CN102066138B - 包括不导电化合物以及能够流过电荷的路径的外胎 - Google Patents
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Abstract
一种包括由多个彼此叠加的增强帘布层(13、14)组成的胎冠增强带的外胎(1)，每一增强帘布层由一个或多个帘布层部分的圆周缠绕而形成，在外胎中，所述部分(13、14)的圆周端部的表面对接在一起以形成对接接头(130、140)。导电连续线性元件(20)圆周地布置在帘布层的每一者的径向上部部分上，并且从第一增强帘布层的所述径向上部部分跨越到直接叠加在第一增强帘布层上的第二增强帘布层的所述径向上部部分中，同时在所述第二增强帘布层的对接接头的所述两个表面之间通过，所述连续元件(20)包括布置在所述带的径向内部增强帘布层(14)的径向下表面的全部或部分上的内部引导头(21)和布置在所述带的径向外部增强帘布层(13)的径向上表面的圆周的全部或部分上的外部引导头(22)。
Description
技术领域
本发明的领域是将会安装在运输车辆上的外胎的领域。更特别地，本发明解决了使用不导电橡胶化合物制造的外胎中的电荷流动的问题。
背景技术
为了改进滚动阻力并且减小燃料消耗，现在的外胎包括橡胶化合物，作为主要的填料含量，所述橡胶化合物含有例如硅石的非导电填料，其例如用于制造胎面胶条。这种外胎示意性地在文献EP 0 501 227中进行了描述。
因为这些化合物的非常高的电阻率，所以它们的使用伴随着开发多种技术方案，以避免静电的堆积并且允许电荷在车辆向前行驶时流向地面。与电荷堆积相关的缺点已为设备制造商所知，其形形色色的效果包括干扰了安装在车辆上的收音机的工作，在乘客下车时使他/她触电，或者由于臭氧的形成而导致外胎加速老化。
因此，轮胎制造商们为自己设定的任务是为市场提供没有这些缺点的外胎。文献US 5 518 055描述了一种外胎，该外胎的胎面胶条由不导电化合物制成，涂有一层薄的导电化合物。所述层与本身也是电导体的侧壁化合物相接触，以允许电荷流过。
在文献EP 0 658 452中给出的另一方案包括在胎面胶条中布置插入物。所述插入物优选地径向地布置在外胎的整个圆周上，所述插入物由导电橡胶化合物制成，并且将所述胎面胶条的外表面或者连接于胎冠增强帘布层之一，或者连接于外胎的毗邻所述胎面胶条并且充分导电的任何其它部分，这些帘布层的每一者均具有导电性。按照所述胎面胶条是否包括一层或多层导电或不导电材料，对于这一原理已经进行了多种改进，并且这些改进示例性地记载在文献EP 0 925 903或EP 0 963 302中。
所有这些方法的目的都在于将所述胎面胶条的外表面与刚好与其邻接的外胎的胎冠的内部区域的一部分连接起来，所述部分例如侧壁、胎冠增强帘布层或胎体增强帘布层，并且具有导电性。
然而，近来再次致力于改进滚动阻力的外胎的发展已经导致了弱导电化合物的相当广泛的使用，这些弱导电化合物以硅石为基本成分，并且用于外胎的大多数组成部分中，这些组成部分容易在所述外胎的运转阶段的过程中进行机械操作。因此，除了用于胎面胶条中之外，这些化合物用于制造侧壁、胎体增强帘布层、胎冠增强帘布层、或者甚至胎冠增强轮廓元件。
只有例如胎圈增强圈或者胎圈包布这样的外胎元件是通过使用含有碳基填料的化合物而制成的，并且它们仍具有导电性，这些外胎元件的功能是提供轮辋和胎体的下部区域之间的接触。
发明内容
本发明的目的是为外胎中电荷的传导提供一种方案，所述外胎实质上由弱导电橡胶化合物或者极弱导电橡胶化合物制成。
弱导电橡胶材料的含义是一种以橡胶为基本成分的材料，其具有108欧姆/厘米或者更大的电阻率。同样地，导电橡胶材料的含义是一种以橡胶为基本成分的材料，其具有106欧姆/厘米以下的电阻率。
因此，概括而言，本发明涉及一种将会安装在车轮上的外胎，并且其特别地为了减小滚动阻力而设计。所述外胎示意性地包括：
