CN100572107C

CN100572107C - 具有改进的高速性能的轮胎以及制造方法

Info

Publication number: CN100572107C
Application number: CNB2006101732835A
Authority: CN
Inventors: J·P·罗曼
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date: 2005-12-15
Filing date: 2006-12-15
Publication date: 2009-12-23
Anticipated expiration: 2026-12-15
Also published as: EP1798072A2; JP2007161242A; BRPI0604993A; KR20070064279A; CN1982091A; EP1798072A3; US20070137757A1

Abstract

子午线充气轮胎有一对胎圈芯，胎圈芯在轮胎的各个胎圈部分分别一个；具有胎体帘布层的胎体，胎体帘布层具有在胎圈芯内侧和外侧之间延伸并且围绕胎圈芯由轴向内侧向外侧翻转从而形成一对卷起端的径向设置的帘线；在胎体外侧径向布置的橡胶胎面；至少具有紧接布置在胎体和胎面之间的第一带束帘布层和第二带束帘布层的带束结构，胎体帘布层的各个卷起端都径向向外延伸，覆盖至少第一和第二带束帘布层中一个或者两个的至少一部分。轮胎通过以下方法进行制造：成形胎体，将带束加强结构应用到胎体上，然后沿至少一个带束层各自相应的侧向边缘在至少一部分带束加强结构上卷起一对胎体帘布层卷起端，优选其覆盖两层或者更多层的所有侧向边缘。

Description

具有改进的高速性能的轮胎以及制造方法

技术领域

[001]本发明涉及子午线充气轮胎，更具体而言，涉及适合于较高速度运行的客车轮胎或者轻型载重汽车轮胎。

背景技术

[002]一般高性能或者高速率的子午线轮胎都具有低扁平比或低断面的胎体结构，所述胎体结构具有一层或者多层子午线帘布层和定位在胎面和胎体之间用于加强轮胎胎冠区域的周向延伸带束加强结构。除了调节由于高速转动而产生的过度周向增长或者扩展之外，这些轮胎一般具有如图7所示的纤维帘线加强覆盖层。这些覆盖层可以为一层或者多层通常通过周向延伸帘线加强的帘布层，所述延伸帘线相对于轮胎的中心面或者赤道面(EP)以0°定位。在此使用的“赤道面”是指垂直于轮胎旋转轴并且穿过其胎面中心的平面。

[003]通常，这些覆盖层在窄带中螺旋缠绕在带束增强结构上，并且在各个带束加强结构的轴向边缘可以使用多重绕线以确保带束边缘不从基底胎体上升起或者与衬底胎体分离。

[004]一般，基底径向最里处的第一带束层是所有带束层中最宽的带束层，第二带束层在轴向宽度上略窄。一般带束加强结构具有通过相同平行帘线但是实质上反向定位的帘线加强的两层或者更多层。带束层帘线通常主要由钢丝构成，而覆盖层帘线通常为尼龙、人造丝或者聚酰胺(芳族聚酰胺)帘线。

[005]当前对一般轮胎，并且更具体而言对于高速轮胎整体轮胎构造的改进使得提供一种未使用所述覆盖层或者仅仅在非常有限的区域使用的轮胎成为可能。如下所述的本发明提供了新的高性能轮胎以及制造该轮胎的独特方法。

发明内容

[006]所述子午线充气轮胎具有一对胎圈芯，所述胎圈芯在轮胎的各个胎圈部分别布置一个；具有胎体帘布层的胎体，所述胎体帘布层具有围绕胎圈芯由轴向内侧向外侧翻转从而形成一对卷起端的径向设置的帘线；径向布置在胎体外侧的橡胶胎面；带束加强结构，其具有至少一个相邻设置在胎体和胎面之间的第一带束帘布层和第二带束帘布层，并且其中所述胎体帘布层的各个卷起端均径向向外延伸，压在至少第一和第二带束帘布层中一个或者两个的至少一部分上。该胎体帘布层的卷起端延伸至末端T₁，T₁’，该子午线充气轮胎还具有一对覆盖条带，其中每个覆盖条带围绕轮胎的周边缠绕一圈或者多圈，分别至少覆盖末端T₁或者T₁’的位置。

