CN1062517C - 充气轮胎和作为制造该轮胎的中间产品的未硫化的胎体 - Google Patents

Abstract

一个径向线网层充气轮胎100，它有一个作为生产的中间产品的未硫化胎体10，所述胎体10有一线网层20和从一个或多种部件型式中选择的部件，该部件型式有一侧壁70、一胎圈包布60、一衬里50、一白壁带80、一密封带90、和一橡胶肩带40。所述线网层20和部件最好彼此叠加在一起，具有共同的端部12、14，它们沿基本平的平面(P)径向搭接，所述平的平面(P)延伸穿过所述产品，与绳22平行。

Description

充气轮胎和作为制造该轮胎的中间产品的未硫化的胎体

本发明涉及一种径向线网层充气轮胎和一个用于充气轮胎的作为生产的中间产品的筒形胎体10。该胎体10处在未硫化状态，在轮胎制造位置形成筒形，并且是径向线网层充气轮胎的一个组件。所述的本发明涉及一种径向线网层乘客轮胎，但它可适用于轻型卡车、中型卡车、农用车、越野车和其它径向线网层轮胎结构。

过去生产的充气轮胎为一种常见的圆环形层状结构，该结构包括胎边、外胎面、带状加强件和一个胎体。该轮胎由橡胶，织物和钢丝组成。大部分零件所采用的制造技术包括使用扁平的带状或片状材料组装许多轮胎部件。每个部件放置在一个制造辊筒上，并切成一定长度，这样就可以将部件的两端连接或迭起来形成搭接。

在组装的第一个步骤中，所述胎体包括一个或多个线网层，和一对侧壁、一对脊、一个内衬(用于无内胎轮胎)、一对胎圈包布和一对橡胶肩带。在轮胎制造的第一阶段能够增加环形胎边芯，并且能够将一个线网层或多个线网层卷曲在胎边芯周围，以便形成“线网层卷起部分”。

所述胎体部件(除胎边芯之外)不是“对接”就是“搭接”。对接有连接但不重叠的部件端部，搭接有重叠的两端。

所制造的这个中间产品在组装的第一步骤中将形成筒形。该筒形的胎体在制造轮胎的第一个步骤完成后膨胀为一个圆环形，从而形成了这样筒形的半成品。加强带和外胎面在制造轮胎的第二个步骤过程中装在该半成品上，它能够在相同的制造辊筒或工作位置进行。

在胎体膨胀过程中，将拉伸应力施加在轮胎胎体的接头和未硫化的部件上。

在多层线网层的情况下，进行重叠连接，这是因为该连接能保持接触，反之对接连接将可能会开裂或断开。甚至在重叠连接中使用好的粘接剂，靠近拼接处的绳将会件展，以补偿拼接处重叠的两层绳。这种可测得的伸展造成了不均匀，这种不均匀在X射线或超声波显示器下看得是清楚的。

轮胎制造者为了防止出现轮胎均匀性问题，曾保证多层部件的拼接不采用周边对齐的方式。这种拼接接头的非对齐会改善胎体总体的稳定性。轮胎工程师也相信，如果将这些不均匀部分间隔分布在胎体周围的话，那么就可以提高轮胎的稳定性。

本专利申请的主题完全改变了这种传统的方法，如它涉及胎体结构。用许多具有共同的拼接线的部件制造所述的胎体。用本发明制造的胎体实际上能提高轮胎破裂强度，同时还能减少拼接有关的非均匀性。

本发明描述了一个径向线网层充气轮胎100和一个用于径向线网层轮胎的、作为半成品的筒形或圆环形未硫化的胎体10。所述胎体10有一个线网层20，和至少两个固定在线网层20上的部件，所述部件是从一种或多种形式的部件中选择，这些型式包括一个脊30，一个胎圈包布60，一个衬里50，一侧壁70，一个白色壁带80，一个密封带90和一个橡胶肩带40。所述线网层20有一宽度(W_p)，一对端部12、14，构成线网层长度(L)的两端之间的距离。所述线网层20是由用绳加强的未硫化橡胶24制成，所述绳22相对于线网层长度(L)方向的角度在65°至90°之间。

线网层20和部件彼此重叠，并且它们有共同的沿一个基本平的平面(P)拼接的两端12、14，所述平面(P)横过基本上平行于线网层20的绳22的轴向宽度(W)延伸穿过所述产品。所述拼接处或平的平面(P)相对于一个基准面(NP)倾斜一个角度θ，该角度θ小于90°，大于60°，所述的基准面(NP)穿过所述线网层，并与绳22平行、与线网层20垂直地延伸。在本发明的最佳实施例中，拼接处或平的平面(P)倾斜的角度θ约为80°。这种拼接处的方向允许两端部12、14具有大的表面区域，在组装时，该表面区域能大大地提高接头的粘接性。对于生产效率和提高产品质量来说，将线网层20和上面列举的组装胎体所需要的数量的每一个部件沿一个直线表面进行拼接，正如上所示。而且，如果所述胎体包括两个或多个用绳加强的线网层，同时靠近线网层的绳的方向是与长度(L)不完全垂直的角度方向，然后在分离操作中至少其中的一个线网层必须叠加到胎体上。

图1是沿图2A中的剖面线1-1截开的、在轮胎制造辊筒上形成筒形之前的胎体半剖视图，所述辊筒未示出；

图2A是具有固定部件的胎体内表面的部分平面图；

图2B是具有固定部件的胎体外表面的部分平面图，图2A和图2B都有些倾斜，以便示出端部12和14；

图3是沿图2A中的剖面线3-3截开的胎体端部12的横截面放大图；

图4是沿图2A中的剖面线4-4截开的胎体端部14的横截面放大图；

图5是一个胎体的局部示意图，它表示在胎体周向膨胀之前的胎体拼接接头；

图6是胎体的局部视示意图，它表示胎体在圆形辊筒5上形成筒形之后的拼接处；

图7A和7B是胎体在制造辊筒上形成筒形的立体图；

图7C是胎体在膨胀之后并形成圆形时的剖视图；

图7D是用该胎体制造的轮胎的剖视图；

图8A是表示加工和组装无脊的胎体所使用的设备图；

图8B是表示加工和组装有脊的胎体所使用的设备图。

“脊”意思为一种弹性充填物，它沿径向设置在胎边上方，并放入在线网层和线网层卷起部分之间。

“轴向的”和“轴向地”意思是指与轮胎转轴平行的线或方向。

“胎边”意思是指轮胎的一部分，它包括一个环形的由网层线包覆并成形的拉伸件，用或不用其它的加强件，如挡泥板、錾、脊、车轮前端挡泥板和胎圈包布，以便安装设计轮圈。

“带结构”意思是指至少包括两个由平行的线编织或无编织、位于外胎面的下面、未锚固在胎边上，且有相对于轮胎赤道面成17°～27°的左右线。

“圆周的”意思是指沿着与轴向方向垂直的环形外胎面的周边延伸的线或方向。

“胎体”意思是指轮胎线网层材料和其它的轮胎部分的未硫化的叠层，该叠层被切成适合于编接的长度，或已编接成圆筒形或环形。在胎体硫化之前，可以增加些其它的组分，以便生产模压轮胎。

