專利名稱：輪胎胎體的錨定的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及輪胎。更具體地說，本發(fā)明涉及在側(cè)壁和胎唇中的加強簾布線的布置；本發(fā)明也涉及胎唇中的胎體簾布線的錨定。
目前，輪胎胎體的加強由一排或多排通常是徑向延伸的簾布線構成，各排簾布線圍繞著一條或多條設置在胎唇中的胎唇線。這種構成胎唇的方法使得輪胎在其胎環(huán)處的緊固成為可能。以這種方式形成的胎唇的剛度是非常大的。
沿著側(cè)壁的方向，隨著半徑的加大，保證胎唇的剛度逐步改變是非常理想的。在目前的技術水平上，要保證在側(cè)壁和胎唇之間逐步改變這種剛度是相當困難的。側(cè)壁必須具有足夠的柔性，另一方面，胎唇必須具有足夠的剛度。事實上，輪胎在這部分上的加強總是不可避免地具有不連續(xù)性在胎體徑向的上端，胎體的翻起部分不是逐漸地過度到胎體的不翻起區(qū)域，這樣該不翻起的區(qū)域就不可避免地具有較小的剛度。順便提一句，“半徑的加大”或“半徑的上端”都是指順著更大半徑的方向。
在徑向胎體的情況下，現(xiàn)行技術已經(jīng)了解其他的使得把避免繞胎唇線翻起的思想成為可能的設計原理。例如，美國第3072171號專利中就提及了這一點，該專利建議消除胎體各排簾布線的翻起，貼著徑向的胎體簾布線設置周向的簾布線。然而，在已知的結構中，要保證胎體簾布線有足夠的強度錨定在周向的簾布線上是相當困難的，所以，該建議一直沒有被實際采用。
本發(fā)明的目的就是提供一種新的布置胎體加強簾布線的方式，以盡可能地保證輪胎的彎曲的側(cè)壁在接通胎唇的區(qū)域剛度逐漸變化，同時允許錨定許許多多的胎體簾布線。
本發(fā)明的另外一個目的是提供一種輪胎的加強結構，這種結構自身使得很容易地進行機械制造。
根據(jù)本項發(fā)明，輪胎至少具有一個胎體，該胎體錨定在輪胎的趨向胎唇底部的每一側(cè)上，胎唇的底面將安裝在胎環(huán)座上，每個胎唇都向上延伸至側(cè)壁，側(cè)壁在其頂部與踏面相接，胎體包括相互相鄰設置的胎體簾布線部分，在側(cè)壁的上部形成了在側(cè)壁中向下延伸的單一的周向?qū)实奶ンw簾布線部分，所述胎體通過至少一排周向的簾布線錨定在所述的胎唇上，這種輪胎的特征是從側(cè)壁的頂部至胎唇的底部，所述的對準被分解成至少兩排軸向相間的周向?qū)?，周向?qū)实暮煵季€由一種填料分離開，這種填料不屬于周向的簾布線，所述輪胎的特征還在于至少一個胎唇的所述對準在與所述填料相對的一側(cè)有橫向的、軸向的邊界，該邊界至少是所述的周向簾布線，所述輪胎的特征還在于胎體由連續(xù)的胎體簾布線構成，胎唇的每一個對準的所有胎體簾布線都兩兩地連接在一起，在最靠近胎唇底部的半徑處形成了一種環(huán)形。
在本技術說明書中，所謂的“簾布線”既指單纖維又指多纖維，或者象被覆線(cables)、搓合線(twists)式的組件，或任何類型的相當?shù)慕M件，無論這些簾布線是什么材料及進行何種處理，例如表面處理或涂層或尺寸預處理，都是為了提高和橡膠的粘著性能。當胎體簾布線按90°進行設置時，胎體就被說成是徑向的，但是，根據(jù)傳統(tǒng)的術語，按接近90°的角度進行設置時，胎體也被說成是徑向的。
