CN101801682A - 制造非对称轮胎的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于制造轮胎的方法,包括以下步骤:组装未硫化轮胎,所述轮胎包括胎冠、第一侧壁和第一胎圈、第二侧壁和第二胎圈、以及胎体加强件,每个胎圈都包括胎圈座;在具有非对称配置的模具中硫化所述未硫化轮胎,从而获得硫化轮胎;其特征在于,模具被设置成:当所述轮胎被放置在模具中时,在任意的子午线截面,第一胎圈的胎圈座与旋转轴线形成角度β1、以及第二胎圈的胎圈座与旋转轴线形成角度β2,并且满足:β1-β2>3;β1和β2被以度数表示;并且对于每个胎圈,所述角度都相对于与旋转轴线A相平行的轴线Ox(分别为Ox’)被限定,所述旋转轴线A向着轮胎外侧为正值地定向,并且当所述角度径向向外延伸时为正值。

Description

制造非对称轮胎的方法
技术领域
本发明涉及一种用于制造非对称轮胎的方法以及一种非对称轮胎。
背景技术
车辆悬挂通常向安装到悬挂上的轮胎施加相当数值的外倾和前束角度。由于大多数轮胎具有对称结构,因此导致:当轮胎滚动时,轮胎与地面之间接触区域的不对称载荷会导致接触区域的非一致形状,从而对某些性能方面(例如耐磨性以及运转情况)产生负面的后果。
为了在自支承轮胎的情况下解决这个问题,文献EP 1671814提出了一种制造非对称轮胎的方法。该方法包括组装未硫化轮胎的步骤以及在具有非对称配置的模具中使未硫化轮胎硫化从而获得硫化轮胎的步骤,所述轮胎包括胎冠、第一侧壁和第一胎圈、第二侧壁和第二胎圈、以及胎体加强件,每个胎圈都包括胎圈座。该方法能够使硫化轮胎在轮胎赤道面的任一侧面上具有不同曲率半径以及不同厚度的胎面。
文献EP 1414655B1描述了一种非对称轮胎,该非对称轮胎被设计成安装到对称轮辋上,其中每个侧壁都包括附加的不可伸展环件以及其中在两侧胎体加强件相对于轮胎旋转轴线的倾斜角度有所不同。
本发明提出了用于获得硫化轮胎的非对称性的另一种方法。
发明内容
与文献EP 1671814的方法相类似,根据本发明用于制造轮胎的方法的特征在于:该方法使用硫化模具从而使得:当未硫化轮胎被放置在该模具中时,在任意的子午线截面中,第一胎圈的胎圈座与旋转轴线形成角度β1以及第二胎圈的胎圈座与旋转轴线形成角度β2,并且满足β1-β2>3;β1和β2被以度数表示;并且对于每个胎圈,所述角度相对于与旋转轴线A相平行的轴线Ox(分别为Ox’)被限定,所述旋转轴线A向着轮胎外侧为正值地(positively)定向,并且当所述角度径向向外延伸时为正值。
轮胎用这种方法在模具中模制,该模具的几何形状使得轮胎的第一胎圈座比第二胎圈座具有更大的倾斜角度。
在非对称模具中的模制导致了硫化轮胎的非对称性。当轮胎安装在工作轮辋上并且充气时,这种非对称性是明显可见的,并且轮胎的两个胎圈座相对于轮胎的旋转轴线具有相同的倾斜角度:胎体加强件相对于旋转轴线具有不同的倾斜角度。在已经被模制成具有较大角度β1的第一胎圈侧上倾斜角度较小。
因此,轮胎胎冠的中间平面在第一胎圈侧相对于胎圈的中间平面偏移。
根据本发明的方法具有优点:易于调节胎体加强件以及侧壁的倾斜非对称性。这样能够非常显著地调整轮胎的几何形状参数以及样式,而且能够调整转弯推力以及由此调整轮胎在车辆上的运转情况。
有利地,倾斜角度满足β1-β2>10。
有利地,当未硫化轮胎被放置在模具中时,在任意的子午线截面,胎体加强件具有设置在第一侧壁或者第一胎圈的第一拐点以及设置在第二侧壁或第二胎圈的第二拐点,在胎体加强件的拐点的切线与旋转轴线基本上形成相同的角度α1和α2。
根据另一方面,根据本发明的方法使用硫化模具,从而使得当未硫化轮胎被放置在模具中时,在任意的子午线截面,在胎体加强件的拐点的切线(T1,T2)与旋转轴线形成角度α1和α2,使得α1-α2<0。
硫化模具中胎体加强件的这种倾斜的非对称性能够通过使第一胎圈的模制成分向着模具胎冠的中间平面移动而轻易地获得。或者可选择地,通过使第二胎圈的模制成分移动远离模具胎冠的中间平面。
