專(zhuān)利名稱：增強(qiáng)胎圈結(jié)構(gòu)的車(chē)輛輪胎的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是具有增強(qiáng)胎圈結(jié)構(gòu)的機(jī)動(dòng)車(chē)的輪胎。
背景技術(shù)：
輪胎一般有一個(gè)復(fù)曲面的胎體。胎體中間位置有一個(gè)胎冠區(qū)，胎冠區(qū)的兩端分別與一對(duì)軸向相向的側(cè)壁相連。側(cè)壁成徑向向內(nèi)延伸，其結(jié)束于胎圈內(nèi)，胎圈用來(lái)將輪胎固定在相應(yīng)的輪輞上。因此，在胎圈內(nèi)埋置金屬增強(qiáng)環(huán)。
圍繞上述胎體同軸固定了一個(gè)用來(lái)與地面接觸的胎面區(qū)。該胎面區(qū)有一些由切口和花紋溝組成的圖案，可以保證輪胎獲得工作時(shí)必須的行為特性。
胎體增強(qiáng)結(jié)構(gòu)至少包括一層橡膠布。這層橡膠布包括一層橡膠，該橡膠內(nèi)部嵌有相對(duì)輪胎圓周方向橫向排列的增強(qiáng)紡織簾線或金屬的簾線，在子午線輪胎中，上述提及的簾線與上述圓周(也就是和輪胎的赤道面)正交。
當(dāng)為子午線輪胎時(shí)，輪胎還包括一個(gè)圍繞胎體固定的帶結(jié)構(gòu)。該帶結(jié)構(gòu)位于胎面區(qū)與胎體之間，從輪胎的一個(gè)側(cè)壁延伸到另一個(gè)側(cè)壁，即大體與胎面區(qū)一樣寬。
上述結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)上包含一條或多條設(shè)有增強(qiáng)簾線的橡膠布。每條長(zhǎng)條內(nèi)的簾線彼此平行，與臨近長(zhǎng)條內(nèi)的簾線彼此相交。簾線優(yōu)選關(guān)于輪胎赤道面對(duì)稱傾斜。
優(yōu)選地，所述帶結(jié)構(gòu)在徑向靠外位置處，至少在下層長(zhǎng)條的末端，還包含另外一層紡織的或金屬的長(zhǎng)條，該層沿圓周固定(以0度)。
與輪胎軸向兩端相對(duì)應(yīng)的安裝輪輞具有共軸線的兩個(gè)表面，一般為大體的圓錐形。這兩個(gè)表面構(gòu)成了輪胎胎圈所抵靠的座，人們更多的稱其為胎圈座。上述胎圈座軸向外邊緣以一個(gè)徑向向外延伸的法蘭結(jié)束，通常稱之為輪輞緣。輪輞緣作為胎圈軸向外表面的支撐件，并和輪胎產(chǎn)生的充氣壓力使上述胎圈保持抵靠在輪輞緣上。
輪胎胎圈座在座中的作用力由向外開(kāi)口的支承座的錐度與金屬增強(qiáng)環(huán)協(xié)同作用來(lái)保證，金屬增強(qiáng)環(huán)包含在輪胎胎圈中。上述作用力在輪胎的充氣壓力下，由作用在胎圈側(cè)壁上的軸向推力產(chǎn)生。軸向由內(nèi)向外，這種作用力確保在工作過(guò)程中輪胎胎圈可以穩(wěn)定地保持在輪輞上；在無(wú)內(nèi)胎輪胎中，這種作用力確保輪胎與輪輞之間的氣密性，阻止輪胎慢慢漏氣。
根據(jù)現(xiàn)代制造技術(shù)，如本申請(qǐng)人的專(zhuān)利文獻(xiàn)EP 928680中公開(kāi)的那樣，輪胎直接在一個(gè)環(huán)形的支撐物上形成，通過(guò)由卷繞在所述支撐件上的基本半成品在其本身形成之后的階段纏繞形成軸向并排重疊和/或徑向重疊的一些匝圈。具體地，三種不同類(lèi)型的基本半制品被使用，即由彈性材料制成的型材，其截面為大體的矩形—下文稱為“細(xì)長(zhǎng)元件”；內(nèi)部嵌有細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)元件的彈性材料長(zhǎng)條，細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)元件典型地是紡織簾線或金屬簾線—下文稱這種長(zhǎng)條為“條狀元件”；和橡膠化的金屬絲或簾線。
此處要具體指出的是，為了文中敘述的簡(jiǎn)便，名詞“彈性材料”含義是某種包含至少一種彈性聚合物和至少一種用來(lái)增強(qiáng)料的組合物。優(yōu)選地，前文所述的組合物更進(jìn)一步包含一些添加劑諸如交聯(lián)和/或增塑劑。由于交聯(lián)劑的存在可使上述材料在加熱條件下交聯(lián)，形成最后的制品。在輪胎中，尤其是中型和重型公路運(yùn)輸無(wú)內(nèi)胎輪胎，胎圈區(qū)是一個(gè)要求高的區(qū)域，其經(jīng)常在與地面接觸的胎面被磨穿前造成結(jié)構(gòu)性失效，造成輪胎提前結(jié)束服役。
