CN1158196C - 具有改进的轮胎结构的车轮的轮胎 - Google Patents

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Abstract

一种车轮的轮胎，其胎体帘布层包括：数个带段，每个带段包括至少部分地涂以至少一层弹性材料原料的线形元件，各带段绕轮胎的横向截面轮廓呈U形地延伸，以形成两个侧部和一个冠部，前者沿轴向在相互间隔的位置上垂直于轮胎转轴的平面内延伸；后者在两个侧部之间沿径向的外侧延伸，各冠部沿轮胎的周向并列设置，各带段的侧部部分地覆盖在至少一个相邻带段的侧部上。该轮胎制造效率高，结构强度大，抵抗滑动推力性能好。

Description

具有改进的轮胎结构的车轮的轮胎
技术领域
本发明涉及一种车轮的轮胎，该轮胎包括：胎体结构，其至少具有一个胎体帘布层，该胎体帘布层包括线形元件，该线形元件绕轮胎的横向截面轮廓在基本上呈“U形”地延伸；和一对沿周向不可伸长的环形元件，每个沿周向不可伸长的环形元件靠近胎体帘布层的一周向内边缘进行设置；带结构，其有选择地沿胎体结构的周向的外侧贴附在胎体结构上；轮胎花纹带，其沿该带结构的周向的外侧贴附在该带结构上；至少一对侧壁，其在胎体结构的横向的相对位置贴附在胎体结构上，其中，所述至少一个胎体帘布层包括：数个带段，每个带段包括至少两个所述纵向相互平行安置的线形元件，该线形元件至少部分地涂以至少一层弹性材料的原料，各所述带段绕所述轮胎的横向截面轮廓基本上呈U形地延伸，以形成两个侧部和一个冠部，该两个侧部沿轴向在相互间隔的位置上以基本上垂直于所述轮胎转轴的平面内延伸；该冠部在所述的两个侧部之间沿径向的外侧延伸，所述冠部沿所述轮胎的周向并列设置，各带段的侧部部分地覆盖在至少一个相邻带段的一个侧部上。
背景技术
制造车轮轮胎包括形成胎体结构，胎体结构实际上包括一个或多个胎体帘布层，胎体帘布层基本上呈环形，其轴向的相对侧的边缘与沿周向不可伸长的环形加强元件即所谓的“胎缘帘线”相接触。
沿胎体结构的周向的外侧把一带结构贴附在胎体结构上，该带结构包括一个或多个封闭的环形带，该环形带实际上包括织物帘线或金属帘线，该织物帘线或金属帘线相互之间或相对于属于相邻胎体帘布层的帘线呈适当的角度。
沿该带结构的周向的外侧把一轮胎花纹带贴附在该带结构上，该轮胎花纹带通常包括具有适当厚度的弹性材料带。
应该指出，为了实现本发明的目的，术语“弹性材料”是指混入了橡胶的材料，它由基本的聚合物适当聚合矿物添加剂和/或其它任何类型的添加剂组合而成。
最后，在要制成的轮胎的相对的两侧把一对侧壁贴附在轮胎上，每个侧壁覆盖轮胎的一个侧部，覆盖范围在所谓的肩部区域和所谓的胎缘区域之间，所谓的肩部区域位于靠近轮胎花纹带的相应的侧边缘处，而所谓的胎缘区域位于相应的胎缘帘线处。
实际上，根据传统的制造方法，首先分别制备上述的各轮胎元件，然后，在轮胎制造步骤中把各元件组合在一起。
例如，为了制造与胎缘帘线相关联的胎体帘布层，以形成胎体结构，首先需要通过挤出和/或压延方法制备橡胶浸渍的织物，该织物包括沿纵向设置的连续的织物帘线或金属帘线。橡胶浸渍的织物将承受横向切割，以形成将接合在一起的预定长度的带段，因此，需产生连续的带形的半成品，该连续的带形的半成品具有横向设置的平行的帘线。
