專利名稱：用于重型車輛的輪胎的制作方法
用于重型車輛的輪胎本發(fā)明涉及具有徑向胎體增強件的輪胎，特別涉及將要安
裝在承載較重載荷并以持久的速度行駛的車輛(例如貨車、拖拉機、 拖車或公路巴士)上的輪胎。目前，也是最通常地，輪胎的增強結構或者增強件，尤其 是重型車輛類的車輛輪胎的增強裝置或者增強件，是通過堆疊一層或 多層傳統上被稱為"胎體簾布層"、"胎冠簾布層"等的簾布層構成。 這種指定增強件的方式起源于其制造方法，該制造方法包括制造一系 列簾布層形式的半成品，這些簾布層設有通常沿縱向的簾線狀增強件， 然后將這些簾布層組裝或堆疊來制造輪胎原坯。生產出來的簾布層是 展平的狀態(tài)，而且尺寸很大，隨后切割至指定產品的尺寸。首先，簾 布層仍然在基本平坦的狀態(tài)下裝配。然后，這樣制成的原坯通過成型 獲得輪胎普遍具有的環(huán)狀復曲外形(toroidalprofile)。然后把"收尾" 半成品應用在原坯上，以得到可以被固化的產品。象這樣的"傳統"型的方法，尤其是在制造輪胎原胚的階 段，涉及使用錨固元件(通常是胎圈金屬絲)把胎體增強件錨固或固 定在輪胎的胎圈區(qū)域中。因此，對于此類方法，構成胎體增強件的所 有(或只有其一部分)簾布層的一部分圍繞設置在輪胎胎圈中的胎圈 金屬絲被疊回(foldedback)。然后，將胎體增強件錨固在胎圈中。雖然有各種不同的如何制造并裝配簾布層的方法，但這種 傳統類型方法在工業(yè)中的普遍采用使得本領域的技術人員要使用基于 這一方法的詞匯；因此被普遍接受的術語尤其包括術語"簾布層"、 "胎體"、"胎圈金屬絲"、"成型"等，"成型"用于指代從平坦 外形到環(huán)狀復曲等外形的轉變?，F在，嚴格地講，有些輪胎不含有根據前面定義的"簾布層"或"胎圈金屬絲"。例如，文獻EP 0 582 196描述了不使用簾布 層形式的半成品而制造的輪胎。例如，不同增強結構的增強元件被直 接用于橡膠混合物的相鄰層，然后再全部應用于環(huán)形復曲胎芯的連續(xù) 層，該環(huán)形復曲胎芯的形狀直接產生與制造工藝中的輪胎的最終外形 相類似的外形。因此，在這種情況下，就不再存在任何"半成品"、 或任何"簾布層"或"胎圈金屬絲"。基礎產品，例如橡膠混合物和 簾線或纖維形式的增強元件，可以直接應用于胎芯。由于該胎芯是環(huán) 狀復曲形式，因此就不再需要定型原胚以使其從平坦外形變成環(huán)狀形 式的外形了。而且，該文件中描述的輪胎也沒有使用圍繞胎圈金屬絲的 胎體簾布層的"傳統"繞回(turning back)。這種錨固方式被下面的 設置所代替在所述側壁增強結構相鄰的位置安放圓周簾線，然后再 全部嵌于錨固或粘合的橡膠混合物中。還有一些利用半成品在環(huán)形復曲胎芯上裝配的方法，這些 半成品尤其適用于快速、有效和簡便地在中央胎芯上安裝。最后，也 可以利用既包含用于實現特定構造部分(例如簾布層、胎圈金屬絲等) 的特定半成品、同時又通過直接應用混合物和/或增強元件來制造其它 部分的混合形式。在本文中，為了考慮最近在產品制造和設計領域中的技術 發(fā)展，傳統術語例如"簾布層"、"胎圈金屬絲"等有利地被中性術 語或獨立于所采用的方法的類型的術語代替。因此，術語"胎體類增 強件"或"側壁增強件"有效地用于指代傳統方法中的胎體簾布層的 增強元件，以及通常應用于側壁的、根據不涉及半成品的方法生產出 的輪胎的相應增強元件。對于其部分，術語"錨固區(qū)域"可只是容易 地表示在傳統方法中圍繞胎圈金屬絲的胎體簾布層的"傳統"繞回， 也可表示由圓周增強元件、橡膠混合物以及相鄰的通過使用涉及將元 件應用到環(huán)形復曲胎芯上的方法而制造的底部區(qū)域的側壁增強部分所 構成的組件。通常，在重型車輛輪胎類型的輪胎中，胎體增強件錨固在 胎圈區(qū)域中的每一側，并且被由至少兩層形成的胎冠增強件徑向覆蓋， 該至少兩層被重疊并由在每一層中平行并在層與層之間彼此交叉且與圓周方向形成10。至45。之間的角度的簾線或纜線形成。所述形成工作 增強件的工作層還可以被至少一個所謂的保護層覆蓋，該保護層由已 知為彈性增強元件的增強元件構成，所述增強元件有利地為金屬可拉 伸增強元件。其還可以包括具有低延展率并與圓周方向成角在45°至 90。之間的金屬纜線或簾線層，被稱為支撐簾布層(bracing ply)的該 簾布層徑向地位于胎體增強件和第一所謂的工作胎冠簾布層之間，該 胎冠簾布層由角度絕對值至多等于45°的平行纜線或者簾線形成。