CN108430798A - 具有改进的磨损性能的轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轮胎，所述轮胎包括由增强元件的至少两个工作胎冠层(41、43)以及至少一个周向增强元件的层(42)形成的胎冠增强件。根据本发明，胎面包括至少一个斜向切口(7)，在全新轮胎上测量的所述至少一个斜向切口的深度大于或等于胎面厚度的40％，所述至少一个斜向切口的在其底部处测量的宽度与其在胎面表面处测量的宽度的比例大于1.2。

Description

具有改进的磨损性能的轮胎

技术领域

本发明涉及具有径向胎体增强件的轮胎，更特别地涉及例如旨在装备于以持久速度行驶的携带重型负荷的车辆(例如货车、拖拉机、拖车或大客车)的轮胎。

背景技术

在重型的轮胎中，胎体增强件通常锚固在胎圈区域中的任一侧，且在径向上被由至少两个叠加的层构成的胎冠增强件所覆盖，所述至少两个叠加的层由丝线或帘线形成，所述丝线或帘线在每个层中平行并从一层至下一层交叉从而与周向方向形成在10°至45°之间的角度。形成工作增强件的所述工作层可以进一步由至少一个被称为保护层的层所覆盖，所述层由增强元件形成，所述增强元件有利地为金属的和可伸展的且被称为弹性增强元件。其还可以包括具有低伸展性并与周向方向成45°至90°之间的角度的金属丝线或帘线层，被称为三角帘布层的该帘布层径向位于胎体增强件与被称为工作帘布层的第一胎冠帘布层之间，所述工作帘布层由角度绝对值不超过45°的平行丝线或帘线形成。三角帘布层至少与所述工作帘布层形成三角增强件，该增强件在其所经受的各种应力下具有较小的变形，三角帘布层基本上用于吸收在轮胎胎冠区域中的所有增强元件所经受的横向压缩力。

当帘线在等于断裂力的10％的拉伸力下显示出至多等于0.2％的相对伸长时，所述帘线被称为是不可伸展的。

当帘线在等于断裂负荷的拉伸力的作用下显示出至少等于3％的相对伸长和小于150GPa的最大切线模量时，所述帘线被称为是弹性的。

周向增强元件是与周向方向形成在0°附近+2.5°至-2.5°范围内的角度的增强元件。

轮胎的周向方向或纵向方向是对应于轮胎的外周并由轮胎行驶方向限定的方向。

轮胎的横向方向或轴向方向平行于轮胎的旋转轴线。

径向方向是与轮胎的旋转轴线相交并与其垂直的方向。

轮胎的旋转轴线是轮胎在正常使用的时候绕其旋转的轴线。

径向平面或子午平面是包含轮胎的旋转轴线的平面。

周向正中平面或赤道平面是垂直于轮胎的旋转轴线并且将轮胎分为两半的平面。

对于金属丝线或帘线，断裂力(以N计的最大负荷)、断裂强度(以MPa计)、断裂伸长(以％计的总伸长)以及模量(以GPa计)根据1984年的标准ISO 6892在拉力下进行测量。

由于全世界公路网络的改善和高速公路网络的增长，被称为“公路”轮胎的某些现有轮胎旨在以高速行驶在越来越长的旅途中。由于轮胎上的磨损减少，因此这种轮胎所用于行驶的组合条件毫无疑问地使得行驶的公里数增加；但是另一方面，轮胎和特别是胎冠增强件的耐久性受到不利影响。

这是因为在胎冠增强件中存在应力，特别是在胎冠层之间存在剪切应力，加上在轴向最短的胎冠层的端部处工作温度有不可忽略的升高，从而具有导致裂缝在所述端部处的橡胶中出现并扩散的影响。

为了改进所考虑类型的轮胎的胎冠增强件的耐久性，已经应用如下的解决方案，其涉及设置在帘布层端部(更特别是轴向最短帘布层的端部)之间和/或周围的橡胶配混物的层和/或轮廓元件的结构和质量。

特别已知的实践是在工作层的端部之间引入橡胶配混物的层从而在所述端部之间脱离联接，用以限制剪切应力。然而这种脱离联接层必须具有极好的内聚力。这种橡胶配混物的层例如描述于专利申请WO 2004/076204。

通过这种方式制备的轮胎的确有效地允许改进特别是耐久性方面的性能。

另外，为了制造具有极宽胎面的轮胎或者为了赋予具有给定尺寸的轮胎更大的承载负荷能力，已知的实践是引入周向增强元件的层。例如专利申请WO 99/24269描述了这种周向增强元件的层的存在。

