[发明专利]利用短的定向并交叉的纤维增强的轮胎胎面

说明书

技术领域

本发明的主题是一种设计为装配到重型货车上的轮胎的胎面的改进；其特别涉及所述胎面的花纹（刻纹）。

本发明特别是、但非唯一地旨在用于具有子午线胎体的轮胎并且旨在用于重型货车的转向轴。然而，其还可以用于重型货车的非转向轴并且可用于例如农业（林木）机械的越野车辆或者用于施工（建筑）机械。

所述轮胎通常包括在径向外侧被胎冠层从顶部覆盖的胎体增强层，该胎冠层自身被胎面覆盖。该胎面设有基本上由具有相同定向的沟槽（花纹沟）限定的大致周向定向的肋或者由周向沟槽和横向沟槽限定的块体所形成的花纹或者由块体和肋的组合形成的花纹。胎面沿轴向由边缘肋限定。

背景技术

在用于区域地带（在区域道路上中短距离行驶）的具有带周向定向的肋和沟槽的胎面花纹的轮胎的情况中，可能注意到对取决于行驶和使用条件的边缘肋的边缘的撕裂的敏感性。特别是在例如当在送货期间驶上或驶下路缘时的显著应力期间或者在撞击到路缘或障碍物或者道路或地面上存在的异物时获得所述条件。这种对撕裂的敏感性部分取决于形成边缘肋的胶料的性能，并且当所使用的胶料是天然橡胶与一种或多种对减小胎面的磨损有益的合成橡胶的混合物时经常更明显。

为了防止如上所述的撕裂的出现并且为了限制由所述应力引起的剪切应变，已经提出了多种通常旨在通过增大所述边缘肋的宽度来减小边缘肋的高宽比、即肋的高度/宽度的比值的解决方案。所述几何改进具有必须重新定义胎面的整体花纹的缺点。

本发明提出通过使得能够在不需要改变胎面的几何结构的情况下防止或者至少延迟并大大限制边缘肋的胶料的撕裂或者甚至大致沿周向定向的沟槽的切口的底部的损坏来解决所暴露出的技术问题，所述技术问题可能由例如驶上或驶下路缘的显著应力或者撞击路缘或者道路或胎面表面上存在的其他障碍物所引起。

为了在不改变胎面的花纹的情况下解决所述技术问题，本发明提出通过利用相对于轮胎外胎的径向基本上以+/-45°定向的短纤维来增强胶料并且从而将其转变为层叠的复合材料而以至少等于三的因子来增大形成轮胎胎面的弹性体材料的剪切模量。

对于在用于轮胎胎面的橡胶组分中添加各种类型的短纤维是众所周知的。美国专利US 1746948描述了一种具有包括弹性体层的交叉胎体的轮胎胎面，所述弹性体层包括围绕橡胶芯缠绕的长纺织纤维，所述长纤维相对于胎面的表面倾斜并且与所述胎面表面齐平，以便在道路上形成抓地点，并且从而防止或者延迟轮胎在潮湿或滑溜道路上的打滑。

美国专利US 3057389描述了一种具有交叉胎体的客车轮胎胎面或者飞机轮胎胎面，所述交叉胎体包括大致纵向定向的沟槽和沿周向连续地隆起元件，形成整个胎面的胶料由许多利用相互平行的短纺织纤维增强的橡胶帘布层叠层构成，以便增大轮胎对在高速时倾向于被破坏的离心力的抵抗力。相互平行定向的短纤维可以沿周向被放置在平行于与胎面表面相切的平面的平面中，并且在方向OX（OX是周向）上或者可以在平行于与胎面表面相切的平面的平面中交叉，并且在方向OY（OY是旋转轴线的方向）上或者相互平行定向的短纤维被沿周向放置在平行于与胎面表面相切的平面的平面中，并且在方向OX上可能包含在平行于与胎面表面相切的平面的平面中的两个短交叉纤维帘布层之间，并且在方向OY上被分别放置在包含沿周向定向的短纤维的帘布层的顶部和下面。

专利申请WO 2008/027045-A1描述了一种用于客车轮胎和重型货车轮胎并包括大致纵向定向的沟槽和沿周向连续的隆起元件的胎面，并且教导形成帘布层的沿周向连续的肋或利用短玻璃微纤维增强的橡胶薄层的胶料的使用，所述短玻璃微纤维相互平行并且在方向OX上沿周向定向或者在平面YOZ（也就是说，在垂直于包含平行于旋转轴线方向的方向和根据方向OZ上的隆起元件的厚度来定向的旋转轴线的方向的胎面表面的平面）中定向，或者在方向OY上横向地定向，或者在平面XOZ中大致以+45°或者-45°定向，或者在平面XOY中以45°定向，使得能够获得良好的性能折衷，即，在不使滞后现象以及拉伸和耐磨性能恶化或者甚至改善所述性能的情况下增大刚度。

发明内容

本发明的主题是一种设有设计成与道路接触的胎面表面的轮胎胎面，该胎面包括由通过沟槽相互分开的隆起元件形成的花纹，该胎面由一个抵靠另一个叠置的橡胶薄层组成的胶料形成，每个薄层包括在所述层中相互平行并且在所述层的平面中以同一角度沿一个方向定向的短增强纤维。所述胎面的特征在于，所述薄层一个抵靠另一个地叠置（彼此叠置），以使所述短纤维从一层到下一层交叉。