然后，制备的该织物切割成带段，带段的长度对应于要制备的胎体的周向延伸量。
最近提供了一些制造方法，其取消了制备半成品，在轮胎制造步骤中直接制备胎体结构。
例如，所引证的美国专利No.5,453,140是最相关的现有技术，其公开了一种胎体帘布层的制造方法和装置，该胎体帘布层开始于事先缠绕在一个辊轴上的单根的帘线。
根据上述专利所述的方法和装置，在装置的每个操作循环中，帘线通过由动力驱动的惰性辊从辊轴上牵引出来，并且由气动拉伸装置保持紧绷，该帘线被切割成预定的长度。
帘线带段由拾取元件拾取，该拾取元件安装在有皮带缠绕的动力驱动的滑轮上，沿一环形台面的横向延伸。
然后，带段的端部由带式的弯曲元件相作用，该带式的弯曲元件在环形台面的两侧进行操作，沿径向由滑动元件把帘线带段贴附在环形台面上，该滑动元件沿帘线带段的侧部象手指一样动作。
重复上述的操作循环，可把数个帘线带段沿周向并列设置，直至环形台面的整个圆周被覆盖。
必要的是，在环形台面上事先覆盖了一层橡胶原料，该原料层具有两个功能，即：把所敷设的帘线贴附在环形台面上，使各帘线方便地保持在固定的位置上；在轮胎产品中形成不透气的内衬。
用该制造方法得到的轮胎具有一胎体结构，在该胎体结构中，胎体帘布层包括单个的帘线，各帘线具有沿轴向间隔的两个侧部和一个冠部，该侧部沿轮胎转轴的径向延伸；该冠部在两个侧部之间在径向的外侧位置延伸。
在胎体结构的制造范围内，从欧洲专利EP 0 664 231中还可知，在靠近轮胎胎缘处设有形成胎体帘布层的两个端部，各端部沿轴向以交替的方向相对于一个环形锚定元件的相对的两侧进行设置。
制造轮胎的另一方法公开在文献US 4,248,287。根据该文献，轮胎这样制得：首先通过制备一胎体结构，所述胎体结构通过将多个带段贴附在一环形支撑上。此后，另一胎体层通过将一连续带条巾附在所述由带段构成的层上来制得。随后，增强的环形结构被施加到气动胎缘附近。然后胎体结构的边缘绕所述胎缘重叠。胎体结构被硫化，并且一轮胎花纹带贴附在所述胎体结构的外表面上。最后，气动轮胎经受另一硫化步骤。
发明内容
根据本发明，在轮胎制造的范围内，可发现明显的优点，胎体帘布层以带段进行敷设，而不是以单个帘线进行敷设，每个带段实际上包括一层弹性材料的原料，该弹性材料包括两个或多个平行的沿纵向设置的线形元件。
更详细地说，本发明涉及一种车轮的轮胎，其特征在于：所述至少一个胎体帘布层包括：数个带段，每个带段包括至少两个所述纵向相互平行的线形元件，该线形元件至少部分地涂以至少一层弹性材料的原料，各带段绕轮胎的横向截面轮廓基本上呈U形地延伸，以形成两个侧部和一个冠部，该两个侧部沿轴向在相互间隔的位置上以基本上垂直于轮胎转轴的平面内延伸；该冠部在两个侧部之间沿径向的外侧延伸，所述各冠部沿轮胎的周向并列设置，各带段的侧部部分地覆盖在至少一个相邻带段的一个侧部上。
每一不可伸长的环形结构包括一沿周向不可伸长的第一环形插件，该插件基本上呈环形，与所述轮胎同轴设置，并位于第一胎体帘布层的内周向边缘附近，所述第一环形插件由至少一个以同心绕组状延伸的细长元件构成。
更详细地说，所述各带段的侧部在指向轮胎的几何转轴方向上相互汇聚。
有优点的是，各带段的侧部的相互覆盖关系是逐渐减小的，最大值位于所述侧部的径向的内侧端，而在所述侧部和冠部之间的过渡区域覆盖量为零。
