重型車輛輪胎的胎圈的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及旨在裝配至重型貨物車輛、施工設備、地鐵或飛機類型的重型運輸工具的子午線輪胎。
[0002]本發明更具體地涉及輪胎的胎圈，即通過兩個胎側分別連接至胎面的輪胎的那些部分，所述胎圈在輪胎和輪輞之間提供機械連接，所述輪胎安裝在所述輪輞上。
【背景技術】
[0003]由于輪胎的幾何形狀顯示出圍繞旋轉軸線的旋轉的對稱性，因此輪胎的幾何形狀可以在包括輪胎的旋轉軸線的子午平面中進行描述。在給定的子午平面中，徑向、軸向和周向方向分別指的是垂直于旋轉軸線、平行于旋轉軸線和垂直于子午平面的方向。在下文中，表述“徑向內部”和“徑向外部”分別意指“在徑向方向上更接近旋轉軸線”和“在徑向方向上更遠離旋轉軸線”。表述“軸向內部”和“軸向外部”分別表示“在軸向方向上更接近赤道平面”和“在軸向方向上更遠離赤道平面”，赤道平面是垂直于旋轉軸線并且穿過胎面中心的平面。
[0004]子午線輪胎包括增強件，所述增強件包括在徑向上位于胎面內部的胎冠增強件，和在徑向上位于胎冠增強件的內部的胎體增強件。
[0005]子午線輪胎的胎體增強件包括至少一個胎體層。胎體層由增強元件(或增強體)構成，所述增強元件涂布有彈性體材料，彼此平行并且與周向方向形成大體上等于90°的角度，即在85°和95°之間的角度。胎體層通常包括主要部分，所述主要部分將兩個胎圈連接在一起并且在每個胎圈內圍繞通常由金屬制成稱為胎圈金屬絲的周向增強元件纏繞，以形成卷邊。胎圈金屬絲的子午線截面(即在子午平面上通過胎圈金屬絲的截面)為圓形或內切圓，圓的中心通常稱為胎圈金屬絲的中心。胎圈金屬絲通常由至少一種涂布材料包圍，非詳盡地例如彈性體材料或紡織材料，包括胎圈金屬絲以及其涂布材料的組件構成胎圈金屬絲芯。胎體層卷邊使得胎體在每個胎圈中錨固至胎圈金屬絲芯。
[0006]實踐還已知在每個胎圈內具有包括至少一個附加層的附加增強件。附加層包括增強元件(或增強體)，所述增強元件涂布有彈性體材料，彼此平行并且與周向方向通常形成至多等于45°的角度，通常大體上等于22°的角度。附加增強件在徑向內部和徑向外部兩個端部之間徑向延伸并且在軸向上位于軸向最外的卷邊的外部。附加層徑向最內的徑向內部端部稱為附加增強件的徑向內部端部。類似地，附加層徑向最外的徑向外部端部稱為附加增強件的徑向外部端部。附加增強件的徑向內部端部和徑向外部端部各自之間的徑向距離通常至多等于0.3倍的所設計的輪胎的截面高度，所述輪胎如由“European Tyre andRim Technical Organisat1n”或ETRTO標準所限定的。附加增強件使得有可能在胎圈中限制徑向的胎體增強件的徑向剝離(d6radialisat1n)，即增強體相對于其最初基本上90°的角度由于彈性體配混物部分的周向變形而引起的角度變化，所述彈性體配混物包括在增強體之間，該徑向剝離的限制有助于胎圈的耐久性。
[0007]胎體層和附加層增強體通常或者為金屬簾線或者為由紡織長絲(優選脂族聚酰胺或芳族聚酰胺類型)的組件制成的增強體。在由紡織長絲的組件制成的增強體的情況下，胎體增強件通常包括數個胎體層，胎體層的數量根據胎體增強件所需具有的機械強度的水平而確定。
[0008]對于輪輞(輪胎安裝在該輪輞上)而言，旨在與輪胎的胎圈接觸的輪輞部件包括基本上圓形的部分，該基本上圓形的部分通過構成輪輞凸緣的基本上徑向的部分而在徑向上朝向內部延伸，所述輪輞凸緣旨在與胎圈的軸向外表面接觸并旨在當安裝輪胎并給輪胎充氣時固定所述胎圈的軸向位置。其還包括基本上軸向的部分或輪輞座，所述基本上軸向的部分或輪輞座在軸向上從輪輞凸緣的徑向內部端部朝向內部延伸并旨在與胎圈的徑向內部表面相接觸。根據本發明的輪胎旨在安裝在輪輞上，其輪輞座與軸向方向形成5°的角度。