由同一申請(qǐng)人的文獻(xiàn)WO 00/34059中揭示了一種車(chē)輛輪胎，該輪胎包含具有一個(gè)中央冠狀部分和兩個(gè)軸向相對(duì)的側(cè)壁，這兩個(gè)側(cè)壁以一對(duì)胎圈結(jié)束，胎圈將輪胎固定在相應(yīng)的輪輞上，每個(gè)胎圈包含至少一個(gè)增強(qiáng)芯，一個(gè)位于胎冠并且關(guān)于胎體共軸延伸的胎面區(qū)，該胎面區(qū)設(shè)置有用于與地面的滾動(dòng)接觸的花紋，一個(gè)帶結(jié)構(gòu)同軸地介于上述胎體和上述胎面區(qū)之間，上述胎體配備一個(gè)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，該加強(qiáng)結(jié)構(gòu)主要由至少一層的橡膠織物構(gòu)成，該橡膠織物被位于通過(guò)輪胎旋轉(zhuǎn)軸線的徑向平面內(nèi)的金屬簾線增強(qiáng)，上述增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的兩末端固定在上述環(huán)形加強(qiáng)芯，還有一個(gè)中性輪廓線(neutral profile)位于徑向剖面內(nèi)，軸向地從胎圈延伸到胎圈，上述中性輪廓線與直截面的封閉有上述增強(qiáng)芯的區(qū)域相交，并且上述增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的末端沿徑向向內(nèi)延伸但沒(méi)有超出上述增強(qiáng)芯的徑向最里層，上述中性輪廓線在兩胎圈之間沿著其延伸方向具有連續(xù)的曲率而沒(méi)有拐點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本申請(qǐng)人已經(jīng)驗(yàn)證根據(jù)上述文獻(xiàn)的指導(dǎo)，所改進(jìn)的輪胎在工作時(shí)的性能獲得巨大的提高。通過(guò)迫使胎體簾布層的中性輪廓線在胎圈環(huán)內(nèi)部通過(guò)，優(yōu)選地說(shuō)是通過(guò)它的重心，因而消除了拐點(diǎn)，大大減少了為獲取工作壓力而充氣后的輪胎中由胎體簾布層作用在胎圈上的扭矩。上述扭矩，輪胎工作期間，隨著輪胎的每次轉(zhuǎn)動(dòng)中是不一樣，引起整個(gè)胎圈結(jié)構(gòu)周期性的微小移動(dòng)(特別是，胎圈圍繞其軸向外邊緣的微轉(zhuǎn)動(dòng))，一定次數(shù)后將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)性失效。
然而，本申請(qǐng)人在實(shí)驗(yàn)上已注意到，由于胎體和胎圈環(huán)之間復(fù)雜的機(jī)械作用，以及構(gòu)成胎圈的各部件的不同材料(紡織簾線或金屬簾線，不同組分的彈性材料，橡膠化簾線等)的具體連接，還有在生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的一些小缺陷，所以胎圈在輪胎的工作壽命過(guò)程中依舊會(huì)周期性地受到壓力作用。
更具體的是，沿胎體的彈性材料和胎圈環(huán)之間界面的應(yīng)力強(qiáng)度和變化幅度會(huì)上升，在某些情況下，產(chǎn)生裂紋的不可控蔓延將導(dǎo)致胎體層從胎圈環(huán)的脫落，以及造成輪胎的提前退役。
本申請(qǐng)人已感知到胎圈區(qū)應(yīng)力的減少和/或諸如胎體-胎圈環(huán)界面這些關(guān)鍵部位應(yīng)力的減少，可在同樣的載荷狀況下，延長(zhǎng)輪胎的工作壽命和提高安全性。本申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)在胎圈區(qū)域中，在至少一個(gè)胎體簾布層中包括至少一個(gè)嵌入件可以獲得在胎圈本身更重要區(qū)域的應(yīng)力減小和應(yīng)力變化幅度的減小，所述更重要區(qū)域，即胎體-胎圈環(huán)界面，而且胎體簾布層從胎圈環(huán)脫落的風(fēng)險(xiǎn)下降，這是由于胎圈環(huán)不同部位作用在胎體簾布層上的機(jī)械阻擋造成的。
