專利名稱：局部的導(dǎo)電橡膠的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于安裝在運(yùn)輸車輛上的輪胎領(lǐng)域。更具體地說，涉及由橡膠混合物(rubber mixes)制成的輪胎中的電荷流動(dòng)的問題，而橡膠混合物是很差的導(dǎo)電體。
背景技術(shù)：
為了改善滾動(dòng)阻力和減少燃料消耗，現(xiàn)代輪胎包含有作為主要的填充物、含有諸如二氧化硅一類的不導(dǎo)電填充物的混合物；或者甚至包含有帶有少量的碳黑的混合物。
這種混合物廣泛用于生產(chǎn)輪胎外胎面，這種混合物的優(yōu)點(diǎn)是可改善在干燥、潮濕或結(jié)冰地面上的抓地特性，以及耐磨損和運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲方面的性能。作為一個(gè)說明例子，在歐洲專利申請EP0507227B1中說明了這種形式的輪胎。
然而，這些混合物的使用伴隨著如下難題，這就是當(dāng)汽車行駛時(shí)靜電的積累，和由于構(gòu)成外胎面的該混合物的電阻率非常高，這些電荷不能放出至地面中。在某些特定的條件下，當(dāng)乘車者觸摸車體時(shí)，積累在輪胎中的靜電會(huì)給與他討厭的電擊。由于放電產(chǎn)生的臭氧，這種靜電還可加速輪胎的老化。因?yàn)殪o電產(chǎn)生的干擾，根據(jù)地面性質(zhì)和車輛性質(zhì)的不同，靜電還可使車上的無線電誤動(dòng)作。
因此，提出了許多方法，以使電荷可從胎冠體(crown block)流至地面中。
美國專利申請5518055號(hào)說明了一種輪胎，其用導(dǎo)電性非常低的混合物制成的外胎面上涂敷一個(gè)細(xì)致的導(dǎo)電混合物層。這個(gè)層與本身導(dǎo)電的胎壁混合物接觸，可使電荷流出。
另一種方法公布在EP0658452A1申請中。它說明了添加由導(dǎo)電橡膠混合物制成的混合物帶(strip of mix)或襯墊(insert)。該帶在輪胎的全圓周上沿徑向延伸，并且將外胎面的外表面與簾布襯層、胎體增強(qiáng)件、或與輪胎外胎面接觸的任何其他部分之一相連接。該外胎面為良好的導(dǎo)電體，其必要的導(dǎo)電性是由于有適當(dāng)?shù)奶己诘玫降摹?br> 如在專利EP0925903B1或EP0963302B1中所述，根據(jù)該外胎面是否包括導(dǎo)電性或?qū)щ娦苑浅２畹牟牧系囊粋€(gè)或多個(gè)層，可對這個(gè)原理作許多改進(jìn)。
然而，所有這些方法的目的是使外胎面的外表面與鄰近該外表面的胎冠的內(nèi)部區(qū)域的一部分胎壁接觸，所述的一部分為例如胎壁、胎冠增強(qiáng)簾布層或胎體增強(qiáng)簾布層，該所接觸的部分具有導(dǎo)電性。電荷通過與車輪輪緣(rim)接觸的胎圈(bead)區(qū)域漏出至地面中，電荷是通過與汽車連接的車輪輪緣，然后通過構(gòu)成胎體增強(qiáng)簾布層或胎壁保護(hù)橡膠沿著該胎壁流向胎冠區(qū)域的內(nèi)部部分，最后從該胎冠區(qū)域的所述內(nèi)部部分，通過胎冠增強(qiáng)件和外胎面流入地面。
然而，最近的目的在于改善滾動(dòng)阻力的輪胎的開發(fā)，導(dǎo)致在形成輪胎的主要成分中，使用基于二氧化硅的混合物或碳含量很低的混合物，并且可以在輪胎使用過程中，進(jìn)行機(jī)械作業(yè)。這可適用于用以制造外胎面、胎壁、胎體增強(qiáng)簾布層或胎冠增強(qiáng)簾布層、胎冠增強(qiáng)成型件(crown-reinforcing profiled element)和胎圈增強(qiáng)成型件(bead-reinforcing profiled element)的混合物，以及內(nèi)部密封橡膠。因此，所有這些材料的特征都是導(dǎo)電性非常低。
