用于航空器的轮胎胎圈的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及航空器轮胎，其用途的特征在于高压、高负载和高速条件下使用。
【背景技术】
[0002]对于给定尺寸的航空器轮胎，压力和负载条件特别地在轮胎和轮辋协会标准(通常被称作TRA标准)中进行了定义。作为指示，航空器轮胎充气达到的压力通常至少等于9巴，相应施加的负载使得轮胎的挠度至少等于30%。通过定义，如在TRA标准中所定义，轮胎的挠度是在压力和负载条件下使其从未装货充气状态变化至静态负载充气状态的径向变形或其径向高度的变化。
[0003]高速条件意指在航空器起飞或降落阶段中可以高达360km/h的速度。
[0004]本发明更特别地涉及轮胎胎圈，即分别通过两个胎侧连接到胎面的轮胎的那些部分，其提供了轮胎和轮胎安装的轮辋或安装轮辋之间的机械连接。由轮胎及其安装轮辋形成的组件被称为安装组件。
[0005]因为轮胎具有呈现出相对于旋转轴线旋转对称的几何形状，其几何形状可以被描述于含有其旋转轴线的子午线平面中。在给定的子午线平面中，径向、轴向和周向方向分别是指垂直于旋转轴线、平行于旋转轴线和垂直于子午线平面的方向。在下文中，表述“径向内侧上”和“径向外侧上”分别意指“在径向方向上靠近旋转轴线”和“在径向方向上远离旋转轴线”。表述“轴向内侧上”和“轴向外侧上”分别意指“在轴向方向上靠近赤道面”和“在轴向方向远离赤道面”，赤道面为垂直于旋转轴线且经过胎面中间的平面。
[0006]径向轮胎包括增强件，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。
[0007]例如在文献EP I 381 525中描述的用于航空器的径向轮胎的胎体增强件包括至少一个胎体层。
[0008]胎体层由增强元件或加强件组成，所述增强元件或加强件包覆在弹性体材料中，相互平行，且与周向方向形成基本上等于90°的角度，即在85°和95°之间。加强件通常为由纺制纺织长丝组成的帘线，优选由脂族聚酰胺和/或芳族聚酰胺制得。
[0009]当在每个胎圈中，胎体层围绕通常由金属制得并具有基本圆形的子午线截面的被称为胎圈线的周向增强元件从轮胎的内侧向外侧缠绕以形成卷边时，胎体层被称为上翻，卷边的端部在胎圈线的径向最外点的径向外侧上。上翻的胎体层通常为胎侧中最靠近于轮胎的内部腔的胎体层，由此离内侧为轴向最远。
[0010]当在每个胎圈中，胎体层围绕胎圈线从轮胎的外侧向内侧缠绕，直至通常在胎圈线的径向最外点的径向内侧上的端部时，胎体层被称为内翻。内翻的胎体层通常为胎侧中最靠近于轮胎的外部表面的胎体层，由此为轴向最外的那些胎体层。
[0011]每个轮胎胎圈和轮辋之间的机械连接主要通过两个接触表面实现。第一接触表面(或在胎圈线下方的接触表面)建立在胎圈的径向内表面和旨在当轮胎安装和充气时固定胎圈的径向位置的基本上轴向的轮辋部分或轮辋座之间的胎圈线的径向内侧上。第二接触表面建立在胎圈的轴向外表面和旨在当轮胎安装和充气时固定胎圈的轴向位置的基本上径向的轮辋部分或轮辋凸缘之间的胎圈线的轴向外侧上。在胎圈和凸缘之间的接触表面，特别是胎圈线下方的接触表面，是处于高压下的区域。
[0012]在每个胎圈中，在胎圈线的径向内侧上的胎体增强件部分的径向内侧上，即在相对于胎圈线为径向最内的胎体层的径向内侧上，定位有胎圈的一部分，被称为夹在胎圈线下的部分，其通过胎圈的径向内表面与轮辋座接触。夹在胎圈线下的该部分指示轮胎的胎圈和轮辋座之间的夹持力。这些夹持力取决于夹在胎圈线下的部分的厚度，并取决于其制造材料的机械性质。
[0013]夹在胎圈线下的部分包括至少一个被称为表面层的层，其旨在通过胎圈的轴向内表面与轮辋座接触，其通常由弹性体材料制得。
