專利名稱:充氣橡膠車胎及其制造方法
本發(fā)明關(guān)于改良的充氣橡膠車胎，它的輪輞上有兩個(gè)卷邊，卷邊中埋有芯圈，繞著芯圈的是埋入橡膠中的簾布層插入端，這樣來使插入端固定。本發(fā)明也關(guān)于生產(chǎn)這種充氣胎的方法。
通常都知道布置在充氣胎卷邊中的芯圈是用金屬(例如鋼)制成的，其形狀為成型金屬片或絲，并由多股繞成。
由于金屬(如鋼)和充氣胎的橡膠并沒有很好的親和力，就產(chǎn)生先有芯圈和胎料間的連接問題。彈性彎曲的單個(gè)金屬絲在彎曲應(yīng)力下有彈回的趨向。在硫化時(shí)，當(dāng)時(shí)的橡膠尚有流動性，在最壞的情況下上述的現(xiàn)象造成芯圈的結(jié)構(gòu)失常。再加上這一事實(shí)，即芯圈的比重和胎料顯著不同以及芯圈的特殊形狀，芯圈成為不平衡現(xiàn)象的根源，這種不利影響隨著胎的輕型化結(jié)構(gòu)以及胎的設(shè)計(jì)速度的提高而成比例地增加。
由于傳統(tǒng)的芯圈被簾布層插入端的進(jìn)入端所封圍，這種結(jié)構(gòu)造成變硬的卷邊區(qū)，一直延伸到胎的側(cè)壁好大一段距離，使得胎的舒適性受損。
本發(fā)明就為了解決這個(gè)問題，提供一種充氣橡膠車胎，它的卷邊中有改良了的芯圈，這種芯圈一方面能合適地和柔順地和包圍它的材料構(gòu)成一體，另一方面比先有芯圈有更輕更均勻的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還因?yàn)楦牧剂司磉叺娜嵝远固ピ谘b上時(shí)變得容易。最后本發(fā)明減少了簾布支持裝置的所需結(jié)構(gòu)高度，在胎斷面高度不變的情況下大幅度提高彈性舒適性，或在同樣彈性舒適性的情況下大幅度減小胎斷面高度以便提供更大的輞或制動直徑。
為了解決本說明書開頭部分說的普通充氣橡膠胎的問題，建議每根成型的圈包括有和橡膠化學(xué)地接合的材料，還包括嵌入成型圈中的高強(qiáng)度纖維的繞扎。
成型圈是用韌性材料做成，它和胎的橡膠相適應(yīng)，就是說這種材料能和橡膠柔性連接，所以即使在工作中碰到擠壓或扭曲現(xiàn)象時(shí)，也不會在胎料和芯圈之間產(chǎn)生破裂問題。此外按照本發(fā)明的成型圈包括一股材料的繞扎，這和先有芯圈相反的是所謂連續(xù)地繞成的，因此就沒有那種會造成不平衡現(xiàn)象的接頭。另一方面，適宜于做繞扎的特別細(xì)的多股材料或纖維被置于相對穩(wěn)固的成型圈中，用一種粘合劑它開始是流體隨后會凝固的，例如液態(tài)橡膠，以這樣的方法，即把成型圈支持在一起以形成一個(gè)不可伸長的圈，不用把形成成型圈的材料端連接在一起形成接頭。這意味著成型圈也不會造成任何不平衡。
這種彈性的但不可壓縮的型框防止芯線發(fā)生相互間的位移，這保證了一束纖維原有的強(qiáng)度在一適當(dāng)?shù)乃健?br>形成繞扎的纖維或多股材料可以是一條絲，一股絲，捻紗，辮織或纜，單芯捻紗或多芯捻紗(6到20μ)，也可以是一種由多股材料、狹條或絲帶捻成的紗。重量的是繞扎要包括相當(dāng)大數(shù)量的非常細(xì)的芯線和多圈繞成，以便給芯圈以所需的強(qiáng)度、柔性和安全性。成型圈因其形狀而具有穩(wěn)固性，有抗彎曲的外形，并保護(hù)繞在其中的多股材料。以防止輪胎徑向和軸向的直接彎曲負(fù)荷;而在伸張時(shí)多股材料把成型圈支持在一起并提供所需的穩(wěn)性。