“胎圈包布”指的是设置在胎边的外表面周围的窄带，以便使线网层免受轮圈的损害，将褶曲分布在轮圈上，并将轮胎包住。

“线”是指轮胎中所包括的线网层中的细丝、钢丝或股线中之一。

“赤道面(EP)”是指与轮胎旋转中心垂直并穿过外胎面中心的面。

“内衬”是指构成无内胎轮胎的内表面的弹性材料层或其它材料层，并且所述材料层包括轮胎内的膨胀液体。

“线网层”是指与线平行的一连续橡胶覆盖层。

“径向”和“径向地”是指向着或远离轮胎旋转轴的径向方向。

“径向线网层轮胎”是指一种铠装的或周向受限制的气胎，在这种气胎中，从胎边延伸到胎边的线网层的线是以相对于轮胎赤道面成65°至90°角度布置。

“断面高度”是指在轮胎的赤道面上，从标称直径到轮胎的外径的径向距离。

“断面宽度”是指当轮胎在额定压力下膨胀24小时之后，当不加载时，由于标记、装饰或保护带，除去了侧壁的高度，处在轮胎侧壁外面之间与轮胎轴线平行的最大直线距离。

“胎缘”是指正处于外胎面边缘下面的侧壁上部。

“胎缘橡胶带”是指设在胎体胎缘部分的弹性加强件。

“侧壁”是指外胎面与胎边之间的轮胎的弹性部分。

“外胎面”是指一种橡胶部件，当它粘接在轮胎胎体上时，在轮胎额定膨胀时和在常规截荷下，包括与路面接触的轮胎部分。

“外胎面宽度”是指外胎面在轴向方向上的弧形长度，即与轮胎转动轴平行的面。

参见图1、2和3，附图所示的是根据本发明制造的半成品。该半成品是用于充气轮胎100的胎体10。

图1所示的是半制成品10，该半制成品是轮胎胎体10。该图显示出作为扁平的叠层组合结构的胎体10，它有第一和第二纵向端和许多部件。如图所示，所有的部件基本上是具有相同长度的片材或条材。所示的每个部件彼此横向地准确地设置。同时提交但还未通过审查的美国专利申请，其申请号分别为08/369，211和08/369，192、名称分别为“用于切割帘布加强弹性叠层的方法和设备”和“用于轮胎组装部件组成叠层并形成用于轮胎的胎体的方法和设备，它们描述了生产和切割这种叠层结构的方法和设备200，在此作为参考。

使用图8A或8B所示的设备200生产时，能够将胎体材料10A送入连续的滚筒210中。在胎体材料10A切断之前，让其处于组装的状态，最好储存在大滚筒210中，当该材料被送到轮胎生产位置时，用唯一的切割设备将其切成一精确尺寸的长度(L)。然后将切下的胎体10形成一圆筒形，如本申请后面所描述的。

图1表示一个橡胶轮胎的线网层20，该线网层用平行的绳22来增强其强度，所述的绳22用未硫化的橡胶24密封，并且它与长度(L)方向成65°至90°的倾斜角度；对于有一个从胎边至胎边延伸的线网层的轮胎的绳来说最好使用的角度为90°。所述线网层20的宽为(W_p)，长为(L)。该线网层20在其侧端设有一对上翘的部分26。固定在线网层20外面21上的是一对脊30。该脊30设置在线网层上翘部分26上，并在后面组装位置处覆盖在胎边周围，主要覆盖在胎边的上面。胎边抗拉件最好使用钢索胎边型式。

脊的轴向朝里并固定在线网层20的内表面23上的是一对台阶橡胶带40。该台阶橡胶带40在胎体10的台阶部分27中起橡胶加强件的作用。

衬里件50固定在线网层上和台阶橡胶带40的上面。该衬里件50形成一个用于非充气轮胎的径向内空气腔的不透气屏障。这些衬里一般由卤丁基橡胶构成。该衬里50的轴向宽度比线网层20的轴向宽度窄。当轮胎形成圆环形时，该衬里的宽度是足够轴向向外横过胎边。这样，在组装时，轮胎100和轮子之间形成一个空气密封腔。

在衬里50的每一侧端51、52上示出了一个胎圈包布60。该胎圈包布60固定在衬里50、线网层20的内表面并与侧壁70稍有重叠。该胎圈包布60轴向布置，以便在轮胎100和轮子的轮圈凸缘之间提供一坚韧的橡胶加强件。因此，该胎圈包布60布置在完成后的轮胎的轮边区域。

侧壁70固定在线网层上，并向着线网层20的两侧端29横向延伸。侧壁70稍微重叠在胎圈包布60旁边。

为了生产一个画有白色字的轮胎或一个白色壁轮胎，可以随意地将一个白色壁带80和封条90加到内胎材料10A上，如图8A和图8B所示。

相信在图8A中的设备中所示的后面的步骤中增加脊的轮胎结构中使用非钢丝胎边会更好些。这样能使胎体材料10A卷入大辊筒210中，而不会使高侧面挤压出的脊产生任何变形。另外，在使用一个脊和钢丝胎边的情况下，相信将图8中的胎体组装设备200与一个或多个轮胎制造机结合起来会更好，而不需要将胎体材料10A卷在管子上。这样能够使被制造的胎体10的脊在储运过程中的不产生任何可能的变形。

