土木工程轮胎的优化结构制造技术

本发明专利技术涉及一种用于重型车辆的子午线轮胎(1)，包括至少两个工作层(321、322、323、324)，其增强元件与周向方向形成至少10

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】土木工程轮胎的优化结构


[0001]本专利技术涉及一种旨在装配至重型土木工程车辆的子午线轮胎，更具体地涉及用于地下矿山的重型车辆或装载机，并且更特别地涉及所述轮胎的胎冠增强件。

技术介绍

[0002]在欧洲轮胎轮辋技术组织或ETRTO标准的含义内指定了旨在装配重型土木工程车辆的子午线轮胎。
[0003]例如，在欧洲轮胎轮辋技术组织或ETRTO标准的含义内，用于重型土木工程车辆的子午线轮胎旨在安装到直径至少等于25英寸的轮辋上。尽管不限于这种类型的应用，但是本专利技术针对大尺寸的子午线轮胎进行描述，所述子午线轮胎旨在通过直径至少等于35英寸的轮辋安装到装载机(用于运输从地下矿山开采的材料的车辆)上。
[0004]由于轮胎的几何形状呈现出围绕旋转轴线的旋转对称性，因此通常在包含轮胎旋转轴线的子午平面中描述轮胎的几何形状。对于给定的子午平面，径向方向、轴向方向和周向方向分别表示垂直于轮胎的旋转轴线的方向、平行于轮胎的旋转轴线的方向和垂直于子午平面的方向。周向方向与轮胎的圆周相切。
[0005]在下文中，表述“径向内侧”和“径向外侧”分别意指“更靠近轮胎的旋转轴线”和“更远离轮胎的旋转轴线”。“轴向内侧”和“轴向外侧”分别意指“更靠近轮胎的赤道平面”和“更远离轮胎的赤道平面”，轮胎的赤道平面为穿过胎面表面的中间并且垂直于旋转轴线的平面。
[0006]通常，轮胎包括胎面，所述胎面旨在通过胎面表面与地面接触，所述胎面的两个轴向端部通过两个胎侧连接至两个胎圈，所述两个胎圈提供轮胎和旨在安装轮胎的轮辋之间的机械连接。
[0007]子午线轮胎进一步包括由沿径向位于胎面内侧的胎冠增强件和沿径向位于胎冠增强件内侧的胎体增强件构成的加强增强件。
[0008]用于重型土木工程车辆的子午线轮胎的胎体增强件通常包括至少一个胎体层，所述胎体层通常包括金属增强体(或增强元件)，所述金属增强体涂覆有通过掺合获得并称为涂覆配混物的弹性体类型或弹性类型的聚合物材料。胎体层包括将两个胎圈连接在一起的主要部分，并通常在每个胎圈中从轮胎的内侧至外侧围绕通常称为胎圈线的金属周向增强元件缠绕，从而形成卷边。胎体层的金属增强体基本上相互平行，并与周向方向形成在85
°
至95
°
之间的角度。
[0009]用于土木工程车辆的子午线轮胎的胎冠增强件包括沿径向位于胎体增强件外侧的沿周向延伸的叠加胎冠层。每个胎冠层通常由金属增强体构成，所述金属增强体相互平行，并涂覆有弹性体类型或涂覆配混物类型的聚合物材料。
[0010]在胎冠层中，通常在保护层和工作层之间进行区分，所述保护层构成保护增强件并沿径向位于最外侧，所述工作层构成工作增强件并沿径向位于保护增强件和胎体增强件之间。
[0011]包括至少一个保护层的保护增强件基本上保护工作层免受机械攻击或物理化学攻击，这些攻击可能通过胎面沿径向朝向轮胎的内部传播。
[0012]保护增强件通常包括两个径向叠加的保护层，所述保护层由可延伸的金属增强体形成，所述可延伸的金属增强体在每个层中相互平行，从一个层至另一个层交叉，并与周向方向形成至少等于10
°
的角度。
[0013]包括至少两个工作层的工作增强件的功能在于环绕轮胎并确保其刚度和道路保持性。所述工作增强件吸收机械充气应力和由行驶造成的机械应力，所述机械充气应力由轮胎充气压力产生并通过胎体增强件传递，所述由行驶造成的机械应力由轮胎在地面上的行驶产生并通过胎面传递。由于工作增强件的固有设计和负责保护其他胎冠层免受外部攻击、撕裂或其他刺穿的保护增强件的设计，所述工作增强件必须进一步承受氧化、冲击和刺穿。
[0014]工作增强件通常包括两个径向叠加的工作层，所述工作层由不可延伸的金属增强体形成，所述不可延伸的金属增强体在每个层中相互平行，从一个层至另一个层交叉，并与周向方向形成至多等于60
°
，优选至少等于10
°
且至多等于45
°
的角度。为了令人满意地吸收径向力和横向力，设计者寻求最大限度地提高工作层的增强元件的刚度和断裂力。