最好是，按照本發(fā)明的芯圈備有復(fù)蓋裝置，它封蓋著成型圈的最初開放的以便繞入多股材料的側(cè)面，復(fù)蓋裝置最好是環(huán)的形式，它可以是條狀的外形。復(fù)蓋裝置在多股材料被繞入成型圈以后再裝上芯圈。因此，復(fù)蓋裝置最好被置于徑向隔開成型圈中的繞扎一段距離處，以便輪胎的簾布層插入端在這兩者中間被緊緊裝置著，以便簾布層插入端的環(huán)繞部分在制造輪胎時(shí)即在漲開操作和硫化操作時(shí)不會從芯圈上松開。復(fù)蓋裝置可被牢固地連接在成型圈上，例如利用把復(fù)蓋裝置和/或成型圈做成所需的形狀。復(fù)蓋裝置也可以進(jìn)一步具有一種外形，它向成型圈中的繞扎延伸，以便在復(fù)蓋裝置和它下面的簾布層插入端之間提供一種牢固的連接。
雖然成型圈和復(fù)蓋環(huán)最好由硬性的扁平材料做成，它最好有成型的外形，這取決于該材料和橡膠的親和力，它們也可以有一些通孔，橡膠材料能通過通孔來嵌合。在這方面說來復(fù)蓋環(huán)也可以由織物或帶網(wǎng)孔的帶或條做成。
最好是至少是成型圈，其次可能的話加上復(fù)蓋環(huán)，都用塑料材料做成，它的比重在1和1.5之間，最有利是從1至1.2，這就完全排除了金屬例如鋼來做芯圈。
繞在成型圈中的多股材料最好是具有高拉強(qiáng)度的捻紗或線料，例如全部或絕大部分由碳纖維或芳族聚酰胺組成，其比重在1.3和2.6之間，最好是1.5。
因此，由于使用了細(xì)的芯線而又用用小量的材料，這種措施使芯圈中的繞扎它具有高強(qiáng)度但又特別柔軟，在不希望的伸張情況下給芯圈以所需的穩(wěn)性。封蓋著繞扎的成型圈也可以是保護(hù)線或多股材料的復(fù)蓋環(huán)，這線或多股材料可能不利負(fù)荷造成的彎曲高度敏感，該種負(fù)荷是由繞過芯圈的簾布層插入端發(fā)出的，特別是當(dāng)對充氣輪胎進(jìn)行膨脹或伸張操作時(shí)，在胎形模腔中進(jìn)行硫化處理時(shí)，或進(jìn)行裝配時(shí)。
如果芯圈的個(gè)別部件包含上述材料，此時(shí)的芯圈就和輪胎的橡膠具有相似或差不多相同的比重。因此，不但芯圈能牢牢地埋在輪胎卷邊中，而且由于比重的原因，它和輪胎材料成為一體，所以卷邊的芯圈不會造成任何不希望的不平衡現(xiàn)象，而先有的芯圈就因?yàn)檩^大的比重而造成重量集中或重點(diǎn)，重復(fù)地發(fā)生上述現(xiàn)象。
按照本發(fā)明一個(gè)優(yōu)先實(shí)施例，成圈形成一種槽或凹陷以容納繞在其中的纖維或多股材料。這樣，多股材料能被幾乎完地封蓋在成型圈中，因此，它基本上被成型圈保護(hù)著防止和沿著芯圈布置的簾布層插入端直接接觸。從簾布層插入端發(fā)出的拉力之類被基本上傳遞給成型圈，由于它的槽形外形，防止了這種力對繞在成型圈中的纖維或多股材料施加有害的彎曲負(fù)荷。成型圈的形狀是這樣的，即簾布層插入端能繞在其外側(cè)，換句話說，成型圈沒有任何銳緣或角可以對簾布層插入端造成不利的負(fù)荷和應(yīng)力，但它的外形允許平滑地進(jìn)入。
另一方面，芯圈可以適當(dāng)?shù)乩喂毯涂煽康毓坛种鴩@著的簾布層插入端的端部，以防止簾層插入端的繞著的部分回復(fù)到它原始形狀，即使是在輪胎成形模壓的硫化操作中。實(shí)施例對鋼芯簾布也特別有利，例如用于卡車輪胎。這是由于按照本發(fā)明的芯圈形成一種繃帶，它對伸入芯圈的簾布層插入端的端部施加壓緊作用，這是由于把復(fù)蓋環(huán)的直徑做成適當(dāng)?shù)某叽?，以及可以使?fù)蓋環(huán)的表面具有某種外形，以使它對簾布層插入端起作用而防止它滑脫。