只有其功能是保證車輪輪緣和輪胎下部(lower part)之間接觸的，用包含碳基填充物的混合物制成的部分仍具有導(dǎo)電性質(zhì)，所述部分為例如胎圈增強(qiáng)環(huán)或胎圈保護(hù)橡膠。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供在基本上由導(dǎo)電性非常低的混合物制成的輪胎中的電荷的傳導(dǎo)的解決方案。
然而，如后面可看出那樣，本發(fā)明同時(shí)涉及了包圍形成壓力空氣空間以支承負(fù)荷的外胎和所謂非充氣輪胎。后者由一個(gè)或多個(gè)自身支承件構(gòu)成，如在專利EP1056604中的實(shí)施例所述。
導(dǎo)電性非常低的材料是指電阻率大于或等于108Ω/cm的材料。同樣，導(dǎo)電材料是指電阻率小于106Ω/cm的材料。這些材料具有適當(dāng)?shù)膹椥?，并且可以具有如橡膠一樣的性質(zhì)，也可以不具有如橡膠一樣的性質(zhì)。
因此，總體而言，本發(fā)明可用于輪胎上，該輪胎用于安裝在自身導(dǎo)電的車輪上并設(shè)計(jì)用于支承負(fù)荷，所述輪胎由下列部分構(gòu)成—胎冠區(qū)域(S)，其外表面用于接觸地面，且包括用以保證地面和胎冠區(qū)域的內(nèi)面部分(internal part)之間導(dǎo)電的裝置；—胎圈區(qū)域(B)，其保證車輪和輪胎之間接觸，其與車輪接觸的組成部分(5)具有導(dǎo)電性；和—胎壁區(qū)域(F)，其使該胎冠區(qū)域(S)和胎圈區(qū)域(B)相連接。
該輪胎具有如下特征，—該胎壁區(qū)域(F)的組成部分由導(dǎo)電性非常低的材料制成；—該輪胎包括至少一個(gè)厚度和寬度小的且由導(dǎo)電材料制成的導(dǎo)電帶(8)，該導(dǎo)電帶(8)沿著一條從與它接觸的胎冠區(qū)域(S)的所述內(nèi)面部分，延伸至胎圈區(qū)域(B)的通道布置，該胎邊區(qū)域(B)則與所述組成部分(5)接觸，而所述組成部分(5)和車輪接觸。
下面，將對本發(fā)明在氣壓式輪胎中的應(yīng)用進(jìn)行說明，其中該胎冠區(qū)域(S)包括由至少一個(gè)胎冠增強(qiáng)簾布層組成的一個(gè)圓周胎冠增強(qiáng)件、以及環(huán)繞著該胎冠增強(qiáng)件配置的外胎面；外胎面的外表面與地面接觸，所述胎冠區(qū)域與兩個(gè)未端固定在該胎圈區(qū)域(B)上的胎體增強(qiáng)簾布層連接；所述胎邊區(qū)域包括胎圈保護(hù)橡膠，可保證與車輪接觸且由導(dǎo)電材料制成。另外，該胎體增強(qiáng)簾布層、該胎壁區(qū)域可以包括保護(hù)該輪胎不受橫向沖擊的一個(gè)成型件(profiled element)。
用于制造胎壁保護(hù)和胎體增強(qiáng)簾布層橡膠的混合物的導(dǎo)電性很低。另外，由于胎體增強(qiáng)簾布層構(gòu)成一個(gè)絕緣體，其組成部分(例如密封橡膠)徑向位于其下面，因此，在這些條件下，在胎冠區(qū)域S和胎圈區(qū)域B之間沒有導(dǎo)電通道。
用于制造外胎面或胎冠增強(qiáng)件的混合物是導(dǎo)電的還是具有非常低的導(dǎo)電性無關(guān)緊要。在后一種情況下，從先前技術(shù)已知，輪胎包括可使電荷從外胎面的內(nèi)側(cè)外表面流至其徑向內(nèi)表面的裝置。電荷可以僅通過外胎面，或通過胎冠增強(qiáng)件和外胎面從胎冠區(qū)域的內(nèi)部流至地面。