根據(jù)第一方面，本發(fā)明涉及車(chē)輛輪胎，包括一環(huán)形胎體，該環(huán)形胎體具有一中央胎冠部分和兩個(gè)軸向相對(duì)的側(cè)壁，所述側(cè)壁結(jié)束在一對(duì)胎圈中，所述胎圈用于將輪胎固定到一個(gè)相應(yīng)安裝輪輞中，每個(gè)胎圈包括至少一個(gè)環(huán)形增強(qiáng)芯，所述車(chē)輛輪胎還包括一個(gè)胎面區(qū)，該胎面區(qū)位于胎冠處并圍繞著所述胎體共軸線地延伸，胎面區(qū)上設(shè)有用于與路面滾動(dòng)接觸的花紋，所述車(chē)輛輪胎還具有一帶結(jié)構(gòu)，其共軸線地介于所述胎體和所述胎面區(qū)之間，所述胎體包括至少一個(gè)胎體簾布層，所述至少一個(gè)胎體簾布層具有兩端被固定到所述的環(huán)形增強(qiáng)芯，其中所述至少一個(gè)胎體簾布層包括這樣一個(gè)部分，該部分位于所述環(huán)形增強(qiáng)芯附近，并在該部分中包圍著至少一個(gè)嵌入件。
根據(jù)本發(fā)明所述輪胎的一個(gè)較佳實(shí)施例，其中，所述嵌入件包括至少一個(gè)細(xì)長(zhǎng)金屬元件，該細(xì)長(zhǎng)金屬元件具有多個(gè)徑向相互疊置的匝圈。
在上述輪胎的一個(gè)變化實(shí)施例中，其中所述嵌入件包括彈性材料。
在另外一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，其中所述細(xì)長(zhǎng)金屬元件與一個(gè)由彈性材料制成的填充物接合。
在上述輪胎的另外一個(gè)變化實(shí)施例中，其中所述的彈性材料具有的肖氏A硬度可介于70到90之間。
根據(jù)本發(fā)明所述輪胎的一個(gè)不同實(shí)施例中，其中所述胎體簾布層包括多個(gè)包圍所述嵌入件的條狀元件。
上述輪胎的一個(gè)變化實(shí)施例中，其中每個(gè)條狀元件被以一個(gè)圓周節(jié)距而鋪設(shè)在一個(gè)環(huán)形支撐件上使得每個(gè)條狀元件與相鄰條狀元件一起包圍所述嵌入件的至少一部分，所述環(huán)形支撐件的外部輪廓大體上與所述輪胎徑向內(nèi)表面一致，所述圓周節(jié)距等于每個(gè)條狀元件寬度的兩倍。
在另外一個(gè)上述輪胎的實(shí)施例中，其中所述細(xì)長(zhǎng)金屬元件包括多個(gè)金屬絲，每個(gè)金屬絲具有的最終張應(yīng)力可介于500到5000N之間變化。
在上述輪胎一個(gè)不同的實(shí)施例中，其中所述胎體具有一中性輪廓線，其位于一個(gè)徑向直剖平面中，軸向從一個(gè)胎圈延伸到另外一個(gè)胎圈，所述的中性輪廓線與一個(gè)區(qū)域的直剖面相交，該區(qū)域包圍著所述環(huán)形增強(qiáng)芯，所述中性輪廓線在兩個(gè)胎圈芯之間沿著其延伸方向具有連續(xù)的彎曲而沒(méi)有拐點(diǎn)。
在上述輪胎另一個(gè)實(shí)施例中，其中所述嵌入件具有一個(gè)在徑向方向上測(cè)量的高度，其介于1到35毫米之間。
在上述輪胎的另外一個(gè)實(shí)施例中，所述輪胎包括至少一個(gè)加強(qiáng)嵌入件，其位置處于所述環(huán)形加強(qiáng)芯的徑向外部。
在上述輪胎的另外一個(gè)實(shí)施例中，其中所述輪胎在下述位置處包括一增強(qiáng)邊緣)，該位置處于至少一個(gè)所述胎圈的軸向外部和徑向內(nèi)部。
本發(fā)明更多的特征和優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)閱讀本發(fā)明的帶有增強(qiáng)胎圈結(jié)構(gòu)的車(chē)輛輪胎的一些優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述而獲得進(jìn)一步了解，但并不僅限于這些實(shí)施例。


前面的說(shuō)明將結(jié)合隨后的一些附圖被充分展示出來(lái)，本發(fā)明并不局限于附圖所示出的情形，如下圖1是根據(jù)本發(fā)明的車(chē)輛輪胎的局部示意直剖圖的一部分。
圖2是圖1所示輪胎的胎圈局部放大剖視圖。
圖3是圖2所示胎圈的細(xì)節(jié)部分放大部分剖視透視圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)不同實(shí)施例的輪胎胎圈的局部剖視圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明另外一個(gè)實(shí)施例的輪胎胎圈的局部視圖。
具體實(shí)施例方式