該支 撐簾布層與至少所述工作簾布層構成三角增強件，該三角增強件在承 受不同應力的情況下產生較小變形，支撐簾布層的必要作用是反抗輪 胎的胎冠區(qū)域中所有增強元件都要承受的橫向壓力。對于重型車輛輪胎的情況，通常表現出單一保護層，并且 在多數情況下，其保護元件以與徑向最外側并因而徑向鄰接的工作層 的增強元件相同的方向和絕對值相同的角度定向。對于將要行駛在稍 微崎嶇不平路面上的工程作業(yè)車輛輪胎，有利地呈現出兩個保護層， 增強元件在層與層之間交叉，并且位于徑向內側的保護層的增強元件 與徑向外側且鄰接所述徑向內側保護層的工作層的不可拉伸的增強元 件交叉。當所述纜線受到等于斷裂強度10%的拉伸力的作用，其相 對伸長至多等于0.2%時，所述纜線被稱為是不可拉伸的。當所述纜線受到等于斷裂強度的拉伸力的作用，其相對伸 長至少等于3%最大切線模量小于150 GPa時，所述纜線被稱為是彈性的。圓周增強元件是與圓周方向所成角度在關于0°的+2.5°至 —2.5。范圍內的增強元件。輪胎的圓周方向，或者縱向方向，是對應于輪胎的周長并 被輪胎滾動的方向所定義的方向。輪胎的橫向或軸向方向平行于輪胎的轉動軸線。徑向方向是與輪胎的轉動軸線交叉并垂直于輪胎的轉動軸 線的方向。輪胎的轉動軸線是在正常使用中輪胎回轉所圍繞的軸線。
徑向面或子午面是包含輪胎的轉動軸線的平面。
圓周中面或赤道面是垂直于輪胎的轉動軸線并且將輪胎分 為兩半的平面。橡膠混合物的"彈性模量"的意思是10%變形和環(huán)境溫度 下的正割拉伸模量。就橡膠混合物而言，模量測量是在根據AFNOR-NFT-46002 (1988年9月)的拉力下進行的額定正割模量(或者表觀應力，單 位MPa)是在10%的伸長(根據AFNOR-NFT-40101 (1979年12月) 的標準溫度和測濕法條件)下在第二伸長(即在調節(jié)循環(huán)之后)中測 量的。就金屬簾線或纜線而言，斷裂時的載荷(以N為單位的最 大載荷)、斷裂時的強度(以MPa為單位)以及斷裂時的伸長(以％ 表示的總伸長)的測量都是在根據ISO 6892， 1984的拉力下進行的。由于全世界公路網絡的改善和高速公路網絡的增長，目前 被稱為"公路"輪胎的某些輪胎要以高速并且在不斷增長的長距離上 行駛。雖然這種輪胎行駛所需的所有條件毫無疑問地都會使得其行駛 的公里數增加，因為輪胎磨損降低了，但是代價是輪胎耐久性，尤其 是胎冠增強件耐久性。問題在于，在胎冠增強件中存在應力，更具體地講在胎冠 層之間存在剪切應力，同時軸向最短的胎冠層的端部處的工作溫度有 顯著的升高，從而導致所述端部處的橡膠中出現裂縫以及裂縫的擴散。 同樣的問題存在于兩層增強元件的邊緣的情況，所述另一層并不一定 徑向鄰接于第一層。為了改善所研究的輪胎類型的胎冠增強件的耐久性，已經 提出了涉及層和/或設置在簾布層端部(尤其是軸向最短的簾布層的端 部)之間和/或周圍的橡膠混合物的輪廓件的結構和質量的解決方案。為了增加位于胎冠增強件邊緣附近的橡膠混合物的抗損壞 性，法國專利FR 1 389 428推薦結合具有低滯后效應的胎面而使用覆 蓋胎冠增強件的至少側面和邊緣的并且由具有低滯后效應的橡膠混合 物形成的橡膠輪廓件。為了避免胎冠增強件簾布層之間的分離，法國專利FR 2 222 232教導了用橡膠墊包裹增強件的端部，其Shore A硬度與覆蓋所述增強件的胎面的該硬度不同，并且大于設置在胎冠增強件簾布層邊
緣與胎體增強件之間的橡膠混合物的輪廓件的ShoreA硬度。法國申請FR2 728 510提出一方面在胎體增強件與徑向最 靠近旋轉軸線的胎冠增強件工作簾布層之間設置軸向連續(xù)的簾布層， 該簾布層由與圓周方向形成至少60。角的不可拉伸的金屬纜線構成，并 且其軸向寬度至少等于最短的工作胎冠簾布層的軸向寬度，另一方面 在兩個工作胎冠簾布層之間設置由基本與圓周方向平行定向的金屬元 件形成的附加簾布層。在特別苛刻條件下的這樣構造的輪胎的加長的行駛在這些 輪胎的耐久性方面已經展現出明顯的限制。為了補救這樣的不利之處并改善這些輪胎的胎冠增強件的 耐久性，己經提出與角度工作胎冠層關聯基本上平行于圓周方向的增 強元件的至少一個附加層。法國申請WO 99/24269提出，在赤道面的 每一側并在基本平行于圓周方向的增強元件的附加簾布層的直接軸向 連續(xù)部分中，以一定的軸向距離連接由在簾布層之間交叉的增強元件 形成的兩個工作胎冠簾布層，然后通過橡膠混合物的輪廓件至少在所 述兩個工作簾布層的公共寬度的剩余部分上使它們脫離聯接。