CN1040736C - 轮胎 - Google Patents

Abstract

轮胎的胎体由从一侧轮缘到另一侧轮缘来回走线的单一帘布层构成的。通过在帘布层的每侧(沿轴向)上配置至少一束圆周取向的线束及一个肖氏A级硬度大于70的橡胶混合的中间层，在轮缘中实现胎体的固定。

Description

轮胎

本发明涉及一种轮胎。尤其是涉及在其侧面与轮缘中加强件线的放置；本发明还涉及在轮缘中帘布层的固定。

轮胎胎体的加强件目前是由配置在轮缘中的一个或多个钢丝圈周围翻转的一层或多层(往往径向的)帘布所构成的。轮缘构成了能够使轮胎固定到轮辋的部件。这样构成的轮缘刚度是很大的。

希望的是，对于侧面上方能保证轮缘刚度逐渐变化。在现有技术中，还很难保证在具有很大柔度的侧面与相反地具有很大刚度的轮缘之间的这种刚度的逐渐演变。事实上，配置在轮胎这部分中的加强件不可避免地总是具有不连续性：在胎体翻转部分的径向上端，没有过渡地通过到没有这种胎体翻转部分的区域中，该区域不可避免地是刚性小。为了提醒起见，“朝上方径向地”或“径向上方”是指朝着更大半径的地方，更相反地。

现有技术中已经知道可以避免绕一个钢丝圈翻转的径向胎体的其它设计原则。作为一个实例，参引专利：US3815652，在该专利中提出了由从轮胎一侧轮缘到另一侧轮缘形成特定轨迹的单根线构成胎体的加强件，以便使同一根线部分地及逐渐地构成一个加强件来取代传统的钢丝圈。在这种公知的结构中，帘布层在胎侧形成了与轮胎同心的U形，该U形的下部位于轮缘中。U形的下部延伸到轮缘上一定的弧长上。配置U形构型根据需要进行布置，将它们一个相对另一个移动，一直到覆盖轮胎的胎侧组件。由此得到一个结构，该结构中，在轮缘中的加强件的线从径向看形成了多个梯子；U形的下部没有严格地按照在与轮胎轴垂直的一个平面中的圆对齐。这种加强件的结构是不利于线的精确定位的，并且不可能赋予轮胎一种非常良好的均匀性能。然而在目前，对轮胎要求的质量水平也在不断地提高。

本发明的目的在于提出一种配置胎体加强件线的新方法，以便能保证在接近轮缘时轮胎胎侧弯曲刚度能尽可能逐渐地改变。

本发明的另一目的在于提出一种轮胎加强件的结构，它在周向上也是尽可能均匀的。

最后，本发明还有一个目的旨在提出一种轮胎加强件的结构，该结构易于适合机械化制造。

根据本发明的子午线轮胎，包括一个每侧固定在轮缘上的子午线胎体，其轮缘的底部用于安装在轮辋的座上，每个轮缘由胎侧延伸，胎侧与胎面相连接，胎体由形成径向来回的帘布层构成，轮缘中的帘布层的来线与回线的径向部分在轮缘中形成一个或多个周向基准线，轮缘由周向的线加强，其特征在于：在轮缘中胎体的固定是由以下方式予以保证的，——胎体的帘布层是用每次连接一来线与一回线的环圈相邻地布置的并在周向上是排齐的；——在每个帘布层的圆周基准线旁，设置有至少一束周向的线束及一个具有大于70的A级肖氏硬度的橡胶混合物的中间层。

在本说明书中，名词“线”是非常泛义的，它可以是单股线或多股线，或是组合线，例如缆线，粘合线或不管什么类型的等效组合线，并且它们可以是不管何种材料及受过何种处理的线，例如受到表面处理或涂层，，或预涂胶以利于粘结在橡胶上。胎体的加强件在两束圆周取向的线束之间利用橡胶插入物形成一个中间层。在胎体的线是按90°时，胎体为径向的，但也可根据使用，按照接近90°的角度配置。

在现有的技术中，人们已经知道胎体的一层或多层帘布是绕在钢丝圈上的。这时钢丝圈充当固定胎体的作用，这就是说在充气压力作用下承受了在帘布层中出现的应力，在本发明中所请求保护的配置方式保证了这种胎体的固定作用。