[007]如上所述的轮胎通过以下方法进行制造：形成胎体并施加带束加强结构至胎体，然后沿外侧带束边缘将一对胎体帘布层卷起端卷起在至少部分带束加强结构之上，该一对卷起端延伸至末端T₁，T₁’；施加一对覆盖条带，其中每个覆盖条带围绕轮胎的周边缠绕一圈或者多圈，分别至少覆盖末端T₁或者T₁’的位置；并且施加胎面。

定义

[008]“扁平比”是指其断面高度与其断面宽度的比例。

[009]“轴向”和“轴向地”是指平行于轮胎旋转轴的线或者方向。

[0010]“胎圈”或者“胎圈芯”通常指的是包括环形抗拉构件的轮胎部分，径向内胎圈与将轮胎保持在轮辋上相关，并由帘布层帘线包绕和成形，带有或不带有其它增强元件如钢丝圈包布(flippers)、切片包布(chippers)、三角胶或填料、护趾胶和胎圈包布。

[0011]“带束结构”或者“加强带”指的是由平行的帘线构成的至少两个环形层或帘布层，帘线经过编织或未经编织，位于胎面下方，未锚定于胎圈上，并且左右帘线角度相对于轮胎赤道面均处于17°～27°的范围内。

[0012]“周向”是指沿垂直于轴向的环形胎面表面周边延伸的线或者方向。

[0013]“胎体”是指除了带束结构、胎面和底胎面之外的轮胎结构，包括胎圈。

[0014]“胎身”是指除了胎面和底胎面之外的胎体、带束结构、胎圈、侧壁以及所有其它轮胎部件。

[0015]“胎圈包布”是指环绕着胎圈的外侧放置以便保护帘布层与轮辋隔开、分散轮辋上方挠曲的窄带。

[0016]“帘线”是指一种包含在轮胎帘布层中的一种增强线股。

[0017]“赤道面(EP)”是指垂直于轮胎旋转轴并且穿过其胎面中心的平面。

[0018]“接地印痕”指的是在速度为零并且在正常荷载和压力下，胎面与地平面的接触印痕或者接触面积。

[0019]“内衬”是指形成无内胎轮胎内表面并且将膨胀流体包含入轮胎内的弹性体层或者其它材料层。

[0020]“正常充气压力”是指由适当轮胎运行状况标准组织指定的充气压力和荷载具体设计。

[0021]“正常荷载”是指由适当轮胎运行状况标准组织指定的充气压力和荷载具体设计。

[0022]“帘布层”是指涂覆橡胶的平行帘线层。

[0023]“径向”和“径向地”是指径向朝向或者远离轮胎旋转轴的方向。

[0024]“径向帘布轮胎”是指一种带束或者周向限定的充气轮胎，其中至少一个帘布层具有相对于轮胎赤道面以65°～90°帘线角度设置的从胎圈延伸到胎圈的帘线。

[0025]“断面高度”是指从轮辋名义直径至轮胎赤道面上轮胎外径的径向距离。

[0026]“断面宽度”指的是轮胎在无荷载的情况下，已经在正常压力下充气24小时之时和之后，平行于轮胎轴线并且在其侧壁外侧之间的最大直线距离，然而在无荷载的情况下，不包括侧壁由于标记、装饰或者保护带而引起的侧壁升高。

