[发明专利]使用具有扁平横截面的纤维的增强结构的轮胎

说明书

技术领域

本发明总体上涉及机动车装备。 

更具体地，本发明涉及包括气密橡胶外胎和增强结构的轮胎，该增强结构基本由单独地嵌入橡胶内并且设置在几个层中的多个纤维构成。 

背景技术

当前，现有的轮胎性能，特别是在使用寿命、气密性以及强度方面，是以在这些轮胎的材料结构方面的以及为了制造轮胎而必须执行的步骤和操作方面的高复杂性为代价而获得的。 

发明内容

在该背景范围内，本发明旨在提出一种轮胎，对于相同的性能，该轮胎比现有的轮胎在结构上更简单并且易于制造。 

为此目的，在根据上述导言中给出的轮胎的一般限定的其他方面中，本发明的轮胎基本上特征在于，所述增强结构由胎体层、胎冠层以及连接装置构成，所述胎体层的每一个纤维与垂直于所述轮胎的轴线的中间平面呈介于75度至90度之间的第一角度，所述胎冠层的每一个纤维与所述轮胎的中间平面呈介于0度至15度之间的第二角度，所述连接装置将所述胎体层的纤维和所述胎冠层的纤维联接在一起，并且至少所述增强结构的一部分纤维中每一个均具有扁平形状的完全连接的横截面，该横截面具有相互正交的第一和第二尺寸，其中，所述第一尺寸，或者厚度，小于所述第二尺寸，或者宽度，并且该第一尺寸大致沿轮胎的径向方向延伸。 

因此，当所述第一角度等于90度时，以这个角度定向的每个纤维位于所述轮胎的子午面内，也就是说，在穿过所述轮胎的轴线的平面内。 

回溯上文，完全连接的表面是任意两个部分必须联接在一起的表面。 

通过具有完全连接的横截面的纤维的对比实例，需要特别地提及具有几股缠绕的线绳的帘线，这种帘线常规地用于轮胎增强结构中，这种帘线的横截面由制成该帘线的不同的线绳的多个横截面并列设置而形成，所述多个横截面的中每一个横截面独立于其他横截面并且与其他横截面没有关联。 

此外，“径向方向”在此处限定为包含从轮胎的轴线延伸的内接在子午半平面中的任意方向以及在该子午半平面中本身穿过由轮胎限定的大致为环形的内部空间中的直线的中点的任意方向。 

换句话说，因此，所述扁平横截面的纤维的每一个的厚度在大致垂直于轮胎的外胎的方向上延伸。 

实际上，本发明基于以下发现：作为他们的有利且普遍公认的机械性能的对立面，当前用于制造轮胎增强件的多股帘线，还能够促进不希望的现象的发生，需要减少这样的现象而正好造成了现有轮胎的结构复杂性。 

特别地，多股帘线，其横截面一般是圆形的，具有对张力有极大抵抗的性能，该张力由轮胎的内压力施加，并且具有非常容易弯曲以允许轮胎在与地面接触时产生变形的性能。 

作为比较，如果每一条帘线单独地恰好嵌入在轮胎的橡胶中，该橡胶不会穿透帘线的心部，从而该帘线的线绳都不会单独地嵌入橡胶中，并且该帘线的横截面因此不会完全连接。 

特别地，这意味着：所述帘线作为引导件，可到达该引导件的所有流体沿着该引导件行进，这些流体特别地是在轮胎中圈闭的空气和如果该轮胎被破坏情况下的湿气。 

另外，如果这些线绳之间存在接触，帘线的任意弯曲必须伴随着该帘线的多个线绳之间的相对纵向运动，同时在界面处会引入摩擦；或者在不存在接触的情况下，帘线的任意弯曲伴随着轮胎的橡胶的剪切，这些伴随发生的现象都是不希望发生的。 

通过保证所述增强结构的至少一部分纤维具有完全连接且扁平的横截面，本发明使得能够增强轮胎的气密性并且减少轮胎的机械疲劳。 

所述扁平横截面的纤维例如在横截面内具有宽度和厚度，其中宽度和厚度的比值至少等于5，特别地，该横截面能够采用矩形、卵形或者椭圆形形状。 

在本发明的一个可能实施方式中，至少一部分所述扁平横截面的纤维均由单个丝线构成。 

然而，还可以确保至少一部分所述扁平横截面的纤维均由多个大致相互平行的丝线构成，所述丝线嵌入到基体当中，该基体给予了所述纤维气密性和粘聚性(cohesion)。 

在所有情况下，所述扁平横截面的纤维有利地均由具有介于3GPa至250GPa之间的拉伸模量的材料(复合物等)制成，所述胎冠层的每一个纤维具有至少30GPa的拉伸模量。 

优选地，每一层的所述扁平横截面的纤维，在每一层内，具有非零的相互分隔，该非零的相互分隔小于2毫米，例如最大为1毫米的相互分隔。