CN100551723C - 轮胎及轮胎制造方法 - Google Patents

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Abstract

轮胎(11)，包括：包括圆周加强结构(20)的胎圈；包括通过胎面(40)径向向外覆盖的加强结构(30)的胎冠；在胎冠的两侧侧壁(50)提供至各胎圈的连接；经过胎冠从一胎圈延伸至另一胎圈的胎体加强元件(60)且在胎圈内固定到圆周加强结构(20)，胎体加强元件由挂胶帘布层形成，该层包括径向延伸的加强线，相对于圆周方向形成80°-100°的角；连接区域(70)，由在连接区域的帘布层重叠形成，该区域径向布置；覆盖条(80，81)，覆盖连接区域一部分，覆盖条由橡胶组合物形成，组合物由加强线(95)加强；覆盖条的加强线(95)径向定向；在径向剖面看时各覆盖条在靠近胎冠加强结构(30)的轴向端的点和径向位于轮胎(11)的轴向最外点内侧的点之间延伸。

Description

轮胎及轮胎制造方法
技术领域
本发明涉及轮胎及轮胎制造方法，更具体地说，本发明涉及对轮胎侧壁的外观及性能的改进。
词语定义
“加强线”或“加强元件”应当理解为表示等效的帘线和线缆。帘线可以通过单个的单丝或多丝的帘线形成；线缆可以设置有中心芯线，也可不设置中心芯线。形成加强元件的材料可以变化；其可以是金属，或天然或合成的织物。
“径向”方向应当理解为是指包括在包含轮胎旋转轴线的平面内的任意方向。如果某一点相对于另一点来说更靠近轮胎的旋转轴线，那么该点位于另一点的“径向内侧”。当剖面是位于包括轮胎旋转轴线的平面内时，此剖面称为“径向”剖面。
“轴向”应当理解为是指平行于轮胎旋转轴线的方向。
“圆周方向”应当理解为是指垂直于径向和轴向的方向。
背景技术
近年来，尽管在制造方法方面(特别是在刚性芯部上进行制造的方法)取得了飞速发展，但现在大部分的轮胎仍然是在成型鼓上制造。在此类方法中，胎体加强元件由一层或多层形成，被放置在一个圆筒形成型鼓上，使得其加强元件的方向基本上与成型鼓的轴线方向平行。胎体加强元件已被缠绕在成型鼓上，其端部集成在一起，从而使加强元件形成一个圆筒体，圆筒体的内径对应于成型鼓的直径。所述端部通过一个连接区组装在一起，使得可以连接两个加强元件的边缘。
通常采用这样的两种连接类型：端对端的连接及重叠的连接。
在帘布层边缘端对端的连接中，帘布层边缘的连接取决于涂覆在加强元件上的小部分橡胶组合物的粘性。因此，连接区域的强度可能不是很高，并且在轮胎的后期成形时，将加强元件的圆筒形坯件转变为环形坯件的过程中，连接区域有可能损坏，特别是在较大圆周扩展的区域。
在较长的时期内就已提出，通过应用一个小的橡胶层来加强端对端的连接区域，所述层靠近连接区域。因此，文献US1,899,067提出，在胎体加强元件的边缘上敷设粘性的橡胶薄板，并且对其加压加热，以对此连接区域进行“焊接”。文献EP 0 120 623公开相同方案的一种新的变形。FR 2 389 483提出，采用加强覆盖条代替橡胶，其加强线被布置成实质上沿着由胎体加强元件形成的圆筒的圆周定向。文献DE 2504 181基于此原因继续提出使用一个预拉伸的板条，在将加强元件的圆筒形坯件转变为环形坯件内期间，其使得有可能为此区域提供更大的阻力，并避免具有较大厚度的(不平衡)区域的形成。
顾名思义，重叠连接包括在一定的距离范围内通过胎体加强元件一个边缘覆盖另一个边缘，并且通过施加压力将它们连接在一起。此类连接特别应用于当纤维通过织物帘线或线缆进行加强的时候。由于在重叠部分存在大面积的粘接，所述其特别牢固。
因为在一定的圆周距离范围内具有双倍厚度的纤维，所以此类连接并非没有缺点。在连接区域，加强元件的数量加倍，在一定的充气压力作用下，与加强元件的其它加强元件的伸长量相比较而言，在连接区域内加强元件的伸长量只有其一半。其结果是丧失了轮胎侧壁的均匀性，这样将影响轮胎的性能，或者至少影响其外观。
