于参照增强元 件的金属部分测得的张力。当拉伸应力曲线是参照增强元件的整体部 分由lOMPa的预应力所确定的伸长的函数并且该拉伸应力对应于参照 增强元件的整体部分测得的张力时，在该拉伸应力曲线上，公式21.28 的缆线在0.7%的伸长条件下具有27GPa的正割模量和49GPa的最大 正切模量。
这种增强元件在圆周增强元件的至少一个连续层中的使用 特别可以使所述层保有满意的刚度，包括在传统制造工艺中的成型和
硫化阶段之后。
根据本发明的第二实施例，连续层的圆周增强元件可以由 不可拉伸的金属元件段构成，以形成长度远小于最短层的周长、同时优选地比所述周长的0.1倍大的部分，部分之间的段轴向彼此偏移。仍然优选地，圆周增强元件的连续层的单位宽度的拉伸弹性模量小于在 相同条件下测得的最具拉伸性的工作胎冠层的拉伸弹性模量。这样的 实施例可以以简单的方式赋予圆周增强元件的连续层可以简便调节的 模量(通过选择同一行的部分之间的间隔)，但在所有情况下，该模量 都低于由相同但连续的金属元件构成的层的模量，圆周增强元件的连 续层的模量在取自轮胎的切割元件的硫化层上测量。
根据本发明的第三实施例，连续层的圆周增强元件是波动 金属元件，波动幅度与波长的比值""至多等于0.09。优选地，圆周增 强元件的连续层的单位宽度的拉伸弹性模量小于在相同条件下测得的 最具拉伸性的工作胎冠层的拉伸弹性模量。
金属元件优选是钢缆。
根据本发明的一个变化实施例，圆周增强元件的至少一个 连续层径向设置在两个工作胎冠层之间。
根据后一变化实施例，圆周增强元件的连续层可以比位于 其他工作胎冠层径向外侧的相似层更显著地限制胎体增强件的增强元 件的压縮。优选地，其通过至少一个工作层与胎体增强件径向隔开， 从而限制所述增强元件上的应力并使其免于过度疲劳。
同样有利地，在圆周增强元件的连续层径向设置在两个工 作胎冠层之间的情况下，径向邻近圆周增强元件层的工作胎冠层的轴 向宽度大于所述圆周增强元件层的轴向宽度。
参考

图1至5，根据对本发明的实施例的描述，本发明的 其他有利细节和特点将显而易见，其中图1是根据本发明的一个实施例的轮胎的子午面视图； 图2是根据本发明的第二实施例的轮胎的子午面视图； 图3是根据本发明的第三实施例的轮胎的子午面视图； 图4是根据本发明的第四实施例的轮胎的子午面视图； 图5是根据本发明的第五实施例的轮胎的子午面视图。
为了简化理解，附图没有按比例显示。附图只显示了轮胎 的一半视图，该视图可相对于表示轮胎圆周中平面或者赤道平面的轴线xx'对称延伸。
在图1中，尺寸为295/60R 22.5X的轮胎1具有的H/S比率为0.60， H是在轮胎1的安装轮缘上的轮胎高度，S是其最大轴向宽 度。所述轮胎1包括锚固在两个胎圈(在图中未显示)中的径向胎体 增强件2。胎体增强件由单层金属缆线构成。该胎体增强件2被胎冠增 强件4包裹，从径向内侧到外侧由下述结构构成一由未包封的不可拉伸金属11.35缆线形成的第一工作层41，所 述缆线在帘布层的整个宽度上连续，并以18。角定位，一由未包封的不可拉伸金属11.35缆线形成的第二工作层42，所 述缆线在帘布层的整个宽度上连续，并以18。角定位，并且与层41的 金属缆线交叉；层42轴向上小于层41，一由相对于工作层42的增强元件大致垂直地定向的缆线形成的 附加层43;所述缆线与圆周方向形成72。角，并与层42的增强元件形 成90°角。层43位于径向外侧的工作层42的径向外侧并与其相邻，并 轴向延伸到层42的轴向外侧端。 一方面对4.23金属缆线进行了测试， 另一方面对PET144X2织物缆线进行了测试。
