[发明专利]包括两种增强材料的增强件和包括该增强件的轮胎

说明书

技术领域

本发明涉及用于增强子午线轮胎并且尤其是为诸如卡车、公路牵引车、公共汽车、重型货车的中等或高吨位车辆设计的新型增强件(增强层)。本发明还涉及包括该增强件的轮胎。

背景技术

这种轮胎通常包括由至少一个包含基本上径向延伸、即与周向形成80°和100°之间的角度的金属增强元件的橡胶基帘布层构成的胎体增强件(胎体增强层)，该帘布层由胎冠增强件(胎冠增强层)在径向外侧覆盖，该胎冠增强件由至少两个金属帘线帘布层构成，所述金属帘线从一个帘布层到另一个帘布层交叉，与周向形成在10°和45°之间的角度，所述胎冠本身由胎面在顶部覆盖。此外，该轮胎包括连接胎圈和胎面的侧壁，每个胎圈用来与安装轮辋接触。胎体增强件的端部围绕胎圈的周向增强结构(这些结构被称为锚固胎圈钢丝)锚固，以便形成朝向轮胎侧壁部分上翻的上翻部。

此外，该胎圈包括用于胎体增强件的上翻部的至少一个附加增强件(附加增强层)，其通常沿着所述上翻部在轴向外侧定位。该附加增强件通常借助多个金属和/或织物增强元件增强，如现有技术已知的那样，这些增强元件呈相对于轮胎的周向以小角度、即在10°和30°之间的角度定向的帘线的形式。该附加增强件具有径向向外的端部和径向向内的端部，径向向外的端部沿径向位于胎体增强件的上翻部的端部的外侧或内侧，径向向内的端部通常沿径向位于平行于旋转轴线并穿过锚固胎圈钢丝的子午线横截面的重心的直线的内侧。

就恶劣的滚动条件而言，从由重型车辆负担的载荷的角度来看和/或就包括频繁制动的滚动状态而言，由于胎体增强件的上翻部的端部的径向和周向变形，剪切变形在邻近所述端部的材料中发生。除了导致胎圈温度上升之外，这些变形还导致增强件端部周围的橡胶材料弱化。该弱化尤其可能通过胎体增强件的上翻部的端部处的初始裂纹显现，裂纹随后向着附加胎圈增强件的径向外端传播并随后向着轮胎外侧传播，从而轮胎被迫更换。橡胶材料的裂纹或裂缝看起来更加快速的出现在胎体增强件的上翻部的径向较高端部处(即距离旋转轴线径向更远处)。如果该端部相对低，由于反复刹车引起的制动元件的非常高的温度导致胎圈内的温度升高，使得更难令人满意地锚固胎体增强件。胎圈内的温升导致胎圈的刚度损失并导致了胎体增强件锚固的削弱。

各种解决方案已经被提出，以弥补子午线轮胎胎圈区域中和更通常地增强件端部的损坏。

为了弥补邻近子午线轮胎的胎圈的侧壁区域中由挠性侧壁反复大幅度挠曲导致的剥离，专利FR 1 310 491教导将位于同一平面内并根据阻力的期望增大以适当比例分布的天然或人造织物丝线或帘线与金属丝线或帘线结合使用，以构成胎体帘布层或胎冠增强件。

对于子午线轮胎外胎而言，具有双材料结构、即由位于同一平面内的由不同材料制成的丝线或帘线(例如金属和织物丝线或帘线)形成的增强元件的使用是已知的，其中每对给定材料的邻近丝线或帘线可以被一个或多个第二材料的丝线或帘线分开，特别是如出于经济原因根据专利FR 1 296 859、出于改善转弯时轮胎抓地力目的根据专利申请JP 1998-151906、或出于当轮胎缺气(零压)行驶时减震目的根据专利申请JP 1998-314504的胎冠增强件的增强元件。

美国专利US 5 634 995描述了用于重载的子午线轮胎，其胎圈包括由向右围绕胎圈钢丝的钢丝帘线制成的增强帘布层形成的第一增强件和由织物增强元件增强的第二增强件，该第二增强件沿轴向位于胎体上翻部的外侧。第二增强件部分叠置在第一增强件之上，因此第一增强件的轴向外端被第二增强件覆盖。

为避免重型车辆的轮胎的胎圈过早损坏，专利申请FR 2 291 878-A公开了由单个帘布层形成的增强件，该帘布层包括横截面相对厚的帘布层部分，其包含钢增强件，该厚帘布层部分沿径向终止于胎体帘布层的上翻部的端部内侧，并且较薄的部分延伸厚帘布层部分并且其径向最外端沿径向超过胎体帘布层的上翻部的端部。该较薄的部分包含比厚帘布层部分的增强件的刚度低的增强件，例如织物帘线。该技术方案具有以下缺陷：一方面，胎圈中胎体帘布层上翻部的一端相对高地升起，其可能促使裂纹在胎体帘布层上翻部的端部上出现，并且另一方面，存在两个增强材料之间的间断性，其可能促使在一个沿另一个的延伸部延伸的两种材料或短长度地交迭的两种材料的结合处出现裂纹。

定义：

赤道面：垂直于旋转轴线并将胎面基本上分成相等宽度的两部分的平面。

径向平面(或子午平面)：包含旋转轴线的平面。

径向：垂直于旋转轴线的方向。

周向：以旋转轴线为中心的圆的切线方向。