重型土木工程車輛的輪胎的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及旨在裝配至土木工程重型車輛的子午線輪胎，更具體地涉及這種輪胎的胎冠。
【背景技術(shù)】
[0002]盡管并不限于這種類型的應(yīng)用，本發(fā)明通過更具體地參考大尺寸的徑向輪胎來進(jìn)行描述，所述徑向輪胎旨在例如裝配至傾卸車，其為用于運(yùn)輸從采石場或從露天礦場開采的材料的車輛。在歐洲輪胎和輪輞技術(shù)組織或ETRTO標(biāo)準(zhǔn)的含義內(nèi)，這種輪胎的輪輞的公稱直徑為至少25英寸。
[0003]輪胎包括兩個(gè)胎圈，所述胎圈提供輪胎和輪胎安裝在其上的輪輞之間的機(jī)械連接，胎圈分別通過兩個(gè)胎側(cè)結(jié)合至胎面，所述胎面旨在經(jīng)由胎面表面與路面接觸。
[0004]由于輪胎的幾何形狀顯示出相對于旋轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)對稱性，輪胎的幾何形狀通常在包含輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線的子午平面中進(jìn)行描述。對于給定的子午平面，徑向、軸向和周向方向分別意指垂直于輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線、平行于輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線和垂直于子午平面的方向。
[0005]在下文中，表述“在徑向上位于內(nèi)部或在徑向上位于外部”分別意指“更接近輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線或更遠(yuǎn)離輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線”。表述“在軸向上位于內(nèi)部或在軸向上位于外部”分別意指“更接近輪胎的赤道平面或更遠(yuǎn)離輪胎的赤道平面”，輪胎的赤道平面為經(jīng)過輪胎的胎面表面的中間并且垂直于輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線的平面。
[0006]子午線輪胎包括增強(qiáng)件，所述增強(qiáng)件由在徑向上位于胎面內(nèi)部的胎冠增強(qiáng)件和在徑向上位于胎冠增強(qiáng)件內(nèi)部的胎體增強(qiáng)件組成。
[0007]用于土木工程重型車輛的子午線輪胎的胎體增強(qiáng)件通常包括至少一個(gè)胎體層，所述胎體層通常由覆蓋有聚合物材料的金屬加強(qiáng)件組成，所述聚合物材料被稱為覆蓋配混物。胎體層包括主要部分，所述主要部分將兩個(gè)胎圈連接在一起并且在每個(gè)胎圈內(nèi)從輪胎的內(nèi)部朝向外部圍繞通常為金屬的周向增強(qiáng)元件(被稱為胎圈線)卷繞從而形成卷邊。胎體層的金屬加強(qiáng)件基本上彼此平行并且與周向方向形成在85°和95°之間的角度。
[0008]用于土木工程重型車輛的子午線輪胎的胎冠增強(qiáng)件包括沿周向設(shè)置的胎冠層的疊加，所述胎冠層在徑向上位于胎體增強(qiáng)件的外部。每個(gè)胎冠層通常由金屬加強(qiáng)件組成，所述金屬加強(qiáng)件彼此平行并且覆蓋有聚合物材料或覆蓋配混物。
[0009]在胎冠層中，通常區(qū)分為保護(hù)層和工作層，所述保護(hù)層構(gòu)成保護(hù)增強(qiáng)件并且在徑向上位于朝向外部的最遠(yuǎn)位置處，所述工作層構(gòu)成工作增強(qiáng)件并且在徑向上位于保護(hù)增強(qiáng)件和胎體增強(qiáng)件之間。
[0010]由至少一個(gè)保護(hù)層組成的保護(hù)增強(qiáng)件在本質(zhì)上保護(hù)工作層免受可能通過胎面在徑向上朝向輪胎內(nèi)部傳播的機(jī)械攻擊或物理化學(xué)攻擊。