圓周增強元件層通常由至少一根金屬纜線組成，所述金屬 纜線被纏繞以形成相對于圓周方向布置為小于8。的角度的螺線 (spiral)。在被布置之前，最初制造的纜線覆蓋有橡膠混合物。在輪 胎被固化時，該橡膠混合物然后在壓力和溫度的作用下滲透纜線。用 橡膠混合物覆蓋纜線可以在制造纜線和將其布置為以巻軸形式存儲起 來之間的中間階段進行。制造的選擇性形式是，在布置所述纜線的同 時，或者更準確地說正好在布置所述纜線之前用橡膠混合物覆蓋纜線。對于在高速公路上加長行駛的過程中的耐久性和磨損，所 獲得的結果是令人滿意的。然而，出現的問題是相同的車輛有時不得 不沿著沒有鋪設瀝青的道路或軌道行駛，例如為了到達作業(yè)地點或者 到達卸貨區(qū)域。在這些區(qū)域中行駛是在低速下進行的，但是輪胎特別 是它們的胎面會承受沖擊，例如因為對于輪胎磨損性能非常有害的石 頭的存在。
本發(fā)明的一個目的提供用于"重型車輛"的輪胎，對于道 路使用其耐久性和磨損性能得到維持，而對于在沒有鋪設瀝青的地面 上的使用其磨損性能得到改善。根據本發(fā)明，該目的是通過一種具有徑向胎體增強件輪胎 實現的，包括由不可拉伸的增強元件的至少兩個工作胎冠層形成的胎 冠增強件，該增強元件在一個層和另一層之間交叉并且與圓周方向形 成10°至45°之間的角度，其本身被胎面徑向覆蓋，所述胎面通過兩 個側壁連接至兩個胎圈，胎冠增強件包括至少一個圓周增強元件層， 圓周增強元件層由至少一個中心部分和兩個軸向外側部分組成，中心 部分的圓周增強元件被覆蓋它們的橡膠混合物所滲透的程度小于軸向 外側部分的圓周增強元件被覆蓋它們的橡膠混合物所滲透的程度。根據本發(fā)明，增強元件被橡膠混合物所滲透的程度的意思 是橡膠混合物在纜線的自由區(qū)域(也就是說不包含材料的那些區(qū)域) 中滲透的程度；其表達為在固化之后所述自由區(qū)域被橡膠混合物所占 據的百分比并且由空氣滲透性測試所確定。這種空氣滲透性測試使得測量相對空氣滲透性指數成為可 能。這是間接測量橡膠混合物滲透纜線的程度的一種簡單手段。上述 測試在通過切除而從硫化橡膠的簾布層直接抽取的纜線上進行，所述 纜線得到簾布層的增強并由此已經被固化的橡膠混合物所滲透。測試是在纜線的確定長度(例如2cm)上以如下方式進行 的以給定壓力(例如1巴)將空氣送至纜線的起點，并且使用流量 計來測量端部處空氣的量；在測量過程中，纜線的樣本固定在密封的 襯墊中，從而使得在測量中僅僅考慮沿著纜線的縱向軸線從一端到另 一端通過纜線的空氣的量。纜線被橡膠混合物滲透的程度越高，測得 的流量就越低。根據本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案，中心部分的圓周增強元
件被覆蓋它們的橡膠混合物所滲透的程度比軸向外側部分的圓周增強 元件被覆蓋它們的橡膠混合物所滲透的程度小至少30%。優(yōu)選地，軸向外側部分的圓周增強元件被覆蓋它們的橡膠
混合物所滲透的程度大于90% 。
再次優(yōu)選地，中心部分的圓周增強元件被覆蓋它們的橡膠混合物所滲透的程度小于60%。為了制造這樣的圓周增強元件層，可以使用最初被覆蓋的不同纜線，或者選擇性地使用布置時被覆蓋的纜線。在實施方案的較后的選擇性形式中，它可以是單根纜線，其覆蓋橡膠混合物是變化的；或者選擇性地是纜線布置設備的完全改變，導致了包含不同覆蓋橡膠混合物的不同纜線的布置。為了獲得在圓周增強元件層的不同部分中的橡膠混合物的不同滲透，發(fā)明人提出，例如通過在布置增強元件之前使得橡膠混合物硫化或者至少開始硫化而限制給定橡膠混合物的滲透。這種硫化或者開始硫化可以通過在較短時間內快速升高橡膠混合物的溫度而獲得。例如，升高溫度的這個步驟在纜線已經被覆蓋橡膠混合物之后立即進行。當覆蓋后的纜線已經經受這種處理時，當輪胎固化時纜線內橡膠混合物的滲透即使存在也受到很大的限制。根據本發(fā)明如此定義的輪胎在以高速在道路上行駛時保持了令人滿意的性質，并且對于抗磨損而言更具體地對于抗沖擊而言相對于已知輪胎還具有顯著改善的性能。事實上，發(fā)明人已經能夠證明，發(fā)生在沒有鋪設瀝青的地面上的沖擊本質上影響輪胎的胎面的中心部分，后者看起來總是最暴露的。根據本發(fā)明定義的輪胎導致在輪胎的軸向中心部分的徑向方向上的變軟，特別是因為輪胎的這個中心區(qū)域的圓周增強元件的較低剛度，其與在不同軸向部分中圓周增強元件所覆蓋的橡膠混合物的滲透相關聯?？