-胎面胶条，该胎面胶条的径向外表面将会与地面相接触，一般地，所述胎面胶条由弱导电化合物构成并且包括允许导电的构件，例如在文献EP 0 658 452中描述的那样。
-胎冠增强带，该胎冠增强带由彼此叠加的多个增强帘布层组成，每一增强帘布层包括线，这些线彼此平行，涂有弱导电橡胶化合物，并且与圆周方向形成给定的角度。所述胎冠增强带与所述胎面胶条的径向内表面相接触，并且更特别地与布置在所述胎面胶条中的允许导电的所述构件相接触。
-胎圈区域，该胎圈区域将会保证车轮和外胎之间的紧密接触，其包括胎圈增强圈和与车轮接触的胎圈包布，所述胎圈包布主要由导电橡胶化合物构成。
-一个或多个胎体增强帘布层，所述多个胎体增强帘布层彼此叠加，并且被它们的径向内部端部锚定在所述胎圈增强圈上，并且所述一个或多个胎体增强帘布层也包括涂有弱导电橡胶化合物的线。这些线彼此平行并且与圆周方向形成给定角度，该角度一般为90°。所述胎体增强帘布层在其中心与所述胎冠增强带的径向内部帘布层相接触。
-侧壁区域，该侧壁区域将会保护所述胎体增强帘布层，并且一般由弱导电橡胶化合物构成。
术语“线(thread)”按照完全上位的意义进行理解，包括单纤维丝、多纤维丝、帘线或者折叠纱线，或者等同的组件，并且不论所述“线”是由纺织品还是金属材料组成，也不论所述“线”可能已经进行的处理，所述处理例如为了促使其紧密地粘合到橡胶上而进行的涂胶或者表面处理。
那么，摆在上文中所述的这种外胎面前的问题在于，在胎面胶条和轮辋之间提供导电路径，因为增强帘布层不再能够在外罩的胎冠与胎体增强帘布层之间传导电荷。
本发明的目的是，通过提出一种上述类型的外胎而为该问题提供一种方案，该外胎包括能够流过电荷的路径。
根据本发明的外胎包括胎冠增强带，所述胎冠增强带由彼此叠加的多个增强帘布层组成。每一增强帘布层由一个或多个帘布层部分的圆周缠绕而形成，所述一个或多个帘布层部分包括线，这些线彼此平行，涂有弱导电橡胶化合物，并且与所述圆周方向形成给定的角度，在所述外胎中，所述部分的圆周端部的表面对接在一起以形成对接接头。
该外胎的特征在于，导电连续线性元件圆周地布置在所述帘布层的每一者的径向上部部分上，并且从第一增强帘布层的径向上部部分跨越到直接叠加在第一增强帘布层上的第二增强帘布层的径向上部部分，并且在所述第二增强帘布层的对接接头的两个表面之间通过，并且该外胎的特征在于，所述连续元件包括内部引导头和外部引导头，所述内部引导头布置在所述带的径向内部增强帘布层的径向下表面的全部或部分上，所述外部引导头布置在所述带的径向外部增强帘布层的径向上表面的圆周的全部或部分上。
那么，所需要的就是所述线性元件的外部引导头与所述胎面胶条的内表面相接触。如果该表面也是由弱导电材料组成，那么按照已知的方式，需要设置构件以在将会与地面接触的所述胎面胶条的外表面和所述胎面胶条的径向内部部分之间导电，并且将需要例如插入物的该构件与布置在胎冠带的径向外表面上的外部引导头相接触。
同样地，所述内部引导头与所述胎体增强帘布层的径向外表面相接触。如果后者由弱导电橡胶化合物组成，那么再一次地，按照已知的方式，将需要设置构件以从所述胎体增强帘布层的中心的径向上表面直至所述胎圈包布的内表面导电，并且将需要所述内部引导头的位置设置为使其与布置在所述胎体增强帘布层上的所述构件相接触。
用这种方法，电荷将会从与地面接触的胎面胶条的外表面传导到车轮的轮辋。
连续线性元件可以由涂有导电橡胶化合物的一条或多条连续线构成，或者可选地，可以由薄且狭窄的胶条构成，所述胶条同样由导电材料制成。
本发明还提供一种制造胎冠增强带的方法，所述胎冠增强带是适用于构成根据本发明的外胎的类型。
附图说明
下文中的描述基于本发明的一些优选的实施例并且基于图1至图8，在图1至图8中：
-图1示出了根据本发明的外胎的示意性立体图，
-图2示出了所述外胎的示意性截面图，
-图3、4、5和6示出了根据本发明的制造胎冠增强带的优选方法的各个阶段的示意性立体图，和