[0011]保護(hù)增強(qiáng)件通常包括兩個(gè)在徑向上疊置的保護(hù)層，所述保護(hù)層由彈性金屬加強(qiáng)件形成，所述彈性金屬加強(qiáng)件在每個(gè)層內(nèi)彼此平行并且從一個(gè)層至另一個(gè)層交叉，與周向方向形成絕對值通常在10°和35°之間，優(yōu)選在15°和30°之間的角度。
[0012]由至少兩個(gè)工作層組成的工作增強(qiáng)件的功能在于用帶束環(huán)繞輪胎并且為輪胎提供剛度和抓地力。所述工作增強(qiáng)件抵抗充氣的機(jī)械應(yīng)力和運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械應(yīng)力，所述充氣的機(jī)械應(yīng)力通過輪胎充氣壓力產(chǎn)生并且通過胎體增強(qiáng)件傳遞，所述運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械應(yīng)力通過輪胎在地面上的運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生并且通過胎面?zhèn)鬟f。所述工作增強(qiáng)件還必須借助其固有設(shè)計(jì)和保護(hù)增強(qiáng)件的固有設(shè)計(jì)忍受氧化、敲擊和穿孔。
[0013]工作增強(qiáng)件通常包括兩個(gè)在徑向上疊置的工作層，所述工作層由非彈性金屬加強(qiáng)件形成，所述非彈性金屬加強(qiáng)件在每個(gè)層內(nèi)彼此平行并且從一個(gè)層至另一個(gè)層交叉，與周向方向形成絕對值通常至多等于60°，優(yōu)選在15°和40°之間的角度。
[0014]金屬加強(qiáng)件的機(jī)械特征在于表示應(yīng)用至金屬加強(qiáng)件的拉伸力(用N表示)隨金屬加強(qiáng)件的相對伸長(用％表示)的變化的曲線，所述曲線被稱為力-伸長曲線。通過該力-伸長曲線推出拉伸機(jī)械性質(zhì)例如結(jié)構(gòu)伸長As (用％表示)、總斷裂伸長At (用％表示)、斷裂力Fm (用N表示的最大負(fù)載)和斷裂強(qiáng)度Rm (用MPa表示)，根據(jù)1984年的ISO標(biāo)準(zhǔn)6892測量這些性質(zhì)。
[0015]根據(jù)定義，金屬加強(qiáng)件的總斷裂伸長At為結(jié)構(gòu)伸長、彈性伸長和塑性伸長的總和(At= A S+Ae+Ap)。結(jié)構(gòu)伸長As為組成金屬加強(qiáng)件的金屬絲線在輕微拉伸負(fù)載下的相對定位的結(jié)果。彈性伸長4為組成金屬加強(qiáng)件的金屬絲線(獨(dú)立考慮)的金屬的實(shí)際彈性的結(jié)果(胡克定律)。塑性伸長\為這些金屬絲線(獨(dú)立考慮)的金屬的塑性(超過彈性極限的不可逆變形)的結(jié)果。這些不同的伸長及其各自的含義是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的，并且例如描述在文獻(xiàn) US5843583、W02005/014925 和 W02007/090603 中。
[0016]拉伸模量(用GPa表示)也在力-伸長曲線上的每個(gè)點(diǎn)處限定并且表示在該點(diǎn)處與力-伸長曲線正切的直線的梯度。特別地，拉伸彈性模量或楊氏模量為賦予力-伸長曲線的彈性線性部分的拉伸模量的名稱。
[0017]使用金屬加強(qiáng)件時(shí)，通常區(qū)分為彈性金屬加強(qiáng)件和非彈性金屬加強(qiáng)件，所述彈性金屬加強(qiáng)件例如為用在保護(hù)層中的那些，所述非彈性金屬加強(qiáng)件例如為用在工作層中的那止匕