在本發(fā)明剩下的敘述中，將會(huì)給胎體簾布層的中性輪廓線進(jìn)行說(shuō)明當(dāng)胎體簾布層為單層，或兩層或更多層彼此之間相互接觸的層時(shí)，上述中性輪廓線與胎體簾布層的輪廓是一致的，但是當(dāng)胎體簾布層相互移動(dòng)后，二者就會(huì)偏離。在這種情況下，中性輪廓線與上述胎體簾布層外部限定的復(fù)合形的中性軸線的輪廓一致。
圖1簡(jiǎn)略地顯示了根據(jù)本發(fā)明的輪胎1的第一優(yōu)選實(shí)施例，上述輪胎包括一個(gè)環(huán)形的胎體，其具有一中央胎冠區(qū)，中央胎冠區(qū)的兩端連接在一對(duì)軸向相對(duì)的側(cè)壁，側(cè)壁徑向向里延伸，每個(gè)側(cè)壁在一胎圈中結(jié)束，所述胎圈被設(shè)計(jì)來(lái)將輪胎固定到與之對(duì)應(yīng)的輪輞上。上述輪胎1還包括一種編號(hào)為2的彈性材料層，該材料層被稱為內(nèi)襯，位于上述胎體的徑向里側(cè)，上述輪胎1還包含至少一個(gè)增強(qiáng)環(huán)形芯5、6，位于胎圈內(nèi)部；彈性材料填充物3、10，其位置相對(duì)于上述用來(lái)增強(qiáng)環(huán)形芯5、6的徑向外側(cè)位置。上述輪胎1還包含一帶狀結(jié)構(gòu)8，其在胎冠方向上共軸放置在胎體，介于上述胎體和一胎面區(qū)9之間。上述胎體包含至少一胎體簾布層7，該胎體簾布層7在其一部分中包圍著一嵌入件15，這在下文中還會(huì)說(shuō)明。
上述輪胎1優(yōu)選從前面提及的同一申請(qǐng)人的文獻(xiàn)EP 0 928 680中獲得。
簡(jiǎn)單地說(shuō)，輪胎1直接在一個(gè)環(huán)形的支撐物(未示出)上，由適當(dāng)尺寸的基本半成品在其本身形成之后的階段立即在所述支撐件上按照軸向并排重疊和/或徑向重疊的一些匝圈而纏繞形成。
更具體地，輪胎1的內(nèi)部元件被放在一個(gè)外輪廓與未完成的輪胎徑向內(nèi)表面大體一致的環(huán)形支撐物上，從所謂的“內(nèi)襯2”開(kāi)始，它構(gòu)成了硫化輪胎的內(nèi)表面，而且不透氣。
在至少所述一個(gè)胎體簾布層7完成前，將一個(gè)或更多的彈性填充物3擱置在上述環(huán)形支撐物上，上述填充物在輪胎1的直剖面中呈徑向向外逐漸變細(xì)的形狀，如圖1所示。
一個(gè)第一環(huán)形增強(qiáng)芯在上述彈性填充物3徑向內(nèi)側(cè)的位置形成。
優(yōu)選地，上述環(huán)形增強(qiáng)芯包括一胎圈環(huán)5，該胎圈環(huán)由一組徑向重疊、軸向并排的金屬絲匝圈構(gòu)成。
上述一組匝圈可以在上述支撐物上或另一個(gè)不同生產(chǎn)輥上纏繞來(lái)獲得，多個(gè)匝圈徑向彼此重疊，軸向彼此并排設(shè)置，匝圈由金屬絲或金屬絲構(gòu)成的細(xì)繩制成，或上述金屬絲或繩構(gòu)成的帶，或扁平的金屬條帶制成。
胎圈環(huán)的材料可以由任何紡織或金屬材料構(gòu)成，也可以由具有其他性質(zhì)的材料組成，只要可以提供適合的機(jī)械性能即可；優(yōu)選地，上述材料為鋼，普通或高碳鋼(高強(qiáng)鋼)，它們?cè)谳喬ゼ夹g(shù)領(lǐng)域普遍使用，尤其是以金屬簾線的方式被使用。
組成上述簾線的每根絲的極限拉力可在500至5000N/根之間變化。申請(qǐng)人優(yōu)選使用按7×3×0.30方式(即每根簾線由7股構(gòu)成，每股三根金屬絲，每根金屬絲直徑0.3mm)由高碳鋼制成的簾線。
下一個(gè)步驟是胎體增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造，也就是至少一層胎體簾布層7，其放置在上述環(huán)形支撐物上，在圓周上相繼地設(shè)置一系列條狀元件，即每個(gè)都包含一定數(shù)量簾線的橡膠布條，其中的簾線徑向分布，也就是相對(duì)于支撐物的圓周方向成90°。條狀元件在其縱向延伸方向上粘接在它們的下層物上，并沿支撐物的外表面從一個(gè)胎圈延伸到另外一個(gè)胎圈。
有利地是，上述胎體簾布層7在環(huán)形支撐物上通過(guò)平鋪至少第一組前述條狀元件和第二組前述條狀元件來(lái)形成，這在下文中還會(huì)更清楚地描述。
每個(gè)條狀元件優(yōu)選通過(guò)將一根連續(xù)的細(xì)長(zhǎng)元件(未示出)順序切割形成一系列預(yù)定長(zhǎng)度的片段而形成，該連續(xù)的細(xì)長(zhǎng)元件預(yù)先形成，每個(gè)片段形成一個(gè)前述的條狀元件，這例如在本申請(qǐng)人的專(zhuān)利文件EP0976535中所描述的那樣。