有利地,满足:α1-α2<-10并且甚至-35<α1-α2<-10。
当角度差值达到35度时,由于强加到第一胎圈上在成型鼓上的其组装与在硫化模具中的其位置之间的旋转角度变得过大,因此很难适当地模制出第一胎圈。
优选地,胎冠以及靠近轮胎胎冠的侧壁部分相对于模具中轮胎胎冠的中间平面对称地放置;并且以对称方式放置的、靠近胎冠的侧壁部分能够延伸到模具中轮胎的赤道面。
该方法应用于胎体加强件在两个胎圈中的任意锚固类型,并且特别是当这种锚固如专利US 6926054所述不包括翻转时。在这种情况下,胎体加强件具有设置在侧壁中的拐点。
相比上面引用的文献EP 1414655B1中描述的技术手段,本发明还特别地容易应用以及花费更低。
有利地,第一胎圈被设置成向着车辆外侧。当这个轮胎被安装到车辆上时,轮胎的非对称性能够使胎冠向着车辆外侧展开,这样的优点在于:提高了轮胎和车轮组件所呈现出的视觉感受并且增加车辆的轮胎轨迹。轮胎轨迹指的是:在同一个车轴上的两个轮胎的胎冠的两个中间平面间隔的距离。能够获得的轨迹的增加可以轻易地达到10mm并且甚至达到15mm。
在特定应用中,第一胎圈具有直径Φ1以及第二胎圈具有直径Φ2,其中:Φ1>Φ2。第一和第二胎圈之间的直径差值为20mm。
当这样的轮胎在常用模具中硫化并且被安装到它的工作轮辋上以及大体充气到标准压力时,轮胎的整个胎冠相对于最小直径的胎圈的轴向偏移被注意到。这种偏移是与以下事实相关,即,由于轮胎两个侧壁的不同几何形状,内部充气压力导致在轴向方向上力的合力不为零。
附图说明
通过接下来参考附图而进行的描述,本发明的其它特征和优点将被理解,所述附图作为非限制性示例显示了本发明主题的实施例:
图1以局部子午线截面显示了常用轮胎的视图,该轮胎安装到它的工作轮辋上并且基本上充气到它的标准压力;
图2以类似于图1的视图显示了根据发明的第二种轮胎;
图3以局部子午线截面显示了图2中轮胎的两个胎圈的模制轮廓的视图;
图4以局部子午线截面显示了用于客车的常用轮胎的第二种类型的模制轮廓的视图;
图5显示了类似于图4中所示的、根据第一个实施例的非对称轮胎的第一胎圈的模制轮廓的视图;以及
图6以局部子午线截面显示了类似于图4中所示的、根据第二个实施例的非对称轮胎的第一胎圈的模制轮廓的视图。
具体实施方式
子午线或轴向平面指的是通过车轮及轮辋的旋转轴线A的任意平面;轴向向内指的是指向轮辋内侧的方向以及轴向向外指的是指向轮辋外侧的方向。
图1以局部子午线或轴向截面显示了安装到工作轮辋20上的轮胎1,该轮胎基本充气到标准工作压力并且没有被压扁。轮辋20与圆盘21形成一体式车轮。圆盘还可以与轮辋独立地制造并且随后与轮辋相结合。轮辋20包括第一轮毂座22和第二轮毂座24,所述胎圈座被设置成充当轮胎1的第一胎圈3和第二胎圈5的支承表面。
第一轮毂座22包括截头圆锥形底部221、使第一轮毂座22的底部221向着第二轮毂座24延伸的安全凸台222、以及使第一胎圈座的底部221在与第二轮毂座24相对侧延伸的外部边缘223,该底部221与一回转圆锥体在局部上没有差别,该回转圆锥体与轮辋同轴并且在第二轮毂座24的方向敞开。
第二轮毂座24包括截头圆锥形底部241、使第二轮毂座24的底部241向着第一轮毂座22延伸的安全凸台242、以及使第二胎圈座的底部241在与第一轮毂座22相对侧延伸的外部边缘243,该底部241与一回转圆锥体在局部上没有差别,该回转圆锥体与轮辋同轴并且在第一轮毂座22的方向上敞开。
第二胎圈座的最大直径小于第一胎圈座的最大直径。在所示示例中,最大直径之间差值的数量级为20mm。两个胎圈座的最小半径之间的差值由此为10mm的量级。
从第一轮毂座22到第二轮毂座24,依次地设有周向槽26、支承表面28以及第二周向槽30。第一周向槽26充当用于第一轮毂座22的安装槽。支承表面28的外径基本上对应于第二轮毂座24的最大直径,从而能够在经过第二轮毂座24上方时将支承件(未示出)安装到支承表面28上。