从现有技术，人们也知道，这个同一钢丝圈也保证轮缘紧固在轮辋上的作用。在本发明中所请求保护的配置方式同样也能保证足够的紧固作用。

在下面参照附图所作的说明中说明了实施本发明的所有细节。

图1主要表示本发明轮胎的胎侧面与轮缘的径向剖面图；

图2仅表示加强线的配置透视图；

图3表示实施本发明第二个实施例的径向剖面图；

图4表示与第二个实施例相对应的方式配置的部分加强线的透视图；

图5表示实现本发明的第三个实施例，是以轮胎胎侧及轮缘的径向剖面表示的。

图1及图2说明实施本发明的最简单实施例。由其图可以看到，本发明较特别涉及到的是轮胎的熟知部分，即轮胎胎侧1及轮缘2。胎体的加强件是由许多的帘布层3组成的，在胎侧1的这些线部分为径向取向。帘布层3形成位于轮缘2中的并置环圈30。各环圈30彼此相邻而不重叠。

将线布置成环圈时就不必切割线的边缘，这样布置如同不连续的一样。事实上，加强件部分的线一般是缆绳，缆绳的端部在其切割处呈现分忿，在分忿处所有的单股线彼此分开。这就构成轮胎内部折断的起因。当线是织物材料时，线被涂上胶，以保证与橡胶很好粘合。在缆线被切割后可惜在每根缆绳端部是没有预涂胶的，这使得切割的地方还是不粘结橡胶。由此在轮缘内部存在折断的危险。使用这里所述的配置，就不再担心这类缺点。

从来线和回线构成的环圈，可以看出该胎体是“单线”形式的。当然，该胎体不能连续地由单根线制造。根据本发明，合适的是仅只使用少量的线，并且将线的头部与尾部放置在胎面而不放在轮缘中。

为了保证胎体完善地固定，制成由多层组成的轮缘，在轮缘2的内部，布置彼此来回的帘布层3，一束圆周取向的线(线束61及62)及肖氏A级硬度大于70的橡胶混合物的中间层。在每个线束61、62中，线基本上是同心及重叠的，例如可以将镀黄铜的金属线绕成许多圈。

没有必要为保证帘布层3或构成线束61或62的线圈浸渍而添加专门的橡胶混合物，但应避免圆周取向的线与径向的线直接接触。在模压时利用浸渍，同样类型的混合物保证同一线束的线部分之间和不同的线束之间的压迫和连接作用。

对于被夹入的橡胶层5，使用一种只使用合成弹性材料的混合物或/与聚丁二烯掺合的混合物时，许多试验揭示了寿命方面非常有意义的结果，所述SBR玻璃态转化温度(Tg)在-70℃与-30℃之间，所述的聚丁二烯的Tg值在-40℃与-10℃之间，所述使用的一种或多种合成弹性体按总比例计算为弹性体总重量的至少40％。其余部分是由天然橡胶组成的。所考虑的Tg值是用差热分析测定的。最好使用SBR溶液。例如，使用一种含50％Tg值为-48℃的SBR溶液，50％的NR，并添加增强填料及树脂，以便达到所要求的肖氏A级硬度。可以在被硫化的轮胎中得到层5，因为放置帘布层3及已充分裹上橡胶的线圈61、62，模压后能产生以下将要描述的层5。

不用上述以上的天然橡胶为主要成分的混合物，人们可以使用热塑性树脂(脂族聚酰胺，聚苯氧)或热固性树脂(甲酚树脂)它们能产生合适的硬度及粘性。

为了在线束61、62的镀黄铜金属线上与在帘布层3上橡胶层5都粘结得很好，并且为了保证这种粘结在高温下有很长的寿命，所述的橡胶层5含大量的硫，并且使用了其比例调节得很好的附着添加促进剂(例如，钴或镍的金属盐)。例如，使用硫的比率为总弹性体的5-8％(重量)，钴量为总弹性体的0.2％(重量)。

为了保证很好消除在充气压力下帘布层出现的应力，希望是所述环圈应径向配置在低于周向上相邻的线束的最低部分的水平面上。

最好，帘布层3从轮胎一边轮缘通过胎面到另一轮缘形成来回，因此线从一边轮缘到另一边轮缘是连续的。在胎面中轮胎结构的不同加强部件不构成本发明一部分。只要指出它们是由所有适合的加强方式构成的就行了，例如放置线以便保证形成三角形带。此外，在轮缘中，当然也可以放置一种非常硬的，用作传统轮胎钢丝圈填充物的橡胶混合物。这种填充物橡胶被放置在胎体加强物的一侧和/或另一侧。

安装在公知轮辋上的轮胎受到交替的变形时，与轮辋接触的区域，也就是说位于轮辋卷边内的轮缘部分，实际上没有受到任何变形。在侧面上方部分，也就是说按一般情况在轮胎赤道与轴肩之间的部分可足够大的弯曲以便使得轮胎具有必要的柔性。赤道是侧面最宽的部分，相当于安装在轮辋上轮胎最大的外形尺寸。

为了保证在与轮辋接触区域及赤道之间尽可能逐渐地过渡，在与轮辋接触的区域上面，及在赤道的下面，位于胎体各侧的橡胶成份满足下述关系式：

式中E_i为径向模量，e_i为在帘布层的外部70及内部71各自每种橡胶成份i的厚度。当在轮胎的这部分有多个胎体基准线时，为了利用这个公式，仅考虑在最外部线的外部及相应的最内部线的内部组成。

当被使用的各种成分的模量相类似时，这意味着将胎体尽可能放到侧面内侧是合适的。还可以在侧面里侧使用比较软的(即模量非常小的)树脂，这样保证能在轮胎寿命与所谋求的舒适性之间得到折中。

由图3、4及5可以看到，在每个侧面1中，帘布层3构成径向并列线部分的周向上的一个单一基准线，还可以看到在与轮缘2相连接的侧面部分中，胎体分成两根帘布层的周向基准线31、32，它们在轴向彼此逐渐分开。沿着每个帘布层3的周向基准线，正如前面所说明地那样，在每侧有一周向的线束，及如前述构成的橡胶中间层。沿基准线31的边上有线束61及62，而沿基准线32边上有线束62及63。所有这些周向上的线束是由螺旋线圈来实现的。有利的是中间线束62在径向上再上升比侧面线束61及63要高一些。

这样就达到了一种交错排列，这一点为图4透视图很清楚地表现出来了，由该图可以看到，不同的基准线由周向的线束分隔开来。

当然，还可以在其中具有两个以上的在轴向上彼此逐渐分开的帘布层圆周基准线，在此情况下，每个基准线是由仅一根径向来往的帘布层构成。不同的基准线的线以如下方式配置，即在这些侧面，两根相邻胎体的线来自于轮缘2中的不同基准线。换言之，在该侧面中，每个基准线中的线交错排列，但在该轮缘中则不同，而是使每个基准线中的环圈30不相重叠。

这第二实施例是格外有利的，因为在轮胎侧同一平面上，有唯一一帘布层部分的周向基准线(在一单层中)。这就可以获得一个非常柔性的胎侧，在挤压有这样一种加强件结构的轮胎时，胎侧的弯曲刚度是很小的，要比目前采用的制造方法生产的两层胎体小得多。

随着接近轮缘，帘布层被彼此逐渐地分成两个圆周基准线，当然可对被分隔布置成多个基准线所在的高度进行调整，并在所选择的高度上插入橡胶。

以此方式，可渐渐地增大了弯曲刚度。此外，在轮缘内的基准线中线的径向部分数目，相当于胎侧单个基准线中线的径向部分的数目的一半，这是非常有利的，因为在轮缘高度上帘布层是很短的，容纳校准线的位置比在侧面中要小，这种线分布有利于完善地处理它们，使它们具有良好的橡胶浸渍。

由图5可以看到，实施本发明的第三个实施例。在轮缘2内，增加了线的周向线圈64及65。在这些线之间只有很薄的橡胶层，这就是说这些橡胶的厚度没有线圈或基准线的直径大。

从同一图还可以看出，有许多圆周取向的线66，在径向上位于赤道下面的侧面1部分中的高处。这样能多少给出充气径向胎体的自然平衡形式的不同状态。于是，给车轮充气时，可以相当好地保持轮胎的形状。当然还可以在侧面及轮缘中或在它们的内部使用不同性能的线。

