重型土木工程车辆的轮胎的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及旨在装配至土木工程重型车辆的子午线轮胎，更具体地涉及这种轮胎的胎冠。
【背景技术】
[0002]尽管并不限于这种类型的应用，本发明通过更具体地参考大尺寸的径向轮胎来进行描述，所述径向轮胎旨在例如装配至倾卸车，其为用于运输从采石场或从露天矿场开采的材料的车辆。在欧洲轮胎和轮辋技术组织或ETRTO标准的含义内，这种轮胎的轮辋的公称直径为至少25英寸。
[0003]轮胎包括两个胎圈，所述胎圈提供轮胎和轮胎安装在其上的轮辋之间的机械连接，胎圈分别通过两个胎侧结合至胎面，所述胎面旨在经由胎面表面与路面接触。
[0004]由于轮胎的几何形状显示出相对于旋转轴线的旋转对称性，轮胎的几何形状通常在包含轮胎的旋转轴线的子午平面中进行描述。对于给定的子午平面，径向、轴向和周向方向分别意指垂直于轮胎的旋转轴线、平行于轮胎的旋转轴线和垂直于子午平面的方向。
[0005]在下文中，表述“在径向上位于内部或在径向上位于外部”分别意指“更接近轮胎的旋转轴线或更远离轮胎的旋转轴线”。表述“在轴向上位于内部或在轴向上位于外部”分别意指“更接近轮胎的赤道平面或更远离轮胎的赤道平面”，轮胎的赤道平面为经过轮胎的胎面表面的中间并且垂直于轮胎的旋转轴线的平面。
[0006]子午线轮胎包括增强件，所述增强件由在径向上位于胎面内部的胎冠增强件和在径向上位于胎冠增强件内部的胎体增强件组成。
[0007]用于土木工程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层，所述胎体层通常由覆盖有聚合物材料的金属加强件组成，所述聚合物材料被称为覆盖配混物。胎体层包括主要部分，所述主要部分将两个胎圈连接在一起并且在每个胎圈内从轮胎的内部朝向外部围绕通常为金属的周向增强元件(被称为胎圈线)卷绕从而形成卷边。胎体层的金属加强件基本上彼此平行并且与周向方向形成在85°和95°之间的角度。
[0008]用于土木工程重型车辆的子午线轮胎的胎冠增强件包括沿周向设置的胎冠层的叠加，所述胎冠层在径向上位于胎体增强件的外部。每个胎冠层通常由金属加强件组成，所述金属加强件彼此平行并且覆盖有聚合物材料或覆盖配混物。
[0009]在胎冠层中，通常区分为保护层和工作层，所述保护层构成保护增强件并且在径向上位于朝向外部的最远位置处，所述工作层构成工作增强件并且在径向上位于保护增强件和胎体增强件之间。
[0010]由至少一个保护层组成的保护增强件在本质上保护工作层免受可能通过胎面在径向上朝向轮胎内部传播的机械攻击或物理化学攻击。
[0011]保护增强件通常包括两个在径向上叠置的保护层，所述保护层由弹性金属加强件形成，所述弹性金属加强件在每个层内彼此平行并且从一个层至另一个层交叉，与周向方向形成绝对值通常在10°和35°之间，优选在15°和30°之间的角度。
[0012]由至少两个工作层组成的工作增强件的功能在于用带束环绕轮胎并且为轮胎提供刚度和抓地力。所述工作增强件抵抗充气的机械应力和运转的机械应力，所述充气的机械应力通过轮胎充气压力产生并且通过胎体增强件传递，所述运转的机械应力通过轮胎在地面上的运转产生并且通过胎面传递。所述工作增强件还必须借助其固有设计和保护增强件的固有设计忍受氧化、敲击和穿孔。
[0013]工作增强件通常包括两个在径向上叠置的工作层，所述工作层由非弹性金属加强件形成，所述非弹性金属加强件在每个层内彼此平行并且从一个层至另一个层交叉，与周向方向形成绝对值通常至多等于60°，优选在15°和40°之间的角度。
[0014]金属加强件的机械特征在于表示应用至金属加强件的拉伸力(用N表示)随金属加强件的相对伸长(用％表示)的变化的曲线，所述曲线被称为力-伸长曲线。通过该力-伸长曲线推出拉伸机械性质例如结构伸长As (用％表示)、总断裂伸长At (用％表示)、断裂力Fm (用N表示的最大负载)和断裂强度Rm (用MPa表示)，根据1984年的ISO标准6892测量这些性质。
