用于重型土木工程车辆的轮胎胎圈制造技术

本发明专利技术涉及通过降低裂缝的扩展速度来改进用于重型土木工程车辆的子午线轮胎的胎圈的耐久性，这些裂缝出现在胎体增强件框架端部处并经过涂层聚合物材料、边缘结合聚合物材料和填充聚合物材料而扩展。根据本发明专利技术，由过渡聚合物材料制成的过渡元件（25）经其轴向外表面而至少部分地与边缘结合聚合物材料（22）接触，且在其轴向内表面上至少部分地与填充聚合物材料（23b）接触；所述过渡元件的径向外端（E25）和径向内端（I25）各自位于所述胎体增强件框架端部的径向外侧上和径向内侧上，所述过渡聚合物材料在10%伸长率时的弹性模量介于过渡元件所接触的所述边缘结合聚合物材料和所述填充聚合物材料各自在10%伸长率时的弹性模量之间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及旨在装配到土木工程类型的重型车辆的子午线轮胎。
技术介绍
本专利技术将更具体地针对旨在安装在翻斗车(其为运送从采石场或露天采矿场挖掘出的材料的车辆)上的子午线轮胎进行描述，但本专利技术不限于这种类型的应用。这种轮胎的轮辋的公称直径，在由欧洲轮胎和轮辋技术组织或ETRTO给出的定义内的最小值为25”。如下定义应用于下文中-“子午平面”为包括轮胎的旋转轴线的平面。 -“赤道平面”为穿过轮胎胎面表面的中间且垂直于轮胎的旋转轴线的平面。-“径向方向”为垂直于轮胎的旋转轴线的方向。-“轴向方向”为平行于轮胎的旋转轴线的方向。-“周向方向”为垂直于子午平面的方向。-“径向距离”为从轮胎的旋转轴线起，与轮胎的旋转轴线成直角地测量的距离。-“轴向距离”为从赤道平面起，平行于轮胎的旋转轴线测量的距离。-“径向地”指的是在径向方向上。-“轴向地”指的是在轴向方向上。-“在……的径向内侧上或在……的径向外侧上”指的是在更短、或更长的径向距离上。-“在……的轴向内侧上或在……的轴向外侧上”指的是在更短、或更长的轴向距离上。轮胎包括两个胎圈，所述胎圈在轮胎和轮辋(轮胎安装在其上)之间提供机械连接，胎圈通过两个胎侧分别连接至旨在经由胎面表面与地面接触的胎面。子午线轮胎更具体地包括增强件，所述增强件包括在胎面的径向内侧上的胎冠增强件和在胎冠增强件的径向内侧上的胎体增强件。用于土木工程类型的重型车辆的子午线轮胎的胎体增强件通常包括至少一个胎体增强件层，所述胎体增强件层由涂布有涂层聚合物材料的金属增强元件构成。金属增强元件基本上彼此平行，并与周向方向形成介于85°和95°之间的角度。胎体增强件层包括主要部分，所述主要部分将两个胎圈连接在一起，并且在每个胎圈中围绕胎圈钢丝芯部卷绕。胎圈钢丝芯部包括通常由金属制成的周向增强元件，其由至少一种可由聚合物或织物(非穷举地)制成的材料环绕。胎体增强件层从轮胎内侧朝向外侧围绕胎圈钢丝芯部卷绕以形成包括端部的胎体增强件的包边部分。胎体增强件的包边部分在每个胎圈中将胎体增强件层锚固至那个胎圈的胎圈钢丝芯部。胎体增强件的包边部分的端部位于其两个各自的轴向内部面和轴向外部面上，所述轴向内部面和轴向外部面由边缘结合元件覆盖，所述边缘结合元件由边缘结合聚合物材料制成，所述边缘结合聚合物材料通常与涂层聚合物材料(但是其也可为不同的材料)具有相同的化学成分。边缘结合元件由此在胎体增强件的包边部分的端部形成聚合物涂层材料的另外的厚度。每个胎圈还包括向外径向延伸胎圈钢丝芯部的填料元件。填料元件在任何子午平面具有基本上三角形的横截面，且由至少一种填料聚合物材料制成。填料元件可由沿着接触表面(其沿着子午线与任何子午平面相交)相接触的至少两种填料聚合物材料的径向堆叠构成。填料元件将胎体增强件的主要部分与胎体增强件的包边部分轴向分离。聚合物材料在固化后通过由拉伸试验确定的拉伸应力-变形特性加以机械表征。该拉伸试验由本领域技术人员在试样上根据已知的方法，例如根据国际标准ISO 37，且在由国际标准ISO 471限定的正常温度(23±2°C)和湿度(50±5%相对湿度)条件下进行。试样在10%伸长率时测得的拉伸应力被称为聚合物材料在10%伸长率时的弹性模量，且以兆帕(MPa)表示。聚合物材料在固化后还通过其硬度加以机械表征。硬度特别地由根据ASTM D2240-86测定的肖氏A硬度限定。当车辆行驶时，安装在轮胎的轮辋上、在车辆的载荷下被充气和压缩的轮胎特别地在其胎圈及其胎侧处承受弯曲循环。弯曲循环导致在胎体增强件的主要部分和胎体增强件的包边部分处的曲率变化以及金属增强元件的张力变化。弯曲循环特别地导致在设置为紧邻胎体增强件的包边部分的端部处的涂层聚合物材料、边缘结合聚合物材料和填料聚合物材料中产生应力和变形，这随时间有可能导致轮胎降解，从而需要将其替换。更具体地，在紧邻胎体增强件的包边部分的端部处的应力和变形导致出现在胎体增强件的包边部分的端部处的裂缝的扩展，特别是当增强元件由金属制成时。专利技术人认为，出现裂缝主要是由于在胎体增强件的包边部分的金属增强元件的端部和与所述端部接触的涂层聚合物材料、边缘结合聚合物材料或填料聚合物材料之间缺少粘合。在弯曲循环过程中胎圈温度的升高加重了已存在于新轮胎中的这种粘合的缺少。