專利名稱：用于重載車輛的車輪的輪胎的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于諸如貨車、公共汽車或拖車的重載車輛的車輪的輪胎，更一般地用于其中輪胎經(jīng)受高負(fù)載的車輛的車輪的輪胎。本發(fā)明尤其涉及包括具有改進(jìn)的加強(qiáng)元件的至少ー個(gè)加強(qiáng)條帶的這類輪胎。
背景技術(shù)：
通常，輪胎典型地包括胎體結(jié)構(gòu)，胎體結(jié)構(gòu)具有分別與胎圈結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的側(cè)邊緣，每個(gè)胎圈結(jié)構(gòu)典型地包括至少ー個(gè)胎圈芯和至少ー個(gè)胎圈填料。在相對(duì)于胎體結(jié)構(gòu)的徑向外部位置，設(shè)有包括ー個(gè)以上帶束層的相關(guān)的帶束層結(jié)構(gòu)。在相對(duì)于帶束層結(jié)構(gòu)的徑向外部位置施加胎面帯。在用于重載車輛的車輪的輪胎中，帶束層結(jié)構(gòu)可包括至少ー個(gè)側(cè)加強(qiáng)條帶，該加強(qiáng)條帶并入多個(gè)加強(qiáng)元件，加強(qiáng)元件優(yōu)選是金屬簾線。這些加強(qiáng)元件基本沿周向設(shè)置，相對(duì)干與輪胎赤道面平行的平面形成幾度的角(小于5° )。加強(qiáng)條帶的加強(qiáng)元件典型地涂覆有硫化弾性體材料。另外，用于重載車輛的車輪的輪胎的帶束層結(jié)構(gòu)可包括附加帶束層。該附加帶束層也稱為“防石帶束層(stone protecting belt)”,是帶束層結(jié)構(gòu)的徑向最外層,并且用作防止石頭和/或碎片朝向輪胎結(jié)構(gòu)的內(nèi)層穿過的保護(hù)層。胎側(cè)也施加到胎體結(jié)構(gòu)的側(cè)表面，每個(gè)表面從胎面帶的ー個(gè)側(cè)邊緣延伸直到其相應(yīng)的胎圈結(jié)構(gòu)。JP 11-21774描述了ー種金屬簾線，其包括芯股線和圍繞芯股線布置的六根外股線，一共設(shè)有七根股線。每根股線包括芯絲線和圍繞芯絲線布置的六根外絲線。根據(jù)JP11-21774，芯股線的芯絲線的直徑dc和芯股線的外絲線的直徑ds成1.0〈dc/ds< I. 10的關(guān)系。US 5，461，850包括簾線，該簾線包括芯股線和包圍芯股線的九根周邊股線。芯股線具有直徑D1，周邊股線具有直徑D2。根據(jù)US5，461，850，芯股線的直徑與周邊股線的直徑的比例大于預(yù)定值，以允許橡膠穿過。JP 2001020188A 和 US 6，817，395B2 公開了其它金屬簾線。EP1813444A2 公開了一種用于重載車輛的車輪的輪胎。

發(fā)明內(nèi)容
用于諸如貨車、公共汽車、拖車等的重載車輛的車輪的輪胎典型地處于非常嚴(yán)厲的使用條件下該輪胎可能在困難的環(huán)境中使用(意味著例如較低或較高的溫度，與多塵或者泥濘的表面或者具有多種凹凸不平的表面接觸)，并且必須具有非常高的抵抗性。還期望的是該類型的輪胎的結(jié)構(gòu)應(yīng)該具有提高的抵抗特性，部分是因?yàn)檫@些特性之后使輪胎能夠翻新胎面。如所知的，對(duì)輪胎翻新胎面基本包括移除磨損的胎面帶并且施加新的胎面帶。因此為了能夠?qū)喬シ绿ッ?，輪胎的結(jié)構(gòu)(指胎體結(jié)構(gòu)和帶束層結(jié)構(gòu))必須基本完整并且ー定不能表現(xiàn)任何弱點(diǎn)。通常，金屬加強(qiáng)元件上的腐蝕現(xiàn)象損害了用于重載車輛的車輪的輪胎的完整性。腐蝕現(xiàn)象特別易于在加強(qiáng)徑向最外帶束層的金屬元件中發(fā)生。如果從視覺或者其它檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)所述金屬加強(qiáng)元件被腐蝕，那么輪胎不能被翻新胎面并且必須丟棄胎體。申請(qǐng)人:已經(jīng)提出了輪胎中，尤其是用于重載車輛的車輪的輪胎中典型地呈金屬簾線形式的金屬加強(qiáng)元件的腐蝕問題。申請(qǐng)人:觀察到，包括具有基本沿周向設(shè)置的簾線的側(cè)加強(qiáng)層的、用于重載車輛的車輪的輪胎能夠特別易于發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。申請(qǐng)人:相信，該更多的暴露于腐蝕現(xiàn)象是由于不罕見的事件，其中水或其它氧化 劑通過由帶尖的和/或切割物體(例如釘、石頭或類似物體)產(chǎn)生的撕裂而到達(dá)上述基本周向設(shè)置的簾線。申請(qǐng)人:尤其相信，如果產(chǎn)生允許水(或更一般地氧化劑)到達(dá)金屬簾線的撕裂，那么水可能不僅腐蝕撕裂位置處的簾線，而且能夠周向沿著簾線的不能忽略的長(zhǎng)度行進(jìn)并且進(jìn)行破壞。在極端情況下，隨著時(shí)間流逝，簾線處的撕裂最終導(dǎo)致對(duì)整個(gè)受影響簾線的破壞。代替或者附加于腐蝕破壞簾線的是，簾線與ー個(gè)或多個(gè)加強(qiáng)層中弾性體材料之間的結(jié)合會(huì)劣化。由于簾線破壞，在極端情況下輪胎會(huì)發(fā)生故障。在不那么極端的情況下輪胎由于簾線的腐蝕和/或簾線與弾性體材料之間的結(jié)合劣化而不可能翻新胎面。因此重建者應(yīng)該丟棄輪胎，因?yàn)椴荒艽_保其長(zhǎng)期的完整性和可靠性。