CN100366449C - 设有改进的胎体加强件固定结构的轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轮胎，其具有一胎冠、两侧壁和两胎边，一固定在每个胎边和一胎冠中的胎体加强件，其中该胎体加强件具有至少两个高弹性模量第一加强线索的环形列，每个第一线索的环形列在每个胎边中与基本环向排列的第二加强线索轴向邻接，该第二加强线索的模量大于或等于该第一加强线索的模量，该第一加强线索和该第二加强线索被高弹性模量混合物层隔开，该第二加强线索构成螺旋形，并由单丝或单元线索构成。

Description

设有改进的胎体加强件固定结构的轮胎

技术领域

本发明涉及一种轮胎，用于承受重载荷同时具有大尺寸的约束力，例如飞机轮胎。

背景技术

飞机轮胎在工作时必须承受极端状态，特别在施加载荷和速度方面，而其尺寸和重量较小。结果是，尽管其具有很高的充气压力，大于12巴，在工作中其承载和变形可能达到的值是两倍于重载车辆轮胎或轿车轮胎的测量值。

在着陆过程中，达到约350公里/小时的高速，因此存在非常恶劣的热状态。

所有这些状态对轮胎胎边的紧密性是不利的。

美国专利4,832,102描述了一种飞机轮胎，具有一胎冠，两侧壁和两胎边，一胎体加强件和一胎冠加强件，其中该胎体加强件具有两个固定在两个胎边中的高弹性模量的加强线索的环形列，且胎冠加强件具有至少一个高弹性模量加强线索线网层的至少一个工作片。该胎体加强件通过绕着一胎边钢丝翻转高弹性模量的第一加强线索的两个环形列而固定在该胎边中。

专利申请EP 0582196和EP 0664232提出了一种新型轿车轮胎，用于轮胎的和固定在两胎边中的胎体加强件的轮胎，根据这些申请，一个轮胎具有一个用于固定该胎体加强件的胎边，该加强件具有基本上与环形轴向排列的加强线索，其邻接该胎体加强件加强线索的环形列。

专利申请WO98/54006提出一种轮胎，其胎体加强件具有两个或三个加强线索环形列，其中每个环形列在轴向里边和外边邻接基本环向排列的加强线索。这个申请涉及了许多类型的构成环形加强线索的加强线索。

发明内容

本发明涉及一种轮胎，其胎体加强件的固定被改善。

在下面，“线密度”理解为指的是一千米加强线索的克重量。该线密度以特为单位。一加强线索所承受的应力或这个加强线索的模量以“cN/tex”为单位，cN指的是百分之一牛顿。

“加强线索”理解为指的是绳索形式的任何加强部件，能够用于加强一给定的基块，例如一橡胶块。加强线索可以描述为例如多纤维股绳，这些股绳可以自身缠绕或不缠绕，单个线索，例如自身缠绕或不缠绕的大单体直径的单根钢丝，通过绞拧或绞合这些单个线索或股绳获得缆线或绞合索(芯线)，这种加强线索可以是混合的，就是说，是将具有不同特性部件集合的。

“绞合股绳”(或“折叠股绳”)理解为指的是通过绞合两个单独的股绳或多个集合在一起构成的加强线索，这些单独的股绳通常构成多纤维股绳，它首先在第一绞合步骤中在一个方向(S或Z拧绕方向)上单独绞合，然后在第二绞合步骤中在相反的方向(分别以Z或S拧绕方向)拧绕在一起。

“粘附加强线索”理解为指的是经过适当的定尺和粘附处理的加强线索，该粘附处理使该加强线索能粘附在所需粘附的橡胶块上。

“轴向”理解为指的是平行于该轮胎轴线A的方向；当指向轮胎里边时，这个方向是“内轴向”，而当指向轮胎外边时，这个方向是“外轴向”。

“径向”理解为指的是垂直于该轮胎轴线A并经过该轴线的方向，根据指向该轴线A或轮胎外边，这个方向可以是“内径向”或“外径向”。

“基本环形排列”理解为指的是与环向偏离不超过5度的排列方向。

橡胶混合物的“弹性模量”理解为指的是在室温下和10％伸长变形的正割模量。

根据本发明的轮胎，具有一胎冠、两侧壁和两胎边，一固定在两胎边和一胎冠中的胎体加强件。这种轮胎使得该胎体加强件具有至少两个高弹性模量第一加强线索的环形列，每个第一线索的环形列在每个胎边中与基本环向排列的第二加强线索轴向邻接，该第二加强线索的模量大于或等于该第一加强线索的模量，该第一加强线索和该第二加强线索被高弹性模量混合物层隔开，并使得该第二加强线索由单丝或单元线索构成，其被布置成螺旋形并由选自具有碳、钨、高模量芳族和钢加强的线索构成。

对于第二加强线索给定的延伸强度，选择高弹性模量的单丝作为第二线索优点是，提供了紧密的胎边结构，对于飞机轮胎这是显著的，其体积被严格地控制。

根据一种较好的选择，所选择的第二加强线索是直径在0.7mm和1.3mm之间的钢质单丝。当其直径超过1.3mm时，由于该加强线索没有有效的柔性，实现制造变得非常困难，而当其直径减小到低于0.7mm，实现设置将太长。由于该钢质单丝的成本明显低于常规轮胎工业中使用的金属钢缆，还降低了该胎边结构的造价。

这种用单丝作为第二固定加强线索的使用被特别地制定用于飞机轮胎，但它还适合用于任何需要减小胎边结构体积的重载轮胎，例如重载车辆轮胎或工程车辆轮胎。

最好是在每个胎边中，每个第一加强线索的环形列在轴向里边和轴向外边邻接该基本环向排列的第二加强线索。

该第一加强线索最好具有大于1000cN/tex的正割拉伸模量，并且这种加强线索由例如芳香族聚酰胺构成。

该高弹性模量的混合物层具有大于70的肖氏A硬度。该层还可具有大于20Mpa，最好大于30Mpa，的10％伸长的拉伸正割模量。

最好是，根据本发明的轮胎的胎体加强件具有两个或三个高弹性模量加强线索的环形列，例如芳香族聚酰胺的。

需要两个环形列以承受很高的机械应力，但为了不损害该侧壁的弯曲强度而不必超过三个环形列。

根据本发明轮胎的最佳特征，∑R₁看作是设置在该胎体加强件轴向里边的该第二加强线索拉伸强度的总和，而∑R_E看作是设置在该胎体加强件轴向两边的该第二加强线索拉伸强度的总和，进而：

0.6≤∑R₁/∑R_E≤1.5

并且最好：

0.7≤∑R₁/∑R_E≤1.3

保持设置在每个胎边中的该胎体加强件轴向里边的该第二加强线索拉伸强度的总和与设置在该胎体加强件轴向两边的该第二加强线索拉伸强度的总和之间比率的这个限度具有使该第二加强线索的应力更均匀的优点，而不论其位置。

根据另一个最佳特征，根据本发明轮胎的胎边外表面具有一基座，它由邻近一横截面壁的基本径向排列的截锥形壁连接，该横截面基本为圆弧形，并且圆弧中点设置在该胎边外，这些壁用于靠着一适合的轮辋的钩形件和轮缘，被看作是经过该轮胎胎边的线CD，其与该轮胎的轴线构成一夹角α＝+45±5度，所有第二加强线索设置在距轮胎轴线小于或等于距该线CD的径向距离上。这个线CD确定了一个变形被明显减小的很硬的嵌入区域，和一个在CD上面的径向弯曲区域。实际上所有的第二加强线索都在该嵌入区域中，增加了该胎边的耐久力。

最好是，根据本发明的轮胎胎边具有一外表面，在安装到轮辋上并充气后，用于使该基座外表面与相应的轮辋的钩形件接触，该胎边外表面与该轮辋之间的接触区域延伸至少超过该钩形件最大半径R_J的点B。

最好是，该胎边外表面环形直径为φ，其支撑于最大半径R_J的轮辋钩形件的圆周上，进而：

φ＝2(R_J-ε)