[00027]“胎肩”是指正好位于胎面边缘之下的胎侧上部。

[0028]“侧壁”是指胎面和胎圈之间的轮胎部分。

[0029]“胎面宽度”意指在轴线方向上的胎面表面弧长，即在与轮胎转动轴平行的平面上的胎面表面弧长。

附图说明

[0030]本发明将通过实施例和参考附图进行描述，其中：

图1是根据本发明第一实施方案制造的轮胎的横剖面图。

图2是根据本发明第一实施方案的轮胎的一个上部胎肩部的放大横剖面图。

图3A～3D是表示制造第一实施方案的例证性方法的轮胎制造工艺示意图。

图4是根据本发明另一实施方案的轮胎上部胎肩部的放大横剖面图。

图5是根据本发明另外第二实施方案的轮胎上部胎肩部的放大横剖面图。

图6是根据本发明另外第三实施方案的轮胎上部胎肩部的放大横剖面图。

图7是具有覆盖层的现有技术轮胎的横剖面图。

具体实施方式

[0031]参考图7，其中图解说明了现有技术轮胎100的横剖面视图。所述轮胎100为客车轮胎，其具有胎面120、带束结构360、一对侧壁部分180，180′、一对胎圈部分220，220′和胎体增强结构300。胎体300包括具有在带束结构360之下的、具有卷起部分440，440’子午线帘布层400、不透气衬层350和一对胎圈260，260’以及一对胎圈芯480，480’。所示带束结构360位于胎体帘布层和胎面部分之间。带束结构360具有由平行的帘线构成的至少两层或带束帘布370，380，帘线经过编织或未经编织，位于胎面下方，未锚定于胎圈上，并且左右帘线角度相对于轮胎赤道面均处于17°～27°的范围内。如进一步所示，加强覆盖带束层381在带束加强结构上径向向外定位，所述加强覆盖带束层381的轴向宽度大于最宽的带束加强结构的轴向宽度。实际上，提供加强覆盖带束层381以用于改善轮胎的高速耐用性。这种现有技术覆盖带束层381可以含有一层或者多层带束层，并且其可以提供于较窄宽度的条带中，这种条带以多层螺旋围绕轮胎缠绕，从而形成覆盖带束层结构。优选覆盖带束层381中的帘线以与带束加强结构360中带束层370，380中帘线362不同的角度定向。可以确信，现有技术中覆盖带束层381的帘线382的角度应当为约0°～12°。

[0032]参考图1，其中显示了根据本发明优选的第一实施方案制造的轮胎10的横剖面。该轮胎10为子午线轮胎，其具有一对分别设置在一个胎圈部22，22’的胎圈芯26，26’、具有不透气内衬35的胎体结构30、具有围绕胎圈芯从其轴向外侧卷起从而形成一对卷起端44，44’的径向布置帘线42的胎体帘布层40、径向布置在胎体30外侧的橡胶胎面12和带束加强结构36，所述带束加强结构具有在胎体30和胎面12之间相邻布置的至少一层第一带束帘布层37和第二带束帘布层39。所述胎体帘布层40的各个卷起端44，44’都径向向外延伸，覆盖至少第一或者第二带束帘布层37，39中一个或者两个的至少一部分，如图所示，轮胎每侧的末端E1和E2以及E1’和E2’都覆盖有卷起端44，44’。

[0033]如图所示，第一带束帘布层37具有在侧向边缘E1和E1’之间延伸的宽度W₁。第二带束帘布层39具有在图1中侧向边缘E2和E2’之间延伸的宽度W₂。如图所示，第一带束帘布层37的宽度W₁大于第二带束帘布层39的宽度W₂。可选地，所述带束帘布层37，39在宽度上可以相等或者不等。如图所示，胎体帘布层40的卷起端44，44’延伸至末端T₁和T₁’。如图所示，相对于轴向方向，卷起端T₁，T₁’分布位于一对侧向边缘E₁和E₂以及E₁’和E₂’轴向向内的位置。

[0034]参考图4，对第一种替代实施方案10A进行了显示，其中卷起端44，44’的末端T1，T1’分别插入了侧向边缘E1，E2和E1’，E2’之间。在此实施方案中，卷起端44，44’覆盖了第一带束层侧向边缘E1，E1’，但是它们位于第一带束层37和第二带束层39之间，这样就在带边缘E1，E2和E1’，E2’之间设置了间隔。

[0035]参考图5，对本发明权利要求的第二种替代实施方案10B进行了显示，其中末端T₁，T₁’延伸至了侧向边缘E₁，E₁’(而不是E2，E2’)轴向向内的位置。在此实施方案中，如图所示，卷起端44，44’在带束帘布层37之上轴向向内延伸，沿侧向边缘E₁，E₁’形成了对带束帘布层37(而非39)的周向限制。

[0036]参考图6，本发明第三实施方案的轮胎10C得到了显示。本发明第三实施方案轮胎10C具有分别延伸至和覆盖侧向边缘E₁和E₁’的末端T₁，T₁’，此外，该轮胎具有覆盖带50，所述覆盖带50围绕轮胎10C的周边缠绕一圈或者多圈，分别覆盖至少部分末端T₁，T₁’的位置。如图所示，沿侧向边缘E₁，E₂和E₁’，E₂’使用覆盖带50，可以用于图1、2、4、5和6所示任意实施方案中。在带束结构36上进行的覆盖帘线以及卷起端44，44’使用，在此位置上形成了对轮胎10、10A、10B或者10C的另外周向限制。本发明的优点在于，卷起端44，44’在带束层37，39的侧向边缘E₁，E₂和E₁’，E₂’中至少一个侧向边缘之上延伸，从而使得卷起端44，44’辅助构成带束层边缘周向限制并且为所制造的轮胎提供另外的高速耐用性。在多数情形中，根据本发明的高速轮胎10能够令人满意地得到制造，不需要使用另外的覆盖条带或者覆盖层。当速度较低时，可以取消使用覆盖条带，从而节约成本。这样就简化了制造轮胎的方法，并且提供了不仅具有改良的高速耐用性，而且在侧壁18上具有附加增强层的轮胎。该侧壁18上的附加增强层可以通过使卷起端44，44’从胎圈芯26，26伸出，向上延伸至并覆盖带边缘E₁，E₂和E₁’，E₂’中的一个或者多个而得到形成。

