用于重型土木工程車輛的輪胎胎冠的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種旨在安裝至重型土木工程車輛的子午線輪胎，更特別地涉及這種輪胎的胎冠。
【背景技術】
[0002]盡管不必局限于該類型的應用，但本發明更特別地就旨在安裝于傾卸車上的大尺寸子午線輪胎的情況進行描述，所述傾卸車為一種用于運輸從采石場或露天礦場提取的材料的車輛。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組織或ETRTO標準的意義上，所述輪輞的標稱直徑為至少25英寸。
[0003]傾卸車旨在在有些彎曲且部分覆蓋有各種尺寸的石頭的地點或采礦路徑或道路上行駛。在使用時，傾卸車的輪胎在一方面經受行駛的機械載荷，在另一方面經受由道路上散布的石頭所產生的機械載荷。在行駛的機械載荷中，源自有些彎曲的行程的橫向載荷對于這種輪胎是特別顯著的，并要求輪胎能夠產生足夠的橫向推力。此外，由石頭所產生的機械載荷對輪胎的胎冠產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]輪胎包括旨在經由胎面而與地面接觸的胎冠。所述胎冠通過兩個胎側而連接至兩個胎圈，所述兩個胎圈旨在提供輪胎與其上安裝輪胎的輪輞之間的機械連接。
[0005]由于輪胎具有顯示出圍繞旋轉軸線的旋轉對稱性的幾何形狀，輪胎的幾何形狀通常在含有輪胎的旋轉軸線的子午平面中描述。對于給定的子午平面，徑向、軸向和周向方向分別表示垂直于輪胎的旋轉軸線、平行于輪胎的旋轉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，更遠離輪胎的旋轉軸線”。“軸向上在……內部，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，更遠離輪胎的赤道平面”，輪胎的赤道平面為經過輪胎胎面的中部，并垂直于輪胎的旋轉軸線的平面。
[0007]子午線輪胎包括增強件，所述增強件由徑向上在胎面的內部的胎冠增強件和徑向上在胎冠增強件的內部的胎體增強件組成。
[0008]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層，所述至少一個胎體增強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體組成。在輪胎領域中，通過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胎圈彼此連接，并在每個胎圈內圍繞稱為胎圈線的通常金屬周向增強元件從輪胎內部到外部纏繞，以形成卷繞部。胎體層的金屬增強體基本上彼此平行，并與周向方向形成85°至95°之間的角度。
[0009]用于土木工程類型的重型車輛的子午線輪胎的胎冠增強件包括周向上和徑向上在胎體增強件外部設置的胎冠層的疊置。每個胎冠層通常由金屬增強體組成，所述金屬增強體彼此平行，并涂布于彈性體涂布材料或涂布配混物中。
[0010]在胎冠層中，通常區分保護層和工作層，所述保護層構成保護增強件，并且徑向上最遠離外部，所述工作層構成工作增強件，并且徑向上位于保護增強件與胎體增強件之間。
[0011]由至少一個保護層組成的保護增強件基本上保護工作層免于機械或物理化學進攻，所述機械或物理化學進攻可能徑向上朝向輪胎內部通過胎面傳播。
[0012]在用于傾卸車的輪胎的情況中，保護增強件通常包括兩個徑向疊置的相鄰的保護層。每個保護層包括彈性金屬增強體，所述彈性金屬增強體彼此平行，并與周向方向形成通常15°至35°之間，優選20°至40°之間的角度。保護層的金屬增強體通常從一個保護層交叉至下一保護層。
[0013]由至少兩個工作層組成的工作增強件具有環箍輪胎，并為輪胎提供剛度和抓地力的功能。所述工作增強件吸收充氣的機械載荷和行駛的機械載荷，所述充氣的機械載荷由輪胎所充氣的壓力產生，并經由胎體增強件傳遞；所述行駛的機械載荷由輪胎在地面上的行駛產生，并通過胎面傳遞。所述工作增強件也需要憑借其自身的固有設計和保護增強件而承受氧化和沖擊和刺穿。
