專利名稱：重型車輛用輪胎的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輪胎，其扁平率H/S嚴(yán)格大于0.55，并具有徑向胎體加強(qiáng)件，更具體而言，涉及用于安裝在這樣的車輛上的輪胎，該車輛承載重載荷并以穩(wěn)定的速度行進(jìn)，例如卡車、拖拉機(jī)、拖車、或高速巴士。
輪胎，特別是重型車輛的輪胎的加強(qiáng)骨架(reinforcement armature)或加強(qiáng)件，通常且最頻繁地由堆疊一層或以上的一般稱為“胎體簾布層”、“胎冠簾布層”等的簾布層形成。表示加強(qiáng)骨架的方式源自制造方法，其包括制造一系列簾布層形式的半成品，這些簾布層配備有通常是縱向的索狀加強(qiáng)線，然后將這些簾布層按照順序組裝或堆疊形成輪胎坯料。簾布層制成平坦?fàn)?，并具有大的尺寸，接著按照既定產(chǎn)品的尺寸切割。簾布層也可以在第一階段組裝，并且基本上是平坦的。然后，由此制得的坯料采用輪胎典型的環(huán)形型面成形。稱為“完成”產(chǎn)品的半成品然后應(yīng)用到坯料，從而獲得用于硫化的產(chǎn)品。
這類“傳統(tǒng)”方法，特別是在制造輪胎坯料階段，涉及使用固定元件(通常是胎邊鋼絲)，其用于在輪胎的胎邊區(qū)域內(nèi)固定或保持胎體加強(qiáng)件。因此，在此類輪胎的制造中，構(gòu)成胎體加強(qiáng)件的所有簾布層(或僅僅其中的一部分)的一部分繞著胎邊鋼絲翻轉(zhuǎn)，而胎邊鋼絲布置在輪胎胎邊內(nèi)。以這種方式，胎體加強(qiáng)件固定在胎邊內(nèi)。
盡管具有多種不同的制造簾布層和組件的方法，然而工業(yè)上這種輪胎通常采用傳統(tǒng)的制造方法，其可以導(dǎo)致本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員使用反映該方法的詞匯；因此通常所接受的術(shù)語“成形”，包括，特別是術(shù)語“簾布層”、“胎體”、“胎邊鋼線”，用于表明從平坦型面到環(huán)形型面變化。
按照上述定義，現(xiàn)有輪胎確切地來講并不包括“簾布層”或“胎邊鋼絲”。例如，文獻(xiàn)EP0582196描述了一種輪胎，其不需借助于簾布層形式的半成品而制成。例如，不同加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)元件直接施加到橡膠混合物相鄰層，以連續(xù)層的形式將其整體應(yīng)用到環(huán)形型芯上，該型芯的形狀使其能夠直接獲得近似于所制造輪胎最后型面的型面。因而，在此情況下不存在任何的“半成品”，也不存在“簾布層”，也不存在“胎邊鋼絲”?；A(chǔ)產(chǎn)品，例如橡膠混合物和索型或線狀加強(qiáng)件直接施加到型芯。因?yàn)樾托臼黔h(huán)形的，坯料不再必須為了從平坦型面變?yōu)榄h(huán)形型面而成型。
此外，在該文獻(xiàn)中所描述的輪胎沒有“傳統(tǒng)”的胎體簾布層繞胎邊鋼絲的翻轉(zhuǎn)。這種固定方式由這樣的布置代替，在該布置中環(huán)形纜索(cord)與所述胎側(cè)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)相鄰布置，其整體嵌入固定或粘結(jié)橡膠混合物中。
還有一種在環(huán)形型芯上使用半成品組裝的方法，其特別適合用于快速、有效且簡單地在中心型芯上進(jìn)行鋪設(shè)。最后使用同時包含一定半成品的混合物用以制造某種構(gòu)造形狀(aspects)，而其他通過直接應(yīng)用混合物和/或加強(qiáng)元件來制造，這也是可能的。
在該文獻(xiàn)中，考慮到產(chǎn)品制造領(lǐng)域和產(chǎn)品設(shè)計(jì)最近的技術(shù)發(fā)展，傳統(tǒng)的術(shù)語例如“簾布層”，“胎邊鋼絲”等，由中性術(shù)語或與所用的這類方法不相關(guān)的術(shù)語代替是有利的。因而，用術(shù)語“胎體型-加強(qiáng)線”或“胎側(cè)加強(qiáng)線”表示在傳統(tǒng)方法內(nèi)的胎體簾布層的加強(qiáng)元件且按照不需要半成品的方法所制造輪胎的相應(yīng)加強(qiáng)元件是適當(dāng)?shù)?，該相?yīng)加強(qiáng)元件通常應(yīng)用于胎側(cè)部分。術(shù)語“固定區(qū)域”，對于該部分，可以很好地表示胎體簾布層沿著傳統(tǒng)方法的胎邊鋼線“常規(guī)”翻轉(zhuǎn)，還可以同樣很好地表示由環(huán)形加強(qiáng)元件、橡膠混合物以及使用在環(huán)形型芯上貼敷的方法所制造的底部區(qū)域的鄰近側(cè)壁加強(qiáng)件部分而形成的組件。
通常在重型車輛類型的輪胎內(nèi)，胎體加強(qiáng)件固定在胎邊區(qū)域的每一邊內(nèi)并由至少兩層形成的胎冠加強(qiáng)件徑向地頂置覆蓋，該至少兩層的胎冠加強(qiáng)件疊置并由在每一層內(nèi)平行的纜索或線纜形成。其也可以包括低伸長性的金屬線或纜索層并且該金屬線或纜索與圓周方向形成45°到90°的夾角，該簾布層也被稱為三角形層，其徑向位于胎體加強(qiáng)件和第一胎冠簾布層，也就是所謂的工作簾布層之間，該第一胎冠簾布層由夾角的絕對值至多等于45°的平行纜索或線纜形成。三角形簾布層至少由所述的工作簾布層形成三角化的加強(qiáng)件，在其所承受的不同應(yīng)力下幾乎不會產(chǎn)生變形，三角形簾布層的根本作用在于吸收輪胎胎冠區(qū)域內(nèi)所有加強(qiáng)元件所經(jīng)受的橫向壓縮力。