周向增强元件的层通常由至少一根金属帘线组成，所述至少一根金属帘线缠绕成圈并且相对于周向方向以小于2.5°的角度铺设。

与该轮胎内部结构相结合，已知提供胎面(即轮胎的在行驶过程中旨在与地面接触以及在行驶过程中磨损的部分)，该胎面具有由凸起元件形成的胎面花纹，该凸起元件通过沟槽限定，而无论这些沟槽是周向的、横向的或者倾斜定向的。这样的胎面花纹的目的在于当行驶在干燥道路表面和被水覆盖的道路表面时，尤其当下雨时，赋予胎面优良性能。

为了改进胎面的性能而不使所述胎面的剪切刚度降低太多，已知在胎面表面上形成多个横向或倾斜定向的边缘用以切断道路表面上的水膜，从而确保胎面与道路表面之间的良好接触。获得这样的边缘的一种方法包括为胎面提供多个切口，这些切口具有沟槽的形式或者刀槽的形式。在本申请中在刀槽与沟槽之间进行区分，区分在于在轮胎正常使用条件下，在行驶过程中并且尤其是在逐渐变成与地面接触的过程中，刀槽具有适当的宽度使得限定这些刀槽的相向的壁之间至少局部接触，而对于沟槽则不是这种情况。

与通过边缘(边缘通过横向切口形成)的存在改进抓地性能的该要求相结合，还要求胎面的性能持久，换言之，即使在或多或少的预先局部磨损之后仍获得满意的性能。胎面的局部磨损旨在表示一种对应于胎面厚度的磨损状态，该胎面厚度至多等于在特别出于监管原因而不得不更换轮胎之前能够磨损的总胎面厚度。

专利申请WO 02/38399-A2描述一种用于重型车辆的轮胎胎面，该胎面包括多个周向沟槽和横向沟槽。横向沟槽由交替的空隙和刀槽区域形成，从而在全新状态下具有一定体积的在胎面表面上开放的空隙以及一定体积的隐蔽空隙，这些隐蔽空隙旨在在相同胎面的局部磨损之后开放。随着磨损出现的隐蔽空隙的存在使得可以具有更大的初始刚度，同时确保抓地性能，而无论胎面磨损的程度如何。

在试验过程中，发明人已证实与同样使用的不包括这种隐蔽空隙的相似轮胎相比，包括隐蔽空隙的一些类型的斜向切口的存在会导致磨损方面的性能变差，并取决于斜向切口与周向方向之间形成的角度而出现沿横向方向和/或纵向方向的不规则的磨损形式。

发明内容

本发明的一个目的在于提供轮胎，对于胎面上包括隐蔽空隙的这些类型的斜向切口，所述轮胎的磨损性质(更特别是沿着横向和/或纵向方向的磨损规则性方面的性质)得以保持或改进，而无论使用情况如何。

根据本发明通过如下轮胎实现该目的：所述轮胎具有径向胎体增强件，所述径向胎体增强件包括由增强元件的至少两个工作胎冠层形成的胎冠增强件，所述胎冠增强件本身沿径向被胎面覆盖，所述胎面通过两个胎侧结合至两个胎圈，胎冠增强件包括至少一个周向增强元件的层，所述胎面包括旨在与道路表面接触并且形成接触表面的胎面表面，所述胎面包括至少一个至少在赤道平面的区域中延伸的中心部分和两个轴向外部部分，并且所述胎面至少在所述中心部分中具有至少一个斜向定向的切口，在至少所述中心部分中在全新轮胎上测量的所述至少一个斜向定向的切口的深度大于或等于胎面厚度的40％，在所述至少一个斜向定向的切口的底部处测量的宽度与在全新轮胎的胎面表面处测量的所述至少一个斜向定向的切口的宽度的比例大于1.2。

出于本发明的目的，切口通常表示沟槽或刀槽并对应于由材料的彼此面对且彼此相隔非零距离(称为“切口的宽度”)的壁所限定的空间。刀槽与沟槽的不同恰恰在于该距离；在刀槽的情况下，该距离适于使得限定所述刀槽的相对的壁至少在与道路表面形成接触的时候至少局部接触。在沟槽的情况下，该沟槽的壁在通常行驶条件下不能彼此接触。

出于本发明的目的，斜向定向的切口是这样的切口：所述切口的壁的至少一部分的平均平面与径向平面形成35°至80°之间的角度。与径向平面形成的该角度可以在相对于所述径向平面的一个方向或另一个方向定向。斜向定向的切口可以进一步是如上所述的连续经过平均平面的任一侧的切口；其可以进一步是这样的切口：切口的壁如上所述围绕平均平面波动或曲折。

出于本发明的目的，切口的深度为在全新轮胎上测量的胎面的表面与所述切口的径向最内点之间的径向距离。

出于本发明的目的，在轮胎的径向截面上测量的胎面的厚度为在全新轮胎上测量的胎面的表面上的点与该点在胎冠增强件的径向外侧表面上的正交投影之间的距离。

切口的壁之间的宽度在全新轮胎上在这样的截面平面中测量：该截面平面垂直于壁的平均平面并垂直于与胎面表面正切的平面。其沿着这样的方向测量：该方向平行于与胎面表面正切的平面。