[0037]高卷起帘布层早已在现有技术中公知，这种卷起帘布层在美国专利5,871,602中也已经得到公开，其中公开了一种具有胎侧加强层的泄气保用轮胎。在现有技术中，高卷起端嵌入带束加强结构之下。在实践中，这已经成为了制造通常所述的反包卷起帘布层的通用方法。在这些情形中，卷起端锚定于胎体帘布层和带束结构之间，从而有助于其定位。在本发明中，帘布层卷起帘线有助于固定带束加强结构36的侧向边缘。这可以有助于形成显著得到增强的侧向边缘，由于卷起端44，44’产生了对径向方向过量周向延伸的抵抗，因此，侧向边缘在其高速耐用性方面得到了改善。这相当于提供了沿轮胎外圆周长非常紧密设置的限制或加强。在此之前认为径向延伸帘线的应用不能提供充分的高速耐用性，然而，基于带束结构36的帘线相对于赤道面一般存在17°～27°轻度斜角的事实，因此确保了径向帘布层卷起端44，44’覆盖至少最宽带束层——第一带束层37中的一层帘线(优选多于一层帘线)，更优选覆盖两个带束层37，39中的一层或者多层帘线。基于此目的，通过沿卷起的帘线长度方向在其覆盖的带束结构36的每层帘线上提供拉伸抵抗力，如本发明中所示的轮胎10至少可以限制周向增长。此外，在侧向边缘上任选的覆盖带50的应用可以得到最小化，从而使得所述组件可以为其应用提供超高速耐用的轮胎。如同所示，这些轮胎10、10A、10B和10C都适用于任何客车和轻型载货汽车应用，其中这些轮胎的高速耐用性和侧壁耐用性都是合意的。优选胎体帘布层40的帘线由合成材料组成，比如人人造丝、尼龙、聚酯或者芳族聚酰胺。同时，带束层37，39的帘线由玻璃纤维、芳族聚酰胺、钢丝或者其它任何适用于胎冠加强的材料组成。

[0038]参考图3A～3D，利用如下所述的轮胎制造工艺或者方法对根据本发明的轮胎10进行了说明。首先对胎体组件30进行制造。首先将一对可以包括胎圈包布和护趾胶部的胎侧带层18放置在轮胎成型鼓2上，如图所示进行放置，然后如图所示压设一层或者多层具有足以覆盖两个侧壁18的宽度的一层或者多成子午线胎体帘布层40。所述一层或者多层胎体帘布层40可以为完全宽度的帘布层或者一对断裂帘布层40，所述断裂帘布层40在带束帘布层之下并且各自轴向向外延伸通过胎圈芯，直至卷起44，44’的相应末端T₁，T₁’。然后将胎体帘布层40缝合，并且如图所示将一对三角胶填料48，48’和胎圈芯26，26’施加于胎体。如图所示，任选可以将一对弹性体楔形物60，60’定位于三角胶填料48，48’的轴向内部。这些楔形物60，60’用于向带束加强结构36提供弹性体支撑，并且它们定位于胎体帘布层40和带束加强结构36之间。

[0039]参考图3B，对胎体组件30进行充气，使得三角胶填料48，48’和楔形物60，60’移动到所示的位置。当充气或者机械成形时，轮胎10通常形成环形外形，其中可以施加带束加强结构36，同样也可以施加第一层37和第二层39，或两层37，39同时得到施加。

