CN1211221C - 具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的环形列，每个第一线的环形列在每个胎边中与基本环向排列的第二加强线轴向里边和轴向外边邻接，该第二加强线的模量大于或等于该第一加强线的模量，并且∑R_I是设置在该胎体加强件轴向里边的该第二加强线拉伸强度的总和，而∑R_E是设置在该胎体加强件轴向两边的该第二加强线拉伸强度的总和，得到0.6≤∑R_I/∑R_E≤1.5关系式。

Description

具有改进的胎体加强件固定结构的轮胎

技术领域

本发明涉及一种用于承受重载荷的轮胎。

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，而其尺寸和重量较低。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。

在起飞时的速度达到约350公里/小时，因此存在非常恶劣的热状态。

所有这些状态对轮胎胎边的寿命是不利的。

美国专利4832102描述了一种飞机轮胎，包括一胎冠，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的环形列，以及胎冠加强件包括至少一个高弹性模量加强线线网层的至少一个工作块。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的两个环形列而固定在该胎边中。

专利申请EP0582196和EP0664232给出了一种新型轮胎，用于轮胎的和固定在两胎边中的胎体加强件的轿车。根据这些申请，一个轮胎包括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，其邻接该胎体加强件加强线的环形列。

专利申请WO98/54006给出一种轮胎，其胎体加强件包括两个或三个加强线环形列，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。这个申请涉及了许多类型的构成环形加强线的加强线。

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的克重量。该线密度以特为单位。一加强线所承受的应力或这个加强线的模量以“cN/tex”为单位，cN指的是百分之一牛顿(厘牛)。

“加强线”理解为指的是线的形式的任何加强部件，其能够用于加强一给定的基块，例如一橡胶块。加强线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，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或股绳获得缆线或绞合索(芯线)，这种加强线可以是混合的，就是说，是将具有不同特性部件集合的。

“合股线”(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，这些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(Z或S拧绕方向)拧绕在一起。

“粘附加强线”理解为指的是在热处理、粘合该橡胶块后经过适当包覆处理的加强线，该包覆处理是制造这种加强线的定尺和粘合处理。

“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“轴向里边”，而当指向轮胎外边时，这个方向是“轴向外边”。

“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“径向里边”或“径向外边”。

“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。

橡胶胶料的“弹性模量”理解为指的是在室温下和10％伸长变形的正割伸长模量。

根据本发明的轮胎，具有一胎冠，两侧壁和两胎边，一固定在每个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的环形列，每个第一线的环形列在每个胎边中与基本环向排列的第二加强线轴向里边和轴向外边邻接，该第二加强线的模量大于或等于该第一加强线的模量，并且∑R₁是设置在该胎体加强件轴向里边的该第二加强线拉伸强度的总和，而∑R_E是设置在该胎体加强件轴向两边的该第二加强线拉伸强度的总和，进而：

0.6≤∑R_I/∑R_E≤1.5

并且最好：

0.7≤∑R_I/∑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拉伸强度的总和之间比率的这个限度对于获得该第二加强线的更均匀应力很重要，而不论其在胎边中的位置。

这个胎边的实施例特别适用于胎边基座支撑在轮辋支座的情况，其轮辋支座相对轮胎轴线A稍微倾斜。对于飞机轮胎、重载车辆或客车，其轮辋支座倾斜约5°。

根据一个最佳特征，该胎边外表面包括一基座，一径向里面邻近横截面壁的基本径向排列的截锥形壁，该横截面为中心C的圆的一段弧EF，并且中心C设置在该胎边外，直线CD经过该轮胎胎边，其与该轮胎的轴线构成一夹角α＝+45±5度，所有第二加强线设置在距轮胎轴线的径向距离上。该距离小于或等于该直线CD。这个直线CD限定出了一个变形被明显减小的很硬的嵌入区域，和一个在直线CD径向上面的弯曲区域。实际上所有的第二加强线在该嵌入区域中，增加了该胎边的耐久力。

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

该高弹性模量的胶料层具有大于70的肖氏A硬度。该层还可具有大于20Mpa，最好大于30Mpa，的10％伸长的拉伸正割伸长模量。

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的环形列，例如芳香族聚酰胺的加强线的环形列。

两个环形列需要承受很高的机械应力，但为了不损害该侧壁的弯曲强度而必须不超过三个环形列。

最好是，根据本发明的轮胎胎边具有一外表面，在安装到轮辋上并将轮胎充气后，用于使该基座外表面与相应的基座和轮辋的钩形件表面相接触，该胎边外表面与该轮辋之间的接触区域延伸至该钩形件最大半径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例，该胎体加强件的第一加强线形成相邻排列的往复轨迹，并在每个胎边平面上带有每一次都连接一个向前和一个返回轨迹的环路。