出于本发明的目的，胎面表面处的切口的壁之间的宽度对应于切口的径向外部中的最小测量值，且更精确地对应于在所述切口的径向最外点与离胎面表面的距离等于所述切口的深度的30％的点之间的径向区域中得到的最小测量值。

出于本发明的目的，在切口的底部处的测量值对应于切口的径向内部中的最大测量值，且更精确地对应于在所述切口的径向最内点与离胎面表面的距离等于所述切口的深度的25％的点之间的径向区域中得到的最大测量值。

根据本发明，胎面的至少在赤道平面的区域中延伸的中心部分有利地具有至少与周向增强元件的层一样大的轴向宽度。

进行的试验表明，无论轮胎的使用条件如何，根据本发明的轮胎的磨损(特别是磨损规则性方面)性能都令人满意。

事实上，本发明人能够证实，斜向定向的切口(其深度大于胎面厚度的40％，在所述斜向定向的切口的底部处测量的宽度与在胎面表面处测量的所述斜向定向的切口的宽度的比例大于1.2)造成轮胎制造过程中(特别是其固化过程中)胎冠增强件的局部变形。发明人相信胎冠增强件的这种变形可以解释为由于在所述轮胎的模制和固化过程中在所述切口处的未受控的弹性体材料的流动所导致。这将可能通过沿着构成位于所述切口附近的胎冠增强件的层的径向方向的变形而得到反映。在轮胎使用的过程中，由于配混物磨损的厚度沿着轮胎的横向方向和/或纵向方向是不规则的，因此这些变形可能对轮胎的磨损以及特别是磨损规则性方面的性能产生不利影响。

根据本发明的周向增强元件的层的存在使得能够限制或甚至防止这些沿着横向方向和/或纵向方向的不规则磨损的现象。

本发明人相信，通过根据本发明的轮胎获得的结果可以通过如下原因进行解释：存在周向增强元件的层似乎能够减少或甚至防止包括斜向定向的切口的轮胎在固化过程中的胎冠增强件的所述局部变形，所述斜向定向的切口的深度大于或等于胎面厚度的40％，并且在所述斜向定向的切口的底部处测量的宽度与在胎面表面处测量的斜向定向的切口的宽度的比例大于1.2。

非常令人惊讶地，周向增强元件的层表现得能够在轮胎固化过程中更好地控制形成胎面的配混物的位移，周向增强元件通常存在以限制工作胎冠层之间的剪切效果，轮胎包括斜向定向的切口，所述斜向定向的切口的深度大于或等于胎面厚度的40％，在所述斜向定向的切口的底部处测量的宽度与在胎面表面处测量的所述斜向定向的切口的宽度的比例大于1.2。

根据本发明的优选变体，切口在其整个长度上，在所述至少一个斜向定向的切口的底部处测量的宽度与在全新轮胎的胎面表面处测量的所述至少一个斜向定向的切口的宽度的比例大于1.2。

根据本发明的另一个变体，可以仅在切口的部分长度上满足有关比例大于1.2的该条件，所述比例是在所述至少一个斜向定向的切口的底部处测量的宽度与在全新轮胎上的胎面的表面处测量的所述至少一个斜向定向的切口的宽度的比例。

根据本发明的另一个变体，可以在切口的长度上间歇地满足有关比例大于1.2的该条件，所述比例是在所述至少一个斜向定向的切口的底部处测量的宽度与在全新轮胎上的胎面的表面处测量的所述至少一个斜向定向的切口的宽度的比例。

根据本发明的优选实施方案，在所述至少一个斜向定向的切口的底部处测量的宽度严格大于3mm。

根据本发明更加优选地，在所述至少一个斜向定向的切口的底部处测量的宽度小于10mm。

根据本发明的变体实施方案，与所述至少一个斜向定向的切口相结合，轮胎至少在胎面的所述中心部分具有至少一个纵向定向的切口，在至少所述中心部分中在全新轮胎上测量的所述至少一个纵向定向的切口的深度大于或等于胎面厚度的40％，在所述至少一个纵向定向的切口的底部处测量的宽度与在全新轮胎的胎面表面处测量的所述至少一个纵向定向的切口的宽度的比例大于1.2。

出于本发明的目的，纵向定向的切口是这样的切口：所述切口的壁的至少一部分的平均平面与纵向平面形成小于10°的角度。与纵向平面形成的该角度可以在相对于所述纵向平面的一个方向或另一个方向定向。纵向定向的切口可以进一步是这样的切口：切口的壁如上所述围绕平均平面波动或曲折。

虽然根据本发明所定义的纵向隐蔽空隙与上述的包括隐蔽空隙的斜向定向的切口相结合而在常规设计的轮胎上导致胎面的不规则性的磨损，但进行的试验表明，根据本发明的轮胎具有轮胎的磨损以及特别是磨损规则性方面的令人满意的性能，而无论轮胎的使用情况以及纵向隐蔽空隙的形式和尺寸。