-图7和8示出了根据本发明的增强带的展开图，所述增强带铺设在包括传导电荷的构件的胎体增强帘布层上。
具体实施方式
为了说明本发明，图1中示出了外胎1，外胎1包括胎面胶条(treadstrip)11，胎面胶条11包括构件(means)110、111和12，这些构件用于在将会与地面接触的胎面胶条的外表面与所述胎面胶条的径向内部部分之间导电。
这些构件可以涉及提供一种胎面胶条，所述胎面胶条使用导电橡胶化合物而制造，或者优选地，涉及创造一种胎面胶条11，所述胎面胶条11由弱导电化合物110构成，并且包括径向地通过胎面胶条的插入物111。胎面胶条11还可以包括次层12，所述次层12本身由导电化合物构成或者包括与胎面胶条中的构件相似的允许电荷流动的构件。
胎冠增强带由两个增强帘布层13和14组成，这两个增强帘布层13和14的线与外胎的圆周方向形成给定的角度。
胎体增强帘布层15被它的两个径向下端锚定在胎圈增强圈160和161上。
图2是通过外胎1的径向截面视图，其示出了胎圈包布(chafers)170和171，胎圈包布170和171将会提供外胎的胎圈和车轮的轮辋之间的接触。这些胎圈包布与胎体增强帘布层15相接触，并且包括允许电从内部部分传导到外部部分的构件，该外部部分与车轮的轮辋相接触。优选地，这些胎圈包布170和171使用导电橡胶化合物而制造。
最后，外胎1包括防擦肋部(scuff ribs)180和181。这些防擦肋部优选地由弱导电橡胶化合物组成。
胎体增强帘布层15包括构件151，该构件151允许电荷从胎体增强帘布层的径向外表面传导到胎圈包布170和171的内部部分。
举例而言，胎体增强帘布层15由装配宽度(assembling widths)150构成，该装配宽度150由涂有弱导电化合物的线构成，在直线帘布层切割机上制造所述宽度的步骤中，在所述线之间已经插入了胶条151的一部分，该胶条151的一部分由涂有导电化合物的线构成，这些内容记载在申请人公司的尚未公布的专利申请FR 0852 556中。
在这个特定的例子中，连续元件20是由导电橡胶材料构成的胶条，其圆周地布置在胎冠增强帘布层13和14的径向外部部分上。
内部引导头(internal leader)21布置在增强帘布层14的径向下表面上，从而与布置在胎体增强帘布层上的构件151发生电接触。外部引导头22布置在增强帘布层13的径向外表面上，从而与次层12发生接触。
电荷连续地流过：
-胎面胶条11，该胎面胶条11包括构件111、12以建立将会与地面接触的胎面胶条的径向外部部分与所述胎面胶条11的径向内部部分12之间的导电路径，
-连续元件20的外部引导头22，其与次层12相接触，
-内部引导头，其与布置在胎体增强帘布层15上的构件151相接触，以及
-所述构件151，其将电荷传导到胎圈包布170、171，后者将会与车轮轮辋发生接触。
图3、4、5和6示出了将会用于制造根据本发明的外胎的胎冠增强带的一个实施例。
胎冠带在圆柱形构形结构3上构成，该圆柱形构形结构3用作构件接收表面。该圆柱形构形结构绕其轴线XX’旋转。其由能够被径向移动的圆形元件组成。
一种构件(未示出)能够向涂胶器构件4传送连续元件，在这个特定例子中，所述连续元件是涂有导电橡胶化合物的线20。
线引导头21直接布置在接收表面上。该内部引导头的长度可以改变。特别地，当胎体增强帘布层具有导电性时，该胎体帘布层和内部引导头之间的接触可以在相当短的长度上发生。与之相比，当胎体增强帘布层由弱导电材料制成，并且用于移除电荷的构件151位于经度(azimuthal)方向时，可以意识到，将内部引导头21布置在胎冠增强带的径向下表面的整个圆周上，如图4中所示。
图7和图8示出了这种情况，其中外胎1包括胎体增强帘布层，该胎体增强帘布层的线涂有弱导电橡胶化合物。构件151能够将电荷从胎体增强帘布层的径向外部部分传导到胎圈包布170和171，构件151如图1中所示的外胎的情况一样径向地定向。构件151也可以与圆周方向形成角度；在这种特别的情况下，构件151可以由导电材料制成的橡胶胶条组成。
