CN110435360A - 用于车辆车轮的轮胎 - Google Patents

Abstract

用于车辆车轮的轮胎，其胎体帘布(3a，3b)通过以下方式获得：在相对于成形鼓(13)的径向外侧表面(15)上敷设互相呈周向并排关系的多个条状元件(14)，将一个条状元件(14)的侧向的纵向部分(18)叠置在毗邻的条状元件(14)的侧向的纵向部分(18)上。每个条状元件(14)的中央部分(17)包括具有第一平均直径(d1)的多个平行的第一帘线(15a)。两个侧向的纵向部分(18)中的每一个纵向部分均具有相对于中央部分(17)的厚度(S1)减小的厚度(S2)，并且具有至少一个第二端部帘线(15b)，所述至少一个第二端部帘线具有比第一平均直径(d1)小的第二平均直径(d2)。

Description

用于车辆车轮的轮胎

本申请是发明名称为“用于构建用于车辆车轮的轮胎的处理、用于车辆车轮的轮胎和用于优化轮胎的胎体结构中的载荷分布的方法”、国际申请日为2014年1月27日的国际申请PCT/IB2014/058574进入中国国家阶段的中国发明专利申请号201480011677.3的分案申请。

技术领域

本发明的目的在于提供一种用于车辆车轮的轮胎。

背景技术

用于车辆车轮的轮胎一般包括胎体结构，胎体结构包括至少一个胎体帘布，所述至少一个胎体帘布具有与相应的环形锚固结构接合的轴向相对的端部翼片，环形锚固结构结合在通常称作“胎圈”的区域中。胎体结构通常与包含一个或多个带束层的带束结构相连，所述一个或多个带束层相对于彼此且相对于胎体帘布径向地叠置。在相对于带束结构的径向外侧位置，施加有与构成轮胎的其它半成品一样由弹性体材料制造的胎面带。在胎体结构的侧向表面上(每个侧向表面均从胎面带的侧向边缘中的一个延伸至胎圈处的相应的环形锚固结构上)，还施加有由弹性体材料制造的相应的胎侧。

在通过组装相应的半成品来构建生轮胎的之后，通常执行模制和硫化处理，其目的是通过弹性体材料的交联来确定轮胎的结构稳定性以及将期望的胎面设计印在胎面上和将可能的图形标记印在胎侧上。

术语“弹性体材料”表示包括至少一种弹性体聚合物和至少一种增强填料的混合物。优选地，这样的混合物还包括添加剂，比如交联剂和/或塑化剂。由于存在交联剂，这种材料能够通过加热而交联，从而形成最终的制品。

术语“条状元件”表示切割成适当尺寸的细长制品，所述细长制品具有扁平的横向截面的型面并且包括由织物和/或金属材料制成的一个或多个帘线，所述一个或多个帘线平行于条状元件自身的纵向延展延伸、并且嵌入在由弹性体材料制成的至少一个层中或由弹性体材料制成的至少一个层至少部分地覆盖。通常来说，例如在条状元件用于形成(例如)一个或多个胎体帘布、一个或多个带束条以及一些类型的增强物的情况下，各个条状元件以互相靠近的关系敷设。优选地，以互相靠近的关系的这种敷设发生在大体圆柱形的、和/或大体环面的、和/或大体平面的敷设表面上。

术语胎侧的和轮胎的“径向截面”表示位于径向平面上并且包含轮胎的主轴线或旋转轴线的平面。

术语帘线的“平均直径”表示外接在沿着帘线的长度选择的多个截面周围的圆周的直径的平均值。在这里引入上述定义的原因在于，帘线通常不具有完美的圆形截面(帘线通常由多根线组成)，此外，帘线的横截面沿着帘线的纵向延展可能会轻微地变化。

文献US4261393描述了一种用于轮胎的织物，所述织物适于增强包括多个元件的橡胶制品，每个元件包含多个经帘线(warp cord)和纬纱(weft yarn)。每个元件具有端部部分和中央部分。元件之间的接头通过重叠互相毗邻的元件的相对的端部部分而形成，其中经帘线布置成并排关系。位于端部处的经帘线的直径比位于中央部分中的其它经帘线的直径小。

文献EP1350616描述了一种用于获得轮胎的结构元件(比如胎体结构)的方法，所述方法包括：制造设置有帘线的预定宽度的连续条；将所述条切割成长度段；随后，将预定数量的长度段敷设在成形鼓上，从而通过使毗邻的长度段的侧向边缘重叠而连结这些长度段，由此形成结构元件。所述长度段的侧向边缘具有较小的厚度，以避免在接头处变大。

文献EP1674246描述了一种制造胎体帘布的方法，其中，形成使用帘线增强的橡胶连续条，并且随后将橡胶连续条切割成段，每一段均具有预定的宽度和长度。毗邻的段的侧向边缘在构建鼓上连结在一起以形成帘布。所述段在它们的侧向边缘处设置有翅片，所述翅片具有较小厚度，使得在所述段互相连结时，最终的帘布厚度是均匀的。

文献EP1510331描述了一种用于制造轮胎的部件(比如胎体帘布)的方法。所述方法包括：通过布置多个帘线并将帘线嵌入到橡胶层中而形成狭窄的带，将所述带切割成预定长度的条，并且连续地布置和连结一定数量的条，使得邻接的条的侧向部分互相重叠，并且一个条的最外侧的帘线与毗邻的条的最外侧的帘线重叠。在截面中观察，每个条的侧向部分成形为等腰三角形。

本申请人名下的文献US4214620描述了一种用于车辆的轮胎，所述轮胎包括胎体，胎体设置有：大体上径向的帘线；布置在胎圈区域中和胎侧的底部部分中的倾斜的金属帘线的第一条；和轴向外侧的第二条，所述第二条具有沿着与所述第一条的帘线相反的方向倾斜的帘线，以便在轮胎沿着弯道以高速行驶时消除胎侧的变形。

本申请人名下的文献EP0483710描述了一种子午线轮胎，所述子午线轮胎包括围绕胎圈向后折叠的一个或多个胎体帘布。所述轮胎设置有增强帘布，所述增强帘布布置在每个胎侧处并且相对于胎体帘布位于轴向外侧。增强帘布包括相对于径向方向以在30°至60°范围内的角度倾斜的织物帘线。

本申请人名下的WO2008/099236示出了围绕构建鼓的外表面、根据大于轮胎的装配直径的施加直径施加胎体帘布。包括至少一个带束结构(其可能与胎面带相连)的外部套围绕施加在构建鼓上的胎体套布置在同轴中心位置。通过使形成构建鼓的两个半体轴向靠近，胎体套根据环面构型成形，以将胎体套施加在外部套的径向内侧表面上。所述至少一个胎体帘布能够通过沿着构建鼓的外表面的周向延伸施加连续布置的多个条状元件来施加。

本申请人注意到，在胎侧处设置有适于加强轮胎结构的至少两个轴向叠置的胎体层的高性能轮胎(比如文献US4214620或EP0483710中描述的那些高性能轮胎)仍然存在与在轮胎安装到现在的超高性能汽车上时所受到的高载荷相关的临界状态(criticality)。

实际上，“超级跑车”型(比如特别地在跑道上使用的兰博基尼、法拉利等)的现在的汽车的发动机(可能与电动机(比如用于动能回收装置“KERS”)相连的内燃机)的功率和转矩、制动功率、气动效率和重量能够在轮胎中产生较高的应力/变形，所述较高的应力/变形来自于非常高的驱动转矩、来自于非常高的制动转矩、来自于高的气动载荷、来自于极高的侧向抓地力(能够产生高达2g的侧向加速度)所允许的弯道中的突然的载荷传递。在发动机和变速箱位于后部的的高性能后轮驱动汽车(比如Berlinetta型汽车)中，在加速期间，当载荷朝着后部移动所产生的偏斜累加到驱动转矩所产生的变形上时，所受应力最大的轮胎是后轮胎。上述类型的汽车在加速过程中能够将高达1000nm的转矩值传递到具有高达1000Kg的竖直载荷的轮胎上。

本申请人已经证实由这些应力引起的变形极大地影响了轮胎的性能，并且因此极大地影响了汽车的性能，特别是操纵性和在加速和制动过程中将转矩传递到地面上的效率。

特别地，本申请人已经意识到，这些性能受轮胎的胎侧部分在周期性地经过靠近轮胎和地面的接触区域时所经受的变形的影响。在轮胎的位于地面附近的部分变形以及所提到的胎侧部分的向外凸出期间，位于所述胎侧处的胎体帘布经受复合应力。

不过，本申请人已经注意到，在达到施加在轮胎上的某些载荷值之前，位于胎侧上的胎体帘布的两个层的帘线在拉力下均正常地工作，从而执行它们的结构功能并确保期望的刚度。

本申请人已经注意到，存在一个应力极限，超过该应力极限后，尽管胎侧的轴向外侧的帘布层的帘线继续经受牵引力，但是轴向内侧的帘布的帘线中的张力趋于零，使得轴向内侧的帘布的帘线不再能够提供任何抵抗力(resistance)。在这些条件下，轮胎表现得像单帘布轮胎，其有效刚度远低于设计刚度。

本申请人已经意识到，这种特性的原因在于：由于胎侧在突然操作(跑道上的载荷传递)期间发生变形，或者由于与路面的不规则部分(孔、障碍物)相互作用而立即导致轮胎大幅度地偏斜，使得胎侧的径向截面的中性轴(转矩为0的轴)向外偏移。在非临界的载荷条件下，所述中性轴位于轮胎的胎侧的径向截面的内部并且位于胎体结构的外部，当中性轴向外偏移并且到达胎体帘布的轴向内侧的层时，所述胎体帘布的轴向内侧的层基本上不再起作用，就好像所述胎体帘布的轴向内侧的层不存在一样。换句话说，在载荷突然增大的情况下，轴向外侧的帘布层的帘线的张力增大，而轴向内侧的帘布层的帘线的张力减小并直至张力变成接近零的值或者甚至进入压缩状态为止。当帘布层接近被压缩时，它不再作为张力构件工作，从而会由于胎侧的刚度突然减小而导致不稳定状态，偏斜增大，直至达到针对该施加的载荷的平衡的新几何构型为止。

本申请人还注意到，胎体结构(即：支撑载荷的毗邻的帘布)的厚度越大，这个问题变得越严重，也就是说，由于截面的惯性矩更大，上述特性在更小的应力下就会出现。

发明内容

在这个背景下，本申请人希望提高用于汽车的轮胎、特别是用于装备高性能和超高性能汽车的轮胎的性能，具体地，本申请人希望提高轮胎结构的操纵性、驾驶精度、将功率传递到地面的效率、行驶舒适性、制动效率和耐疲劳性。

特别地，本申请人希望提高使用在WO 2008/099236中示出的轮胎的制造处理构建的宽范围(high range)轮胎的性能，在所述制造处理中，能够通过在成形支撑件上将呈周向并排关系的多个条状元件以重叠的方式连结起来而获得胎体帘布，其中，重叠用于确保接头在胎体结构成形(径向膨胀)之后完美地密封。

实际上，本申请人已经意识到，条状元件的重叠区域(其具有比胎体帘布的其余部分更大的厚度)决定了截面的惯性矩的增大量。因此，在那些区域中，在相同的总张力的情况下，轴向外侧的帘布上的张力的增大量更大，并且轴向内侧帘布中的张力减小并且因此轴向内侧帘布的张力趋于零，从而在较小载荷施加到轮胎上的情况下即达到不稳定极限。在行驶期间，在接头靠近轮胎印迹或在轮胎印迹处时，如果进行操纵从而导致轮胎的偏斜瞬间增大，轮胎会产生驾驶员能够感知到并且需要进行小幅度的修正操纵的反应。结果，这导致时间的浪费(在跑道上)，并且在任何情况下导致驾驶员信心的缺失。

本申请人已经意识到，在具有包括呈周向并排关系且部分叠置的条状元件的胎体帘布的轮胎中，有必要减小重叠区域的厚度(因为这些重叠区域构成了上述极端载荷条件下的临界区域)，但是同时有必要确保胎体帘布的连续性和结构一致性。

本申请人已经发现，该目标能够通过以下方式实现：制造条状元件，其中，每个条状元件的两个侧向的纵向部分具有减小的厚度，并且在所述侧向的纵向部分处，存在一个或多个端部帘线，所述端部帘线的平均直径比条状元件自身的其余帘线小。换句话说，端部帘线的截面面积比条状元件自身的中央帘线的截面面积小。

然后，通过以下方式使条状元件相互靠近：将一个条状元件的具有减小的厚度的侧向的纵向部分重叠在毗邻的条状元件的具有减小的厚度的侧向的纵向部分上，使得接头的总厚度大体上等于或在任何情况下接近条状元件的中央部分的厚度，并且一个条状元件的端部帘线大体上叠置在另一个条状元件的端部帘线上。术语两个毗邻的条状元件之间的接头的厚度“大体上等于”优选地指的是厚度处于每个条状元件的厚度的约120％和约180％的范围内，更加优选地处于每个条状元件的厚度的约130％和约170％之间的范围内。

更具体地，根据一个方面，本发明涉及一种用于优化轮胎的胎体结构中的载荷分布的方法，所述胎体结构包括至少一个胎体帘布，所述至少一个胎体帘布通过在接头处周向地连接多个条状元件而形成。

优选地，至少在轮胎的胎侧处，所述至少一个胎体帘布形成两个叠置的层。

优选地，所述方法包括将每个条状元件的侧向的纵向部分叠置在毗邻的条状元件的侧向的纵向部分上，以形成接头。

优选地，每个侧向的纵向部分包括至少一个第二端部帘线，所述至少一个第二端部帘线的第二平均直径比属于条状元件的中央部分的第一帘线的第一平均直径小。

优选地，接头的厚度大体上等于所述中央部分的厚度。

优选地，所述方法包括在轮胎的操作条件下，将轮胎胎侧的径向截面的中性轴保持在所述轮胎的内部并保持在胎体结构的外部。

根据一个不同的方面，本发明涉及一种用于构建轮胎的处理。

优选地，所述处理包括形成多个条状元件，每个条状元件均具有中央部分和两个侧向的纵向部分，所述中央部分包括多个平行的第一帘线，所述两个侧向的纵向部分中的每一个纵向部分均具有相对于中央部分的厚度减小的厚度，并且包括至少一个第二端部帘线。

优选地，每个第一帘线均具有第一平均直径，并且每个第二端部帘线均具有比所述第一平均直径小的第二平均直径。

优选地，所述处理包括将互相呈周向并排关系的所述条状元件敷设在成形鼓的径向外侧的敷设表面上，并且将一个条状元件的侧向的纵向部分叠置在毗邻的条状元件的侧向的纵向部分上，以便形成具有大体上一致的厚度的至少一个胎体帘布。

优选地，所述处理包括围绕相应的环形锚固结构翻折所述至少一个胎体帘布的轴向相对的端部翼片。

优选地，至少在轮胎的胎侧处，所述至少一个胎体帘布形成两个叠置的层。

优选地，所述处理包括将带束结构相对于胎体结构施加在径向外侧位置。

优选地，所述处理包括将胎面带相对于带束结构施加在径向外侧位置。

根据另一个不同的方面，本发明涉及一种用于车辆车轮的轮胎，所述轮胎包括具有至少一个胎体帘布的胎体结构，所述至少一个胎体帘布由呈周向并排关系的多个条状元件形成。

优选地，所述至少一个胎体帘布的轴向相对的端部翼片接合相应的环形锚固结构。

优选地，每个条状元件的侧向的纵向部分叠置在毗邻的条状元件的侧向的纵向部分上，以便形成接头。

优选地，至少在轮胎的胎侧处，所述至少一个胎体帘布形成两个叠置的层。

优选地，轮胎包括带束结构，所述带束结构位于胎体结构的径向外侧位置。

优选地，轮胎包括胎面带，所述胎面带位于带束结构的径向外侧位置。

优选地，每个条状元件均包括多个第一帘线，所述多个第一帘线呈并排关系、位于条状元件的中央部分中并且每个第一帘线具有第一平均直径。

优选地，每个条状元件的侧向的纵向部分中的每一个纵向部分均具有相对于条状元件的中央部分的厚度减小的厚度。

优选地，每个条状元件的侧向的纵向部分中的每一个纵向部分均包括至少一个第二端部帘线，所述至少一个第二端部帘线的第二平均直径比所述第一平均直径小。

优选地，各个接头的厚度大体上等于条状元件的中央部分的厚度。

本申请人认为，使用具有较小的平均直径的第二端部帘线(即：位于条状元件的端部处的帘线)(即，第二端部帘线的横截面面积比属于条状元件的中央部分的第一帘线的横截面面积小)和使条状元件的侧向的纵向部分变薄(厚度减小)一起允许获得厚度类似于或大体上等于胎体帘布的其余部分的厚度的接头(接头对应于毗邻的条状元件之间的重叠区域)，并且允许避免截面的惯性矩增大，所述截面的惯性矩增大会导致上述中性轴的临界状态偏移。

实际上，采用较小平均直径的第二端部帘线允许使侧向的纵向部分进一步变薄，而不存在使帘线露出的风险。由于侧向的纵向部分变薄，接头中的弹性体成分混合物的数量接近胎体帘布的同一延伸部的其它区域中的弹性体成分混合物的数量，并且接头中的第二端部帘线的减小的体积(bulk)对应于或稍微地大于属于胎体帘布的同一延伸部的其它区域中的中央部分的帘线的体积。此外，通过接头中的一组第二端部帘线和弹性体成分混合物提供的结构特性类似于或稍微不同于通过胎体帘布的同一延伸部的其它区域中的弹性体成分混合物和属于中央部分的一组帘线提供的结构特性。

在前面提到的方面中的至少一个方面中，本发明能够具有在下面描述的一个或多个优选的特征。

在一个优选实施例中，将所述至少一个胎体帘布的两个叠置的层的接头设置成偏置。

在另一个优选实施例中，将所述至少一个胎体帘布的两个叠置的层的接头设置成交叉的。

这样，即使接头的厚度与帘布的其余部分的厚度不完全相同，通过避免接头在其整个长度上叠置，仍然获得了胎体的几何和结构特征的更加均匀的分布。

在一个实施例中，规定两个叠置的第二端部帘线在与轮胎的操作条件相对应的伸长率条件下所测得的纵向弹性模量之和保持小于或等于第一帘线在相同的伸长率条件下的弹性模量的约1.5倍。

在另一个实施例中，规定两个叠置的第二端部帘线在与轮胎的操作条件相对应的伸长率条件下所测得的纵向弹性模量之和保持大体上等于第一帘线在相同的伸长率条件下的弹性模量。

这样，接头中的铺设成大体上重叠的两条第二端部帘线的结构特性与属于条状元件的中央部分的第一帘线的结构特性相同或相似，从而使得接头的结构特性与胎体帘布的其余部分的结构特性相同或相似。换句话说，两个叠置的较小平均直径的帘线(因此“较小”的帘线)大体上表现得像一个单独的较大平均直径的“较大”的帘线。

在一个实施例中，形成条状元件包括：

将第一帘线和第二帘线互相平行地铺放；

在所述第一帘线和所述第二帘线上施加弹性体材料，用于形成连续细长元件；

将连续细长元件切割成长度段，以获得所述条状元件；

其中，在弹性体材料的施加期间，第一帘线和第二帘线经受对应于处理伸长率的拉力；

所述处理伸长率包含在约0.5％和约2％之间。

连续细长元件优选通过挤出或压延获得，在挤出或压延处理期间，帘线经受拉伸，所述拉伸具有与帘线的纵向弹性模量相关的帘线的处理伸长率。

优选地，第二端部帘线的第二平均直径包含在第一帘线的第一平均直径的约40％和约95％之间，更加优选地包含在约50％和约85％之间。

优选地，第二端部帘线的平均直径包含在约0.4mm和约1mm之间。属于条状元件的中央部分的第一帘线的平均直径包含在约0.55mm和约1.2mm之间。

这些尺寸允许在接头中的第二端部帘线的体积不过大(以便产生厚度大体上等于或在任何情况下与胎体帘布的其余部分的厚度相差不大的接头)和由一对所述第二端部帘线提供的刚度与由属于条状元件的中央部分的第一帘线所提供的刚度相当这两个方面之间获得良好的折衷。

每个条状元件的宽度优选地包含在约10mm和约400mm之间，更加优选地包含在约25mm和约80mm之间。

优选地，每个条状元件在中央部分中测得的最大厚度包含在约0.6mm和约2.5mm之间，更加优选地包含在约0.9mm和约1.8mm之间。

当使用具有上述参数的帘线时，当轮胎在操作压力(优选地包含在约1.5和约3巴之间)下使用时，尽管较小平均直径的第二端部帘线在接头中两两联接，但是较小平均直径的第二端部帘线为胎体提供了与由属于条件元件的中央部分的更大(即平均直径更大)的单根第一帘线所提供的刚度相类似的刚度。因此，在轮胎的使用条件下，胎体结构的刚度沿着轮胎自身的整个周向延展是大体上一致的。

优选地，每个条状元件的侧向的纵向部分中的每一个纵向部分均包括呈并排关系的多根第二帘线。

优选地，在每个接头中，毗邻的条状元件的第二帘线是叠置的。

优选地，接头在每个条状元件中包括1到10根、优选地1到5根大体上两两叠置的第二端部帘线。

这样，接头更宽，并且接头由多个成对的第二端部帘线形成，从而在组装之后的胎体结构成型期间和在硫化之后的模制期间允许接头自身的更好的密封。

优选地，条状元件中的第一帘线的密度包含在约45帘线/分米和约150帘线/分米之间，更加优选地包含在约60帘线/分米和约110帘线/分米之间。

在一个实施例中，第一帘线和第二帘线使用相同的材料制造。使用相同的材料(尽管在第一帘线和第二帘线之间具有不同的大小)允许使得若干特性(比如吸湿性、热稳定性、疲劳特性等)相同。

优选地，第一帘线由选自由人造纤维、尼龙、聚酯和由不同材料(例如尼龙/芳纶)组成的混合材料构成的组中的材料制造。

优选地，第二帘线由选自由人造纤维、尼龙、聚酯和由不同材料(例如尼龙/芳纶)组成的混合材料构成的组中的材料制造。

这些材料在高性能和超高性能轮胎中使用，以确保高刚度，即使在用在跑道上的轮胎的典型操作压力(优选地包含在约1.5和约3巴之间)下也是如此，由此增大转弯抓地力，并且在所述操作压力下，上述不稳定现象是由于中性轴在胎体结构内部的偏移所导致的。

根据一个实施例，轮胎包括两个胎体帘布。在该实施例中，位于胎侧的叠置的胎体帘布的层中的每一个层均属于两个胎体帘布的其中之一，所述两个胎体帘布径向地叠置，并且所述两个胎体帘布中的每一个均从胎圈延伸至相对的胎圈。

根据一个实施例，所述至少一个胎体帘布的轴向相对的端部翼片翻折到胎侧处的所述胎体帘布上，以便形成所述两个叠置的层。在该实施例中，胎体帘布的每个端部翼片都被支承在胎侧上，并且停靠在该端部翼片所属的胎体帘布上，延伸至胎面带。

优选地，轮胎包括单个胎体帘布，并且位于胎侧处的叠置的帘布的层两者均属于同一胎体帘布。

在一个实施例中，第一帘线和第二帘线相对于轮胎的周向方向形成非90°的角度。

优选地，第一帘线和第二帘线相对于轮胎的周向方向形成的角度包含在约60°和约120°之间。

优选地，所述角度包含在约70°和约110°之间，更优选地为约87°。

一个或多个胎体帘布的帘线的倾斜允许使轮胎在轮毂和胎面带之间的转矩传递(在制动或加速时)期间具有更大的刚度。

在一个实施例中，第一胎体帘布的第一帘线和第二帘线与第二胎体帘布的第一帘线和第二端部帘线交叉。在具有交叉帘布的该实施例中，刚度在制动和加速期间均被最大化。

此外，已经证实了保持更加内侧的中性轴的技术在具有90°的帘布的轮胎上也是有效的，虽然转矩下的性能较低，但是具有舒适性的优势。

根据一个实施例，在横向于条状元件的纵向延展的截面中，侧向的纵向部分中的每一个纵向部分均具有三角形的渐缩轮廓。这样的形状容易制造，并且仍然确保毗邻的条状元件之间的良好联接。

根据一个实施例，在横向于条状元件的纵向延展的截面中，侧向的纵向部分中的每一个纵向部分均在所述条状元件的相应的侧向的纵向部分和中央部分之间具有至少一个连接台阶。

由所述台阶限定的侧向的纵向部分的厚度优选地包含在条状元件的中央部分的厚度的约40％和约95％之间，并且优选地包含在条状元件的中央部分的厚度的约50％和约70％之间。

这样的形状确保了毗邻的条状元件之间的联接比前一种形状更好。

此外，优选地，在每一个纵向部分上存在一个台阶，从而单个条状元件的两个纵向部分是不对称的。这样，联接允许获得大体上等于条状元件的中央部分的厚度的厚度。

附图说明

通过对根据本发明的用于构建用于车辆车轮的处理、用于车辆车轮的轮胎和用于优化轮胎的胎体结构中的载荷分布的方法的优选但不排它的实施例的详细描述，另外的特征和优势将变得更加清楚。

下面将参照附图进行描述，所述附图仅为了指示性目的而给出，并且因此为非限制性的，其中：

-图1以透视图显示了根据本发明的轮胎的半直径截面，使用间断的胎侧以更好地示出胎体结构；

-图1a是图1的半截面的一部分的放大图；

-图2以透视图显示了根据本发明的一个不同的轮胎的半直径截面，使用间断的胎侧以更好地示出胎体结构；

-图3以前透视图示意性地示出了具有根据本发明的处理敷设的若干条状元件的成形鼓；

-图4显示了具有第一层和第二层的条状元件的图3的鼓的示意性俯视图；

-图5以侧视图示出了具有根据本发明的处理敷设的一系列条状元件的图3的成形鼓；

-图6a显示了条状元件之间的接头处的图5的成形鼓的放大部分；

-图6b示出了根据条状元件之间的接头的替代实施例的图6a的放大部分；

-图7a至图7f显示了根据本发明制造的条状元件的各自的截面。

具体实施方式

附图标记1整体表示用于车辆车轮的轮胎，所述轮胎主要包括胎体结构2，胎体结构2具有至少一个胎体帘布3a、3b(图1和图2)。在图1示出的实施例中，轮胎1具有两个叠置的胎体帘布3a、3b。在图2的实施例中，轮胎1具有单个胎体帘布3a。防水弹性体材料层或所谓的内衬4能够施加在胎体帘布3a、3b的内侧。两个环形锚固结构5与一个或多个胎体帘布3a、3b的相应的端部翼片接合，每个环形锚固结构5均包括所谓的胎圈芯6a，胎圈芯6a承载位于径向外侧位置中的弹性体填料6b。环形锚固结构5结合在通常称作“胎圈”7的区域附近，轮胎1和相应的安装轮辋之间的接合通常发生在所述区域处。包括一个或多个带束层9a、9b的带束结构8周向地施加在一个或多个胎体帘布3a、3b的周围，并且胎面带10周向地叠置在带束结构8上。带束结构8能够与所谓的“底带嵌件”11连结，每个“底带嵌件”11均位于一个/多个胎体帘布3a、3b和带束结构8的轴向相对的末端边缘中的一个之间。另外地或作为底带嵌件11的替代，弹性体材料制成的和/或包含织物或金属帘线(所述织物或金属帘线大体上平行于轮胎(0度带束层)的周向延展方向)的环形嵌件(未示出)或其它增强元件能够至少径向地叠置在带束层9a、9b的轴向相对的末端边缘处，和/或至少在所述末端边缘处插置在所述带束层9a、9b之间。两个胎侧12(每一个胎侧均从相应的胎圈7延伸至胎面带10的对应的侧部边缘)在侧向相对的位置施加到一个或多个胎体帘布3a、3b上。

通过利用至少一个组装装置在成形鼓13上组装相应的半成品来构建上文描述的轮胎1。这样构建的轮胎1经受设置在工作周期中的硫化处理和/或其它处理。在示出的实施例中，用于形成轮胎1的胎体结构2的部件中的至少一个部分在成形鼓13上构造和/或组装。更特别地，成形鼓2首先接收可能的内衬4，随后接收胎体帘布3a、3b。随后，未示出的装置围绕端部翼片中的每一个同轴地接合环形锚固结构5中的一个，将包括带束结构8和胎面带10的外部套围绕胎体圆柱形套定位在同轴居中位置，并且通过一个或多个胎体帘布3a、3b的径向膨胀来根据环面构型成形胎体套，以便将胎体套施加在外部套的径向内侧表面上。

通过敷设单元(本身已知并且因此未示出)获得胎体帘布3a、3b中的每一个，所述敷设单元布置成将多个条状元件14(所述多个条状元件呈周向并排关系并且具有将在后面详细地描述的部分重叠)施加在相对于成形鼓13位于径向外侧的敷设表面15上，以便形成每个胎体帘布3a、3b，每个胎体帘布3a、3b均具有围绕所述成形鼓13的几何轴线“X-X”的连续的周向延展。

所提到的敷设表面15可以是成形鼓13的径向外侧表面，或优选地，是已经敷设在所述成形鼓13上的轮胎1的部件(比如内衬4)的径向外侧表面。示出的成形鼓2的径向外侧敷设表面15大体为圆柱形的，并且适于完成圆柱形胎体套。成形鼓13被定位并支撑成能够围绕其几何轴线“X-X”旋转。例如呈由电机驱动的心轴形式的装置(未示出)用于使成形鼓2围绕所述几何轴线“X-X”旋转。敷设单元安装成毗邻成形鼓13，并且适于在成形鼓13旋转期间将条状元件14施加到所述成形鼓13上。优选地，使成形鼓13以步进式的方式旋转：例如，敷设单元在每步之后施加条状元件14。

通过在至少一个连续细长元件上进行顺序的切割操作来获得条状元件14，所述至少一个连续细长元件来自拉拔装置和/或压延装置或来自供给卷筒(连续细长元件已经事先缠绕在供给卷筒上)，并且所有条状元件14均优选地具有相同的宽度，所述宽度优选地包含在约10mm和约400mm之间，例如包含在25mm和约80mm之间。连续细长元件并且因此由连续细长元件获得的条状元件14中的每一个均具有多个帘线15a、15b或类似的线状元件，所述多个帘线15a、15b或类似的线状元件优选地由织物材料制造，并且沿着细长元件和条状元件自身14的纵向延展互相平行地延伸，并且所述多个帘线15a、15b或类似的线状元件至少部分地涂覆有一层弹性体材料16。

连续细长元件通过以下方式获得：将第二端部帘线15b和属于条状元件14的中央部分的第一帘线15a以并排关系铺设成适当的布置，并且通过拉拔操作和/或压延操作将弹性体材料施加在所述帘线15a、15b上。在该操作期间，第一帘线15a和第二帘线15b经受对应于处理伸长率“w％”的拉力，所述处理伸长率“w％”通常包含在约0.5％和约2％之间。

有利地，使用具有类似的弹性模量(这些弹性模量适于对应于橡胶处理常用的伸长率/拉伸率)的第一帘线15a和第二帘线15b允许避免在橡胶处理期间第一帘线以与第二帘线不同的方式延伸，从而防止在释放这些帘线上的张力时产生不规则的细长元件，例如纵向边缘具有不可接受的起伏。

特别地参照图7a至图7f，连续细长元件和由连续细长元件切割出的每个条状元件14在相对于所述连续细长元件和条状元件14的纵向延展的横截面中具有相对的端部的厚度减小、变薄和/或渐缩的形状。条状元件14的中央部分17具有厚度“S1”，所述厚度“S1”优选地沿着条状元件14的宽度恒定，并且优选地包含在约0.6mm和约2.5mm之间，更加优选地包含在约0.9mm和约1.8mm之间。条状元件14包括两个侧向的纵向部分18，两个侧向的纵向部分18中的每一个纵向部分均具有相对于中央部分17的厚度“S1”减小的厚度“S2”。减小的厚度“S2”优选地包含在“S1”的约40％和约95％之间，更加优选地包含在“S1”的约50％和约85％之间。

在中央部分17中，第一帘线15a嵌入地布置成彼此并排的关系并且间隔开。优选地但非必须地，所有的第一帘线15a均布置在同一平面上。在两个侧向的纵向部分18的每一个纵向部分中均嵌有以彼此并排的关系布置并且间隔开的一个或多个第二帘线15b。优选地但非必须地，单个侧向的纵向部分18的所有的第二帘线15b均布置在同一平面上。

第一帘线15a中的每一个的第一平均直径“d1”大于第二帘线15b中的每一个的第二平均直径“d2”。作为示例，第二帘线15b的第二平均直径“d2”包含在第一帘线15a的第一平均直径“d1”的约40％和约95％之间，更加优选地包含在约50％和约85％之间。例如，第二帘线15b的第二平均直径“d2”包含在约0.4mm和约1mm之间。第一帘线15a的第一平均直径“d1”(例如)包含在约0.55mm和约1.2mm之间。

第二端部帘线15b和属于条状元件14的中央部分的第一帘线15a能够使用相同的一种或多种材料或不同的一种或多种材料获得。优选地，第一帘线15a和第二帘线15b由人造纤维或尼龙、或聚酯织物或混杂织物制成。

优选地并且与所使用的材料无关，用于制造确定的条状元件14的第一帘线15a和第二帘线15b具有各自的“载荷/伸长百分比”曲线图，这些“载荷/伸长百分比”曲线图在发生在生产连续细长元件(拉拔、压延)期间的变形区段(通常包含在约0.5％伸长率和约2％伸长率之间)中非常相近或基本重叠。

根据图7a的实施例，侧向的纵向部分18具有减小的恒定厚度“S2”，并且通过一个台阶连结到中央部分17。图7a的横截面形状是不对称的。实际上，两个侧向的纵向部分18中的一个朝着条状元件14的上表面(下表面)偏移，而另一个侧向的纵向部分18朝着该条件元件14的下表面(上表面)偏移。换句话说，条状元件14的两个大体上平坦的表面(上表面或下表面)中的一个由中央部分17和两个侧向的纵向部分18中的一个形成，而该条状元件14的另一个表面(下表面或上表面)由中央部分17和两个侧向的纵向部分18中的另一个形成。侧向的纵向部分18中的每一个均具有单根第二帘线15b。

图7b的实施例类似于图7a的实施例，但是两个侧向的纵向部分18中的每一个纵向部分均具有呈并排关系并且布置在同一个平面上的三根第二帘线15b。

在图7c的实施例中，如在横截面中能够看到的那样，两个侧向的纵向部分18具有等腰三角形的形状，其中底边连结到中央部分17。三角形的侧边直接连接到中央部分17的两个面并且不形成台阶。在这种情况下，每个所述侧向的纵向部分18的厚度“S2”指的是平均厚度，所述平均厚度例如通过将三角形表面积除以侧向的纵向部分18的宽度“l”来获得。两个侧向的纵向部分18中的每一个纵向部分均包括单根第二帘线15b。图7c的横截面的形状是对称的。图7e的实施例类似于图7c的实施例，但是两个侧向的纵向部分18中的每一个纵向部分均具有呈并排关系并且布置在单个平面上的两根第二帘线15b。

在图7d的实施例中，侧向的纵向部分18中的每一个纵向部分均包括第一部分，所述第一部分具有减小的恒定厚度“S2”，并且终止于类似于三角形的渐缩部。此外，侧向的纵向部分18中的每一个纵向部分到条状元件14的中央部分17的相对的表面的距离相等，并且通过两个倾斜的台阶连接到条状元件14的中央部分17的相对的表面。因此，图7e的横截面的形状是对称的。两个侧向的纵向部分18中的每一个纵向部分均具有呈并排关系并且布置在单个平面上的两根第二帘线15b。

在图7f的实施例中，侧向的纵向部分18中的每一个纵向部分均为渐缩状的直角三角形，其侧边中的一个连结到中央部分17上。换句话说，条状元件14的一个面通过倾斜边连接到条状元件14的另一个面，其中所述倾斜边与这两个面形成非90°的角。两个侧向的纵向部分18的两个倾斜边互相平行。因此，图7f的横截面的形状是不对称的。两个侧向的纵向部分18中的每一个纵向部分均具有单根第二帘线15b。

在敷设期间，通过以下方式将每个条状元件14敷设在成形鼓13上或敷设在相对于成形鼓13的径向外表面上：将每个条状元件14的侧向的纵向部分18施加在毗邻的条状元件14的侧向的纵向部分18上(图3、图5、图6a和图6b)，以使条状元件相互重叠并且还优选地使第二帘线15b沿着相应的径向方向重叠。侧向的纵向部分18的厚度和形状使得接头的厚度总体上大体等于条状元件14的中央部分17的厚度“S1”。

在图5和图6a中示出了成形鼓13，类似于图7a和图7b的条状元件但设置有两根第二帘线15b的条状元件14已经敷设在所述成形鼓13上。在图6b中示出了形成鼓13，与图7f的条状元件类似的条状元件14已经被敷设在所述成形鼓13上。

根据附图(图1和图4)中示出的实施例，敷设单元将条状元件14的第一层19敷设在成形鼓13上、并且将条状元件14的第二层20敷设在第一层19上，以便形成相应的胎体帘布3a、3b。两个层19、20以及由其得到的胎体帘布3a、3b交叉定向，其中，属于条状元件14的中央部分的第一帘线15a和形成所述层中的一个层的一部分的第二端部帘线15b与另一个层的帘线15a、15b交叉。因此，通过叠置侧向的纵向部分18而形成的接头也是交叉的。由条状元件14的纵向延展限定的方向(帘线15a、15b平行于该方向延伸)与鼓13的(以及成品轮胎1的)周向方向“S”形成非90°的倾斜角度第一层19的条状元件14形成的角度例如包含在约70°和约88°之间。第二层20的条状元件14形成的角度例如包含在约92°和约110°之间。在一个优选实施例中，约为87°并且约为93°。更一般地，包含在约60°和约120°之间。

通过围绕所述环形锚固结构5自身翻折所述端部翼片，两个环形锚固结构5接合到胎体帘布3a、3b的相应的端部翼片。根据帘布的轴向宽度，在经过模制和硫化的轮胎1中，帘布的轴向相对的边缘中的每一个在环形锚固结构5处布置在胎圈芯5a和/或填料5b的旁边，或者相对于上述环形锚固结构5布置在径向外侧区域中、布置在胎侧12的径向最内侧的部分处。

在图4的实施例中，第一层19的轴向延展小于第二层20的轴延展。此外(图1)，所述第一层19和第二层20的轴向延展设置成使得，在胎体帘布3a、3b的端部翼片围绕环形锚固结构5翻折之后，所述端部翼片仅在相应的环形锚固结构5的径向高度范围内延展，而没有插置在胎侧12和最内侧的胎体结构之间。在这个实施例中，布置在轮胎1的胎侧12处的叠置的帘布层中的每一个均属于从胎圈7延伸到相对的胎圈的两个胎体帘布3a、3b中的一个。

根据附图中(图2和图3)示出的一个不同的实施例，敷设单元仅将条状元件14的一个层19敷设在成形鼓13上，以只形成一个胎体帘布3a。而且，在这个实施例中，由条状元件14的纵向延展限定的方向(帘线15a、15b平行于该方向延伸)与鼓13的周向方向“S”形成优选地非90°的倾斜角度所述倾斜角度优选地包含在约60°和约120°之间，更加优选地包含在约70°和约110°之间，更加优选地约为87°。在这个实施例中，层19的轴向延展大于图1和图4的实施例的层19、20的轴向延展，使得在单个胎体帘布3a的端部翼片围绕环形锚固结构5翻折之后，端部翼片在轮胎1的胎侧的整个径向高度的范围内内延伸，直至端部翼片到达胎面带10为止。在这个实施例中，布置在轮胎1的胎侧12处的叠置的两个帘布层均属于同一胎体帘布3a。轴向最外侧的层是翻折的翼片。由于倾斜角度不是90°，由最内侧的层的侧向的纵向部分18形成的接头与由最外侧的层(翻折的翼片)的侧向的纵向部分18形成的接头相交叉。

在一个未示出的实施例中，敷设单元敷设条状元件14的第一层19和条状元件14的第二层20，但是，与在图1和图4中示出的不同的是，这两个层均具有90°的倾斜角度，并且一个层的接头相对于另一个层的接头是周向交错的。