所示的轮辋20是优选的轮辋,但是具有相等或不相等轮毂座直径的任意其它轮辋都可以应用于根据本发明的轮胎,而不考虑轮辋座的几何形状。
轮胎1包括置于轮辋20的轮毂座22和24上的两个胎圈3和5、两个侧壁7、以及胎冠9。每个胎圈座都包括环形加强件,所述加强件基本上沿周向定向并且在实际中不可伸展。这些加强件(例如胎圈钢丝)被设计成在使用中将胎圈保持在轮毂座上。第一胎圈3具有(最小)直径Φ1,该直径Φ1大于第二胎圈5的直径Φ2。胎圈3置于轮辋20的轮毂座22上,该轮毂座22设置于圆盘21的组装侧。在所示示例中,该侧被设置成朝向车辆外部。
在图1中,能够限定出作为胎冠中间平面的中间平面S以及作为安装到工作轮辋上的胎圈的中间平面B(或者是轮辋20的轮毂座的中间平面)。该中间平面S被限定为与轴线A相垂直并且与胎冠9的加强帘布层90的端部距离相等的平面。可以看出,相对于胎圈的中间平面B,胎冠9的中间平面S向着第二胎圈5轴向地偏移距离D;当将指向轮辋20外侧的一侧作为轴线A的正侧时,该距离D在这种情况下是负值。
向着被设置成向着车辆内侧(或者轮辋内侧)放置的轮辋侧的轴向偏移的原因是:由于两个胎圈3和5之间的直径差值,两个侧壁7具有不同的长度以及几何形状。在轴向方向上与充气压力相关的力的结果基本上不像两个胎圈具有相同直径的一般轮胎那样为零,而是指向最高侧壁一侧,在这种情况下是指向轮辋内侧。
从图1中可以看出,由此在轴向上距离轮胎1和轮辋20的组件外侧最远的部分由胎圈3的端部31所构成。这样导致了:当发生路面冲击或路面擦伤时,胎圈的这个部分完全地暴露于损坏。
图2显示了根据本发明的轮胎10,它被安装到它的工作轮辋20上,基本上充气到它的标准压力并且没有被压扁。该轮胎包括置于轮辋20的轮毂座22和24上的两个胎圈30和50、两个侧壁7’、以及胎冠9’。胎圈的中间平面被标记为B’以及胎冠的中间平面被标记为S’。可以看出,对于该轮胎,平面S’向着第一胎圈30轴向地偏移正值距离D’。
由此,向着轮胎10和轮辋20的组件外侧的轴向地设置的最远点不再是胎圈端部31’,而是侧壁的一部分71’。这样加强了轮胎10对于使用中极有可能遇到的冲击和意外情况的抵抗能力,同时减少了胎圈30的暴露。这还具有有利地改变安装到工作轮辋20上的轮胎的视觉外观的优点。
接下来,将平行于旋转轴线A的轴线Ox(分别为是Ox’)作为基准、采用轴向向外的方向作为方向对每个胎圈限定角度。当角度向着轮胎外侧径向延伸时,所述角度被计算为正值。
图3显示了根据本发明的轮胎的第一个实施例。图3显示了轮胎10的外部胎圈30以及内部胎圈50在固化模具(未示出)中模制时的轮廓。
胎圈30包括胎体加强件8的部分81、胎圈座34以及环形不可伸展加强件32,该胎圈座34设置在轴向外侧的点36与轴向内侧的胎跟38之间。胎体加强件的部分81围绕着环形加强件32卷绕,从胎跟38到点36并且随后向着内侧在轴向上形成环从而获得锚固。胎圈座34在模制位置具有向着外侧倾斜的母线,倾斜角度β1=360°=0°。角度被限定在2π之内。
胎圈50包括胎体加强件8的部分82、胎圈座54以及环形不可伸展加强件52,该胎圈座54设置在轴向外侧的点56与轴向内侧的胎跟58之间。胎体加强件的部分82围绕着环形加强件52卷绕,从胎跟58到点56并且随后向着内侧在轴向上形成环从而获得锚固。胎圈座54在模制位置具有向着外部倾斜的母线,倾斜角度β2。
考虑选定的标记,角度β2等于355°或者等于-5°。
胎圈30在其硫化模具中的几何形状与胎圈50的几何形状的主要不同在于胎圈30的胎圈座34的母线基本上平行于轮胎的旋转轴线Ox。在这种情况下,角度β1等于360°或者等于0°。
整个胎圈30基本上放置在模具中的同一位置,如在轮胎1的情况下,但是胎圈表现出基本上经过等于-β2的旋转,或者在这种情况下为5°。当根据该实施例制成的轮胎10被安装到工作轮辋上时,胎体加强件部分呈现出的倾斜角度减小,原因是胎圈的胎圈座的角度旋转了β2=-5°,从而与轮辋轮毂座22的倾斜角度相适应。
