CN111465734A - 轮胎缆线 - Google Patents

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M·沙萨涅
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Abstract

可用于包括充气轮胎的轮胎中的缆线。缆线以可以为轮胎提供期望的刚度以及一定量的结构伸长率的方式构造。可以以不一定导致轮胎的总重量增加的方式提供缆线，通过例如增加传统的缆线构造的直径会发生该总重量增加。

Description

轮胎缆线
技术领域
本公开的主题总体上涉及一种可以在包括充气轮胎的轮胎中使用的缆线。
背景技术
轮胎通常包含各种带，其可以包括提供强度和使用保护的缆线。这样的带可以放置在胎冠部分中并且可以具有各种宽度和构造。一种或多种橡胶材料可以构成带的一部分，并且可以围绕甚至穿透缆线之间的小缝隙。
在制造过程中，通过将各种组件(包括带)组装到位，可以形成未固化或“生”轮胎。然后将未固化的轮胎放入模具中，在其中经受大量的热量和压力，例如，这使橡胶材料硫化并可在轮胎中形成胎面花纹等特征。可以给气囊或其他装置充气以将未固化的轮胎压在模具上。
在该模制过程中，轮胎的各个组件可以与带一起被拉伸、移动或被同时拉伸和移动。更特别地，当轮胎被压靠在模具上时，例如轮胎的胎冠部分中的组件可以相对于彼此移动。为了正确地相对于模具和彼此定位，可能需要在压入模具期间移动这些组件，包括拉伸这些组件。相反，如果冠状部分中的此类组件缺乏一定的刚度，则在模制过程中可能会发生过多的移动，尤其是在冠状部分中的带之间。因为橡胶材料的固化固定了这些组件的相对位置，所以从模具上移除固化轮胎后，这种不合适的定位将很可能无法补救。轮胎的最终性能可能受到不利影响。
另外，充气轮胎的充气通常导致轮胎改变形状，因为气体例如空气在压力下被提供到安装在车轮上的轮胎的空腔中。机械性能，例如在带中使用的一根或多根缆线的刚度，可以控制充气轮胎的最终形状。充气轮胎的形状也会影响轮胎的性能。
可以通过例如使用具有较大直径的缆线来增加可用于轮胎的带中的缆线的刚度。然而，较大的直径也可能不期望地增加了轮胎的重量。此外，如果缆线太硬，则未固化的轮胎可能阻止如前所述被压入模具内的正确位置。
文献WO2015/014639确定了包括橡胶在钢丝绳中渗透的问题，并提出了对具有大于3％的结构伸长率的钢丝绳的需求。文献WO2015/014639提出了一种用于轮胎的缆线，该缆线具有8mm的缆线节距和1.8的节距比(在等式1中定义)。
文献WO2012/017399报道了使用较小的细丝进行轮胎增强会损害轮胎的耐应力性。文献WO2012/017399提出了一种用于轮胎的缆线，其具有6mm的缆线节距和2的节距比。
因此，需要一种能够解决上述和其他问题中的一个或多个的缆线。可以提供这种缆线而不必增加轮胎的重量，或者甚至可以以比常规缆线更轻的重量来提供这种缆线，将是特别有用的。
发明内容
本发明提供了可用于包括充气轮胎的轮胎中的缆线。缆线以可以为轮胎提供期望的刚度以及一定量的结构伸长率的方式构造。可以以不一定导致轮胎的总重量增加的方式提供缆线，如通过例如增加传统的缆线构造的直径进行的。本发明的额外目标和优点将部分在以下描述中进行阐述，或可从所述描述中显而易见，或可通过实践本发明来习得。
在一个示例性实施例中，本发明提供了一种可以在例如轮胎中使用的缆线。缆线包括以5mm至7mm范围内的缆线节距扭绞在一起的多个股线。每股线包括以2.9mm至5.9mm范围内的股线节距扭绞在一起的多个细丝。缆线节距与股线节距的节距比在1.2至1.7的范围内。
在另一个示例性实施例中，本发明提供一种轮胎，其包括相对的胎圈部分和在相对的胎圈部分之间延伸并穿过轮胎的胎冠部分的胎体帘布层。轮胎包括带，该带的缆线与轮胎的赤道平面成角度θ，其中θ在0到10度的范围内。缆线包括以5mm至7mm范围内的缆线节距扭绞在一起的多个股线，每股线包括以2.9mm至5.9mm范围内的股线节距扭绞在一起的多个细丝。缆线节距与股线节距的节距比在1.2至1.7的范围内。
