用于重型土木工程車(chē)輛的輪胎胎冠的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種旨在安裝至重型土木工程車(chē)輛的子午線輪胎，更特別地涉及這種輪胎的胎冠。
【背景技術(shù)】
[0002]盡管不必局限于該類(lèi)型的應(yīng)用，但本發(fā)明更特別地就旨在安裝于傾卸車(chē)上的大尺寸子午線輪胎的情況進(jìn)行描述，所述傾卸車(chē)為一種用于運(yùn)輸從采石場(chǎng)或露天礦場(chǎng)提取的材料的車(chē)輛。大尺寸輪胎意指旨在安裝于如下輪輞上的輪胎:在歐洲輪胎和輪輞技術(shù)組織或ETRTO標(biāo)準(zhǔn)的意義上，所述輪輞的標(biāo)稱直徑為至少25英寸。
[0003]傾卸車(chē)旨在在有些彎曲且部分覆蓋有各種尺寸的石頭的地點(diǎn)或采礦路徑或道路上行駛。在使用時(shí)，傾卸車(chē)的輪胎在一方面經(jīng)受行駛的機(jī)械載荷，在另一方面經(jīng)受由道路上散布的石頭所產(chǎn)生的機(jī)械載荷。在行駛的機(jī)械載荷中，源自有些彎曲的行程的橫向載荷對(duì)于這種輪胎是特別顯著的，并要求輪胎能夠產(chǎn)生足夠的橫向推力。此外，由石頭所產(chǎn)生的機(jī)械載荷對(duì)輪胎的胎冠產(chǎn)生易于損壞輪胎的沖擊:因此，輪胎的胎冠必須能夠吸收這些沖擊。
[0004]輪胎包括旨在經(jīng)由胎面而與地面接觸的胎冠。所述胎冠通過(guò)兩個(gè)胎側(cè)而連接至兩個(gè)胎圈，所述兩個(gè)胎圈旨在提供輪胎與其上安裝輪胎的輪輞之間的機(jī)械連接。
[0005]由于輪胎具有顯示出圍繞旋轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性的幾何形狀，輪胎的幾何形狀通常在含有輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線的子午平面中描述。對(duì)于給定的子午平面，徑向、軸向和周向方向分別表示垂直于輪胎的旋轉(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。
[0006]在下文中，表述“徑向上在……內(nèi)部，或者視情況而定，徑向上在……外部”意指“更接近，或者視情況而定，更遠(yuǎn)離輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線”。“軸向上在……內(nèi)部，或者視情況而定，軸向上在……外部”意指“更接近，或者視情況而定，更遠(yuǎn)離輪胎的赤道平面”，輪胎的赤道平面為經(jīng)過(guò)輪胎胎面的中部，并垂直于輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線的平面。
[0007]子午線輪胎包括增強(qiáng)件，所述增強(qiáng)件由徑向上在胎面的內(nèi)部的胎冠增強(qiáng)件和徑向上在胎冠增強(qiáng)件的內(nèi)部的胎體增強(qiáng)件組成。
[0008]用于土木工程類(lèi)型的重型車(chē)輛的子午線輪胎的胎體增強(qiáng)件通常包括至少一個(gè)胎體增強(qiáng)層，所述至少一個(gè)胎體增強(qiáng)層通常由涂布于彈性體涂布材料或涂布配混物中的金屬增強(qiáng)體組成。在輪胎領(lǐng)域中，通過(guò)共混材料的組分而獲得的彈性體材料通常稱為配混物。胎體層包括主要部分，所述主要部分將輪胎的兩個(gè)胎圈彼此連接，并在每個(gè)胎圈內(nèi)圍繞稱為胎圈線的通常金屬周向增強(qiáng)元件從輪胎內(nèi)部到外部纏繞，以形成卷繞部。胎體層的金屬增強(qiáng)體基本上彼此平行，并與周向方向形成85°至95°之間的角度。
[0009]用于土木工程類(lèi)型的重型車(chē)輛的子午線輪胎的胎冠增強(qiáng)件包括周向上和徑向上在胎體增強(qiáng)件外部設(shè)置的胎冠層的疊置。每個(gè)胎冠層通常由金屬增強(qiáng)體組成，所述金屬增強(qiáng)體彼此平行，并涂布于彈性體涂布材料或涂布配混物中。