申請(qǐng)人:已經(jīng)提出了克服這些缺點(diǎn)的問題，并且提出了確保局部破壞不會(huì)影響延長(zhǎng)長(zhǎng)度的金屬簾線的問題。申請(qǐng)人:已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，該問題能夠通過以下方式解決提供利用具有扭轉(zhuǎn)股線的高伸長(zhǎng)率金屬簾線加強(qiáng)的帶束層，每根股線包括中央絲線和布置成圍繞中央絲線形成單個(gè)圓形外圈的外絲線，其中有利地，中央絲線的直徑大于外絲線的直徑。術(shù)語(yǔ)“高伸長(zhǎng)率金屬簾線”表示以下簾線a.具有至少3. 5%的斷裂伸長(zhǎng)率，并且優(yōu)選地，b.具有1%至3%的部分負(fù)載伸長(zhǎng)率?！安糠重?fù)載伸長(zhǎng)率”指的是當(dāng)簾線受到50N的拉カ時(shí)獲得的百分比伸長(zhǎng)率與當(dāng)簾線受到2. 5N的拉カ時(shí)獲得的百分比伸長(zhǎng)率之間的差。以上特征“a”(高斷裂伸長(zhǎng)率)通過BISFA E6方法(國(guó)際人造纖維標(biāo)準(zhǔn)化局，用于測(cè)試鋼輪胎簾線的國(guó)際協(xié)議方法，1995版)計(jì)算。以上特征“b”(高部分負(fù)載伸長(zhǎng)率％)通過BISFA E7方法(國(guó)際人造纖維標(biāo)準(zhǔn)化局，用于測(cè)試鋼輪胎簾線的國(guó)際協(xié)議方法，1995版)計(jì)算。申請(qǐng)人:已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，該方案沒有顯著增加高伸長(zhǎng)率簾線中橡膠的低穿透性。盡管如此，令人驚奇的是申請(qǐng)人觀察到在減少連續(xù)氧化以及減少簾線與弾性體材料之間的結(jié)合劣化的方面得到了顯著的改進(jìn)。申請(qǐng)人相信，這是由于在ー根外絲線與另一外絲線之間形成小的不連續(xù)且不均勻的槽道和/或間隙，少量的弾性體材料穿入該槽道和/或間隙中。在申請(qǐng)人看來，這些填充有弾性體材料的槽道和/或間隙的交變?cè)趯?shí)踐中導(dǎo)致形成弾性體材料“塞子(plug)”。在周向加強(qiáng)條帶中沿著簾線基本隨機(jī)產(chǎn)生的這些不連續(xù)塞子阻止和/或中斷了可能進(jìn)入直到簾線的水(或者更一般地氧化劑)的周向路徑。結(jié)果，氧化劑不能腐蝕和侵襲簾線的整個(gè)長(zhǎng)度，和/或簾線與弾性體材料之間的結(jié)合。在第一方面中，本發(fā)明涉及用于重載車輛的車輪的輪胎，該輪胎包括包括至少ー個(gè)胎體簾布層的胎體結(jié)構(gòu)；相對(duì)于所述胎體結(jié)構(gòu)施加在徑向外部位置的帶束層結(jié)構(gòu)；以及相對(duì)于所述胎體結(jié)構(gòu)施加到徑向外部位置的胎面帯。帶束層結(jié)構(gòu)包括至少ー個(gè)加強(qiáng)條帯，該至少一個(gè)加強(qiáng)條帶并入有多個(gè)基本沿周向設(shè)置的加強(qiáng)元件。加強(qiáng)元件包括至少ー根高伸長(zhǎng)率金屬簾線。該金屬簾線包括多根捻合的股線，每根股線包括中央絲線和布置成圍繞中央絲線形成單個(gè)圓形外圈的多根外絲線。有利地，中央絲線的直徑大于外絲線的直徑。 根據(jù)另一方面，本發(fā)明提供ー種高伸長(zhǎng)率金屬簾線，該金屬簾線包括多根捻合的股線。每根股線包括中央絲線和布置成圍繞中央絲線形成單個(gè)圓形外圈的多根外絲線。有利地,中央絲線的直徑大于外絲線的直徑。根據(jù)另一方面，本發(fā)明提供ー種橡膠涂覆條帶，其包括至少ー根高伸長(zhǎng)率金屬簾線和覆蓋所述至少ー根金屬簾線的聚合物基體。橡膠涂覆條帶是具有縱向軸線的細(xì)長(zhǎng)形狀。金屬簾線基本平行于橡膠涂覆條帶的所述縱向軸線設(shè)置。該金屬簾線包括多根捻合的股線。每根股線優(yōu)選包括中央絲線和布置成圍繞所述中央絲線形成單個(gè)圓形外圈的多根外絲線。有利地,中央絲線的直徑大于外絲線的直徑。在ー個(gè)以上的上述方面中，本發(fā)明可包括ー個(gè)以上的下述優(yōu)選特征。在特定實(shí)施例中，金屬簾線包括兩根或三根股線。優(yōu)選地，金屬簾線包括至少三根股線。根據(jù)ー些實(shí)施例，金屬簾線包括五至六根的多根外絲線。優(yōu)選地，金屬簾線的中央絲線的直徑比多根外絲線的直徑大出優(yōu)選不大于25%的百分比。根據(jù)ー些實(shí)施例，中央絲線的直徑比多根外絲線的直徑大出外絲線的直徑的大約5%至大約7%的百分比。帶束層結(jié)構(gòu)可包括至少兩個(gè)徑向疊置的主帶束層，主帶束層并入有多個(gè)基本彼此平行的加強(qiáng)元件。在每層中，加強(qiáng)元件優(yōu)選相對(duì)于輪胎的周向傾斜，并且定向成相對(duì)于相鄰層的加強(qiáng)元件彼此相交。加強(qiáng)條帶可有利地布置在所述至少兩個(gè)主帶束層徑向外部的位置。在優(yōu)選實(shí)施例中，加強(qiáng)條帶有利地布置在所述至少兩個(gè)主帶束層的徑向最外層的相應(yīng)軸向外端處。加強(qiáng)條帶可以制成為包括至少ー個(gè)所述加強(qiáng)元件的細(xì)長(zhǎng)元件的多個(gè)軸向相鄰的繞線。細(xì)長(zhǎng)元件可以包括一到五個(gè)所述加強(qiáng)元件。