本發(fā)明涉及飛機輪胎，具體涉及飛機輪胎的保護增強件。

背景技術：

通常地，由于輪胎的幾何形狀顯示出相對于旋轉軸線的旋轉對稱性，輪胎的幾何形狀通常在包括輪胎的旋轉軸線的子午平面或徑向平面中進行描述。對于給定的子午平面，徑向、軸向和周向方向分別表示垂直于輪胎的旋轉軸線、平行于輪胎的旋轉軸線和垂直于子午平面的方向。

在下文中，表述“沿徑向”、“沿軸向”和“沿周向”分別意指“在輪胎的徑向方向上”、“在輪胎的軸向方向上”和“在輪胎的周向方向上”。表述“在徑向上位于內部和在徑向上位于外部”分別表示“在徑向方向上更接近輪胎的旋轉軸線和更遠離輪胎的旋轉軸線”。表述“在軸向上位于內部和在軸向上位于外部”分別意指“在軸向方向上更接近輪胎的赤道平面和更遠離輪胎的赤道平面”，輪胎的赤道平面為經過輪胎胎面的中間并且垂直于輪胎的旋轉軸線的平面。

輪胎的保護增強件是圓筒形結構，所述圓筒形結構具有輪胎的旋轉軸線作為其回轉軸線。保護增強件以軸向寬度l沿軸向從第一軸向端部延伸至第二軸向端部并且以平均徑向厚度t沿徑向從徑向內部第一表面延伸至徑向外部第二表面。在徑向方向上，保護增強件是由增強元件或增強體組成的至少一個保護層的堆疊，所述增強元件或增強體由金屬或織物制成。增強體涂布有彈性體化合物，即基于天然橡膠或通過混合各種成分獲得的合成橡膠的材料。當保護增強件由至少兩個保護層的堆疊組成時，保護增強件的軸向寬度l是具有最大軸向寬度的保護層的軸向寬度，并且保護增強件的平均徑向厚度t是保護層的平均徑向厚度的總和。保護增強件沿徑向位于胎面的內部并且沿徑向位于工作增強件的外部。保護增強件主要保護工作增強件免受可能通過胎面沿徑向朝向輪胎內部傳播的攻擊。

胎面是輪胎旨在經由徑向外部胎面表面與地面接觸的部分；其為輪胎的磨損部分。在飛機輪胎的情況下，包含至少一種彈性體復合物的胎面通常由周向肋狀物組成，所述周向肋狀物通過被稱為周向凹槽的周向空腔分離。

沿徑向位于保護增強件的內部的工作增強件也是圓筒形結構，所述圓筒形結構具有輪胎的旋轉軸線作為回轉軸線。在徑向方向上，工作增強件是通常由織物增強體組成的至少兩個工作層的堆疊，所述織物增強體涂布有彈性體復合物。在飛機輪胎中，工作層的增強體通常在輪胎的周向方向上具有周期性之字路徑，所述周期性之字路徑的幅度限定工作層的軸向寬度。工作增強件控制輪胎胎冠的機械行為。由工作增強件和保護增強件組成的組件構成胎冠增強件。

根據目前的飛機輪胎設計，保護增強件通常由單個保護層組成。保護層包括金屬增強件或織物增強件，所述金屬增強件在輪胎的周向方向上具有波紋路徑，所述織物增強件在輪胎的周向方向上具有波紋路徑或者與輪胎的周向方向形成角度。

在保護層具有金屬增強件并且金屬增強件在輪胎的周向方向上具有波紋路徑的情況下，考慮到金屬增強體的質量，保護增強件的質量相對較大，這在輪胎的質量和飛機載運的有效載荷方面是不利的。

無論保護層包括具有波紋路徑的金屬增強體還是具有波紋路徑或以角度鋪設的織物增強體，發(fā)現保護增強件有時可能不足以防止外來物體從胎面至工作增強件的遷移，換言之可能不足以抵抗外來物體損傷(fod)。特別地，考慮到其惡劣使用條件(特征在于高充氣壓力、高靜態(tài)負荷和高速度)，飛機輪胎特別容易在其胎面上受到跑道上意外存在的刺穿外來物體的任何攻擊。在胎面上出現所述攻擊的情況下，已經穿過保護增強件的刺穿外來物體可能朝向工作增強件前進。如果工作增強件被完全刺穿，這可能造成緩慢的壓力損失并且通常損壞輪胎結構。如果工作增強件被部分刺穿，不再能保證輪胎的翻新能力，即其胎面磨損之后更換胎面的能力。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的是增加飛機輪胎的保護增強件相對于已經穿過輪胎胎面的外來物體的刺穿和切割的抵抗力，即改進保護增強件相對于外來物體損傷的抵抗力。