[0010]在胎冠層中，通常區(qū)分保護(hù)層和工作層，所述保護(hù)層構(gòu)成保護(hù)增強(qiáng)件，并且徑向上最遠(yuǎn)離外部，所述工作層構(gòu)成工作增強(qiáng)件，并且徑向上位于保護(hù)增強(qiáng)件與胎體增強(qiáng)件之間。
[0011]由至少一個(gè)保護(hù)層組成的保護(hù)增強(qiáng)件基本上保護(hù)工作層免于機(jī)械或物理化學(xué)進(jìn)攻，所述機(jī)械或物理化學(xué)進(jìn)攻可能徑向上朝向輪胎內(nèi)部通過(guò)胎面?zhèn)鞑ァ?br>[0012]在用于傾卸車(chē)的輪胎的情況中，保護(hù)增強(qiáng)件通常包括兩個(gè)徑向疊置的相鄰的保護(hù)層。每個(gè)保護(hù)層包括彈性金屬增強(qiáng)體，所述彈性金屬增強(qiáng)體彼此平行，并與周向方向形成通常15°至35°之間，優(yōu)選20°至40°之間的角度。保護(hù)層的金屬增強(qiáng)體通常從一個(gè)保護(hù)層交叉至下一保護(hù)層。
[0013]由至少兩個(gè)工作層組成的工作增強(qiáng)件具有環(huán)箍輪胎，并為輪胎提供剛度和抓地力的功能。所述工作增強(qiáng)件吸收充氣的機(jī)械載荷和行駛的機(jī)械載荷，所述充氣的機(jī)械載荷由輪胎所充氣的壓力產(chǎn)生，并經(jīng)由胎體增強(qiáng)件傳遞；所述行駛的機(jī)械載荷由輪胎在地面上的行駛產(chǎn)生，并通過(guò)胎面?zhèn)鬟f。所述工作增強(qiáng)件也需要憑借其自身的固有設(shè)計(jì)和保護(hù)增強(qiáng)件而承受氧化和沖擊和刺穿。
[0014]在用于傾卸車(chē)的輪胎的情況中，工作增強(qiáng)件通常包括兩個(gè)徑向疊置的相鄰的工作層。每個(gè)工作層包括非彈性金屬增強(qiáng)體，所述非彈性金屬增強(qiáng)體彼此平行，并與周向方向形成通常15°至45°之間的角度。工作層的金屬增強(qiáng)體通常從一個(gè)工作層交叉至下一工作層O
[0015]此外，在包括具有兩個(gè)工作層的工作增強(qiáng)件的用于傾卸車(chē)的輪胎的情況中，稱為工作增強(qiáng)件的平衡角度的角度(限定所述角度，使得所述平衡角度的正切的平方等于每個(gè)工作層的增強(qiáng)體的各自的角度的正切的乘積)至多等于45°。換言之，平衡角度為由機(jī)械等同于參照工作增強(qiáng)件的工作增強(qiáng)件的兩個(gè)工作層中的每一個(gè)的金屬增強(qiáng)體所形成的角度。該平衡角度標(biāo)準(zhǔn)體現(xiàn)了如下事實(shí):工作增強(qiáng)件的軸向或橫向剛度(即必須施加至工作增強(qiáng)件以獲得Imm的軸向移動(dòng)的軸向力)有些高。
[0016]就表征金屬增強(qiáng)體而言，金屬增強(qiáng)體機(jī)械上特征在于表示隨金屬增強(qiáng)體的相對(duì)伸長(zhǎng)(以％計(jì))而變化的施加至金屬增強(qiáng)體的張力(以N計(jì))的曲線(其稱為力-伸長(zhǎng)曲線)。在張力下的機(jī)械特性，如結(jié)構(gòu)伸長(zhǎng)As (以％計(jì))、總斷裂伸長(zhǎng)At (以％計(jì))、斷裂力Fm (以N計(jì)的最大載荷)和斷裂強(qiáng)度Rm(以MPa計(jì))，由該力-伸長(zhǎng)曲線推導(dǎo)，這些特性根據(jù)1984年標(biāo)準(zhǔn)ISO 6892測(cè)得。