可選地，加強(qiáng)條帶可以制成為包括多個(gè)所述加強(qiáng)元件的橡膠涂覆帶的多個(gè)徑向疊置的繞線?？梢栽谒鲋辽賰蓚€(gè)主帶束層之間施加附加加強(qiáng)條帯。在一個(gè)實(shí)施例中，該附加加強(qiáng)條帶可設(shè)置在所述至少兩個(gè)主帶束層之間的軸向外部位置。附加加強(qiáng)條帶可施加在所述至少一個(gè)胎體簾布層與徑向最內(nèi)的帶束層之間。在一個(gè)實(shí)施例中，該附加加強(qiáng)條帶可在所述至少兩個(gè)主帶束層之間設(shè)置在所述至少ー個(gè)胎體簾布層與徑向最內(nèi)的帶束層之間的軸向外部位置。有利地，本發(fā)明改進(jìn)了輪胎翻新胎面的能力，因?yàn)楫?dāng)輪胎翻新胎面時(shí)輪胎不通過檢驗(yàn)而丟棄的輪胎的百分比大大降低。


在以下對(duì)本發(fā)明某些優(yōu)選實(shí)施例的描述中，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將更清楚。下面的描述不是限制性說明，并且參照附圖閱讀，附圖中圖Ia和Ib是通過根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的輪胎的截面；圖2a、2b和2c是通過弾性體材料條帶的示意性截面，該弾性體材料條帶具有加強(qiáng)元件以制造用于圖Ia中所見的輪胎的帶束層結(jié)構(gòu)的側(cè)向加強(qiáng)條帶；圖3a和3b是通過弾性體材料帶的示意性截面，該弾性體材料帶具有加強(qiáng)元件以 制造用于圖Ib中所見的輪胎的帶束層結(jié)構(gòu)的側(cè)向加強(qiáng)條帶；圖4是通過本發(fā)明ー個(gè)實(shí)施例中用于帶束層結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)元件的示意性截面；圖5是三個(gè)不同加強(qiáng)元件的力/伸長(zhǎng)率圖表，其中一個(gè)加強(qiáng)元件是已知的，兩個(gè)加強(qiáng)元件是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例；并且圖6是圖5中所見的カ/伸長(zhǎng)率圖表的放大部分。
具體實(shí)施例方式為了簡(jiǎn)化，圖Ia和Ib僅示出了輪胎100的一部分，未示出的其余部分基本相同并且關(guān)于輪胎的赤道面X-X對(duì)稱。在各個(gè)圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同或者功能等同的部件。圖Ia和Ib的輪胎是用于諸如貨車、公共汽車或拖車的重載車輛的車輪的輪胎，更一般地是用于其中輪胎經(jīng)受高負(fù)載的車輛的車輪的輪胎。該輪胎優(yōu)選適于安裝在直徑大于16”，典型地直徑大于等于17. 5”的輪輞上。在本說明書和之后的權(quán)利要求中，術(shù)語(yǔ)“赤道面”用于表示與輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線垂直的平面，包含其中心線。輪胎100包括至少ー個(gè)胎體簾布層101，該至少一個(gè)胎體簾布層的相対的側(cè)邊緣設(shè)有相應(yīng)的胎圈結(jié)構(gòu)111，胎圈結(jié)構(gòu)包括胎圈芯108和至少ー個(gè)胎圈填料107。典型地通過將所述至少ー個(gè)胎體簾布層101的相対的側(cè)邊緣圍繞所述胎圈芯108并圍繞所述至少ー個(gè)胎圈填料107反包以形成胎體反包，而使所述至少一個(gè)胎體簾布層101與所述胎圈結(jié)構(gòu)111關(guān)聯(lián)。所述至少一個(gè)胎體簾布層101通常包括多個(gè)加強(qiáng)元件，加強(qiáng)元件彼此平行布置并且至少部分地涂覆有交聯(lián)弾性體材料層。這些加強(qiáng)元件通常由鋼簾線制成，特別是在貨車輪胎的情況下。諸如人造纖維、尼龍、聚酯或聚對(duì)苯ニ甲酸こニ醇酯或它們的混合物的織物纖維能夠用于某些類型的輪胎(例如輕型卡車輪胎)。所述至少一個(gè)胎體簾布層101通常是徑向類型，S卩，并入有基本與周向成直角布置的加強(qiáng)元件。帶束層結(jié)構(gòu)105施加在相對(duì)于所述至少一個(gè)胎體簾布層101的徑向外部位置。帶束層結(jié)構(gòu)105典型地包括兩個(gè)主帶束層105a和105b，主帶束層徑向疊置并且并入多個(gè)加強(qiáng)元件，加強(qiáng)元件典型地是金屬簾線。所述加強(qiáng)元件在各層中彼此平行并且相對(duì)于相鄰層的加強(qiáng)元件相交，并且相對(duì)于輪胎的周向優(yōu)選對(duì)稱地傾斜10°至70°的角度，優(yōu)選12°至40°的角度。加強(qiáng)元件典型地被交聯(lián)彈性體材料覆蓋。所述加強(qiáng)元件優(yōu)選具有30簾線/分米至80簾線/分米，優(yōu)選40簾線/分米至65簾線/分米的密度，該密度在所述兩個(gè)主帶束層105a和105b上沿周向靠近輪胎100的赤道面X-X測(cè)量。另外，帶束層105還可包括第三帶束層105c,第三帶束層105c施加為帶束層結(jié)構(gòu)105的徑向最外層，并具有典型為金屬簾線的加強(qiáng)元件。所述加強(qiáng)元件彼此平行設(shè)置，并且相對(duì)于輪胎的周向傾斜10°至60°的角度，優(yōu)選12°至40°的角度。