在一推荐的技术方案中，各带段的周向分布间距为带段本身的宽度。
在另外一个可能的实施例中，各带段的周向分布间距为带段宽度的倍数。
特别是，各带段的宽度在中分面上测量为轮胎周长的约数。
根据本发明的另外一方面，所述带段的侧部在靠近胎体结构的周向的内边缘处具有宽度更大的区域。
带段中的各线形元件在具有宽度更大的区域内相互之间远离。
在一推荐的实施例中，各带段的宽度在3mm至20mm之间，特别是包括三至十个线形元件。
有优点的是，每个所述线形元件可包括织物帘线或金属帘线，织物帘线的直径在0.6mm至1.2mm之间，而金属帘线的直径在0.3mm至2.1mm之间。
特别是，在带段内设置的线形元件中心之间的相互距离不小于线形元件本身直径的1.5倍，线形元件的设置密度在胎体帘布层的轮胎的中分面上沿周向测量至少为6个线形元件/厘米。
根据本发明的另外一个新的方面，还可有利地适应独立于上述列出的新颖特征，所述各不可伸长的环形结构还包括：沿周向不可伸长的第一环形插件，该插件基本上呈环形，与轮胎同轴设置，位于第一胎体帘布层的径向的内边缘处，所述第一环形插件由至少一个以同心绕组状延伸的细长元件构成；沿周向不可伸长的第二环形插件，该插件基本上呈环形，与轮胎同轴设置，相对于第一环形插件同轴地间隔设置，所述第二环形插件由至少一个以同心绕组状延伸的细长元件构成；由弹性材料构成的填充体，该填充体介于并紧密地结合于第一和第二环形锚定元件之间。
特别和有优点的是，胎体结构进一步包括至少一个第二胎体帘布层，该第二胎体帘布层贴附在第一胎体帘布层的外侧。
特别是，第二胎体帘布层具有线形元件，该线形元件沿与第一胎体帘布层的线形元件的相交叉的方向延伸。
有优点的是，第二胎体帘布层的形成方法与第一胎体帘布层的形成方法相同，第二胎体帘布层的带段沿与第一胎体帘布层的带段的相交叉的方向延伸。
带段或在任何情况下的各胎体帘布层的线形元件可方便地沿倾斜方向延伸，其倾斜角度相对于通过轮胎的几何转轴的径向平面在o至25度之间。
有优点的是，第一环形插件可贴附在第一胎体帘布层的外表面上，与第一胎体帘布层相接触。
而沿周向不可伸长的第二环形插件可贴附在所述第二胎体帘布层的内表面上，与第二胎体帘布层相接触。
另外，沿周向不可伸长的第二环形插件可贴附在所述第二胎体帘布层的外表面上，与第二胎体帘布层相接触，所述第二胎体帘布层具有周向的内边缘，每个周向的内边缘介于填充体和相应环形加强结构的不可伸长的第二环形插件之间。
特别是，沿周向不可伸长的第二环形插件的径向延伸幅度大于沿周向不可伸长的第一环形插件的径向延伸幅度。
方便的是，由弹性材料构成的填充体的肖氏硬度Shore A在70至92之间。
胎体结构还可包括至少一层密封层或由不透气的弹性材料制成的衬，其覆盖在轮胎的所述胎体帘布层的内表面上。
特别是，所述密封层包括至少一个由不透气的弹性材料制成的带缠绕成的绕组，各绕组沿轮胎的横向截面轮廓呈并列关系。
附图说明
通过下面对根据本发明的车轮轮胎的制造方法的一个推荐但并不局限于此的实施例的详细说明，本发明的其它特征和优点将得到最深入的理解。这种说明是结合附图进行的，但并不局限于实施例，
附图包括：
图1是根据本发明的轮胎的解剖局部透视图；