为了避免目的在于使内部引导头与构件151叠加的经度运转，内部引导头21能够延长，导致其形成完整一圈(full revolution)，从而所述引导头布置在径向内部胎冠增强帘布层14的内表面的整个圆周上。
然后，通过使圆柱形结构完成完整一圈而使用缠绕的方法铺设第一胎冠增强帘布层14。采取多个步骤来保证连续线性元件20布置在帘布层14的上表面上。
增强帘布层14的两个圆周端部141和142对接在一起，以形成对接接头140。如图5中所示，线20从接收表面3的径向上部部分跨越到增强帘布层14的径向上部部分，增强帘布层14的径向上部部分通过帘布层14的对接接头140的两个表面141和142之间。
邻接部分13以完全相同的方式通过缠绕的方法而铺设。然后，线20布置在增强帘布层13的径向上表面上以形成外部引导头22。如图5和图6所示，帘布层13的圆周端部131和132对接在一起，以形成对接接头130，从而线20在对接接头130的两个表面131和132之间通过。
因此，连续铺设的线的长度相当于内部引导头的长度、胎冠增强带的周长乘以帘布层的数量减一、以及外部引导头的长度三者之和。
组成增强带的增强帘布层的数量不限于用于支持本说明书的两个帘布层13和14。如果铺设的帘布层的数量较大，那么帘布层的堆叠运转就仅需要重复进行，保证连续线性元件20在形成每个帘布层中的对接接头的圆周端部的表面之间通过。
同样地，上述描述涉及长度基本上等于结构3的周长的胎冠增强帘布层。因此，应当指出的是，上文中所描述的原理也适用于以下情况，其中胎冠增强帘布层由狭窄胶条的部分在圆周方向中并列而组成，或者其中线铺设到接收表面上，例如在文献EP 248 301中所述。
如上文各段中所述，连续线性元件20可以由导电材料制成的薄胶条构成。所述胶条的宽度可以有利地在10mm到20mm的范围内，其厚度在0.1mm到1mm的范围内。
连续线性元件20也可以由涂有导电化合物的一条或多条线构成。在这种情况下，可以证明有利的是，所述连续线性元件在垂直于圆周方向的横向方向上铺设成波浪形，以防止局部地妨碍胎冠带在径向方向的运动的任何可能性。所述波浪图案的振幅根据带的最大可能径向膨胀而确定。还能够选择这样一种线，其具有足够的弹性，从而可以实现等同的效果。
Claims (12)
1.一种包括胎冠增强带的外胎(1)，所述胎冠增强带由彼此叠加的多个增强帘布层(13、14)组成，每一增强帘布层由一个或多个帘布层部分的圆周缠绕而形成，所述一个或多个帘布层部分包括线，这些线彼此平行，涂有弱导电橡胶化合物，并且与所述圆周方向形成给定的角度，在所述外胎中，所述帘布层部分(13、14)的圆周端部的表面(131、132、141、142)对接在一起以形成对接接头(130、140)，其特征在于，导电连续线性元件(20)圆周地布置在所述多个增强帘布层的每一者的径向上部部分上，并且从第一增强帘布层的所述径向上部部分跨越到直接叠加在第一增强帘布层上的第二增强帘布层的径向上部部分，并且在所述第二增强帘布层的对接接头(130、140)的两个表面(131、132、141、142)之间通过，而且，所述连续线性元件(20)包括内部引导头(21)和外部引导头(22)，所述内部引导头(21)布置在所述胎冠增强带的径向内部增强帘布层(14)的径向下表面的全部或部分上，所述外部引导头(22)布置在所述胎冠增强带的径向外部增强帘布层(13)的径向上表面的圆周的全部或部分上。
2.根据权利要求1所述的包括胎冠增强带的外胎(1)，其中，所述内部引导头(21)布置在所述胎冠增强带的径向内部增强帘布层(14)的径向下表面的整个圆周上。
3.根据权利要求1或2所述的包括胎冠增强带的外胎(1)，其中，所述连续线性元件(20)由涂有导电橡胶化合物的一条或多条线组成。