事实上，本发明人能够证实，纵向定向的切口(其深度大于胎面厚度的40％，在所述纵向定向的切口的底部处测量的宽度与在胎面表面处测量的所述纵向定向的切口的宽度的比例大于1.2)与上述的包括隐蔽空隙的斜向定向的切口相结合而促使不规则的磨损沿着轮胎的横向方向产生。

对于通过根据本发明的这一变体制造的轮胎获得的结果，本发明人通过如下原因进行解释：周向增强元件的层的存在其能够减少或甚至防止包括与上述的斜向切口相结合的上述的纵向定向的切口的轮胎在固化过程中的胎冠增强件的所述局部变形。

根据本发明的优选变体，纵向定向的切口在其整个长度上，在所述至少一个纵向定向的切口的底部处测量的宽度与在全新轮胎的胎面表面处测量的所述至少一个纵向定向的切口的宽度的比例大于1.2。

根据本发明的另一个变体，可以仅在纵向定向的切口的部分长度上满足有关比例大于1.2的该条件，所述比例是在所述至少一个纵向定向的切口的底部处测量的宽度与在全新轮胎上的胎面的表面处测量的所述至少一个纵向定向的切口的宽度的比例。

根据本发明的另一个变体，可以在纵向定向的切口的长度上间歇地满足有关比例大于1.2的该条件，所述比例是在所述至少一个纵向定向的切口的底部处测量的宽度与在全新轮胎上的胎面的表面处测量的所述至少一个纵向定向的切口的宽度的比例。

优选地，根据本发明的这一个变体，在所述至少一个纵向定向的切口的底部处测量的宽度严格大于3mm。

更加优选地，根据本发明的这一个变体，在所述至少一个纵向定向的切口的底部处测量的宽度小于10mm。

根据本发明的另一变体实施方案，与所述至少一个斜向定向的切口相结合，轮胎至少在胎面的所述中心部分具有至少一个横向定向的切口，在至少所述中心部分中在全新轮胎上测量的所述至少一个横向定向的切口的深度大于或等于胎面厚度的40％，在所述至少一个横向定向的切口的底部处测量的宽度与在全新轮胎的胎面表面处测量的所述至少一个横向定向的切口的宽度的比例大于1.2。

出于本发明的目的，横向定向的切口是这样的切口：所述切口的壁的至少一部分的平均平面与径向平面形成小于35°的角度。与径向平面形成的该角度可以在相对于所述径向平面的一个方向或另一个方向定向。横向定向的切口可以进一步是如上所述的连续经过平均平面的任一侧的切口；其可以进一步是这样的切口：切口的壁如上所述围绕平均平面波动或曲折。

虽然根据本发明所定义的横向隐蔽空隙与上述的包括隐蔽空隙的斜向定向的切口相结合而在常规设计的轮胎上导致胎面的不规则性的磨损，但进行的试验表明，根据本发明的轮胎具有轮胎的磨损以及特别是磨损规则性方面的令人满意的性能，而无论轮胎的使用情况以及横向隐蔽空隙的形状和尺寸。

事实上，本发明人能够证实，横向定向的切口(其深度大于胎面厚度的40％，在所述横向定向的切口的底部处测量的宽度与在胎面表面处测量的所述横向定向的切口的宽度的比例大于1.2)与上述的包括隐蔽空隙的斜向定向的切口相结合而促使不规则的磨损沿着轮胎的纵向方向产生。

对于通过根据本发明的这一变体制造的轮胎获得的结果，本发明人通过如下原因进行解释：周向增强元件的层的存在能够减少或甚至防止包括与上述的斜向切口相结合的上述的横向定向的切口的轮胎在固化过程中的胎冠增强件的所述局部变形。

根据本发明的优选变体，横向定向的切口在其整个长度上，在所述至少一个横向定向的切口的底部处测量的宽度与在全新轮胎的胎面表面处测量的所述至少一个横向定向的切口的宽度的比例优选大于1.2。

根据本发明的另一个变体，可以仅在横向定向的切口的部分长度上满足有关比例大于1.2的该条件，所述比例是在全新轮胎上在所述至少一个横向定向的切口的底部处测量的宽度与在胎面的表面处测量的所述至少一个横向定向的切口的宽度的比例。

根据本发明的进一步的变体，可以在横向定向的切口的长度上间歇地满足有关比例大于1.2的该条件，所述比例是在所述至少一个横向定向的切口的底部处测量的宽度与在全新轮胎上的胎面的表面处测量的所述至少一个横向定向的切口的宽度的比例。