紤]到獲得的結果，這種變軟導致了胎面吸收來自障礙物的沖擊，所述障礙物例如是出現在車輛駛過的地面上的石頭。在中心部分中增強元件的剛度保持為足夠使得輪胎在該中心部分中具有足夠的包裹(belting)，從而輪胎能夠承受在充氣的過程中或者在以高速行駛時特別施加的應力，并且能夠限制胎冠增強件的圓周膨脹。根據本發(fā)明的有利實施方案，覆蓋中心部分的圓周增強元件的橡膠混合物的彈性模量小于覆蓋軸向外側部分的圓周增強元件的橡膠混合物的模量。本發(fā)明的實施方案的這種選擇性形式使得圓周增強元件所覆蓋的橡膠混合物的彈性模量與圓周增強元件所覆蓋的橡膠混合物的不同滲透在不同的軸線部分中結合。與所述橡膠混合物的較低滲透相關聯的中心部分中的圓周增強元件所覆蓋的橡膠混合物的較低模量進一步加強了中心部分的圓周增強元件的較低剛度(與軸向外側部分的圓周增強元件的剛度比較)。根據本發(fā)明的實施方案的有利選擇性形式，圓周增強元件層具有大于0.5 X S的軸向寬度。 S是當輪胎安裝在其實用輪緣(service rim)上并且充氣至其推薦壓力時輪胎的最大軸向寬度。增強元件層的軸向寬度是在輪胎的橫截面上測量的，因此輪胎處于非充氣狀態(tài)。根據本發(fā)明的實施方案的優(yōu)選選擇性形式，圓周增強元件層的中心部分的軸向寬度大于0.15XS并小于0.5XS。再次有利地根據本發(fā)明，圓周增強元件層的軸向外側部分的每一個的軸向寬度都小于0.45XS。本發(fā)明還有利地包括，組成胎冠結構的至少一層徑向地處于軸向最外"肋條"或主要縱向定向的花紋之下。這個實施方案，如前面所述，改善了所述花紋的剛度。同樣有利地，圓周增強元件層徑向地處于軸向最外"肋條"或主要縱向定向的花紋之下。根據本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，至少兩個工作胎冠層具有不同的軸向寬度，軸向最寬工作胎冠層的軸向寬度和軸向最窄工作胎冠層的軸向寬度之間的差異在10到30 mm之間。同樣優(yōu)選地，軸向最寬工作胎冠層徑向地位于其它工作胎冠層的內側。根據本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，圓周增強元件層徑向地位于兩個工作胎冠層之間。同樣有利地根據本發(fā)明，徑向鄰接于圓周增強元件層的工作胎冠層的軸向寬度大于所述圓周增強元件層的軸向寬度，優(yōu)選地，鄰接于圓周增強元件層的所述工作胎冠層在赤道面的每一側面上并且在一定軸向寬度上聯接的圓周增強元件層的直接軸向連續(xù)部分中，從而通過橡膠混合物的輪廓件至少在所述兩個工作層的公共寬度的剩余部分上脫離聯接。在本發(fā)明的含義中，聯接的層是其各個增強元件最多徑向分離1.5mm的層，橡膠的所述厚度在所述增強元件的各個上下母線之
'[:060]鄰接于圓周增強元件層的工作胎冠層之間的這種聯接的存在使得作用在位置最接近聯接的軸向最外圓周元件上的拉伸應力能夠減小。按照最窄工作簾布層的端部測量的交互工作簾布層(inter-working ply)脫離聯接輪廓件的厚度將會至少等于二毫米，并且優(yōu)選地大于2.5 mm。根據本發(fā)明的有利實施方案，至少一個圓周增強元件層的增強元件是金屬增強元件，在0.7%的伸長條件下，其具有在10至120GPa之間的正割模量，并具有小于150 GPa的最大正切模量。根據優(yōu)選實施方案，在0.7%的伸長條件下，增強元件的正割模量小于100 GPa并大于20 GPa，優(yōu)選地在30至90 GPa之間，更優(yōu)選地小于80 GPa。仍然優(yōu)選地，增強元件的最大正切模量小于130 GPa，優(yōu)選地小于120GPa。在拉伸應力曲線上測量上述模量，該曲線是參照增強元件的金屬橫截面以20MPa的預載荷確定的伸長的函數，該拉伸應力對應于參照增強元件的金屬橫截面的測得的張力?？梢栽诶鞈η€上測量相同增強元件的模量，該曲線是參照增強元件的整個橫截面以10MPa的預載荷確定的伸長的函數，該拉伸應力對應于參照增強元件的整個橫截面測得的張力。增強元件的整個橫截面是由金屬和由橡膠構成的復合元件的橫截面，后者特別地在輪胎固化階段滲透增強元件。根據相對于增強元件的整個橫截面的這種結構，至少一個圓周增強元件層的軸向外側部分和中心部分的增強元件是金屬增強元件，在0.7。