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[0018]彈性金屬加強(qiáng)件的特征在于至少等于I %的結(jié)構(gòu)伸長As和至少等于4%的總斷裂伸長At。此外，彈性金屬加強(qiáng)件具有至多等于150GPa，通常在40GPa和150GPa之間的拉伸彈性模量。
[0019]非彈性金屬加強(qiáng)件的特征在于在等于斷裂力10%的拉伸力下的至多等于0.2%的相對伸長。此外，非彈性金屬加強(qiáng)件具有通常在150GPa和200GPa之間的拉伸彈性模量。
[0020]彈性金屬加強(qiáng)件或彈性簾線通常為多線股繩，即由多個(gè)線股的組件形成，在線股為兩層線股的通常情況下，所述組件的結(jié)構(gòu)為例如K* (L+M)類型。K為兩層線股的數(shù)目，L為組成線股的內(nèi)層的金屬絲線的數(shù)目，M為組成線股的外層的金屬絲線的數(shù)目。通常通過圍繞L根組成線股的內(nèi)層的絲線螺旋纏繞M根組成線股的外層的絲線獲得兩層線股。
[0021]對于多線股繩類型的彈性簾線，結(jié)構(gòu)伸長As為多線股繩和/或其基本線股的實(shí)際構(gòu)造和通氣及其固有彈性以及可能地強(qiáng)加在一個(gè)或更多個(gè)這些構(gòu)成線股和/或絲線的預(yù)成型的結(jié)果。簾線的通氣為首先是絲線相對于軸向方向(垂直于線股的軸線方向的方向)的分離和其次是線股相對于軸向方向(垂直于簾線的軸線方向的方向)的分離的結(jié)果。
[0022]為了減少傳遞至工作增強(qiáng)件的機(jī)械充氣應(yīng)力，通過文獻(xiàn)FR 2 419 181和FR 2419 182已知在工作增強(qiáng)件和胎體增強(qiáng)件之間設(shè)置被稱為限制塊的額外增強(qiáng)件，所述額外增強(qiáng)件的功能是部分抵抗機(jī)械充氣應(yīng)力。
[0023]文獻(xiàn)FR 2 419 181描述并且要求保護(hù)胎冠增強(qiáng)件，所述胎冠增強(qiáng)件包括由至少兩個(gè)工作層組成的工作增強(qiáng)件和包括至少兩個(gè)額外層的額外增強(qiáng)件或限制塊，所述工作層的金屬加強(qiáng)件與周向方向形成至少等于+/-30°的角度，所述額外層的金屬加強(qiáng)件不可過多延伸(即為非彈性的)并且與周向方向形成從一個(gè)層至另一個(gè)層相反的角度，所述角度至多等于工作層的最小角度的四分之一。該限制塊以赤道平面為中心并且具有的寬度至多等于在胎冠增強(qiáng)件和胎體增強(qiáng)件之間的并行區(qū)域。
[0024]文獻(xiàn)FR 2 419 182描述并且要求保護(hù)胎冠增強(qiáng)件，所述胎冠增強(qiáng)件包括由至少兩個(gè)工作層組成的工作增強(qiáng)件和包括至少兩個(gè)額外層的額外增強(qiáng)件或限制塊，所述工作層的金屬加強(qiáng)件與周向方向形成至少等于+/-30°的角度，所述額外層的金屬加強(qiáng)件不可過多延伸(即為非彈性的)并且與周向方向形成從一個(gè)層至另一個(gè)層相反的角度，所述角度至多等于工作層的最小角度的一半，優(yōu)選在5°和10°之間。該限制塊以赤道平面為中心并且具有的寬度至多等于在胎冠增強(qiáng)件和胎體增強(qiáng)件之間的并行區(qū)域。
[0025]然而，由金屬加強(qiáng)件(所述金屬加強(qiáng)件為非彈性的并且與周向方向形成優(yōu)選在5°和10°之間的角度并且從一個(gè)層至另一個(gè)層交叉)的兩個(gè)層組成的額外增強(qiáng)件造成胎冠增強(qiáng)件過硬。胎冠增強(qiáng)件變硬造成輪胎對胎面中間處遭受的敲擊的增加的敏感度，因?yàn)榇蟛糠值耐ㄟ^敲擊產(chǎn)生的變形能量隨后傳遞至胎體增強(qiáng)件，胎體增強(qiáng)件的壽命因此縮短。
【發(fā)明