现有技术中有如下的多个解决方案：EP 0 407 134公开了使用一个橡胶覆盖条来覆盖连接区域的全部或一部分。US 4,810,317教导，使用一个加强板条覆盖整个连接区域，板条的加强元件被优选地布置成与胎体加强件的加强元件呈10-25度角。
这些措施并不总能满意地减少侧壁的不规整性。它们还具有如下缺点：需要附加相对较大量的橡胶或胶布，并且增加了轮胎的不平衡。覆盖整个连接区域的附加加强板条甚至可以产生与设计目的相反的影响，因为此板条可能在连接区域内起胎体层的加强元件的作用，因此，当轮胎被充气时使侧壁的变形性能劣化。
现有技术中还有其它的解决方案。特别地，提议在帘布层的重叠部位切除加强元件。此方案可以有效地减少对延伸的阻力最大区域，但是，这是一个很细致的操作，并且具有风险，即，过多的元件将被切除，由此将形成脆弱区域。
还提出提供一个胎体加强元件，其包括在连接区域内对延伸阻力较小的加强元件。此方案可以解决侧壁变形这一问题，但是其费用昂贵，难于以工业规模予以实施。
本发明的第一个目的是通过简单的装置来解决侧壁不规整性这一问题，并且可经济地予以工业实施。
发明内容
通过如下所述的轮胎可以实现此目的，所述轮胎包括：
●胎圈，各胎圈包括至少一个圆周加强结构；
●胎冠，其包括一个由胎面径向向外覆盖的加强结构；
●在胎冠的两侧，侧壁提供至各胎圈的连接；
●至少一个胎体加强元件，其经过所述胎冠从一个胎圈延伸至另一个胎圈，并且在胎圈内固定到至少一个圆周加强结构上，该胎体加强元件形成至少一个挂胶帘布层，所述挂胶帘布层包括基本上径向延伸的加强线，即相对于圆周方向，形成一个80°至100°之间的角度；
●至少一个连接区域，其由在连接区域上的帘布层重叠而形成，该连接区域基本上径向定向；
●至少一个覆盖条，其覆盖连接区域的一部分，各覆盖条由橡胶组合物形成，所述组合物由多个加强线加强；
●各覆盖条的加强线基本上径向定向；
所述轮胎的特征在于，在径向剖面看时，各覆盖条在下列两点之间延伸：
-靠近胎冠的加强结构的轴向端的点，和
-位于轮胎的轴向最外点的径向内侧的点。
如果用长度L表示径向平面内(i)胎圈内的圆周加强结构的剖面内径向最内侧的点和(ii)胎冠的加强结构的轴向端部之间的距离，此距离是沿着胎体加强元件的表面进行测量，优选地，覆盖条在与圆周加强结构之间的距离为D的点和胎冠加强结构的轴向端部之间延伸。距离D位于0.3L-0.7L之间，优选为0.4L。其精确值可以选择为过充气轮胎(典型地为3巴)的可见变形部分的函数。优选地，覆盖条的长度被选择成使得其不与胎冠的加强结构相接触，但是其终止处与胎冠的加强结构的轴向端部的距离小于0.1L。因此，即使考虑至制造公差，也可以避免覆盖条与胎冠的加强结构之间的接触。
应当注意的是，相对于连接区域的宽度来说，侧壁变形的减少量取决于覆盖条的宽度。优选地，在圆周方向上测量得到的各覆盖条的宽度大于胎圈内连接区域的宽度(在轮胎成形时，没有对连接区域进行修整)。当在圆周方向上测量得到的各覆盖条的宽度大于连接区域被覆盖条覆盖部分的最大宽度时，侧壁变形的减少量特别满足要求。当然，各覆盖条的宽度必须不超过极限值，否则将会引起侧壁的变形。优选地，在圆周方向上测量的各覆盖条宽度小于连接区域被覆盖条覆盖部分的最大宽度的4倍，更优选地为小于其2倍。
优选地，在圆周方向上，各覆盖条是以连接区域为中心。
成形轮胎在垂直于胎体加强元件表面的方向上测量得到的各覆盖条的厚度为0.6-1.5mm。
覆盖条的材料可以与胎体加强元件的帘布层材料相同，也可以与其不同。例如，加强条包括在由聚酯加强线形成上的尼龙加强线，该加强条已被成功地应用。
本发明还涉及用于在成型鼓制造轮胎的方法，所述轮胎包括：
●胎圈，各胎圈包括至少一个圆周加强结构；