胎冠加強(qiáng)件包括至少一個工作層；當(dāng)所述胎冠加強(qiáng)件包括至少兩個工作層時，這些層由不可伸長的金屬加強(qiáng)元件形成，該金屬加強(qiáng)元件在每一層內(nèi)彼此平行并且從一層到另一層是交叉的，并與圓周方向形成10°到45°之間的夾角。形成工作加強(qiáng)件的所述工作層也可以由至少一層所謂的保護(hù)層覆蓋，該保護(hù)層優(yōu)選由金屬可伸長的加強(qiáng)元件形成，這些加強(qiáng)元件也被稱為“彈性元件”。
在輪胎用于“重型車輛”的情況下，通常存在單一的保護(hù)層及其保護(hù)元件，在大多數(shù)情況下，其以與徑向最外并因此徑向相鄰的那些工作層的加強(qiáng)元件相同方向和相同絕對值的交角取向。如果是用于在相對顛簸的道路上行駛的施工車輛輪胎，具有兩個保護(hù)層是有利的，加強(qiáng)元件從一層到另一層是交叉的，并且徑向內(nèi)保護(hù)層的加強(qiáng)元件與和所述徑向內(nèi)保護(hù)層相鄰的徑向外工作簾布層的不可伸長的加強(qiáng)元件是交叉的。
當(dāng)線纜在等于斷裂載荷10％的拉伸力作用下具有至多等于0.2％的相對伸長率時，所述的線纜被稱為不可伸長的。
當(dāng)線纜在等于斷裂載荷的拉伸力作用下具有至少等于4％的相對伸長率時，所述的線纜被成為彈性的。
輪胎的圓周方向、或縱向，是指對應(yīng)于輪胎的外周并由輪胎的滾動方向定義的方向。
輪胎的橫向或軸向平行于輪胎的旋轉(zhuǎn)軸的方向。
徑向是與輪胎的旋轉(zhuǎn)軸交叉并垂直于旋轉(zhuǎn)軸的方向。
輪胎的旋轉(zhuǎn)軸是在正常使用時輪胎繞其旋轉(zhuǎn)的軸。
徑向或子午面是包含輪胎旋轉(zhuǎn)軸的平面。
圓周正中面、或赤道面，是與輪胎旋轉(zhuǎn)軸垂直并將輪胎分成兩半的平面。
當(dāng)前的某種輪胎，也被稱為“高速路”輪胎，其扁平率H/S嚴(yán)格地大于0.55，其被用于高速行駛并且行駛的旅程越來越長，而這歸因于世界范圍內(nèi)道路網(wǎng)絡(luò)的改善和高速公路網(wǎng)絡(luò)的興起。這種行駛所需要的各種條件毫無疑問都能增加行駛里程數(shù)，使輪胎的磨損變少；另一方面，輪胎的耐久性，特別是胎冠加強(qiáng)件的耐久性受到損害。
在胎冠加強(qiáng)件的范圍實(shí)際上存在有應(yīng)力并且更具體而言是胎冠層之間的剪切應(yīng)力，再加上軸向最短胎冠層的端部范圍運(yùn)行溫度顯著增加，結(jié)果所述端部橡膠出現(xiàn)裂縫并膨脹。在具有加強(qiáng)件的兩層邊緣的情況下也存在相同的問題，其中所述另一層不必與第一層徑向相鄰。
為改善上述輪胎類型的胎冠加強(qiáng)件的耐久性，已經(jīng)提供解決方法，這些方法與布置在簾布層之間和/或繞著簾布層端部，特別是軸向最短工作簾布層端部的橡膠混合物的層和/或構(gòu)型(profiled)元件的結(jié)構(gòu)和品質(zhì)相關(guān)。
法國專利1389428，為改善位于胎冠加強(qiáng)件邊緣附近區(qū)域內(nèi)的橡膠混合物的抗老化性能，建議結(jié)合低滯后胎面，使用橡膠構(gòu)型元件，該元件覆蓋至少胎冠加強(qiáng)件的側(cè)面和邊緣余量(marginal edges)并且其由低滯后的橡膠混合物形成。
在法國專利2222232中，為避免胎冠加強(qiáng)簾布層之間的分離，其公開在加強(qiáng)件端部用橡膠墊覆蓋，該橡膠的肖氏A硬度與頂置覆蓋在所述加強(qiáng)件上的胎面不同，并比布置在胎冠加強(qiáng)簾布層的邊緣和胎體加強(qiáng)件之間的橡膠混合物的構(gòu)型元件的肖氏硬度A大。
法國專利申請F(tuán)R2728510建議一方面在胎體加強(qiáng)件和徑向最接近旋轉(zhuǎn)軸的胎冠加強(qiáng)工作簾布層之間布置軸向連續(xù)簾布層，該簾布層由不可伸長的金屬線纜形成并與圓周方向形成至少等于60°的夾角，并且其軸向?qū)挾戎辽俚扔谧疃烫ス诠ぷ骱煵紝拥妮S向?qū)挾?，另一方面在兩個胎冠工作簾布層之間布置附加的金屬元件形成的簾布層，該金屬元件與圓周方向基本上平行的取向。
由此構(gòu)造的輪胎在特別苛刻的條件下延長的行駛已經(jīng)顯示就這些輪胎的耐久性而言是有限的。
為克服這些缺陷并改善這些輪胎的胎冠加強(qiáng)件的耐久性，法國專利申請WO99/24269提出在赤道面的兩側(cè)并在與圓周方向基本上平行的附加簾布層的加強(qiáng)元件的最接近的軸向延伸內(nèi)，在某一軸向距離之上，結(jié)合兩個從一個簾布層到另外一個是交叉的加強(qiáng)元件形成的胎冠工作簾布層，然后通過至少在與所述兩個工作簾布層共有寬度的其余部分(remainder)上的橡膠混合物構(gòu)型元件將他們分離。
本發(fā)明的一個目的是提供用于“重型車輛”的輪胎，其扁平率H/S嚴(yán)格地大于0.55，其耐久性與傳統(tǒng)的輪胎相比有進(jìn)一步的改善。