4.根据权利要求3所述的包括胎冠增强带的外胎(1)，其中，组成所述连续线性元件(20)的所述线具有足够的弹性，使得它们没有局部地妨碍所述胎冠增强带的径向膨胀。
5.根据权利要求3或4所述的包括胎冠增强带的外胎(1)，其中，所述连续线性元件(20)被缠绕以形成相对于横向方向的波浪形。
6.根据权利要求1或2所述的包括胎冠增强带的外胎(1)，其中，所述连续线性元件(20)由薄且狭窄的胶条组成，所述胶条由导电橡胶化合物制成。
7.根据权利要求1所述的包括胎冠增强带的外胎(1)，还包括由弱导电橡胶化合物(110)构成的胎面胶条(11)，并且在所述胎面胶条中具有构件(111、12)，所述构件(111、12)用于在将会与地面接触的所述胎面胶条的外表面和与所述胎冠增强带(13)的外表面接触的所述胎面胶条的径向内部部分之间导电，所述外部引导头(22)布置在所述胎冠增强带(13)的外表面上，在所述外胎中，所述外部引导头(22)所设置的位置使其与布置在所述胎面胶条中的所述构件(12)相接触。
8.根据权利要求7所述的包括胎冠增强带的外胎(1)，其中，所述胎面胶条(11)包括由导电材料组成的圆周插入物(111)，该圆周插入物(111)将所述外表面连接于与所述胎冠增强带(12)相接触的所述胎面胶条的径向内部部分。
9.根据权利要求7或8所述的包括胎冠增强带的外胎(1)，还包括
-胎圈区域，该胎圈区域将会保证车轮和所述外胎之间的紧密接触，所述胎圈区域包括胎圈增强圈(160、161)和将会与车轮的轮辋接触的胎圈包布(170、171)，所述胎圈包布(170、171)由导电橡胶化合物构成，
-一个或多个胎体增强帘布层(15)，所述多个胎体增强帘布层(15)彼此叠加，并且被它们的径向内部端部锚定在所述胎圈增强圈(160、161)上，所述一个或多个胎体增强帘布层(15)由涂有弱导电橡胶化合物的线组成，这些线彼此平行并且与圆周方向形成给定角度，所述胎体增强帘布层在其中心与所述胎冠增强带的径向内部胎冠增强帘布层(14)的径向下表面相接触，并且包括从所述胎体增强帘布层(15)的中心的径向上表面向所述胎圈包布(170、171)的内表面导电的构件(151)，
并且其中，所述内部引导头(21)所设置的位置使其与布置在所述胎体增强帘布层上的所述构件(151)相接触。
10.一种制造胎冠增强带的方法，所述胎冠增强带用于根据权利要求1至9的其中一项所述的外胎，所述方法包括以下步骤：
-将所述连续线性元件(20)的引导头(21)缠绕到接收表面(3)上，
-通过缠绕通过将所述连续线性元件布置在第一胎冠增强帘布层的径向外表面上，从而铺设第一胎冠增强帘布层(14)，
-将所述第一胎冠增强帘布层(14)的两个圆周端部(141和142)对接在一起，以形成对接接头，并且使所述连续线性元件(20)在所述对接接头(140)的两个表面(141、142)之间通过，
-通过缠绕而铺设邻接的胎冠增强帘布层，并且将所述连续线性元件(20)布置在所述邻接的胎冠增强帘布层的径向外表面上，
-将所述邻接的胎冠增强帘布层的两个圆周端部对接在一起，以形成对接接头，并且使所述连续线性元件在所述对接接头的两个表面之间通过，
-按照所需的次数重复前两种操作，
-通过缠绕而铺设最后一个胎冠增强帘布层(13)，并且将所述连续线性元件(20)布置在所述最后一个胎冠增强帘布层的径向外表面上，以形成所述外部引导头(22)，以及
-将所述最后一个胎冠增强帘布层(13)的两个圆周端部(131和132)对接在一起，以形成对接接头(130)，并且使所述连续线性元件在所述对接接头(130)的两个表面(131、132)之间通过。
11.根据权利要求10所述的制造胎冠增强带的方法，其中，所述接收表面包括圆柱形结构(3)。
12.根据权利要求10所述的制造胎冠增强带的方法，其中，所述接收表面包括已构形的生胎。
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