用于车辆的充气轮胎的制作方法

1.本发明涉及一种子午线型构造的车辆充气轮胎、尤其是商用车辆轮胎，该车辆充气轮胎具有由至少三层组成的带束组件，即，两个工作层和相对于工作层径向布置在外侧的一个保护层，其中，该保护层具有由一根或多根捻绕在一起的钢细丝组成的增强构件，其中，钢细丝的钢可以被指定强度等级。


背景技术：

2.具有包括两个工作层和一个保护层的带束的商用车辆轮胎是本领域技术人员已知的。
3.通常，商用车辆轮胎的带束具有四个层，这些层由嵌入橡胶混合物中的钢丝帘线构成。在4层式带束中，径向最内层被指定为“第一带束层”或者根据其功能被指定为“阻挡层”。第二带束层和第三带束层径向地布置在第一带束层的外侧上，该第二带束层和第三带束层用作所谓的“工作层”。径向外部的工作层被称为“覆盖层”或“保护层”的第四带束层所覆盖。
4.第一带束层的钢丝帘线通常相对于周向方向呈现>45
°
的角度。第一带束层由于其防止工作层在周向方向上能够移动的功能而被称为“阻挡层”。这两个工作层的钢丝帘线相对于轮胎周向方向呈现出15
°
与30
°
之间的相同角度，其中，一个工作层的钢丝帘线相对于轮胎周向方向在与另一个工作层的钢丝帘线相反的方向上倾斜。因此，一个工作层的钢丝帘线被布置成与另一个工作层的钢丝帘线交叉。这些工作层受到高的剪切力和拉伸力，承载带束中的主要荷载、并且因此对于带束的耐久性是特别重要的。
5.第四带束层具有用于位于其下的两个工作层的保护层功能，因为该第四带束层表示对可以穿透胎面组件的石子或其他物体的阻挡。在没有该保护层的情况下，这些工作层的帘线将更经常被穿透的石子损坏并且经受增加的腐蚀，这最终可能降低该轮胎的负载能力、耐久性和轮胎在能够被翻新的范围内该轮胎的翻新能力。
6.术语“商用车辆轮胎”还涵盖所谓的“越野”轮胎，例如用于建筑工地、非沥青路或矿场。
7.钢细丝由特定强度等级的钢构成。强度等级是基于nv bekaert sa公司发布的分类并且在以下列出：
8.强度等级拉伸强度(mpa)nt3250
‑
2000*dht3800
‑
2000*dst3980
‑
2000*dut4400
‑
2000*d
9.d＝以mm为单位的细丝直径
10.此外，图1中的图表示出了上述四个钢强度等级中的每一个强度等级的拉伸强度与细丝直径之间的关系。显然，拉伸强度(每单位面积的力)随着直径的减小而增加。
11.例如，已知的做法是使用强度等级为ht的构造3x0.20+6x0.35的钢丝帘线用于保护层。该上述钢丝帘线具有由三根直径为0.20mm的捻绕在一起的钢细丝组成的芯股缆，这些芯股缆被六根直径为0.35mm的细丝围绕。
12.此外，已知的做法是使用构造1x0.40+5x0.40的钢丝帘线用于保护层。此钢丝帘线具有直径为0.40mm的芯细丝，该芯细丝被五根直径为0.40mm的细丝围绕。钢细丝同样可以被指定为强度等级ht。这使得帘线的直径为1.20mm，并且作为橡胶处理层，厚度在约1.60mm与2.50mm之间。这些帘线以每分米端数(epdm)为30至60个的密度布置在保护层中。
13.保护层的增强构件可能会在捕获石子时断裂，或者石子或其他物体会穿透远至工作层，其结果是，会降低车辆轮胎的耐久性和车辆轮胎的翻新能力。
14.不断努力提高车辆充气轮胎的耐久性，此外在可能的情况下，降低车辆充气轮胎的重量和生产成本。