按照本發(fā)明的輪胎，可以達(dá)成這樣的目標(biāo)，輪胎的扁平率H/S嚴(yán)格地大于0.55，該輪胎具有徑向胎體加強(qiáng)件，該胎體加強(qiáng)件包括由至少兩個胎冠工作層形成的胎冠加強(qiáng)件，該胎冠工作層由從一個簾布層到另外一個是交叉的并與圓周方向形成10°至45°之間的夾角的不可伸長加強(qiáng)元件構(gòu)成，而該胎冠工作層本身被胎面徑向頂置覆蓋，所述胎面與兩個胎邊通過兩個胎側(cè)連接，該胎冠加強(qiáng)件包括至少一層的圓周加強(qiáng)元件，在一個胎肩端部的胎冠塊的厚度與圓周子午面內(nèi)胎冠塊的厚度的比值小于1.20，并且圓周加強(qiáng)元件層的軸向?qū)挾扰c胎面的軸向?qū)挾鹊谋戎荡笥?.5，優(yōu)選大于0.6，更優(yōu)選大約0.65。
圓周加強(qiáng)元件是這樣的加強(qiáng)元件，其相對于圓周方向圍繞0°形成在+2.5°，-2.5°范圍之間的夾角。
扁平率H/S是當(dāng)輪胎被安裝在運(yùn)行輪輞上并充氣至其額定胎壓時，在其輪輞上輪胎的高H與輪胎最大軸向?qū)挾萐的比值。高度H被定義為胎面的最大半徑與胎邊的最小半徑的差值。
按照本發(fā)明的圓周方向加強(qiáng)元件層為在其整個軸向?qū)挾壬线B續(xù)的層是有利的。
在輪胎的橫截面上測定不同的厚度，輪胎處于非充氣狀態(tài)。
在輪胎橫截面上測定加強(qiáng)元件層的軸向?qū)挾?，輪胎處于非充氣狀態(tài)時。
當(dāng)輪胎安裝在其運(yùn)行輪輞上并充氣至其額定胎壓時，在兩個胎肩端部之間測定胎面的軸向?qū)挾取?br> 胎肩端部是在輪胎胎肩的區(qū)域內(nèi)由切線相交的輪胎的外表面的正交投影定義的，其中這些切線一方面與胎面的軸向外端(胎面花紋的頂點(diǎn))表面相切，另一方面與胎側(cè)的徑向外端表面相切。
圓周子午面內(nèi)的胎冠塊的厚度是這樣定義的，即圓周子午面內(nèi)胎面胎冠的切線與圓周子午面內(nèi)輪胎的徑向最內(nèi)橡膠混合物的切線之間在徑向方向的距離。
在一個胎肩端部的胎冠塊的厚度是由胎肩端部在輪胎的徑向最內(nèi)橡膠混合物層上的正交投影長度定義的。
本發(fā)明更特別是涉及一種“重型車輛”輪胎，在輪輞上的高度H與輪胎軸向最大寬度S的比值或扁平率，其至多等于0.80，并且該輪胎用以安裝在中-或高-噸位車輛上，例如卡車、巴士、拖車等。
因而按照本發(fā)明所定義的輪胎在給定尺寸，更具體而言在給定扁平率時能夠改善輪胎的耐久性能。
與相同尺寸的傳統(tǒng)輪胎相比較，按照本發(fā)明的輪胎具有與其基本近似的胎冠塊厚度。將會出現(xiàn)這樣的情況，即按照某個實(shí)施方式在圓周子午面內(nèi)的胎冠塊的厚度大于在一個胎肩端部胎冠塊的厚度；然而在一個胎肩端部的胎冠塊的厚度與圓周子午面內(nèi)胎冠塊的厚度的比值大于0.50是有利的。
對于胎冠塊范圍，也就是說位于胎面之下，的加強(qiáng)骨架的結(jié)構(gòu)而言，這將導(dǎo)致在胎體加強(qiáng)件的加強(qiáng)層和胎冠加強(qiáng)件的加強(qiáng)層的軸向(或子午線)曲率半徑在寬度至少等于胎面寬度50％的區(qū)域內(nèi)軸向?qū)挾壬系乃悬c(diǎn)處實(shí)際上是無限大并定心在圓周子午面上。
此外，與傳統(tǒng)的輪胎相比，本發(fā)明提供橡膠混合物的輔助層是有利的。將該橡膠混合物輔助層直接放置在胎面之下，以便定心在圓周子午面內(nèi)。這樣一層的存在能夠使胎面的軸向曲率半徑小于胎體加強(qiáng)件的加強(qiáng)層的軸向曲率半徑，因而能夠獲得輪胎與地面接觸區(qū)域的印記(imprint)，其與傳統(tǒng)的、上述應(yīng)用令人滿意的印記相同。橡膠混合物的該輔助層也將能夠使工作簾布層得到抗氧化的保護(hù)。
本發(fā)明優(yōu)選提供這樣的至少一層，該層構(gòu)成徑向位于軸向最外的“肋”之下或構(gòu)成主要是縱向取向的胎面花紋之下的胎冠結(jié)構(gòu)。該實(shí)施方式能夠增強(qiáng)所述胎面花紋的剛性。
按照本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式，在一個胎肩端部的胎冠塊的厚度與圓周子午面內(nèi)的胎冠塊的厚度的比值小于1.15和優(yōu)選進(jìn)一步小于1.10。
本發(fā)明一個更加有益的實(shí)施方式提供胎面的軸向?qū)挾扰c輪胎的最大軸向?qū)挾鹊谋戎荡笥诨虻扔?.80，并且優(yōu)選大于或等于0.82。本發(fā)明的這個較佳實(shí)施方式將獲得更長的磨損周期。
按照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，軸向最寬的胎冠工作層的軸向?qū)挾群洼S向最短的胎冠工作層的軸向?qū)挾戎g的差值在10至30mm之間。
然而更優(yōu)選軸向最寬的胎冠工作層徑向位于其它胎冠工作層的內(nèi)部。
按照本發(fā)明一個特別有益的變化實(shí)施方式，軸向最寬胎冠工作層的端部和胎體加強(qiáng)件之間的距離在2至15mm之間，并且優(yōu)選在5至7mm之間。這個變化實(shí)施方式導(dǎo)致輪胎的胎肩區(qū)域內(nèi)的加強(qiáng)骨架的曲率比通常用于該種類型輪胎內(nèi)的更顯著。在胎體加強(qiáng)件和加強(qiáng)骨架的端部之間添加的橡膠材料的數(shù)量比該種輪胎通常加入的數(shù)量而言可以獲得更小的厚度；這樣的特性對于輪胎耐久性的改善而言也是有益的。
