用于飞机轮胎的胎冠增强件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及飞机轮胎，具体涉及飞机轮胎的胎冠增强件。
【背景技术】
[0002]在下文中，轮胎的周向、轴向和径向方向分别表示在轮胎的旋转方向上与轮胎的胎面表面相切的方向、平行于轮胎的旋转轴线的方向和垂直于轮胎的旋转轴线的方向。“在径向上位于内部或在径向上位于外部”意指“更接近轮胎的旋转轴线或更远离轮胎的旋转轴线” ο “在轴向上位于内部或在轴向上位于外部”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。
[0003]通常地，轮胎包括胎面，所述胎面旨在经由胎面表面与地面接触并且通过两个胎侧连接至两个胎圈，两个胎圈旨在提供轮胎和轮辋之间的机械连接，轮胎安装在轮辋上。
[0004]子午线飞机轮胎更特别地包括例如在文献EP1381525中描述的径向胎体增强件和胎冠增强件。
[0005]径向胎体增强件是连接轮胎的两个胎圈的轮胎增强结构。飞机轮胎的径向胎体增强件通常包括至少一个胎体层，每个胎体层由增强体组成，所述增强体通常为覆盖有弹性体或弹性体混合物类型的聚合材料的织物，增强体互相平行并且与周向方向形成在80°和100°之间的角度。
[0006]胎冠增强件是在径向上位于胎面的内部并且至少部分在径向上位于径向胎体增强件的外部的轮胎增强结构。飞机轮胎的胎冠增强件通常包括至少一个胎冠层，每个胎冠层由互相平行的增强体组成，所述增强体覆盖有弹性体或弹性体混合物类型的聚合材料。在胎冠层中，在构成工作增强件(通常由织物增强体组成)的工作层和构成保护增强件的保护层之间通常存在差别，所述保护增强件由金属或织物增强体组成并且在径向上设置在工作增强件的外部。工作层控制胎冠增强件的机械性质。保护层主要保护工作层免受可能通过胎面沿径向朝向轮胎内部传播的攻击。胎冠层，特别是工作层，在几何上的特征在于其轴向宽度，即其轴向端部之间的距离。
[0007]胎体层和胎冠层的织物增强体通常为由纺丝织物长丝制成的帘线，优选由脂族聚酰胺或芳族聚酰胺制成。织物增强体在拉伸下的机械性质(模量、伸长和断裂力)在初始调节之后测量。“初始调节”意指织物增强体在测量之前在根据欧洲标准DIN EN 20139(20±20C的温度;65 ± 2%的相对湿度)的标准气氛下储存至少24小时。以已知的方式使用ZWICKGmbH&Co(德国)的1435型或1445型拉伸测试机进行测量。织物增强体在400mm的初始长度上以200mm/min的额定速度经受拉伸。所有结果在10次测量上取平均。
[0008]例如用于覆盖胎体层和胎冠层的增强体的弹性体材料可以在固化之后通过由拉伸测试确定的拉伸应力/应变特征进行机械表证。根据本领域技术人员已知的方法(例如根据国际标准ISO 37)并且在由国际标准ISO 471定义的标称温度(23+或-2 V )和相对湿度(50+或-5 %相对湿度)条件下在试样上进行该拉伸试验。弹性配混物在10 %伸长下的用兆帕(MPa)表示的弹性模量是赋予在试样的10%伸长下测得的拉伸应力的名称。
[0009]在飞机轮胎的制备过程中，更具体地在铺设工作增强件的步骤的过程中，通常通过在成型鼓的侧表面上沿周向成圈缠绕或沿周向之字形缠绕条带从而获得工作层，所述条带由至少一根覆盖有弹性体配混物的连续织物增强体制成。不管是通过沿周向成圈缠绕制备还是通过沿周向之字形缠绕制备，工作层都是由缠绕的每圈条带的宽度并置构成。
[0010]沿周向成圈缠绕意指在轮胎的周向方向上以直径等于铺设条带的成型鼓的直径的螺旋进行缠绕，并且相对于周向方向的平均角度在0°和5°之间。通过成圈缠绕获得的工作层被称为周向的，因为相互平行的条带的织物增强体在赤道平面中与周向方向形成的角度在O。和5°之间。
[0011]沿周向之字形缠绕意指在轮胎的周向方向上以周期性曲线进行缠绕，所述周期性曲线意指由在极值之间震荡的周期性波纹形成的曲线。以周期性曲线缠绕条带意指经缠绕条带的中线(定义为离条带边缘等距的线)与周期性曲线重合。周期性曲线的极值之间的峰到峰幅度因此定义了工作层的轴向宽度，即其轴向端部之间的距离。周期性曲线的周期通常为铺设条带的成型鼓的周长的0.5倍和3倍之间。周期性曲线的特征还在于其在轮胎的赤道平面中与轮胎的周向方向形成的角度，或更具体地曲线的切线在轮胎的赤道平面中与轮胎的周向方向形成的角度，以及在周期性曲线的极值处的曲率半径。对于常规之字形缠绕，周期性曲线相对于周向方向的角度(所述角度对应于由构成条带的相互平行的织物增强体形成的角度)通常在5°和35°之间。沿周向之字形缠绕意味着工作层必须成对组装，一对工作层构成工作双层。
[0012]工作双层由两个工作层组成，所述两个工作层在主要部段中(即在沿轴向位于工作双层的两个轴向端部的内部的部分中)沿径向重叠，并且在其轴向端部处通过多于两个沿径向重叠的工作层组成。相比于主要部段中的两个工作层，在轴向端部处的在径向方向上的额外数目的额外工作层被称为轴向端部额外厚度。该轴向端部额外厚度通过条带在周期性曲线的极值处的交叉形成。工作增强件因此由多个工作双层的径向重叠组成。这样的包括通过沿周向之字形缠绕条带获得的工作层的工作增强件已经描述于文献EP 0540303、EP 0850787、EP1163120和EP 1,518,666。
