专利名称：包括圆周增强元件层的用于重型车辆的轮胎的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有径向胎体增强件的轮胎，特别涉及打算安装在承载有较重载荷并以恒定速度在路面上行驶的车辆(例如货车、拖拉机、拖车或公共汽车)上的轮胎。
背景技术：
轮胎的增强件或者增强结构，尤其是重载类型的车辆的轮胎的增强结构或者增强件，当前是并且通常是由叠加的一个或多个帘布层构成，这些帘布层传统上被称为“胎体帘布层”、“胎冠帘布层”等。增强件的这种命名方式源于其制造方法，其制造方法涉及制造一系列帘布层形式的半成品，这些半成品具有通常为纵向的丝线状增强元件，然后将这些帘布层组装或叠加起来以便构建轮胎原坯。生产出来的帘布层是展平的状态，而且尺寸很大， 随后切割至指定产品的尺寸。起初，帘布层仍然装配成基本展平的状态。然后，这样制成的轮胎原坯(preform)通过成型获得轮胎普遍具有的超环面外形。然后把称为“最终”产品的半成品应用在轮胎原坯上，得到准备用于硫化的产品。诸如这样的“传统”类型的方法，特别是在制造轮胎原胚的阶段，涉及了使用锚固元件(通常是胎圈金属丝)把胎体增强件锚固或固定在轮胎的胎圈区域中。因此，在此类方法当中，构成胎体增强件的所有帘布层(或只是某些帘布层)的一部分在轮胎胎圈中的胎圈金属丝周围进行包裹。这样，将胎体增强件锚固在胎圈中。虽然有许多制造帘布层和组件的替代方法，但这种传统类型方法在工业中的普遍采用的事实已然引导了本领域的一般技术人员围绕这一方法而使用词汇；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，“成型”表示从展平外形到超环面外形的转变。现在，严格地来说，有些轮胎并不具有符合前面定义的“帘布层”或“胎圈金属丝”。 例如，文献EP 0 582 196描述了不使用帘布层形式的半成品而制造的轮胎。例如，各种不同增强结构的增强元件被直接用于橡胶混合物(rubber compounds)的相邻层，然后全部以连续层的方式应用于超环面状的胎芯，该胎芯的形状直接产生了与制造中的轮胎的最终外形相类似的外形。因此，在这种情况下，就不再存在任何“半成品”、或任何“帘布层”或“胎圈金属丝”。诸如橡胶混合物和丝线或细丝形式的增强元件的基础产品直接应用于所述胎芯。由于该胎芯呈超环面状的外形，因此就不再需要成型轮胎原胚以使其从展平外形变成超环面状外形了。而且，该文件中描述的轮胎也没有在胎圈金属丝周围对胎体帘布层进行“传统”的包裹。取代这种锚固方式的布置是，使圆周丝线位于相邻所述胎侧增强结构的位置，一切都嵌于锚固或粘合的橡胶混合物中。还有一些利用半成品在超环面状胎芯上装配的方法，这些半成品尤其适用于快速、有效和简便地在中心胎芯上的铺设。最后，也可以采用混合方式，其包含两种用于实现特定构造部分(如帘布层、胎圈金属丝等)的特定半成品，同时其它部分的则通过直接应用混合物和/或增强元件来实现。
在本文中，为了考虑在产品制造和产品设计两者领域中的最近的技术发展，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的方法的类型的术语代替。因此，术语“胎体型增强件”或“胎侧增强件”可以用于指代传统方法中的胎体帘布层的增强元件，以及根据不涉及半成品的方法生产的轮胎的相应的增强元件(通常应用于胎侧)。就术语“锚固区域”而言，其可以容易地表示在传统方法中围绕胎圈金属丝的胎体帘布层的“传统”包裹，正像它能够表示由底部区域的圆周增强元件、橡胶混合物以及相邻的胎侧增强部分所构成的组件那样，所述组件使用了包括向超环面状的胎芯上进行敷设的方法来来制造。通常，在重载车辆轮胎类型的轮胎中，胎体增强件锚固在胎圈区域的每一侧，并且被由至少两个层形成的胎冠增强件径向覆盖，该至少两个层相重叠并由多个丝线或帘线构成，所述丝线或帘线在每一层中平行并且在层与层之间交叉，从而与圆周方向成介于10° 和45°之间的角度。形成工作增强件的所述工作层还可以被至少一个由增强元件构成的称为保护层的层进行覆盖，该增强元件有利地为金属的并且是可延展的增强元件，这些增强元件被称为弹性增强元件。