本發(fā)明的一個有益的實(shí)施方式是至少一個圓周加強(qiáng)元件層的軸向?qū)挾缺容S向最寬胎冠工作層的軸向?qū)挾刃　?br> 至少一個圓周加強(qiáng)元件層的這樣的軸向?qū)挾仁翘貏e使工作層之間剪切應(yīng)力減少并且因此進(jìn)一步改善輪胎的耐久性能。
按照本發(fā)明的一個有益的實(shí)施方式，至少一個圓周加強(qiáng)元件層的加強(qiáng)元件是具有在0.7％伸長率下10至120GPa之間的正割模量并且小于150GPa最大正切模量的金屬加強(qiáng)元件。
按照優(yōu)選的實(shí)施方式，在0.7％伸長率下加強(qiáng)元件的正割模量小于100GPa并大于20GPa，優(yōu)選在30至90GPa之間，并且更優(yōu)選進(jìn)一步小于80GPa。
加強(qiáng)元件的最大正切模量還優(yōu)選小于130GPa并更優(yōu)選進(jìn)一步小于120GPa。
上述表示的模量是在拉伸應(yīng)力-伸長率曲線上測定的，該曲線是對加強(qiáng)元件的金屬部分在20MPa預(yù)應(yīng)力下確定的，該拉伸應(yīng)力相應(yīng)于加強(qiáng)元件的金屬部分測定的張力。
相同加強(qiáng)元件的模量也可以在拉伸應(yīng)力-伸長率曲線上測定的，該曲線是對加強(qiáng)元件的全體部分在10MPa預(yù)應(yīng)力下確定的，該拉伸應(yīng)力相應(yīng)于加強(qiáng)元件的全體部分而測定的張力。加強(qiáng)元件的全體部分是指由金屬和橡膠形成的復(fù)合元件部分，橡膠在硫化輪胎的階段中可以滲透加強(qiáng)元件。
根據(jù)對于加強(qiáng)元件全體部分的該表述(formulation)，圓周加強(qiáng)元件至少一層的加強(qiáng)元件是金屬加強(qiáng)元件，該金屬加強(qiáng)元件在0.7％伸長率下具有5至60GPa之間的正割模量和小于75GPa的最大正切模量。
按照優(yōu)選的實(shí)施方式，加強(qiáng)元件在0.7％伸長率下具有小于50GPa和大于10GPa的正割模量，優(yōu)選在15至45GPa之間，更優(yōu)選進(jìn)一步小于40GPa。
還優(yōu)選加強(qiáng)元件具有小于65GPa的最大正切模量，更優(yōu)選進(jìn)一步小于60GPa。
按照一個優(yōu)選的實(shí)施方式，圓周加強(qiáng)元件至少一層的加強(qiáng)元件是金屬加強(qiáng)元件，該金屬加強(qiáng)元件具有拉伸應(yīng)力-伸長率曲線，對于較小的伸長率而言，該曲線具有較小的梯度，而對于較大的伸長率而言，該曲線具有基本上恒定并且陡峭的梯度。這樣附加簾布層的加強(qiáng)元件通常也被稱為“雙-模量”元件。
按照本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式，從0.1％至0.5％之間的相對伸長率起出現(xiàn)基本上恒定，陡峭的梯度。
上述加強(qiáng)元件的不同特性是基于從輪胎獲取的加強(qiáng)元件測定的。
尤其適合制造按照本發(fā)明圓周加強(qiáng)元件的至少一層加強(qiáng)元件的例如是公式(formula)21.23的組件，其結(jié)構(gòu)是3×(0.26+6×0.23)4.4/6.6SS；這個條帶狀線纜是由21個公式3×(1+6)的加強(qiáng)元件纜索形成的，并具有每個條帶由7纜索形成并纏繞在一起的3條帶，一個纜索形成直徑26/100mm的中心索并有直徑23/100mm的6纜索纏繞。這樣的線纜在0.7％伸長率下具有等于45GPa的正割模量和等于98GPa的最大正切模量，兩者都是在拉伸應(yīng)力-伸長率曲線上測定的，該曲線是對加強(qiáng)元件的金屬部分在20MPa預(yù)應(yīng)力下確定的，拉伸應(yīng)力相應(yīng)于加強(qiáng)元件的金屬部分測定的張力。在這樣的拉伸應(yīng)力-伸長率曲線上測定時，即該曲線是對加強(qiáng)元件的全體部分在10MPa預(yù)應(yīng)力下確定的，拉伸應(yīng)力相應(yīng)于加強(qiáng)元件的全體部分而測定的張力，公式21.23的線纜在0.7％伸長率下具有等于23GPa的正割模量和等于49GPa的最大正切模量。
以相同的方式，加強(qiáng)元件的另一個實(shí)施例是公式21.28的組件，其結(jié)構(gòu)是3×(0.32+6×0.28)6.2/9.3SS。這個線纜在0.7％伸長率下具有56GPa的正割模量和102GPa的最大正切模量，兩者都是在拉伸應(yīng)力-伸長率曲線上測定的，該曲線是就加強(qiáng)元件的金屬部分在20MPa預(yù)應(yīng)力下確定的，拉伸應(yīng)力相應(yīng)于加強(qiáng)元件的金屬部分測定的張力。在這樣的拉伸應(yīng)力-伸長率曲線上測定時，即該曲線是就加強(qiáng)元件的全體部分在10MPa預(yù)應(yīng)力下確定的，拉伸應(yīng)力相對于加強(qiáng)元件的全體部分而測定的張力，公式21.28的線纜在0.7％伸長率下具有等于27GPa的正割模量和等于49GPa的最大正切模量。
