專利名稱：用于重型車輛的輪胎的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種旨在裝配到重型車輛或土木工程作業(yè)型的機(jī)械件的輪胎。
背景技術(shù)：
本發(fā)明將參考用于礦用型車輛的輪胎進(jìn)行更為具體的描述，該輪胎在地下礦井中進(jìn)行操作并且其軸向?qū)挾却笥诨虻扔?5英寸，但是本發(fā)明并不限制于該類型的應(yīng)用。這類型的車輛的特殊特征是必須運(yùn)輸重型載荷，并且以最大可能的緊湊形式進(jìn)行生產(chǎn)，這是因?yàn)橛糜谲囕v往來的空間在體積方面受到限制。因此，所使用的輪胎盡可能地小，因此不能理想地適合于待傳遞的扭矩。就用于土木工程作業(yè)機(jī)械的輪胎的慣常設(shè)計(jì)而言，通過圍繞胎圈鋼絲纏繞而錨固在每一個(gè)胎圈中的徑向胎體增強(qiáng)件由至少一層金屬增強(qiáng)元件的制成，所述元件在層中基本彼此平行。胎體增強(qiáng)件通常由胎冠增強(qiáng)件覆蓋，該胎冠增強(qiáng)件由金屬增強(qiáng)元件的至少兩個(gè)工作胎冠層制成，但是所述金屬增強(qiáng)元件在層與層之間交叉，并且與周向方向形成的角度包括在15°與70°之間。在胎體增強(qiáng)件和工作胎冠層之間可能存在增強(qiáng)元件的多個(gè)層，這些增強(qiáng)元件在層與層之間交叉，并且形成的角度小于12°，增強(qiáng)元件的這些層的寬度通常小于工作層的寬度。在工作層外側(cè)上的徑向上還存在保護(hù)層，這些保護(hù)層的增強(qiáng)元件所處的角度在10°與65°之間。胎冠增強(qiáng)件本身由胎面所覆蓋?！拜S向”意指平行于輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線的方向，并且“徑向”意指與輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線相交并垂直的方向。輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線是輪胎在正常使用時(shí)繞其旋轉(zhuǎn)的軸線。周向平面或截面的周向平面是垂直于輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線的平面。赤道平面或周向中平面是穿過胎面的中心或冠部并且將輪胎分割為兩個(gè)半部的周向平面。徑向平面是包含輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線的平面。輪胎的縱向方向或周向方向是對應(yīng)于輪胎的外圍的方向，并由輪胎的運(yùn)行方向限定。在輪胎中使用的胎圈鋼絲可以為兩種類型。首先，存在“編織”型的胎圈鋼絲，其具有基本為圓形的橫截面。還存在胎圈束，其由多層彼此疊置的簾線形成，并且其橫截面可以采用各種形狀。在如上文所述的用于礦用車輛的輪胎的情況下，所使用的胎圈通常為胎圈束，這些胎圈束具有六邊形橫截面。胎圈束型的胎圈鋼絲能夠以低于“編織”型胎圈鋼絲的成本進(jìn)行生產(chǎn)，并且通常具有六邊形橫截面，這樣就相對接近于圓形并且產(chǎn)生有限的體積。這些輪胎通常安裝在具有扁平的固定式輪輞的車輪上，也就是說，安裝輪胎胎圈的基部所抵靠的輪輞的表面相對于軸向方向具有大約5°的錐度。對于通常的載荷和尺寸，像如上文所述輪胎的用于土木工程作業(yè)機(jī)械的輪胎通常承受的壓力在4與10巴(bar)之間?？紤]到其使用條件，特別是考慮到所運(yùn)輸載荷以及由此通過輪胎所傳遞的扭矩， 顯然，這些輪胎在胎圈區(qū)域呈現(xiàn)了明顯的磨損，并且這限制了輪胎的壽命。另外，盡管該磨損在該類型的輪胎上總是明顯的，但是其在不同輪胎之間存在相對的差異，至少就其出現(xiàn)速度而言是這樣的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的發(fā)明人所設(shè)定的任務(wù)是，提供用于地下礦用車輛的輪胎，其在磨損方面呈現(xiàn)改進(jìn)的特性，并且所呈現(xiàn)的磨損在不同輪胎之間更為均勻。