在根據(jù)本發(fā)明制造的胎唇中，從側(cè)壁至胎唇的方向上，胎體簾布線分布在填料的兩側(cè)。尤其是，為了使每個胎體簾布線部分本質(zhì)地一致地分布以吸收由于膨脹而產(chǎn)生的力，胎唇的每個所述的對準都至少以一排軸向的簾布線作為橫向的邊界，該邊界軸向地設置在與所述填料相對的一側(cè)。
周向的簾布線尤其是不與徑向的簾布線直接接觸。輪胎應該承受足夠的應力，為了保證在胎體簾布線部分與周向的簾布線之間具有良好的傳力性能，在周向的簾布線和與之相鄰的胎體簾布線的對準之間插入了一層高彈性模量的橡膠，也就是說，肖氏硬度SHA大于70的橡膠材料。
眾所周知，在現(xiàn)行的技術水平中，胎體的各排簾布線都繞一條胎唇線而翻起。該胎唇線就到了錨定胎體的作用，也就是說，它吸收了在膨脹壓力的作用下胎體簾布線中所產(chǎn)生的張力。這里所述的設置起到了錨定胎體的作用。
在現(xiàn)行的技術中，人們還知道，胎唇線自身也進一步保證了把胎唇夾緊在胎環(huán)中的作用。這里所述的設置也能夠保證足夠的夾緊。
雖然未說明，本發(fā)明能夠在所述結構的一側(cè)和/或另一側(cè)增加其他的元件，該元件也是胎體的一部分或者是錨定的一部分，正象將要進行說明的變種一樣。類似地是，本發(fā)明可以使用多排同種的胎體簾布線，甚至可以把不同種類的胎體簾布線附加在本發(fā)明的胎體簾布線上。所有的詳細的說明將在下文給出，請參照附圖進行閱讀

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個徑向截面圖，本質(zhì)地圖示了輪胎的側(cè)壁和胎唇；圖2是一個透視圖，圖示了加強簾布線和各特定層橡膠的布置；圖3是一個徑向截面圖，圖示了本發(fā)明的第二個實施例。
圖1和圖2圖示了最容易制造的變型。應當注意到，本發(fā)明更尤其關心的輪胎的各已知部件被命名為側(cè)壁1和胎唇2。胎體的加強由胎體簾布線部分而完成，這里，胎體簾布線在側(cè)壁1中徑向地延伸。應當理解，胎體簾布線可以不是徑向地延伸的，尤其是以周向簾布線作為軸向邊界的情況。加強是單胎體式的，換言之，胎體簾布線在側(cè)壁中設置在一單層里，并且布置在唯一的對準3里。
在胎唇的底部，胎體簾布線形成了相鄰的并列的環(huán)形。通過把簾布線設置成為環(huán)形，就避免了所有的斷頭，斷頭會形成太多的中斷。事實上，加強簾布線總體上是被覆線；被覆線的端頭，即切口處，具有卷邊，在卷邊中所有的單纖維相互之間都不相連。這就在輪胎中形成了破裂的起點。當簾布線是纖維材料時，它們可進行尺寸處理以保證與橡膠之間的良好粘著性能。不幸的是，在被覆線被切斷之后，在每個被覆線的端頭就不能保證預定的尺寸了，結果，在切口處，的確有沒有粘接好的橡膠，從而，在胎唇中就留下了破裂起點的危險。根據(jù)這里所述的布置方法，這類的缺點就不必擔心了。
通過在簾布線往返之間設置環(huán)形，可以看到，胎體成為了“單一簾布線”式，也就是說，胎體由單一的簾布線構成，而不是由盡可能長(通過切割成為獨立的段)的在胎體中徑向布置的弓形簾布線構成，為了形成一排，簾布線都要事先壓制好。當然，胎體也可不由完整的單一的簾布線制成。然而，建議僅使用少量的簾布線并且把簾布線的起始點或者說端頭設置在踏面處，而不是設置在胎唇里。