在圓周加強(qiáng)元件的至少一層內(nèi)使用這樣的加強(qiáng)元件特別能夠保留包括傳統(tǒng)制造方法成形階段和硫化階段之后的該層具有令人滿意的剛性。
按照本發(fā)明的第二個實(shí)施方式，圓周加強(qiáng)元件可以由不可伸長的金屬元件形成，該金屬元件被切割以便形成長度遠(yuǎn)小于最小長度層的周長的段(sections)，但是優(yōu)選大于所述周長的0.1倍，段之間的切口(cuts)彼此軸向偏移。然而更為優(yōu)選的是，附加層單位寬度在拉伸下的彈性模量小于在相同條件下測定的最大伸長的胎冠工作層的拉伸彈性模量。這樣的實(shí)施方式使之能夠以簡單的方式賦予圓周加強(qiáng)件層可易于調(diào)整(通過相一行的段之間的間隔)的模量，但是在任何情況下其都比由相同金屬元件形成的層的模量小，該層獲取自輪胎并且是連續(xù)的，附加層的模量在切割元件的硫化后層上測定。
按照本發(fā)明的第三個實(shí)施方式，圓周加強(qiáng)元件是波紋狀的金屬元件，波幅與波長的比值α/λ至多等于0.09。優(yōu)選，附加層每單位寬度在拉伸下的彈性模量小于在相同條件下測定的在拉伸下的最大伸長胎冠工作層的拉伸彈性模量。
金屬元件優(yōu)選為鋼絲。
按照本發(fā)明一個優(yōu)選的變化實(shí)施方式，圓周加強(qiáng)元件的至少一層是徑向布置在兩個胎冠工作層之間。
按照后一個優(yōu)選的實(shí)施方式，圓周加強(qiáng)元件的層能夠比徑向放置在工作層外部的近似層更加顯著地限制胎體加強(qiáng)件的加強(qiáng)元件的壓縮。優(yōu)選通過至少一個工作層將它從胎體加強(qiáng)件分離，以便限制所述加強(qiáng)元件上的應(yīng)力并且不會使其過分疲勞。
更為優(yōu)選的是，在徑向布置在兩個胎冠工作層之間的圓周加強(qiáng)元件層的情況下，徑向鄰近圓周加強(qiáng)元件層的胎冠工作層的軸向?qū)挾却笥谒鰣A周加強(qiáng)元件層的軸向?qū)挾?，?yōu)選在赤道面兩邊上并且在圓周加強(qiáng)元件層直接的(immediate)軸向延伸內(nèi)，鄰近圓周加強(qiáng)元件層的所述胎冠工作層在軸向?qū)挾壬辖Y(jié)合，再至少在與所述兩個工作層共同的寬度其余部分上通過橡膠混合物的構(gòu)型元件分離。
鄰近圓周加強(qiáng)件層的胎冠工作層之間這樣的結(jié)合的存在，也使在最接近結(jié)合處的軸向最外圓周元件上起作用的拉伸應(yīng)力的減少。
在工作簾布層之間的分離構(gòu)型元件的厚度，用最小寬度的工作簾布層的端部范圍測定，其至少等于2mm，并優(yōu)選大于2.5mm。
“結(jié)合的(coupled)簾布層”應(yīng)當(dāng)理解為意味著這樣一種簾布層，其各個加強(qiáng)元件被至多1.5mm厚度的所述橡膠分離，所述橡膠厚度是在所述加強(qiáng)元件的上下各個母點(diǎn)之間徑向測定。
為減少在軸向最外圓周元件上起作用的拉伸應(yīng)力，本發(fā)明提供這樣的夾角也是有利的，該夾角是由胎冠工作層的加強(qiáng)元件與圓周方向形成的并且小于30°，優(yōu)選小于25°。
按照本發(fā)明另一個有益的變化實(shí)施方式，胎冠工作層包括加強(qiáng)元件，其從一個簾布層到另一個是交叉的，并與圓周方向形成夾角，該夾角在軸向是可變動的，在加強(qiáng)元件層的軸向外邊緣上的夾角比圓周子午面處測定的所述元件的夾角更大。特別是為了減少胎體加強(qiáng)件的壓縮，本發(fā)明這樣的實(shí)施方式能夠在某些區(qū)域增加圓周剛性，并且相反在其他區(qū)域可以減少。
本發(fā)明的一個優(yōu)選的實(shí)施方式還提供被至少一個附加層終結(jié)于徑向外部的胎冠加強(qiáng)件，該附加層也稱為保護(hù)層，由所謂的彈性加強(qiáng)元件構(gòu)成，該彈性加強(qiáng)元件以10°至45°之間的夾角相對于圓周方向取向并與由徑向與其鄰近的工作層的不可伸長元件形成的夾角同方向。
保護(hù)層可以具有比最小寬度的工作層的軸向?qū)挾刃〉妮S向?qū)挾?。所述保護(hù)層也可以具有比最小寬度工作層的軸向?qū)挾却蟮妮S向?qū)挾?，以便其覆蓋最小寬度工作層的邊緣，如果是徑向較上層作為最小寬度工作層，以使將其在附加加強(qiáng)件的軸向延伸內(nèi)在軸向?qū)挾壬吓c最寬胎冠工作層結(jié)合，然后，軸向至外部，由厚度至少等于2mm的構(gòu)型元件將其從所述最寬工作層分離。在上述情況下，由彈性加強(qiáng)元件形成的保護(hù)層一方面能夠從所述最小寬度工作層的邊緣通過厚度基本上小于分離兩個工作層邊緣的構(gòu)型元件厚度的構(gòu)型元件分離，并且另一方面軸向?qū)挾刃∮诨虼笥谧顚捥ス趯拥妮S向?qū)挾取?br> 按照本發(fā)明前述任意一個實(shí)施方式，通過鋼構(gòu)成的不可伸長金屬加強(qiáng)元件的三角形層，也可以將胎冠加強(qiáng)件徑向終止于胎體加強(qiáng)件和最接近所述胎體加強(qiáng)件的徑向內(nèi)工作層之間的內(nèi)部，三角形層與圓周方向形成大于60°的夾角和與徑向最接近胎體加強(qiáng)件的層的加強(qiáng)元件形成的角度同方向。
