用于重型土木工程車輛的輪胎胎圈制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及通過降低裂縫的擴展速度來改進用于重型土木工程車輛的子午線輪胎的胎圈的耐久性，這些裂縫出現(xiàn)在胎體增強件框架端部處并經(jīng)過涂層聚合物材料、邊緣結(jié)合聚合物材料和填充聚合物材料而擴展。根據(jù)本發(fā)明專利技術(shù)，由過渡聚合物材料制成的過渡元件（25）經(jīng)其軸向外表面而至少部分地與邊緣結(jié)合聚合物材料（22）接觸，且在其軸向內(nèi)表面上至少部分地與填充聚合物材料（23b）接觸；所述過渡元件的徑向外端（E25）和徑向內(nèi)端（I25）各自位于所述胎體增強件框架端部的徑向外側(cè)上和徑向內(nèi)側(cè)上，所述過渡聚合物材料在10%伸長率時的彈性模量介于過渡元件所接觸的所述邊緣結(jié)合聚合物材料和所述填充聚合物材料各自在10%伸長率時的彈性模量之間。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及旨在裝配到土木工程類型的重型車輛的子午線輪胎。
技術(shù)介紹
本專利技術(shù)將更具體地針對旨在安裝在翻斗車(其為運送從采石場或露天采礦場挖掘出的材料的車輛)上的子午線輪胎進行描述，但本專利技術(shù)不限于這種類型的應(yīng)用。這種輪胎的輪輞的公稱直徑，在由歐洲輪胎和輪輞技術(shù)組織或ETRTO給出的定義內(nèi)的最小值為25”。如下定義應(yīng)用于下文中-“子午平面”為包括輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線的平面。 -“赤道平面”為穿過輪胎胎面表面的中間且垂直于輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線的平面。-“徑向方向”為垂直于輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線的方向。-“軸向方向”為平行于輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線的方向。-“周向方向”為垂直于子午平面的方向。-“徑向距離”為從輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線起，與輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線成直角地測量的距離。-“軸向距離”為從赤道平面起，平行于輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線測量的距離。-“徑向地”指的是在徑向方向上。-“軸向地”指的是在軸向方向上。-“在……的徑向內(nèi)側(cè)上或在……的徑向外側(cè)上”指的是在更短、或更長的徑向距離上。-“在……的軸向內(nèi)側(cè)上或在……的軸向外側(cè)上”指的是在更短、或更長的軸向距離上。輪胎包括兩個胎圈，所述胎圈在輪胎和輪輞(輪胎安裝在其上)之間提供機械連接，胎圈通過兩個胎側(cè)分別連接至旨在經(jīng)由胎面表面與地面接觸的胎面。子午線輪胎更具體地包括增強件，所述增強件包括在胎面的徑向內(nèi)側(cè)上的胎冠增強件和在胎冠增強件的徑向內(nèi)側(cè)上的胎體增強件。用于土木工程類型的重型車輛的子午線輪胎的胎體增強件通常包括至少一個胎體增強件層，所述胎體增強件層由涂布有涂層聚合物材料的金屬增強元件構(gòu)成。金屬增強元件基本上彼此平行，并與周向方向形成介于85°和95°之間的角度。胎體增強件層包括主要部分，所述主要部分將兩個胎圈連接在一起，并且在每個胎圈中圍繞胎圈鋼絲芯部卷繞。胎圈鋼絲芯部包括通常由金屬制成的周向增強元件，其由至少一種可由聚合物或織物(非窮舉地)制成的材料環(huán)繞。胎體增強件層從輪胎內(nèi)側(cè)朝向外側(cè)圍繞胎圈鋼絲芯部卷繞以形成包括端部的胎體增強件的包邊部分。胎體增強件的包邊部分在每個胎圈中將胎體增強件層錨固至那個胎圈的胎圈鋼絲芯部。胎體增強件的包邊部分的端部位于其兩個各自的軸向內(nèi)部面和軸向外部面上，所述軸向內(nèi)部面和軸向外部面由邊緣結(jié)合元件覆蓋，所述邊緣結(jié)合元件由邊緣結(jié)合聚合物材料制成，所述邊緣結(jié)合聚合物材料通常與涂層聚合物材料(但是其也可為不同的材料)具有相同的化學(xué)成分。邊緣結(jié)合元件由此在胎體增強件的包邊部分的端部形成聚合物涂層材料的另外的厚度。每個胎圈還包括向外徑向延伸胎圈鋼絲芯部的填料元件。填料元件在任何子午平面具有基本上三角形的橫截面，且由至少一種填料聚合物材料制成。填料元件可由沿著接觸表面(其沿著子午線與任何子午平面相交)相接觸的至少兩種填料聚合物材料的徑向堆疊構(gòu)成。填料元件將胎體增強件的主要部分與胎體增強件的包邊部分軸向分離。聚合物材料在固化后通過由拉伸試驗確定的拉伸應(yīng)力-變形特性加以機械表征。該拉伸試驗由本領(lǐng)域技術(shù)人員在試樣上根據(jù)已知的方法，例如根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 37，且在由國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 471限定的正常溫度(23±2°C)和濕度(50±5%相對濕度)條件下進行。試樣在10%伸長率時測得的拉伸應(yīng)力被稱為聚合物材料在10%伸長率時的彈性模量，且以兆帕(MPa)表示。聚合物材料在固化后還通過其硬度加以機械表征。硬度特別地由根據(jù)ASTM D2240-86測定的肖氏A硬度限定。當(dāng)車輛行駛時，安裝在輪胎的輪輞上、在車輛的載荷下被充氣和壓縮的輪胎特別地在其胎圈及其胎側(cè)處承受彎曲循環(huán)。彎曲循環(huán)導(dǎo)致在胎體增強件的主要部分和胎體增強件的包邊部分處的曲率變化以及金屬增強元件的張力變化。彎曲循環(huán)特別地導(dǎo)致在設(shè)置為緊鄰胎體增強件的包邊部分的端部處的涂層聚合物材料、邊緣結(jié)合聚合物材料和填料聚合物材料中產(chǎn)生應(yīng)力和變形，這隨時間有可能導(dǎo)致輪胎降解，從而需要將其替換。更具體地，在緊鄰胎體增強件的包邊部分的端部處的應(yīng)力和變形導(dǎo)致出現(xiàn)在胎體增強件的包邊部分的端部處的裂縫的擴展，特別是當(dāng)增強元件由金屬制成時。專利技術(shù)人認(rèn)為，出現(xiàn)裂縫主要是由于在胎體增強件的包邊部分的金屬增強元件的端部和與所述端部接觸的涂層聚合物材料、邊緣結(jié)合聚合物材料或填料聚合物材料之間缺少粘合。在彎曲循環(huán)過程中胎圈溫度的升高加重了已存在于新輪胎中的這種粘合的缺少。裂縫擴展經(jīng)過涂層聚合物材料、邊緣結(jié)合聚合物材料或填料聚合物材料，并導(dǎo)致胎圈的降解，由此導(dǎo)致輪胎的失效。裂縫擴展速度首先取決于應(yīng)力和應(yīng)變變形周期的幅度和頻率，其次取決于在裂縫區(qū)中的涂層聚合物材料、邊緣結(jié)合聚合物材料和填料聚合物材料各自的剛度。文獻US 3921693已經(jīng)描述了在具有徑向胎體增強件的輪胎的情況下，輪胎的增強元件由金屬制成，其胎圈的設(shè)計目的在于防止在胎體增強件的包邊部分的端部處產(chǎn)生裂縫。在提出的技術(shù)方案中，胎體增強件的包邊部分的端部用聚合物材料覆蓋，所述聚合物材料的肖氏A硬度比填料聚合物材料的高。文獻US 4086948也描述了胎體增強件的高包邊部分以增加用于重型車輛的子午線輪胎的壽命，胎體增強件的高包邊部分指的是其端部位于穿過輪胎胎側(cè)軸向最外點的直線的徑向外側(cè)上。此外，用于涂布胎體增強件的金屬增強元件的聚合物材料具有的肖氏A 硬度和在300%伸長率時的彈性模量分別高于填料聚合物材料的肖氏A硬度和在300%伸長率時的彈性模量。最后，文獻US 5056575描述了用于重型車輛例如卡車和巴士的輪胎胎面，其能夠減少變形并減緩在胎體增強件的包邊部分的端部附近裂縫經(jīng)過聚合物材料的擴展從而增加胎圈的耐久性。提出的技術(shù)方案在于一種胎圈，所述胎圈具有三種填料聚合物材料，其在100%伸長率時的彈性模量從鄰近胎體增強件的包邊部分的填料聚合物材料(其為徑向最外側(cè)的一種材料)向著鄰近胎圈鋼絲芯部的填料聚合物材料(其為徑向最內(nèi)側(cè)的一種材料)降低。