参考以下描述和所附权利要求，本发明的这些和其他特征、方面和优点将变得更好理解。并入本说明书中并且构成本说明书的一部分的附图说明了本发明的实施例，并且与所述描述一起用以阐释本发明的原理。
附图说明
本发明的针对所属领域的普通技术人员的完整且启发性公开内容(包含其最佳模式)在说明书中得到阐述，所述公开内容参考附图，在附图中：
图1提供了本发明的缆线的示例性实施例的透视端视图，其中示意性地示出了每一股线。
图2是图1的示例性缆线的示意性截面端视图。
图3和图4提供了制造图1和图2的示例性缆线的示例性方法的示意图。
图5提供了与确定示例性缆线的节距有关的示意图。
图6提供了示出用于确定本发明的示例性缆线的结构伸长率的示例性方法的图。
图7是本发明的示例性轮胎的一半的截面图。
具体实施方式
出于描述本发明的目的，现在将详细参考本发明的实施例，在图式中示出所述实施例的一个或多个实例。每个实例是为阐释本发明而提供，而非限制本发明。实际上，对于所属领域的技术人员将显而易见的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下可在本发明中进行各种修改和变化。举例来说，作为一个实施例的部分示出或描述的特征可与另一实施例一起使用以产生又一实施例。因此，希望本发明涵盖这类修改和变化，所述修改和变化处于所附权利要求书以及其等同物的范围内。
图1和图2提供了与本发明的缆线100的示例性实施方式有关的图示。缆线100(在图2中用虚线示意性表示)包括多个股线102、104和106。股线102、104和106(在图2中也由虚线示意性表示)扭绞在一起以在它们互相缠绕时形成缆线100。对于图1和图2所示的示例性实施例，缆线100包括三个股线。本发明的其他实施例可以包括不同数量的股线，只要所得的缆线满足某些要求，如本文进一步所述。
在一示例性实施例中，缆线100的总直径为1.4mm或更小。如本文所使用的，缆线100的总直径可以通过将测试样品放置在轮廓投影仪上并施加0.4千克的张力来确定。然后将测试样品的轮廓放大十倍到屏幕上。通过在根据缆线指定的长度上测量外层轮廓的宽度来确定总直径。
每个股线102、104或106包括多个外部细丝108和中央细丝110。更特别地，对于所示的示例性实施例，每个股线102、104和106包括缠绕在单个中央细丝110周围的六个外部细丝108。本发明的其他实施例可以包括不同数量的股线，只要所得的缆线满足某些要求，如本文进一步所述。
在本发明的一个示例性实施例中，外部丝线108分别沿着相应的股线102、104和106的长度与相邻的外部丝线接触。例如，如图2所示，外部细丝108a和108b沿股线102的周向彼此相邻并且在它们的侧面H接触。这样，当缆线100被结合到轮胎中时，用于形成轮胎的橡胶材料通过进入细丝108之间的小间隙或缝隙而不会使缆线100饱和。在另一个示例性方面，中央细丝110的直径大于外部细丝的直径，这可以允许在轮胎制造期间使橡胶更好地渗透。
在本发明的一个示例性实施例中，中央细丝110的中央细丝直径在0.170mm至0.206mm的范围内(0.170≤中央细丝直径≤0.206mm)。在本发明的另一个示例性实施例中，中央细丝110的中央细丝直径在0.194mm至0.206mm的范围内(0.194≤中央细丝直径≤0.206mm)。在又一个实施例中，中央细丝110的中央细丝直径为0.200mm。
在本发明的一个示例性实施例中，每个外部细丝108的外部细丝直径在0.170mm至0.185mm的范围内(0.170≤外部细丝直径≤0.185mm)。在又一个实施例中，外部细丝108的外部细丝直径为0.175mm。