本發(fā)明的其他有益詳情和特征通過下文對本發(fā)明實(shí)施方式的實(shí)施例的闡述并參照附

圖1-5將會非常清楚，其表示-圖1按照本發(fā)明的一個實(shí)施方式的輪胎的子午面示意圖，-圖2按照本發(fā)明的第二個實(shí)施方式的輪胎的子午面示意圖，-圖3按照本發(fā)明的第三個實(shí)施方式的輪胎的子午面示意圖，-圖4按照本發(fā)明的第四個實(shí)施方式的輪胎的子午面示意圖，-圖5闡述確定胎肩端部的輪胎的子午面示意圖。
這些附圖并非按照比例繪制，而這是為了簡化對其理解。這些附圖僅僅顯示輪胎的半剖示意圖，該輪胎可以沿軸XX‘對稱延伸，該軸XX‘表示輪胎的圓周子午面，或赤道面。
在圖1中，尺寸295/60 R 22.5X的輪胎1扁平率H/S為0.60，H是輪胎1在其安裝輪輞上的高度和S是其最大軸向?qū)挾?。所述輪?包括固定在兩個胎邊內(nèi)的徑向胎體加強(qiáng)件2，但是該圖中并沒有顯示該胎邊。該胎體加強(qiáng)件2是由單一的金屬線纜層構(gòu)成。通過胎冠加強(qiáng)件4將胎體加強(qiáng)件2纏繞，該胎冠加強(qiáng)件由內(nèi)部到外部徑向形成-由非纏繞、不可伸長金屬11.35線纜形成的第一工作層41，其在簾布層的全部寬度上是連續(xù)的，以夾角18°取向，-圓周加強(qiáng)元件42的層，該加強(qiáng)件是由鋼制的21×28金屬線纜形成的，屬于“雙-模量”類型，-由非纏繞、不可伸長金屬11.35線纜形成的第二工作層43，其在簾布層的全部寬度上是連續(xù)的，該線纜以夾角18°取向并在層41的金屬線纜處是交叉的，-彈性金屬18×23線纜形成的保護(hù)層44胎冠加強(qiáng)件本身由胎面5頂置覆蓋。
在每一個胎肩端部6且在圓周子午面XX‘測定胎冠塊的厚度，在胎肩端部等于31.8mm，在圓周子午面等于30.1mm。在一個胎肩端部的胎冠塊的厚度與在圓周子午面內(nèi)胎冠塊的厚度的比值等于1.06，因此按照本發(fā)明其小于1.15。
此外，胎面的軸向?qū)挾萀等于262mm，所述胎面的軸向?qū)挾扰c輪胎的最大軸向?qū)挾萐的比值等于大約0.89，因此其大于0.80。
對于傳統(tǒng)形狀的輪胎，第一工作層41的軸向?qū)挾萀41等于248mm，其基本上小于胎面的寬度L，在本實(shí)施例的情況下，胎面的寬度L等于262mm。胎面寬度和寬度L41之間的差值因此等于14mm并且因此按照本發(fā)明其小于15mm。
第二工作層43的軸向?qū)挾萀43等于230mm。寬度L41和L43之間的差值等于18，因此按照本發(fā)明其位于10至30mm范圍之間。
對于圓周加強(qiáng)元件42層的整個軸向?qū)挾萀42，其等于188mm。寬度L42與胎面寬度的比值等于0.71并因此遠(yuǎn)大于0.5。
最后的胎冠簾布層44，被稱為“保護(hù)簾布層”，具有等于188mm的寬度L44。
按照本發(fā)明，在加強(qiáng)元件42層的全部寬度上，胎冠加強(qiáng)件的層實(shí)際具有無限大的曲率半徑。在這個構(gòu)造(configuration)內(nèi)，圓周取向的加強(qiáng)元件對特別是在軸向外端部的斷裂風(fēng)險不敏感。
除了圓周加強(qiáng)元件層的軸向外端部之外，工作層具有這樣的曲率，即最寬工作層41的軸向外端部和胎體加強(qiáng)件之間的距離大約是5mm。
在圖2中，輪胎1與圖1中所示的不同之處在于在赤道面的任意一邊上并且軸向在圓周加強(qiáng)元件42層的延伸內(nèi)，兩個工作層41和43在軸向?qū)挾萳上彼此結(jié)合第一工作層41的線纜和第二工作層43的線纜，在兩個層聯(lián)結(jié)的軸向?qū)挾萳上，通過一層橡膠徑向彼此分離，其厚度最小并相應(yīng)于纏繞的金屬27.23線纜的橡膠壓延層厚度的兩倍，即0.8mm，該金屬27.23線纜形成每一個工作層41、43。在與兩個工作層共同的剩余寬度上，兩個工作層41、43通過橡膠構(gòu)型元件分離，這并沒有在圖中顯示，所述構(gòu)型元件的厚度從結(jié)合區(qū)域的軸向端部到最小寬度工作層的端部增加。所述的構(gòu)型元件具有足夠徑向覆蓋最寬工作層41端部的寬度是有利的，在本實(shí)施例中，該層41是徑向最接近胎體加強(qiáng)件的工作層。
在圖3中，輪胎1與圖1中的不同之處在于，其包括加強(qiáng)元件的輔助層45，也稱為三角形層(triangulation layer)，該層的寬度基本上等于工作層43的寬度。該層45的加強(qiáng)元件與圓周方向形成大約等于60°的夾角并與工作層41的加強(qiáng)元件相同方向取向。特別該層41能夠起到吸收輪胎胎冠區(qū)域內(nèi)所有加強(qiáng)元件所承受橫向壓縮應(yīng)力的作用。
在圖4中，輪胎1與圖1的不同之處在于，圓周加強(qiáng)元件的層徑向位于工作層41和43的外側(cè)并因此與軸向最窄的工作層43徑向相鄰。
圖5表示輪胎1的子午面示意圖，在該圖上胎面8的軸向外端部表面的第一正切線7被畫出；胎面的表面是通過胎面花紋的徑向外表面或胎冠定義的，該胎面花紋在圖中并沒有示出。胎側(cè)10的徑向外端部表面的第二正切線9與第一正切線7相交于點(diǎn)11。正交到輪胎的外表面的投影形成胎肩端部6。
胎面的軸向?qū)挾萀在兩個胎肩端部6之間測定。