一旦形成之后，每個(gè)條狀元件被鋪設(shè)在所述環(huán)狀支撐件上，將條狀元件圍繞著環(huán)狀支撐件本身橫截面輪廓形成一“U”形，以這種方式使得在條狀元件中識(shí)別徑向向著環(huán)狀支撐件的軸線延伸的兩個(gè)側(cè)部，這兩個(gè)側(cè)部處于軸向彼此相距一定距離的位置，胎冠的一部分在所述兩個(gè)側(cè)部之間在徑向外部位置延伸。
所述換行支撐件可以同步于前述條狀元件的鋪設(shè)而以步進(jìn)的方式驅(qū)動(dòng)作角旋轉(zhuǎn)，使得每個(gè)條狀元件以相對(duì)于先前鋪設(shè)的條狀元件在軸向隔開(kāi)一定距離的位置上被鋪設(shè)在所述環(huán)狀支撐件。更具體地，環(huán)狀支撐件的旋轉(zhuǎn)按照一個(gè)角節(jié)距進(jìn)行，該角節(jié)距對(duì)應(yīng)于一個(gè)圓周位移，該圓周位移等于每個(gè)條狀元件寬度的多倍，優(yōu)選地兩倍。
應(yīng)當(dāng)注意地是，為了描述的方便，除非有相反的表示，否則都應(yīng)當(dāng)將屬于“圓周”認(rèn)為是位于赤道面X-X處的圓周，并且接近環(huán)狀支撐件的外表面。
根據(jù)本發(fā)明，上述工作步驟是，隨著環(huán)狀支撐件圍繞其軸線旋轉(zhuǎn)完整的第一圈，鋪設(shè)第一系列的條狀元件，這些條狀元件按照雙倍的條狀元件寬度的圓周節(jié)距作周向分布。
之后，開(kāi)始鋪設(shè)嵌入件15。該嵌入件可以與一個(gè)適當(dāng)?shù)膹椥圆牧匣蛑辽僖粋€(gè)細(xì)長(zhǎng)金屬元件一起使用，或者包括一適當(dāng)?shù)膹椥圆牧匣蛑辽僖粋€(gè)細(xì)長(zhǎng)金屬元件。
根據(jù)第一優(yōu)選實(shí)施例，在所述第一系列的條狀元件上，鋪設(shè)一細(xì)長(zhǎng)金屬元件13，該細(xì)長(zhǎng)金屬元件完全等同于前述第一胎圈環(huán)5中使用的細(xì)長(zhǎng)金屬元件，優(yōu)選地，在所述環(huán)狀支撐件上纏繞一系列彼此徑向重疊并且可選擇地軸向彼此并排的匝圈(例如，如圖1中所示)。在所述金屬元件鋪設(shè)之前和之后，主要由適當(dāng)彈性材料構(gòu)成的填充件14在金屬元件的徑向內(nèi)外位置和軸向內(nèi)外位置。
另外也可以，根據(jù)本發(fā)明另外一個(gè)實(shí)施例，由適當(dāng)硬度彈性材料構(gòu)成的嵌入件15可以鋪設(shè)，適當(dāng)硬度優(yōu)選處于70到90肖氏A硬度。
然后，將另外一系列的條狀元件鋪設(shè)在先前已經(jīng)鋪設(shè)的一系列條狀元件之間留下的間隔中所述新鋪設(shè)的一系列條狀元件的端部疊置在這樣一個(gè)位置，該位置位于已經(jīng)裝配到所述支撐件上的胎圈環(huán)5的軸向外部，根據(jù)第一實(shí)施例還位于前述先前鋪設(shè)的細(xì)長(zhǎng)金屬元件13的軸向外部，從而使得先前鋪設(shè)的細(xì)長(zhǎng)金屬元件13介于所述胎體簾布層7的一系列成對(duì)條狀元件之間，這些成對(duì)的條狀元件包圍著所述細(xì)長(zhǎng)金屬元件13，使其充當(dāng)一個(gè)套索(例如參見(jiàn)圖1到3)。
優(yōu)選地，所述條狀元件的長(zhǎng)度范圍介于3毫米到15毫米，厚度介于0.5毫米到2.5毫米，條狀元件包含多個(gè)簾線，簾線數(shù)目介于2到15之間，密度為在胎體簾布層上、在圓周方向上靠近輪胎1的赤道平面附近測(cè)量時(shí)每厘米2到10個(gè)簾線。
申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，優(yōu)選使用金屬簾線，選自于那些通常用來(lái)制造輪胎胎體的金屬簾線，其基本金屬絲具有的直徑為0.14到0.23毫米，以公知的7×4×0.175WWL形式(包覆簾線)以前述的密度形成金屬簾線。
繼續(xù)前述輪胎1的制造，在前述胎體簾布層7的軸向外部和徑向內(nèi)部位置，優(yōu)選鋪設(shè)一個(gè)第二增強(qiáng)環(huán)形芯，其位于所述胎圈環(huán)5的軸向外部。所述第二增強(qiáng)環(huán)形芯還包括胎圈環(huán)6，其形狀大體上是一個(gè)與輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)軸線同心的一個(gè)環(huán)，該胎圈環(huán)6包括至少一個(gè)細(xì)長(zhǎng)金屬元件，該細(xì)長(zhǎng)金屬元件上纏繞形成多個(gè)大體上同心的匝圈，這些匝圈徑向上疊置而軸向上并排。這些匝圈可以由一個(gè)連續(xù)的螺旋形形成或者由相應(yīng)的細(xì)長(zhǎng)金屬元件形成的同心環(huán)形成。