[0014]在用于傾卸車的輪胎的情況中，工作增強件通常包括兩個徑向疊置的相鄰的工作層。每個工作層包括非彈性金屬增強體，所述非彈性金屬增強體彼此平行，并與周向方向形成通常15°至45°之間的角度。工作層的金屬增強體通常從一個工作層交叉至下一工作層O
[0015]此外，在包括具有兩個工作層的工作增強件的用于傾卸車的輪胎的情況中，稱為工作增強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工作層的增強體的各自的角度的正切的乘積)至多等于45°。換言之，平衡角度為由機械等同于參照工作增強件的工作增強件的兩個工作層中的每一個的金屬增強體所形成的角度。該平衡角度標準體現了如下事實:工作增強件的軸向或橫向剛度(即必須施加至工作增強件以獲得Imm的軸向移動的軸向力)有些高。
[0016]就表征金屬增強體而言，金屬增強體機械上特征在于表示隨金屬增強體的相對伸長(以％計)而變化的施加至金屬增強體的張力(以N計)的曲線(其稱為力-伸長曲線)。在張力下的機械特性，如結構伸長As (以％計)、總斷裂伸長At (以％計)、斷裂力Fm (以N計的最大載荷)和斷裂強度Rm(以MPa計)，由該力-伸長曲線推導，這些特性根據1984年標準ISO 6892測得。
[0017]根據定義，金屬增強體的總斷裂伸長At為其結構伸長、彈性伸長和塑性伸長的總和(At=As+Ae+Ap)。結構伸長AJg自組成金屬增強體的金屬絲線在低張力下的相對定位。彈性伸長Ae正是源于單獨考慮的組成金屬增強體的金屬絲線的金屬的非常彈性(胡克定律)。塑性伸長\源自單獨考慮的這些金屬絲線的金屬的塑性(超過彈性極限的不可逆變形)。本領域技術人員公知的金屬增強體的這些各種伸長和各自的意義描述于例如文獻US5843583, W02005/014925 和 W02007/090603 中。
[0018]伸長模量(以GPa計)也在力/伸長曲線的每個點處定義，并表示在此點處與力-伸長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-伸長曲線的彈性線性部分的拉伸模量的名稱。
[0019]在金屬增強體中，彈性金屬增強體(如用于保護層中的那些)和非彈性金屬增強體(如用于工作層中的那些)之間經常要做出區分。
[0020]彈性金屬增強體的特征在于至少等于I %的結構伸長As和至少等于4%的總斷裂伸長At。此外，彈性金屬增強體具有至多等于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%的相對伸長。另外，非彈性金屬增強體具有通常為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生的機械載荷或沖擊的作用下，包括保護增強件(其包括至少兩個保護層)和工作增強件(其包括至少兩個工作層)的上述胎冠增強件可能經歷部分或甚至完全斷裂。在實踐中，胎冠層各自轉而從徑向最外胎冠層到徑向最內胎冠層屈服。
[0023]為了表征經受沖擊的輪胎胎冠增強件的斷裂強度，本領域技術人員知曉進行如下測試:所述測試包括根據輪胎的尺寸和設定高度，運行充氣至推薦壓力，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壓頭或障礙物上經受推薦載荷的輪胎。斷裂強度的特征在于壓痕工具的臨界高度，即導致胎冠增強件的完全斷裂(即導致全部胎冠層斷裂)的壓痕工具的最大高度。

【發明內容】

[0024]本發明人設定如下目的:制造用于土木工程類型的重型車輛的子午線輪胎的胎冠增強件，所述胎冠增強件對于存在于地面上的石頭所產生的機械載荷較不敏感。
[0025]根據本發明，該目的通過一種用于土木工程類型的重型車輛的輪胎而實現，所述輪胎包括:
[0026]-胎面、徑向上在所述胎面內部的胎冠增強件，和徑向上在所述胎冠增強件內部的胎體增強件，
[0027]-所述胎冠增強件徑向上從外部到內部包括，
[0028]-保護增強件，所述保護增強件包括第一保護層和徑向上在所述第一保護層外部并與所述第一保護層相鄰的第二保護層，所述第一和第二保護層包括彈性金屬增強體，所述彈性金屬增強體在每一層內彼此平行，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