[0017]根據(jù)定義，金屬增強(qiáng)體的總斷裂伸長(zhǎng)At為其結(jié)構(gòu)伸長(zhǎng)、彈性伸長(zhǎng)和塑性伸長(zhǎng)的總和(At=As+Ae+Ap)。結(jié)構(gòu)伸長(zhǎng)AJg自組成金屬增強(qiáng)體的金屬絲線在低張力下的相對(duì)定位。彈性伸長(zhǎng)Ae正是源于單獨(dú)考慮的組成金屬增強(qiáng)體的金屬絲線的金屬的非常彈性(胡克定律)。塑性伸長(zhǎng)\源自單獨(dú)考慮的這些金屬絲線的金屬的塑性(超過(guò)彈性極限的不可逆變形)。本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的金屬增強(qiáng)體的這些各種伸長(zhǎng)和各自的意義描述于例如文獻(xiàn)US5843583, W02005/014925 和 W02007/090603 中。
[0018]伸長(zhǎng)模量(以GPa計(jì))也在力/伸長(zhǎng)曲線的每個(gè)點(diǎn)處定義，并表示在此點(diǎn)處與力-伸長(zhǎng)曲線正切的直線的坡度。特別地，拉伸彈性模量或楊氏模量為提供給力-伸長(zhǎng)曲線的彈性線性部分的拉伸模量的名稱。
[0019]在金屬增強(qiáng)體中，彈性金屬增強(qiáng)體(如用于保護(hù)層中的那些)和非彈性金屬增強(qiáng)體(如用于工作層中的那些)之間經(jīng)常要做出區(qū)分。
[0020]彈性金屬增強(qiáng)體的特征在于至少等于I %的結(jié)構(gòu)伸長(zhǎng)As和至少等于4%的總斷裂伸長(zhǎng)At。此外，彈性金屬增強(qiáng)體具有至多等于150GPa，且通常為40GPa至150GPa之間的拉伸彈性模量。
[0021]非彈性金屬增強(qiáng)體的特征在于在等于斷裂力10%的拉伸力下至多等于0.2%的相對(duì)伸長(zhǎng)。另外，非彈性金屬增強(qiáng)體具有通常為150GPa至200GPa之間的拉伸彈性模量。
[0022]在由存在于地面上的石頭所產(chǎn)生的機(jī)械載荷或沖擊的作用下，包括保護(hù)增強(qiáng)件(其包括至少兩個(gè)保護(hù)層)和工作增強(qiáng)件(其包括至少兩個(gè)工作層)的上述胎冠增強(qiáng)件可能經(jīng)歷部分或甚至完全斷裂。在實(shí)踐中，胎冠層各自轉(zhuǎn)而從徑向最外胎冠層到徑向最內(nèi)胎冠層屈服。
[0023]為了表征經(jīng)受沖擊的輪胎胎冠增強(qiáng)件的斷裂強(qiáng)度，本領(lǐng)域技術(shù)人員知曉進(jìn)行如下測(cè)試:所述測(cè)試包括根據(jù)輪胎的尺寸和設(shè)定高度，運(yùn)行充氣至推薦壓力，并在直徑為I英寸(即25.4mm)至2.2英寸(即55.9mm)之間的圓柱體硬度計(jì)壓頭或障礙物上經(jīng)受推薦載荷的輪胎。斷裂強(qiáng)度的特征在于壓痕工具的臨界高度，即導(dǎo)致胎冠增強(qiáng)件的完全斷裂(即導(dǎo)致全部胎冠層斷裂)的壓痕工具的最大高度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0024]本發(fā)明人設(shè)定如下目的:制造用于土木工程類(lèi)型的重型車(chē)輛的子午線輪胎的胎冠增強(qiáng)件，所述胎冠增強(qiáng)件對(duì)于存在于地面上的石頭所產(chǎn)生的機(jī)械載荷較不敏感。
[0025]根據(jù)本發(fā)明，該目的通過(guò)一種用于土木工程類(lèi)型的重型車(chē)輛的輪胎而實(shí)現(xiàn)，所述輪胎包括:
[0026]-胎面、徑向上在所述胎面內(nèi)部的胎冠增強(qiáng)件，和徑向上在所述胎冠增強(qiáng)件內(nèi)部的胎體增強(qiáng)件，
[0027]-所述胎冠增強(qiáng)件徑向上從外部到內(nèi)部包括，
[0028]-保護(hù)增強(qiáng)件，所述保護(hù)增強(qiáng)件包括第一保護(hù)層和徑向上在所述第一保護(hù)層外部并與所述第一保護(hù)層相鄰的第二保護(hù)層，所述第一和第二保護(hù)層包括彈性金屬增強(qiáng)體，所述彈性金屬增強(qiáng)體在每一層內(nèi)彼此平行，并從一層交叉至下一層，從而與周向方向形成分另Ij的角度AjP A 2