專利名稱：具有改進的胎體加強件固定結(jié)構(gòu)的輪胎的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種用于承受重載荷的輪胎。
飛機輪胎在工作時必須承受極端狀態(tài)，特別在施加載荷和速度方面，而其尺寸和重量較低。結(jié)果是，盡管其具有很高的充氣壓力，大于12巴，在工作中其承載和變形可能達到的值是兩倍于重載車輛輪胎或轎車輪胎的測量值。
在起飛時的速度達到約350公里/小時，因此存在非常惡劣的熱狀態(tài)。
所有這些狀態(tài)對輪胎胎邊的壽命是不利的。
美國專利4832102描述了一種飛機輪胎，包括一胎冠，兩側(cè)壁和兩胎邊，一胎體加強件和一胎冠加強件，其中該胎體加強件具有兩個固定在兩個胎邊中的高彈性模量的加強線的環(huán)形列，以及胎冠加強件包括至少一個高彈性模量加強線線網(wǎng)層的至少一個工作塊。該胎體加強件通過繞著一胎邊鋼絲翻轉(zhuǎn)高彈性模量的第一加強線的兩個環(huán)形列而固定在該胎邊中。
專利申請EP0582196和EP0664232給出了一種新型輪胎，用于輪胎的和固定在兩胎邊中的胎體加強件的轎車。根據(jù)這些申請，一個輪胎包括一個用于固定該胎體加強件的胎邊，該加強件具有基本上與環(huán)形軸向排列的加強線，其鄰接該胎體加強件加強線的環(huán)形列。
專利申請WO98/54006給出一種輪胎，其胎體加強件包括兩個或三個加強線環(huán)形列，其中每個環(huán)形列在軸向里邊和外邊鄰接基本環(huán)向排列的加強線。這個申請涉及了許多類型的構(gòu)成環(huán)形加強線的加強線。
本發(fā)明涉及一種輪胎，其胎體加強件的固定被改善。
在下面，“線密度”理解為指的是一千米加強線的克重量。該線密度以特為單位。一加強線所承受的應力或這個加強線的模量以“cN/tex”為單位，cN指的是百分之一牛頓(厘牛)。
“加強線”理解為指的是線的形式的任何加強部件，其能夠用于加強一給定的基塊，例如一橡膠塊。加強線可以描述為例如多纖維股繩，這些股繩可以自身纏繞或不纏繞，單個線，例如自身纏繞或不纏繞的大單體直徑的單根鋼絲，通過絞擰或絞合這些單個線或股繩獲得纜線或絞合索(芯線)，這種加強線可以是混合的，就是說，是將具有不同特性部件集合的。
“合股線”(或“折疊股繩”)理解為指的是通過絞合兩個單獨的股繩或多個集合在一起構(gòu)成的加強線，這些股繩通常構(gòu)成多纖維股繩，它首先在第一絞合步驟中在一個方向(S或Z擰繞方向)上單獨絞合，然后在第二絞合步驟中在相反的方向(Z或S擰繞方向)擰繞在一起。
“粘附加強線”理解為指的是在熱處理、粘合該橡膠塊后經(jīng)過適當包覆處理的加強線，該包覆處理是制造這種加強線的定尺和粘合處理。
“軸向”理解為指的是平行于該輪胎軸線A的方向；當指向輪胎里邊時，這個方向是“軸向里邊”，而當指向輪胎外邊時，這個方向是“軸向外邊”。
“徑向”理解為指的是垂直于該輪胎軸線A并經(jīng)過該軸線的方向，根據(jù)指向該軸線A或輪胎外邊，這個方向可以是“徑向里邊”或“徑向外邊”。
“基本環(huán)形排列”理解為指的是與環(huán)向偏離不超過5度的排列方向。
橡膠膠料的“彈性模量”理解為指的是在室溫下和10％伸長變形的正割伸長模量。
根據(jù)本發(fā)明的輪胎，具有一胎冠，兩側(cè)壁和兩胎邊，一固定在每個胎邊和一胎冠中的胎體加強件。這種輪胎使得該胎體加強件具有至少兩個高彈性模量第一加強線的環(huán)形列，每個第一線的環(huán)形列在每個胎邊中與基本環(huán)向排列的第二加強線軸向里邊和軸向外邊鄰接，該第二加強線的模量大于或等于該第一加強線的模量，并且∑R1是設置在該胎體加強件軸向里邊的該第二加強線拉伸強度的總和，而∑RE是設置在該胎體加強件軸向兩邊的該第二加強線拉伸強度的總和，進而0.6≤∑RI/∑RE≤1.5并且最好0.7≤∑RI/∑RE≤1.3保持設置在每個胎邊中的該胎體加強件軸向里邊的該第二加強線拉伸強度的總和與設置在該胎體加強件軸向兩邊的該第二加強線拉伸強度的總和之間比率的這個限度對于獲得該第二加強線的更均勻應力很重要，而不論其在胎邊中的位置。