^的伸長條件下，具有5至60 GPa之間的正割模量，并且其最大正切模量小于75 GPa。根據優(yōu)選實施方案，增強元件在0.7%的伸長條件下的正割模量小于50 GPa，并大于10 GPa，優(yōu)選地在15至45 GPa之間，更優(yōu)選地小于40 GPa。仍然優(yōu)選地，增強元件的最大正切模量小于65 GPa，更優(yōu)選地小于60 GPa。根據一個優(yōu)選實施方案，至少一個圓周增強元件層的增強元件是金屬增強元件，該金屬增強元件所具有的拉伸應力曲線是相對伸長的函數，其對于較小的拉伸具有較緩的梯度，而對于較大的拉伸則具有基本恒定的較陡的梯度。附加簾布層的這種增強元件通常被稱為"雙模量"(bimodular)元件。根據本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，所述基本恒定的較陡的梯度出現于在0.1 %至0.5 Q%之間的相對伸長之上。在取自輪胎的增強元件上測量增強元件的不同上述特性。更特別地適于制造根據本發(fā)明的至少一個圓周增強元件層的增強元件是例如公式21.23所示的組件，公式21.23的結構為3x(0.26 +6x0.23) 4.4/6.6 SS;這種成股纜線由21條基本簾線形成，該基本簾線的公式為3x(l + 6)，三個股扭結在一起，每一股均由7條簾線形成，形成中央芯的一條簾線直徑等于26/100mm， 6條纏繞簾線的直徑等于23/100mm。這樣的纜線在0.7%的伸長條件下具有45 GPa的正割模量以及98 GPa的最大正切模量，所述兩個模量都在拉伸應力曲線上測得，該曲線是參照增強元件的金屬橫截面由20MPa的預載荷所確定的伸長的函數，該拉伸應力對應于參照增強元件的金屬橫截面測得的張力。在作為參照增強元件的整個橫截面由lOMPa的預載荷所確定的伸長的函數的拉伸應力曲線上，該拉伸應力對應于參照增強元件的整個橫截面的測得的張力，公式21.23的纜線在0.7%下具有23GPa的正割模量和49 GPa的最大正切模量。同樣，增強元件的另一實例是公式21.28中的組件，公式21.28的結構為3x(0.32 + 6x0.28) 6.2/9.3 SS 。此纜線在0.7%下具有56 GPa的正割模量以及102 GPa的最大正切模量，所述兩個模量都在拉伸應力曲線上測得，該曲線是參照增強元件的金屬橫截面由20MPa的預載荷所確定的伸長的函數，該拉伸應力對應于參照增強元件的金
屬橫截面測得的張力。在作為參照增強元件的整個橫截面由10MPa的 預載荷所確定的伸長的函數的拉伸應力曲線上，該拉伸應力對應于參 照增強元件的整個橫截面測得的張力，公式21.28的纜線在0.7%下具 有27 GPa的正割模量和49 GPa的最大正切模量。這種增強元件在至少一個圓周增強元件層中的使用特別可 以保持令人滿意的層剛度，即使在傳統制造方法中的成型和固化步驟 之后。根據本發(fā)明的第二實施方案，圓周增強元件可以由不可拉 伸的金屬元件切割成的段(cut)構成，以形成長度遠小于最短層的周 長、同時優(yōu)選地比所述周長的0.1倍大的部分，部分之間的段軸向彼此 偏移。仍然優(yōu)選地，附加層的單位寬度的拉伸彈性模量小于在相同條 件下測得的最具拉伸性的工作胎冠層的拉伸彈性模量。這樣的實施方 案可以以簡單的方式賦予圓周增強元件層可以簡便調節(jié)的模量(通過 選擇一行且同一行的部分之間的間隔)，但在所有情況下，該模量都低 于由相同但連續(xù)的金屬元件構成的層的模量，附加層的模量在取自輪 胎的切割元件的硫化層上測量。根據本發(fā)明的第三實施方案，圓周增強元件是波動金屬增 強元件，波動幅度與波長的比值aA至多等于0.09。優(yōu)選地，附加層的 單位寬度的拉伸彈性模量小于在相同條件下測得的最具拉伸性的工作 胎冠層的拉伸彈性模量。金屬元件優(yōu)選是鋼纜。為了減小作用在軸向最外圓周元件上的拉伸應力，本發(fā)明 還有利地包括，工作胎冠層的增強元件與圓周方向形成的角度小于30° 并且優(yōu)選地小于25。。根據本發(fā)明的實施方案的另一有利選擇性形式，工作胎冠 層包括從一個簾布層到另一簾布層交叉且與圓周方向形成根據軸向方 向變化的角度的增強元件，所述角度對于在圓周中平面處測得的所述 元件的角度來說在增強元件層的軸向外邊緣上更大一些。本發(fā)明的這 種實施方案使得增大特定區(qū)域中的圓周剛度成為可能，而另一方面減 小其它區(qū)域中的圓周剛度，從而顯著減小胎體增強件的壓力。
本發(fā)明的優(yōu)選實施方案還包括，胎冠增強件在外側由所謂 的彈性增強元件的至少一個附加簾布層徑向地得到補充，該附加簾布 層稱為保護簾布層，所述彈性增強元件相對于圓周方向以10。到45。之 間的角度定向，與由徑向與其鄰接的工作簾布層的不可拉伸元件形成 的角度為相同的方向。保護層可以具有比最窄的工作層的軸向寬度小的軸向寬 度。所述保護層還可以具有比最窄的工作層的軸向寬度大的軸向寬度， 從而所述保護層覆蓋最窄的工作層的邊緣，當徑向最上層是最窄時， 從而其在附加增加件的軸向連續(xù)部分中與最寬工作胎冠層在一定軸向 寬度上聯接，然后通過至少2 mm厚的輪廓件而軸向地在外側從所述最 寬工作層脫離聯接。在上述情況中，由彈性增強元件形成的保護層一 方面可能通過輪廓件與所述最窄的工作層的邊緣脫離連接，所述輪廓 件的厚度稍微比分離兩個工作層的邊緣的輪廓件的厚度小，在另一方 面，可以具有比最寬的胎冠層的軸向寬度小或大的軸向寬度。根據本發(fā)明的上述實施方案中的任一個，徑向地在胎體增 強件和最接近所述胎體增強件的徑向內工作層之間的內側上，胎冠增 強件可以由不可拉伸的金屬增強元件的支撐層得到補充，所述不可拉 伸的金屬增強元件由鋼制成，且在與由徑向最接近的胎體增強件層的 增強元件形成的角度相同的方向上與圓周方向形成大于60。的角度。參考

圖1至4，根據對本發(fā)明的一些例示性實施方案的描 述，本發(fā)明的其它細節(jié)和有利特征將顯而易見，其中
-圖l:根據本發(fā)明的一個實施方案的輪胎的子午面視圖； -圖2:描述作為不同纜線的伸長的函數的拉伸力的曲線的圖； -圖3:根據本發(fā)明的第二實施方案的輪胎的子午面視圖； -圖4:根據本發(fā)明的第三實施方案的輪胎的子午面視圖。
為了簡化理解，附圖沒有按比例顯示。附圖只顯示了輪胎 的一半視圖，該視圖相對于表示輪胎圓周中面或者赤道面的軸線XX'
對稱延伸。
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在圖1中，尺寸為315/60R22.5的輪胎1具有0.60的縱橫 比H/S， H是在其安裝輪緣上的輪胎l的高度，S是最大軸向寬度。所 述輪胎1包括錨固在兩個胎圈(在圖中未顯示)中的徑向胎體增強件2。 胎體增強件由單層金屬纜線構成。該胎體增強件2被胎冠增強件4包 裹，徑向地從內側向外由下述結構構成
一由非包裹的不可拉伸11.35金屬纜線形成的第一工作層41，所 述纜線在簾布層的整個寬度上連續(xù)，并以18。角定向，
一由鋼21X28金屬纜線形成的圓周增強元件層42，"雙模量" 類型，由三個部分構成，即兩個軸向外側部分421和一個中心部分422，
_由非包裹的不可拉伸11.35金屬纜線形成的第二工作層43，所
述纜線在簾布層的整個寬度上連續(xù)，并以26。角定向，并且與層41的
金屬纜線交叉，
一由18X23彈性金屬纜線形成的保護層44。胎冠增強件本身被胎面6覆蓋。輪胎的最大軸向寬度S等于319mm。第一工作層41的軸向寬度I^等于260mm。第二工作層43的軸向寬度L"等于245 mm。寬度L41和
!^之間的差異等于15mm。對于圓周增強元件層42的總體軸向寬度L42，其等于200
mm，每一軸向外側部分421的軸向寬度L421等于50 mm并因而小于S
的45%。中心部分的寬度L422等于100mm。作為保護簾布層的最終胎冠簾布層44的寬度"4等于180mm。覆蓋21X28鋼金屬纜線層42的橡膠混合物具有等于10 MPa的模量。在中心部分422中和在軸向外側部分421中橡膠混合物 是相同的。中心部分422的增強元件的滲透程度等于30% 。
軸向外側部分421的增強元件的滲透程度等于95°%。