●胎冠，其包括一个由胎面径向向外覆盖的加强结构；
●至少一个胎体加强元件，其经过所述胎冠从一个胎圈延伸至另一个胎圈，并且在胎圈内固定到至少一个圆周加强结构上，胎体加强元件由至少一个挂胶帘布层形成，所述挂胶帘布层包括基本上径向延伸的加强线；
●至少一个连接区域，其由在连接区域上的帘布层重叠而形成，该连接区域基本上径向定向；和
●至少一个覆盖条，其覆盖连接区域的一部分，各覆盖条由橡胶组合物形成，所述组合物由多个加强线加强；
所述方法包括如下步骤：
-将帘布层缠绕在成型鼓上，以便获得帘布层边缘的覆盖部分，所述覆盖部分平行于成型鼓的轴线；
-在帘布层的覆盖部分端部，形成一个或多个翼片，各翼片用于形成一覆盖条，并且其位置布置成这样，即，当轮胎制造好以后，各覆盖条覆盖连接区域的一部分，并且，当从径向剖面观看时，各覆盖条在靠近胎冠的加强结构的轴向端的点与径向位于轮胎的轴向最外点的内侧的点之间延伸；
-通过沿着由帘布层边缘限定的直线折叠翼片而将翼片折叠过来，其中翼片从所述边缘上伸出。
在根据本发明的方法中，可以在帘布层被缠绕在成型鼓上之前或之后形成翼片。
本领域的普通技术人员公知，用于形成胎体加强元件的帘布层通常通过组装数个部件而形成，并且在轮胎的制造过程中，具有所称为“预先处理(preparatory)”的连接区域，以与形成在成型鼓上“制造”区域相区别。因此，即使在胎体加强元件在成型鼓上形成以前，“预先处理”连接区域就已存在。通常，即使它们控制成比“制造”区域更好，它们还会引起侧壁的变形；根据本发明的覆盖条也可应用于“预先处理”连接区域。
附图说明
通过对如下附图的描述，可以更好地理解本发明，其中：
图1示意性地示出了根据现有技术的轮胎的一个断面视图；
图2示意性地示出了根据现有技术的轮胎在充气前侧壁的局部；
图3示意性地示出了根据现有技术的轮胎在充气后侧壁的局部；
图4示意性地示出了根据本发明的轮胎的一个断面视图；
图5示意性地通过剖面示出了胎体加强元件帘布层的连接区域，和覆盖此区域的覆盖条；
图6示出了侧壁的变形值，其为侧壁上角位置函数；
图7和8示出了根据本发明的方法的一个实施例；
图9示意性地通过剖面示出了通过图8所示的方法获得的连接区域。
具体实施方式
图1示出了根据现有技术的轮胎10，其包括胎圈，各胎圈包含一圆周加强结构20，以及一胎冠，所述胎冠包括一个加强结构30，其由胎面40径向向外覆盖。在胎冠的两侧，侧壁50提供有至各胎圈的连接。胎体加强元件60经过所述胎冠从一个胎圈延伸至另一个胎圈，在各胎圈内，加强元件60固定至两个圆周加强结构20。胎体加强元件60由至少一个涂胶帘布层形成，所述帘布层包括基本上径向延伸的加强线，即，相对于圆周方向，形成一个80°至100°的角度。连接区域70通过其上重叠的帘布层而形成，此区域70基本上呈径向上定向。
图2和3示出了根据现有技术的轮胎10在充气过程中的侧壁变形机理。
图2示意性地示出了根据现有技术的轮胎10在充气前侧壁的局部。图中示出了包括加强线90的胎体加强元件60。连接区域70的一部分可见。当轮胎未充气时，侧壁50具有规整的外表。
图3示意性地示出了根据现有技术的轮胎10在充气后侧壁的相同部分。在充气压力的作用下，轮胎10已开始变形。假设在连接区域70，单位面积内的侧壁所包括的加强线90的数量是其它区域的两倍，连接区域70内胎体加强元件60对于充气压力的作用下的轮胎变形具有更大的阻力。胎体加强元件60的不同部件的相对运动导致了侧壁的变形区域52的形成，该变形区域52相对于远离连接区域70的区域的侧壁51的表面来说，呈现中空状。本发明致力于减少这一现象。需要指出的是，胎体加强元件60的加强线90被示意性示出，完全是用于说明。位于胎体加强元件60内的加强线90在充气前、充气后的相对位置可以与图中所示的结构不同。