[0015]根据定义，金属加强件的总断裂伸长At为结构伸长、弹性伸长和塑性伸长的总和(At= A S+Ae+Ap)。结构伸长As为组成金属加强件的金属丝线在轻微拉伸负载下的相对定位的结果。弹性伸长4为组成金属加强件的金属丝线(独立考虑)的金属的实际弹性的结果(胡克定律)。塑性伸长\为这些金属丝线(独立考虑)的金属的塑性(超过弹性极限的不可逆变形)的结果。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，并且例如描述在文献 US5843583、W02005/014925 和 W02007/090603 中。
[0016]拉伸模量(用GPa表示)也在力-伸长曲线上的每个点处限定并且表示在该点处与力-伸长曲线正切的直线的梯度。特别地，拉伸弹性模量或杨氏模量为赋予力-伸长曲线的弹性线性部分的拉伸模量的名称。
[0017]使用金属加强件时，通常区分为弹性金属加强件和非弹性金属加强件，所述弹性金属加强件例如为用在保护层中的那些，所述非弹性金属加强件例如为用在工作层中的那止匕
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[0018]弹性金属加强件的特征在于至少等于I %的结构伸长As和至少等于4%的总断裂伸长At。此外，弹性金属加强件具有至多等于150GPa，通常在40GPa和150GPa之间的拉伸弹性模量。
[0019]非弹性金属加强件的特征在于在等于断裂力10%的拉伸力下的至多等于0.2%的相对伸长。此外，非弹性金属加强件具有通常在150GPa和200GPa之间的拉伸弹性模量。
[0020]弹性金属加强件或弹性帘线通常为多线股绳，即由多个线股的组件形成，在线股为两层线股的通常情况下，所述组件的结构为例如K* (L+M)类型。K为两层线股的数目，L为组成线股的内层的金属丝线的数目，M为组成线股的外层的金属丝线的数目。通常通过围绕L根组成线股的内层的丝线螺旋缠绕M根组成线股的外层的丝线获得两层线股。
[0021]对于多线股绳类型的弹性帘线，结构伸长As为多线股绳和/或其基本线股的实际构造和通气及其固有弹性以及可能地强加在一个或更多个这些构成线股和/或丝线的预成型的结果。帘线的通气为首先是丝线相对于轴向方向(垂直于线股的轴线方向的方向)的分离和其次是线股相对于轴向方向(垂直于帘线的轴线方向的方向)的分离的结果。
[0022]为了减少传递至工作增强件的机械充气应力，通过文献FR 2 419 181和FR 2419 182已知在工作增强件和胎体增强件之间设置被称为限制块的额外增强件，所述额外增强件的功能是部分抵抗机械充气应力。
[0023]文献FR 2 419 181描述并且要求保护胎冠增强件，所述胎冠增强件包括由至少两个工作层组成的工作增强件和包括至少两个额外层的额外增强件或限制块，所述工作层的金属加强件与周向方向形成至少等于+/-30°的角度，所述额外层的金属加强件不可过多延伸(即为非弹性的)并且与周向方向形成从一个层至另一个层相反的角度，所述角度至多等于工作层的最小角度的四分之一。该限制块以赤道平面为中心并且具有的宽度至多等于在胎冠增强件和胎体增强件之间的并行区域。
[0024]文献FR 2 419 182描述并且要求保护胎冠增强件，所述胎冠增强件包括由至少两个工作层组成的工作增强件和包括至少两个额外层的额外增强件或限制块，所述工作层的金属加强件与周向方向形成至少等于+/-30°的角度，所述额外层的金属加强件不可过多延伸(即为非弹性的)并且与周向方向形成从一个层至另一个层相反的角度，所述角度至多等于工作层的最小角度的一半，优选在5°和10°之间。该限制块以赤道平面为中心并且具有的宽度至多等于在胎冠增强件和胎体增强件之间的并行区域。
[0025]然而，由金属加强件(所述金属加强件为非弹性的并且与周向方向形成优选在5°和10°之间的角度并且从一个层至另一个层交叉)的两个层组成的额外增强件造成胎冠增强件过硬。胎冠增强件变硬造成轮胎对胎面中间处遭受的敲击的增加的敏感度，因为大部分的通过敲击产生的变形能量随后传递至胎体增强件，胎体增强件的寿命因此缩短。
【发明