可選擇地，可以接著鋪設(shè)其它彈性材料細(xì)長(zhǎng)元件，用作胎圈區(qū)域的填充物10。很顯然，可以在胎體簾布層7鋪設(shè)后在以相同的方式鋪設(shè)第二胎體簾布層，單個(gè)胎體簾布層7的鋪設(shè)可以通過(guò)將每個(gè)獨(dú)立條狀元件的鋪設(shè)在圓周方向上進(jìn)行不同程度的錯(cuò)開(kāi)來(lái)進(jìn)行，例如在一個(gè)條狀元件和下一個(gè)條狀元件在胎冠方向上留下一個(gè)間隙，該間隙等于每個(gè)條狀元件橫向?qū)挾鹊膬杀?。從而，能夠如上所示在鋪設(shè)完第一細(xì)長(zhǎng)金屬元件之后接著鋪設(shè)第二系列的條狀元件，然后鋪設(shè)第二細(xì)長(zhǎng)金屬元件，之后鋪設(shè)第三也是最后一系列的條狀元件(在鋪設(shè)第一系列條狀元件期間已經(jīng)提供了如上所述的錯(cuò)開(kāi))，這樣就獲得一種胎圈，其具有多個(gè)包圍在同一胎體簾布層的條狀元件之間的細(xì)長(zhǎng)金屬元件(在本例中為兩個(gè))。
第二細(xì)長(zhǎng)金屬元件的鋪設(shè)也可以不發(fā)生，在這種情形中，第一細(xì)長(zhǎng)金屬元件13將不是被成對(duì)的條狀元件包圍起來(lái)，而是由三個(gè)條狀元件構(gòu)成的組包圍。這樣，按照上述的方法，通過(guò)適當(dāng)?shù)馗淖兊谝幌盗械臈l狀元件的鋪設(shè)和可獲得到細(xì)長(zhǎng)金屬元件的數(shù)目，便可以獲得優(yōu)選定結(jié)構(gòu)，這很明顯。
接著，構(gòu)成輪胎的其它元件，即，帶結(jié)構(gòu)8和胎面區(qū)9將被鋪設(shè)。
因此，總的來(lái)講，從胎冠區(qū)開(kāi)始向著胎圈，可以在如圖2所示的完成輪胎中觀察到這樣一個(gè)區(qū)域，該區(qū)域中每個(gè)胎體簾布層7具有均勻的密度(即，在構(gòu)成所述胎體簾布層的條狀元件中的簾線被鋪設(shè)成在相同的徑向位置中保持每厘米內(nèi)的簾線密度是恒定的)，該區(qū)域直到一個(gè)通常小于50毫米的高度“Z”(如圖2中所示，從輪胎1安裝線開(kāi)始在徑向方向測(cè)量)處，優(yōu)選地為大約15毫米。隨后，接著一個(gè)在徑向方向上高度為“Q”的區(qū)域，該區(qū)域的高度介于1到35毫米，優(yōu)選12毫米，在該區(qū)域中，每個(gè)胎體簾布層有一部分將所述嵌入件15包圍在其中。最后，接著每個(gè)胎體簾布層的一部分，該部分中依然具有恒定的密度，一直到胎體簾布層/胎圈環(huán)復(fù)合體的徑向內(nèi)端，在徑向方向上具有高度Z-Q，例如大約為3毫米。
應(yīng)當(dāng)注意，在所述胎圈環(huán)5，6的直剖面中所述這些區(qū)域中限定形成一個(gè)區(qū)域4，該區(qū)域4中包含所述胎圈環(huán)。優(yōu)選地，所述區(qū)域4大體上界定了由所述胎圈環(huán)占據(jù)的直剖面。
在根據(jù)本發(fā)明的另外一個(gè)實(shí)施例的輪胎1中，所述嵌入件15同時(shí)包括彈性材料和至少一個(gè)細(xì)長(zhǎng)金屬元件，或者可選擇地包括彈性材料和至少一個(gè)細(xì)長(zhǎng)金屬元件，該嵌入件可以單獨(dú)地預(yù)先制成并被在單個(gè)步驟中設(shè)置在輪胎上。
在輪胎1的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，每個(gè)胎體的徑向最里端沒(méi)有延伸超過(guò)所述胎圈環(huán)5，6的徑向最里輪廓，或者在任何情況下都沒(méi)有包圍在所述胎圈環(huán)5，6上。
應(yīng)當(dāng)注意，在本發(fā)明的輪胎中，胎體簾布層的中性輪廓線在胎圈之間沿著其延伸方向具有連續(xù)的彎曲而沒(méi)有拐點(diǎn)，以及，所述中性輪廓線在所述區(qū)域4中通過(guò)，優(yōu)選穿過(guò)胎圈環(huán)組的重心，這樣就防止了所述胎圈環(huán)組受到一個(gè)扭矩的作用而必須單獨(dú)經(jīng)受下述張應(yīng)力的作用，該張應(yīng)力由在胎圈座上的作用力作用到其直剖面上。
