[发明专利]具有高强度补强的轮胎

说明书

技术领域

本发明涉及充气轮胎，和更具体地涉及充气轮胎的补强结构。

背景技术

补强的弹性制品是公知的。例如，传送带或类似类型的带、轮胎等利用织物和/或细钢丝长丝或丝束的帘线来构成。特别地，充气轮胎中使用的带由高达八个帘布层构成，其中相邻帘布层的帘线补强相对于轮胎的运动方向而偏移，其中希望补强轮胎的横向和旋转方向。此外，已知帘线由细钢丝的多捻长丝的丝束制成，其中单个丝束构造具有两个或多个长丝和围绕其的覆盖长丝以补强帘线结构。

在一些情况下，补强包括使用不在彼此周围加捻而是以一捆或一束的形式一起加捻(集束帘线)的复丝的单束帘线，以简化帘线构造。对于轮胎中的复合材料的更高疲劳寿命要求已经导致帘线具有更小的长丝直径，帘线中需要更多的长丝以获得必要的强度。

用于载客和轻型卡车轮胎的常规双帘布层轮胎带结构可以分别具有2x0.255ST和2+2x0.32-0.40ST的帘线。该标号分别表示两个0.255 mm直径长丝的一个帘线和四个0.32-0.40 mm直径长丝的一个帘线(其中两个长丝以比另两个长丝更短的捻向长度加捻)。已经发现例如2+2x0.32-0.40ST的复丝帘线对满足例如轻型卡车应用中的轮胎带中复合材料的更高强度需求来说是必需的。这些帘线都由如以下定义的超级拉伸(ST)钢制成。尽管引入超级拉伸(ST)钢的帘线设计已经证明是有效的，但是持续需要研发比常规的高拉伸(HT)和超级拉伸(ST)构造具有例如耐腐蚀扩展更高的改善的特性和改善的轮胎性能的更轻重量的帘线构造。

这些常规的帘线构造通常并未在大型轮胎，例如越野(OTR)轮胎中得到应用。大型OTR轮胎通常使用例如7x7x0.25+1HT和3x7x0.22HT的构造，其分别包括七束，每束七个0.25 mm直径高拉伸(HT)的加捻在一起并螺旋缠绕的长丝；和三束，每束七个0.22 mm直径高拉伸(HT)的加捻在一起的长丝。用于尺寸36R51和更大型的OTR轮胎中的帘布层补强的一种常规钢制帘线线缆为高拉伸(HT)轮胎帘线长丝的集束帘线，例如包括七束，每束十九个0.20 mm直径高拉伸(HT)的加捻在一起并螺旋缠绕的长丝的7x19x0.20+1HT帘线。

OTR轮胎也可以由具有例如27x0.265ST或5+8+14x0.265+1ST的补强帘线的多层带或单层带构成。此外，常规钢制帘线构造具有断裂载荷和线缆计量限制，防止对于比载重高达和有时超过320吨的卡车和推土机使用的40R57更大型的轮胎，达到所需设计英寸-强度。另外，对于36R51和更大的轮胎尺寸而言，需要增大帘布层和带中的铆接面积，即帘线之间的间距，以使更多的橡胶可以在轮胎制造期间渗透到帘线之间，通过防止“弱铆接”或“松散涂布”(可能导致轮胎中夹带空气)来提高压延处理的质量。

更高强度钢合金已经在帘线模量方面产生变化，使得可以调整轮胎带总荷载的参数，所述轮胎带总荷载取决于假设帘线对橡胶粘合性充足的三个因素。该因素为帘线模量、帘线体积对橡胶体积的比率(经常表示为每英寸帘线经纱数(the number of cord ends per inch, epi))、和帘线补强的角度。此外，随着帘线补强的角度接近轮胎的旋转方向，来自横向中补强的支撑向零移动。上述两个其它帘线相关因素，即帘线模量和帘线体积对橡胶体积比率的增加，通常导致带的重量增加。重量增加可能意味着轮胎的成本增加、滚动阻力更高和燃料经济性更低。简单地使用具有较低模量的较轻帘线不解决该问题，因为即使它们具有较低的重量，但是较低的帘线模量必然被帘线对橡胶体积比率的增加所抵消。帘线体积的这种增加受到帘线的实际尺度和帘线之间的最终间距的限制，所述间距控制铆接量，即橡胶渗透到帘线之间以使帘线对橡胶粘合性良好的能力。

定义

“三角胶芯”表示辐射状设置在胎圈芯之上和帘布层与反包帘布层之间的弹性填料。

“环形”表示形成类似于圆环。

“断面高宽比”表示断面高度对断面宽度的比率。

“轴向”和“轴向地”在此用来表示平行于轮胎旋转轴的线或方向。

“胎圈”表示包括由帘布层帘线包裹并成型以适合设计轮辋的环形拉伸元件的轮胎部分，有或没有其它补强元件，例如钢丝圈外包布、胎跟加强层、三角胶芯、胎趾护层和胎圈包布。

“带结构”表示至少两个织造或非织造的平行帘线的环形层或帘布层，其在胎面下，未固定到胎圈，并且具有相对于轮胎的赤道面倾斜的帘线。带结构也可以包括起限制层作用的以较低角度倾斜的平行帘线的帘布层。