按照本發(fā)明的用于充氣橡膠胎的芯圈的實(shí)施例，以放大比例用簡化形式示于附圖中，圖中圖1是芯圈的第一實(shí)施例的一個(gè)橫斷面圖，圖2是圖1中沿Ⅱ-Ⅱ線作的縱斷面圖，圖3是芯圈一個(gè)改良實(shí)施例的一個(gè)橫斷面圖，圖4是芯圈進(jìn)一步改良實(shí)施例的橫斷面圖，圖5是芯圈另一個(gè)實(shí)施例的橫斷面圖，顯示繞過芯圈的簾布層插入端是如何在此固定的，圖6是芯圈第五實(shí)施例的橫斷面圖，其中簾布層插入端的插入的端部凸出于芯圈。
圖7是充氣橡膠胎的透視圖，顯示兩個(gè)輪胎卷邊中的一個(gè)包含一個(gè)按照本發(fā)明的芯圈。
圖1和2中顯示的芯圈1包括一個(gè)外成型圈2，它有穩(wěn)固的外形，繞扎3被置于其中，繞扎3由細(xì)的多股材料組成，這里沒有詳細(xì)畫出，它們在橫斷面中形成均勻的質(zhì)量，還有一個(gè)繃帶形的復(fù)蓋環(huán)4。一個(gè)簾布層插入端5被繞在或圍繞著芯圈1。簾布層插入端5的端部5a被持于復(fù)蓋環(huán)4和繞扎3之間，例如被夾緊著。為了增加圖的清晰，在簾布層插入端5或端部5a和芯圈1之間畫出了空隙。在事實(shí)上簾布層插入端5靠緊著成型圈2的外側(cè)，成型圈2有倒圓的側(cè)面，成型圈中的繞扎3也有倒圓的側(cè)面，這些倒圓的側(cè)面遍布它們的整個(gè)表面區(qū)域，當(dāng)復(fù)蓋環(huán)4用某種程度的予緊力從外部壓向簾布層插入端5的端部5a時(shí)，簾布層插入端5就貼合著成型圈2，以便使端部5a和芯圈1固定。
在簾布層插入端5的進(jìn)入側(cè)，成型圈2有一個(gè)直立的緣部6，其形狀如彎角，它保護(hù)著簾布層插入端5的插入的端部5a，并保證簾布層插入端能被包繞著芯圈，沒有彎曲的危險(xiǎn)。
在圈2中的繞扎3大體上充滿著由成型圈2形成的槽形7中，由于其特殊的形狀，簾布層插入端5的端部5a平躺在繞扎3上并盡量伸至角狀部6(見圖1)。
圖3所示的實(shí)施例和圖1所示的芯圈之不同之處基本上在于芯圈11包含著一個(gè)繞扎13它是這樣充滿成型圈12的槽形17的，即簾布層插入端5的端部5a它是配合在芯圈11中的，在芯圈11中以躺平的狀況以小的傾斜度伸向圈12的角狀部16。圖3的芯圈實(shí)施例在復(fù)蓋環(huán)14方面也存在差異，即復(fù)蓋環(huán)14具有錐形并在15處有鼻狀外形，它配合在成型圈12的部分16的外端上，以掀扣式連接，這就使成型圈12和復(fù)蓋環(huán)14之間產(chǎn)生牢固的連接。
在圖4所示的實(shí)施例中，芯圈21的成型圈22的其角狀部26的區(qū)域中備有一個(gè)延伸部28，它能以掀扣式固定方式嚙合在錐形夾緊環(huán)24上。為此，環(huán)24有一個(gè)向上突出的緣部29。在這種布置中，成型圈22有一個(gè)徑向切槽25以便保證它的彈性。
由成型圈22形成的槽形27被繞扎23充滿著，這和圖3所示實(shí)施例的情況相似。繞扎23最好由一根單絲繞成，或由多根單絲之類形成的多股材料繞成，這提供實(shí)用上的無端繞扎，這樣既不會伸張，又因每根芯線的特細(xì)橫斷面而特別柔軟，所以斷裂的危險(xiǎn)非常小而芯圈的穩(wěn)性和安全性非常大。因?yàn)槔@扎23是做成無端的，不存在材料中和平衡中由接頭形成的薄弱點(diǎn)。
圖5中顯示的芯圈31和圖1中所示的相似，但是復(fù)蓋環(huán)34有一個(gè)鼻部35，它嚙合于成型圈32的角狀部36的上端上，同時(shí)在它的下表面上有一個(gè)或多個(gè)凸出的固定鈕38，當(dāng)復(fù)蓋環(huán)34被沿著箭頭39所示方向完全地推到成型圈32上時(shí)，它就形成和成型圈32的牢固掀扣連接，從而保持不會滑脫。