用于制造胎圈保護(hù)橡膠的混合物是導(dǎo)電性的。
厚度和寬度很小的、由優(yōu)選具有橡膠性質(zhì)的和導(dǎo)電特性的材料制成的導(dǎo)電帶沿著徑向通道配置，該通道從導(dǎo)電帶所接觸的胎冠區(qū)域S的所述內(nèi)面部分延伸至胎圈區(qū)域B，在那里其與接觸車輪的組成部分接觸。
根據(jù)用于制造胎冠增強(qiáng)件的混合物是否導(dǎo)電，與該胎冠區(qū)域的內(nèi)部部分接觸的導(dǎo)電帶的末端被放置在該胎冠增強(qiáng)件的上面或下面，以使電荷可通過由該胎冠增強(qiáng)件外胎面形成的組件、或直接通過外胎面在該帶的末端和地面之間流動(dòng)。根據(jù)用于制造外胎面的混合物的特性，外胎面可以帶有或不帶有徑向放置在外胎面的表面和所述內(nèi)部部分之間的襯墊。


通過閱讀對實(shí)施例的說明并參照附圖，可以更清楚地了解本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特性。其中圖1為一個(gè)輪胎的徑向的半個(gè)截面，其中只有用于胎圈保護(hù)橡膠和襯墊的混合物是導(dǎo)電的；圖2為與圖1的半個(gè)截面比較的輪胎徑向半個(gè)截面，其包括導(dǎo)電帶的第一個(gè)變型實(shí)施例；圖3為與圖1的半個(gè)截面比較的輪胎的徑向半個(gè)截面，其包括導(dǎo)電帶的第二個(gè)變型實(shí)施例；圖4為與圖1的半個(gè)截面比較的輪胎的徑向半個(gè)截面，包括導(dǎo)電帶的第三個(gè)變型實(shí)施例；圖5為輪胎的徑向半個(gè)截面，其中胎冠增強(qiáng)件和外胎面使用導(dǎo)電混合物制成；圖6為輪胎的徑向半個(gè)截面，其中，胎冠增強(qiáng)件使用導(dǎo)電混合物制成，外胎面使用導(dǎo)電性非常低的混合物制成；圖7為輪胎的徑向半個(gè)截面，其中，外胎面和胎冠增強(qiáng)件使用導(dǎo)電性非常低的混合物制成，而底層(underlying layer)由導(dǎo)電混合物制成；圖8為由自支承件制成的非充氣輪胎的徑向截面，其中自支承件不導(dǎo)電。
具體實(shí)施例方式
圖1所示的輪胎包括一個(gè)胎體簾布層1，通過將其兩個(gè)末端10圍繞胎圈增強(qiáng)環(huán)2卷起而得以固定。橡膠6保護(hù)胎壁。胎冠增強(qiáng)件3由幾個(gè)相互徑向疊置環(huán)形的胎冠增強(qiáng)簾布層31、32、33、34組成。外胎面4包括磨損層41和底層42。由于它們由導(dǎo)電性非常低的材料制成，因此外胎面和該底層在整個(gè)圓周上被導(dǎo)電的襯墊43徑向地穿過。為了支承(71)該簾布層的所述末端或分離該簾布層的所述末端，胎冠增強(qiáng)成型件7布置在胎冠增強(qiáng)簾布層的軸向末端。成型件9保證充滿胎圈區(qū)域。胎圈保護(hù)橡膠5使胎圈區(qū)域和車輪輪緣之間接觸。
虛線分別圈出了胎冠區(qū)域S、胎圈區(qū)域B和胎壁區(qū)域。
在這個(gè)例子中，只有制造胎圈保護(hù)橡膠5和襯墊43所需的混合物為導(dǎo)電性的。因此，電荷不能自由地在胎冠區(qū)域S和胎圈區(qū)域B之間流動(dòng)。
為了保證胎冠區(qū)域和胎圈區(qū)域之間的電荷傳導(dǎo)，在胎壁保護(hù)橡膠和胎體增強(qiáng)件之間布置導(dǎo)電帶8，使該帶的一個(gè)末端與胎圈保護(hù)橡膠5接觸，其另一個(gè)末端與襯墊43的一部分接觸。該襯墊部分與外胎面的徑向內(nèi)表面相交，并且相應(yīng)于徑向上最靠近該輪胎的回轉(zhuǎn)軸線的外胎面部分。