第一工作层41的轴向宽度L4,等于234mm。
第二工作层42的轴向宽度L42等于216mm。
相对于工作层42的增强元件径向定位的增强元件的附加 层43具有18mm的宽度。
胎冠增强件本身的上面设有胎面5。
径向位于工作胎冠层41和42之间并与之接触的被称为分 离橡胶的橡胶层P覆盖所述工作层41的端部，并延伸过所述层41的 轴向外侧端。橡胶混合物的层P具体是在工作层41与径向外侧的工作 层42的端部之间造成分离。两个工作层41和42之间的层P的接合区 域由其厚度定义，或者更确切地由层42的端部和层41之间的径向距离d以及由所述层P的轴向内侧端与轴向外侧的工作胎冠层的端部之 间的其轴向宽度D定义。径向距离d等于3.5mm。轴向距离D等于 20mm，或大致是工作帘布层42的增强元件的直径^的13.3倍，直径-2 等于1.5mm。
层P和层42的压延成形层的弹性模量相同，等于lOMPa; 因此所述模量之间的比值等于1。
图2中，轮胎21与图1中所示的轮胎的不同之处在于其进 一歩包括一由弹性金属18x23缆线形成的保护层244，其轴向宽度等于 160mm，以及一被称为三角层的增强元件245的补充层，其宽度基本等于 200mm，由不可拉伸的金属9x28缆线构成。该层245的增强元件与圆 周方向形成大约60。的角度，并按照与工作层241的增强元件相同的方 向定位。该层245尤其可以有利于吸收轮胎的胎冠区域中所有增强元 件都要承受的横向压缩应力。
图3中，轮胎31与图1中所示的轮胎的不同之处在于其包 括插入两个工作层341和342之间的附加层343。实际上，层343径向 邻近层342并位于其内侧。根据图中未显示的本发明的其他实施例， 附加层343也可以径向邻近层341并位于所述工作层341的外侧或者
图4显示了根据本发明的一个变化实施例的轮胎41，与图 2的实施例相比，该轮胎进一歩包括插入工作层441和442之间的圆周 增强元件的连续层446。该连续层446具有196mm的宽度L446，比工 作层441和442的宽度小。
图5显示了根据本发明的一个变化实施例的轮胎51，与图 2的实施例相比，其具有径向邻近并位于附加层543外侧的保护层544。 根据此实施例，附加层543的轴向内侧端的轴向宽度为10mm的一段 径向地位于工作层542和保护层544之间。
图5中，相对于具有此保护层的其他附图加宽了此保护层； 可通过更宽的附加层获得图中未显示的相似结果，所述附加层的轴向
内侧端进一步位于内侧，以获得与比图5中所示轴向宽度更窄的保护 层的重叠。
对根据图2所示按照本发明制造的轮胎进行了测试，并且与相同的但使用传统配置生产的参考轮胎进行了比较。 一方面对类型为4.23的附加层的增强元件进行了测试，另一方面对类型为PET144x2 的织物增强元件进行了测试。
所述传统轮胎不包括附加层43。在另一方面，其包括保护 层和三角层。
第一耐久性测试在相同车辆上安装每一种轮胎，并使每一 车辆沿着直线路径行驶，为了加速这类测试，轮胎受到比评估载荷更 大的载荷。
包括传统轮胎的参考车辆在行驶开始时附加了每个轮胎 3600kg的载荷，在行驶结束时，改变载荷达到4350kg。
包括根据本发明的轮胎的车辆在行驶开始时附加了每轮胎 3800kg的载荷，在行驶结束时，改变载荷达到4800kg。
当轮胎被破坏和/或不再正常工作时，测试结束。