在裝配操作中，簾布層插入端的端部(在圖5中未示出)它被芯圈31所包繞的，是被沿著箭頭40所示的方向推到成型圈32的槽形37中的繞扎33上，直至它的端部靠近圈32的部分36的內(nèi)側(cè)。然后把夾緊環(huán)34向相反方向推入(如箭頭39所示)到圈32上和簾布層插入端的插入的端部上，以便用夾緊環(huán)的形式把簾布層插入端的端部壓向繞扎33，把它固定在成形圈中。
在圖6所示的實(shí)施例中，芯圈51包括一個(gè)成形圈52，它和圖1中所示的成型圈有相似的外形，它形成了一個(gè)槽形57，在其中被置有高強(qiáng)度纖維或捻紗材料的繞扎53。被置于簾布層插入端5的進(jìn)入側(cè)的是一個(gè)向上延伸部56，它有角狀外形，具有彎曲的輪廓，因此具有適當(dāng)彎曲外形的簾布層插入端5能被繞著芯圈51放置并能被這樣彎回來，即它的插入端部5a躺在繞扎53的平頂側(cè)上。
接著被置于芯圈51的外側(cè)上的是復(fù)蓋環(huán)54，它壓著簾布層插入端5的插入端5a，以一定程度的予緊力壓向圈52的槽形57中的繞扎53，把它固緊在此位置上。在復(fù)蓋環(huán)54和圈52的向上延伸部56之間的是一個(gè)開開口58，通過它的是簾布層插入端5的插入端部5a的最外端5b。最外端5b是這樣穿過開口58的，即它和從輪胎側(cè)壁出來的簾布層插入端5的部分5c平行地延伸，并和它靠近地延伸，如圖6所示。
在圖6的芯圈實(shí)施例中，簾布層插入端5的插入端部5a被特別牢固地持于芯圈上。
聚合物(2，6-二甲烷-1，4-苯撐醚)被發(fā)現(xiàn)是一種特別適合做成型圈的塑料。
圖7顯示一個(gè)完整的充氣橡膠胎60，它有一個(gè)外環(huán)形胎面61，它的兩側(cè)漸變?yōu)榛⌒蝹?cè)壁62，它們又各自結(jié)束為環(huán)形卷邊63，卷邊63被用來支承在車輪的輪輞(未示出)上，在卷邊63中就埋有按照本發(fā)明的芯圈。
在實(shí)施例中所述的成型圈(2，12，22，32，52)和/或復(fù)蓋環(huán)(4，14，24，34，54)最好包括塑料材料以及具有大致均勻的壁厚約2mm。成型圈(22)和/或復(fù)環(huán)(4，54)可以包含多個(gè)通孔。復(fù)蓋環(huán)(4，54)可以由開口網(wǎng)或織物組成。
繞扎(3，13，23，33，53)最好是其橫斷面在徑向比橫向要小些。形成繞扎的多股材料(30)包括高強(qiáng)度纖維例如碳或芳族聚酰胺纖維，例如以粗紗、線或捻紗材料的形式。
各芯圈(1，11，21，31)的各部分最好包括具有和輪胎的橡膠相同或相似的比重的材料。
在優(yōu)先實(shí)施例中塑料的成型圈(2，12，22，32，52)具有的比重在1和1.5之間，最好是1至1.2，而繞扎(3，13，23，33，53)的多股材料具有的比重在1.3和2.6之間，最好是1.5。成型圈(2，12，22，32，52)可以包括聚苯基醚支承材料。
本發(fā)明也涉及生產(chǎn)充氣橡膠輪胎的方法，這種輪胎有埋在橡膠材料中的簾布層，還有兩個(gè)環(huán)形卷邊，它們被置于車輪的輪輞上，其中埋在每個(gè)卷邊中的是一個(gè)芯圈，繞著芯圈的是簾布層的一側(cè)邊，在此處，簾布層被置成繞著芯圈，整個(gè)裝置被引入橡膠材料，這樣制成的胎坯被進(jìn)行硫化處理。新方法中，芯圈是由成型圈制成的，其中置有用合成的多股材料制的繞扎，繞扎的纖維材料在被繞進(jìn)成型圈之前，用開始是流體隨后會凝固的材料浸漬，它硫化后形成接合料(matrix)。這種硫化后形成接合料的材料是一種實(shí)用化的聚丁二烯，以便防止纖維和/或芯線相互間的位移。