[0009]在行駛期間，輪胎的胎圈圍繞在輪輞凸緣的基本上圓形的部分的周圍并經受彎曲循環。這些彎曲循環導致胎體層和附加層增強體的曲率變化和張力變化。此外，這些彎曲循環在胎體卷邊增強體的自由端部與附加層增強體的徑向外部端部的鄰近處中存在的彈性體材料中引起壓縮力和拉伸力，這產生熱機械應力和應變容易引起裂縫蔓延，這可能使輪胎變差而需要更換輪胎。
[0010]文獻FR 2055988已經描述了在徑向胎體增強件的情況下，胎圈的耐久性改善有助于輪胎壽命的延長。每個胎圈包括附加的周向增強件，所述附加的周向增強件包括一個或多個附加層。附加層基本上與胎體層平行并且鄰近于胎體卷邊或胎體層主要部分，所述附加層包括基本在周向方向上定向的金屬或紡織物增強體，因此其從這得到附加的周向增強件的名字。基本上周向的增強體具有這樣的優點，其不具有可能產生導致胎圈開始退化的局部裂縫的徑向外部端部。周向增強體可以恒定的或變化的間距安置從而優化附加層的拉伸剛度。

【發明內容】

[0011]本申請的發明人給其自身設定目標，所述目標為優化附加的周向增強件的徑向內部端部和徑向外部端部各自之間的徑向距離，而同時保持使用這種附加的周向增強件所獲得的相同的胎圈耐久性。
[0012]根據本發明，使用包括如下的重型車輛輪胎實現該目的:
[0013]-兩個胎圈，所述兩個胎圈旨在通過至少一個軸向外部表面分別與輪輞接觸，
[0014]-徑向胎體增強件，其包括至少一個在每個胎圈內圍繞具有中心O的胎圈金屬絲纏繞的胎體層，以形成卷邊，
[0015]-附加的周向增強件，在每個胎圈中所述附加的周向增強件包括至少一個附加層，附加的增強件從徑向內部端部直至徑向外部端部徑向延伸，并且在軸向上位于軸向最外卷邊的外部，
[0016]-附加的周向增強件的徑向內部端部在胎圈的軸向外部表面上的正交投影在徑向上位于胎圈金屬絲的中心的外部，
[0017]-附加的周向增強件的徑向外部端部在胎圈的軸向外部表面上的正交投影旨在當輪胎安裝在其輪輞上并充氣至所建議的壓力時與輪輞的點接觸，該接觸點在軸向上位于輪輞的最后接觸的點的內部。
[0018]-以及，在附加的周向增強件的徑向內部端部和徑向外部端部之間的徑向距離至多等于20mm。
[0019]本發明的目的是優化附加的周向增強元件的徑向內部端部和徑向外部端部各自的徑向定位，從而從機械的角度保持只有附加的周向增強件的部分有效，而不降低胎圈的耐久性。這使得有可能優化附加的周向增強件所用的材料的量，即，將材料的量降低至所需的嚴格的最小值。
[0020]為了達到該目的，首先附加的周向增強件的徑向內部端部需要在徑向上定位成:使得其在胎圈的軸向外部表面上的正交投影在徑向上位于胎圈金屬絲的中心的外部。如先前所限定的，如果有多個附加層，附加的周向增強件的徑向內部端部是附加層徑向最內的徑向內部端部，或者如果僅具有一個附加層，附加的周向增強件的徑向內部端部是附加層的徑向內部端部。
[0021]換句話說，附加的周向增強件的徑向內部端部在胎圈的軸向外部表面的正交投影在徑向上定位于下述直線的外部，該直線穿過胎圈金屬絲中心并且垂直于胎圈的軸向外部表面。
[0022]本申請的發明人通過有限元計算已經證實了，所述正交投影在徑向上定位于穿過胎圈金屬絲中心并且垂直于胎圈的軸向外部表面的直線的內部時，附加增強件經常被放置為處于壓縮下，并因此一方面其是機械無效的，另一方面容易在壓縮下斷裂。
[0023]其次，附加的周向增強件的徑向外部端部需要在徑向上以這種方式定位使得其在胎圈的軸向外部表面上的正交投影旨在與輪輞上的點接觸，在輪胎安裝在其輪輞上并充氣至所建議的壓力時，所述接觸點在軸向上位于輪輞的最后接觸的點的內部。如先前所限定的，如果有多個附加層，附加的周向增強件的徑向外部端部是附加層徑向最外的徑向外部端部，或者如果僅具有一個附加層，附加的周向增強件的徑向外部端部是附加層的徑向外部端部。輪輞最后接觸的點是輪輞凸緣的圓形部分上在下述情況時的點，當輪胎安裝在其輪輞上并充氣至所建議