在圖1至圖3中可以看到，在每個側(cè)壁1中都形成了單一的周向?qū)?，周向?qū)?往來復去形成了并列的簾布線部分，胎體簾布線以這樣的方式進行設置，就是從側(cè)壁1至胎唇2的底部，胎體簾布線分解成兩排周向?qū)实膹较蚝煵季€31和32，簾布線31和32逐步軸向地相互遠離。
胎體簾布線部分尤其是以這樣的方式設置的，就是說，兩個相鄰的胎體簾布線部分來自不同的胎唇2的對準。換言之，在側(cè)壁中簾布線交替地來自胎唇2的每個對準31和32。
本發(fā)明的這些實施例尤其令人感興趣，因為在輪胎的側(cè)壁中僅有一個單一的周向?qū)实暮煵季€部分(也就是說，單一層的簾布線)。這使得側(cè)壁具有很大的柔性如此的加強結構所提供的從彎曲的側(cè)壁到輪胎的踏面中的剛度小于、甚至遠遠小于在目前采用的結構中具有兩排簾布線的剛度、在高應力輪胎中采用多排簾布線的剛度、或者采用低耐久性簾布線的剛度。
這就導致了一種交錯的排列，這在圖2這個透視圖中可以清楚地看到。兩個對準被一層所謂的填料橡膠8而分開，這使得有可能浸透簾布線，并且保證胎唇的完美粘合，同時保持對準31和32軸向地相互分離。這種簾布線的分布具有良好的橡膠浸透性能，可完成簾布線以及它們的環(huán)形部分的最佳定位。單一對準開始分解成數(shù)個對準的高度可通過把橡膠層8插入至一個選定的高度進行調(diào)節(jié)，并且有可能通過逐步變化的軸向厚度進行調(diào)節(jié)。通過這種方法，彎曲剛度可很好地逐步提高。
當然，在胎唇中可以提供兩個以上的周向?qū)实暮煵季€，這些簾布線軸向地逐步分離，但都來源于同一個側(cè)壁的對準。
在各種情況下，胎唇的每個對準的簾布線在數(shù)量上被分成兩部分、或兩部分以上，這要與側(cè)壁中的對準的簾布線數(shù)量相比而定，胎唇的對準都來源于側(cè)壁，這一點很重要，因為在胎唇的水平上半徑較小，與在側(cè)壁中相比僅有更少的空間來容納對準的簾布線。
本發(fā)明使得有可能采用更加密集的簾布線。換言之，由于本發(fā)明，胎體簾布線的數(shù)量增多了，有必要開辟分流附加簾布線的去處，因為在胎唇中缺少容納所有簾布線的空間。
在所有的所述的變型中，輪胎具有由下列相鄰各層構成的分層的復合結構一排周向的簾布線61、一層肖氏硬度SHA大于70的橡膠材料5、一排胎體簾布線的周向?qū)?1、一層填料橡膠材料8、一排胎體簾布線的周向?qū)?2、一層肖氏硬度SHA大于70的橡膠材料5、一排向?qū)实暮煵季€62。這就使得有可能適當?shù)鼐獾匚赵谂蛎泬毫ψ饔孟绿ンw簾布線中所產(chǎn)生的張力。
層5可以在硫化橡膠狀態(tài)的輪胎中得到，因為在形成輪胎的過程中，橡膠已經(jīng)沉淀出來，其唯一目的是制造所述的層，或者是因為為了得到繞組61和62，和/或也許是為了形成胎體，已采用的簾布線已經(jīng)充分地涂上了橡膠層，所以，在模鑄之后剛剛描述的層5就出現(xiàn)了。
為周向的各排簾布線而采用的簾布線以具有黃銅涂層的金屬線為好。在各排簾布線61和62中，簾布線本質(zhì)上是同心的和疊置的。至于得到所述各排簾布線的方式，逐漸增大直徑的簾布線環(huán)可以是一個放置在另一個的頂部，或者作為例子，簾布線的幾個圓周可以纏繞在一起。