图3和图4示意性地示出了可用于制造缆线100的示例性过程。参考图3，细丝108的多个供应源108s被提供给过程112。细丝100的供应源110s也提供给过程112。细丝108缠绕或扭绞细丝110以提供股线102、104或106。在图4中，供应源102s、104s和106s提供股线102、104和106到过程114。细丝102、104和106缠绕或扭绞在一起以提供缆线100。在本发明的一个示例性方面，缆线100由钢丝构成。
如本文所用，“节距”是指沿着缆线或股线的长度L的距离，该距离用于在扭绞或缠绕时使相应缆线或股线完整旋转一圈。例如，参考图5，缆线100由沿着缆线100的长度L扭绞的三个股线102、104和106构成。CP表示缆线100的“缆线节距”，或表示用于股线102旋转一整圈的沿长度L的距离。可以使用股线102、104和106中的任何一个测量缆线节距CP，因为每个股线将提供相同的值。
类似地，股线102、104、106之一的SP或“股线节距”是指沿着相应股线的长度的距离，该距离用于其外细丝108之一的一整圈。
在一个示例性方面，缆线100具有在5.0mm至7.0mm范围内的缆线节距CP。如本文所用，“在...范围内”包括该范围的端点以及之间的所有值，使得在一个示例性方面，缆线100的缆线节距CP也可以由5.0mm≤CP≤7.0mm表示。换句话说，对于示例性缆线100，将股线扭绞在一起，使得每根股线102、104或106需要在5.0mm≤CP≤7.0mm范围内的距离或缆线节距CP，以沿着缆线100的长度旋转一整圈。在又一示例性实施例中，缆线100的缆线节距CP在5.5mm至7.0mm的范围内(5.5mm≤CP≤7.0mm)。在又一实施例中，缆线100的缆线节距CP在5.5mm至6.1mm的范围内(5.5mm≤CP≤6.1mm)。在又一示例性实施例中，缆线100的缆线节距CP为5.8mm。
在一个示例性方面，股线102、104和106各自具有在2.9mm至5.9mm(2.9mm≤SP≤5.9mm)范围内的股线节距SP。换句话说，对于每个股线102、104和106，外部细丝108要求的距离或股线节距SP在2.9mm≤SP≤5.9mm的范围内，以围绕中央细丝110旋转一整圈。在又一个实施例中，股线102、104和106各自具有在3.4mm至4.0mm(3.4mm≤SP≤4.0mm)范围内的股线间距SP。在又一示例性实施例中，股线102、104和106的股线间距SP为3.7mm。
如本文中所使用的，“节距比”是指缆线节距CP与股线节距SP的比率，其也可以由等式1表示：
(1)节距比＝CP/SP
对于缆线100的示例性实施例，节距比在1.2至1.7的范围内。换句话说，缆线100的节距比是1.2≤节距比≤1.7。在另一个示例性实施例中，缆线100的节距比在1.5至1.6的范围内(1.5≤节距比≤1.6)。在又一示例性实施例中，节距比为1.57。
如现在将进一步描述的，在本发明的另一个示例性方面，缆线100具有在2.1％至3％之间的结构伸长率SE。如在此使用的“结构伸长率”或SE参考图6定义。如图所示，图6包括施加到缆线100的以牛顿为单位的拉伸力F相对于缆线100的伸长率ε的图。如等式2中提供，伸长率ε(或“应变”)是在力F下缆线100的长度变化(ΔL)与施加力F之前缆线F的长度(L)之比％。
(2)ε＝(ΔL/L)*100
如图6所示，当以增大的力F给缆线100施加张力时，缆线100首先经过发生结构性伸长的阶段(对于图6中所绘曲线C在ε为零和ε为约2.5之间)。然后，在增加的力F下，缆线100经过发生弹性变形的第二阶段(ε约为2.7以上)。为了确定如本文定义的结构伸长率SE，沿曲线C在两个点A和B之间绘制直线SL。出于本文中定义结构伸长率SE的目的，沿曲线C的点A被确定在588N的纵坐标处和沿曲线C的点B被确定在392N的纵坐标处。经过点A和B的直线SL与横坐标轴的交点定义了缆线100的结构伸长率SE(对于图6的示例图，其约为2.6％)。
如上所述，在本发明的一个示例性方面，缆线100具有在2.1％至3％(2.1≤SE≤3)范围内的结构伸长率SE。在又一个示例性方面，缆线100具有2.6％的结构伸长率SE。