在安裝簾布層之前，成型圈表面被涂覆著苯乙烯-聚丁二烯橡膠支承材料。也可采用帶有苯乙烯-聚丁二烯橡膠材料的簾布層。在繞扎被裝入成型圈之后，一個(gè)復(fù)蓋裝置，例如其形狀是一個(gè)環(huán)，被置于繞扎上。這個(gè)復(fù)蓋裝置可以被沿著成形圈的軸向或從成型圈的側(cè)面推上成型圈上來。
權(quán)利要求
1.車輛用的輪胎，它有兩個(gè)卷邊置于車輪的輪輞上，每個(gè)卷邊中埋有芯圈，簾布層插入端埋在輪胎的橡膠中并被置成繞著芯圈以固定簾布層插入端，其特征為芯圈包括一個(gè)成型圈，它是用能和橡膠化學(xué)性粘接的材料制成，以及一個(gè)嵌入在成型圈中用高強(qiáng)度纖維制成的繞扎。
2.如權(quán)利要求
1中的輪胎，其特征為成型圈有一個(gè)開口側(cè)以容納繞扎。
3.如權(quán)利要求
2中的輪胎，其特征為還包括一個(gè)復(fù)蓋裝置，它裝置于該開口側(cè)上以壓住簾布層插入端。
4.如權(quán)利要求
3中的輪胎，其特征為復(fù)蓋裝置是一個(gè)條形或扁平環(huán)，它和成型圈一起形成一個(gè)橫向地開口的形狀以容納簾布層插入端。
5.如權(quán)利要求
4中的輪胎，其特征為復(fù)蓋裝置和成型圈都具有能可靠地聯(lián)接的形狀。
6.如權(quán)利要求
3、4、5中任一項(xiàng)的輪胎，其特征為復(fù)蓋裝置是環(huán)形的并以予緊力的狀況壓緊簾布層插入端的插入的邊部以把該邊部壓緊。
7.如權(quán)利要求
1中的輪胎，其特征為成型圈有一個(gè)倒圓的槽形以容納纖維繞扎。
8.如權(quán)利要求
7中的輪胎，其特征為該槽部分地被該繞扎充滿。
9.如權(quán)利要求
1中的輪胎，其特征為成型圈的橫斷面是U或L形的，在簾布層的進(jìn)入側(cè)有一個(gè)直立的角，并具有倒圓的各個(gè)側(cè)面。
10.如權(quán)利要求
3或4中的輪胎，其特征為復(fù)蓋環(huán)是這樣布置的，即在該復(fù)蓋環(huán)和成型圈之間形成一個(gè)開口，并且簾布層插入端在繞扎和復(fù)蓋環(huán)之間繞過成型圈并穿出該開口，處于緊靠著進(jìn)入的簾布層插入端。
11.一種生產(chǎn)車輛用充氣橡膠輪胎的方法，該輪胎有埋在橡膠材料中的簾布層，兩個(gè)環(huán)形的卷邊被置于車輛車輪的輪輞上，而在每個(gè)卷邊中埋有芯圈，繞著芯圈被放置著簾布層的一側(cè)，簾布層被置成繞著芯圈，然后整個(gè)組合就被引入橡膠材料，這樣制出的胎坯被進(jìn)行硫化處理，其特征為芯圈由成型圈所形成，其中放置著由合成多股材料制成的繞扎，繞扎的纖維材料在被繞入成型圈之前用一種材料來浸漬，這種材料開始是流體，隨后凝固，經(jīng)硫化后形成接合料(MATRIX)。
12.如權(quán)利要求
11中的方法，其特征為該種經(jīng)硫化后形成接合料的材料是一種實(shí)用化的聚丁二烯，以便防止纖維和/或芯線相互間的位移。
專利摘要
一種車輛用的充氣橡膠輪胎。它有兩個(gè)卷邊支承在車輪的輪輞上。在每個(gè)卷邊中埋有芯圈，它有一個(gè)成型圈，繞著成型圈的是簾布層插入端，它被埋在輪胎的橡膠材料中以使它固定。每個(gè)成型圈包括一種材料它能和橡膠材料化學(xué)粘接，并包含一個(gè)高強(qiáng)度纖維制成的線扎，該線扎被置于成型圈中，它和成型圈固持在一起并加強(qiáng)了成型圈。
文檔編號B60C15/04GK87103296SQ87103296
公開日1987年12月9日 申請日期1987年5月1日
發(fā)明者約尼·雅納斯, 格特·沃貝爾, 斯特芬·克拉策, 岡特·貝克曼 申請人:約尼·雅納斯導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan