CN102555689A - 充气轮胎 - Google Patents

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S.G.费尔特斯
M.霍尔茨默
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Goodyear Tire and Rubber Co
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Abstract

公开了具有胎体和带束层增强结构的充气轮胎。所述胎体包括至少一个内部帘布层，所述至少一个内部帘布层围绕环形胎圈构件包绕且径向向外朝向胎冠延伸，从而形成反包部端部；所述轮胎还包括：三角胶，所述三角胶位于所述胎圈的径向外部且具有径向外部端部，其中，所述反包部端部位于所述三角胶的径向外部；和增强构件，所述增强构件具有第一端和第二端，其中，所述第一端位于所述三角胶附近，所述第二端在三角胶外部端部的径向外部。

Description

充气轮胎
相关申请的交叉引用
本申请要求于2010年12月10日提交的美国临时申请No. 61/421,837的权益且将其作为参考引入。
技术领域
本发明涉及轮胎。更具体地，本发明涉及适合用作轿车轮胎的轮胎。
背景技术
常规子午线汽车轮胎包括围绕两个环形不能伸展胎圈包绕的子午线帘布层。在轮胎制造工艺中，生胎胎体（“生”指的是还未硫化且仍胶结的）通过将生的气密层和子午线帘布层在轮胎“成型鼓”（或“成型芯轴”）上滑动而制成。两个胎圈（每个包括封装在生胶中的钢丝线缆）然后在胎体上滑动，每一侧一个。延伸超出胎圈的帘布层部分然后围绕胎圈反包，从而形成“反包部（turn-ups）”。然后，在胎圈之间的帘布层部分径向向外展开，从而与帘布层反包部接触。由反包部帘布层和胎圈界定的环形截面三角形橡胶填料称为“三角胶”。
三角胶的三角形尺寸和材料属性的选择影响轮胎的性能，例如轮胎重量、胎侧刚度、操控、乘驾舒适性、热、材料疲劳度和轮胎寿命。例如，由于三角胶向上延伸胎侧的长度的大部分，从而增加三角胶的刚度会增加胎侧的刚度，得到较少的胎侧折曲和因而较少的折曲热量和材料疲劳度，但是以更粗糙乘驾为代价。增加三角胶的径向长度（从而其沿胎侧向上延伸更远）进一步使得胎侧变硬且改进操控，这对于“高性能”轮胎是有益的。
设计者已经发现，如果它们在三角胶设计的选择中具有更大的灵活性，即，如果它们可以指定比常规使用的更长的三角胶和具有多层不同材料的三角胶（“复合三角胶”），那么对轮胎性能具有更大的选择和更紧的控制。不幸的是，复合三角胶的使用可能增加到其增加的轮胎重量，从而负面地影响轮胎滚动阻力。因而，期望改进轮胎设计具有改进胎圈区域，其具有较低重量和较低滚动阻力。同时，期望轮胎具有改进乘驾舒适性但仍然在下部胎侧区域中具有良好的刚度以便操控目的。
定义
以下的定义可应用于本发明且一致地使用如下定义：
“三角胶(Apex)”指的是位于胎圈芯径向外部、并在帘布层与反包帘布层之间的弹性体填料；
“轴向的”和“轴向地”在此用于指平行于轮胎旋转轴线的线或方向；
“胎圈”或“胎圈区域”指的是轮胎的包括环形抗拉构件的部分，其由帘布层帘线包绕并且成形为具有或不具有其他增强元件，诸如胎圈芯包布、加强片、三角胶、护趾胶和胎圈包布，以便配合设计轮辋；
“胎圈基部”指的是形成胎圈内直径的胎圈部分；
“胎圈芯”指的是在轮胎的胎圈区域中的环形钩状增强部，通常由钢丝帘线和缆线形成；
“胎趾”指的是与胎圈基部和轮胎内表面结合的胎圈部分；
“带束层结构”指的是平行帘线的至少一个环形层或帘布层，帘线经过编织或未经编织，位于胎面下方，未锚固至胎圈，并且具有相对于轮胎的赤道面处于15°至35°范围内的左和右帘线角度；
“周向”指的是沿环形轮胎的平行于赤道面(EP)并垂直于轴向方向的表面的周边延伸的线或方向；
“赤道面(EP)”指的是垂直于轮胎的旋转轴线并穿过轮胎的胎面中心的平面；
“正常充气压力”指的是针对轮胎的工作条件由合适标准组织指定的特定设计充气压力和负载；
“径向的”和“径向地”用于表示径向朝着或离开轮胎的旋转轴线的方向；
“轮辋”指的是轮胎支撑件或者轮胎胎圈坐靠在其上的轮胎和管组件。
附图说明
将作为示例并参考附图描述本发明，其中：
图1是本发明的轮胎的横截面图。
图2是本发明的轮胎的第二实施例的横截面图。
具体实施方式
以下的语言是实施本发明的当前设想最佳的一种或多种模式。该说明是为了说明本发明的总体原理，并且不应被理解成限制意义的。本发明的范围参考所附权利要求最佳地确定。
图1示出了本发明的子午线轮胎20的一半的横截面图。轮胎围绕中间周向平面对称，因而仅仅示出轮胎的一半。可选地，轮胎还可以是不对称轮胎。所示轮胎20是轿车轮胎，但是所公开的发明还可应用于轻型货车轮胎、子午线中型货车轮胎、载重轮胎、工业轮胎、越野轮胎或其它类型的轮胎。本领域技术人员将理解，对于每种轮胎，内部结构、胎面配置和结构材料将针对轮胎的期望性能选择，且可能与所示的不同。如图所示，轮胎20包括一对胎圈部分24，每个胎圈部分24均包括嵌入其中的胎圈芯26。胎圈芯26是环形构件，可包括任何期望截面形状，而不限于所示方形。
轿车轮胎20还包括：胎侧部分28，所述胎侧部分28从每个胎圈部分24以轮胎的径向方向大致向外延伸；和胎面部分22，所述胎面部分22在胎侧部分28的径向外部端部之间延伸。轮胎20还包括设置在胎面胶22下方的带束层包32。带束层包32围绕中间周向平面对称。
此外，轮胎20用胎体30增强，胎体30从一个胎圈部分24超环面地延伸到另一个胎圈部分24。胎体可包括通常由异丁橡胶形成的不透空气的气密层29。胎体还包括至少一个帘布层31，优选以径向方向定向。优选地，对于轿车轮胎应用，胎体仅具有单个径向帘布层。胎体帘布层31可包括任何合适的帘线，通常聚酯、人造丝、尼龙帘线，例如尼龙-6,6帘线，大致垂直于轮胎的赤道面EP延伸（即，在轮胎的径向方向延伸）。
胎体帘布层在轮胎的胎面部分下延伸且锚定到每个胎圈。优选地，帘布层31围绕每个胎圈包绕，从而得到反包部端部40。反包部端部40从胎圈芯26径向向外延伸优选在胎圈直径的一至三倍范围内，从胎圈芯的中心径向向外测量。更优选地，反包部径向向外延伸在胎圈直径的一至二倍范围内，从胎圈芯的中心径向向外测量。优选地，帘布层从胎圈的轴向内侧包绕到胎圈的轴向外侧的位置。帘布层围绕胎圈和三角胶50包绕。三角胶位于胎圈芯26的径向外部，且可以包括具有端部的三角形橡胶部件，其中，三角胶的厚度从靠近胎圈的第一端51朝向第二端或末端52减少。三角胶的末端优选延伸经过反包部端部40，但是三角胶的末端可以位于反包部40的径向内部。支撑构件60（也称为增强构件）位于三角胶附近。支撑构件（或支撑增强构件）60位于三角胶附近，优选在三角胶的轴向外部且靠近三角胶。支撑构件60具有第一端62，第一端62不延伸到胎圈芯26且不围绕胎圈芯包绕或者以其它方式与胎圈芯26接触。支撑构件60的第一端62位于胎圈芯26的径向外表面27和帘布层反包部端部40之间。第一端优选在胎圈芯的径向外部1-3 mm，优选1-2 mm。支撑构件具有第二端64，第二端64延伸到反包部端部40的径向外部，且优选在三角胶末端52的径向外部。优选地，支撑构件60的第二端64在三角胶末端52的径向外部3至15 mm的量级，优选3至7 mm，或更优选3至5 mm或更大。
如图1所示，支撑构件60的第一端62位于三角胶和帘布层31之间。这是优选实施例。然而，支撑构件60的第一端还可以位于帘布层31的轴向外部，如图2所示。
如果轮胎20是对称轮胎，那么支撑构件60优选在轮胎的两侧的胎圈区域以相同方式应用。可选地，支撑构件60还可以仅仅在轮胎的一侧上的胎圈区域中使用，使得轮胎至少在该方面为不对称轮胎。如果支撑构件60仅在轮胎的一侧上使用，那么在轮胎根据其说明安装在车辆上时，其优选应用于轮胎的内侧。
支撑构件60可由芳香族聚酰胺材料或尼龙材料制成，有或者没有增强织物。支撑构件60优选是材料薄片，在一定角度内优选具有0.6至1.5毫米或0.8至1.2毫米量级的厚度。支撑构件用于增加胎圈/三角胶区域的纵向和径向刚度。取决于支撑构件材料及其属性（宽度、角度…），可以调整轮胎操控和舒适性。支撑构件还可以由尼龙、芳香族聚酰胺、钢、聚酯、碳纤维、聚酮纤维、人造丝、PN、PBO或其中两种或更多种材料的组合形成，有或者没有增强织物。
可以根据在此所提供的描述对本发明做出各种变化。尽管为说明本发明的目的示出了某些代表性实施例和细节，但是本领域的技术人员应当清楚，在不脱离本发明范围的情况下，可在其中作出各种变化和变型。因此，应理解的是，可在所描述的特定实施例中作出变化，所述变化将在如所附权利要求所限定的本发明的全部想要的范围内。

Claims (10)

1.一种充气轮胎，其特征在于具有胎体和带束层增强结构，所述胎体特征在于至少一个内部帘布层，所述至少一个内部帘布层围绕环形胎圈构件包绕且径向向外朝向胎冠延伸，从而形成反包部端部；所述轮胎还包括：三角胶，所述三角胶位于所述胎圈的径向外部且具有径向外部端部，其特征在于，所述反包部端部位于所述三角胶的轴向外部；和增强构件，所述增强构件具有第一端和第二端，其特征在于，所述第一端位于所述三角胶附近，所述第二端在三角胶外部端部的径向外部。
2.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述内部帘布层围绕环形胎圈构件从环形胎圈构件的轴向内侧朝向其轴向外侧包绕。
3.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，增强构件的第一端不与环形胎圈构件接触。
4.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，增强构件的第一端在环形胎圈构件的径向外部1 mm至5 mm的范围内，优选1至2 mm。
5.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，增强构件的第二端在三角胶外部端部的径向外部3 mm至15 mm的范围内，优选3至7 mm，更优选3至5 mm。
6.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，增强构件的第一端位于三角胶和反包部之间。
7.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，仅仅有一个帘布层。
8.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，增强构件由用尼龙帘线增强的弹性体制成。
9.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，增强构件具有的厚度在0.6至1.5 mm的范围内，优选0.8至1.2 mm。
10.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，反包部端部位于从胎圈芯中心测量12至25 mm范围内的径向距离处，优选14至20 mm，更优选大约16 mm。
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