專利名稱：自支撐式充氣輪胎的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種充氣子午線輪胎，其能夠在低于常規(guī)充氣壓力的條件下運行。
背景技術：
自支撐式低壓安全輪胎已經(jīng)商業(yè)化多年。這種輪胎的主要特征在于，其側壁的橫 截面厚度增加，以加強側壁。這些輪胎在未充氣條件下運行時將用于加強的側壁插件置于 壓縮狀態(tài)。由于需要大量橡膠來加強側壁的剛度，熱量累積是輪胎破裂的一個主要因素。當 輪胎在未充氣條件下長時間高速運行時尤其如此。 美國專利No. 5368082中公開了采用專用側壁插件，以提高剛度。在未充氣輪胎 中，每個輪胎需要多用大約六磅的重量來支撐800磅的載荷。這種低壓安全輪胎的最早的 商業(yè)應用是用在高性能車輛上，并且具有非常低的縱橫比。對于縱橫比為55%至65%的范 圍或者更大的未充氣的豪華汽車輪胎，所需支撐的重量接近1400磅負荷。對于更大的低 壓安全輪胎的這種更高的負荷意味著側壁和整個輪胎必須被硬化，到達損害行駛質量的程 度。豪華汽車的車主完全不會為了低壓安全能力來犧牲行駛質量。工藝要求已經(jīng)變成提供 低壓安全輪胎，而不損失行駛質量或者性能。在非常硬的懸掛性能類型的車輛中，與具有更 軟的行駛特性的豪華轎車相比，提供這種輪胎相對容易。輕型卡車和運動功用的車輛，盡管 對于行駛性能不敏感，但提供了從接受更硬的行駛性能到要求更軟的豪華型行駛性能的低 壓安全輪胎市場。 因此，需要提供新穎的缺氣保用輪胎設計，其是"軟"的缺氣保用設計，使得不需損 害舒適性，同時與常規(guī)的充氣輪胎具有相同的底盤負載。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種自支撐式輪胎。更具體而言，該輪胎具有胎體、胎面以及 帶束層加強結構，該帶束層加強結構相對于胎體徑向向外并且相對于胎面徑向向內定位。 該胎體包括在一對胎圈部分之間延伸的加強層；一對側壁，每個側壁定位在該對胎圈部 分之一的徑向向外的位置；以及一對插件，其位于每個側壁中。第一插件位于氣密層和第一 加強層之間，第二插件相對于第一加強層軸向向外定位。


下面將參照附圖通過示例的方式對本發(fā)明進行描述，其中
圖1是自支撐式低壓安全輪胎的一半的橫截面構造。
具體實施方式

定義 下面的定義用于本發(fā)明。"三角膠"是指位于胎圈芯徑向上方并且位于簾布層和反包層之間的彈性填充體。
"環(huán)形"，指形成為環(huán)狀。"軸向"和"軸向地"這里用來指與輪胎的旋轉軸線平行的線或者方向。"周向"是指沿著環(huán)形輪胎的表面周邊延伸的線或者方向，其與赤道面平行并且與
軸向垂直。"設計輪輞"是指具有規(guī)定構造和寬度的輪輞。在本說明書中，設計輪輞和設計輪 輞寬度由制造輪胎的地區(qū)的實際工業(yè)標準規(guī)定。例如，在美國，設計輪輞由輪胎和輪輞協(xié)會 規(guī)定。在歐洲，輪輞在歐洲輪胎和輪輞技術組織_標準手冊中規(guī)定，術語設計輪輞是指與標 準測量輪輞相同的輪輞。在日本，標準組織是日本汽車輪胎制造商協(xié)會。
"設計輪輞寬度"是每個輪胎尺寸分配的具體可商業(yè)獲得的輪輞寬度。
"內部"是指朝著輪胎內側，"外部"是指朝著輪胎外側。"自支撐式低壓安全"是指具有如下結構的輪胎類型當輪胎在未充氣條件下以限
制的速度運行限制的時間長度時，輪胎結構自身足夠強來支撐車輛載荷，輪胎的側壁和內
表面不會皺縮或者屈曲到其自身上，而不需要任何內部裝置來防止輪胎皺縮。"側壁插件"是指位于輪胎側壁區(qū)域的彈性體或者簾線加強件，該插件是胎體加強
層和形成輪胎的外表面的外側壁橡膠的補充。"彈簧剛度"是指表示為給定壓力下載荷撓度曲線的斜率的輪胎剛度。
"豎直撓度"是指在載荷下輪胎撓曲的量。 下面，將描述本發(fā)明的最優(yōu)選實施方式。這些描述的目的在于解釋本發(fā)明的總的 原理，不應被理解為限制。本發(fā)明的范圍由后附權利要求書限定。 圖1示出了本發(fā)明的輪胎IO，其設計成在氣壓損失發(fā)生時可運行。該輪胎10具有 徑向向外的接地胎面12以及位于輪胎的胎面下方的胎冠部分中的帶束層結構14。帶束層 結構14包含一個或者多個帶束層，其具有任選的胎肩冠帶層16，用于保護胎冠的胎肩部分 處的帶束層。輪胎IO還包括一對側壁部分18，這些側壁部分從胎面徑向向內延伸，終止于 胎圈區(qū)域20中。每個胎圈區(qū)域還包括具有任何所需形狀的胎圈鋼絲55。胎圈區(qū)域20還可 包括下面將更詳細描述的任選的第1三角膠60和任選的第2三角膠70。胎圈部分還可包 括其他任選的未示出的元件，例如鋼絲圈外包布、氣釜、護趾膠以及胎圈包布。