根據(jù)本發(fā)明，利用一種用于重型車輛的輪胎實(shí)現(xiàn)了上述目的，所述輪胎具有由至少一層增強(qiáng)元件構(gòu)成的徑向胎體增強(qiáng)件，所述輪胎包括胎冠增強(qiáng)件，所述胎冠增強(qiáng)件本身在徑向上由胎面覆蓋，所述胎面通過兩個(gè)胎側(cè)連接到兩個(gè)胎圈，所述胎圈的每一個(gè)包括胎圈鋼絲，用于通過圍繞所述胎圈鋼絲纏繞所述至少一層增強(qiáng)元件而將所述胎體增強(qiáng)件錨固在所述胎圈內(nèi)，在徑向平面中，在所述至少一層胎體增強(qiáng)件的徑向最內(nèi)點(diǎn)的徑向內(nèi)側(cè)上并且在所述胎圈鋼絲的幾何中心的軸向外側(cè)上，在所述胎圈的外表面上的點(diǎn)處的曲率半徑大于所述胎圈的外表面的所述點(diǎn)正交投影到所述至少一層胎體增強(qiáng)件上的點(diǎn)處的曲率半徑。根據(jù)本發(fā)明的這樣的輪胎更具體地旨在用于軸向?qū)挾却笥诨虻扔?5英寸的輪胎。因此，根據(jù)本發(fā)明所描述的輪胎包括胎圈，所述胎圈的外部形狀，特別是在裝配過程中與輪輞接觸的部分具有圓整輪廓，該圓整輪廓的曲率半徑允許將輪胎相對容易地裝配到輪胎的安裝輪輞上。與常規(guī)胎圈的形狀相比，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的輪胎正在進(jìn)行裝配時(shí)，所述胎圈的抵靠所述輪輞滑動(dòng)的那部分的外表面的曲率半徑更大，這似乎允許將輪胎更為容易地裝配在所述輪輞上。另外，在將輪胎安裝在所述輪輞的過程中，更為容易地使所述胎圈在所述輪輞上滑動(dòng)似乎能夠防止所述胎圈產(chǎn)生變形的風(fēng)險(xiǎn)，這樣的變形會(huì)導(dǎo)致難以使所述胎圈就位在輪輞座上；已經(jīng)通過常規(guī)輪胎而隨機(jī)地觀察到的使胎圈就位于輪輞座上的這樣的困難可能解釋了在不同輪胎之間的胎圈磨損的高度的變化比率。利用裝配到用于地下礦井的車輛的根據(jù)本發(fā)明的輪胎進(jìn)行的試驗(yàn)確實(shí)顯示了，在磨損方面的輪胎性能優(yōu)于常規(guī)輪胎的性能，并且在不同輪胎之間的輪胎性能還更為均勻。本發(fā)明的發(fā)明人認(rèn)為這些結(jié)果可以解釋為說明了該輪胎能夠更好地就位于輪輞座上，而在安裝過程中不存在輪胎胎圈發(fā)生變形或者不正確定位從而引起胎圈的該區(qū)域快速磨損的風(fēng)險(xiǎn)。在不同輪胎之間改變的變形和/或不正確的胎圈定位可以解釋不同輪胎之間的磨損的變化比率。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，在徑向平面中，在所述胎圈鋼絲的徑向最內(nèi)點(diǎn)的徑向內(nèi)側(cè)上并且在所述胎圈鋼絲的幾何中心的軸向外側(cè)上，在所述至少一層胎體增強(qiáng)件上的點(diǎn)處的曲率半徑小于所述至少一層胎體增強(qiáng)件的所述點(diǎn)正交投影在所述胎圈的外表面上的點(diǎn)處的曲率半徑。根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施方案，將所述胎圈裝配在輪輞座上變得更為容易，并且所述胎圈發(fā)生變形的風(fēng)險(xiǎn)變得更低。根據(jù)本發(fā)明的有利替代形式，所述胎圈鋼絲為胎圈束，優(yōu)選為六邊形。在輪胎的制造步驟的過程中以及在將所述輪胎裝配在其輪輞上的步驟的過程中，這樣的胎圈鋼絲特別地足夠牢固地保持所述胎體增強(qiáng)件。同樣有利地，輪胎的胎圈鋼絲的軸向?qū)挾扰c徑向高度的比值大于1. 5。這樣的胎圈鋼絲將壓力散布在寬度更大的胎圈的基部上。這樣的胎圈鋼絲特別適合于這種類型的輪胎其尺寸與所傳遞的扭矩相比較小，這是因?yàn)槠溆糜诘叵碌V井中。特別而言，由這種用途規(guī)定的輪胎尺寸導(dǎo)致胎圈鋼絲將較高壓力施加在胎圈的基部上，以便令人滿意地傳遞扭矩。