加強(qiáng)元件典型地被交聯(lián)彈性體材料覆蓋。所述第三帶束層105c用作防止石頭和/或碎片穿過的保護(hù)層，石頭和/或碎片可能陷在胎面花紋溝(106b)中并且破壞內(nèi)帶束層或甚至破壞胎體簾布層101。第三帶束層105c的所述加強(qiáng)元件優(yōu)選具有30簾線/分米至80簾線/分米，優(yōu)選35簾線/分米至65簾線/分米的密度，該密度在所述第三帶束層105c上沿周向靠近輪胎100的赤道面X-X測(cè)量。輪胎100的帶束層結(jié)構(gòu)105有利地還包括相對(duì)于第二主帶束層條帶105b成零度施加到徑向外部位置的加強(qiáng)層105d。該層105d可具有與主帶束層條帶相同的寬度。然而典型地，該層105d由置于帶束層105的軸向邊緣處的寬度有限的條帶制成。在圖Ia和Ib所示的實(shí)施例中，層105d包括稱為“零度加強(qiáng)條帶”的側(cè)加強(qiáng)條帶105d。該側(cè)加強(qiáng)條帶105d置于輪胎的軸向端部處并且相對(duì)于第二主帶束層條帶105b施加在徑向外部位置。所述加強(qiáng)條帶105d通常并入多個(gè)典型為金屬簾線的加強(qiáng)元件。與帶束層結(jié)構(gòu)的其它層不同，零度加強(qiáng)條帶的加強(qiáng)元件沿基本周向定向，從而與輪胎的赤道面x-x形成幾度的角度(例如0°至5°的角度),并且涂覆有交聯(lián)彈性體材料。更具體地，在圖Ia所示的實(shí)施例中，通過將細(xì)長(zhǎng)的橡膠涂覆元件，例如橡膠涂覆帶狀物(比條帶本身窄)圍繞第二主帶束層105b在其軸向外部螺旋纏繞而制成零度加強(qiáng)條帶105d。細(xì)長(zhǎng)元件包括多個(gè)加強(qiáng)元件，例如一到五根金屬簾線。細(xì)長(zhǎng)元件具有縱向軸線，力口強(qiáng)元件基本平行于該縱向軸線設(shè)置。在該實(shí)施例中，軸向彼此相鄰設(shè)置的橡膠涂覆帶狀物的多個(gè)繞線形成零度條帶105d。圖2a、2b和2c是示意性示出軸向彼此相鄰的橡膠涂覆帶狀物105d’的第一繞線的截面(圖la)、橡膠涂覆帶狀物的兩個(gè)繞線的截面(圖2b)和橡膠涂覆帶狀物的三個(gè)繞線的截面(圖2c)。圖2a、2b和2c中的橡膠涂覆帶狀物包括三根金屬簾線200。根據(jù)一些實(shí)施例，金屬簾線200設(shè)置在加強(qiáng)條帶105d中，密度為30至65簾線/分米。根據(jù)一些實(shí)施例，橡膠涂覆帶狀物105d’的寬度為大約Imm至大約10mm。典型地,零度加強(qiáng)條帶105d的寬度為大約12. Omm至大約60. 0mm。根據(jù)一些實(shí)施例，橡膠涂覆帶狀物105d’的厚度(以及因此零度加強(qiáng)條帶105d的厚度)為大約I. 5mm至大約3. 0_。作為可選例，在圖Ib所示的實(shí)施例中，通過將預(yù)定寬度的橡膠涂覆帶的兩個(gè)或三個(gè)繞線徑向疊置而制成零度加強(qiáng)條帶105d。圖Ib所示的實(shí)施例中形成零度加強(qiáng)條帶105d的橡膠涂覆帶與條帶105d本身具有大約相同的寬度。圖3a和3b示出了適于形成如圖Ib中的加強(qiáng)條帶105d的橡膠涂覆帶105d”的實(shí)施例。橡膠涂覆帶105d”包括多個(gè)典型為金屬簾線的加強(qiáng)元件。在橡膠涂覆帶105d”中典型地設(shè)有九個(gè)(如圖3a所示)到二十二個(gè)加強(qiáng)元件。它們基本彼此平行地設(shè)置。橡膠涂覆帶具有縱向軸線，加強(qiáng)元件基本平行于該縱向軸線設(shè)置。橡膠涂覆帶的寬度根據(jù)加強(qiáng)元件的數(shù)量而改變。典型地，橡膠涂覆帶的寬度(以及因此零度加強(qiáng)條帶105d的寬度)為大約12. Omm至大約60. 0_。根據(jù)一些實(shí)施例，金屬簾線設(shè)置在橡膠涂覆帶中，密度為30至65簾線/分米。根據(jù)一些實(shí)施例，橡膠涂覆帶的厚度為大約I. 5mm至大約3. 0mm。按照與圖2a - 2c很大程度相同的方式，圖3a、3b以截面示意性示出橡膠涂覆帶105d”的第一匝和橡膠涂覆帶的第二匝(疊置在第一匝上)。除了相對(duì)于第二主帶束層條帶105b施加在徑向外部位置中的加強(qiáng)條帶105d之夕卜，還可以在主帶束層105a、105b之間設(shè)有附加零度加強(qiáng)層(例如設(shè)置在軸向外部位置的條帶)，以及/或者在輪胎的胎體101與徑向最內(nèi)的主 帶束層105a之間設(shè)置零度加強(qiáng)層(例如設(shè)置在軸向外部位置的條帶)。這些實(shí)施例未在圖中示出。在圖Ia和Ib所示的實(shí)施例中，在胎面帶106的側(cè)邊緣連接到胎側(cè)103的區(qū)域中設(shè)置包括交聯(lián)彈性體材料的插入件104。插入件104通常插入胎體簾布層101、帶束層結(jié)構(gòu)105、胎面帶106與胎側(cè)103之間。更具體地，插入件104包括軸向內(nèi)部104a和軸向外部104b，并且朝輪胎的旋轉(zhuǎn)方向成錐形,軸向內(nèi)部104a插入帶束層結(jié)構(gòu)105與胎面帶106之間并朝赤道面X-X成錐形，軸向外部104b插入胎體簾布層101與對(duì)應(yīng)的胎側(cè)103之間。側(cè)邊緣連接到胎側(cè)103的胎面帶106相對(duì)于所述帶束層105周向施加到徑向外部位置。