具有有两种刚度水平的胎体帘布层加强件的轮胎

摘要

本发明涉及具有径向胎体加强帘布层(1)的轮胎,在帘布层(1)上自外侧地安装了胎冠帘布层加强件(3),加强件(3)由两层工作帘布层(31、32)构成,而这两层工作帘布层(31、32)由交叉的、并与周向形成10°到45°之间角度的加强元件制成,胎体帘布层加强件(1)紧挨胎冠帘布层加强件(3)之下布置的部分AB是由切割的加强元件形成。

说明书

本发明涉及一种具有径向胎体加强件的轮胎，胎体加强件径向地被由加强元件构成的至少两个工作帘布层组成的胎冠加强件覆盖，加强元件在每一帘布层内相互平行并从一个帘布层到另一帘布层是交叉的，以便相对圆周方向形成从10°到45°范围的小绝对值的角度。

在现有技术的轮胎中，胎体加强件由加强元件的至少一个帘布层组成，加强元件是径向的或称作径向的加强元件，换句话说，是相对于圆周方向成一个90°±10°角度的元件。所述加强元件可以是织物缆索，它通常用于客车、飞机或农业机械的轮胎中，轮胎具有一个或多个胎体帘布层；或者加强元件是金属线，它用于重型机动车或民用工程机械的轮胎中，轮胎通常只有一层胎体帘布层。所述加强元件从一侧胎圈钢丝连续延伸到另一侧胎圈钢丝，并且通过绕着胎圈钢丝向上翻转而锚定在每一轮胎胎圈中。

在轮胎制造过程中，由织物或钢等金属加强元件组成的胎体加强件被首先放在圆柱形成型鼓上，然后在径向覆盖胎冠加强件之前被成型以形成环状轮胎坯件。在硫化加压模具中模压期间，如此获得的环状轮胎坯件受到另外的定型。

当轮胎具有金属胎体加强件时，其加强元件是不可伸展的，即在等于10％的断裂力的拉伸力作用下，伸长率十分小，未硫化胎体和轮胎坯件经受的各种变换引起一种现象，这种现象称为橡胶混合物内层的流动，特别是在轮胎胎肩区域的流动。此流动现象沿周向程度发生变化，是或者能够是轮胎胎体加强件耐用性下降的重要因素。当轮胎的径向胎体加强件由热收缩织物或塑料材料制成的加强元件构成时，轮胎的硫化导致内层流动的相同现象。

解决这些问题的一个明显解决方法是大大增加内层的厚度，但同样很显然，这一解决方法无论从轮胎性能(因为额外的厚度将导致胎肩更加发热、增大的滚动阻力等)观点出发，还是从生产成本观点出发都不是最佳的。

本申请人提出的专利FR1111805描述了一种成两个不同部分的胎体加强件，它们在轮胎赤道平面区域重叠。胎体加强件的帘布层或若干帘布层的这种布置方式从生产的方便和从轮胎的柔软性来看均具有技术优越性。

专利FR1111806描述了径向胎体加强件的两个部分的相同布置，以弥补径向位于工作胎冠帘布层之上的三角网帘布层的缺陷。

专利FR1425801认识到，不是连续而是重叠在轮胎的赤道部分的胎体帘布层的这种布置不仅得以在胎面之下得到要求的加强，还能在未硫化轮胎坯件的成形过程中得到更好平衡，因为轮胎赤道区域中的重叠得以使阻力元件在硫化前有一定的相对运动。

这种运动不足以避免内层通过胎体加强件缆索的流动现象，因为两个重叠部分之间的接触宽度太大，由于它通常几乎等于胎冠加强件的宽度，而为了确保通过这两个部分的剪切进行锚定，重叠是必须的。此外，胎冠加强件之下的几个胎体层的径向重叠影响胎体加强件一胎冠加强件组件的子午面柔软性，尤其是中性弯曲轴线位置的柔软性，而这不总是有利的。

本发明提出一种不同的解决方法，此方法包括将从一根胎圈钢丝至另一根胎圈钢丝连续的胎体加强件细分成三个部分，并使胎冠加强件之下的胎体加强件部分的弹性大于加强轮胎侧壁的部分的弹性，该较大弹性是通过应用切割的加强元件获得的。

根据本发明，它包括一个胎体加强件，胎体加强件由至少一层加强元件的帘布层构成，加强元件在每个胎圈中锚定到至少一条胎圈钢丝上，所述胎体加强件在径向被胎冠加强件所覆盖，胎冠加强件由至少两层工作帘布层构成，形成工作帘布层的加强元件从一层帘布层到另一帘布层是交叉的，并相对周向方向形成10°到45°之间的角度，其特征在于，位于胎冠加强件之下的胎体加强件部分以赤道平面XX’为中心，所具有的轴向宽度在最宽工作胎冠帘布层的宽度的0.4到1倍之间，所述胎体加强件的该部分是由切割的加强元件形成。

优选的方案包括其宽度在最宽工作胎冠帘布层轴向宽度的0.4到1倍之间的胎体加强件部分的每一加强元件被切割至少一次。

在胎冠加强件之下的所述部分在未硫化状态下具有的每单位宽度的线性抗拉刚度最好是在加强轮胎侧壁的同一胎体加强件的每一部分的线性抗拉刚度的0.1到0.7倍之间，从而当轮胎被硫化时，线性刚度的所述比例变成在0.2到1之间。

胎冠之下的部分在硫化前的刚度低于侧壁部分的刚度的0.1倍将不可能确保未硫化轮胎坯件的几何形状稳定性，而在已硫化状态不可能在充气压力作用下有足够的拉力以确保胎冠加强件的令人满意的三角网。线性刚度大于侧壁部分刚度的0.7倍将不能避免内橡胶层的流动。