裂缝扩展经过涂层聚合物材料、边缘结合聚合物材料或填料聚合物材料，并导致胎圈的降解，由此导致轮胎的失效。裂缝扩展速度首先取决于应力和应变变形周期的幅度和频率，其次取决于在裂缝区中的涂层聚合物材料、边缘结合聚合物材料和填料聚合物材料各自的刚度。文献US 3921693已经描述了在具有径向胎体增强件的轮胎的情况下，轮胎的增强元件由金属制成，其胎圈的设计目的在于防止在胎体增强件的包边部分的端部处产生裂缝。在提出的技术方案中，胎体增强件的包边部分的端部用聚合物材料覆盖，所述聚合物材料的肖氏A硬度比填料聚合物材料的高。文献US 4086948也描述了胎体增强件的高包边部分以增加用于重型车辆的子午线轮胎的寿命，胎体增强件的高包边部分指的是其端部位于穿过轮胎胎侧轴向最外点的直线的径向外侧上。此外，用于涂布胎体增强件的金属增强元件的聚合物材料具有的肖氏A 硬度和在300%伸长率时的弹性模量分别高于填料聚合物材料的肖氏A硬度和在300%伸长率时的弹性模量。最后，文献US 5056575描述了用于重型车辆例如卡车和巴士的轮胎胎面，其能够减少变形并减缓在胎体增强件的包边部分的端部附近裂缝经过聚合物材料的扩展从而增加胎圈的耐久性。提出的技术方案在于一种胎圈，所述胎圈具有三种填料聚合物材料，其在100%伸长率时的弹性模量从邻近胎体增强件的包边部分的填料聚合物材料(其为径向最外侧的一种材料)向着邻近胎圈钢丝芯部的填料聚合物材料(其为径向最内侧的一种材料)降低。
技术实现思路
本专利技术人已经自己设定了这样的目标通过降低出现在胎体增强件的包边端部处并经过涂层聚合物材料、边缘结合聚合物材料和填料聚合物材料而扩展的裂缝的扩展速度来改进用于土木工程类型的重型车辆的子午线轮胎的胎圈的耐久性。根据本专利技术，该目标已经如下实现-用于土木工程类型的重型车辆的轮胎，其包括用于接触轮辋的两个胎圈、包括至少一个由涂层聚合物材料涂布的金属增强元件制成的胎体增强件层的胎体增强件，-所述胎体增强件层包括主要部分，所述主要部分在每个胎圈中由轮胎内侧朝向外侧围绕胎圈钢丝芯部卷绕以形成包括被由边缘结合聚合物材料制成的边缘结合元件覆盖的端部的胎体增强件的包边部分，-每个胎圈包括向外径向延伸所述胎圈钢丝芯部的填料元件，-所述填料元件在任何子午平面中具有基本上三角形的横截面且由至少一种填料聚合物材料制成，-与所述边缘结合元件接触的所述填料聚合物材料在10%伸长率时的弹性模量小于所述边缘结合聚合物材料在10%伸长率时的弹性模量，-由过渡聚合物材料制成的过渡元件在其轴向外部面上至少部分地与所述边缘结合聚合物材料接触，且在其轴向内部面上至少部分地与填料聚合物材料接触，-所述过渡元件的径向外端和径向内端分别位于所述胎体增强件的包边部分的端部的径向外侧上和径向内侧上，并且-所述过渡聚合物材料在10%伸长率时的弹性模量介于所述过渡元件所接触的所述边缘结合聚合物材料和所述填料聚合物材料各自在10%伸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.12.09 FR 09587801.用于土木工程类型的重型车辆的轮胎，其包括用于接触轮辋的两个胎圈、包括至少一个由涂层聚合物材料涂布的金属增强元件制成的胎体增强件层(1，21)的胎体增强件，所述胎体增强件层包括主要部分(la，21a)，所述主要部分在每个胎圈中由轮胎内侧朝向外侧围绕胎圈钢丝芯部(4，24)卷绕以形成包括被由边缘结合聚合物材料制成的边缘结合元件(2，22)覆盖的端部化1，&1)的胎体增强件的包边部分(lb，21b)，每个胎圈包括向外径向延伸所述胎圈钢丝芯部的填料元件(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横截面且由至少一种填料聚合物材料(3a，3b，23a，23b)制成，与所述边缘结合元件接触的所述填料聚合物材料(3b，23b)在10%伸长率时的弹性模量小于所述边缘结合聚合物材料在10%伸长率时的弹性模量，其特征在于，由过渡聚合物材料制成的过渡元件(25)在其轴向外部面上至少部分地与所述边缘结合聚合物材料(22 )接触，且在其轴向内部面上至少部分地与填料聚合物材料(23b)接触，所述过渡元件的径向外端(E25)和径向内端(I25)分别位于所述胎体增强件的包边部分的端部的径向外侧上和径向内侧上，所述过渡聚合物材料在10%伸长率时的弹性模量介于所述过渡元件所接触的所述边缘结合聚合物材料和所述填料聚合物材料各自在10%伸长率时的弹性模量之间。2.根据权利要求I所述的用于土木工程类型的重型车辆的轮胎，其特征在于，所述过渡元件(25)的厚度(e)至少等于胎体增强件的包边部分(21b)的端部(E21)与胎体增强件的主要部分(21a)之间的距离(d)的O. 25倍。3.根据权利要求I和2中任一项所述的用于土木工程类型的重型车辆...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·邦迪，
申请(专利权)人：米其林集团总公司，米其林研究和技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：