优选地，接头中的两个叠置的第二端部帘线15b的在与轮胎1的工作条件相对应的伸长率“op％”条件下测得的纵向弹性模量“E2op％”之和小于或等于属于条状元件14的中央部分的第一帘线15a的在相同的伸长率条件下的弹性模量“E1op％”的1.5倍。优选地，两个叠置的第二端部帘线15b在与轮胎1的工作条件相对应的伸长率“op％”条件下测得的纵向弹性模量“E2op％”之和大体上等于属于条状元件14的中央部分的第一帘线15a在相同的伸长率条件下的弹性模量“E1op％”。

依照根据本发明的方法，由于胎体结构2在胎侧处的厚度保持在特定界限内，所以轮胎1的胎侧的径向截面的中性轴在工作条件期间保持在所述轮胎1的内部并且保持在轮胎1的胎体结构2的外部。这是为了避免在毗邻的条状元件14之间产生厚度大于帘布的其余部分的重叠区域(接头)。实际上，所述方法规定将每个条状元件14的侧向的纵向部分18叠置到毗邻的条状元件14的侧向的纵向部分18上以形成接头，并且，由于每个侧向的纵向部分18均包括平均直径小于属于条状元件14的中央部分17的第一帘线15a的至少一个第二端部帘线15b，并且由于相对的侧向的纵向部分18变薄，因此接头的厚度大体上等于中央部分17的厚度。

如能够在图1a的图示中看到的那样，中性轴“NA”保持位于轮胎1的内部，并且还位于胎体帘布3a、3b的外部，使得属于所述胎体帘布3a、3b的所有帘线15a、15b均在张力下适当地工作。

极大地降低了位于胎侧上的轴向内侧的帘布层不能适当地工作的风险(尤其是在负载条件下)。

Claims (15)

1.一种用于车辆车轮的轮胎，所述轮胎包括：

胎体结构(2)，所述胎体结构包括至少一个胎体帘布(3a，3b)，所述至少一个胎体帘布由沿周向呈并排关系的多个条状元件(14)形成，其中，所述至少一个胎体帘布(3a，3b)的轴向相对的端部翼片接合相应的环形锚固结构(5)，其中，每个条状元件(14)的侧向的纵向部分(18)叠置在毗邻的条状元件(14)的侧向的纵向部分(18)上以便形成接头，其中，至少在轮胎(1)的胎侧(12)处，所述至少一个胎体帘布(3a，3b)形成两个叠置的层；

带束结构(8)，所述带束结构相对于胎体结构(2)位于径向外侧位置中；

胎面带(10)，所述胎面带相对于带束结构(8)位于径向外侧位置中；

其中，每个条状元件(14)均包括呈并排关系的多个第一帘线(15a)，所述多个第一帘线位于条状元件(14)的中央部分中，并且每个第一帘线均具有第一平均直径(d1)；

其中，每个条状元件(14)的侧向的纵向部分(18)中的每一个纵向部分均具有相对于条状元件(14)的中央部分(17)的厚度(S1)减小的厚度(S2)；

其中，每个条状元件(14)的侧向的纵向部分(18)中的每一个纵向部分均包括至少一个第二端部帘线(15b)，所述至少一个第二端部帘线具有比所述第一平均直径(d1)小的第二平均直径(d2)，

各个接头的厚度大体上等于条状元件(14)的中央部分(17)的厚度(S1)；

其中，每一个侧向的纵向部分(18)在横向于条状元件(14)的纵向延展的截面中具有至少一个连接台阶，所述至少一个连接台阶位于所述条状元件(14)的相应的侧向的纵向部分(18)和中央部分(17)之间；

其中，所述连接台阶是位于每个纵向部分(18)上的台阶，单个条状元件(14)的两个纵向部分(18)是不对称的。

2.根据权利要求1所述的轮胎，其中，每个条状元件(14)的宽度均包含在10mm和400mm之间。

3.根据权利要求1所述的轮胎，其中，每个条状元件(14)在中央部分(17)处测量的最大厚度介于0.6mm到2.5mm之间。

4.根据权利要求1所述的轮胎，其中，条状元件(14)中的第一帘线(15a)的密度介于45帘线/分米到150帘线/分米之间。

5.根据权利要求1所述的轮胎，其中，第一帘线(15a)和第二端部帘线(15b)使用相同的材料制造。

6.根据权利要求1所述的轮胎，所述轮胎包括两个胎体帘布(3a，3b)。

7.根据权利要求6所述的轮胎，其中，位于胎侧(12)处的叠置的胎体帘布的层中的每一个层均属于两个胎体帘布(3a，3b)中的一个，所述两个胎体帘布径向叠置，并且每一个胎体帘布均从胎圈(7)延伸至相对的胎圈。

8.根据权利要求1所述的轮胎，其中，所述至少一个胎体帘布(3a，3b)的轴向相对的端部翼片被翻折，并且在胎侧(12)处面对地靠在所述胎体帘布(3a，3b)上，以便形成所述两个叠置的层。

9.根据权利要求8所述的轮胎，其中，胎体帘布(3a，3b)的每个端部翼片均被支撑在胎侧(12)上，搁置在该端部翼片所属的胎体帘布(3a，3b)上，并且延伸至胎面带。

10.根据权利要求1所述的轮胎，其中，由所述连接台阶限定的侧向的纵向部分(18)的厚度优选地介于条状元件(14)的中央部分(17)的厚度的约40％到约95％之间。

11.根据权利要求1所述的轮胎，其中，第二端部帘线(15b)的第二平均直径(d2)介于第一帘线的第一平均直径(d1)的40％到95％之间。

12.根据权利要求1所述的轮胎，其中，第二端部帘线(15b)的平均直径介于0.4mm到1mm之间。

13.根据权利要求1所述的轮胎，其中，属于条状元件(14)的中央部分(17)的第一帘线(15a)的平均直径介于0.55mm到1.2mm之间。

14.根据权利要求1所述的轮胎，其中，第一帘线(15a)和第二端部帘线(15b)相对于轮胎(1)的周向方向(S)形成介于60°到120°之间的角度

15.根据权利要求1所述的轮胎，其中，每一个侧向的纵向部分(18)在横向于条状元件(14)的纵向延展的截面中具有三角形的渐缩轮廓。