优选地，根据本发明的这一个变体，在所述至少一个横向定向的切口的底部处测量的宽度严格大于2mm。

根据本发明有利地，在所述至少一个横向定向的切口的底部处测量的宽度小于10mm。

根据本发明的其他变体，与所述至少一个斜向定向的切口相结合，轮胎至少在所述中心部分中具有至少一个纵向定向的切口和至少一个横向定向的切口，在全新轮胎上的至少所述中心部分中测量的所述至少一个纵向定向的切口的深度大于或等于胎面厚度的40％，在所述至少一个纵向定向的切口的底部处测量的宽度与在全新轮胎的胎面表面处测量的所述至少一个纵向定向的切口的宽度的比例大于1.2，在全新轮胎上的至少所述中心部分中测量的所述至少一个横向定向的切口的深度大于或等于胎面厚度的40％，在所述至少一个横向定向的切口的底部处测量的宽度与在全新轮胎的胎面表面处测量的所述至少一个横向定向的切口的宽度的比例大于或等于1.2。

本发明人还证实，周向增强元件的层的存在能够减少或甚至防止具有包括隐蔽空隙的横向定向的切口的轮胎在固化过程中的胎冠增强件的所述局部变形；所述横向定向的切口一方面与上述的包括隐蔽空隙的斜向切口相结合，另一方面与同样上述的包括隐蔽空隙的纵向切口相结合。

有利地根据本发明，根据本发明的轮胎胎面的体积空隙率小于或等于15％，优选小于或等于13％，更优选地大于5％。

根据本发明通过切口的体积与胎面的总体积的比例来限定全新轮胎上的胎面的体积空隙率。出于本发明的目的，胎面的总体积本身则是通过在胎面表面与平行于该胎面表面的如下表面之间评估的体积(包括所有切口的体积)来限定的，所述表面穿过延伸到胎面中最远的空隙的底部。

根据本发明的一个有利的实施方案，轴向最宽的工作胎冠层在径向上位于其它工作胎冠层的内部。

根据本发明的有利的变体实施方案，所述周向增强元件的层的轴向宽度为大于0.5×W。

W为当轮胎安装在其实用轮辋上并且被充气到其建议压力时该轮胎的最大轴向宽度。

增强元件的层的轴向宽度在轮胎的横截面上测量，轮胎由此处于放气状态。

根据本发明的一个优选的实施方案，至少两个工作胎冠层具有不同的轴向宽度，轴向最宽的工作胎冠层的轴向宽度与轴向最窄的工作胎冠层的轴向宽度之间的差值在10mm至30mm之间。

根据本发明的优选的实施方案，周向增强元件的层在径向上设置在两个工作胎冠层之间。

根据本发明的该实施方案，相比于在径向上位于工作层的外部的相似的层，周向增强元件的层使得可以更显著地限制胎体增强件的增强元件的压缩。其优选在径向上通过至少一个工作层与胎体增强件分离，从而限制所述增强元件上的应力负荷并且避免所述增强元件过度疲劳。

根据本发明还有利地，在径向上与周向增强元件的层邻近的工作胎冠层的轴向宽度大于所述周向增强元件的层的轴向宽度，并且优选地，在赤道平面的任一侧和周向增强元件的层的直接轴向延伸部分中，与周向增强元件的层邻近的所述工作胎冠层在轴向宽度上联接，从而之后通过所述橡胶配混物的层C至少在所述两个工作层公共的剩余宽度上脱离联接。

在与周向增强元件的层邻近的工作胎冠层之间存在这样的联接，其会降低作用于最接近该联接的轴向最外周向元件上的拉伸应力。

根据本发明的一个有利的实施方案，至少一个周向增强元件的层的增强元件为金属增强元件，所述金属增强元件在0.7％的伸长下具有在10GPa至120GPa之间的割线模量和小于150GPa的最大切线模量。

根据一个优选的实施方案，增强元件在0.7％的伸长下的割线模量小于100GPa且大于20GPa，优选在30GPa至90GPa之间，更优选小于80GPa。

还优选地，增强元件的最大切线模量小于130GPa，且更优选地小于120GPa。

上述模量在拉伸应力随伸长变化的曲线上测量，所述曲线通过20MPa的预负荷(针对增强元件的金属的横截面校正)而确定，拉伸应力对应于针对增强元件的金属的横截面校正的测量张力。

相同增强元件的模量可以在拉伸应力随伸长变化的曲线上测量，所述曲线通过10MPa的预负荷(针对增强元件的整个横截面校正)而确定，拉伸应力对应于针对增强元件的整个横截面校正的测量张力。增强元件的整个横截面是由金属和橡胶组成的复合元件的横截面，橡胶特别地在固化轮胎的阶段的过程中渗入增强元件。

根据与增强元件的整个横截面相关的该方案，至少一个周向增强元件的层的轴向外部部分和中心部分的增强元件为金属增强元件，所述金属增强元件在0.7％的伸长下具有在5GPa至60GPa之间的割线模量和小于75GPa的最大切线模量。