通過包括如下的飛機輪胎實現該目的：

-胎面，所述胎面旨在與地面接觸，

-保護增強件，所述保護增強件沿徑向位于胎面的內部，

-保護增強件具有圓筒形結構，所述圓筒形結構具有輪胎的旋轉軸線作為其回轉軸線，以軸向寬度l沿軸向從第一軸向端部延伸至第二軸向端部并且以平均徑向厚度t沿徑向從徑向內部第一表面延伸至徑向外部第二表面，

-保護增強件包括增強體，所述增強體涂布有彈性體復合物，具有直徑d并且具有在輪胎的周向方向上的路徑，

-保護增強件沿徑向位于工作增強件的外部，

-工作增強件包括至少兩個沿徑向重疊的工作層，所述工作層由增強體組成，所述增強體在輪胎的周向方向上具有之字路徑，

-保護增強件的平均徑向厚度t至少等于增強體的直徑d的兩倍，

-保護增強件在其徑向內表面和徑向外表面上分別包括由彈性體復合物制成的部分，所述部分的軸向寬度w至少等于增強體的直徑d，

-保護增強件的任何增強體在輪胎的周向方向上的路徑在徑向內部第一表面和徑向外部第二表面之間沿徑向變化，使得保護增強件的增強體的一組路徑構成三維網格，

-保護增強件的任何增強體在輪胎的周向方向上的路徑為之字曲線，所述之字曲線在保護增強件的整個軸向寬度l上沿軸向延伸。

本發(fā)明的原理是獲得保護增強件，歸因于三維網格工作效果(即歸因于增強體交錯的效果)，所述保護增強件分別在其徑向內表面和徑向外表面與工作增強件和胎面具有更好的機械連接，并且在所述保護增強件被破壞的情況下更好地抵抗形成所述保護增強件的增強體的拆散。

根據本發(fā)明，保護增強件的平均徑向厚度t至少等于增強體的直徑d的兩倍從而能夠獲得三維網格效果。

再次根據本發(fā)明，保護增強件在其徑向內表面和徑向外表面上分別包括由彈性體復合物制成的部分，所述部分的軸向寬度w至少等于增強體的直徑d。換言之，在徑向內表面和徑向外表面上分別存在不具有任何增強體的由彈性體復合物制成的部分。在實踐中，在制造過程中，在輪胎固化階段之前，這些由彈性體復合物制成的部分對應于增強體之間的間隙孔，然后在輪胎固化之時用彈性體復合物填充所述間隙孔。因此，在徑向內表面和徑向外表面上分別存在包括增強體的部分和不具有增強體的部分的交替，不具有增強體的部分有助于更有效地連接至與保護增強件接合的部件，例如工作增強件和胎面。為了有效，這些由彈性體復合物制成的部分需要具有最小尺寸，所述最小尺寸的特征在于等于增強體直徑d的最小軸向寬度w。

本發(fā)明的另一個主要特征是：保護增強件的任何增強體在輪胎的周向方向上的路徑在徑向內部第一表面和徑向外部第二表面之間沿徑向變化，使得保護增強件的增強體的一組路徑構成三維網格。換言之，任何增強體在周向方向上的路徑不包括在具有輪胎的旋轉軸線作為回轉軸線的圓筒形表面中。此外，該路徑可以在軸向方向上變化或不變。其結果是在周向方向上，任何增強體相對于至少另一個增強體交替地沿徑向位于外部和沿徑向位于內部。一組所述增強體因此構成圓筒形結構，所述圓筒形結構在其徑向厚度中具有三維網格或交錯的形狀，使得在一些點處被外來物體意外切斷的任何增強體被與其接觸的其它增強體固定并且不能在整個圓周上拆散。該三維網格因此是自鎖定體系，其保證增強體不能沿周向完全拆散。