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)人已經(jīng)自己設(shè)定了這樣的目標(biāo)通過降低出現(xiàn)在胎體增強件的包邊端部處并經(jīng)過涂層聚合物材料、邊緣結(jié)合聚合物材料和填料聚合物材料而擴展的裂縫的擴展速度來改進用于土木工程類型的重型車輛的子午線輪胎的胎圈的耐久性。根據(jù)本專利技術(shù)，該目標(biāo)已經(jīng)如下實現(xiàn)-用于土木工程類型的重型車輛的輪胎，其包括用于接觸輪輞的兩個胎圈、包括至少一個由涂層聚合物材料涂布的金屬增強元件制成的胎體增強件層的胎體增強件，-所述胎體增強件層包括主要部分，所述主要部分在每個胎圈中由輪胎內(nèi)側(cè)朝向外側(cè)圍繞胎圈鋼絲芯部卷繞以形成包括被由邊緣結(jié)合聚合物材料制成的邊緣結(jié)合元件覆蓋的端部的胎體增強件的包邊部分，-每個胎圈包括向外徑向延伸所述胎圈鋼絲芯部的填料元件，-所述填料元件在任何子午平面中具有基本上三角形的橫截面且由至少一種填料聚合物材料制成，-與所述邊緣結(jié)合元件接觸的所述填料聚合物材料在10%伸長率時的彈性模量小于所述邊緣結(jié)合聚合物材料在10%伸長率時的彈性模量，-由過渡聚合物材料制成的過渡元件在其軸向外部面上至少部分地與所述邊緣結(jié)合聚合物材料接觸，且在其軸向內(nèi)部面上至少部分地與填料聚合物材料接觸，-所述過渡元件的徑向外端和徑向內(nèi)端分別位于所述胎體增強件的包邊部分的端部的徑向外側(cè)上和徑向內(nèi)側(cè)上，并且-所述過渡聚合物材料在10%伸長率時的彈性模量介于所述過渡元件所接觸的所述邊緣結(jié)合聚合物材料和所述填料聚合物材料各自在10%伸本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2009.12.09 FR 09587801.用于土木工程類型的重型車輛的輪胎，其包括用于接觸輪輞的兩個胎圈、包括至少一個由涂層聚合物材料涂布的金屬增強元件制成的胎體增強件層(1，21)的胎體增強件，所述胎體增強件層包括主要部分(la，21a)，所述主要部分在每個胎圈中由輪胎內(nèi)側(cè)朝向外側(cè)圍繞胎圈鋼絲芯部(4，24)卷繞以形成包括被由邊緣結(jié)合聚合物材料制成的邊緣結(jié)合元件(2，22)覆蓋的端部化1，&1)的胎體增強件的包邊部分(lb，21b)，每個胎圈包括向外徑向延伸所述胎圈鋼絲芯部的填料元件(3，23)，所述填料元件在任何子午平面中具有基本上三角形的橫截面且由至少一種填料聚合物材料(3a，3b，23a，23b)制成，與所述邊緣結(jié)合元件接觸的所述填料聚合物材料(3b，23b)在10%伸長率時的彈性模量小于所述邊緣結(jié)合聚合物材料在10%伸長率時的彈性模量，其特征在于，由過渡聚合物材料制成的過渡元件(25)在其軸向外部面上至少部分地與所述邊緣結(jié)合聚合物材料(22 )接觸，且在其軸向內(nèi)部面上至少部分地與填料聚合物材料(23b)接觸，所述過渡元件的徑向外端(E25)和徑向內(nèi)端(I25)分別位于所述胎體增強件的包邊部分的端部的徑向外側(cè)上和徑向內(nèi)側(cè)上，所述過渡聚合物材料在10%伸長率時的彈性模量介于所述過渡元件所接觸的所述邊緣結(jié)合聚合物材料和所述填料聚合物材料各自在10%伸長率時的彈性模量之間。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于土木工程類型的重型車輛的輪胎，其特征在于，所述過渡元件(25)的厚度(e)至少等于胎體增強件的包邊部分(21b)的端部(E21)與胎體增強件的主要部分(21a)之間的距離(d)的O. 25倍。3.根據(jù)權(quán)利要求I和2中任一項所述的用于土木工程類型的重型車輛...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：L·邦迪，
申請(專利權(quán))人：米其林集團總公司，米其林研究和技術(shù)股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：