這個胎邊的實施例特別適用于胎邊基座支撐在輪輞支座的情況，其輪輞支座相對輪胎軸線A稍微傾斜。對于飛機輪胎、重載車輛或客車，其輪輞支座傾斜約5°。
根據(jù)一個最佳特征，該胎邊外表面包括一基座，一徑向里面鄰近橫截面壁的基本徑向排列的截錐形壁，該橫截面為中心C的圓的一段弧EF，并且中心C設置在該胎邊外，線CD經(jīng)過該輪胎胎邊，其與該輪胎的軸線構(gòu)成一夾角α＝+45±5度，所有第二加強線設置在距輪胎軸線的徑向距離上。該距離小于或等于該線CD。這個線CD限定出了一個變形被明顯減小的很硬的嵌入?yún)^(qū)域，和一個在CD徑向上面的彎曲區(qū)域。實際上所有的第二加強線在該嵌入?yún)^(qū)域中，增加了該胎邊的耐久力。
該第一加強線最好具有大于1000cN/tex的正割拉伸模量，并且這種加強線由例如芳香族聚酰胺構(gòu)成。
該高彈性模量的膠料層具有大于70的肖氏A硬度。該層還可具有大于20Mpa，最好大于30Mpa，的10％伸長的拉伸正割伸長模量。
最好是，根據(jù)本發(fā)明的輪胎的胎體加強件具有兩個或三個高彈性模量加強線的環(huán)形列，例如芳香族聚酰胺的加強線的環(huán)形列。
兩個環(huán)形列需要承受很高的機械應力，但為了不損害該側(cè)壁的彎曲強度而必須不超過三個環(huán)形列。
最好是，根據(jù)本發(fā)明的輪胎胎邊具有一外表面，在安裝到輪輞上并將輪胎充氣后，用于使該基座外表面與相應的基座和輪輞的鉤形件表面相接觸，該胎邊外表面與該輪輞之間的接觸區(qū)域延伸至該鉤形件最大半徑RJ的點B。
最好是，該胎邊外表面環(huán)形直徑為φ，其支撐于最大半徑RJ的輪輞鉤形件圓周上，進而φ＝2(RJ-ε)ε在0.5和2mm之間。
這能使該胎邊很好的“座落”在該支座和輪輞的鉤形件上，并具有在行駛中限制該胎體加強件環(huán)形列彎曲的優(yōu)點，特別是在接觸區(qū)域內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的一個最佳實施例，該胎體加強件的第一加強線形成相鄰排列的往復軌跡，并在每個胎邊平面上帶有每一次都連接一個向前和一個返回軌跡的環(huán)路。
本發(fā)明的特征和優(yōu)點將通過結(jié)合附圖的實施例說明而更好地理解，所描述的實施例是非限定的飛機輪胎實例，其中-

圖1是根據(jù)本發(fā)明飛機輪胎的軸剖示意圖；-圖2是示意地描述該胎體加強件的加強線部分設置的透視圖；-圖3顯示了第二實施例的胎邊。
在圖1中以半軸截面簡要描述的飛機輪胎1具有，一胎冠2、兩側(cè)壁3和兩胎邊4。一胎體加強件5從一胎邊延伸到另一胎邊，并由兩個第一加強線環(huán)形列6和7構(gòu)成。該第一加強線環(huán)形列6和7在側(cè)壁3中徑向排列，由芳香族聚酰胺加強線構(gòu)成，該第一加強線平行布置，并由一膠料層8隔開，該膠料層8的特性和模量取決于輪胎中的位置。
該兩個環(huán)形列6和7在胎邊3中的固定是由環(huán)形排列的第二加強線列或“束”9來保證的，其軸向設置在該第一加強線環(huán)形列6和7每一邊。每個第二加強線列或束9可通過螺旋纏繞一加強線獲得。首先，徑向的第一加強線和環(huán)向的第二加強線由一很高模量橡膠膠料層10彼此隔開，以避免加強線彼此直接接觸。該層10具有大于10的肖氏A硬度，其10％拉伸的正割伸長模量還可大于20Mpa，最好大于30Mpa。該輪胎充氣時產(chǎn)生于該第一加強線中的拉力由該環(huán)形列6和7與環(huán)形加強線束9之間的粘結(jié)力來承受。這種胎邊結(jié)構(gòu)保證了良好的固定，它可有效地保證了飛機輪胎很高的充氣壓力，該壓力大于12巴，在特定的使用中甚至可達到25巴。
第二加強線束9被分成三組，其中兩束11設置在輪胎外側(cè)的胎體加強件5的軸向外邊，兩束13設置在輪胎里側(cè)的胎體加強件5的軸向里邊，而四束12設置在胎體加強件5的兩環(huán)形列6和7之間。
用在這種輪胎上的第二加強線是直徑為0.98mm的鋼質(zhì)單元線或單絲線，這個加強線當然要涂上黃銅或鋅。這樣使用能夠?qū)崿F(xiàn)該線束9以非常小的體積得到非常大的拉伸強度。由此，其價格也低于輪胎的常規(guī)裝配。它還能夠替代已知輪胎領域的金屬裝置。
為了不同線束7獲得均勻的機械應力，非常有利的選擇是0.6≤∑RI/∑RE≤1.5，最好是0.7≤∑RI/∑RE≤1.3。在所描述輪胎的情況下，設置在該胎體加強件里邊和外邊的圈數(shù)量，進而使∑RI/∑RE≈1.24。
還可以注意到，該線束圈數(shù)隨距輪胎1軸線A的增大距離而逐漸減小。結(jié)果是該第二加強線基本設置成圓錐形式，其優(yōu)點是隨該輪胎充氣和使用中進入到接觸區(qū)域中，該胎邊4顯著地穩(wěn)定了。
所有線束9的圈都嵌入到一很高彈性模量的橡膠膠料10中，以保證很好地吸收因充氣壓力而產(chǎn)生的力，并由此保證了該胎體加強件在胎邊4中很好地固定。
圖2是第一加強線環(huán)形列的透視圖，其中只顯示了該加強線的環(huán)形列。在圖中可以看到該第一加強線的環(huán)形列6由加強線部分17構(gòu)成。在其徑向下端，該加強線部分17構(gòu)成在胎邊4中并列的環(huán)18。這些環(huán)18相鄰但不重疊。在該第一加強線的環(huán)形列6軸向兩邊，只顯示了與該環(huán)形列6直接相鄰的線束11和12。為清楚起見，圖中只可看出第一加強線的環(huán)形列6及兩束，而該第一加強線的環(huán)形列7具有相同的加強線部分17的結(jié)構(gòu)。
圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明第二實施例輪胎20的一胎邊21和一側(cè)壁22，其中該胎體加強件23由三個芳香族聚酰胺加強線環(huán)形列24、25、26構(gòu)成。在胎邊21中設置了環(huán)形排列的第二加強線的束27。這些線束27在此被分成四組。它們軸向順序從胎邊里側(cè)到外側(cè)，三個線束28相對于該第一加強線24的環(huán)形列設置在里側(cè)，四個線束29設置在該第一加強線24和25的環(huán)形列之間，三個線束30設置在環(huán)形列25和26之間，并且三個線束31相對于該環(huán)形列26設置在外邊。
如上所述，該第二加強線是鋼質(zhì)單元線或單絲線，并且其圈數(shù)使相對該胎體加強件設置在外邊的線束的總拉伸強度基本上等于相對該胎體加強件23設置在里邊的線束的總拉伸強度。
該胎邊外表面包括一基座32、軸向里邊鄰近一橫截面壁34的基本徑向排列的截錐形壁33，其橫截面壁34基本為中心為C的圓的一段弧EF。中心C設置在該胎邊21外側(cè)。經(jīng)過該胎邊的線CD與該輪胎的軸線A構(gòu)成一夾角α＝+45±5度(這個角度在輪胎安裝到輪輞上時被確定)，可以注意到，所有第二加強線27設置在距軸線A的徑向距離上，該距離小于或等于該線CD。這個線CD基本限定出一個變形很小的高強度嵌入?yún)^(qū)域，和一個在CD徑向上面的彎曲區(qū)域。實際上所有在該嵌入?yún)^(qū)域中的第二加強線都增加了該胎邊的耐久力。
該胎邊的外表面用于支撐在該輪輞35的側(cè)壁上，圖3還顯示了輪輞的外形。這個外形具有一支座36，和帶有輪緣38的鉤形件37的基本徑向的側(cè)壁。該輪緣38具有中心為C’的圓弧形截面形狀。該半徑的最高點是半徑RJ的點B。在該胎邊21軸向外表面上的點E大致與該點B接觸。當該輪胎安裝到輪輞上時，該表面34和38是同心的，就是說中心C和C’是相同的。點E位于直徑φ的圓周上，其關系為φ＝2(RJ-ε)ε在0.5和2mm之間。