[0015]为了降低传递至工作增强件的机械充气应力，已知的实践是在胎体增强件的径向外侧设置环箍增强件。环箍增强件的功能在于至少部分地吸收机械充气应力，其通过加强胎冠增强件来改善胎冠增强件的耐久性。环箍增强件可以沿径向位于工作增强件的内侧，介于工作增强件的两个工作层之间，或者沿径向位于工作增强件的外侧。
[0016]在土木工程应用中，环箍增强件可以包括两个径向叠加的环箍层，所述环箍层由金属增强体形成，所述金属增强体在每个层中相互平行并从一个层至另一个层交叉，且与周向方向形成至多等于10
°
但至少等于5
°
的角度。在这种情况下，环箍层的增强元件被分层设置，并在小于轮胎绕其旋转轴线的一圈内从所述环箍层的一个轴向边缘延伸到另一个轴向边缘。
[0017]环箍增强件可以通常包括环箍层，所述环箍层通过沿周向缠绕环箍丝线或连续环箍条带而产生，所述环箍丝线或连续环箍条带与周向方向形成至多等于5
°
的角度。
[0018]关于金属增强体，金属增强体的机械特征在于所谓的力
‑
伸长曲线，即显示施加至金属增强体的拉伸力(以N计)随其相对伸长(以％计)变化的曲线。通过该力
‑
伸长曲线推出金属增强体的机械拉伸特征(例如结构伸长As(以％计)、总断裂伸长At(以％计)、断裂力Fm(最大负荷，以N计)和断裂强度Rm(以MPa计))，这些特征根据2014年的ASTM D 2969
ꢀ‑
04测得。
[0019]根据定义，金属增强体的总断裂伸长At为其结构伸长、弹性伸长和塑性伸长之和(At＝As+Ae+Ap)，特别是在断裂时，每种伸长都不为零。结构伸长As源自构成金属增强体的金属丝线在低拉伸力下的相对定位。弹性伸长Ae源自构成金属增强体的金属丝线(单独考虑)的金属的实际弹性，所述金属的行为遵循胡克定律。塑性伸长Ap源自单独考虑的这些金属丝线的金属的塑性(即超过弹性极限的不可逆变形)。这些不同的伸长及其各自的含义是本领域技术人员公知的，例如描述于US5843583、WO2005/014925和WO2007/090603中。
[0020]在金属增强体的力
‑
伸长曲线上的每个点处，还定义了以GPa表示的拉伸模量，其表示在该点处与力
‑
伸长曲线相切的直线的斜率。特别地，力
‑
伸长曲线的弹性线性部分的
拉伸模量被称为拉伸弹性模量或杨氏模量。
[0021]在金属增强体中，通常在可延伸的金属增强体(例如在保护层中使用的那些金属增强体)和不可延伸或非延伸的金属增强体(例如在工作层中使用的那些金属增强体)之间进行区分。
[0022]可延伸的金属增强体在其非橡胶化状态下的特征在于结构伸长As至少等于1％，且总断裂伸长At至少等于3％。此本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于土木工程车辆的子午线轮胎(1)，其包括：
·
胎冠增强件(3)，所述胎冠增强件(3)沿径向位于轴向宽度为Lbdr的胎面(2)的内侧并沿径向位于胎体增强件(4)的外侧，包括具有金属增强元件的胎冠层，
·
所述胎冠增强件(3)包括至少一个工作增强件(32)，所述工作增强件包括至少两个工作层(321、322、323、324)，一个工作层(321)具有轴向宽度为Ltmax的较大轴向宽度，一个工作层(322)具有轴向宽度为Ltmin的较小轴向宽度，
·
每个工作层(321、322、323、324)包括金属增强元件，所述金属增强元件相互平行，与周向方向形成至少等于10
°
且至多等于45
°
的定向角度，两个工作层的至少两个角度具有相反的符号，
·
每个胎冠层的每个增强元件的特征在于结构伸长As、断裂力Fm(最大负荷，以N计)、断裂强度Rm(以MPa计)、总断裂伸长At和拉伸杨氏模量E，这些特征按照2014年的ASTM D 2696
‑
04测量，
·
其特征在于，每个胎冠层的每个金属增强元件是可延伸的，并且在从聚合物基质中取出的橡胶化状态下具有至少等于0.5％的结构伸长As，至少等于3％的总断裂伸长At和至多等于150GPa的拉伸杨氏模量E，
·
并且具有较小轴向宽度的工作层(322)的轴向宽度Ltmin至少等于胎面轴向宽度Lbdr的60％(Ltmin≥0.6*Lbdr)，
·
并且具有较大轴向宽度的工作层(321)的轴向宽度Ltmax至少等于胎面轴向宽度Lbdr的70％(Ltmin≥0.7*Lbdr)。2.根据权利要求1所述的轮胎(1)，其中，胎冠增强件包括两个工作层和第三个横向增强体胎冠层，其中的可延伸的金属增强体与周向...

【专利技术属性】
技术研发人员：JL，
申请(专利权)人：米其林集团总公司，
类型：发明
国别省市：