[0013]在沿周向之字形缠绕的情况下，已知工作双层的轴向端部额外厚度对耐久性损伤的出现(例如可能发展成工作增强件的明显劣化的裂纹)敏感，因此缩短轮胎的寿命。这些裂纹可能在工作双层的轴向端部额外厚度的内交界面处或者在两个相邻工作双层的轴向端部额外厚度之间的交界面处出现。
[0014]文献FR2910381描述了可以在重型负载下以高速使用同时具有低重量的飞机轮胎。这样的轮胎包括工作增强件，所述工作增强件包括至少一个沿径向位于内部的成圈缠绕的工作层和至少两个沿径向位于外部的之字形缠绕的工作层，至少一个成圈缠绕的工作层比之字型工作层更宽。
【发明内容】
[0015]本发明人自己设定的目的是通过降低工作层的轴向端部额外厚度对开裂风险敏感度来改进飞机轮胎的工作增强件的耐久性。
[0016]根据本发明，该目的通过如下的飞机轮胎来实现，所述飞机轮胎包括:
[0017]-工作增强件，所述工作增强件沿径向位于胎面的内部并且沿径向位于胎体增强件的外部，
[0018]-所述工作增强件包括至少两个工作双层，所述工作双层沿径向重叠并且各自具有从第一轴向端部至第二轴向端部的轴向宽度(U、L2)，
[0019]-每个工作双层至少部分地包括两个工作层，所述工作层沿径向重叠并且各自由条带在轴向上部分并置而制成，
[0020]-具有轴向宽度W的所述条带沿周向以周期性曲线延伸，所述周期性曲线在轮胎的赤道平面中与轮胎的周向方向形成非零角度A并且在其极值处具有曲率半径R，
[0021 ]-所述条带由覆盖有弹性体配混物的增强体制成，
[0022]所述至少两个沿径向重叠的工作双层的各自的轴向宽度(L1、L2)之间的差异DL至少等于2 X (ff+(R-ff/2) X (1-cosA))。
[0023]沿径向重叠的工作双层意味着两个工作双层至少部分地彼此接触并且不被一些其它元件沿径向分离。换言之，这两个工作双层在径向方向上是连贯的。
[0024]根据定义，制成工作增强件的工作双层由两个工作层的径向重叠制成。工作双层的宽度等于最宽工作层的轴向宽度。工作层的轴向宽度在工作层的轴向端部之间测量，即在工作层的轴向最外点之间测量。工作层的轴向端部在轮胎上通过轴向最外织物增强体体现。
[0025]所述至少两个工作双层(即两个连贯的工作双层)的各自的轴向宽度(L^L2)之间的差异DL对应于两个工作双层的各自的轴向端部之间的轴向距离的两倍。
[0026]所述至少两个工作双层的各自的轴向宽度(U、L2)之间的差异DL的最小值2X (W+(R-W/2) X (1-cosA))保证了两个连贯的工作双层的轴向端部额外厚度彼此错开并且因此不彼此沿径向重叠。消除该径向重叠(已经证实该径向重叠对开裂特别敏感)意味着可以改进该区域中的工作增强件的耐久性。此外，该错开允许径向最外工作双层的轴向端部额外厚度通过平坦表面与径向最内工作双层的主要部段接触。
[0027]条带的轴向宽度W有利地至少等于2mm，优选至少等于6mm。条带通常包括至少2个织物增强体，所述织物增强体的直径大约等于1mm，因此产生2_的最小条带宽度。至少等于6mm的条带宽度能够缩短形成工作双层所需的铺设时间，因此增加生产率。
[0028]还更有利地，条带的轴向宽度W至多等于20mm，优选至多等于14mm。条带的宽度越大，轴向端部额外厚度中的条带部分之间的交界面数目越多，因此开裂风险越高。因此，至多等于20_，优选至多等于14_的条带宽度保证了耐久性和生产率之间的良好折中。
[0029]还有利的是，在条带的周期性曲线的极值处的曲率半径R和条带的宽度W之间的比例R/W至少等于13。换言之，相比于条带的宽度W，曲率半径R需要足够大。当在制造过程中铺设条带时，在周期性曲线的极值处的方向变化的过程中，该最小值能够避免条带在其平面向外屈曲的风险。
[0030]通过条带的周期性曲线在赤道平面中与周向方向形成的角度A有利地至少等于3°，优选至少等于5°。该最小角度值使得能够保证工作增强件的最小侧偏刚度，侧偏刚度定义为为了获得围绕轮胎径向方向的1°的旋转角度所必须施加的转矩。
[0031]通过条带的周期性曲线在赤道平面中与周向方向形成的角度A有利地至多等于35°，优选至多等于25°。该最大角度值能够保证工作增强件的最大侧偏刚度。
[0032]根据一个优选的实施方案，条带的增强体由织物材料制成。织物增强体通常用于飞机轮胎的工作增强件，因为其能够实现在刚度和强度方面的机械性质与质量之间的良好折中。
[0033]根据实施方案的第一个优选的替代形式，条带的增强体由脂族聚酰胺(其为织物材料)制成。事实上，由脂族聚酰胺(例如尼龙)制成的增强体通常用于飞机轮胎的领域，因为其相对轻质，这允许显著节省轮胎的质量，并因此允许飞机可承载的有效载荷的增加。
[0034]根据实施方案的第二个优选的替代形式，条带的增强体由芳族聚酰胺(其为织物材料)制成。由芳族聚酰胺(例如芳纶)制成的增强体事实上能够实现机械强