这样进行的测试显示，安装了根据本发明的具有金属增强 元件的轮胎的车辆所行驶的距离比参考车辆所行驶的距离长56。％，安 装了根据本发明的具有织物增强元件的轮胎的车辆所行驶的距离与参 考车辆所行驶的距离相等。因此可以显示即使受到更高的载荷应力， 根据本发明的轮胎仍然具有比参考轮胎显著提高的性能。
在测试机器上进行了其他耐久性测试，在载荷条件从额定 载荷的60%变化到200%的条件下以及在推力条件从被施加载荷的0 倍变化到0.35倍的条件下，交替地改变左转、右转、然后再沿直线行 驶的顺序。速度在30至70km/h之间。当轮胎被破坏和/或不再正常工 作时，测试结束。
获得的结果显示根据本发明的安装有金属增强元件的轮胎 所行驶的距离比参考轮胎所行驶的距离长42。％，根据本发明的安装有 织物增强元件的轮胎所行驶的距离比参考轮胎所行驶的距离长54%。
权利要求
1、一种具有径向胎体增强件的轮胎，包括由不可拉伸的增强元件形成的至少两个工作胎冠层构成的胎冠增强件，所述增强元件在一个帘布层与另一帘布层之间交叉并与圆周方向形成10°至45°之间的角度，所述胎冠增强件自身被胎面径向覆盖，所述胎面通过两个侧壁结合至两个胎圈，其特征在于所述轮胎在每一肩部中包括至少一个附加的增强元件的层，所述增强元件在所述层中彼此平行，并且其定向相对于径向地邻近所述附加层的工作层的增强元件基本垂直；所述附加层径向地邻近径向外侧的工作胎冠层的边缘；并且所述附加层的轴向外侧端与轮胎的赤道平面的距离等于所述平面与其邻近的工作层的端部之间的距离。
2、 如权利要求1所述的轮胎，其特征在于所述附加层位于径向外 侧的工作胎冠层的边缘的径向外侧。
3、 如权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于粘性橡胶混合物的 层P至少设置在工作胎冠层的端部之间，并且层P的轴向外侧端位于 轴向最宽的工作胎冠层的端部的轴向外侧。
4、 如权利要求3所述的轮胎，其特征在于层P的弹性模量和邻近 附加层的工作层的压延成形层的弹性模量之间的比值在0.5和1之间。
5、 如权利要求3或4所述的轮胎，其特征在于所述层P的轴向内 侧端与轴向最窄的工作胎冠帘布层的端部之间的所述层P的轴向宽度 D为其中^是径向外侧的工作胎冠帘布层的增强元件的直径。
6、 如权利要求3至5中任一项所述的轮胎，其特征在于粘性橡胶 混合物的层P的轴向内侧端与轴向最窄的工作胎冠层的轴向外侧端之间的所述粘性橡胶混合物层P的轴向宽度大于5mm。
7、 如权利要求3至6中任一项所述的轮胎，其特征在于在轴向最 窄的工作胎冠帘布层的轴向外侧端处，所述层P的厚度使得被所述层P分隔的两个工作胎冠帘布层之间的径向距离d满足下述关系其中&是径向外侧的工作胎冠帘布层的增强元件的直径。
8、 如前述权利要求中任一项所述的轮胎，其特征在于轴向最宽的 工作胎冠层位于其他工作胎冠层的径向内侧。
9、 如前述权利要求中任一项所述的轮胎，其特征在于轴向最宽的 工作胎冠层的轴向宽度与轴向最窄的工作胎冠层的轴向宽度之差在5 至30mm之间。
10、如前述权利要求中任一项所述的轮胎，其特征在于工作胎冠 层的增强元件与圆周方向形成的角度小于30°，优选地小于25°。
11、 如前述权利要求中任一项所述的轮胎，其特征在于工作胎冠 层包括在一个帘布层和另一帘布层之间交叉、并与圆周方向形成在轴 向中可变的角度的增强元件。
12、 如前述权利要求中任一项所述的轮胎，其特征在于胎冠增强 件通过由被称为弹性增强元件构成的被称为保护层的至少一个补充层 结束于径向外侧，所述弹性增强元件相对于圆周方向以10°至45°之间 的角度定位，并与径向与其邻近的工作层的不可拉伸元件所形成的角 度处于相同方向。