寬度和厚度很小的導(dǎo)電帶8由導(dǎo)電混合物制成。該帶的寬度范圍可以從幾毫米直至2或3厘米，這取決于生產(chǎn)和使用所述帶的方式。這不排除生產(chǎn)寬度更小或更大的帶。同樣，非定性地，該厚度范圍可從1/10或2/10mm～1或2mm，該范圍也是由生產(chǎn)方法和使用決定的。
圖2所示的實(shí)施例包括第一個(gè)導(dǎo)電帶81，該導(dǎo)電帶81布置在胎壁保護(hù)帶的底下，并且其一個(gè)末端與胎圈保護(hù)橡膠5的內(nèi)表面接觸。第二個(gè)導(dǎo)電帶82布置在外胎面底下，其一個(gè)末端與襯墊43接觸，襯墊43止于外胎面4、41、42的徑向內(nèi)表面上的。在將所述胎體從基本上為圓柱形作成環(huán)形形狀后，在將胎冠裝配在胎體上的過程中，該導(dǎo)電帶81和82的二個(gè)自由端被布置成互相接觸。
圖3所示的實(shí)施例是這樣制成的——將第一導(dǎo)電帶81敷設(shè)在胎體增強(qiáng)簾布層上，并折起該導(dǎo)電帶82圍繞胎冠增強(qiáng)件3，以使該末端與先前放在胎體增強(qiáng)簾布層1上的導(dǎo)電帶81的末端接觸；該導(dǎo)電帶82的一個(gè)末端與襯墊43的部分接觸，其中襯墊43的該部分與胎面4的徑向內(nèi)表面相交。
如圖4所示，當(dāng)胎壁6的末端放置在外胎面4的側(cè)翼底下時(shí)，一個(gè)末端與胎體增強(qiáng)橡膠5接觸的導(dǎo)電帶81，可以圍繞著胎壁保護(hù)橡膠的徑向外端卷起，使導(dǎo)電帶81的末端與布置在外胎面下面的導(dǎo)電帶82的末端接觸；導(dǎo)電帶82的另一個(gè)末端與襯墊43的部分接觸，而襯墊43的該部分和外胎面的徑向內(nèi)表面相交。
所有這些實(shí)施例都要求胎冠和成形的胎體應(yīng)以足夠的圓周精度裝配，以便使導(dǎo)電帶81和82的末端可以接觸。
如圖5所示，當(dāng)用于制造外胎面4和輪周增強(qiáng)件3的混合物為導(dǎo)電性時(shí)，該導(dǎo)電帶的末端足以與胎冠增強(qiáng)件3的徑向內(nèi)面部分接觸。電荷從與該胎冠增強(qiáng)件的徑向內(nèi)部部分接觸的導(dǎo)電帶8的末端，直接流過胎冠增強(qiáng)件3和外胎面4。
圖6所示為一個(gè)類似的結(jié)構(gòu)。當(dāng)外胎面4由導(dǎo)電性非常低的混合物構(gòu)成但所述外胎面4包括由導(dǎo)電混合物制成的一個(gè)圓周襯墊43時(shí)，這種結(jié)構(gòu)就足夠了；其中所述襯墊在整個(gè)所述外胎面4的厚度上徑向配置，并與胎冠增強(qiáng)件3的徑向外部部分接觸。這樣，電荷流過該胎冠增強(qiáng)件3和襯墊43。
圖7所示的最后結(jié)構(gòu)表示一個(gè)輪胎外胎；在該輪胎中，外胎面41和胎冠增強(qiáng)件3由導(dǎo)電性非常低的混合物制成，而下面的層42由導(dǎo)電的混合物制成。外胎面包括襯墊43，可使電荷在地面和底層42之間流動(dòng)。
在這些條件下，為了使電荷流動(dòng)，只需導(dǎo)電帶81的一個(gè)末端與底層42接觸，而另一個(gè)末端與胎圈保護(hù)橡膠5的內(nèi)表面接觸就夠了。
實(shí)現(xiàn)這個(gè)最后的方案是特別有利的，因?yàn)楫?dāng)使胎冠體相對于成形胎體在圓周上定向時(shí)，不需要采取特殊的預(yù)防措施。另外，底層42可以由只有十分之幾mm厚的簡單的連接橡膠構(gòu)成，并帶有所有所希望的導(dǎo)電性質(zhì)。