與B相接觸的在自由位置與其在輪輞上安裝位置之間的點E的小偏移，能夠使該胎邊在安裝到輪輞上時處于稍微拉伸的狀態(tài)，并獲得良好的接觸質(zhì)量。這種到點E的接觸在輪胎加壓及在工作中進入接觸區(qū)域時可加強該胎邊的穩(wěn)定性。因此，可以注意到，不同于常規(guī)結(jié)構(gòu)的飛機輪胎，進入該接觸區(qū)域的胎體加強件環(huán)形列壓縮應力很小。
圖1還顯示了一胎冠加強件14的實施例。它是由工作塊構(gòu)成，該工作塊包括螺旋纏繞至少一加強線獲得的基本環(huán)形排列的兩列加強線15和16。該加強線由芳香族聚酰氨加強線構(gòu)成。該加強線網(wǎng)層的數(shù)量和間距根據(jù)本發(fā)明輪胎直徑和使用狀態(tài)而采用。這個胎冠加強件的實施例能夠具有效加箍的優(yōu)點，在高速下和充氣下輪胎直徑變化最小。可以注意到該形狀的改變可以小于例如30-7.7R16AIRX的常規(guī)飛機輪胎3至4倍。這種良好的加箍作用還有在高拉伸下使構(gòu)成該輪胎胎冠胎面的膠料不移動的優(yōu)點。因在空氣中臭氧而使胎面開裂被大大降低。
檢測本發(fā)明的30-7.7R16AIRX直徑輪胎，包括—作為胎體加強件的3個第一加強線環(huán)形列，由線密度501tex的膠合股線構(gòu)成，膠合股線由三個相同的167tex芳香族單根股線制成。在該胎邊區(qū)域中第一加強線的密度是88t/dm；—作為第二線加強件，直徑為0.98mm的鋼質(zhì)單絲分成13個線束9·3個14、17和20圈在軸向最里邊的線束，·4個10、14、16和20圈的在環(huán)形列24和25之間的線束，·3個19、15和10圈的在環(huán)形列25和26之間的線束，及·3個14、10和7圈的在軸向最外邊的線束。
—一胎冠加強件，具有基本環(huán)形排列的3個加強線的線網(wǎng)層，由線密度660tex的膠合股線構(gòu)成，膠合股線由2個相同的330tex芳香族聚酰氨單根股線制成，該加強線具有1.2mm的層距。
該高彈性模量膠料層具有45MPa的10％伸長的拉伸正割伸長模量和90肖氏A硬度。
輪胎所經(jīng)受的防爆檢測和最大壓力檢測是在約為100巴下進行的。它的特點還在于在0壓力和其工作壓力15巴的1.5％范圍之間的伸長量。這種輪胎還能有效的經(jīng)受類似于飛機輪胎驗證時的標準檢測的起飛檢測。
根據(jù)本發(fā)明輪胎的構(gòu)成，可對形成一內(nèi)腔的剛性芯線有良好的作用，例如在此參考的EP242840或EP822047中所使用的。對于直接設置在最終位置的所有輪胎部分的最終結(jié)構(gòu)需要中使用的這些芯線，在制造工作的任何過程中不承受變形。該固化發(fā)生在該芯線上，后者在固化后被取下。
在成型過程中，這種制造步驟的優(yōu)點是可大大減少或消除了加強線上的預應力，特別是0°上排列的線。
實心輪胎還可在芯線上被部分地冷卻，來維持該加強線所處于受敷設影響的變形狀態(tài)中。
同樣，還能夠如WO97/47463或EP718090所述在一成型模上制造輪胎，在敷設環(huán)形排列的加強線之前，提供輪胎成型塊的成型。
該環(huán)形排列的加強線還可敷設成一種具有一形狀的形式，該形狀相同于在固化模具中的形狀。該胎冠塊隨后用本專業(yè)技術(shù)人員已知的運送技術(shù)裝成完整的輪胎塊。然后，任用已知的原理，將該輪胎固定，并通過敷設在該輪胎里邊的薄膜加壓。
這個實施例還保證沒有由于硫化壓力而使其變形的預應力。
權(quán)利要求