它还可以包括具有低延展性的金属丝线层或帘线层，其与圆周方向构成的角度包含在45°和90°之间，该称为三角帘布层的帘布层径向位于胎体增强件和被称为工作帘布层的第一胎冠帘布层之间，该第一工作胎冠帘布层由角度绝对值至多等于45°的平行丝线或者帘线形成。该三角帘布层与至少所述工作帘布层构成了三角增强件，该三角增强件在承受各种应力的情况下几乎未产生变形，该三角帘布层的本质作用是抵抗所有增强元件在轮胎的胎冠区域中所遭受的横向压缩载荷。对于重载车辆轮胎的情况，通常只有一个保护层，并且其保护元件在大多数情况下以与径向最外侧的因而径向相邻的工作层的增强元件相同的方向和绝对值相同的角度进行定向。对于打算行驶在相当崎岖不平路面上的工程作业车辆轮胎(machinery tyres), 具有两个保护层是有利的，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处于径向外侧的工作层中且相邻于所述径向内侧保护层的不可延展的增强元件交叉。当帘线在等于断裂强度10%的拉伸力的作用下，其出现的相对伸长至多等于 0. 2%时，所述帘线被称为是不可延展的。当帘线在等于断裂强度的拉伸力的作用下，其出现的相对伸长至少等于3%且最大切线模量小于150GPa时，所述帘线被称为是弹性的。圆周增强元件是这样的增强元件，其与圆周方向所形成的角度包含在关于0°的 +2.5°和-2. 5°之间范围内。轮胎的圆周方向，或者纵向方向，是对应于轮胎的周缘并被轮胎滚动的方向所定义的方向。轮胎的横向或轴向方向平行于轮胎的转动轴线。径向方向是与轮胎的转动轴线相交并垂直于轮胎的转动轴线的方向。轮胎的转动轴线是在正常使用中轮胎回转所围绕的轴线。径向面或子午面是包含轮胎的转动轴线的平面。圆周中面或赤道面是垂直于轮胎的转动轴线并且将轮胎分为两半的平面。由于公路网络的改善和全世界高速公路网络的增长，被称为“公路”轮胎的某些目前的轮胎将要以高速并且在不断增长的长距离上行驶。虽然这样称呼的轮胎行驶所需的所有条件毫无疑问地都会使得其行驶的公里数增加，因为轮胎磨损降低了，但是另一方面，其牺牲了轮胎耐久性，尤其是胎冠增强件耐久性。这是因为，在胎冠增强件中存在应力，更具体地讲在胎冠层之间存在剪切应力，同时伴随着轴向最短的胎冠层的端部处的工作温度有显著的升高，从而导致所述端部处的橡胶中出现裂纹以及裂纹的扩散。同样的问题存在于两层增强元件的边缘的情况，所述另一层并不一定径向相邻于第一层。为了改善所研究的轮胎类型的胎冠增强件的耐久性，已经提出的解决方案涉及层和/或橡胶混合物的轮廓元件的结构和质量，所述橡胶混合物的轮廓件设置在帘布层端部 (尤其是轴向最短的帘布层的端部)之间和/或周围。为了提高位于胎冠增强件边缘附近的橡胶混合物的抗损坏性，专利FR 1 389 428 推荐了结合具有低滞后效应的胎面而使用橡胶轮廓件，该橡胶轮廓件覆盖了胎冠增强件的至少侧面和边缘的并且由具有低滞后效应的橡胶混合物构成。为了避免多个胎冠增强件帘布层之间的分离，专利FR 2 222 232教导了在橡胶垫中对增强件的端部进行涂覆，其Siore A硬度与覆盖所述增强件的胎面的硬度不同，并且大于设置在胎冠增强件与胎体增强件帘布层的边缘之间的橡胶混合物的轮廓件的Siore A硬度。法国申请FR 2 728 510提出，一方面在胎体增强件与径向最靠近转动轴线的胎冠增强件工作帘布层之间设置轴向连续的帘布层，该轴向连续的帘布层由与圆周方向形成至少60°角的不可延展的金属帘线构成，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，另一方面在两个工作胎冠帘布层之间设置由基本与圆周方向平行定向的金属元件形成的附加帘布层。这样构造的轮胎在特别苛刻条件下的的持久行驶在这些轮胎的耐久性方面已经展现出明显的限制。为了补救这样的不利之处并改善这些轮胎的胎冠增强件的耐久性，已经提出，将至少一个增强元件的附加层与工作胎冠层相结合，所述结合的角度使得附加层的增强元件基本平行于圆周方向。专利申请WO 99Λ4269中特别提出，在赤道面的每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紧挨着的轴向连续段(immediate axial continuation)当中，两个工作胎冠帘布层在特定的轴向距离范围上联接(该两个工作胎冠帘布层由在帘布层之间交叉的增强元件形成)，然后通过橡胶混合物的轮廓件至少在所述两个工作帘布层的公共宽度的剩余部分上使它们分离或分开。