由于为了获得0.5％的相对延伸率ε所需而作用在单位宽度的胎体加强件的带上的拉力引起线性抗拉刚度。这可用公式R=dF/dε来表示，其中R是线性刚度，而dF/dε是单位宽度的力相对相对延伸率ε的导数。对于未硫化状态下的线性刚度，它是在半成品，即未硫化胎体加强件的带上测量的。对于在硫化状态的线性刚度，它是在从已硫化轮胎上切割下的单位宽度的带上测量的。

不论采取哪种解决方案以获得这样的线性刚度比，在轮胎侧壁中的胎体加强件的加强元件的拉力围绕轮胎整个周边将变成几乎是恒定的。除了它基于本发明解决了内层流动问题外，切割的加强元件这一解决方案还使胎体加强件可能部分保留其作为三角网加强件的作用，因为切割元件能提供抗压缩力的阻力。此解决方案是最可靠且工业上成本最少，它还具有若干重要的优点，诸如能给予较好的均匀性，特别是能显著地减小径向变化的幅度，不管考虑何种谐波，因此也就增加了舒适度，或诸如减小了侧壁外表面的变形，这类变形是肉眼能看到并赋予轮胎看上去不合格的外观。

本发明的特征由下文结合附图给出的说明将更好地加以了解，附图以非限定形式展示了示例性实施例，其中：

图1示意地表示了本发明提出的轮胎的第一优选方案的子午截面；

图2表示了图1中轮胎的胎体加强件的平面图；

图3以示意方式表示了第二种胎体加强件的平面图；

图4表示本发明提出的由两层帘布层形成的胎体加强件的平面图。

示于图1的轮胎P包括由单层胎体帘布层1构成的胎体加强件，该单层胎体帘布层由是径向聚酯缆索的加强元件形成。所述帘布层1在每个轮胎胎圈中通过自身向上折起的部分10锚定到胎圈钢丝2上。在其中央部分并在赤道平面XX’的两侧，所述胎体帘布层1在径向由胎冠加强件3加以覆盖，在所述情况下，胎冠加强件3一方面由两层工作帘布层31和32构成，工作帘布层31和32由不可伸展的金属钢质缆索形成，缆索在每个帘布层内相互平行，并从一个帘布层31到另一帘布层32是交叉的，从而相对周向形成一个22°的角度α；另一方面由所谓的保护帘布层33加以覆盖，保护帘布层33由周向的脂族聚酰胺缆索形成，缆索相对周向形成在+5°至-5°范围内的角度B。轮胎P由通过两个侧壁5连接至轮胎胎圈的胎面4和习惯应用的各种已知的橡胶混合物加以完成，而各种已知的橡胶混合物则诸如是内侧层、位于锚定胎圈钢丝之上及围绕锚定胎圈钢丝的各种填充物、保护胎圈的层等。

最靠近胎体帘布层1的工作帘布层31是在轴向最宽的，其轴向宽度L₃₁等于140mm。置于胎冠加强件之下、位于赤道平面XX’两侧的胎体加强件1的部分AB所具的轴向宽度L₁₁等于130mm，或宽度L₃₁的0.93倍。在未硫化状态(图2)，胎体帘布层的部分AB的缆索11中的每根缆索包括一个切口12，且周向相邻缆索11中的切口交错，以使相邻缆索11中的切口12之间的宽度1在所述情况等于宽度L₃₁的0.4倍或56mm，并认为切口形成在缆索的两个长度段110之间的距离13的中心。显然，缆索间的重叠部分的宽度1₁是随缆索11的两个长度段110的端部之间的距离13的宽度1₂而变化的，在所述情况下等于55mm，这对于单位宽度的带AB所得的线性刚度在未硫化状态下等于加强侧壁并由相同但未切割的缆索11构成的胎体帘布层中相等长度的带AD在未硫化状态下的线性刚度的0.5倍，而所述带AB在硫化状态下的线性刚度等于相同条件下侧壁带AB的线性刚度的0.6倍。

虽然，如图2所示，切口线CC在轴向的间隔量等于宽度L₃₁的0.4倍，但所述切口线CC的距离肯定也可在宽度L₃₁的0.28到0.7倍之间，而不会超出本发明的范围。

图3所示的胎体帘布层1的部分AB与图2中部分的不同在于切口12的布置。实际上，每两条缆索中有一条缆索11具有两个切口12，其间的间隔距离1等于宽度L₃₁的0.4倍，切口12中的一个切口位于两条周向相邻缆索11中的一条缆索的切口12的周向延伸部分上，而另一个切口12位于另一条周向相邻缆索11的切口12的周向延伸部分上。如此形成的切口的线CC仍由距离1分隔。此布置使得易于控制加强缆索的切割过程，同时确保有足够的切口数目。

图4表示了构成子午线轮胎的两层胎体加强帘布层1的缆索11中的切口12的布置，切口线由等于宽度L₃₁的0.2倍的距离分隔，这由所述图4中可清楚地看到。如图如示，一层帘布层的缆索之间的重叠长度最好等于另一层帘布层的缆索之间的重叠长度。

在部分AB中具有切割缆索的所述胎体加强件的制备过程通常如下，即组装缆索，并用橡胶混合物对它们进行涂敷，然后将它们切割以获得所需的子午线长度。用此方法制备和切割的帘布层被放置在工作台上，在此工作台上设置有若干切割刀片的装置能垂直移动，并向下移动到缆索切割缆索，所述刀片的纵向和横向间隔被预先地调节，以使所制备的切口位于所需的位置。