圖5還顯示了在一個胎肩端部6的胎冠塊厚度的測定，該厚度是由胎肩端部6在輪胎橡膠混合物14的徑向最內(nèi)層上的正交投影13的長度12來定義。
圖5還顯示了圓周子午面XX‘內(nèi)胎冠塊厚度的測定，該厚度被限定為在徑向方向上位于圓周子午面內(nèi)的胎面8的胎冠正切線和圓周子午面內(nèi)輪胎的徑向最內(nèi)橡膠混合物14的正切線之間的距離15。
用按照本發(fā)明基于圖1表示所制造的輪胎進(jìn)行測試并與相同的但是用傳統(tǒng)構(gòu)造制造的參照輪胎進(jìn)行比較。
這種傳統(tǒng)的輪胎特別是不包括位于胎冠工作層之間的圓周加強(qiáng)元件的中間層，該胎冠工作層的加強(qiáng)元件以夾角18°取向且其胎面具有262mm的寬度。
第一耐久性測試是這樣進(jìn)行的，即在相同的車輛上安裝每一種輪胎并使每輛車都在直線道路上行駛，輪胎所承受的載荷大于額定載荷，而這是為了加速這類測試。
包括傳統(tǒng)輪胎的參照車輛在開始行駛時每個輪胎配有3600kg的載荷并改變載荷而到行駛結(jié)束時載荷達(dá)到4350kg。
裝有按照本發(fā)明輪胎的車輛在開始行駛時每個輪胎配有3800kg的載荷，并改變載荷而到行駛結(jié)束時載荷達(dá)到4800kg。
因而所進(jìn)行的測試表明安裝有按照本發(fā)明輪胎的車輛其行駛里程大于參照車輛行駛里程的46％。因此很明顯按照本發(fā)明的輪胎與參照輪胎相比，即使其承受更高的載荷應(yīng)力仍然具有明顯更高的性能。
其他耐久性測試在測試機(jī)上進(jìn)行，該機(jī)器可以在輪胎上施加一個載荷和偏移角度。測試是如下進(jìn)行的即本發(fā)明的輪胎比參照輪胎所承受的載荷大6％且偏移的角度大10％。
所獲得的結(jié)果顯示按照本發(fā)明的輪胎與參照輪胎相比，就所行駛的里程而言，所獲得的增益大于40％。
權(quán)利要求
1.一種輪胎，其扁平率H/S嚴(yán)格地大于0.55，具有徑向胎體加強(qiáng)件，該胎體加強(qiáng)件包括由至少兩個胎冠工作層形成的胎冠加強(qiáng)件，該胎冠工作層由從一個簾布層到另外一個簾布層是交叉的并與圓周方向形成10°至45°之間夾角的、不可伸長的加強(qiáng)元件形成，該胎冠加強(qiáng)件本身被胎面徑向頂置覆蓋，所述胎面通過兩個胎側(cè)連接到兩個胎邊，該胎冠加強(qiáng)件包括至少一個圓周加強(qiáng)元件層，其特征在于，在一個胎肩端部的胎冠塊的厚度與圓周子午面內(nèi)胎冠塊的厚度的比值小于1.20，并且，至少一層圓周加強(qiáng)元件的軸向?qū)挾扰c胎面的軸向?qū)挾鹊谋戎荡笥?.5，優(yōu)選大于0.6。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種輪胎，其特征在于，所述圓周加強(qiáng)元件至少一層的軸向?qū)挾扰c胎面的軸向?qū)挾鹊谋戎荡笥?.65。
3.按照權(quán)利要求1和2所述的一種輪胎，其特征在于，在一個胎肩端部的胎冠塊的厚度與圓周子午面內(nèi)的胎冠塊的厚度的比值小于1.15，并且優(yōu)選小于1.10。
4.按照權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的一種輪胎，其特征在于，所述胎面的軸向?qū)挾扰c輪胎的最大軸向?qū)挾鹊谋戎荡笥诨虻扔?.80，并且優(yōu)選大于或等于0.82。
5.按照權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的一種輪胎，其特征在于，所述圓周加強(qiáng)元件層在其整個的軸向?qū)挾壬鲜沁B續(xù)的。
6.按照前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的一種輪胎，其特征在于，所述扁平率H/S小于0.80。
7.按照前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的一種輪胎，其特征在于，所述軸向最寬胎冠工作層位于其他胎冠工作層的徑向內(nèi)側(cè)。
8.按照前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的一種輪胎，其特征在于，所述軸向最寬的胎冠工作層的軸向?qū)挾群洼S向最小寬度的胎冠工作層的軸向?qū)挾戎g的差值在10至30mm之間。
9.按照前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的一種輪胎，其特征在于，所述軸向最寬胎冠工作層的端部和胎體加強(qiáng)件之間的距離在2至15mm之間，并且優(yōu)選在5至7mm之間。
10.按照前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的一種輪胎，其特征在于，所述圓周加強(qiáng)元件至少一層的軸向?qū)挾缺容S向最寬胎冠工作層的軸向?qū)挾刃　?br> 11.按照前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的一種輪胎，其特征在于，所述圓周加強(qiáng)元件的至少一層徑向布置在兩個胎冠工作層之間。