包括六邊形的胎圈束型的胎圈鋼絲并且寬度與高度的比值等于或接近1的常規(guī)輪胎使得胎圈的基本受到損壞，這是因?yàn)檩^高壓力施加在較小寬度上。與根據(jù)本發(fā)明的該替代形式所提出的胎圈鋼絲的形狀一樣，事實(shí)上，因?yàn)槠涮峁┝烁蟮膶挾?，在軸向方向上更加延長的胎圈鋼絲的形狀將允許在胎圈和安裝輪輞之間更好地散布壓力。由于壓力得到更好的分布，所以這種胎圈鋼絲的進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)是，簡化了輪胎在其已經(jīng)被磨損時(shí)的拆卸。施加在胎圈的基部與輪輞之間的應(yīng)力的局部強(qiáng)度的減小具有的進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)是， 增加了延長了輪輞的壽命。具體而言，由于局部應(yīng)力較高，所以當(dāng)前的方案導(dǎo)致胎圈擠壓抵靠的區(qū)域中出現(xiàn)輪輞損壞。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，在所述胎圈的基部的至少30mm上，所述基部與平行于輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線方向的方向形成的角度包括在6°與7. 5°之間。在胎圈的基部處的這樣的錐度進(jìn)一步促使了輪胎安裝在輪輞上的簡化，并且進(jìn)一步限制了將胎圈不正確地定位在輪輞上的風(fēng)險(xiǎn)。與該類型應(yīng)用的常規(guī)輪胎上的錐度(其與平行于輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線方向的方向形成的角度超過8° )相比，該胎圈的基部的錐度可以得以減小，而因?yàn)橛商ト︿摻z施加的壓力分布在更大的胎圈基部的寬帶上，所以不會(huì)對在輪輞上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的風(fēng)險(xiǎn)造成負(fù)面影響。本發(fā)明的有利實(shí)施方案設(shè)想，在所述胎圈鋼絲(優(yōu)選地在所述胎圈鋼絲的徑向最內(nèi)點(diǎn)的徑向內(nèi)側(cè)上)和所述胎圈的外表面之間所測得的橡膠塊體的徑向厚度大于10mm。這樣的厚度進(jìn)一步使得輪胎壽命得以延長。因此，根據(jù)本發(fā)明所生產(chǎn)的輪胎在體積方面進(jìn)一步顯示了優(yōu)點(diǎn)。事實(shí)上，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，盡管胎圈的基部可以加大，但是根據(jù)本發(fā)明的輪胎的體積小于常規(guī)輪胎的體積。由于與用于該類型應(yīng)用到常規(guī)輪胎的胎圈鋼絲的形狀相比，所選擇的胎圈鋼絲具有變平的形狀， 這就能夠特別地解釋該體積的節(jié)省。特別而言，對于必須傳遞的給定扭矩，壓力在輪輞上的良好分布導(dǎo)致設(shè)計(jì)胎圈鋼絲所利用的金屬量少于對于常規(guī)輪胎所需的設(shè)計(jì)胎圈鋼絲所利用的金屬量。


本發(fā)明的其它細(xì)節(jié)和有利特征將會(huì)從以下參考圖1和2的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的描述中變得顯而易見，在這些附圖中圖1為根據(jù)本發(fā)明的輪胎的示意圖，圖2為圖1中的輪胎的胎圈的示意圖。為了便于理解，附圖沒有按比例顯示。圖1只顯示了一半輪胎，該輪胎相對于表示所述輪胎的周向中平面的軸線χ-χ’對稱地延伸。