在外部，胎面帶106具有設(shè)計(jì)成與地面接觸的滾動(dòng)表面106a。可通過橫向切口(圖Ia和Ib中未示出)連接的周向花紋溝106b限定了胎面設(shè)計(jì)，該胎面設(shè)計(jì)包括圍繞滾動(dòng)表面106a分布的不同形狀和尺寸的多個(gè)肋和/或塊。胎側(cè)103施加到胎體簾布層101的外側(cè)。胎側(cè)103在軸向外側(cè)位置中從胎面結(jié)構(gòu)111延伸到胎面帶106。在圖Ia和Ib所示的實(shí)施例中，公知為內(nèi)襯的橡膠層102設(shè)置在相對(duì)于胎體簾布層101的徑向內(nèi)部位置，橡膠層102提供了對(duì)于輪胎充氣必要的不透性。根據(jù)本發(fā)明的輪胎100優(yōu)選具有O. 35到I. 1，更優(yōu)選地O. 45到I. O的高寬比(H/C)。所述高寬比是輪胎截面的高度H (即，在輪胎赤道面處從車輪的標(biāo)稱直徑到輪胎的外徑的徑向距離)與輪胎的截面的寬度C (即，在胎側(cè)外表面之間平行于輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線的最大線性距離)的比，在圖Ia和Ib中給出的尺寸為C/2，即C的一半，這些尺寸根據(jù)E. T. R. T. O, 2009 版，G3 和 G4 頁(yè)確定。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，零度加強(qiáng)條帶(或?qū)?105d包括高伸長(zhǎng)率的金屬簾線。這些簾線包括捻合在一起的一定數(shù)量的股線201。可以有兩根、三根、四根、五根或更多的股線201。在一個(gè)實(shí)施例中，每根金屬簾線200包括以封閉螺旋繞線，例如“S”卷繞方向(換言之順時(shí)針)一起捻合的三根股線201。在該實(shí)施例中布置的股線201的示例在圖4的截面中示意性示出。每根股線201包括中央絲線202和一定數(shù)量的外絲線203a、203b、……203f。在
該說明書中，單獨(dú)的外絲線203a、203b、......203f由附圖標(biāo)記203 —起表示。外絲線203
基本布置成形成圍繞所述中央絲線202布置成圓環(huán)的單個(gè)圈?？梢杂形甯?、六根或更多的外絲線203。在優(yōu)選實(shí)施例中有六根。絲線202、203利用封閉螺旋繞線，例如“S”卷繞方向捻合在一起以形成股線201。圖4示意性示出了通過本發(fā)明實(shí)施例中具有捻合在一起的三根股線201的金屬簾線200的截面，其中每根股線包括中央絲線202和六根外絲線203。如在圖4中可見，中央絲線202的直徑D2tl2大于外絲線203的直徑D2(l3。中央絲線202的直徑D2tl2比外絲線203的直徑D2tl3大出優(yōu)選不大于25%的百分比。更優(yōu)選地，中央絲線202的直徑D2tl2比外絲線203的直徑D2tl3大出優(yōu)選不大于20%的百分比。作為示例，中央絲線202的直徑D2tl2比外絲線203的直徑D2tl3大出大約5_7%。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，每根股線201具有在絲線數(shù)量、絲線布置和絲線直徑 方面的相同特性。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，每根股線201還具有在絲線扭轉(zhuǎn)節(jié)距和絲線材料方面的相同特性。 在優(yōu)選實(shí)施例中，股線201的絲線202、203 —起捻合成封閉螺旋繞線(例如沿“S”方向卷繞)。絲線202、203的扭轉(zhuǎn)節(jié)距優(yōu)選為約2. Omm至約10. 0mm。在優(yōu)選實(shí)施例中，股線201同時(shí)一起捻合成封閉螺旋繞線(例如沿“S”方向卷繞)。股線201的扭轉(zhuǎn)節(jié)距優(yōu)選為約3. Omm至約10. 0mm。絲線的直徑優(yōu)選為O. 175mm至O. 380mm。如上所述，絲線優(yōu)選是NT (普通抗拉)鋼、HT (高抗拉)鋼、SHT (超高抗拉)鋼或UHT (極高抗拉)鋼的絲線。它們典型地涂覆有黃銅或其它耐腐蝕涂層(例如Zn/Mn)。在一個(gè)實(shí)施例中，中央絲線和外絲線是相同的材料并且以相同的防腐蝕方式處理。在其它有利實(shí)施例中，中央絲線是具有比外絲線(例如NT)更高的抗拉強(qiáng)度特性的鋼(例如HT)，并且/或者經(jīng)過增強(qiáng)的耐腐蝕處理。該增強(qiáng)的耐腐蝕處理可有利地例如為較厚的黃銅涂層。可選地，中央絲線可涂覆有Zn/Mn，外絲線可取代地涂覆黃銅。如之前所觀察到的那樣，申請(qǐng)人觀察到在構(gòu)成簾線的股線中提供直徑大于外絲線的中央絲線使得可以在減少簾線氧化和減少在簾線與弾性體材料之間的結(jié)合劣化的方面得到顯著改迸。申請(qǐng)人相信，這是由于在ー根外絲線與下一外絲線之間形成小的不連續(xù)且不均勻的槽道和/或間隙，少量的弾性體材料穿入該槽道和/或間隙中。在申請(qǐng)人看來，這些填充有弾性體材料的槽道和/或間隙的交變?cè)趯?shí)踐中導(dǎo)致形成弾性體材料“塞子”。在周向加強(qiáng)條帶105d中沿著簾線或多或少隨機(jī)產(chǎn)生的這些不連續(xù)塞子阻止和/或中斷了可能進(jìn)入直到簾線的水(或者更一般地氧化劑)的周向路徑。這樣，防止氧化劑通過腐蝕侵襲簾線的整個(gè)長(zhǎng)度，和/或簾線與弾性體材料之間的結(jié)合。該結(jié)果是特別令人驚訝的，因?yàn)樵诩訌?qiáng)條帶105d中使用的高伸長(zhǎng)率簾線對(duì)橡膠的低穿透性沒有顯著增加。實(shí)際上，具有大直徑股線的中央絲線的高伸長(zhǎng)率簾線看上去仍然允許橡膠非常小的穿透如多個(gè)示例中所示，對(duì)橡膠的穿透性的増加是幾個(gè)百分點(diǎn)。在優(yōu)選實(shí)施例中，形成零度加強(qiáng)條帶的半成品(典型的是具有金屬簾線的橡膠涂覆帶或橡膠涂覆帯狀物)通過擠出產(chǎn)生。在擠出エ藝中，一根以上的簾線被引入包括擠出機(jī)的設(shè)備中。高粘度未硫化化合物被引入擠出機(jī)中并且與簾線接觸。未完成的產(chǎn)品然后從擠出機(jī)出來并且典型地卷繞至線圈上。下面給出在用作對(duì)比的已知類型的簾線的兩個(gè)示例(示例I和4)以及本發(fā)明的實(shí)施例中使用的簾線的三個(gè)示例(示例2、3和5)上執(zhí)行的測(cè)試結(jié)果。
示例示例I (對(duì)比):金屬簾線A “3X7X0. 20HE"股線數(shù)量3每根股線的絲線數(shù)量1+6 (中央絲線+ 6根外絲線)中央絲線的直徑O. 200mm 外絲線的直徑O. 200mm絲線的扭轉(zhuǎn)節(jié)距3. 9mm股線的扭轉(zhuǎn)節(jié)距6. 3mm扭轉(zhuǎn)方向SS金屬簾線的直徑I. 39_簾線重量5.84g/m部分負(fù)載伸長(zhǎng)率2· 04%斷裂負(fù)載1570N斷裂伸長(zhǎng)率5. 50%示例2(本發(fā)明)金屬簾線 B “3X (1X0. 225+6X0. 20)HE〃股線數(shù)量3每根股線的絲線數(shù)量1+6 (中央絲線+ 6根外絲線)中央絲線的直徑O. 225mm外絲線的直徑O. 200_絲線的扭轉(zhuǎn)節(jié)距3. 9mm股線的扭轉(zhuǎn)節(jié)距6.3mm扭轉(zhuǎn)方向SS金屬簾線的直徑I. 42mm簾線重量6.06g/m部分負(fù)載伸長(zhǎng)率2· 07%斷裂負(fù)載1638N斷裂伸長(zhǎng)率5. 52%示例3 (本發(fā)明)金屬簾線 C “3X (1X0. 235+6X0. 20)HE〃股線數(shù)量3每根股線的絲線數(shù)量1 + 6 (中央絲線+ 6根外絲線)中央絲線的直徑O. 235mm外絲線的直徑O. 200mm絲線的扭轉(zhuǎn)節(jié)距3. 9mm股線的扭轉(zhuǎn)節(jié)距6.3mm扭轉(zhuǎn)方向SS金屬簾線的直徑1. 44mm簾線重量6.17g/m部分負(fù)載伸長(zhǎng)率2. 05%斷裂負(fù)載1630N
斷裂伸長(zhǎng)率5. 82%示例4 (對(duì)比):金屬簾線D “3X7X0. 22HE"股線數(shù)量3每根股線的絲線數(shù)量1+6 (中央絲線+ 6根外絲線)中央絲線的直徑O. 220mm 外絲線的直徑O. 220mm絲線的扭轉(zhuǎn)節(jié)距3. 90mm股線的扭轉(zhuǎn)節(jié)距6. 30mm扭轉(zhuǎn)方向SS金屬簾線的直徑I. 51mm簾線重量7.10g/m部分負(fù)載伸長(zhǎng)率1· 98%斷裂負(fù)載1840N斷裂伸長(zhǎng)率6· 8%示例5(本發(fā)明)金屬簾線 E “3X (1X0. 250+6X0. 22)HE〃股線數(shù)量3每根股線的絲線數(shù)量1+6 (中央絲線+ 6根外絲線)中央絲線的直徑O. 250mm外絲線的直徑O. 220_絲線的扭轉(zhuǎn)節(jié)距4. Omm股線的扭轉(zhuǎn)節(jié)距7. Omm扭轉(zhuǎn)方向SS金屬簾線的直徑I. 58mm簾線重量7.34g/m部分負(fù)載伸長(zhǎng)率1. 85%斷裂負(fù)載1930N斷裂伸長(zhǎng)率6· 50%簾線A和D是用作對(duì)比簾線的已知類型的金屬簾線。簾線B、C和E是要在本發(fā)明的實(shí)施例的輪胎中使用的金屬簾線。從以上記錄數(shù)據(jù)可以看到，所有簾線具有基本等同的直徑、重量、斷裂伸長(zhǎng)率、斷裂負(fù)載和部分負(fù)載伸長(zhǎng)率的特性，點(diǎn)值存在非常小而不明顯的差異。這也通過圖5和6中的負(fù)載/伸長(zhǎng)率圖表的檢查進(jìn)行了確認(rèn)。圖5是伸長(zhǎng)率[%] (X軸)與以牛頓[N]表示的拉カ(y軸)的圖表。圖6以不同的尺度示出了圖5的圖表的直到大約50N拉カ的部分。因此圖6中的圖表表示通過早前提出的BISFA E7方法評(píng)估的受到低拉伸負(fù)載的金屬簾線的性能。具體地，圖5和6示出了簾線A、B和C的性能。簾線A、B和C在低負(fù)載和斷裂時(shí)具有基本等同的性能。因此，當(dāng)這些簾線用于形成用于輪胎的零度加強(qiáng)條帶時(shí)，輪胎的特性實(shí)際保持不變并且不需要再設(shè)計(jì)輪胎。申請(qǐng)人:將分別具有類型A、B和C的金屬簾線的類型AA、類型BB和類型CC的實(shí)驗(yàn)室樣本擠出成型。然后申請(qǐng)人將對(duì)未硫化化合物的粘附特性以及對(duì)硫化材料的穿透性進(jìn)行對(duì)比，如表I所示。表I
實(shí)驗(yàn)室樣本AA 實(shí)驗(yàn)室樣本BB 實(shí)驗(yàn)室樣本CC與未硫化材料的粘附性 100107 Τ