導(dǎo)電帶8、81、82是放置在輪胎的一個(gè)側(cè)面上，還是放置在另一個(gè)側(cè)面上，或是放置在二個(gè)側(cè)面上都沒有關(guān)系。
同樣，完全可以通過在所希望的通道上噴射由導(dǎo)電混合物制成的橡膠溶液，形成與上述相同的和與放置一個(gè)導(dǎo)電帶等價(jià)的導(dǎo)電通道。這個(gè)薄的溶液層具有與厚度很小的導(dǎo)電帶相同的導(dǎo)電性質(zhì)，并可利用噴射或刷子放置在規(guī)定位置。
上述實(shí)施例的目的是要說明實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的具體方法和可以適用于制造輪胎的各種最普通的方法中。因此，在不偏離本發(fā)明的概念的條件下，在這個(gè)領(lǐng)域從事工作的人可以毫無困難地找到更多具體實(shí)現(xiàn)的適用方法。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)，還有一種如圖6所示的非充氣輪胎。該輪胎由導(dǎo)電性非常低的自支承件構(gòu)成；通過在支承外胎面4的胎冠S的部分和胎圈區(qū)域之間配置由導(dǎo)電材料制成的帶8，可使該輪胎有導(dǎo)電性；其中裝置5用于將該輪胎固定在車輪上，所述裝置是導(dǎo)電性的。
權(quán)利要求
1.一種用于安裝在車輪上和支承負(fù)載的輪胎，它由以下部分組成—胎冠區(qū)域(S)，其具有用以接觸地面的外表面和胎冠區(qū)域的內(nèi)面部分；—胎圈區(qū)域(B)，用以保證車輪和輪胎之間的接觸，其與車輪接觸的組成部分(5)為導(dǎo)電性的；和—胎壁區(qū)域(F)，用以連接胎冠區(qū)域(S)和胎圈區(qū)域(B)；其特征在于，—該胎壁區(qū)域(F)的組成部分由導(dǎo)電性非常低的材料制成；—該輪胎包括至少一個(gè)厚度和寬度很小的、由導(dǎo)電材料制成的、和徑向沿著一條通道放置的導(dǎo)電帶(8)；該通道從與它接觸的胎冠區(qū)域(S)的所述內(nèi)面部分延伸至胎圈區(qū)域(B)，并在胎圈區(qū)域(B)與用以接觸車輪的所述組成部分(5)相接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的輪胎，其特征在于，該胎冠區(qū)域(S)包括由至少一個(gè)胎冠增強(qiáng)簾布層組成的一個(gè)環(huán)形胎冠增強(qiáng)件(3，31，32，33，34)；和環(huán)繞該胎冠增強(qiáng)件配置的外胎面(4，41，42)；外胎面的外表面與地面接觸，所述胎冠區(qū)域連接在兩未端固定在該胎圈區(qū)域(B)上的胎體增強(qiáng)簾布層(1)上；所述胎圈區(qū)域包括胎圈保護(hù)橡膠(5)，用以保證與車輪接觸且由導(dǎo)電材料制成，從而形成充氣輪胎。
3.如權(quán)利要求2所述的充氣輪胎，其特征在于，外胎面(4，41，42)是導(dǎo)電性的，其中構(gòu)成胎冠增強(qiáng)件(3，31，32，33，34)的零件的導(dǎo)電性非常低，并且其中導(dǎo)電帶(8)與外胎面的徑向內(nèi)表面接觸。
4.如權(quán)利要求2所述的充氣輪胎，其特征在于，該外胎面(4，41，42)不導(dǎo)電，包括一個(gè)由導(dǎo)電混合物制成的、且沿徑向在外胎面(4)的整個(gè)厚度上延伸的襯墊(43)；其中構(gòu)成胎冠增強(qiáng)件(3，31，32，33，34)的零件的導(dǎo)電性非常低，且其中該導(dǎo)電帶(8)與襯墊(43)的一部分接觸，所述襯墊(43)的該部分和外胎面(4，41，42)的徑向內(nèi)表面相交。