本發(fā)明的輪胎10還包括胎體，胎體包括氣密層24，氣密層24是不透氣的并且從 一個胎圈區(qū)域20延伸到另一個胎圈區(qū)域。胎體還包括第一加強層30和任選的第二加強層 34。第一加強層30是徑向最內層并且在輪胎的胎冠部分下從輪胎的上部胎肩區(qū)域中的第 一插件40軸向向外延伸。第一插件40位于上部胎肩區(qū)域中靠近胎冠，并且位于氣密層24 和第一加強層30之間。第一加強層30軸向向外延伸并且鄰近第一插件40的軸向外部42。 第一加強層從輪胎的上部胎肩區(qū)域中的軸向向外位置過度到側壁18的下部的中間的軸向 向內位置。第一加強層用作第一插件40和第二插件50之間的分割線。第一加強層沿著第 二插件50的軸向向內的表面52徑向向內延伸。第一和第二插件的形狀和位置設置成能夠 調節(jié)第一加強層，使得不管輪胎處于充氣或者放氣狀態(tài)，第一加強層被加載在受拉狀態(tài)。因 此在插件40、50中減小了拉力載荷，因為第一加強層承載了載荷。下面將描述第一插件40 和第二插件50的細節(jié)。 在輪胎的胎圈區(qū)域中，第一加強層30位于氣密層24的一部分和第二插件50之 間，并且優(yōu)選地相對于第二插件50軸向向內延伸。該加強層還相對于輪胎的胎圈部分20
4中的胎圈鋼絲軸向向內延伸。第一加強層通過任何本領域技術人員已知的所需方法固定到 胎圈區(qū)域20上。固定第一加強層30的一種方法是圍繞胎圈包繞第一加強層30并且使其 終止于反包層32。固定第一加強層30的其他方法包括倒轉反包層、鎖定胎圈構造或者高簾 布層終止部或者包封反包，其中終止部位于帶束層邊緣下方。反包層32優(yōu)選延伸經(jīng)過三角 膠60的頂端62并且鄰接第二加強層34的一部分。 任選的第二加強層34徑向向外定位并且鄰近第一加強層，位于輪胎的胎冠部分 下方處于上部胎肩區(qū)域中。在中部胎肩區(qū)域，第二插件50的徑向外部53將第一加強層與 第二加強層分開。第一加強層沿著第二插件的軸向內邊緣52延伸，第二加強層沿著第二插 件50的軸向外邊緣54延伸。第二加強層34位于第二插件50和第2三角膠70之間。第 二加強層具有終止端36，該終止端36可在胎圈鋼絲55的附近終止。優(yōu)選的是，終止端36 相對于第一加強層的下部37軸向向外且相對于胎圈鋼絲55徑向向外定位。第二加強層的 終止端36不是包繞每個胎圈，也不固定到胎圈鋼絲55上，其被認為是漂浮層，因為其沒有 圍繞每個胎圈固定。可替代地，終止端36可以通過包繞胎圈或者通過倒轉反包的方式固定 到胎圈上。 第一胎圈三角膠60相對于胎圈鋼絲55徑向向外定位在第二加強層34的下端和 第一加強層的反包部分32之間。第一胎圈三角膠60優(yōu)選具有三角形的形狀，高度為胎圈 高度的0. 3至3倍，更優(yōu)選為胎圈高度的1. 5至2倍。第1三角膠60的形狀和尺寸設置成 在輪胎充氣和放氣狀態(tài)下保持反包層32中的張力。胎圈三角膠60示例性地由彈性體或者 橡膠形成。第一胎圈三角膠60是任選的，可以由五角胎圈(未示出)替代。
如上所述，該實施方式的輪胎還包括任選的第二胎圈三角膠70。第2三角膠70靠 近第二插件定位，其中第二加強層的下部位于第2三角膠和第二插件之間。第2三角膠70 具有徑向內端72和徑向外端74，徑向內端72位于胎圈鋼絲55的徑向外部附近，徑向外端 74在側壁的大約1/3至大約1/2高度范圍內延伸。第二胎圈三角膠70示例性地由在23攝 氏度時具有范圍為60至大約85、更優(yōu)選為大約65至大約80的Shore A硬度的彈性體或者 橡膠形成。第2三角膠70的形狀和尺寸被設置成在充氣輪胎和放氣輪胎的條件下均保持 反包層32中的張力。 第一插件40是彎曲的，其形狀能夠使得第一加強層30在充氣和放氣狀態(tài)下都保 持在拉伸狀態(tài)。插件40優(yōu)選在胎面邊緣和輪胎的上部側壁的徑向位置之間具有最大厚度 B。 B為大約5至大約20mm，并且發(fā)生在斷面高度的大約2/3徑向高度處。插件40示例性 地由在23攝氏度時具有范圍為50至大約75、更優(yōu)選為大約55至大約65的Shore A硬度 的彈性體或者橡膠形成。插件40的功能在于當輪胎10在降低的或者可忽略的充氣壓力時 硬化/支撐輪胎10的側壁18，并且當輪胎10在降低的或者可忽略的充氣壓力下運行時將 加強層保持在拉伸狀態(tài)。如果加強層保持在拉伸狀態(tài)，可以最小化插件40、50的拉伸載荷。