圖2描述了顯示裸露和覆蓋不同混合物的圓周增強元件層42的21X28纜線的曲線，在縱軸上顯示拉伸力，以牛頓表示，在橫軸 上顯示伸長，以毫米表示。覆蓋混合物的纜線的測量是對于從輪胎抽取的纜線而進行 的，因此在輪胎已經固化之后，混合物因此已經滲透纜線。曲線27代表了作為裸露21 X28纜線的伸長的函數的拉伸 力的曲線。曲線28代表了作為21X28纜線的伸長的函數的拉伸力的 曲線，所述纜線覆蓋有橡膠混合物并且從圓周增強元件層42的中心部 分422抽出。曲線29代表了作為21 X28纜線的伸長的函數的拉伸力 的曲線，所述纜線覆蓋有橡膠混合物并且從圓周增強元件層42的軸向 外側部分421抽出。這些曲線顯示了覆蓋金屬纜線的橡膠混合物的存在有利于 增加纜線的剛度， 一方面纜線的結構伸長減小，另一方面最大正切模 量增大。此外，這些曲線還顯示了給定纜線的結構伸長的減小和最大 正切模量的增大隨著所述纜線覆蓋的橡膠混合物的滲透程度而增大。在圖3中，輪胎1與圖1中所示的輪胎的不同之處在于， 兩個工作層41和43在赤道面的每一側面上并且軸向地在圓周增強元 件層42的連續(xù)部分中在軸向寬度1上聯接第一工作層41的纜線和第 二工作層43的纜線在兩層的聯接的軸向寬度1上通過橡膠層徑向地彼 此分離，其厚度是最小的并且對應于在形成每一工作層41、 43的未包 裹11.35金屬纜線上砑光的橡膠層厚度的兩倍，即0.8mm。在兩個工 作層公共的剩余寬度上，兩個工作層41、 43被橡膠輪廓件(圖中未示 出)分開，所述輪廓件的厚度從聯接區(qū)域的軸向端部朝向最窄工作層 的端部而增加。有利地，所述輪廓件在徑向足夠寬以覆蓋最寬工作層 41的端部，在這種情況下，最寬工作層41是徑向最接近胎體增強件 的工作層。在圖4中，輪胎1與圖1中所示的輪胎的不同之處在于， 其包括增強元件的附加層45，稱為支撐元件，其寬度基本上等于工作 層43的寬度。該層45的增強元件與圓周方向形成大約60。的角度，并 且在與工作層41的增強元件相同的方向上定向。該層45顯著地有助 于與輪胎的胎冠區(qū)域中所有增強元件都要承受的橫向壓縮力反應。對根據圖1所示的根據本發(fā)明制造的輪胎進行了測試，并且與相同的但使用傳統配置生產的參考輪胎進行了比較。該參考輪胎包括圓周增強元件層，所述圓周增強元件層由 覆蓋橡膠混合物的一根相同纜線組成，其滲透程度在其整個長度上是 相同的。第一耐久性測試在相同車輛上安裝每一種輪胎，并使每一 車輛沿著直線路徑行駛，為了加速這類測試，輪胎受到超過額定載荷 的載荷。車輛涉及的載荷為每個輪胎4000kg。在測試器械上進行其它耐久性測試，該測試器械在輪胎上 施加載荷和側滑角。在根據本發(fā)明的輪胎上進行的測試的載荷和側滑 角與施加在參考輪胎上的相同。這樣進行的測試表面，對于根據本發(fā)明的輪胎以及對于參 考輪胎，每個這種測試中經過的距離基本相等。因此表示對于耐久性 而言根據本發(fā)明的輪胎與參考輪胎具有基本上相同的性能。最后，其它行駛測試在具有起伏的沒有鋪設瀝青的地面上 進行，以模擬對于輪胎胎面特別有害的石頭的存在。這些最后的測試表明，在經過相等的距離之后，根據本發(fā) 明的輪胎比參考輪胎顯示出并不那么嚴重的損害，考慮到對參考輪胎 的損害很大，導致不能進一步使用參考輪胎了。已經參考例示性實施方案特別描述的本發(fā)明不應該考慮為 僅限于這些例子。雖然仍然在本發(fā)明的應用領域之內，但圓周增強元 件層可以例如由超過三個部分構成，從而在纜線中橡膠混合物的滲透 程度方面產生逐漸的變化，并因此在從輪胎胎冠到圓周增強元件層軸 向外側端部的圓周增強元件的彈性模量中產生逐漸的變化。
權利要求
1、一種具有徑向胎體增強件輪胎，包括由不可拉伸的增強元件的至少兩個工作胎冠層形成的胎冠增強件，該增強元件在一個層和另一層之間交叉并且與圓周方向形成10°至45°之間的角度，其本身被胎面徑向覆蓋，所述胎面通過兩個側壁連接至兩個胎圈，胎冠增強件包括至少一個圓周增強元件層，其特征在于，圓周增強元件層由至少一個中心部分和兩個軸向外側部分組成，其特征在于，中心部分的圓周增強元件被覆蓋它們的橡膠混合物所滲透的程度小于軸向外側部分的圓周增強元件被覆蓋它們的橡膠混合物所滲透的程度。
2、 根據權利要求1所述的輪胎，其特征在于，中心部分的圓周增強元件被覆蓋它們的橡膠混合物所滲透的程度比軸向外側部分的圓周 增強元件被覆蓋它們的橡膠混合物所滲透的程度小至少30%。
3、 根據權利要求1或2所述的輪胎，其特征在于，軸向外側部分 的圓周增強元件被覆蓋它們的橡膠混合物所滲透的程度大于90% 。
4、 根據權利要求1至3中的一項所述的輪胎，其特征在于，所述 中心部分的圓周增強元件被覆蓋它們的橡膠混合物所滲透的程度小于 60%。
5、 根據權利要求1至4中的一項所述的輪胎，其特征在于，覆蓋 中心部分的圓周增強元件的橡膠混合物的彈性模量小于覆蓋軸向外側 部分的圓周增強元件的橡膠混合物的模量。
6、 根據前述權利要求中的一項所述的輪胎，其特征在于，圓周增 強元件層的中心部分的軸向寬度大于0.15XS并小于0.5XS。