图4示意性地示出了根据本发明的轮胎11的一个断面。轮胎11与根据现有技术的轮胎10的区别在于，增加了包括加强线95的覆盖条80和81；从图中可以看出，覆盖条80在下述的(i)和(ii)两点之间覆盖连接区域70，其中(i)靠近胎冠的加强结构30的轴向端(如点划线35所示)的点，和(ii)径向地位于轮胎的轴向最外点的内侧的点(该点位于点划线55上)之间，各覆盖条的加强线(未示出)具有基本上为径向的布置方向。
从图4中可以清晰地看出，在根据本发明的轮胎中，覆盖条80从靠近胎冠的加强结构30的轴向端的点处开始延伸，其中所述端部与覆盖条80“位于同侧”；因此，覆盖条80没有覆盖位于加强结构30下方的连接区域。
在实例中显示，覆盖条80的端部没有到达胎冠的加强结构30的轴向端部(如点划线35所示)，但是根据本发明的其它变形，其可以与加强结构30相接触，或者是稍许延伸至加强结构的下方。覆盖条80不延伸至胎冠的加强结构30的下方的方案可以获得最佳的效果。典型地，对于乘用车轮胎，覆盖条80与加强结构30之间的距离小于10mm。
如果用长度L表示径向平面内圆周加强结构20与胎冠30的加强结构的轴向端部之间的距离，此距离是沿着胎体加强元件60的表面进行测量，则覆盖条80从与圆周加强结构20相距0.35L的点至与胎冠30的加强结构的端部相距0.05L的点之间延伸。
图5示意性地以剖面示出了胎体加强元件60(包括加强线90)的连接区域与将其覆盖的覆盖条80。覆盖区域的宽度W2大于连接区域的宽度W1。在此情况下，W2约为2.6W1。所示出的情况对应于优选实施例，其中覆盖条80是以覆盖区域为中心，但是也可以通过偏离中心的覆盖条。
进行了一系列比较实验示出了根据本发明“I”的轮胎和不同对比例(“A”，“B”，“C”)的轮胎侧壁的变形情况。下列表格汇总了三种测试方案的结果；对于侧壁的变形来说，具有较大可见侧壁高度的尺寸被选择成提供相反的情况：
  变化   轮胎尺寸145/80R13
  “A”   无覆盖条
  “B”   覆盖条覆盖连接区域的整个长度(长度：220mm)
  “I”   根据本发明的覆盖条(长度：50mm)
结果(在多个没有“预先处理(preparatory)”的连接区域的轮胎上获得的平均值)被汇总在下面的表格中：
  变化   驼峰变形[μ]   中空变形[μ]   中空-驼峰变形[μ]
  “A”   145   337   457
  “B”   135   402   506
  “I”   135   166   283
结果表明，根据本发明的轮胎非常明显地减少了侧壁的中空变形。
图6示出了对于变化“A”(实线)和“I”(虚线)来说侧壁的变形值，其为侧壁上的角位置函数；与上面给出值不同，这些曲线是通过具有“预先处理”的连接区域的轮胎而获得；它们的位置如箭头所示。
图7和8示出了根据本发明的方法的一个实施例。
图7示意性地示出了一个帘布层160，其具有两个翼片161。当然，图中示出的翼片已被放大，以便更好地示出根据本发明的方法的原理。
图8示出了根据本发明的方法的两个阶段。
在第一阶段(图8(a))，用于形成胎体加强元件的帘布层160被缠绕在一个成型鼓(图中未示出)上，以便获得帘布层边缘的重叠部分170，所述重叠部分170平行于成型鼓的轴线180。
然后(图8(b))，通过将翼片161沿着由帘布层160边缘限定的直线折叠，将翼片161折叠过来，其中翼片161从所述边缘上伸出。
这样，形成了一个具有连接区域的胎体层，如图8(c)所示，连接区域设置有覆盖条。
图9示意性地通过剖面示出了所获得的连接区域，以及形成覆盖条的折叠翼片161。
如图7中所示的情况，没有必要使用预先切除的帘布层。本领域的普通技术人员可以理解，当帘布层被缠绕在制造成型鼓上时，可以对其进行切除。

Claims (7)

1、一种轮胎(11)，其包括：
胎圈，各胎圈包括至少一个圆周加强结构(20)；