[0040]参考图3C，一旦将带束结构36施加于胎体30，帘布层40的卷起端44，44’以及侧壁18，18’将以一定方式向上折叠，使得三角胶填料48，48’与基底胎体40接触，使得卷起端44，44’径向向外和在之上一部分带束加强结构36之上延伸。基于此，在轮胎组件中，可以将胎面12施加到带束加强结构36和衬底胎体结构30的卷起端44，44’之上。

[0041]如同所示，这种制造方法提供了具有胎体帘布层卷起端44，44’的轮胎，所述胎体帘布层卷起端44，44’覆盖对于高速耐用性提供附加支持的带束结构36的一个或者一对侧向边缘E₁，E₂或者E₁’，E₂’。此外，在向胎面12提供期望的另外高速耐用性之前，可以将覆盖条带50或者覆盖层50施加到胎体轮胎30上，使得卷起端44，44’覆盖至少一部分带束结构36和覆盖层50覆盖卷起端44，44’的末端T₁和T₁’以及带束层37，39的侧向边缘，当轮胎10以高速运行时，侧向边缘对轮胎10提供了另外的周向限制。

[0042]根据在此提供的说明书可知本发明的变体也是可以的。虽然为了说明本发明的目的，在此说明了某些代表性的实施方案和细节，但是对于本领域熟练的技术人员，很显然可以在其中进行多种改变和变型，这并不背离本发明的范围。由此，可以理解，对所述具体实施方案所进行的改变将包括在本发明如下所限定的附加权利要求的范围之内。

Claims

1、一种子午线充气轮胎，具有：

在轮胎各胎圈部中分别布置一个的一对胎圈芯；

具有胎体帘布层的胎体，所述胎体帘布层具有围绕胎圈芯由轴向内侧向外侧翻转从而形成一对卷起端的径向设置的帘线；

在胎体外侧径向设置的橡胶胎面；

至少具有邻接布置在胎体和胎面之间的第一带束帘布层和第二带束帘布层的带；和所述子午线充气轮胎的特征在于：

所述胎体帘布层的各个卷起端都径向向外延伸，覆盖至少第一和第二带束帘布层中一个或者两个的至少一部分；并且

胎体帘布层的卷起端延伸至末端T₁，T₁’，所述子午线充气轮胎还具有一对覆盖条带，其中每个覆盖条带围绕轮胎的周边缠绕一圈或者多圈，分别至少覆盖末端T₁或者T₁’的位置。

2、权利要求1的子午线充气轮胎，其特征在于第一带束帘布层具有在一对侧向边缘E₁，E₁’之间延伸的宽度W₁，和第二带束帘布层具有在侧向边缘E₂，E₂’之间延伸的宽度W₂，其中W₁≥W₂。

3、权利要求2的子午线充气轮胎，其特征在于所述末端T₁位于一对侧向边缘E₁和E₂之间的位置，所述末端T₁’位于一对侧向边缘E₁’和E₂’之间的位置。

4、权利要求3的子午线充气轮胎，其特征进一步在于所述一对覆盖条带分别至少覆盖侧向边缘E₂或者E₂′。

5、权利要求2的子午线充气轮胎，其特征在于所述末端T₁延伸至两个侧向边缘E₁，E₂轴向向内的位置，所述末端T₁’延伸至两个侧向边缘E₁’，E₂’轴向向内的位置。

6、权利要求5的子午线充气轮胎，其特征在于所述末端T₁被插入在侧向边缘E₁和E₂之间，所述末端T₁’被插入在侧向边缘E₁’和E₂’之间。

7、权利要求5的子午线充气轮胎，其特征在于所述卷起端的末端T₁延伸至并且覆盖两个侧向边缘E₁和E₂，所述卷起端的末端T₁’延伸至并且覆盖两个侧向边缘E₁’和E₂’。

8、权利要求1的子午线充气轮胎，其特征进一步在于，一层或者多层帘线加强覆盖层轴向延伸穿过所述带并且覆盖胎体帘布层卷起端的两个末端T₁，T₁′。

9、一种制造子午线充气轮胎的方法，其具有以下步骤：

形成径向帘布层胎体；

将带束加强结构施加至胎体；其特征在于以下步骤：

沿侧面带束边缘将径向帘布层的一对卷起端翻转到至少一部分带束加强结构之上，所述一对卷起端延伸至末端T₁，T₁’；

施加一对覆盖条带，其中每个覆盖条带围绕轮胎的周边缠绕一圈或者多圈，分别至少覆盖末端T₁或者T₁’的位置；并

施加胎面。