根据一个优选的实施方案，增强元件在0.7％的伸长下的割线模量小于50GPa且大于10GPa，优选在15GPa至45GPa之间，更优选小于40GPa。

还优选地，增强元件的最大切线模量小于65GPa，且更优选地小于60GPa。

根据一个优选的实施方案，至少一个周向增强元件的层的增强元件为金属增强元件，所述金属增强元件具有随相对伸长变化的拉伸应力曲线，所述曲线对于小伸长显示出平缓梯度，而对于更大伸长显示出基本恒定的陡峭梯度。附加帘布层的这种增强元件通常被称为“双模量”元件。

根据本发明的一个优选的实施方案，所述基本恒定的陡峭梯度从在0.1％至0.5％之间的相对伸长之处向上的出现。

在取自轮胎的增强元件上测量上述增强元件的各种特征。

根据本发明，更特别适于制备至少一个周向增强元件的层的增强元件是例如为式21.23的组件，所述式21.23的结构为3x(0.26+6x0.23)4.4/6.6SS；这种成股帘线由21根式3x(1+6)的基本丝线组成，所述基本丝线具有三个缠绕在一起的线股，每个线股由7根丝线组成，形成中间芯部的一根丝线的直径等于26/100mm，六根缠绕丝线的直径等于23/100mm。这种帘线在0.7％下具有等于45GPa的割线模量和等于98GPa的最大切线模量，这些模量在拉伸应力随伸长变化的曲线上测量，所述曲线通过20MPa的预负荷(针对增强元件的金属的横截面校正)而确定，拉伸应力对应于针对增强元件的金属的横截面校正的测量张力。在拉伸应力随伸长变化的曲线上，所述曲线通过10MPa的预负荷(针对增强元件的整个横截面校正)而确定，拉伸应力对应于针对增强元件的整个横截面校正的测量张力，式21.23的该帘线在0.7％下具有等于23GPa的割线模量和等于49GPa的最大切线模量。

同样地，增强元件的另一个示例是式21.28的组件，式21.28的结构为3x(0.32+6x0.28)6.2/9.3SS。该帘线在0.7％下具有等于56GPa的割线模量和等于102GPa的最大切线模量，这些模量在拉伸应力随伸长变化的曲线上测量，所述曲线通过20MPa的预负荷(针对增强元件的金属的横截面校正)而确定，拉伸应力对应于针对增强元件的金属的横截面校正的测量张力。在拉伸应力随伸长变化的曲线上，所述曲线通过10MPa的预负荷(针对增强元件的整个横截面校正)而确定，拉伸应力对应于针对增强元件的整个横截面校正的测量张力，式21.28的该帘线在0.7％下具有等于27GPa的割线模量和等于49GPa的最大切线模量。

在周向增强元件的至少一个层中使用这种增强元件特别使得即使在常规制造方法中的成型和固化步骤之后仍然能够维持令人满意的层刚度。

根据本发明的第二个实施方案，周向增强元件可以由不可伸展的金属元件构成，所述不可伸展的金属元件被切断从而形成长度远小于最短层的周长但是优选大于所述周长的0.1倍的部分，所述部分之间的切口沿轴向彼此偏移。再次优选地，附加层的每单位宽度的拉伸弹性模量小于在相同条件下测得的最具伸展性的工作胎冠层的拉伸弹性模量。所述实施方案使得能够以简单的方式赋予周向增强元件的层这样的模量，所述模量可以通过选择同一行的部分之间的间距简单调节，但是在所有情况下，所述模量都低于由相同但连续的金属元件组成的层的模量，附加层的模量在取自轮胎的切割元件的硫化层上测量。

根据本发明的第三个实施方案，周向增强元件是波状金属元件，波幅与波长的比例a/λ至多等于0.09。优选地，附加层的每单位宽度的拉伸弹性模量小于在相同条件下测得的最具伸展性的工作胎冠层的拉伸弹性模量。

金属元件优选为钢帘线。

根据本发明的一个优选的实施方案，工作胎冠层的增强元件为不可伸展的金属帘线。

根据本发明有利地，胎冠增强件由增强元件的至少两个工作胎冠层形成，所述增强元件从一层到另一层交叉并与周向方向形成10°至45°之间的角度。

为了降低作用于轴向最外周向元件的拉伸应力，本发明还有利地使工作胎冠层的增强元件与周向方向形成的角度小于30°，优选小于25°。

根据本发明的另一个有利的变体，工作胎冠层包括从一个帘布层到另一个帘布层交叉的增强元件，所述增强元件与周向方向形成沿轴向方向可变的角度，在增强元件的层的轴向外边缘上的所述角度大于在周向正中平面处测得的所述元件的角度。本发明的这种实施方案使得能够增加某些区域中的周向刚度，而相反降低其他区域中的周向刚度，特别是降低胎体增强件的压缩。