第二插件50具有非對稱的形狀。第二插件的徑向外端53與第一插件40重疊。 第二插件的軸向內表面54的徑向外部的弧度是凹的，徑向內部的內表面56的弧度是凸的。 第二插件的Shore A硬度與第一插件40不同，第二插件優(yōu)選比第一插件更硬。因此，第二 插件優(yōu)選具有比第一插件40更高的相對Shore A硬度。 插件40、50在性質上是彈性體，其材料特性可以選擇成提高充氣行駛性能同時提 高輪胎的低壓安全持久性。如果需要，插件40、50可以通過簾線或者短纖維被單獨加強。
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插件40、50和三角膠60、70的黏/彈性比(tangent delta)的范圍為大約O. 02至 大約0. 06，更優(yōu)選為大約0. 025至0. 045。黏/彈性比是使用7. 8赫茲的頻率的Metravib 分析儀在70攝氏度在剪切力下且變形為6%時測量的。 根據(jù)這里的描述可以對本發(fā)明進行變型。盡管為了示例本發(fā)明已經(jīng)示出了一些代 表性實施方式和細節(jié)，但是本領域技術人員清楚地了解，可以對其進行各種改變和變型，而 不背離本發(fā)明的范圍。因此，應當理解，在所附權利要求書限定的本發(fā)明的范圍中，可以對 所描述的具體實施方式
進行變型。
權利要求
一種充氣輪胎，其特征在于，所述輪胎包括胎體；胎面；帶束層加強結構，所述帶束層加強結構相對于所述胎體徑向向外并且相對于所述胎面徑向向內定位；一對側壁，每個側壁相對于一對胎圈部分中的一個徑向向外定位；以及第一插件和第二插件，其中，所述胎體還包括在所述胎面下方延伸的第一加強層，所述第一插件位于氣密層和所述第一加強層之間，所述第二插件相對于所述第一加強層軸向向外定位。
2. 根據(jù)權利要求1所述的輪胎，其特征在于所述第一加強層圍繞每個胎圈固定。
3. 根據(jù)權利要求1所述的輪胎，其特征在于第二加強層從一個胎圈區(qū)域延伸到另一 個胎圈區(qū)域，但是不包繞每個胎圈。
4. 根據(jù)權利要求1所述的輪胎，還包括第1三角膠和第2三角膠。
5. 根據(jù)權利要求3所述的輪胎，其特征在于所述第二加強層相對于所述第一插件和 第二插件軸向向外定位。
6. 根據(jù)權利要求1所述的輪胎，其特征在于所述第二加強層相對于所述第1三角膠 和第2三角膠軸向向內定位。
7. 根據(jù)權利要求1所述的輪胎，其特征在于所述第一插件在23攝氏度下測量的 Shore A硬度為50至70。
8. 根據(jù)權利要求1所述的輪胎，其特征在于所述第一插件的ShoreA硬度值小于所述 第二插件的Shore A硬度值。
9. 根據(jù)權利要求1所述的輪胎，其特征在于所述第一插件的ShoreA硬度值不同于所 述第二插件的Shore A硬度值。
10. 根據(jù)權利要求1所述的輪胎，其特征在于所述第一插件在23攝氏度下測量的 Shore A硬度為55至65。
全文摘要
一種自支撐式充氣輪胎，包括胎體；胎面；以及帶束層加強結構，所述帶束層加強結構相對于所述胎體徑向向外并且相對于所述胎面徑向向內定位。胎體包括在一對胎圈部分之間延伸的加強層結構；一對側壁，每個側壁相對于該對胎圈部分中的一個徑向向外定位；以及位于每個側壁中的一對插件。第一插件位于氣密層和第一加強層之間，第二插件相對于第一加強層軸向向外定位。
文檔編號B60C15/04GK101746226SQ20091025836
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月14日 優(yōu)先權日2008年12月12日
發(fā)明者T·P·-M·G·克涅, T·R·G·德魯 申請人:固特異輪胎和橡膠公司