1.一種輪胎，包括一胎冠，兩側(cè)壁和兩胎邊，一固定在每個胎邊和一胎冠中的胎體加強件，其中該胎體加強件包括至少兩個高彈性模量第一加強線的環(huán)形列，每個第一線的環(huán)形列在每個胎邊中在軸向里邊和軸向外邊與基本環(huán)向排列的第二加強線鄰接，該第二加強線的模量大于或等于該第一加強線的模量，該第一加強線和第二加強線被很高彈性模量的膠料層分隔，其中，∑R1是設置在該胎體加強件軸向里邊的該第二加強線拉伸強度的總和，而∑RE是設置在該胎體加強件軸向兩邊的該第二加強線拉伸強度的總和，進而0.6≤∑RI/∑RE≤1.5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的輪胎，其中0.7≤∑RI/∑RE≤1.3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的輪胎，其中該胎邊支撐在相對該輪胎軸線稍微傾斜的輪輞支座上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3的輪胎，其中該輪胎的胎邊外表面具有一基座，一徑向里邊鄰近橫截面壁的基本徑向排列的截錐形壁，該橫截面為中心C的圓的一段弧EF，并且中心C設置在該胎邊軸向里邊，線CD經(jīng)過該胎邊，其與該輪胎的軸線A構(gòu)成一夾角α＝+45±5度，所有第二加強線設置在距軸線A的徑向距離上，該距離小于或等于該線CD。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3的輪胎，其中該胎邊具有一外表面，在安裝到輪輞上并將輪胎充氣后，用于使該基座外表面與相應的基座和輪輞的鉤形件表面相接觸，該胎邊外表面與該輪輞之間的接觸區(qū)域延伸至最大半徑RJ的該鉤形件的點B。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的輪胎，其中該胎邊外表面圓周直徑為φ，其支撐于最大半徑RJ的輪輞鉤形件圓周上，進而φ＝2(RJ-ε)ε在0.5和2mm之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6的輪胎，其中該胎體加強件由最多三個高彈性模量的第一加強線環(huán)形列構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7的輪胎，其中該胎體加強件的第一加強線形成相鄰排列的往復軌跡，并在每個胎邊平面上帶有每一次都連接一個向前和一個返回軌跡的環(huán)路。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8的輪胎，其中高彈性模量的加強線具有大于1000cN/tex的正割拉伸模量。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的輪胎，其中該很高彈性模量加強線由芳香族聚酰胺構(gòu)成。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10的輪胎，其中該高彈性模量膠料層具有大于20MPa，最好大于30MPa，的10％伸長的拉伸正割伸長模量。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11的輪胎，其中該高彈性模量的膠料層具有大于70的肖氏A硬度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種輪胎，其具有一胎冠，兩側(cè)壁和兩胎邊，一固定在每個胎邊和一胎冠中的胎體加強件。其中該胎體加強件具有至少兩個高彈性模量第一加強線的環(huán)形列，每個第一線的環(huán)形列在每個胎邊中與基本環(huán)向排列的第二加強線軸向里邊和軸向外邊鄰接，該第二加強線的模量大于或等于該第一加強線的模量，并且∑R
文檔編號B60C9/02GK1438947SQ01812006
公開日2003年8月27日 申請日期2001年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月29日
發(fā)明者Y·埃貝里奧, B·蓋里農(nóng), P·魯 申請人:米其林技術(shù)公司, 米其林研究和技術(shù)股份有限公司