當采用橡膠層5時，就其疲勞強度而言試驗結果是非常有趣的，橡膠材料5本身含有一種合成彈性體人造氯丁橡膠(SBR)，或者和聚丁二烯攪拌在一起，所述SBR的玻璃態(tài)化溫度(Tg)在-70℃和-30℃之間，所述聚丁二烯的Tg值在-40℃和-10℃之間，所述的一種或多種合成彈性體在彈性體總重量中的總的比例至少為40%，以和天然橡膠相當。Tg的數(shù)值可通過不同的溫度分析方法進行測量。
推薦采用的是固溶SBR。例如，采用的混合物含有50%的Tg值為-48℃的固溶SBR，含有50%的天然橡膠(NR)，還有加強填料和樹脂以獲得理想的肖氏硬度SHA。
為了使橡膠層5和各排胎體簾布線61及62的具有黃銅涂層的金屬線之間獲得良好的粘接性、和胎體的纖維簾布線之間也獲得良好的粘接性，為了保證這種粘接在高溫下有良好的持久性，所述橡膠層5含有大量的硫磺，并且按準確調(diào)節(jié)好的比例采用了增加粘接性的添加劑(例如金屬鹽鈷和鎳)。例如，使用占彈性體總重量5%至8%的硫磺和占彈性體總重量0.2%的鈷。
為了保證浸透胎體簾布線或浸透形成各排簾布線61和62的簾布線繞組，沒有必要特意地和專門地填加橡膠材料。用和形成橡膠層5相同種類的材料也可以保證在一排并且是同一排簾布線之間、在不同排的簾布線之間起到壓制和粘接作用。為了方便起見，橡膠層8的材料可以和橡膠層5的材料相同。
為了保證最佳地吸收在膨脹壓力的作用下在胎體簾布線中所產(chǎn)生的張力，理想的情況是所述環(huán)形應該徑向地設置在一個高度上，該高度低于相鄰周向的各排簾布線的最低部分。
胎體簾布線經(jīng)過踏面內(nèi)部從輪胎的一側(cè)胎唇2至另一側(cè)胎唇之間往復布置為好；這樣簾布線從一側(cè)胎唇至另一側(cè)胎唇之間是連續(xù)的。在輪胎踏面的內(nèi)部，不同的結構加強方法都不脫離本發(fā)明的部分。應當明確地指出，可以包括各種適當?shù)募訌姺椒?，例如，簾布線可按與保證三角帶強度的方法相同的方式進行布置。另外，剛度很大的橡膠材料當然也可以用在胎唇中，采用的型號與在傳統(tǒng)的輪胎中的胎唇線的填料相同。這種材料可設置在胎體加強結構的一側(cè)和/或另一側(cè)。
從圖3中可以看出，在胎唇2中增加了周向的簾布線繞組63和64。在各簾布線之間僅有薄層的橡膠，也就是說，橡膠層的厚度不比簾布線繞組或各對準的直徑尺寸大。這些薄層可以在模鑄之后獲得，因為在形成輪胎的過程中，涂有橡膠的簾布線已經(jīng)被纏繞好了，以得到各排簾布線63和64，也可得到各排簾布線61和62。
如果必要的話，相鄰的各排周向簾布線繞組可以是多排的，這樣可以使胎唇得到加強。幾個相鄰的各排簾布線，如61、63或62、64，與其他可能的各排簾布線加在一起就產(chǎn)生了一種簾布線組。很明顯，可用其他的不是本質(zhì)上徑向地布置各排簾布線的方式布置這些簾布線，因為簾布線的各種布置方式都占用大致相當?shù)膹较蚪孛妗?br> 從同一圖中可以看出，周向的簾布線繞組65徑向地在側(cè)壁1上向上延伸，其位置在赤道線之下。這就使得有可能給予膨脹了的徑向的胎體以不同形狀的自然平衡。這樣，當輪胎在輪子上膨脹時，輪胎的形狀和剛度就可以得到很好地控制。當然，在側(cè)壁和胎唇中可以使用不同性質(zhì)的簾布線，或者在側(cè)壁及胎唇的內(nèi)部使用不同性質(zhì)的簾布線。當然，這種簾布線的布置可以使用任何所述的變種的方法。