本发明的一个优选的实施方案还使得胎冠增强件的径向外侧通过增强元件(被称为弹性增强元件)的至少一个附加层(被称为保护层)进行补充，所述增强元件相对于周向方向以在10°至45°之间的角度定向，且方向与由与其径向相邻的工作层的不可伸展的元件形成的角度相同。

保护层的轴向宽度可以小于最窄工作层的轴向宽度。所述保护层还可以具有比最窄工作层的轴向宽度更大的轴向宽度，使得所述保护层覆盖最窄工作层的边缘，并且当位于径向上方的是最窄层时，使得保护层在附加增强件的轴向延长部分中与最宽的工作胎冠层在轴向宽度上联接，从而之后通过厚度至少等于2mm的轮廓元件在轴向外侧与所述最宽的工作层脱离联接。在如上所述的情况下，由弹性增强元件形成的保护层一方面可以任选地通过轮廓元件与所述最窄工作层的边缘脱离联接，所述轮廓元件的厚度基本上小于将两个工作层的边缘分离的轮廓元件的厚度，而另一方面具有比最宽胎冠层的轴向宽度更小或更大的轴向宽度。

根据本发明的前述具体实施方案的任意一种，胎冠增强件可进一步通过钢质不可伸展的金属增强元件形成的三角层在胎体增强件与最接近所述胎体增强件的径向内侧工作层之间径向在内侧得到补充，所述不可伸展的金属增强元件与周向方向形成的角度大于45°，且方向与由径向最邻近胎体增强件的层的增强元件形成的角度相同。

附图说明

本发明的其它细节和有利特征将会从以下参考图1至图3的本发明的示例性实施方案的描述中变得显而易见，在附图中：

-图1显示了根据本发明的轮胎的子午示意图，

-图2显示了根据本发明的轮胎胎面的一部分表面的投影示意图，

-图3显示了根据本发明的一个实施方案的沿着切口的截面平面P的横截面图。

为了易于理解，附图没有按比例显示。图1仅仅显示了轮胎的半视图，轮胎相对于轴线XX’对称地延伸，所述轴线XX’表示轮胎的周向正中平面或赤道平面。

具体实施方式

在图1中，尺寸为315/70 R 22.5的轮胎1具有等于0.70的纵横比H/S，H是轮胎1在其安装轮辋上的高度，S是其最大轴向宽度。所述轮胎1包括锚固在两个胎圈(图中未示出)中的径向胎体增强件2。胎体增强件由单层金属帘线形成。所述胎体增强件2被胎冠增强件4环箍，所述胎冠增强件4在径向上从内向外由以下形成：

-由未包裹的9.28不可伸展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且以24°的角度定向，

-由“双模量”类型的21x23钢制金属帘线形成的周向增强元件的层42，

-由未包裹的9.28不可伸展金属帘线形成的第二工作层43，所述金属帘线在帘布层的整个宽度上连续并且以等于24°的角度定向并且与层41的金属帘线交叉，

-由弹性6.35金属帘线形成的保护层44。

胎冠增强件本身被胎面6覆盖。

轮胎的最大轴向宽度W等于317mm。

第一工作层41的轴向宽度L₄₁等于252mm。

第二工作层43的轴向宽度L₄₃等于232mm。

周向增强元件的层42的轴向宽度L₄₂则等于194mm。

被称为保护帘布层的最后一个胎冠帘布层44具有等于124mm的宽度L₄₄。

图2示出轮胎1的胎面5的表面6的一部分的投影示意图。胎面5的表面6由斜向切口7、纵向切口8和9以及横向切口10和11形成。纵向切口9和横向切口11为沟槽。斜向切口7、纵向切口8和横向切口10为刀槽。所有这些切口7、8、9、10和11形成构成胎面5的胎面花纹元件12。

图3示意性地显示沿着截面平面P的斜向切口7的横截面。截面平面P垂直于壁的平均平面以及与胎面5的平面6正切的平面。切口7在切口的底部处的宽度D_f等于7mm。斜向切口7在胎面5的表面处的宽度d_s在胎面5的表面6处在所述斜向切口7的端部13和14之间测量。宽度d_s等于0.7mm。D_f/d_s比等于10。

在图3的情况中，斜向切口7在胎面的表面处形成刀槽，根据上文给出的定义，刀槽具有小于2mm的宽度。在胎面磨损之后，所述刀槽下方的隐蔽空隙造成沟槽出现。如上文所解释的，当轮胎全新时，刀槽能够形成边缘同时保持胎面的有效刚度，当与地面接触时壁彼此接触。在磨损之后，当隐蔽空隙出现时，其形成沟槽并由此形成边缘，由于胎面中切口的较浅深度使得刚度得到保持。