5.如權(quán)利要求3所述的充氣輪胎，其特征在于，該導(dǎo)電帶(8)由第一帶(81)和第二帶(82)組成，每一個(gè)導(dǎo)電帶的一個(gè)末端互相接觸，第一個(gè)帶(81)的另一個(gè)末端與胎圈保護(hù)橡膠(5)的內(nèi)表面接觸，而第二個(gè)帶(82)的另一個(gè)末端與外胎面(4，41，42)的徑向內(nèi)表面接觸。
6.如權(quán)利要求4所述的充氣輪胎，其特征在于，該導(dǎo)電帶由第一帶(81)和第二帶(82)組成，每一個(gè)導(dǎo)電帶的一個(gè)末端互相接觸，第一個(gè)帶(81)的另一個(gè)末端與胎圈保護(hù)橡膠(5)的內(nèi)表面接觸，而第二個(gè)帶(82)的另一個(gè)末端與襯墊(43)的一部分相接觸，所述襯墊(43)的該部分與外胎面(4，41，42)的徑向內(nèi)表面相交。
7.如權(quán)利要求2所述的充氣輪胎，其特征在于，外胎面(4，41，42)包括能夠從外表面至內(nèi)表面導(dǎo)電的裝置，其中構(gòu)成該胎冠增強(qiáng)件(3，31，32，33，34)的零件為導(dǎo)電性的，并與所述裝置接觸；其中該導(dǎo)電帶(8)與胎冠增強(qiáng)件的徑向內(nèi)面部分接觸。
8.如權(quán)利要求2所述的充氣輪胎，其特征在于，外胎面(4，41)不導(dǎo)電，并包括可從外表面至內(nèi)表面導(dǎo)電的裝置(43)；其中所述外胎面包括布置在其內(nèi)表面上并由導(dǎo)電混合物構(gòu)成的底層(42)，所述底層與所述裝置(43)接觸；其中構(gòu)成胎冠增強(qiáng)件(3，31，32，33，34)的零件的導(dǎo)電性非常低；且其中該導(dǎo)電帶(8)的一個(gè)末端與該底層(42)接觸。
9.如上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的充氣輪胎，其特征在于，該導(dǎo)電帶由沿著所希望的通道噴射的橡膠溶液構(gòu)成。
10.如權(quán)利要求1所述的輪胎，其特征在于，它由被一個(gè)或多個(gè)撓性的自支承件(9)所支承的一個(gè)環(huán)形外胎面(4)構(gòu)成，該自支承件(9)的導(dǎo)電性非常低，并位于所述外胎面的內(nèi)側(cè)上，所述自支承件利用裝置(5)與車輪連接，從而形成一個(gè)非充氣輪胎。
全文摘要
一種用于安裝在車輪上并支承負(fù)載的輪胎，它由以下部分組成外表面與地面接觸并包括一個(gè)可在地面和胎圈區(qū)域(B)之間導(dǎo)電的裝置的一個(gè)胎冠區(qū)域(S)；用以保證車輪和輪胎之間接觸從胎圈區(qū)域(B)，其與車輪接觸的組成部分(5)為導(dǎo)電性的；和連接該輪周區(qū)域(S)和胎圈區(qū)域(B)的胎壁區(qū)域(F)；其特征為，該胎壁區(qū)域(F)的組成部分由導(dǎo)電性非常低的材料制成；該輪胎包括至少一個(gè)厚度和寬度很小的、由導(dǎo)電材料制成的、且徑向沿著一條通道放置的導(dǎo)電帶(8)；該通道從與它接觸的胎冠區(qū)域(S)的所述內(nèi)面部分延伸至胎圈區(qū)域(B)，該胎圈區(qū)域(B)則與用以接觸車輪的所述組成部分(5)相接觸。
文檔編號(hào)B60C19/00GK1775574SQ200510123700
公開日2006年5月24日 申請日期2005年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月18日
發(fā)明者S·尼古拉斯 申請人:米其林技術(shù)公司, 米其林研究和技術(shù)股份有限公司