在側(cè)壁1中，周向簾布線的布置密度應該小于在胎唇2中的布置密度。理想的情況是，密度的變化應當是逐步的，以保證在輪胎的胎唇和側(cè)壁中密度是逐漸過度的。類似地，各排周向簾布線繞組中的每一排，例如61和62，可以在徑向的頂部終結，這個區(qū)域中的簾布線密度要小一些。
為了保證在與胎環(huán)的接觸區(qū)域和赤道線之間的上述逐漸過度，即在與胎環(huán)的接觸區(qū)域之上和在赤道線之下的上述逐漸過度，在胎體兩側(cè)的橡膠部件應該滿足關系式(∑iiei(外部)E )/(∑jEjej(內(nèi)部)) ≥3其中，Ei和Ej是徑向模量，ei和ej是每個橡膠部件“i”和“j”的厚度，“i”和“j”分別對應胎體簾布線的各對準組件的外部70和內(nèi)部71。當在輪胎中有數(shù)個胎體的對準時，僅有最外側(cè)的簾布線的外側(cè)和最內(nèi)側(cè)的簾布線的內(nèi)側(cè)上的部件可分別被考慮用于該公式中。
當所采用的所有的部件的模量都是相當?shù)臅r，就意味著建議胎體應盡可能多地通過側(cè)壁的內(nèi)部。在側(cè)壁的內(nèi)部也可以采用軟一些的橡膠成分(也就是說采用模量更小的橡膠成分)。這就保證了在輪胎的壽命和其所提供的舒適性方面得到良好的折中。
應當看到，所提出的加強結構允許剛度在側(cè)壁和胎唇之間逐漸地變化。這種結構給輪胎設計者以巨大的范圍去調(diào)節(jié)剛度及其變化，方法是簡單地改變周向簾布線的布置密度、可行地改變胎唇中的胎體簾布線的周向?qū)实臄?shù)量、改變簾布線的性質(zhì)。
這種復合結構使得有可能獲得胎唇在其胎環(huán)上的良好支撐面，同時體積小并且最佳地使用了所采用的材料。
所提出的結構是無中斷的加強結構，這對改善輪胎的壽命是非常有利的，也意外地導致了輪胎的更大的舒適性。
為了盡可能精確地使加強簾布線定位，在剛性的支撐上制造輪胎是非常有優(yōu)點的，例如一剛性的內(nèi)腔形狀的插入核心。輪胎的所有部件都直接設置在其最終位置上，按其最終結構所要求的順序布置在該核心上，在制造過程中的任何時刻都不需進行形狀處理。在這種情況下，輪胎可按在美國第4895692號專利中所述的方式進行模鑄和硫化。
權利要求
1.一種輪胎，包括至少一個胎體，該胎體錨定在輪胎的趨向胎唇(2)底部的每一側(cè)上，胎唇的底面(20)將安裝在胎環(huán)座上，每個胎唇都向上延伸至側(cè)壁(1)，側(cè)壁(1)在其頂部與踏面相接，胎體包含相互相鄰設置的胎體簾布線部分，在側(cè)壁的上部形成了在側(cè)壁(1)中向下延伸的單一的胎體簾布線部分的周向?qū)?3)，所述胎體通過至少一排(61或62)周向的簾布線錨定在所述的胎唇(2)上，這種輪胎的特征是從側(cè)壁的頂部至胎唇的底部，所述的對準(3)被分解成了至少兩個軸向相間的周向?qū)?31，32)，周向?qū)实暮煵季€由一種填料分離開，這種填料不屬于周向的簾布線；所述輪胎的特征還在于至少一個胎唇的所述對準(31，32)在與所述填料相對的一側(cè)有橫向的、軸向的邊界，該邊界至少是所述的各排(61或62)周向簾布線；所述輪胎的特征還在于胎體由連續(xù)的胎體簾布線(3)構成，胎唇(2)的每一個對準(31，32)的所有胎體簾布線都兩兩地連接在一起，在最靠近胎唇底部(20)的半徑處形成了一種環(huán)形(30)。