最好，侧面1的周向线的密度小于轮缘2的。希望密度的变化是逐步的，以便保证密度在轮胎轮缘与侧面之间尽可能逐步过渡。

人们可以看出，本发明所推荐的具有径向胎体的加强件结构能使刚性在侧面与轮缘之间逐渐演变。这种结构给轮胎设计者提供了，通过简便地调整周向线密度及可能时对轮缘中帘布层的圈向基准线数目和对线的性能的调整来非常大的幅度调整这种刚性及其变化。

所提出的结构也不存在任何加强件的不连续性，这对轮胎的寿命是很有利的，并且这种结构还意料不到导致轮胎更好的舒适性。

为了使加强件的线尽可能精确地定位，在一个确定轮胎内腔形状的刚性芯件上制作轮胎是非常有利的。在该芯体上，根据最后结构所要求的顺序在该芯体上装配轮胎所有组件，将这些组件直接地放置在它们的最终位置上，在制作的任何时刻均不采用定形处理。在此情况下，轮胎可采用US4895692中所公开的方式进行模压及硫化。

Claims (15)

1、包含一个固定在轮缘(2)中轮胎每侧边上的一个胎体的子午线轮胎，其轮缘的底部(20)用于安装在一个轮辋座上，每一轮缘延伸到胎侧(1)，胎侧面(1)与胎面连接，胎体(5)由形成来回的帘布层(3)构成，轮缘(2)中的帘布层(3)的来线与回线的径向部分在轮缘(2)中形成一个或多个圆周基准线(31、32)、轮缘(2)由周向线(61、62)加强，其特征在于，在胎体中，胎体固定是由以下方式予以保证的：——胎体的帘布层(3)是用每次连接一来线与一回线的环圈(30)相邻地布置的并在周向上排齐的；——在每个帘布层(3)的圆周基准线旁，设置有至少一个周向的线束及一个具有大于70的A级肖氏硬度的橡胶混合物中间层。

2、根据权利要求1的轮胎，其特征在于：帘布层从一侧轮缘径由胎面到另一侧轮缘形成来回。

3、根据权利要求1或2中任一项的轮胎，其特征在于：在胎侧中，帘布层是径向取向的。

4、根据权利要求1的轮胎，其特征在于：所述环圈在低于相邻线束最下部分的一个水平面上径向配置。

5、根据权利要求1的轮胎，其特征在于：在正好位于与轮辋接触的区域上面和在赤道的下面的胎面部分，位于胎体各侧的橡胶成份满足下述关系：

式中E_i沿径向的模量，e_i为相应帘布层外部和内部每个橡胶成分i的厚度。

6、根据权利要求1的轮胎，其特征在于：中间橡胶混合物层(5)是合合成弹性体SBR的混合物，它的Tg值在-71℃至-30℃之间，其比例至少为总弹性体重量的40％。

7、根据权利要求6的轮胎，其特征在于：使用掺有PB的SBR，PB的Tg在-40℃至-10℃之间，合成弹性体的总比例至少为总弹性体重量的40％。

8、根据权利要求6的轮胎，其特征在于：所使用的SBR是溶液类型的。

9、根据权利要求6的轮胎，其特征在于：所述层(5)混合物中硫的比例为总弹性体重量的5％至8％。

10、根据权利要求1的轮胎，其特征在于：层(5)基本上选自于脂族聚酰胺、聚苯氧和甲酚树脂。

11、根据权利要求1的轮胎，其特征在于：轮缘包括在整个宽度上形成的多个线束的周向线。

12、根据权利要求1的轮胎，其特征在于：在每个胎侧中，帘布层形成单个的径向来回的周向基准线，并从胎侧连接到胎缘的下部，所述基准线分成至少两个彼此在径向上逐渐分隔开的基准线(31、32)。

13、根据权利要求11的轮胎，其特征在于：在轮缘中配置的每个基准线是由构成来回的一单根帘布层形成的；及其特征还在于在胎侧(1)范围内，两相邻帘布层来自于轮缘的不同基准线。

14、根据权利要求1的轮胎，其特征在于：它含有在位于赤道下的部分胎侧(1)中的一束周向线束。

15、根据权利要求14的轮胎，其特征在于：在胎侧(1)圆周取向的线的密度小于轮缘(2)中圆周取向的线的密度。

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