本發(fā)明的最后一個基本特征在于：保護增強件的任何增強體在輪胎的周向方向上的路徑符合之字曲線，所述之字曲線在保護增強件的整個軸向寬度l上沿軸向延伸。從制造這種保護增強件的方法的角度來看，通常使用被稱為卷軸纏繞法的方法以成組的增強體或條的形式鋪設增強體。該卷軸纏繞法是在輪胎的周向方向上以周期性之字曲線纏繞條，并且通常用于鋪設飛機輪胎的工作增強件的工作層。在本發(fā)明的范圍內，該卷軸纏繞法因此也用于保護增強件。一個基本參數是周期性之字曲線的周期p，因為其使得能夠調整增強體與輪胎的周向方向形成的角度。這種保護增強件提供的優(yōu)點是能夠使用常規(guī)的卷軸纏繞法制造。

有利地，保護增強件的平均徑向厚度t至多等于增強體的直徑d的五倍。當超過該最大平均徑向厚度t時，保護過度并且保護增強件的質量變得過大。

還有利地，分別包括在保護增強件的徑向內表面和徑向外表面上的由彈性體復合物制成的部分的軸向寬度w至多等于增強體的直徑d的十倍，優(yōu)選至多等于增強體的直徑d的五倍。當超過該最大平均寬度w時，存在的風險是對于外來物體遷移通過保護增強件的保護不太有效。

在任何子午平面中，分別包括在保護增強件的徑向內表面和徑向外表面上的由彈性體復合物制成的部分的軸向寬度w的總和與保護增強件的軸向寬度l之間的比例r至少等于0.08，優(yōu)選至少等于0.10。該比例表征不具有增強體的部分相對于保護增強件的軸向寬度l的百分比。該比例需要具有最小值從而保證保護增強件一方面與工作增強件另一方面與胎面的足夠的機械連接。

在任何子午平面中，分別包括在保護增強件的徑向內表面和徑向外表面上的由彈性體復合物制成的部分的軸向寬度w的總和與保護增強件的軸向寬度l之間的比例r至多等于0.20，優(yōu)選至多等于0.15。該比例最大值需要保證保護增強件一方面與工作增強件另一方面與胎面的機械連接不會過強。

根據一個優(yōu)選的實施方案，保護增強件的增強體集合成條，所述條包括至少兩個連續(xù)的增強體。為了獲得令人滿意的制造生產率，使用例如且非窮盡地包括至少四個增強體的增強體條是飛機輪胎領域中常見的。

在由條組成的保護增強件的情況下，在輪胎的周向方向上各自具有符合之字曲線的路徑的增強體的兩個連續(xù)的條之間的軸向間隔p1至少等于條的軸向寬度b的0.5倍并且至多等于條的軸向寬度b的五倍。兩個連續(xù)的條各自相對的軸向端部之間的軸向距離被稱為兩個連續(xù)的條之間的軸向間隔。該間隔需要足夠大從而保證存在彈性體復合物的間隙，但不能過大從而不允許外來物體沿徑向朝向輪胎內部遷移。

有利地，任何增強體在輪胎的周向方向上的路徑為周期性之字曲線，所述周期性之字曲線的幅度a等于保護增強件的軸向寬度l并且具有周期p＝2πr1/k，k為]n，n+1[范圍內的非整數，其中n為至少等于0并且至多等于9，優(yōu)選至多等于4的整數，并且r1為徑向內部第一表面的半徑。幅度a等于保護增強件的軸向寬度l使得在橫跨整個寬度上一次性地產生保護增強件。周期p使得能夠調整由所述增強體與周向方向形成的角度，通常在5°和35°之間。k為非整數(即周期p不是展開表面2πr1的整數除數)的事實保證了在保護增強件的徑向內表面和徑向外表面上分別存在彈性體復合物的部分。

根據一個優(yōu)選的替代形式，保護增強件的增強體由至少一種織物材料制成。這是因為織物材料保證增強體的質量和斷裂強度之間的良好折中。保護增強件使用織物增強體非常有助于最小化輪胎質量，因此改進飛機的有效載荷。

保護增強件的增強體通常由脂族聚酰胺或芳族聚酰胺或脂族聚酰胺和芳族聚酰胺的組合制成。相比于由脂族聚酰胺(例如尼龍)制成的增強體，由芳族聚酰胺(例如芳綸)制成的增強體提供質量和斷裂強度之間更好的折中。由脂族聚酰胺和芳族聚酰胺的組合制成的增強體(也被稱為混合增強體)提供脂族聚酰胺和芳族聚酰胺兩者的優(yōu)點，即高斷裂強度、高拉伸應變和低質量。