具體實(shí)施例方式圖1為根據(jù)本發(fā)明所生產(chǎn)的輪胎1在徑向截面上觀察到的示圖。尺寸為26. 5R25的輪胎1具有胎體增強(qiáng)件層2，胎體增強(qiáng)件層2由不可延展的鋼金屬簾線的簾布層制成，并且在每一個(gè)胎圈3中錨固到胎圈鋼絲4，以便形成包回部分(turned-back portion) 5。胎體增強(qiáng)件層2在徑向上由胎冠增強(qiáng)件6覆蓋。所述胎冠增強(qiáng)件6通常在一方面由稱為工作簾布層的兩個(gè)簾布層構(gòu)成，另一方面由兩個(gè)保護(hù)簾布層構(gòu)成。構(gòu)成胎冠增強(qiáng)件的這些簾布層的集合并未具體地顯示在附圖中。工作簾布層本身由不可延展的鋼簾線制成，這些不可延展的鋼簾線在每一個(gè)簾布層之內(nèi)彼此平行且在不同簾布層之間交叉，并且與周向方向形成的角度可以包括在15°與40°之間。保護(hù)簾布層基本由彈性鋼金屬簾線制成，這些彈性鋼金屬簾線在每一個(gè)簾布層之內(nèi)彼此平行且在不同簾布層之間交叉，并且形成的角度可以包括在15°與45°之間。徑向外部工作簾布層中的簾線通常與徑向內(nèi)部保護(hù)簾布層的簾線交叉。胎冠增強(qiáng)件最終由胎面7覆蓋，胎面7通過胎側(cè)8連接到胎圈3。胎圈鋼絲4為六邊形的胎圈束類型；根據(jù)本發(fā)明，其軸向?qū)挾萀(等于47mm)與徑向高度H(等于15mm)的比值為3. 1，因此其高于1. 5。圖2顯示了圖1中的輪胎的一個(gè)胎圈3在徑向截面中的示意圖。根據(jù)本發(fā)明，在胎圈3的外表面9(該表面由點(diǎn)0和P劃定界限)的區(qū)域中，也就是說，在胎體增強(qiáng)件層2的徑向最內(nèi)點(diǎn)E的徑向內(nèi)側(cè)上并且在胎圈鋼絲4的幾何中心C的軸向外側(cè)上的胎圈3的外表面9的區(qū)域中，胎圈3的外表面9的點(diǎn)R處的曲率半徑大于所述點(diǎn)R正交投影到胎體增強(qiáng)件層2上的點(diǎn)S處的曲率半徑。在點(diǎn)R處，胎圈3的外表面9的曲率半徑等于40mm。在點(diǎn)S處，胎體增強(qiáng)件層2的曲率半徑等于35mm。同樣，在胎體增強(qiáng)件層2的由點(diǎn)E和M劃定界限的區(qū)域中，也就是說，在胎圈鋼絲的徑向最內(nèi)點(diǎn)G的徑向內(nèi)側(cè)上并且在胎圈鋼絲的幾何中心C的軸向外側(cè)上胎體增強(qiáng)件層2 的區(qū)域中，胎體增強(qiáng)件層2的點(diǎn)U處的曲率半徑小于所述點(diǎn)U正交投影到胎圈3的外表面 9上的點(diǎn)V處的曲率半徑。在點(diǎn)U處，胎體增強(qiáng)件層2的曲率半徑等于20mm。在點(diǎn)V處，胎圈3的外表面9的曲率半徑等于40mm。附圖中所示的輪胎安裝在25英寸大小的輪輞上，并且被充氣到5.5巴的壓力。與常規(guī)輪胎(也就是說，包括的胎圈鋼絲的寬度與高度的比值基本等于1的輪胎)的安裝相比，該輪胎看起來更易于安裝。同樣，在就所運(yùn)輸載荷以及所傳遞扭矩而言模擬用于地下礦井中的車輛上運(yùn)行之后，根據(jù)本發(fā)明的輪胎看起來更易于拆卸。另外，通過輪輞和胎圈區(qū)域之間的接觸而特別提供的氣密性是令人滿意的，并且完全可與常規(guī)輪胎的輪輞和胎圈區(qū)域之間的氣密性相媲美。利用根據(jù)附圖中所示輪胎的輪胎進(jìn)行了比較試驗(yàn)。利用等同參考輪胎(其包括胎圈束型胎圈，其中寬度與高度的比值基本等于一，并且該輪胎胎圈的基部的寬度當(dāng)然更小) 作為比較。根據(jù)本發(fā)明的輪胎胎圈的基部的寬度等于93mm，而參考輪胎胎圈的基部的寬度等于62mm。在35mm的所述基部的長度上，由胎圈的基部的錐形與平行于旋轉(zhuǎn)軸線的方向形成的角度α等于7°。所觀察到的試驗(yàn)特別地顯示，這樣的錐形使得輪胎更易于安裝在輪輞上，并且如前所述，使得在駕駛過程中輪輞上沒有滑動(dòng)。輪胎在同一輛車輛上進(jìn)行了試驗(yàn)，該車輛沿著模擬對輪胎高度不利的路程的相同路徑上行駛，并且由同樣的駕駛員駕駛。該路程再現(xiàn)了在地下礦井中駕駛的車輛的使用，特別地包括以前進(jìn)檔和倒檔在短距離上運(yùn)行的階段以及在包括轉(zhuǎn)彎的更長距離上行駛的階段，以前進(jìn)檔和倒檔牽引需要傳遞大扭矩以便從零速度起動(dòng)。 該測試證實(shí)，在運(yùn)行200小時(shí)之后，根據(jù)本發(fā)明的輪胎在胎圈區(qū)域中并未顯示惡化，而參考輪胎在所述胎圈區(qū)域中呈現(xiàn)了損壞，這需要對輪胎進(jìn)行替換。