图7示出了本发明的示例性轮胎200的一半的截面图。轮胎200关于赤道平面EP对称，因此将轮胎200平分为相对的结构基本上相同的两半，图7仅描绘了相对的一半。因此，轮胎100包括具有胎圈204的一对相对的胎圈部分206和一对相对的侧壁部分212，其中在图7中仅示出了每对中的一个，如本领域普通技术人员将容易理解的。轮胎200还包括胎冠部分210，其连接到每个相对的侧壁部分212并在其之间延伸。胎面层214形成胎冠部分210的径向最外部分。胎体帘布层208在胎圈部分206之间延伸。
轮胎200包括由缆线100构成并位于胎体帘布层208与胎面214之间的环形带或层202。对于该示例性实施例，通过将缆线100以环形方式缠绕在轮胎200上来构造带202，其中缆线100的每一匝都平行于相邻匝，如图7所示。缆线100缠绕轮胎200时，可与赤道平面EP形成角度θ。对于某些实施例，角度θ在0到10度的范围内(0≤θ≤10)。在轮胎200的其他实施例中，附加的带或层可以被包括在胎冠部分210中。
虽然已关于本发明的具体示范性实施例和其方法详细地描述本发明主题，但是应了解，在获得对前述内容的理解之后本领域的技术人员可容易地产生对此类实施例的改变、变化和等效物。因此，本发明的范围是作为实例而非作为限制，并且本发明并不排除包含对本发明主题的修改、变化和/或添加，此类修改、变化和/或添加对于使用本文所公开的教示的所属领域的一般技术人员将显而易见。

Claims (15)

1.一种缆线，其包括：
多条股线，其以5mm至7mm范围内的缆线节距扭绞在一起，
每条股线包括多条细丝，所述多条细丝以2.9mm≤SP≤5.9mm范围内的股线节距SP扭绞在一起，
其中所述缆线节距CP与所述股线节距SP的节距比在1.2≤节距比≤1.7的范围内。
2.根据权利要求1所述的缆线，其中所述缆线具有2.1％和3％之间的结构伸长率。
3.根据权利要求1或2所述的缆线，所述缆线具有缆线长度，其中每条股线的多条细丝包括：
中央细丝；和
多个外部细丝，其缠绕在所述中央细丝上，其中相邻的外部细丝沿着所述缆线长度彼此接触。
4.根据权利要求1或2所述的缆线，其中每条股线的多条细丝包括：
具有中央细丝直径的单条中央细丝；和
缠绕在所述中央细丝上的六条外部细丝，每条外部细丝具有外部细丝直径，其中所述中央细丝直径大于所述外部细丝直径。
5.根据权利要求4所述的缆线，其中所述中央细丝具有在0.194mm至0.206mm范围内的中央细丝直径。
6.根据权利要求5所述的缆线，其中所述六条外部细丝各自具有在0.170mm至0.185mm范围内的直径。
7.根据前述权利要求中任一项所述的缆线，其中所述多条股线包括三条股线。
8.根据前述权利要求中任一项所述的缆线，其中所述缆线的总体直径为1.4mm或更小。
9.根据前述权利要求中任一项所述的缆线，其中所述缆线的总体直径为1.29mm。
10.根据前述权利要求中任一项所述的缆线，其中所述细丝包含钢。
11.根据前述权利要求中任一项所述的缆线，其中所述缆线节距CP在5.5mm≤CP≤6.1mm的范围内。
12.根据前述权利要求中任一项所述的缆线，其中所述股线节距SP在3.4mm≤SP≤4.0mm的范围内。
13.根据前述权利要求中任一项所述的缆线，其中所述缆线节距与所述股线节距的节距比在1.5≤节距比≤1.6的范围内。
14.根据前述权利要求中任一项所述的缆线，其中所述缆线具有2.6％的结构伸长率。
15.一种轮胎，其包括：
相对的胎圈部分；
在所述相对的胎圈部分之间延伸并穿过所述轮胎的胎冠部分的胎体帘布层；
带，其包括缆线，所述缆线与所述轮胎的赤道平面形成角度θ，其中θ在0到10度的范围内，所述缆线包括
多条股线，其以5mm至7mm范围内的缆线节距扭绞在一起，
每条股线包括多条细丝，所述多条细丝以2.9mm至5.9mm范围内的股线节距扭绞在一起，
其中所述缆线节距与所述股线节距的节距比在1.2至1.7的范围内。
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