附图说明

本发明的特征和优点将通过结合附图的实施例说明而更好地理解，所描述的实施例是非限定的飞机轮胎实例，其中：

-图1是根据本发明飞机轮胎的轴剖示意图；

-图2是示意地描述该胎体加强件的加强线部分设置的透视图；

-图3显示了第二实施例的胎边。

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，并由两个第一加强线环形列6和7构成。该第一加强线环形列6和7在侧壁3中径向排列，由芳香族聚酰胺加强线构成，该第一加强线平行布置，并由一胶料层8隔开，该胶料层8的特性和模量取决于轮胎中的位置。

该两个环形列6和7在胎边3中的固定是由环形排列的第二加强线列或“束”9来保证的，其轴向设置在该第一加强线环形列6和7每一边。每个第二加强线列或束9可通过螺旋缠绕一加强线获得。首先，径向的第一加强线和环向的第二加强线由一很高模量橡胶胶料层10彼此隔开，以避免加强线彼此直接接触。该层10具有大于10的肖氏A硬度，其10％拉伸的正割伸长模量还可大于20Mpa，最好大于30Mpa。该轮胎充气时产生于该第一加强线中的拉力由该环形列6和7与环形加强线束9之间的粘结力来承受。这种胎边结构保证了良好的固定，它可有效地保证了飞机轮胎很高的充气压力，该压力大于12巴，在特定的使用中甚至可达到25巴。

第二加强线束9被分成三组，其中两束11设置在轮胎外侧的胎体加强件5的轴向外边，两束13设置在轮胎里侧的胎体加强件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。

用在这种轮胎上的第二加强线是直径为0.98mm的钢质单元线或单丝线，这个加强线当然要涂上黄铜或锌。这样使用能够实现该线束9以非常小的体积得到非常大的拉伸强度。由此，其价格也低于轮胎的常规装配。它还能够替代已知轮胎领域的金属装置。

为了不同线束7获得均匀的机械应力，非常有利的选择是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，设置在该胎体加强件里边和外边的圈数量，进而使∑R_I/∑R_E≈1.24。

还可以注意到，该线束圈数随距轮胎1轴线A的增大距离而逐渐减小。结果是该第二加强线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。

所有线束9的圈都嵌入到一很高弹性模量的橡胶胶料10中，以保证很好地吸收因充气压力而产生的力，并由此保证了该胎体加强件在胎边4中很好地固定。

图2是第一加强线环形列的透视图，其中只显示了该加强线的环形列。在图中可以看到该第一加强线的环形列6由加强线部分17构成。在其径向下端，该加强线部分17构成在胎边4中并列的环18。这些环18相邻但不重叠。在该第一加强线的环形列6轴向两边，只显示了与该环形列6直接相邻的线束11和12。为清楚起见，图中只可看出第一加强线的环形列6及两束，而该第一加强线的环形列7具有相同的加强线部分17的结构。

图3显示了根据本发明第二实施例轮胎20的一胎边21和一侧壁22，其中该胎体加强件23由三个芳香族聚酰胺加强线环形列24、25、26构成。在胎边21中设置了环形排列的第二加强线的束27。这些线束27在此被分成四组。它们轴向顺序从胎边里侧到外侧，三个线束28相对于该第一加强线24的环形列设置在里侧，四个线束29设置在该第一加强线24和25的环形列之间，三个线束30设置在环形列25和26之间，并且三个线束31相对于该环形列26设置在外边。

如上所述，该第二加强线是钢质单元线或单丝线，并且其圈数使相对该胎体加强件设置在外边的线束的总拉伸强度基本上等于相对该胎体加强件23设置在里边的线束的总拉伸强度。

该胎边外表面包括一基座32、轴向里边邻近一横截面壁34的基本径向排列的截锥形壁33，其横截面壁34基本为中心为C的圆的一段弧EF。中心C设置在该胎边21外侧。经过该胎边的直线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27设置在距轴线A的径向距离上，该距离小于或等于该直线CD。这个直线CD基本限定出一个变形很小的高强度嵌入区域，和一个在直线CD径向上面的弯曲区域。实际上所有在该嵌入区域中的第二加强线都增加了该胎边的耐久力。

该胎边的外表面用于支撑在该轮辋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，和带有轮缘38的钩形件37的基本径向的侧壁。该轮缘38具有中心为C’的圆弧形截面形状。该半径的最高点是半径R_J的点B。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的圆周上，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的小偏移，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。这种到点E的接触在轮胎加压及在工作中进入接触区域时可加强该胎边的稳定性。因此，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的实施例。它是由工作块构成，该工作块包括螺旋缠绕至少一加强线获得的基本环形排列的两列加强线15和16。该加强线由芳香族聚酰氨加强线构成。该加强线网层的数量和间距根据本发明轮胎直径和使用状态而采用。这个胎冠加强件的实施例能够具有效加箍的优点，在高速下和充气下轮胎直径变化最小。可以注意到该形状的改变可以小于例如30-7.7R16AIRX的常规飞机轮胎3至4倍。这种良好的加箍作用还有在高拉伸下使构成该轮胎胎冠胎面的胶料不移动的优点。因在空气中臭氧而使胎面开裂被大大降低。

检测本发明的30-7.7R16AIRX直径轮胎，包括：

—作为胎体加强件的3个第一加强线环形列，由线密度501tex的胶合股线构成，胶合股线由三个相同的167tex芳香族单根股线制成。在该胎边区域中第一加强线的密度是88t/dm；

—作为第二线加强件，直径为0.98mm的钢质单丝分成13个线束9：

·3个14、17和20圈在轴向最里边的线束，

·4个10、14、16和20圈的在环形列24和25之间的线束，

·3个19、15和10圈的在环形列25和26之间的线束，及

·3个14、10和7圈的在轴向最外边的线束。

—一胎冠加强件，具有基本环形排列的3个加强线的线网层，由线密度660tex的胶合股线构成，胶合股线由2个相同的330tex芳香族聚酰氨单根股线制成，该加强线具有1.2mm的层距。

该高弹性模量胶料层具有45MPa的10％伸长的拉伸正割伸长模量和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约为100巴下进行的。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起飞检测。

根据本发明轮胎的构成，可对形成一内腔的刚性芯线有良好的作用，例如在此参考的EP242840或EP822047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，这种制造步骤的优点是可大大减少或消除了加强线上的预应力，特别是0°上排列的线。

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

同样，还能够如WO97/47463或EP718090所述在一成型模上制造轮胎，在敷设环形排列的加强线之前，提供轮胎成型块的成型。

该环形排列的加强线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装成完整的轮胎块。然后，任用已知的原理，将该轮胎固定，并通过敷设在该轮胎里边的薄膜加压。

这个实施例还保证没有由于硫化压力而使其变形的预应力。

Claims (12)

1、一种轮胎，包括一胎冠，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，其中该胎体加强件包括至少两个高弹性模量第一加强线的环形列，每个第一线的环形列在每个胎边中在轴向里边和轴向外边与基本环向排列的第二加强线邻接，该第二加强线的模量大于或等于该第一加强线的模量，该第一加强线和第二加强线被很高弹性模量的胶料层分隔，其特征在于：∑R₁是设置在该胎体加强件轴向里边的该第二加强线拉伸强度的总和，而∑R_E是设置在该胎体加强件轴向两边的该第二加强线拉伸强度的总和，进而：

                0.6≤∑R_I/∑R_E≤1.5。

2、根据权利要求1的轮胎，其中0.7≤∑R_I/∑R_E≤1.3。

3、根据权利要求1或2的轮胎，其中该胎边支撑在相对该轮胎轴线稍微倾斜的轮辋支座上。

4、根据权利要求1或2的轮胎，其中该轮胎的胎边外表面具有一基座，一径向里边邻近横截面壁的基本径向排列的截锥形壁，该横截面为中心C的圆的一段弧EF，并且中心C设置在该胎边轴向里边，直线CD经过该胎边，其与该轮胎的轴线A构成一夹角α＝+45±5度，所有第二加强线设置在距轴线A的径向距离上，该距离小于或等于该直线CD。

5、根据权利要求1或2的轮胎，其中该胎边具有一外表面，在安装到轮辋上并将轮胎充气后，用于使该基座外表面与相应的基座和轮辋的钩形件表面相接触，该胎边外表面与该轮辋之间的接触区域延伸至最大半径R_J的该钩形件的点B。

6、根据权利要求5的轮胎，其中该胎边外表面圆周直径为φ，其支撑于最大半径R_J的轮辋钩形件圆周上，进而：φ＝2(R_J-ε)ε在0.5和2mm之间。

7、根据权利要求1或2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环形列构成。

8、根据权利要求1或2的轮胎，其中该胎体加强件的第一加强线形成相邻排列的往复轨迹，并在每个胎边平面上带有每一次都连接一个向前和一个返回轨迹的环路。

9、根据权利要求1或2的轮胎，其中高弹性模量的加强线具有大于1000cN/tex的正割拉伸模量。

10、根据权利要求9的轮胎，其中该很高弹性模量加强线由芳香族聚酰胺构成。

11、根据权利要求1或2的轮胎，其中该高弹性模量胶料层具有大于20MPa，最好大于30MPa，的10％伸长的拉伸正割伸长模量。

12、根据权利要求1或2的轮胎，其中该高弹性模量的胶料层具有大于70的肖氏A硬度。

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