使用根据本发明的轮胎以及参考轮胎进行试验。

这些试验包括模拟当轮胎装配至重型车辆时的轮胎平均使用进行行驶。这些试验的目的在于监测轮胎在行驶过程中的状态以及识别胎面磨损的不规则性方面的任何问题。

根据本发明的轮胎根据图1至图3制造。

参考轮胎根据图2至图3，它们的胎冠结构的不同在于胎冠增强件不包括任何周向增强元件的层。

在行驶的过程中，参考轮胎导致出现磨损的不规则性。由于接触斑块的表面面积可能由此改变，因此这样的磨损的不规则性在某些条件下可能对轮胎的抓地性质产生不利影响。这些磨损的不规则性还可能产生用户可察觉到的振动，由此使用户产生不舒服的感觉。此外，这样的磨损的不规则性的迅速出现导致轮胎的磨损率增加，且由此导致使用的持续时间比期望的更短。

关于根据本发明的轮胎，试验表明这样的磨损的不规则性出现得较晚，并且以更不明显的方式出现，因此抓地性质几乎不受影响，而无论行驶条件如何。

Claims (15)

1.一种轮胎，所述轮胎具有径向胎体增强件，所述径向胎体增强件包括由增强元件的至少两个工作胎冠层形成的胎冠增强件，所述胎冠增强件本身沿径向被胎面覆盖，所述胎面通过两个胎侧结合至两个胎圈，胎冠增强件包括至少一个周向增强元件的层，所述胎面包括旨在与道路表面接触并且形成接触表面的胎面表面，所述胎面包括至少一个至少在赤道平面的区域中延伸的中心部分和两个轴向外部部分，并且所述胎面至少在所述中心部分中具有至少一个斜向定向的切口，其特征在于，在至少所述中心部分中在全新轮胎上测量的所述至少一个斜向定向的切口的深度大于或等于胎面厚度的40％，在所述至少一个斜向定向的切口的底部处测量的宽度与在全新轮胎的胎面表面处测量的所述至少一个斜向定向的切口的宽度的比例大于1.2。

2.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，在所述至少一个斜向定向的切口的底部处测量的宽度严格大于3mm。

3.根据权利要求2所述的轮胎，其特征在于，在所述至少一个斜向定向的切口的底部处测量的宽度优选小于10mm。

4.根据前述权利要求任一项所述的轮胎，其至少在所述中心部分具有至少一个纵向定向的切口，其特征在于，在至少所述中心部分中在全新轮胎上测量的所述至少一个纵向定向的切口的深度大于或等于胎面厚度的40％，在所述至少一个纵向定向的切口的底部处测量的宽度与在全新轮胎的胎面表面处测量的所述至少一个纵向定向的切口的宽度的比例大于1.2。

5.根据权利要求4所述的轮胎，其特征在于，在所述至少一个纵向定向的切口的底部处测量的宽度严格大于3mm。

6.根据权利要求5所述的轮胎，其特征在于，在所述至少一个纵向定向的切口的底部处测量的宽度优选小于10mm。

7.根据前述权利要求任一项所述的轮胎，其至少在所述中心部分具有至少一个横向定向的切口，其特征在于，在至少所述中心部分中在全新轮胎上测量的所述至少一个横向定向的切口的深度大于或等于胎面厚度的40％，在所述至少一个横向定向的切口的底部处测量的宽度与在全新轮胎的胎面表面处测量的所述至少一个横向定向的切口的宽度的比例大于1.2。

8.根据权利要求7所述的轮胎，其特征在于，在所述至少一个横向定向的切口的底部处测量的宽度严格大于2mm。

9.根据权利要求8所述的轮胎，其特征在于，在所述至少一个横向定向的切口的底部处测量的宽度优选小于10mm。

10.根据前述权利要求任一项所述的轮胎，其特征在于，周向增强元件的层沿径向设置在两个工作胎冠层之间。

11.根据前述权利要求的任一项所述的轮胎，其特征在于，在径向上邻近周向增强元件的层的工作胎冠层的轴向宽度大于所述周向增强元件的层的轴向宽度。

12.根据前述权利要求任一项所述的轮胎，其特征在于，胎冠增强件由增强元件的至少两个工作胎冠层形成，所述增强元件优选不可伸展，从一层至另一层交叉并且与周向方向形成在10°至45°之间的角度。

13.根据前述权利要求任一项所述的轮胎，其特征在于，至少一个周向增强元件的层的增强元件为金属增强元件，所述金属增强元件在0.7％伸长下具有在10GPa至120GPa之间的割线模量以及小于150GPa的最大切线模量。

14.根据前述权利要求任一项所述的轮胎，其特征在于，胎冠增强件的径向外部通过被称为弹性增强元件的增强元件的被称为保护帘布层的至少一个附加帘布层进行补充，所述被称为弹性增强元件的增强元件相对于周向方向以在10°至45°之间的角度定向，且方向与由与其径向相邻的工作帘布层的不可伸展的元件形成的角度相同。

15.根据前述权利要求任一项所述的轮胎，其特征在于，胎冠增强件还包括由与周向方向形成大于45°的角度的金属增强元件形成的三角层。