2.如權利要求1所述的輪胎，其特征在于，胎唇的每一個所述對準(31，32)在與所述填料相對的一側(cè)有橫向的、軸向的邊界，該邊界至少是其中一排(61或62)周向的簾布線。
3.如權利要求1或2所述的輪胎，其特征在于，在一排或幾排(61，62)周向的簾布線和相對應的胎體簾布線的對準之間插入了一層(5)肖氏硬度SHA大于70的橡膠材料。
4.如權利要求1至3的任何一項所述的輪胎，其特征在于，所述的環(huán)形(30)徑向地設置在比相鄰的一排或幾排周向的簾布線的最低部分還要底的位置上。
5.如權利要求1至4的任何一項所述的輪胎，其特征在于，在位于與胎環(huán)的接觸區(qū)域之上和在赤道線之下的側(cè)壁部分，在胎體簾布線各對準組件的相對的兩側(cè)橡膠部件應該滿足關系式(∑iEiei(外部))/(∑jEjej(內(nèi)部)) ≥3其中，Ei和Ej是徑向模量，ei和ej是每個橡膠部件“i”和“j”的厚度，“i”和“j”分別對應胎體簾布線的各對準組件的外部和內(nèi)部。
6.如權利要求3所述的輪胎，其特征在于，橡膠材料層(5)含有一種合成彈性體SBR，其Tg值在-70℃和-30℃之間，在彈性體總重量中的總的比例至少為40%。
7.如權利要求6所述的輪胎，其特征在于，SBR和PB攪拌在一起，PB的Tg值在-40℃和-10℃之間，合成彈性體SBR和PB在彈性體總重量中的總的比例至少為40%。
8.如權利要求6或7所述的輪胎，其特征在于，所采用的SBR是固溶性的。
9.如權利要求6至8所述的輪胎，其特征在于，所述材料層(5)的硫磺含量在彈性體總重量中所占的比例在5%至8%之間，所述材料包括增加粘接性的添加劑。
10.如權利要求1至9所述的輪胎，其特征在于，胎唇具有周向的簾布線，這些簾布線設置在數(shù)個相鄰的各排里。
11.如權利要求1至10所述的輪胎，其特征在于，它包括一排周向的簾布線，其位置在側(cè)壁(1)的赤道線之下。
12.如權利要求11所述的輪胎，其特征在于，側(cè)壁(1)中周向簾布線的布置密度小于在胎唇(2)中的密度。
全文摘要
輪胎的胎體由單一的胎體簾布線構成，該簾布線從一側(cè)的胎唇往復地通過至另一側(cè)胎唇中。在胎唇中，所述的往復簾布線被一層橡膠(8)分離成兩個對準；通過在胎唇的每一側(cè)提供至少一排周向的簾布線(61)和(62)(沿著軸線方向)，胎體被錨定在胎唇中。每一排簾布線都與其中一個所述的對準相鄰，其中插入了一層肖氏硬度SHA大于70的橡膠材料(5)。
文檔編號B29D30/08GK1111195SQ9510126
公開日1995年11月8日 申請日期1995年1月16日 優(yōu)先權日1994年1月21日
發(fā)明者伊夫·埃貝萊奧, 讓-雅克·普拉爾 申請人:塞德普魯公司