12.按照權(quán)利要求11所述的一種輪胎，其特征在于，徑向鄰近圓周加強(qiáng)元件層的胎冠工作層的軸向?qū)挾却笥谒鰣A周加強(qiáng)元件層的軸向?qū)挾取?br> 13.按照權(quán)利要求12所述的一種輪胎，其特征在于，鄰近圓周加強(qiáng)元件層的胎冠工作層，在赤道面兩邊上并在圓周加強(qiáng)元件層直接的軸向延伸中，在軸向一寬度上結(jié)合，再通過橡膠混合物的構(gòu)型元件至少在與所述兩個工作層共同寬度的其余部分上的分離。
14.按照前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的一種輪胎，其特征在于，所述圓周加強(qiáng)元件至少一層的加強(qiáng)元件是金屬加強(qiáng)元件，該金屬加強(qiáng)元件具有在0.7％伸長率下10至120GPa之間的正割模量和小于150GPa最大正切模量。
15.按照權(quán)利要求14所述的一種輪胎，其特征在于，在0.7％伸長率下加強(qiáng)元件的正割模量小于100GPa，優(yōu)選大于20GPa，進(jìn)一步更優(yōu)選在30至90GPa之間。
16.按照權(quán)利要求14或15所述的一種輪胎，其特征在于，所述加強(qiáng)元件的最大正切模量小于130GPa，并且優(yōu)選小于120GPa。
17.按照前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的一種輪胎，其特征在于，所述圓周加強(qiáng)元件層的加強(qiáng)元件是金屬加強(qiáng)元件，該金屬加強(qiáng)元件具有拉伸-伸長率應(yīng)力曲線，對于較低的伸長率而言，該曲線具有較小的梯度，而對于較高的伸長率而言，該曲線具有基本上恒定并且陡峭的梯度。
18.按照權(quán)利要求1-13任一項(xiàng)所述的一種輪胎，其特征在于，所述圓周加強(qiáng)元件至少一層的加強(qiáng)元件是金屬加強(qiáng)元件切割的，以便形成長度小于最小長度簾布層周長的段，但是其大于所述周長的0.1倍，段之間的切口彼此軸向偏移，附加層每單位寬度在拉伸下的彈性模量優(yōu)選小于在相同條件下測定的最大伸長的胎冠工作層在拉伸下的彈性模量。
19.按照權(quán)利要求1-13任一項(xiàng)所述的一種輪胎，其特征在于，所述圓周加強(qiáng)元件至少一層的加強(qiáng)元件是波紋狀的金屬加強(qiáng)元件，其波幅α與波長λ的比值α/λ至多等于0.09，優(yōu)選，附加層每單位寬度在拉伸下的彈性模量小于在相同條件下測定的最大伸長胎冠工作層在拉伸下的彈性模量。
20.按照前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的一種輪胎，其特征在于，由胎冠工作層的加強(qiáng)元件與圓周方向形成的夾角小于30°，優(yōu)選小于25°。
21.按照前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的一種輪胎，其特征在于，所述胎冠工作層包括加強(qiáng)元件，該加強(qiáng)元件從一個簾布層到另一個簾布層是交叉的，與圓周方向形成在軸向上可變的夾角。
22.按照前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的一種輪胎，其特征在于，所述胎冠加強(qiáng)件被至少一個輔助層終結(jié)于徑向外部，該輔助層稱為保護(hù)層，由被稱為彈性加強(qiáng)元件的材料構(gòu)成，該彈性加強(qiáng)元件以10°至45°之間的夾角相對于圓周方向取向并與由徑向與其鄰近的工作層的不可伸長元件形成的夾角同方向。
23.按照前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的一種輪胎，其特征在于，所述胎冠加強(qiáng)元件進(jìn)一步包括由金屬加強(qiáng)元件形成的三角形層，該金屬加強(qiáng)元件與圓周方向形成的夾角大于60°。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種輪胎，其具有嚴(yán)格大于0.55的扁平率H/S。所述輪胎包括徑向胎體結(jié)構(gòu)(2)，該胎體結(jié)構(gòu)具有由至少兩個圓頂層(41，43)形成的圓頂結(jié)構(gòu)(4)，該圓頂層由不可伸長的加強(qiáng)工作元件形成，該工作元件從一個簾布層到另外一個是交叉的并與圓周方向形成10°至45°之間的夾角。所述圓頂結(jié)構(gòu)被胎面(5)徑向頂置覆蓋，該胎面通過兩個胎側(cè)在兩個脊部處連接，所述圓頂結(jié)構(gòu)包括至少一圓周加強(qiáng)元件層(42)。按照本發(fā)明，在一個胎肩端部(6)上的圓頂塊的厚度與圓周子午面(XX‘)內(nèi)的圓頂塊厚度的比值小于1.2，圓周加強(qiáng)元件的至少一層的軸向?qū)挾扰c胎面(L)的軸向?qū)挾鹊谋戎荡笥?.5，優(yōu)選大于0.6。
文檔編號B60C9/22GK1826238SQ200480020790
公開日2006年8月30日 申請日期2004年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月18日
發(fā)明者R·勒杜列斯庫, G·克呂澤爾 申請人:米其林技術(shù)公司, 米其林研究和技術(shù)股份有限公司