7、 根據前述權利要求中的一項所述的輪胎，其特征在于，圓周增 強元件層的軸向外側部分的每一個的軸向寬度都小于0.45XS。
8、 根據前述權利要求中的一項所述的輪胎，其特征在于，圓周增 強元件層徑向地位于兩個工作胎冠層之間。
9、 根據前述權利要求中的一項所述的輪胎，至少兩個工作胎冠層 具有不同的軸向寬度，其特征在于，軸向最寬工作胎冠層的軸向寬度 和軸向最窄工作胎冠層的軸向寬度之間的差異在10到30mm之間。
10、 根據權利要求9所述的輪胎，其特征在于，軸向最寬工作胎 冠層徑向地位于其它工作胎冠層的內側。
11、 根據前述權利要求中的一項所述的輪胎，其特征在于，徑向 鄰接于圓周增強元件層的工作胎冠層的軸向寬度大于所述圓周增強元 件層的軸向寬度。
12、 根據權利要求ll所述的輪胎，其特征在于，鄰接于圓周增強 元件層的所述工作胎冠層在赤道面的每一側面上并且在一定軸向寬度 上聯接的圓周增強元件層的直接軸向連續(xù)部分中，從而通過橡膠混合 物的輪廓件至少在所述兩個工作層的公共寬度的剩余部分上脫離聯 接。
13、 根據前述權利要求中的一項所述的輪胎，其特征在于，至少 一個圓周增強元件層的增強元件是金屬增強元件，在0.7%的伸長條件 下，其具有在10至120GPa之間的正割模量，并具有小于150GPa的最大正切模量。
14、 根據權利要求13所述的輪胎，其特征在于，在0.7%的伸長 條件下，增強元件的正割模量小于100GPa并優(yōu)選地大于20GPa，并 且更加優(yōu)選地在30至90 GPa之間。
15、 根據權利要求13和14中的一項所述的輪胎，其特征在于， 增強元件的最大正切模量小于130 GPa，優(yōu)選地小于120 GPa。
16、 根據前述權利要求中的一項所述的輪胎，其特征在于，至少 一個圓周增強元件層的增強元件是金屬增強元件，該金屬增強元件所 具有的拉伸應力曲線是相對伸長的函數，其對于較小的伸長具有較緩 的梯度，而對于較大的伸長則具有基本恒定的較陡的梯度。
17、 根據權利要求1至12中的一項所述的輪胎，其特征在于，至 少一個圓周增強元件層的增強元件是金屬增強元件，該金屬增強元件 被切割成段以形成長度小于最短簾布層的周長、同時比所述周長的0.1 倍大的部分，部分之間的段軸向彼此偏移，附加層的單位寬度的拉伸 彈性模量小于在相同條件下測得的最具拉伸性的工作胎冠層的拉伸彈 性模量。
18、 根據權利要求1至12中的一項所述的輪胎，其特征在于，至 少一個圓周增強元件層的增強元件是波動金屬增強元件，波動幅度a 與波長X的比值aA至多等于0.09，附加層的單位寬度的拉伸彈性模量 優(yōu)選地小于在相同條件下測得的最具拉伸性的工作胎冠層的拉伸彈性 模量。
19、 根據前述權利要求中的一項所述的輪胎，其特征在于，工作 胎冠層的增強元件與圓周方向形成的角度小于30。并且優(yōu)選地小于 25。。
20、 根據前述權利要求中的一項所述的輪胎，其特征在于，工作 胎冠層包括從一個簾布層到另一簾布層交叉且與圓周方向形成根據軸 向方向變化的角度的增強元件。
21、 根據前述權利要求中的一項所述的輪胎，其特征在于，胎冠 增強件在外側由所謂的彈性增強元件的至少一個附加簾布層徑向地得 到補充，該附加簾布層稱為保護簾布層，所述彈性增強元件相對于圓 周方向以10°到45°之間的角度定向，與由徑向與其鄰接的工作簾布層 的不可拉伸元件形成的角度為相同的方向。
22、根據前述權利要求中的一項所述的輪胎，其特征在于，胎冠 增強件還包括由金屬增強元件形成的支撐層，所述金屬增強元件與圓 周方向形成大于60。的角度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種輪胎，該輪胎包括至少兩個工作層(41、43)和至少一個增強元件層(42)。根據本發(fā)明，圓周增強元件層(42)由至少一個中心部分(422)和兩個軸向外側部分(421)形成。中心部分(422)的圓周增強元件由相關橡膠混合物覆蓋物滲透的滲透率小于軸向外側部分(421)的圓周增強元件由相關橡膠混合物覆蓋物滲透的滲透率。
文檔編號B60C9/22GK101678718SQ200880016151
公開日2010年3月24日 申請日期2008年5月13日 優(yōu)先權日2007年5月14日
發(fā)明者A·多明戈, P·約翰遜 申請人:米其林技術公司;米其林研究和技術股份有限公司