申請(qǐng)人也觀察到，考慮到嵌入件——胎體簾布層組件為一個(gè)整體件，胎體就增加了與位于所述組件外部的胎圈環(huán)部分的界面，從而減小了彈性材料上的平均載荷。而且，當(dāng)胎體受到由支撐所施加載荷所要求的內(nèi)部充氣壓力引起的牽引時(shí)，胎體傾向于在其原來(lái)的疊置狀態(tài)下被驅(qū)動(dòng)，因?yàn)樘ンw在結(jié)構(gòu)上比其位置靠外時(shí)更加柔順。由于整個(gè)胎圈結(jié)構(gòu)的連續(xù)性，這種移動(dòng)將對(duì)應(yīng)于軸向上相對(duì)于每個(gè)胎體簾布層更靠里的胎圈環(huán)的螺旋簾線的徑向向外移動(dòng)。這些移動(dòng)將導(dǎo)致前述胎圈環(huán)的簾線的變形所述變形之后繼之以簾線(其具有自己的彈性模量)的反作用力，該反作用力將在機(jī)械水平上產(chǎn)生一種鉗子效應(yīng)(pincereffect)，這種鉗子效應(yīng)將趨向于使所述整個(gè)區(qū)域4固定，從而對(duì)抗任何可能的胎體簾布層的脫離。
而且，應(yīng)當(dāng)注意的是，如上所述獲得的區(qū)域4的具體構(gòu)造使得輪胎1更加可靠地在等載荷條件下工作。申請(qǐng)人認(rèn)為，在不將其本身限制在任何解釋性理論的情況下，所述區(qū)域4的具體構(gòu)造除了上文已經(jīng)描述的情形之外，還能夠?qū)崿F(xiàn)一種對(duì)產(chǎn)生于胎體—胎圈環(huán)連接區(qū)域中的裂紋的阻擋作用，所述的具體構(gòu)造為胎體簾布層在其一些條狀元件之間包圍一個(gè)嵌入件(例如由螺旋金屬元件和有彈性材料制成的填充物構(gòu)成)。在這種情況下，不再會(huì)有一個(gè)優(yōu)先周向通道通過(guò)所述裂紋蔓延。
在另外一個(gè)實(shí)施例中，在胎體簾布層和胎圈環(huán)之間或者在胎圈環(huán)內(nèi)可以放置一個(gè)或多個(gè)加強(qiáng)嵌入件11(例如圖4中所示)，所述加強(qiáng)嵌入件可由不同的材料制成，只要它們能與輪胎1所用的彈性材料兼容就行，比如，金屬簾線，纖維玻璃，尼龍等等。所述加強(qiáng)嵌入件還可以由傾斜的織物條和/或由短纖維加強(qiáng)的復(fù)合物條構(gòu)成。所述加強(qiáng)嵌入件11在徑向方向上從安裝線開(kāi)始測(cè)量的鋪設(shè)高度“H”優(yōu)選在20毫米到100毫米之間變化(如圖4中所示)。
所述增強(qiáng)嵌入件11還有助于優(yōu)化在胎體和胎圈環(huán)之間的應(yīng)力分布，使它們逐漸消逝以便進(jìn)一步阻止它們可能形成裂紋。而且，在這種情形中，所述加強(qiáng)嵌入件11的具體位置使得在任何情況下任何裂紋都很難蔓延，應(yīng)為不存在一個(gè)優(yōu)先的蔓延通道。
在另外一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，如圖5中所示，輪胎1在至少一個(gè)胎圈上具有一個(gè)增強(qiáng)邊緣12，位于所述胎圈的徑向內(nèi)部軸向外部位置，其包括相對(duì)于徑向方向傾斜定位的延長(zhǎng)的增強(qiáng)元件，優(yōu)選地由金屬簾線制成，該金屬簾線具有的基本長(zhǎng)絲纖維的直徑介于0.15到0.30毫米之間?？蛇x擇地，也可以使用紡織簾線，例如由Kevlar纖維制成的簾線，或者其它天然和合成纖維制成的簾線，或者纖維玻璃制成的簾線。所述增強(qiáng)邊緣12可以具有兩個(gè)系列的延長(zhǎng)元件，每個(gè)系列的元件都軸向疊置并與相鄰系列的元件交叉，或者多個(gè)所述延長(zhǎng)元件共平面并大體上彼此平行。
所述元件可以直接定位在所述胎體結(jié)構(gòu)上，或者預(yù)先埋置在一個(gè)彈性材料條中，該彈性材料條在后來(lái)被裝配到所述胎體上。
優(yōu)選地，申請(qǐng)人使用了一種用3×7×0.20HE類(lèi)型金屬簾線增強(qiáng)的彈性材料條，其中鋪設(shè)的角度介于0度到65度之間。優(yōu)選地，所述條帶延伸的高度h1從輪胎1的安裝線測(cè)量為10毫米到70毫米之間。
權(quán)利要求