硫化材料的穿透性100104104實(shí)驗(yàn)室樣本BB和CC表現(xiàn)出與未硫化弾性體材料更強(qiáng)的結(jié)合。具體地，樣本CC與未硫化材料的結(jié)合比樣本AA (具有已知的金屬簾線)好10%。通過測(cè)量將金屬簾線從弾性體材料提取所需的カ而評(píng)估與未硫化材料的結(jié)合。與簾線AA相比，提取金屬簾線BB和CC所需的カ更大。 樣本BB和CC還示出了比對(duì)比樣本AA的低穿透性僅略高的硫化弾性體材料的穿透性。通過將一段長(zhǎng)度的產(chǎn)品浸入酒精中并測(cè)量逸出的產(chǎn)品內(nèi)的空氣來測(cè)試硫化材料的穿透性?；跍y(cè)試結(jié)果，在浸沒時(shí)類型BB或CC的半成品比類型AA的半成品出來的空氣少
4% ο申請(qǐng)人:認(rèn)為，在更好地粘附至未硫化材料方面(盡管對(duì)橡膠的穿透性略微增加)獲得的結(jié)果是簾線B和C更好的耐腐蝕性的先兆。申請(qǐng)人相信，簾線對(duì)未硫化材料的粘附性的改進(jìn)是由于在ー根外絲線與下一外絲線之間形成小的槽道。橡膠穿透這些槽道。根據(jù)在通過半成品樣本的截面處的仔細(xì)的視覺檢查，申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，一根外絲線與下一外絲線之間的槽道不是連續(xù)均勻的。換言之，參照?qǐng)D4，(例如)外絲線203b和外絲線203c之間的空間在零與最大值之間明顯非常隨機(jī)地改變。最小值(零)是在兩根絲線203b、203c接觸的時(shí)候，而最大值是當(dāng)除絲線203b和203c之外的所有絲線接觸的時(shí)候。填充有弾性體材料的可變寬度的槽道的該交變導(dǎo)致形成橡膠塞子。這些不連續(xù)的塞子防止穿透輪胎直至加強(qiáng)條帶105d中的簾線的中央絲線的水(或者更一般地氧化劑)腐蝕整個(gè)長(zhǎng)度的簾線。最多腐蝕和破壞該中央簾線的周向部分，直到氧化劑遇到呈槽道形式的新屏障，該槽道填充有用作塞子的橡膠。外絲線之間產(chǎn)生槽道或間隙，因?yàn)榱饨z線沒有完全包圍中央絲線的外周邊。這是因?yàn)橥饨z線的直徑小于中央絲線的直徑?？吹介g隙是不連續(xù)的，因?yàn)楫?dāng)絲線捻合在一起時(shí)，它們相對(duì)彼此以基本隨機(jī)的方式運(yùn)動(dòng)。結(jié)果是當(dāng)沿著簾線長(zhǎng)度一路檢查時(shí)產(chǎn)生較大或較小尺寸的間隙。這些間隙進(jìn)而允許更大的橡膠穿透，包括朝向中央絲線202的穿透。除了上述在實(shí)驗(yàn)室樣本上進(jìn)行的對(duì)硫化弾性體材料的穿透性以及對(duì)未硫化材料的粘附性的測(cè)試之外，申請(qǐng)人還進(jìn)行了成品輪胎上抵抗氧化傳播的室內(nèi)測(cè)試。具體地，申請(qǐng)人在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有類型C的簾線的輪胎、以及已知的具有類型A的簾線的對(duì)比輪胎上進(jìn)行了相同的抵抗氧化傳播的測(cè)試。這兩種輪胎具有圖Ia的結(jié)構(gòu)。通過在輪胎中從內(nèi)部制造一孔直到加強(qiáng)條帶105d的簾線而執(zhí)行測(cè)試。輪胎安裝在車輪上并且充氣至其標(biāo)稱壓力。在充氣前，將一定量的鹽水引入輪胎中。輪胎然后受到預(yù)定的垂直負(fù)載并且旋轉(zhuǎn)多個(gè)小吋。在測(cè)試結(jié)束時(shí)，評(píng)價(jià)從孔(鹽水能夠滲入輪胎結(jié)構(gòu)的位置)的氧化傳播。為此移除胎面并且測(cè)量零度加強(qiáng)條帶的簾線的氧化部分的長(zhǎng)度。在具有類型A的簾線的對(duì)比輪胎中，氧化傳播長(zhǎng)度超過根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有類型C的簾線的輪胎獲得的氧化傳播長(zhǎng)度的三倍。因此申請(qǐng)人從這些測(cè)試還確認(rèn)了通過根 據(jù)本發(fā)明的方案獲得的顯著優(yōu)點(diǎn)和益處。
權(quán)利要求
1.一種用于重載車輛的車輪的輪胎，該輪胎包括 包括至少ー個(gè)胎體簾布層的胎體結(jié)構(gòu)； 相對(duì)于所述胎體結(jié)構(gòu)施加在徑向外部位置的帶束層結(jié)構(gòu)；以及 相對(duì)于所述胎體結(jié)構(gòu)施加到徑向外部位置的胎面帶； 其中所述帶束層結(jié)構(gòu)包括至少ー個(gè)加強(qiáng)條帶，該至少ー個(gè)加強(qiáng)條帶并入有多個(gè)基本沿周向設(shè)置的加強(qiáng)元件； 其中所述加強(qiáng)元件包括至少ー根高伸長(zhǎng)率金屬簾線； 其中所述金屬簾線包括多根捻合的股線，每根股線包括中央絲線和布置成圍繞所述中央絲線形成單個(gè)圓形外圈的多根外絲線；并且 其中所述中央絲線的直徑大于外絲線的直徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的輪胎，其中，所述金屬簾線包括至少三根股線。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的輪胎，其中，所述金屬簾線包括不大于三根的多根股線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的輪胎，其中，所述金屬簾線包括五根或六根外絲線。