上述的胎体10包括所有的制造非充气轮胎胎体10所需要的合成橡胶元件，而且由于它是制造这种轮胎胎体10的最有效的方法，所以认为它是实施本发明的最好形式。正如前面所提到的，如果轮胎工程师进行这种选择的话，那么在后面的制造阶段增加脊30，以便有助于使用不同的胎边结构，如六角形或带形胎边。

另外，认为在本发明的范围内，产品的半成品包括一个线网层20和至少两个从上述元件组中所选择的元件，它们具有如下所述唯一的共同的镶接特点。

图2A和2B分别表示胎体10的第一端12和第二端14，该胎体处在未形成筒形和其连接端12、14镶接之前。两端12、14沿轴向或侧向延伸的直线被切除，所述直线基本上与线网层24中的钢丝22平行。被切表面或端12、14在钢丝22处稍稍偏离基本平的平面P。这个较小的偏离发生在切削件稍微弯曲通过所述钢丝而不损坏它们。这种基本上为直线切削形成第一端或表面区域12和第二端或表面区域14。所述表面区域12和14(正如从图3-6中可以看到的)相对于标准平面(NP)的倾斜角度θ＜90°，所述标准平面(NP)与线网层20垂直，并基本上与线网层20中的绳22平行。为了使镶接的表面区域12、14足够大，认为保证角度θ大于60°是合乎需要的。在最佳实施例中，该角度θ约为88°。有些已经制造出的轮胎具有的胎体是以角度θ为82°切割的。当两端12，14在图5所示的制造圆筒上镶接时，这个较大的倾斜角度提供了一个大的粘接表面。正如图7A所示，被切割的端部14，16显示出细的肋或凸起部81和凹部或槽82，这些凸起部和凹部在层压制品10被切割时才形成。相信这些涂抹的表面会进一步提高镶接的粘着力。

图7A所示的胎体组件10，它缠绕在制造辊筒5周围，并显示部分胎体在镶接之前的状态。胎体端部12和14有两个处在平面P中的基本上倾斜的平面。端部12和14沿着图7B所示的平面P相互镶接在一起。

关于图5和图6，胎体在切割成一段后并缠绕在圆形制造辊筒上时镶接。虽然第一和第二端具有完全相同的表面，但实际上发现胎体镶接将有些重叠，如图6所示。最好的重叠是这样的，即至少一个绳22径向对齐，但最好是两个绳22对齐。这种特点与倾斜面12和14结合，便得膨胀时的胎体在镶接时伸长。最后的效果是重叠的绳22被拉回到与线网层20中的保持绳22均匀相对。在硫化之后，采用本发明所制造的轮胎的线网层绳必须用X射线、超声波检测或抛光处理，以便用眼睛看到线网层镶接。实际上对于有经验的人来说，这种镶接是发现不了的。这些绳22均匀间隔，对于所有意图和目的，胎体看来好象不镶接。

在图7C中，所示的胎体为在其膨胀成圆环形之后的横截面图。在胎体膨胀之前，将环形胎边120旋转在筒形胎体上，和将上翘端和侧壁卷在胎边芯上面并将其缝在线网层20上。然后将胎体膨胀成如图所示的圆形。

图70所示的是制成后的轮胎的横截面。当轮胎组装和硫化时，所制成的轮胎100将具有胎体、加强带110、环形胎边120和外胎面130。所述胎体10将具有共同的端部拼接处。有时由于线网层织物长度有限，所以胎体也可以显示一个另外的线网层搭接拼接处。相信在制造完成的轮胎时需要保证胎体10、附加的线网层，如果需要，加强带110和外胎面130具有它们的拼接处，正如传统的生产实践，拼接处周向间隔。

上述的发明不但能够使轮胎制造更有效，而且也能够使轮胎更均匀，使用寿命更长。

当与用传统方式组装的相同结构的轮胎比较时，对本发明制造的轮胎100进行破裂强度测试，与常规方法制造的轮胎相比，所试验的轮胎的平均破裂强度提高了。所有其它方面是相同的，相信本发明的轮胎实际上是比较结实的。