技术实现要素：

15.相应地，本发明着手解决的问题是将开篇处提及类型的商用车辆轮胎设计成具有至少三层带束组件，其方式使得轮胎的耐久性得以提高。
16.根据本发明，这个问题得以解决在于保护层的增强构件的钢细丝的钢可以被指定为强度等级为st或更高的强度等级，其中，强度等级st具有3980
‑
2000*d拉伸强度mpa，强度等级ut具有4400
‑
2000*d拉伸强度mpa，其中d是钢细丝的以毫米为单位的直径。
17.已经产生了具有至少三层带束的商用车辆轮胎，该轮胎的保护层通过“捕获”石子或其他物体而在“保护”布置在保护层之下的层免于被这些石子或其他物体穿透方面得到改善。
18.可以将根据本发明的轮胎的保护层的钢增强构件指定为强度等级st或更高。测试已经表明，与强度等级ht相比，强度等级st的可比较的钢增强构件可以多吸收大约11％的能量，并且因此在保护层中使用更加耐久，并且更不倾向于增强构件断裂。
19.有利的是，保护层的增强构件是具有构造1+n的钢丝帘线，其中n＝4或5，优选其中n＝5。
20.有利的是，增强构件以20至90epdm的密度、优选以25至75epdm的密度、特别优选以30至70epdm的密度布置在保护层中。这产生轮胎耐久性与轮胎滚动阻力之间的最佳折衷。
21.有利的是，保护层的增强构件的每根钢细丝具有相同的细丝直径，其中，直径在0.30至0.45mm的范围内、优选在0.32至0.40mm的范围内、特别优选在0.32至0.35mm的范围内。这产生轮胎耐久性与轮胎滚动阻力之间的最佳折衷。
22.有利的是，保护层的增强构件的每根钢细丝具有相同的细丝直径，其中，细丝直径在0.30至0.45mm范围内的钢细丝所具有的断裂强度在235至560n的范围内，其中，细丝直径优选在0.32至0.40mm范围内的钢细丝所具有的断裂强度在265至455n的范围内，并且其中，细丝直径特别优选在0.32至0.35mm范围内的钢细丝所具有的断裂强度在265至360n的范围内。下面的表格示出了上述以毫米为单位的细丝直径范围和以n为单位的相关联的断裂力范围。这产生轮胎耐久性与轮胎滚动阻力之间的最佳折衷。
23.表格
24.细丝直径(mm)细丝的断裂强度(n)
0.30
‑
0.45235
‑
5600.32
‑
0.40265
‑
4550.32
‑
0.35265
‑
360
25.在本发明的优选实施例中，保护层的增强构件是具有构造1x0.35st+5x0.35st的帘线或构造1x0.32st+5x0.32st的帘线，这些帘线优选以每分米端数(epdm)为20至90个之间的密度布置在保护层中。
26.构造1x0.32st+5x0.32st的帘线具有仅为0.96mm的相对较小的直径。尽管该直径小，但吸收的能量至少等于或大于较低钢强度等级的较粗帘线的吸收能量，例如，具有帘线直径为1.2mm的构造1x0.40ht+5x0.40ht。由于使用了具有较小直径的增强构件，因此可以减小保护层的层厚度，其结果是在保持轮胎成本和重量的同时具有相同或更大的强度。
27.另一方面，可以用强度等级为st或更高的钢来实施保护层的已知帘线构造，其结果是获得了防止石子穿透和帘线断裂的保护层。
附图说明
28.现在将基于附图更详细地描述本发明的另外的特征、优点和细节，这些附图展示了示意示例性实施例。在附图中，
29.图2示出了在带束区域和胎面区域中的通过二分之一车辆充气轮胎的部分截面；
30.图3示出了通过图2中的轮胎的保护层的钢丝帘线的截面。
31.附图标记说明
[0032]1ꢀꢀ
胎体
[0033]2ꢀꢀ
内层
[0034]3ꢀꢀ
带束组件
[0035]6ꢀꢀ
胎面
[0036]7ꢀꢀ
阻挡层(第一带束层)
[0037]8ꢀꢀ
工作层(第二带束层)
[0038]9ꢀꢀ
工作层(第三带束层)
[0039]
10 保护层(第四带束层)
[0040]
11 增强构件/钢丝帘线
[0041]
12 钢细丝
[0042]
13 细丝直径
[0043]
14 帘线直径
[0044]
15 芯细丝
具体实施方式
[0045]
图2示出了通过用于载重车的车辆充气轮胎的胎面区域和带束区域的截面，该车辆充气轮胎具有常规的标准构造，该常规的标准构造具有：胎体1，该胎体具有作为增强构件的钢丝帘线；不透空气的内层2；多层带束组件3；和成形的胎面6。
[0046]
带束组件3具有四个带束层7、8、9以及10，其中，径向最外部的第四带束层是所有层中宽度最小的，并且形成了所谓的保护层10。第一带束层是所谓的阻挡层7，第二带束层
和第三带束层是所谓的工作层8、9。最宽的带束层是第二带束层8，因此该第二带束层完全覆盖了第一带束层7。第三带束层9比第一带束层7略宽或者与该第一带束层的宽度相同。第四带束层10可以进一步得到实施，以具有与第三带束层9相同的宽度。所有的带束层7、8、9、10均由嵌入在橡胶混合物中的增强构件、带束橡胶涂层构成，并且由钢丝帘线构成，其中钢丝帘线彼此平行并且以彼此间隔开的方式布置。
[0047]
图3示出了穿过图2中的轮胎的保护层10的截面。保护层10具有强度等级为st的钢丝帘线11，这些钢丝帘线被嵌入在橡胶混合物15中。在该保护层10中，钢丝帘线11彼此平行并且以彼此间隔开的方式布置。钢丝帘线11具有构造1x0.32st+5x0.32st，这意味着每个钢丝帘线11具有直径13为0.32mm的芯细丝15，该芯细丝被五根直径为0.32mm的细丝围绕。帘线直径14为0.96mm。增强构件11以每分米端数(epdm)为30至70个范围内的密度布置在保护层10中。