5.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的輪胎，其中，在所述金屬簾線中，中央絲線的直徑比多根外絲線的直徑大出不大于25%的百分比。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輪胎，其中，中央絲線的直徑比多根外絲線的直徑大出外絲線的直徑的基本5%至基本7%的百分比。
7.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的輪胎，其中，所述帶束層結(jié)構(gòu)包括至少兩個(gè)徑向疊置的主帶束層，所述主帶束層在各層中并入有多個(gè)基本彼此平行的加強(qiáng)元件，所述加強(qiáng)元件相對(duì)于輪胎的周向傾斜，并且定向成相對(duì)于相鄰層的加強(qiáng)元件彼此相交，其中，所述至少ー個(gè)加強(qiáng)條帶布置在所述至少兩個(gè)主帶束層徑向外部的位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的輪胎，其中，所述至少ー個(gè)加強(qiáng)條帶布置在所述至少兩個(gè)主帶束層的徑向最外層的相應(yīng)軸向外端處。
9.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的輪胎，其中，所述至少ー個(gè)加強(qiáng)條帶制成為包括至少ー個(gè)所述加強(qiáng)元件的細(xì)長(zhǎng)元件的多個(gè)軸向相鄰的繞線。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的輪胎，其中，所述細(xì)長(zhǎng)元件包括一到五個(gè)所述加強(qiáng)元件。
11.根據(jù)權(quán)利要求I至8中任一項(xiàng)所述的輪胎，其中，所述至少一個(gè)加強(qiáng)條帶制成為包括多個(gè)所述加強(qiáng)元件的橡膠涂覆帶的多個(gè)徑向疊置的繞線。
12.—種高伸長(zhǎng)率的金屬簾線，該金屬簾線包括多根捻合的股線，每根股線包括中央絲線和布置成圍繞所述中央絲線形成單個(gè)圓形外圈的多根外絲線， 其中所述中央絲線的直徑大于外絲線的直徑。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的金屬簾線，其中，所述金屬簾線包括三根股線。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13任一項(xiàng)所述的金屬簾線，其中，所述金屬簾線包括五根或六根外絲線。
15.根據(jù)權(quán)利要求12至14中任一項(xiàng)所述的金屬簾線，其中，所述中央絲線的直徑比多根外絲線的直徑大出不大于25%的百分比，優(yōu)選大出外絲線的直徑的基本5%至基本7%的百分比。
16.一種橡膠涂覆條帯，包括至少ー根高伸長(zhǎng)率的金屬簾線和覆蓋所述至少ー根金屬簾線的弾性體基體，其中所述橡膠涂覆條帶是具有縱向軸線的細(xì)長(zhǎng)形狀，并且其中所述至少一根金屬簾線基本平行于所述橡膠涂覆條帶的所述縱向軸線設(shè)置， 其中所述至少一根金屬簾線包括多根捻合的股線，每根股線包括中央絲線和布置成圍繞所述中央絲線形成單個(gè)圓形外圈的多根外絲線， 其中所述中央絲線的直徑大于外絲線的直徑。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的橡膠涂覆條帶，其中，所述金屬簾線包括三根股線。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的橡膠涂覆條帶，其中，所述金屬簾線包括五根或六根外絲線。
19.根據(jù)權(quán)利要求16至18中任一項(xiàng)所述的橡膠涂覆條帶，其中，所述中央絲線的直徑比多根外絲線的直徑大出不大于25%的百分比，優(yōu)選大出外絲線的直徑的基本5%至基本7%的百分比。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種輪胎，該輪胎包括包括至少一個(gè)胎體簾布層(101)的胎體結(jié)構(gòu)；相對(duì)于所述胎體結(jié)構(gòu)施加在徑向外部位置的帶束層結(jié)構(gòu)(105)；以及相對(duì)于所述胎體結(jié)構(gòu)施加到徑向外部位置的胎面帶(106)。所述帶束層結(jié)構(gòu)(105)優(yōu)選包括至少一個(gè)加強(qiáng)條帶(105d)，該至少一個(gè)加強(qiáng)條帶并入有多個(gè)基本沿周向設(shè)置的加強(qiáng)元件。加強(qiáng)元件優(yōu)選包括至少一根高伸長(zhǎng)率金屬簾線(200)。金屬簾線包括多根捻合的股線(201)，每根股線(201)優(yōu)選包括中央絲線(202)和布置成圍繞所述中央絲線(202)形成單個(gè)圓形外圈的多根外絲線(203a-203f)，其中所述中央絲線(202)的直徑大于外絲線(203a-203f)的直徑。
文檔編號(hào)B60C9/22GK102666133SQ201080055991
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2010年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月11日
發(fā)明者G·L·達(dá)吉尼, G·塞雷達(dá) 申請(qǐng)人:倍耐力輪胎股份公司