这样导致了:在安装及充气状态下,胎体加强件的两个部分81和82具有倾斜的非对称性,这种倾斜的非对称性是相当大的并且对应于图2中所示轮胎的轮廓。
胎体加强件的部分81和82在胎圈靠近侧壁的区域内具有曲率的改变以及拐点,分别是I1和I2。部分81在拐点I1的切线T1穿过平行于轮辋旋转轴线A的轴线Ox并且形成倾斜角度α1。类似地,T2穿过平行于A的轴线Ox’并且形成角度α2。
α1和α2均具有小于90°的正值。在图3的示例中,α1和α2基本上相等。这些角度对应于在胎圈拐点处胎体帘布层的部分相对于模具中轮胎1的旋转轴线A的倾斜的数值。
应当知道的是,当胎圈在模具中硫化时,两个胎圈在它们整个径向下部部分(即胎圈径向地设置在环形加强件水平及其下方的部分)具有相同的几何形状。
在用于轮胎10的优选模具的情况下,对于胎冠和靠近胎冠的侧壁部分基本上相同的模制几何形状被保留。
如图4所示,在局部子午线或轴向截面中看到,是用于客车的常用轮胎的第二种类型的模制轮廓。硫化模具没有显示出来。轮胎100包括两个胎圈103和105、两个侧壁107、以及胎冠109。两个胎圈分别具有胎圈座104、106,所述胎圈座被设置成靠在轮辋座(未示出)上。胎圈座104和106具有倾斜角度β1和β2,所述倾斜角度对称并且等于5°。每个胎圈都包括胎体加强件108的部分181和182。如上所述,每个部分在胎圈103或105或者相邻侧壁107都具有拐点I1和I2。胎体加强件的部分的切线T1和T2具有斜度,该斜度相对于轴线Ox和Ox’对称并且形成角度α1和α2。胎冠的中间平面S和胎圈的中间平面B是不可区分的。这个轮胎不是本发明意义内的非对称轮胎。
图5以局部子午线视图显示了胎圈103的模制轮廓,从而获得非对称轮胎。
图5中所示的胎圈103的模制轮廓的特征在于,胎圈座104的倾斜角度β1’大于β1。如在前面的示例中,β1’与β1或β2之间的差值大小根据所寻求的非对称性而大于3°并且可以大于10°。在第一个示例中,α1’=α1。模制由此仅仅通过胎圈座104的模制元件的旋转而完成。
图6以局部子午线视图显示了胎圈103的模制轮廓,从而获得根据第二个实施例的非对称轮胎。
图6中所示的胎圈103的模制轮廓的特征在于,β1”=β1’>β1,并且α1”<α1’=α1。
胎圈103的模制由此通过胎圈座104的旋转与胎圈模制元件平移到胎冠中间平面S的组合而完成,胎圈座104的旋转用于增加模制期间该胎圈座的斜度。该平移增加了在拐点I1胎体加强件的切线T1的倾斜角度并且由此加强了硫化轮胎100的非对称性。
该非对称性的大小由此依赖于未硫化轮胎模制期间胎圈座的模制成分的旋转和平移的大小。
对下面的轮胎进行试验,所述轮胎类似于所描述的第一种类型轮胎:
-A:235-660R480,参照物;
-B:235-660R480,当模制时,第一胎圈向着第二胎圈平移;
-C:215-630R440,当模制时,第一胎圈向着第二胎圈平移;
-D:295-740R560,当模制时,第一胎圈向着第二胎圈平移;以及
-E:295-740R560,当模制时,胎圈座发生旋转。
下表显示了获得的结果:
 测试   模具中的α1-α2(度数)  模具中的β1-β2(度数)   安装-充气后的α1-α2(度数)   安装-充气后的轴向偏移D(mm)
 A(参照物)   -4  0   +4   -5
 B   -31  0   -17   1
 C   -18  0   -10   -0.6
 D   -21  0   -13   -0.1
 E   0  +15   0   -0.1
参照物A使两个胎体加强件部分的轻微斜度差值为-4度并且两个胎圈在与安装到它们的工作轮辋上时相同位置在模具中硫化。所得到的轮胎在被安装以及充气到工作压力之后,两个胎体加强件部分的倾斜角度为+4度,发生8度的变化以及-5mm的轴向偏移。这意味着向着车辆内侧、或者向着最小直径的胎圈发生偏移。这是图1中的轮胎1的示例。