ε在0.5和2mm之间。

这能使该胎边很好的“座落”在该支座和轮辋的钩形件上，并具有在行驶中限制该胎体加强件环形列弯曲的优点，特别是在接触区域内。

根据本发明的一个最佳实施方案，该胎体加强件的第一加强线索形成相邻设置的往复轨迹，在每个胎边水平高度上，每一次连接一个向前和一个回来的轨迹的成环路。

附图说明

本发明的特征和优点将通过结合附图的实施方案说明而更好地理解，所描述的实施方案属于非限定性的飞机轮胎实例，其中：

图1是根据本发明飞机轮胎的轴剖简图；

图2是描述该胎体加强件的加强线索部分设置的立体图；

图3显示了第二实施方案的胎边。

具体实施方式

在图1中以半轴截面简要描述的飞机轮胎1具有一胎冠2、两侧壁3和两胎边4，一胎体加强件5从一胎边延伸到另一胎边，并形成两个第一加强线索环形列6和7，该第一加强线索环形列6和7在侧壁3中径向排列，由聚酰胺或芳香族加强线索构成，该第一加强线索平行布置，并由一混合物层8隔开，该混合物层8的特性和模量取决于其在轮胎中的位置。

该两个环形列6和7在胎边3中的固定是由第二环形排列的加强线索列或“束”9保证的，其轴向设置在该第一加强线索环形列6和7每一边，每个第二加强线索列或束9可通过螺旋缠绕一加强线索获得。首先，径向的第一加强线索和环向的第二加强线索由一高模量橡胶混合物层10彼此隔开，以避免加强线索彼此直接接触。该层10具有大于70的肖氏A硬度，其10％拉伸的正割模量还可大于20Mpa，最好大于30Mpa。该轮胎充气时产生于该第一加强线索中的拉力由该环形列6和7与环形加强线索束9之间的粘结承受。这种胎边结构保证了良好的固定，它有效地保证了飞机轮胎的非常高的充气压力，大于12巴，在特定的使用中甚至达到25巴。

第二加强线索束9被分成三组，两束11设置在轮胎外边的胎体加强件5的轴向外边，两束13设置在轮胎里边的胎体加强件5的轴向里边，而四束12设置在胎体加强件5的两环形列6和7之间。

用在这种轮胎上的该第二加强线索是直径为0.98mm钢质单元线索或单丝线索，这个加强线索当然与黄铜或锌涂层粘接，这样使用能够实现该线索束9以非常小的体积得到非常大的拉伸强度，由此其价格也低于用于轮胎的常规装配。

最好是，∑R_I是设置在该胎体加强件5轴向里边的该第二加强线索12的总拉伸强度，而∑R_E是设置在该胎体加强件5轴向两边的该第二加强线索11、13的总拉伸强度，具有0.6≤∑R_I/∑R_E≤1.5，最好是0.7≤∑R_I/∑R_E≤1.3。在所描述轮胎的情况下，估算设置在该胎体加强件里边和外边的回转数量，进而∑R_I/∑R_E≈1.24。

这具有使胎边中该第二加强线索的机械应力均匀的优点。

还可以注意到，该线索束回转数量随距轮胎1轴线A的距离而减小，结果是该第二加强线索基本设置成圆锥形式，其优点是随该轮胎充气和使用中进入到接触区域中，该胎边4显著地稳定了。

所有的线索束9的回转都嵌入到一高弹性模量的橡胶混合物10中，保证很好地吸收因充气产生的力，并由此保证了该胎体加强件在胎边4中很好地固定。

图2是第一加强线索一环形列的立体图，其中只显示了一个加强线索的环形列6。在图中可以看到该第一加强线索的环形列6由加强线索部分17构成。在其径向下端，该加强线索部分17构成在胎边4中的并列的环18，这些环18相邻但不重叠，在该第一加强线索的环形列6轴向两边，只显示了直接相邻与该环形列6的线索束11和12，该第一加强线索的环形列7具有相同的加强线索部分17的结构。

图3显示了根据本发明第二实施方案轮胎20的一胎边21和一侧壁22，其中该胎体加强件23由聚酰胺或芳香族加强线索构成了三个加强线索环形列24、25、26，在胎边21中设置了环形排列的第二加强线索的束27，这些线索束27被分成四组，它们轴向顺序从胎便里边到外边，三个线索束28相对于该第一加强线索24的环形列设置在里边，四个线索束29设置在该第一加强线索24和25的环形列之间，三个线索束30设置在环形列25和26之间，并且三个线索束31相对于该环形列26设置在外边。

如上所述，该第二加强线索是钢质单元线索或单丝线索，并且其回转的数量使相对该胎体加强件设置在外边的线索束的总拉伸强度基本上等于相对该胎体加强件23设置在里边的线索束的总拉伸强度。

该胎边21外表面具有一基座32、邻近一径向内壁34的基本径向排列33的截锥形壁，其横截面基本为中心为C的圆弧EF，C设置在该胎边21外，经过该胎边的线CD与该轮胎的轴线A构成一夹角α＝+45±5度(这个角度在轮胎安装到轮辋上时被确定)，可以注意到，所有第二加强线索27设置在距轴线A小于或等于到该线CD的径向距离上。这个线CD确定了一个变形被明显减小的高强度的嵌入区域，和一个在CD上面的径向弯曲区域。实际上所有的第二加强线索在该嵌入区域中，增加了该胎边的耐久力。

该胎边的外表面支撑在该轮辋35的侧壁上，图3还显示了轮辋的外形。这个外形具有一支座36，和延伸出轮缘38的基本径向的钩形件37的侧壁，该轮缘38具有中心为C’的圆弧形截面形状，该直径的最高点B的半径R_J，在该胎边21轴向外表面上的点E大致与该点B接触。当该轮胎安装到轮辋35上时，该表面34和38是同心的，就是说中心C和C’是相同的，点E位于直径φ的环上，其关系为：

φ＝2(R_J-ε)

ε在0.5和2mm之间。

与B相接触的在自由位置与其在轮辋上安装位置之间的点E的小突起，能够使该胎边在安装到轮辋上时处于稍微拉伸的状态，并获得良好的接触质量。这种接触及点E在轮胎加压时，以及在工作中进入接触区域时加强该胎边的稳定性。通常可以注意到，不同于常规结构的飞机轮胎，进入该接触区域的胎体加强件环形列压缩应力很小。

图1还显示了一胎冠加强件14的实例，它由螺旋缠绕至少一加强线索获得的基本环形排列的两列加强线索15和16的工作块构成，该加强线索由芳香族加强线索构成，该加强线网层的数量和间距适合于本发明轮胎直径和使用状态。这个胎冠加强件的实施方案，在高速下和充气下轮胎直径最小地变化的情况下，能够提供有效钩住的优点。可以注意到该形状的改变可以相较于例如30-7.7R16 AIRX的常规飞机轮胎小3至4倍。这种良好的钩住作用还有在高拉伸下使构成该轮胎胎冠胎面的混合物不移动的优点。因在空气中臭氧导致的胎面开裂被明显减小。

检测本发明的30-7.7R16AIRX直径轮胎，具有：

作为胎体加强件的3个第一加强线索环形列，由线密度501tex的胶合股线构成，利用了三个相同的167tex芳香族单根股线，在该胎边区域中第一加强线索的密度是88t/dm；

作为第二线索加强件，直径为0.98mm的钢质单丝分成13个线束9；

·3个在有14、17和20回转最里边的线束，

·4个在有10、14、16和20回转的环形列24和25之间的线束，

·3个在有19、15和10回转的环形列25和26之间的线束，及

·3个在有14、10和7回转最外边的线束。

一胎冠加强件，具有基本环形排列的3个加强线索的线网层，由线密度660tex的胶合股线构成，利用了2个相同的330tex芳香族单根股线，该加强线索具有1.2mm的层距。

该高弹性模量混合物层具有45MPa的10％伸长的拉伸正割模量和90肖氏A硬度。

轮胎所经受的防爆检测和最大压力检测是在100巴下的。它的特点还在于在0压力和其工作压力15巴的1.5％范围之间的伸长量。这种轮胎还能有效的经受类似于飞机轮胎验证时的标准检测的着陆检测。

根据本发明轮胎的构成，可对形成一内腔的刚性芯线有好的作用，例如在此参考的EP 242840或EP 822047中所使用的。对于直接设置在最终位置的所有轮胎部分的最终结构需要中使用的这些芯线，在制造工作的任何过程中不承受变形。该固化发生在该芯线上，后者在固化后被取下。

在成型过程中，这种制造步骤被明显减少、或限制了加强线索上的预应力，特别是0°上排列的线索。

实心轮胎还可在芯线上被特别地冷却，来维持该加强线所处于受敷设影响的变形状态中。

相同的，如果在敷设环形排列的加强线索之前，提供轮胎成型块的成型被影响，还能够如WO 97/47463或EP 718090所述在一成型模上制造轮胎。

该环形排列的加强线索还可敷设成一种具有一形状的形式，该形状相同于在固化模具中的形状。该胎冠块随后用本专业技术人员已知的运送技术用补充块组装完整。仍然使用已知技术将该轮胎固定，并通过敷设在该轮胎里边的薄膜加压。

这个实施方案还保证没有在硫化压力下使其变形的预应力。

Claims (14)

1.一种轮胎，具有一胎冠、两侧壁和两胎边，一固定在每个胎边和一胎冠中的胎体加强件，其中该胎体加强件具有至少两个高弹性模量第一加强线索的环形列，每个第一线索的环形列在每个胎边中与基本环向排列的第二加强线索轴向邻接，该第二加强线索的模量大于或等于该第一加强线索的模量，该第一加强线索和该第二加强线索被高弹性模量混合物层隔开，并使得该第二加强线索由单丝或单元线索构成，其特征在于，该第二加强线索被布置成螺旋形并由选自具有碳、钨、高模量芳族和钢加强的线索构成；

其中∑R₁是设置在该胎体加强件轴向里边的该第二加强线索拉伸强度的总和，而∑R_E是设置在该胎体加强件轴向两边的该第二加强线索拉伸强度的总和，进而：

0.6≤∑R₁/∑R_E≤1.5。

2.如权利要求1所述的轮胎，其中所述第二加强线索由钢质单丝或单元线索构成。

3.如权利要求1和2之一所述的轮胎，其中该第二加强线索是直径在0.7mm和1.3mm之间的钢质单丝。

4.如权利要求1所述的轮胎，其中每个胎边中，每个第一加强线索的环形列在轴向里边和轴向外边邻接该基本环向排列的第二加强线索。

5.如权利要求1所述的轮胎，其中

0.7≤∑R₁/∑R_E≤1.3。

6.如权利要求1所述的轮胎，其中该轮胎的胎边外表面具有一基座，它由邻近一横截面壁的基本径向排列的截锥形壁连接，该横截面为中心C的圆弧EF，并且圆弧中点C设置在该胎边外，线CD经过该轮胎胎边，其与该轮胎的轴线A构成一夹角α＝+45±5度，所有第二加强线索设置在距轮胎轴线A小于或等于距该线CD的径向距离上。

7.如权利要求1所述的轮胎，其中该胎边具有一外表面，在安装到轮辋上并充气后，用于使该基座外表面与相应的轮辋的钩形件接触，该胎边外表面与该轮辋之间的接触区域延伸至少超过该钩形件最大半径R_J的点B。

8.如权利要求7所述的轮胎，其中该胎边外表面环形直径为φ，其支撑于最大半径R_J的轮辋钩形件环形上，进而：

φ＝2(R_J-ε)

ε在0.5和2mm之间。

9.如权利要求1所述的轮胎，其中该胎体加强件由最多三个高弹性模量的第一加强线索环形列构成。

10.如权利要求1所述的轮胎，其中该胎体加强件的第一加强线索形成相邻设置的往复轨迹，在每个胎边水平高度上，每一次连接一个向前和一个回来的轨迹成环路。

11.如权利要求1所述的轮胎，其中高弹性模量的加强线索具有大于1000cN/tex的正割拉伸模量。

12.如权利要求1所述的轮胎，其中该加强线索由芳香族聚酰胺构成。

13.如权利要求1所述的轮胎，其中该高弹性模量混合物层具有大于20MPa的10％伸长的拉伸正割模量。

14.如权利要求1所述的轮胎，其中该高弹性模量的混合物层具有大于70的肖氏A硬度。

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