權(quán)利要求
1.一種用于重型車輛的輪胎，所述輪胎具有由至少一層增強(qiáng)元件構(gòu)成的徑向胎體增強(qiáng)件，所述輪胎包括胎冠增強(qiáng)件，所述胎冠增強(qiáng)件本身在徑向上由胎面覆蓋，所述胎面通過兩個(gè)胎側(cè)連接到兩個(gè)胎圈，所述胎圈的每一個(gè)包括胎圈鋼絲，用于通過圍繞所述胎圈鋼絲纏繞所述至少一層增強(qiáng)元件而將所述胎體增強(qiáng)件錨固到所述胎圈內(nèi)，其特征在于，在徑向平面中，在所述至少一層胎體增強(qiáng)件的徑向最內(nèi)點(diǎn)的徑向內(nèi)側(cè)上并且在所述胎圈鋼絲的幾何中心的軸向外側(cè)上，所述胎圈的外表面上的點(diǎn)處的曲率半徑大于所述胎圈的外表面的所述點(diǎn)正交投影到所述至少一層胎體增強(qiáng)件上的點(diǎn)處的曲率半徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎，其特征在于，在徑向平面中，在所述胎圈鋼絲的徑向最內(nèi)點(diǎn)的徑向內(nèi)側(cè)上并且在所述胎圈鋼絲的幾何中心的軸向外側(cè)上，所述至少一層胎體增強(qiáng)件上的點(diǎn)處的曲率半徑小于所述至少一層胎體增強(qiáng)件的所述點(diǎn)正交投影在所述胎圈的外表面上的點(diǎn)處的曲率半徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的輪胎，其特征在于，所述胎圈鋼絲為胎圈束，優(yōu)選為六邊形。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輪胎，其特征在于，所述胎圈鋼絲的軸向?qū)挾扰c徑向高度的比值大于1. 5。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的一項(xiàng)所述的輪胎，其特征在于，在所述胎圈的基部的至少 30mm上，所述基部與平行于輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線方向的方向形成的角度包括在6°與7. 5°之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的一項(xiàng)所述的輪胎，其特征在于，在所述胎圈鋼絲和所述胎圈的外表面之間，優(yōu)選地在所述胎圈鋼絲的徑向最內(nèi)點(diǎn)的徑向內(nèi)側(cè)上和所述胎圈的外表面之間所測得的橡膠塊體的徑向厚度大于10mm。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求的一項(xiàng)所述的輪胎，其特征在于，所述輪胎的寬度大于或等于25英寸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于重型車輛的輪胎，所述輪胎具有通過圍繞鋼絲纏繞而錨固到兩個(gè)胎圈內(nèi)的徑向胎體增強(qiáng)件(4、5)。根據(jù)本發(fā)明，在徑向平面中，在所述至少一層胎體增強(qiáng)件的徑向最內(nèi)側(cè)的點(diǎn)(E)徑向內(nèi)側(cè)上并且在所述鋼絲的幾何中心(C)的軸向外側(cè)上，在所述胎圈的外表面(e)的點(diǎn)(R)處的曲率半徑大于所述胎圈的外表面的所述點(diǎn)(R)在所述至少一層胎體增強(qiáng)件(4、5)上的正交投影點(diǎn)(S)處的曲率半徑。
文檔編號B60C15/024GK102341254SQ201080010447
公開日2012年2月1日 申請日期2010年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月4日
發(fā)明者D·波特 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