[0014]在固化后，弹性体材料通过由拉伸测试测定的拉伸应力/应变特性来机械表征。此拉伸测试由本领域技术人员根据已知的方法，例如根据国际标准IS037，并在如国际标准IS0471限定的正常温度(23+或-2°C )和湿度(50+或-5%相对湿度)条件下在试样上进行。对于弹性体材料，对在10%伸长下的试样所测量的拉伸应力被称为在10%伸长下的弹性模量M，并以兆帕(MPa)表示。剪切模量G定义为等于在10%伸长下的弹性模量M的三分之一，假设不可压缩的弹性体材料以0.5的泊松比表征。剪切模量G以MPa或N/mm2表示。由剪切模量G的弹性体材料制得的以mm表示的厚度为E且单位表面积S等于Imm2的层的剪切刚度K等于剪切模量G乘以单位表面积S除以厚度E的乘积。因此，剪切刚度K以N/mm表不。
[0015]夹在胎圈线下的部分的表面层的弹性体材料通常具有至少等于5MPa且至多等于9MPa的在10%伸长下的弹性模量。
[0016]在用于航空器的安装组件的情况中，度量轮辋以提供给定次数的起飞和降落循环，例如12000次循环。轮辋进行周期检查，通常每500次循环一次检查。轮辋通常因与轮胎的胎圈接触的表面上观察到的损伤而过早地退出服务，在其达到其理论寿命结束之前，例如在其寿命的中途，即在约6000次循环后。因此，这造成了轮辋使用相关的经济损失。
[0017]在轮辋座上在胎圈线下方的接触表面中发现损伤。此损伤被称为“点蚀”(pits)，其基本上为椭圆形(表征为可以长达2_的长轴和长达0.5mm的短轴)的表面缺陷，这些缺陷的深度可以多达0.5_。最大可允许尺寸的缺陷被称为临界尺寸缺陷或临界缺陷。在临界尺寸以外，缺陷被认为是不容许的，且如果出现这种缺陷，轮辋必须退出服务。
[0018]这些缺陷或“点蚀”是已知现象“轮点蚀”的结果。“轮点蚀”是由磨蚀产生的局部轮辋磨损的现象。“点蚀”出现在轮辋座上，在经受高压的在胎圈线下方的接触表面中。它们是捕获在胎圈的径向内表面和轮辋座之间的粒子(起到磨料的作用)磨蚀的结果。这些粒子可以是喷漆轮辋涂层或外部污染物的局部损伤的结果。为了造成损害，这些粒子需要足够硬。通过在轮辋上胎圈的径向内表面的滑动来拉动这些粒子。高压和滑动的结合造成轮辋的局部磨损。滑动的长度和滑动的速率对于轮辋的局部磨损具有影响。必须注意滑动主要发生在子午线平面、轴向方向上，其次发生在周向方向上。轮胎倾斜(其特征在于在轮胎的赤道面和轮胎的行驶方向之间的夹角不等于零)加重了该现象，这是因为在胎圈线下方的接触表面上的压力和滑动的增加。
[0019]为了减少“轮点蚀”现象，已经设想了基于或者在轮辋层面或在轮胎层面上减少胎圈和轮辋座之间的摩擦力的技术方案。就轮辋而言，或者通过使用适合的产品来润滑轮辋或者通过使用具有低摩擦系数的轮辋涂层可以减小摩擦力。就轮胎而言，通过对表面层选择含有在胎圈在轮辋上压缩时从表面层挤出并因此润滑轮辋的油的弹性体材料可以减小摩擦力。轮胎侧面上的摩擦力也可以通过将具有低摩擦系数的涂层材料添加至胎圈来减少。最后，通过减少胎圈和轮辋座之间的接触压力来减少胎圈线夹持轮辋座的力也可以帮助减少摩擦力。分别于轮辋和轮胎相关的上述技术方案可以单独使用或组合使用。它们都具有在胎圈和轮辋座之间的摩擦力减少过大的效果下增加了轮胎在其轮辋上旋转的风险的缺陷。
【发明内容】
[0020]发明人为自己设定了这样的目标:减少临界缺陷或“点蚀”在轮辋座上形成的速率，从而增加轮辋的寿命并因此增加其在退出前可以使用的循环的次数。
[0021]此目标已经通过一种航空器轮胎实现，所述航空器轮胎包括:
[0022]-两个胎圈，其分别旨在通过至少一个径向内胎圈面与轮辋形成接触，
[0023]-胎体增强件，其包括连接两个胎圈的至少一个胎体层，
[0024]-所述胎体层或每个胎体层在每个胎圈中缠绕在被称为胎圈线的周向增强元件周围，所述周向增强元件具有中心为O直径为D的子午线截面，
[0025]-在每个胎圈中，夹在胎圈线下的部分在胎圈线径向内侧的胎体增强件部分的径向内侧延伸直至径向内胎圈面，
[0026]-夹在胎圈线下的部分包括旨在通过径向内胎圈面与轮辋形成接触的表面层，所述表面层具有剪切刚度K1,
[0027]-夹在胎圈线下的部分包括刚性层，所述刚性层在所述表面层的径向外侧并邻近所述表面层，所述刚性层具有至少等于表面层的剪切刚度&的5倍的剪切刚度K 2，
[0028]-并且夹在胎圈线下的部分包括可变形层