轮胎B使具有相当大的斜度差值α1-α2为-31度并且两个胎圈在与安装到工作轮辋上时相同位置在模具中硫化。所得到的轮胎在被安装以及充气状态下,两个胎体加强件部分的斜度差值为-17度以及1mm的正的轴向偏移。由于是1mm的正值,因此参考物轮胎的轴向偏移由此完全地降低到零以下。该示例对应于图2中所示的轮胎10。
轮胎C类似于根据第一种制造方法的轮胎B而进行硫化,具有较小的斜度差值α1-α2(-18度)并且两个胎圈在与安装到工作轮辋上时相同位置。所得到的轮胎在被安装以及充气状态下,两个胎体加强件部分的斜度差值为-10度以及-0.6mm的负的轴向偏移。
轮胎D类似于轮胎B和C而进行硫化,具有中等程度的斜度差值α1-α2(-21度)并且两个胎圈在与安装到工作轮辋上时相同位置。所得到的轮胎在被安装以及充气状态下,两个胎体加强件部分的斜度差值为-13度以及0.1mm的负的轴向偏移或者基本上等于零。
轮胎E通过外部胎圈旋转+15度而进行硫化。两个胎体加强件相对于旋转轴线具有相同的倾斜角度。所得到的轮胎在被安装以及充气状态下,两个胎体加强件部分的斜度差值为9度以及在实际当中轴向偏移为零,如同轮胎D的情况下。
后两次测试显示出:在模制期间,胎圈座的旋转以及一个胎圈向着另一个平移能够获得与两个胎圈中的胎体加强件的斜度有关的非对称轮胎,并且具有零或者甚至正的轴向偏移,而不考虑两个胎圈20mm大小的直径差值。
本发明没有局限于所描述和显示的示例,并且可以对其进行各种改进,而不会脱离由附加权利要求所限定的范围。

Claims (11)

1.一种用于制造轮胎的方法,包括以下步骤:
-组装未硫化轮胎,所述轮胎包括胎冠、第一侧壁和第一胎圈、第二侧壁和第二胎圈、以及胎体加强件,每个胎圈都包括胎圈座;
-在具有非对称配置的模具中硫化所述未硫化轮胎,从而获得硫化轮胎;
其特征在于,模具被设置成:当所述轮胎被放置在模具中时,在任意的子午线截面,第一胎圈的胎圈座与旋转轴线形成角度β1、以及第二胎圈的胎圈座与旋转轴线形成角度β2,并且满足:
β1-β2>3
β1和β2被以度数表示;并且对于每个胎圈,所述角度相对于与旋转轴线A平行的轴线Ox(分别为Ox’)被限定,所述旋转轴线A向着轮胎外侧为正值地定向,并且当所述角度径向向外延伸时为正值。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,β1-β2>10。
3.如权利要求1和2中任一所述的方法,其特征在于,当所述轮胎被放置在模具中时,在任意的子午线截面,胎体加强件具有设置在第一侧壁或者第一胎圈的第一拐点以及设置在第二侧壁或第二胎圈的第二拐点,在胎体加强件的拐点的切线(T1,T2)与旋转轴线基本上形成相同的角度α1和α2。
4.如权利要求1和2中任一所述的方法,其特征在于,当所述轮胎被放置在模具中时,在任意的子午线截面,胎体加强件具有设置在第一侧壁或者第一胎圈的第一拐点以及设置在第二侧壁或第二胎圈的第二拐点,在胎体加强件的拐点的切线(T1,T2)与旋转轴线基本上形成角度α1和α2,使得α1-α2<0。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,α1-α2<-10。
6.如权利要求4所述的方法,其特征在于,-35<α1-α2<-10。
7.如前述权利要求任一所述的方法,其特征在于,轮胎的胎冠和胎冠附近的侧壁部分相对于轮胎胎冠的中间平面被对称地放置在模具中。
8.如前述权利要求任一所述的方法,其特征在于,第一胎圈被设置成向着车辆外侧放置。
9.如前述权利要求任一所述的方法,其特征在于,第一和第二侧壁包括加强插入件,用于在充气压力缺失的情况下支承载荷。
10.如前述权利要求任一所述的方法,其特征在于,第一胎圈具有直径Φ1以及第二胎圈具有直径Φ2,其中:Φ1>Φ2。
11.如权利要求10所述的方法,其特征在于,第一和第二胎圈之间的直径差值为20mm。
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