胎冠，其包括由胎面(40)径向向外覆盖的加强结构(30)；
在胎冠的两侧，侧壁(50)提供至各胎圈的连接；
至少一个胎体加强元件(60)，其经过所述胎冠从一个胎圈延伸至另一个胎圈，并且在各胎圈内固定到至少一个圆周加强结构(20)上，该胎体加强元件(60)由至少一个挂胶帘布层形成，所述挂胶帘布层包括基本上径向延伸的加强线，即相对于圆周方向，形成一个80°与100°之间的角度；
至少一个连接区域(70)，其由在连接区域上的帘布层重叠而形成，该连接区域(70)基本上径向定向；
至少一个覆盖条(80，81)，其覆盖连接区域(70)的一部分，各覆盖条(80，81)由橡胶组合物形成，所述组合物由多个加强线(95)加强；
各覆盖条(80，81)的加强线(95)基本上径向定向；
所述轮胎(11)的特征在于，在径向剖面看时，各覆盖条(80，81)在下列两点之间延伸：
-靠近胎冠的加强结构(30)的轴向端的点，以及
-位于轮胎(11)的轴向最外点的径向内侧的点。
2、根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于：沿着圆周方向测量得到的各覆盖条(80，81)的宽度，大于连接区域(70)被所述覆盖条(80，81)覆盖的部分的最大宽度。
3、根据权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于：沿着圆周方向测量得到的各覆盖条(80，81)的宽度，小于连接区域(70)被所述覆盖条(80，81)覆盖的部分的最大宽度的四倍。
4、根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于：在模制轮胎上各覆盖条(80，81)的厚度为0.6-1.5mm之间。
5、根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于：至少一个覆盖条(80，81)与胎体加强元件(60)的至少一个挂胶帘布层具有相同的构造。
6、一种用于在成型鼓制造轮胎(11)的方法，所述轮胎(11)包括：
胎圈，各胎圈包括至少一个圆周加强结构(20)；
胎冠，其包括由胎面(40)径向向外覆盖的加强结构(30)；
至少一个胎体加强元件(60)，其经过所述胎冠从一个胎圈延伸至另一个胎圈，并且在各胎圈内固定到至少一个圆周加强结构(20)上，该胎体加强元件(60)由至少一个挂胶帘布层形成，所述挂胶帘布层包括基本上径向延伸的加强线；
至少一个连接区域(70)，其由在连接区域上的帘布层重叠而形成，该区域(70)基本上径向定向；和
至少一个覆盖条(80，81)，其覆盖连接区域(70)的一部分，各覆盖条(80，81)由橡胶组合物形成，所述组合物由多个加强线(95)加强；
所述方法包括如下步骤：
将帘布层(160)缠绕在成型鼓上，以便获得帘布层(160)边缘的覆盖部分(170)，所述覆盖部分(170)平行于成型鼓的轴线(180)；
在帘布层的覆盖部分端部，形成一个或多个翼片(161)，各翼片用于形成覆盖条(80，81)，并且所述一个或多个翼片(161)的位置布置成这样，即，当轮胎制造好以后，各覆盖条(80，81)覆盖连接区域(70)的一部分，并且，当从径向剖面观看时，各覆盖条从靠近胎冠的加强结构(30)的轴向端的点，延伸至位于轮胎(11)的轴向最外点的径向内侧的点；
通过沿着由帘布层边缘限定的直线折叠翼片(161)而将翼片(161)折叠过来，其中翼片从所述边缘上伸出。
7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于：在帘布层(160)被缠绕在成型鼓上前形成翼片(161)。
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