发明内容
本发明的目的是提供用于“重型车辆”的轮胎，与常规轮胎相比，该“重型车辆”的轮胎的耐久性在公路使用中得到了维持，并且重量减小。根据本发明，利用具有径向胎体增强件的轮胎而实现了该目的，所述轮胎包括由不可延展的增强元件的至少两个工作胎冠层构成的胎冠增强件，所述不可延展的增强元件在层与层之间交叉，并与圆周方向形成了介于10°和45°之间的角度，该胎冠增强件本身被胎面径向覆盖，所述胎面通过两个胎侧连接至两个胎圈，所述胎冠增强件包括至少一个圆周增强元件层，胎肩端部的胎冠块的厚度与圆周中面内的胎冠块的厚度比值大于1.20， 并且极度磨损表面(extreme wear surface)和所述圆周中面内的圆周增强元件层的增强元件之间的距离，对极度磨损表面和所述圆周增强元件层的多个端部处的圆周增强元件层的增强元件之间的距离的比值，包含在0. 95和1. 05之间。在轮胎的胎肩区域中，胎肩端部是这样限定的一方面是胎面的轴向外端的表面 (胎面花纹的顶部)的切线，另一方面是胎侧的径向外端的切线，并通过这些切线的交点在轮胎的外表面上的正投影来限定。圆周中面内的胎冠块的厚度被定义成在圆周中面内，在圆周中面中与胎面顶部相切的切线与轮胎的径向最内端的橡胶混合物相切的切线之间的距离。胎肩端部处的胎冠块的厚度，是通过胎肩端部在朝轮胎内侧的径向最远处的橡胶混合物层上的正投影长度来进行限定。在本发明的含义中，轮胎的极度磨损表面被定义成从轮胎中存在的磨损指示器中推断出的那个表面。极度磨损表面和圆周增强元件层的增强元件之间的距离，是沿着胎面的外表面的法线而测量的，该法线穿过该圆周增强元件层的相关测量点。在轮胎的横截面上进行各种测量，因此轮胎处于未充气状态。这样限定的根据本发明的轮胎，对于给定的尺寸而言，在公路使用中，可以在耐久度和磨损率方面保持令人满意的了轮胎性能，所述轮胎明显质量更轻。与相同尺寸的常规轮胎相比，根据本发明的轮胎在圆周中面中心区域内展现了明显更小的胎冠块厚度。按照胎冠块区域中的增强件的结构来说，也就是说胎面下方，这意味着胎体增强件的增强层和胎冠增强件的增强层，它们的轴向(或中面)曲率在磨损表面的轮廓上的所有点处实际上都同心，因此在胎面上也同心。常规轮胎通常具有橡胶混合物的附加层，该附加层插入到胎面下方并定位在圆周中面的中心。该层的存在可以使得胎面的轴向曲率半径小于胎冠增强件中的增强层的轴向曲率半径。根据本发明的轮胎并不具有这种层，这显著地使得轮胎在重量上更轻。没有了这种层还起到了这样的作用限制了轮胎在使用中的发热，因此有助于它的耐久性能。根据本发明的优选实施例，圆周增强元件层的增强元件是成股的帘线，在该成股的帘线的初始状态和它们从轮胎中抽取出来时的状态之间，该成股的帘线呈现出了最大正切模量的减小量大于15GPa，优选地大于20GPa。以上表示的模量值是在通过5N的预加载力而建立的拉伸应力/伸长曲线上测量的，该拉伸应力对应于张力除以增强元件中的金属的横截面积。这些测量是按照1984年的 ISO标准ISO 6892在张力下执行的。从轮胎中取出的用来执行测量的帘线是从轮胎的组成部分(constituent parts) 中取出的，而不是从所涉及的帘线中去除的，并且特别是易于渗入所述帘线的混合物是组成部分，所述混合物对于重型车辆的轮胎类型的应用来说是常规的。有利地，根据本发明的这个实施例，圆周增强元件层的增强元件是成股的帘线，它们通过捻合法而进行组装，在捻合法中允许空气进入帘线。这种捻合法可以特别地涉及在股线制造期间进行捻合。因此，该捻合法主要涉及-将外层的丝线在给定瞬时捻距下以螺旋形式缠绕到内层上，-进行过度捻合或者蠕变，其目的在于减小该瞬时捻距，亦即，目的在于增大所述外层的螺旋角，因此增大其螺旋曲率，以及-通过解捻而实现对股线的稳固，从而获得零残留扭矩。所述捻合法还可以涉及股线的组装。因此，该捻合法主要涉及-在给定的瞬时捻距下对股线进行缠绕，-进行过度捻合或者蠕变，其目的在于减小该瞬时捻距(亦即，目的在于增大所述的股线的组装螺旋角，因此增大其螺旋曲率)，以及-通过解捻而实现对股线的稳固，从而获得零残留扭矩。捻合法可以最终是每根股线产生期间的捻合与多个股线进行组装期间的捻合的组合，从而获得了帘线。实施这样描述的捻合法来获得根据本发明的帘线，在构成股线外层的丝线上和/ 或构成帘线的股线上赋予了大的曲率，所述大的曲率将所述丝线和/或所述股线在轴向分隔(因此，所述轴向方式，要么是在丝线的情况下的垂直于股线的轴线方向的方向，要么是在股线的情况下的垂直于帘线的轴线的方向)。这种曲率，一方面是通过该外层的螺旋直径进行限定，另一方面是通过所述外层的螺旋节距或甚至是通过螺旋角(从帘线的轴线处测量的角度)来限定。应当注意到，这样描述的捻合法可以增大螺旋节距和螺旋角两者。根据本发明，所述螺旋角有利地包含在25°和45°之间。这样描述的捻合法应用到构成了股线的丝线上和/或应用到股线上，其作用是 显著的增大了帘线的结构性伸长，该伸长与tan2(螺旋角)成比例。本发明人已经能够证明，与相同配方但是没有利用捻合步骤并利用了较小的螺旋节距而制造出的帘线相比，这样产生的帘线在未加工状态下和从轮胎中抽取出的时候表现出了更高的结构性伸长，其中这样产生的帘线在初始状态和从轮胎中抽取出的状态之间表现出了大于15GPa的最大正切模量的减小量。并且，仍旧与具有相同配方但是没有利用捻合步骤并且利用较小的螺旋节距而制造出的帘线相比较，根据本发明的同样帘线在初始状态下的时候表现出了更高的最大正切模量；当根据本发明的同样帘线从轮胎中抽取出的时候，令人十分惊讶的是，与具有相同配方但是没有利用捻合步骤并且利用较小的螺旋节距而制造出的帘线相比较，根据本发明的帘线呈现出更低的最大正切模量。在根据本发明的轮胎的情况下，其中胎冠增强件的增强层呈现出的轴向曲率几乎与胎面的轮廓在所有点上都同心，使用这种帘线可以进一步提高轮胎的耐久性。这是因为，与具有相同配方但是没有利用捻合步骤并且利用较小的螺旋节距而制造出的帘线相比较，对于从轮胎中抽取出的帘线而言，最大正切模量显著地较低，并结合了较大的结构性伸长，这将可以减小圆周增强元件层当中的增强元件所经受的张力，特别是当穿过接触补片 (contact patch)引起轮胎变形的时候，当该层正如本发明的情况下那样具有弯曲形状时所述层端部的增强元件所经受的张力。在至少一个圆周增强元件层中使用这种增强元件，还可以在常规的制造工艺中的成形和硫化步骤之后在所述层中保持足够的刚度(stiffness)。
根据本发明的一个有利的实施例，所述至少一个增强元件层的增强元件是金属增强元件，该金属增强元件在0.7%的伸长下的正割模量包含在IOGI^a和120GI^之间，并且最大正切模量小于150GPa。根据优选实施例，所述增强元件在0.7%的伸长下的正割模量小于lOOGPa，优选地大于20GPa，并且更加优选地包含在30GPa和90GPa之间，还是更加优选地，小于80GPa。还是优选地，所述增强元件的最大正切模量小于130GPa，优选地小于120GPa。以上表示的模量值是通过5N的预加载力而确定的拉伸应力/伸长曲线上测量的， 该拉伸应力对应于增强元件中所测得的张力除以金属的横截面积。根据优选实施例，至少一个圆周增强元件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/相对伸长曲线中，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恒定的较陡的梯度。附加帘布层中的这种增强元件通常被称为 “双模量”元件。根据本发明的优选实施例，所述基本恒定的较陡的梯度从介于0. 4%和0. 7%之间的相对伸长开始出现。在取自轮胎的增强元件上测量增强元件的上述的各种特性。尤其适于制造根据本发明的至少一个圆周增强元件层的增强元件是例如公式 21. 23所示的组件，公式21. 23的结构为3 X (0. 26+6X0. 23)5. 0/7. 5SS ；这种成股的帘线由 21条基本丝线形成，该基本丝线的公式为3 X (1+6)，其中三股以捻距7. 5mm而捻合在一起， 每一股均由7条丝线形成，形成中央芯部的一条丝线的直径等于^Vl00mm，6条直径等于 23/100mm的丝线以节距5mm进行缠绕。这种帘线在0. 7%的伸长条件下具有45GPa的正割模量以及IOOGPa的最大正切模量，所述两个模量都在利用5N的预加载力而确定的拉伸应力/伸长曲线上测得，该拉伸应力对应于增强元件中所测得的张力除以金属的横截面积。本发明有利地提供了至少一个层，该至少一个层构成了胎冠结构，该胎冠结构位于轴向最外侧的“肋”或者主要是纵向导向的胎面花纹的径向下方。该实施例提高了所述胎面花纹的刚度。根据本发明的优选实施例，轴向最宽的工作胎冠层的轴向宽度和轴向最窄的工作胎冠层的轴向宽度之间的差值包含在IOmm和30mm之间。还是优选地，轴向最宽的工作胎冠层位于其它工作胎冠层的径向内侧。本发明的一个有利的实施例使得至少一个圆周增强元件层的轴线宽度小于轴向最宽的工作胎冠层的轴向宽度。这样的至少一个圆周增强元件层的宽度显著地使得工作层之间的剪切应力减小， 因此进一步提高了轮胎的耐久性。根据本发明的圆周增强元件层有利的是在其整个轴向宽度上连续的层。根据本发明的可选形式，至少一个圆周增强元件层铺设在两个工作胎冠层之间。根据该可选形式，所述圆周增强元件层可以比敷设工作层径向外层的类似层更大程度的限制胎体增强件中的增强元件的压缩。优选地，它通过至少一个工作层而与胎体增强件径向隔开，从而减少了所述增强元件的应力负载并且不使它们遭受过度疲劳。同样有利地，在圆周增强元件层径向位于两个工作胎冠层之间的情况下，径向邻近所述圆周增强元件层的多个工作胎冠层的轴向宽度大于该圆周增强元件层的轴向宽度，并且优选地，在赤道面的每一侧上以及在所述圆周增强元件层的紧接着的轴向连续段上， 相邻近于所述圆周增强元件层的所述多个工作胎冠层在轴向宽度的范围上联接，并接着至少在所述两个工作层的公共宽度的剩余部分上被橡胶混合物的轮廓件隔开。邻近于所述圆周增强元件层的多个工作胎冠层的这种联接的存在，使得进一步的减小了施加到最靠近所述联接部的轴向最外侧的圆周元件上的拉伸应力。在工作帘布层之间提供了所述隔开的所述轮廓件的厚度(在最窄的工作帘布层的端部处进行测量)至少等于2毫米，优选地大于2. 5毫米。已联接的帘布层应当被理解为多个帘布层，所述多个帘布层各自的增强元件被最多1. 5mm的橡胶径向隔开，所述橡胶的厚度是在所述增强元件的各自的上母线和下母线之间进行径向测量的。为了减少施加到轴向最外侧的圆周增强元件的拉伸应力，本发明还有利地将工作胎冠层的增强元件与圆周方向所形成的角度设计成小于30°，优选地小于25°。根据本发明的另一有利的可选形式，工作胎冠层包括这样的增强元件，该增强元件从一个帘布层到另一帘布层交叉且与圆周方向形成能够在轴向方向上进行变化的角度， 所述角度相对于在圆周中平面处测得的所述元件的角度来说，在增强元件层的轴向外边缘上更大一些。本发明的这种实施例使得可以增大特定区域中的圆周刚度，而减小其它区域中的圆周刚度，从而显著减小胎体增强件上的压缩负载。本发明的一个优选实施例还使得胎冠增强件在径向外侧上通过所谓的弹性增强元件的至少一个附加帘布层而得到补充，该附加帘布层称为保护帘布层，所述弹性增强元件相对于圆周方向以10°和45°之间的角度定向，并与由径向与其相邻的工作层的不可延展元件所形成的角度处于相同的方向。保护层的轴向宽度可以比最窄的工作层的轴向宽度小。所述保护层的轴向宽度也可以比最窄的工作层的轴向宽度更大，从而所述保护层覆盖最窄的工作层的边缘，并且在径向的上层是最窄层的情况下，使得其在附加的增强件的轴向连续段中与最宽工作胎冠层在轴向宽度范围上联接，然后通过至少2mm厚的轮廓件而轴向地在外侧从所述最宽工作层隔开。在上述情况中，由弹性增强元件形成的保护层一方面可能通过厚度明显比隔开两个工作层的边缘的轮廓件的厚度更小的轮廓件而与所述最窄的工作层的边缘隔开，在另一方面，所述由弹性增强元件形成的保护层可以具有比最宽的胎冠层的轴向宽度更小或更大的轴向宽度。根据本发明的上述实施例中的任一个，在胎体增强件和最接近所述胎体增强件的径向内侧的工作层之间的径向内侧上，胎冠增强件还可以由不可延展的金属增强元件的三角层得到补充，所述不可延展的金属增强元件由钢制成，且与圆周方向形成大于60°的角度，且该角度与由径向最接近的胎体增强件层的增强元件所形成的角度处于相同的方向上。
参考图1至图3，从对本发明的一个例示性实施例的描述中，本发明的其它有利特征和细节将得以显现，其中-图1根据本发明的轮胎的子午面视-图2:图1中的轮胎的子午面的简化视图。-图3显示了根据本发明的帘线和常规帘线的力/伸长曲线的视图。为了简化理解，附图没有按比例绘制。附图只显示了轮胎的一半视图，该视图相对于表示轮胎圆周中面或者赤道面的轴线XX’而对称延伸。
具体实施例方式在图1中，尺寸为315/70 R 22. 5XF的轮胎1具有0. 70的纵横比H/S，H是轮胎1 在其安装轮缘上的高度，S是最大轴向宽度。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帘线构成。该胎体增强件2被胎冠增强件4包裹，且径向地从内侧向外由下述结构构成-由非包裹的不可延展的11.35金属帘线形成的第一工作层41，所述帘线在帘布层的整个宽度上连续，并以18°角定向，-由“双模量”类型的钢的21X23金属帘线形成的圆周增强元件层42，-由非包裹的不可延展的11.35金属帘线形成的第二工作层43，所述帘线在帘布层的整个宽度上连续，并以18°角定向，并且与层41的金属帘线交叉，-由18X23弹性金属帘线形成的保护层44。胎冠增强件本身被胎面5覆盖。第一工作层41的轴向宽度L41等于M8mm，对于常规形状的轮胎而言，该轴向宽度 L41显著小于胎面的轴向宽度L，在本文的研究情况中该轴向宽度L等于^2mm。因此，胎面的宽度和宽度L41之间的差值等于14mm，因此小于根据本发明的15mm。第二工作层43的轴向宽度L43等于230mm。宽度L41和L43之间的差值等于18mm， 因此包含在根据本发明的IOmm和30mm之间。对于圆周增强元件层42的总的轴向宽度L42而言，该轴向宽度L42等于188mm。被称为保护帘布层的最后的胎冠帘布层44具有188mm的宽度L44。根据本发明，在增强元件层42的整个宽度上，所有的胎冠增强层具有的曲率半径几乎等于胎面的曲率半径。图1还显示了极度磨损表面3 ；这是从轮胎中存在的磨损指示器中推断出来的，但是这些磨损指示器并未绘制在图中。图2是轮胎1的子午面视图的简化图，其描绘了与胎面8的轴向外端的表面相切的第一切线7 ；胎面的该表面是通过胎面花纹的径向外表面或径向顶表面来限定的，其并未在图2的简化图中进行描绘。与胎侧10的径向外端的表面相切的第二切线9与第一切线7在点11处相交。在轮胎的外表面上的正投影限定了胎肩端部6。因此，图2表示了胎肩端部6处的胎冠块的厚度测量，该厚度通过胎肩端部6在朝着轮胎内侧的径向最远处的橡胶混合物层14上的正投影13的长度12来定义。图2还显示了圆周中面XX'内的胎冠块的厚度测量，该厚度被定义成在圆周中面中相切于胎面8顶部的切线与在圆周中面内相切于朝着轮胎的内侧的径向最远处的橡胶混合物14的切线之间在径向方向上的距离15。根据本发明，在每个胎肩端部处6的胎冠块的厚度12的测量值等于39. 4mm。在圆周中面XX'内，胎冠块的厚度15的测量值等于31. 7mm。胎肩端部的胎冠块的厚度与圆周中面内的胎冠块的厚度之间的比值等于1. 24，因此大于1. 2。再次根据本发明，极度磨损表面和圆周中面内的圆周增强元件层的增强元件之间的距离16与极度磨损表面和所述圆周增强元件层的多个端部处的圆周增强元件层的增强元件之间的距离17之间的比值等于1，因此包含在0. 95和1. 05之间。具体而言，极度磨损表面和圆周中面内的圆周增强元件层的增强元件之间的距离16，以及极度磨损表面与所述圆周增强元件层的多个端部处的圆周增强元件层的增强元件之间的距离17，二者彼此相等并且等于10mm。图3是两种帘线的强度/伸长曲线的比较视图，其中一种帘线是根据本发明的一个可选形式的形成了圆周增强元件层的帘线，该圆周增强元件层已经像前述的那样通过捻合而进行了组装，另一种帘线是在这种应用类型中更加普遍使用的具有相同配方的帘线。该视图显示了按照1984年的ISO标准ISO 6892，对于以张紧方式施加至帘线的力 19所观察到的伸长量18。根据本发明的帘线是“双模量”类型的21X23钢帘线，其结构是 3X (0. 26+6X0. 23)5. 0/7. 5SS ；这种成股的帘线由21根3X (1+6)的基本丝线构成，其中3 股以7. 5mm的节距捻合在一起，每股由7根丝线构成，一根直径等于沈/lOOmm的丝线形成了中央芯部，6根直径为23/100mm的丝线以节距5mm来进行缠绕。进行对比的参考帘线是“双模量”类型的相同配方的21X23的钢帘线，其结构为 3 X (0. 26+6X0. 23)4. 4/6. 6SS。曲线20对应于处于其初始状态下的根据本发明的帘线，曲线21对应于从轮胎中抽取的相同的帘线，该帘线已经浸渍了橡胶并且经受了轮胎的硫化。类似地，曲线22和23分别对应于处于初始状态下的参考帘线和从轮胎中抽取出的状态下的该参考帘线。从这些曲线清楚地看到，根据本发明的帘线的结构性伸长大于参考帘线的结构性伸长。此外，根据本发明的帘线的弹性模量或者最大正切模量等于lOOGPa，而参考帘线的弹性模量或者最大正切模量等于90GPa。这些数值的差异能够通过组装方式(根据本发明的帘线的情况下是通过捻合)以及组装节距的差值来进行解释，这些组装节距的差值在根据本发明的帘线的情况中更大。关于对从轮胎中抽取的帘线所进行的测量，与参考帘线相比较，根据本发明的帘线的结构性伸长保持为更高，但是最大剪切模量值对于根据本发明的连线而言则较低；根据本发明的帘线的最大剪切模量值为78GPa，比较而言，参考帘线为85GPa。与具有相同配方但是不经过捻合步骤并且利用较小的螺旋节距来制造的帘线相比，从轮胎中抽取出的帘线的明显较小的最大剪切模量结合上较大的结构性伸长将可以减小圆周增强元件层当中的增强元件所经受的张力，特别是当穿过接触补片引起轮胎变形的时候，当该层正如本发明的情况下那样具有弯曲形状时所述层端部处的增强元件所经受的张力。根据本发明，根据本发明的帘线在它们的初始状态和它们从轮胎中抽取出来的状态之间呈现出的最大切线模量减小，所述减小的量等于22(100-78)，因此超过15GPa。已经在按照图1描绘的根据本发明制造的轮胎上进行了测试，该轮胎包括圆周增强元件层，该圆周增强元件层是利用已经描述的根据本发明的增强帘线来制造的。在参考轮胎上进行了相同的测试，该参考轮胎除了被制造成不同的构型以外其他全都一样， 在该参考轮胎的构型中，圆周增强元件层的帘线是以上描述的参考帘线，并且构成增强件的所有层的曲率半径都与胎面的表面的曲率半径不相同，这些曲率半径仅仅是无限大的 (mere-infinite)。根据本发明的轮胎的质量比参考轮胎的质量小2%。最初的试验包括在每个轮胎上执行飞轮滚动试验(flywheel rolling tests)，并且使它们遵循着与直线路径等价的路线，所述轮胎承受的载荷大于标称载荷，以对这种类型的测试进行加速。在行驶开始时每个轮胎的载荷是3800kg，并且在行驶结束时增大至4800kg的载荷。这些最初测试的结果证明了两种类型的轮胎所获得结果是相当的。进一步地，在测试机上进行耐久性测试，该测试机向轮胎施加载荷和转向角。再一次地，所获得结果显示了两种类型的轮胎呈现出非常相似的结果。
权利要求
1.一种具有径向胎体增强件的轮胎，包括由不可延展的增强元件的至少两个工作胎冠层构成的胎冠增强件，所述不可延展的增强元件在帘布层与帘布层之间交叉，并与圆周方向形成了介于10°和45°之间的角度，该胎冠增强件本身被胎面径向覆盖，所述胎面通过两个胎侧连接至两个胎圈，所述胎冠增强件包括至少一个圆周增强元件层，其特征在于，胎肩端部处的胎冠块的厚度与圆周中面内的胎冠块的厚度比值大于1.20 ；并且极度磨损表面和所述圆周中面内的圆周增强元件层的增强元件之间的距离，与极度磨损表面和所述圆周增强元件层的多个端部处的圆周增强元件层的增强元件之间的距离的比值，包含在0. 95 和1. 05之间。
2.根据权利要求1所述的具有径向胎体增强件的轮胎，其特征在于，所述圆周增强元件层的增强元件是成股的帘线，该成股的帘线在它们的初始状态和从它们轮胎中抽取出来的状态之间呈现出了最大正切模量的减小量，该最大正切模量的减小量大于15GPa，优选地大于20GPa。
3.根据权利要求1或2所述的具有径向胎体增强件的轮胎，其特征在于，所述至少一个圆周增强元件层的增强元件是金属增强元件，该金属增强元件在0. 7%的伸长下的正割模量包含在IOGPa和120GPa之间，并且最大正切模量小于150GPa。
4.根据权利要求3所述的具有径向胎体增强件的轮胎，其特征在于，所述增强元件在 0. 7%的伸长下的正割模量小于lOOGPa，优选地大于20GPa，并且更加优选地包含在30GPa 和90GPa之间。
5.根据权利要求3或4所述的具有径向胎体增强件的轮胎，其特征在于，所述增强元件的最大正切模量小于130GPa，优选地小于120GPa。
6.根据前述任意一项权利要求所述的具有径向胎体增强件的轮胎，其特征在于，所述圆周增强元件层的增强元件是金属增强元件，在该金属增强元件的拉伸应力/相对伸长曲线中，小的伸长具有缓的梯度，较大的伸长具有大致恒定并且陡的梯度。
7.根据前述任意一项权利要求所述的具有径向胎体增强件的轮胎，其特征在于，轴向最宽的工作胎冠层位于另一个工作胎冠层的径向内侧。
8.根据前述任意一项权利要求所述的具有径向胎体增强件的轮胎，其特征在于，轴向最宽的工作胎冠层的轴向宽度和轴向最窄的工作胎冠层的轴向宽度之间的差值包含在 IOmm和30mm之间。
9.根据前述任意一项权利要求所述的具有径向胎体增强件的轮胎，其特征在于，至少一个圆周增强元件层的轴向宽度小于轴向最宽的工作胎冠层的轴向宽度。
10.根据前述任意一项权利要求所述的具有径向胎体增强件的轮胎，其特征在于，至少一个圆周增强元件层径向铺设在两个工作胎冠层之间。
11.根据权利要求10所述的具有径向胎体增强件的轮胎，其特征在于，径向邻近于所述圆周增强元件层的那些工作胎冠层的轴向宽度大于该圆周增强元件层的轴向宽度。
12.根据权利要求11所述的具有径向胎体增强件的轮胎，其特征在于，在赤道面的每一侧上以及在所述圆周增强元件层的紧接着的轴向连续段上，邻近于所述圆周增强元件层的那些工作胎冠层在轴向宽度的范围上联接，并接着在所述两个工作层的公共宽度的剩余部分上被橡胶混合物的轮廓件隔开。
13.根据前述任意一项权利要求所述的具有径向胎体增强件的轮胎，其特征在于，所述胎冠增强件在径向外侧上通过至少一个称为保护帘布层的附加帘布层而得到补充，该附加帘布层的增强元件是所谓的弹性元件，所述增强元件定向成与圆周方向形成的角度包含在 10°和45°之间，并且该角度与由与之径向相邻的工作帘布层的不可延展的元件所形成的角度的方向相同。
14.根据前述任意一项权利要求所述的具有径向胎体增强件的轮胎，其特征在于，所述胎冠增强件还包括三角层，该三角层由与圆周方向呈大于60°角的金属增强元件构成。
全文摘要
本发明涉及一种包括径向胎体结构的轮胎，其具有护胎带结构(breaker structure)，该护胎带结构由两个工作护胎带层(41、43)构成，所述胎体结构本身具有胎面(5)，该胎面(5)借助两个侧翼连接至两个胎圈，并且顶部结构包括至少一个圆周增强元件层(42)。根据本发明，在一个胎肩端部处的护胎块的厚度(12)与圆周中面内的护胎块的厚度(15)比值大于1.20，并且极度磨损表面和所述圆周中面内的圆周增强元件层的增强元件之间的距离(16)，与极度磨损表面和所述圆周增强元件层的多个端部处的圆周增强元件层的增强元件之间的距离(17)的比值，介于0.95和1.05之间。
文档编号B60C9/22GK102365180SQ201080014126
公开日2012年2月29日 申请日期2010年4月6日 优先权日2009年4月7日
发明者G·戈多, J·德勒贝克 申请人:米其林技术公司, 米其林研究和技术股份有限公司