13、 如前述权利要求中任一项所述的轮胎，其特征在于胎冠增强 件包括由与圆周方向形成大于40。角的金属增强元件构成的三角层。
14、 如前述权利要求中任一项所述的轮胎，其特征在于所述附加 层的增强元件是金属增强元件。
15、 如权利要求1至13中任一项所述的轮胎，其特征在于所述附 加层的增强元件是织物增强元件。
16、 如前述权利要求中任-一项所述的轮胎，其特征在于胎冠增强件包括至少一个圆周增强元件的连续层。
17、 如权利要求16所述的轮胎，其特征在于圆周增强元件的至少 一个连续层的轴向宽度小于轴向最宽的工作胎冠层的轴向宽度。
18、 如权利要求16或17所述的轮胎，其特征在于圆周增强元件的至少一个连续层径向设置在两个工作胎冠层之间。
19、 如权利要求18所述的轮胎，其特征在于径向邻近圆周增强元 件的连续层的工作胎冠层的轴向寧度大于所述圆周增强元件的连续层 的轴向宽度。
20、 如权利要求16至19中任-一项所述的轮胎，其特征在于圆周 增强元件的至少一个连续层的增强元件是金属增强元件，在0.7%的伸 长条件下，所述金属增强元件具有在10至120GPa之间的正割模量， 并具有小于150GPa的最大正切模量。
21、 如权利要求20所述的轮胎，其特征在于在0.7%的伸长条件 下，增强元件的正割模量小于100GPa并优选地大于20GPa，更优选地 在30至90GPa之间。
22、 如权利要求20或21所述的轮胎，其特征在于增强元件的最 大正切模量小于130GPa,优选地小于120GPa。
23、 如权利要求16至22中任一项所述的轮胎，其特征在于圆周增强元件的至少一个连续层的增强元件是金属增强元件，该金属增强 元件所具有的拉伸应力曲线是相对伸长的函数，对于较小的拉伸具有 较缓的梯度，而对于较大的拉伸则具有基本为常数的较陡的梯度。
24、 如权利要求16至19中任一项所述的轮胎，其特征在于圆周增强元件的至少一个连续层的增强元件是金属增强元件段，以形成长度小于最短的帘布层的周长、但比所述周长的0.1倍大的部分，部分之 间的段彼此轴向偏移，圆周增强元件的连续层的单位宽度的拉伸弹性 模量优选地小于在相同条件下测得的最具拉伸性的工作胎冠层的拉伸 弹性模量。
25、 如权利要求16至19中任一项所述的轮胎，其特征在于圆周 增强元件的至少一个连续层的增强元件是波动金属增强元件，波动幅 度a与波长入的比值""至多等于0.09，圆周增强元件的连续层的单位 宽度的拉伸弹性模量小于在相同条件下测得的最具拉仲性的工作胎冠 层的拉伸弹性模量。
全文摘要
本发明涉及一种具有径向胎体增强件的轮胎，包括由不可拉伸的增强元件形成的至少两个工作胎冠帘布层(241，242)构成的胎冠增强件，所述增强元件在一个帘布层与另一帘布层之间交叉并与圆周方向形成10°至45°之间的角度，所述胎冠增强件自身被行驶胎面覆盖，所述行驶胎面通过两个侧壁装配至两个胎圈。本发明的特征在于所述轮胎在每一肩部中额外地包括至少一层增强元件层(243)，所述增强元件彼此平行，并且相对于径向地邻近所述附加层的工作层的增强元件基本垂直地定位，所述附加层径向地邻近径向外侧的工作胎冠层的边缘，其特征在于所述附加层的轴向外侧端与轮胎的赤道平面的距离等于所述平面与其邻近的工作层的端部之间的距离。
文档编号B60C9/20GK101213085SQ200680023555
公开日2008年7月2日 申请日期2006年6月28日 优先权日2005年6月30日
发明者G·内策, J·库埃 申请人:米其林技术公司;米其林研究和技术股份有限公司