附圖說明

借助于下圖1至4將更好地理解本發(fā)明的特征和其它優(yōu)點，圖1至4未按比例繪制：

-圖1：現有技術的飛機輪胎的胎冠在穿過輪胎的旋轉軸線(yy’)的徑向平面(yz)中的一半截面圖。

-圖2：根據本發(fā)明的飛機輪胎的保護增強件在穿過輪胎的旋轉軸線(yy’)的徑向平面(yz)中的子午截面。

-圖3：根據本發(fā)明的飛機輪胎的保護增強件的周向部分的俯視圖。

-圖4：根據本發(fā)明的飛機輪胎的保護增強件在制造過程中的俯視圖。

具體實施方式

圖1顯示現有技術的飛機輪胎1的胎冠在穿過輪胎的旋轉軸線yy’的徑向平面yz中的一半截面圖，所述飛機輪胎1包括旨在與地面接觸的胎面2和沿徑向位于胎面2內部的保護增強件3。保護增強件3為圓筒形結構，所述圓筒形結構具有輪胎的旋轉軸線yy’作為其回轉軸線，相對于赤道平面xz(未顯示)對稱地以軸向寬度l沿徑向從第一軸向端部e1延伸至第二軸向端部e2，并且以平均徑向厚度t沿徑向從徑向內部第一表面31延伸至徑向外部第二表面32。保護增強件3包括增強體4，所述增強體4涂布有彈性體復合物，具有直徑d并且具有在輪胎的周向方向xx’上的路徑。保護增強件3沿徑向位于工作增強件5的外部，所述工作增強件5在該情況下包括四個工作層，所述四個工作層沿徑向重疊并且由增強體6組成，所述增強體6在輪胎的周向方向xx’(未顯示)上具有之字路徑。

圖2顯示了根據本發(fā)明的飛機輪胎的保護增強件在穿過輪胎的旋轉軸線yy’的徑向平面yz中的子午截面。保護增強件3的平均徑向厚度t至少等于增強體4的直徑d的兩倍，在該情況下約等于增強體4的直徑d的五倍。保護增強件3在其徑向內表面31和徑向外表面32上分別包括由彈性體復合物制成的部分7，所述部分7的軸向寬度w至少等于增強體4的直徑d。該子午截面還顯示保護增強件3的增強體4的路徑集合形成三維網格，這是由于如下事實造成的，即保護增強件3的任何增強體4在輪胎的周向方向xx’上的路徑在徑向內部第一表面31和徑向外部第二表面32之間沿徑向變化。此外，保護增強件3的增強體4集合成條8，所述條8在該情況下包括四個連續(xù)增強體4并且具有軸向寬度b。

圖3顯示了根據本發(fā)明的飛機輪胎的保護增強件的周向部分的俯視圖。顯示的保護增強件3由增強體的條的三維網格構成，所述增強體在輪胎的周向方向xx’上以之字曲線延伸。圖3更具體地顯示了彈性體復合物的部分7，所述部分7不具有任何增強體并且具有軸向寬度w，所述部分保證保護增強件3分別與胎面和工作增強件的強烈機械結合。

圖4顯示了根據本發(fā)明的飛機輪胎的保護增強件在制造過程中的俯視圖。根據卷軸纏繞法制造保護增強件3，所述卷軸纏繞法包括在輪胎的周向方向(xx’)上以周期性之字曲線連續(xù)纏繞由增強體組成的條8。周期性曲線的幅度a等于保護增強件3的軸向寬度l并且具有周期p＝2πr1/k，k為]n，n+1[范圍內的非整數，其中n為至少等于0并且至多等于9，優(yōu)選至多等于4的整數，并且r1為徑向內部第一表面31的半徑。寬度b的條8以節(jié)距p1隔開。它們與輪胎的周向方向xx’形成角度d。圖4顯示了分別對應于4個連續(xù)繞圈n、n+1、n+2和n+3的周期性路徑。

本發(fā)明人針對46x17r20尺寸的飛機輪胎實施本發(fā)明，所述飛機輪胎的保護增強件是通過卷軸纏繞鋪設保護增強件的方法獲得的三維網格，所述三維網格具有等于200mm的軸向寬度l和等于4mm的平均徑向厚度t。組成保護增強件的織物增強體由尼龍制成并且具有等于1mm的直徑d。由彈性體復合物制成的部分的軸向寬度w在2mm和7mm之間。