稳定性测试结果表明，本发明的轮胎提高了与行驶和振动有关的性能。

本发明的径向线网层充气轮胎100具有一个圆形，该轮胎有一个外胎面130，至少两个带状线网层110，该线网层110的绳角度取向与轮胎100的赤道平面相反。所述带状线网层面向的方向在17°～30°之间。轮胎100有一个胎体10，该胎体10至少有一个线网层，该线网层带有径向方向的绳和其它的胎体部分，轮胎100还有线网层和至少两个、最好是所有这些胎体，所述这些胎体在胎体10制造过程中，作为中间产品，沿着单面或平面搭接起来。相信附加的线网层、带和外胎面具有各自的周向连接的迭接端，它们与胎体10搭接处分开。

在制造径向线网层轮胎中，已测得多层线网层轮胎中相邻线网层中的绳角度最好与赤道平面相反方向。由于那个原因，当需要第二或更多的线网层制造轮胎时，相信在轮胎制造位置按照分离步骤将附加的线网层组装到轮胎胎体上是需要的。在许多轮胎特别是钢丝加强的轮胎中，在完成轮胎100的制造过程中，仅仅需要一层线网层20。在那些例子中，胎体10能够用胎边芯120、带110和外胎面130来为完整的轮胎100增加强度。

Claims (10)

1．一种用于径向线网层充气轮胎的筒形未硫化的胎体，它作为一个生产过程中的中间产品，该胎体包括：

一线网层，该线网层有一宽度，两个端部，两个限定线网层长度的端部之间的距离，线网层有用绳加强的未硫化的橡胶，所述绳的方向相对长度方向的角度在65°至90°之间；

至少两个固定在线网层上的部件，所述部件是选自一种或多种部件型式，这些型式包括一个脊，胎圈包布，衬里，侧壁，一白壁带，一密封带，和一个橡胶肩带；以及

所述线网层和部件具有共同端部，所述部件彼此叠在一起，所述部件沿一个基本平的平面进行搭接，所述平面横过其轴向宽度以延伸通过所述产品，且该平面基本上与线网层中的绳平行。

2．根据权利要求1所述的中间产品，其特征在于，所述平面相对一个平面倾斜一个角度θ，该角度θ小于90°而大于60°，该平面穿过所述线网层，并与绳平行而与线网层垂直延伸。

3．根据权利要求2所述的中间产品，其特征在于，该产品中的θ角度约为80°。

4．根据权利要求1所述的中间产品，其特征在于，所述部件包括一个衬里和两个侧壁。

5．一个径向线网层充气轮胎，它有一个圆环形状，该轮胎有一个外胎面，至少两个带状线网层，该线网层的绳角度取向与轮胎的赤道平面相反，其数值在17°～30°之间，其特征在于，有一胎体至少有一个线网层，该线网层具有径向的绳和其它胎体部件，所述线网层和至少两个这样的胎体部件在制造作为中间产品的胎体的过程中沿一个单面或平面搭接。

6．根据权利要求5所述的径向线网层充气轮胎，其特征在于，所述胎体包括：

一个线网层，该线网层有一宽度、一对端部、限定所述线网层长度的两端之间的距离，所述线网层具有用绳加强的未硫化的橡胶，所述绳的方向与长度方向的角度在65°至90°之间；

至少两个固定在所述线网层上的部件，该部件选自一个或多个部件型式，这些型式包括一个脊，一个胎圈包布，一个衬里，一个侧壁，一个白壁带，一个密封带和一个橡胶肩带；和

所述线网层和部件有共同的端部，所述部件彼此叠在一起，所述端部沿着一基本平的平面进行搭接，所述平面横过其轴向宽度以延伸通过所述产品，且该平面基本上与线网层中的绳平行。

7．根据权利要求6所述的径向线网层轮胎，其特征在于，所述平的平面相对于穿过所述线网层并平行于绳而垂直于所述线网层的平面倾斜一个角度θ，该角度θ小于90°而大于60°。

8．根据权利要求7所述的径向线网层轮胎，其特征在于，所述角度θ约为80°。

9．根据权利要求7所述的径向线网层轮胎，其特征在于，固定在线网层上的所述部件包括一个衬里和两个侧壁。

10．根据权利要求9所述的径向线网层轮胎，其特征在于，所述角度θ约为80°。

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