1.車(chē)輛輪胎，包括一環(huán)形胎體，該環(huán)形胎體具有一中央胎冠部分和兩個(gè)軸向相對(duì)的側(cè)壁，所述側(cè)壁結(jié)束在一對(duì)胎圈中，所述胎圈用于將輪胎(1)固定到一個(gè)相應(yīng)安裝輪輞中，每個(gè)胎圈包括至少一個(gè)環(huán)形增強(qiáng)芯(5，6)，所述車(chē)輛輪胎還包括一個(gè)胎面區(qū)(9)，該胎面區(qū)位于胎冠處并圍繞著所述胎體共軸線地延伸，胎面區(qū)上設(shè)有用于與路面滾動(dòng)接觸的花紋，所述車(chē)輛輪胎還具有一帶結(jié)構(gòu)(8)，其共軸線地介于所述胎體和所述胎面區(qū)(9)之間，所述胎體包括至少一個(gè)胎體簾布層(7)，所述至少一個(gè)胎體簾布層具有兩端被固定到所述的環(huán)形增強(qiáng)芯，其中所述至少一個(gè)胎體簾布層(7)包括這樣一個(gè)部分，該部分位于所述環(huán)形增強(qiáng)芯附近，并在該部分中包圍著至少一個(gè)嵌入件(15)。
2.如權(quán)利要求1所述的輪胎，其中，所述嵌入件(15)包括至少一個(gè)細(xì)長(zhǎng)金屬元件(13)，該細(xì)長(zhǎng)金屬元件具有多個(gè)徑向相互疊置的匝圈。
3.如權(quán)利要求1所述的輪胎，其中所述嵌入件包括彈性材料。
4.如權(quán)利要求2所述的輪胎，其中所述細(xì)長(zhǎng)金屬元件(13)與一個(gè)由彈性材料制成的填充物(14)接合。
5.如權(quán)利要求3所述的輪胎，其中所述的彈性材料具有的肖氏A硬度可介于70到90之間。
6.如權(quán)利要求1所述的輪胎，其中所述胎體簾布層(7)包括多個(gè)包圍所述嵌入件的條狀元件。
7.如權(quán)利要求6所述的輪胎，其中每個(gè)條狀元件被以一個(gè)圓周節(jié)距而鋪設(shè)在一個(gè)環(huán)形支撐件上使得每個(gè)條狀元件與相鄰條狀元件一起包圍所述嵌入件(15)的至少一部分，所述環(huán)形支撐件的外部輪廓大體上與所述輪胎(1)徑向內(nèi)表面一致，所述圓周節(jié)距等于每個(gè)條狀元件寬度的兩倍。
8.如權(quán)利要求2所述的輪胎，其中所述細(xì)長(zhǎng)金屬元件包括多個(gè)金屬絲，每個(gè)金屬絲具有的最終張應(yīng)力可介于500到5000N之間變化。
9.如權(quán)利要求1中所述的輪胎，其中所述胎體具有一中性輪廓線，其位于一個(gè)徑向直剖平面中，軸向從一個(gè)胎圈延伸到另外一個(gè)胎圈，所述的中性輪廓線與一個(gè)區(qū)域(4)的直剖面相交，該區(qū)域包圍著所述環(huán)形增強(qiáng)芯(5，6)，所述中性輪廓線在兩個(gè)胎圈芯之間沿著其延伸方向具有連續(xù)的彎曲而沒(méi)有拐點(diǎn)。
10.如權(quán)利要求1所述的輪胎，其中所述嵌入件具有一個(gè)在徑向方向上測(cè)量的高度(Q)，其介于1到35毫米之間。
11.如權(quán)利要求1所述的輪胎，其中所述輪胎在所述環(huán)形增強(qiáng)芯的徑向外部位置處包括至少一個(gè)增強(qiáng)嵌入件(11)。
12.如權(quán)利要求1所述的輪胎，其中所述輪胎在下述位置處包括一增強(qiáng)邊緣(12)，該位置處于至少一個(gè)所述胎圈的軸向外部和徑向內(nèi)部。
全文摘要
一種車(chē)輛輪胎，包括一環(huán)形胎體，該環(huán)形胎體具有一中央胎冠部分和兩個(gè)軸向相對(duì)的側(cè)壁，所述側(cè)壁結(jié)束在一對(duì)胎圈中，所述胎圈用于將輪胎(1)固定到一個(gè)相應(yīng)安裝輪輞中，每個(gè)胎圈包括至少一個(gè)環(huán)形增強(qiáng)芯(5，6)，所述車(chē)輛輪胎還包括一個(gè)胎面區(qū)(9)，該胎面區(qū)位于胎冠處并圍繞著所述胎體共軸線地延伸，胎面區(qū)上設(shè)有用于與路面滾動(dòng)接觸到花紋，所述車(chē)輛輪胎還具有一帶結(jié)構(gòu)(8)，其共軸線地介于所述胎體和所述胎面區(qū)(9)之間，所述胎體包括至少一個(gè)胎體簾布層(7)，所述至少一個(gè)胎體簾布層具有兩端被固定到所述的環(huán)形增強(qiáng)芯，其中所述至少一個(gè)胎體簾布層(7)包括這樣一個(gè)部分，該部分位于所述環(huán)形增強(qiáng)芯附近，并在該部分中包圍著至少一個(gè)嵌入件(15)。
文檔編號(hào)B60C15/05GK1630589SQ02829213
公開(kāi)日2005年6月22日 申請(qǐng)日期2002年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月27日
發(fā)明者克勞迪奧·拉卡尼納, 魯?shù)婪颉ぶZ托 申請(qǐng)人:倍耐力輪胎公司