图2至图5示出了制备胎体帘布层的装置，在各不同的操作步骤中，示出了垂直于环形台面的直径截面的方向，该环形台面在制造轮胎的过程中装载着轮胎；
图6是制备连续带形元件的示意图，该带形元件用于形成胎体帘布层；
图7以横向截面示出了所述带形元件的一个实施例；
图8是根据本发明的为形成轮胎的第一胎体帘布层依次敷设带形元件的局部透视图；
图9是在制造轮胎的模铸步骤中在轮胎胎缘处插入的不可伸长的环形结构的分解直径截面图；
图10是横向贴附至第一和第二胎体帘布层之间的不可伸长的环形结构的局部透视图；
图11是根据本发明的轮胎的胎体结构的从横向看的透明的示意图，以清楚地示出属于两个不同的胎体帘布层的各带段的呈叠置关系区域的相互关系；
图12是传统轮胎安装在相应的轮毂上并处于滑动转动和部分放气状态下的横向半截面图。
图13是根据本发明的轮胎安装在相应的轮毂上并处于滑动转动和部分放气状态下的横向半截面图。
具体实施方式
参见附图，根据本发明的车轮轮胎总体上由标记1表示。
轮胎1主要包括胎体结构2，其至少具有一个胎体帘布层3，胎体帘布层3在基本上呈环形体，胎体帘布层3的两个周向边分别与一个不可伸长的环形结构4相互接合，当轮胎制成后，环形结构4位于通常所谓的“轮胎胎缘”(bead)处。
在胎体结构2的周向的外部贴附有带结构5，带结构5包括一个或多个带条6a、6b、7。轮胎花纹部分8周向地叠置在带结构5上，在轮胎花纹部分8上具有纵向和横向的沟槽8a，在与轮胎硫化同时进行的模铸操作中，设置限定了理想的“轮胎花纹图案”。
轮胎还包括一对所谓的“侧壁”9，其横向地贴附在胎体结构2的相对的两侧。
在胎体结构2的内侧面上还可敷设密封层10，即所谓的衬，其实际上包括一层不透气的弹性材料层，适合于保证充气胎体的气密性。
上述各元件的组装以及一个或几个上述元件的制造都是在环形台面11上完成的，如图2至5所示，环形台面11的形状与要制造的轮胎的内壁的形状相同。
在一推荐的技术方案中，环形台面11的尺寸比产品轮胎的尺寸小，其根据是环形台面本身沿其中分面×-×有线性伸长，特别是，该伸长量在2％-5％之间，环形台面的中分面与轮胎本身的中分面重合。
环形台面11没有进行详细说明或图示，因为它对实现本发明的目的不是特别重要，例如，环形台面11包括可放气的辊或可充气的气囊，其适合于被加强，以在充气状态下产生和保持理想的环形形状。
考虑到上面的说明，制造轮胎1首先要形成胎体结构2，在这之前还可形成密封层或衬10。
衬10最好通过在环形台面11上周向地缠绕形成至少一个由不透气的弹性材料制成的带12，带12由邻近于环形台面的挤出机和/或压延机产生。从图1可看出，带12缠绕成基本上呈周向的绕组，各绕组沿环形台面11的外表面的横向截面轮廓依次地并列排列。
为了说明方便，所谓的“横向截面轮廓”是指由一个沿径向通过环形台面转轴的平面截取的环形台面11的半个截面的形状，该环形台面的转轴没有示出，它与要制造的轮胎的几何转轴重合。
在缠绕带12的同时，在制造过程中在邻近于胎体结构的内周向边缘处贴附一对辅助环形元件12a。例如，每个辅助环形元件12a可通过把带12缠绕成绕组而获得，该绕组与位于衬10的内周边的相应的绕组轴向地并列设置。另外，辅助环形元件12a可至少由一个辅助带构成，该辅助带由位于环形台面11处的相应挤出机获得。
根据本发明，胎体帘布层3直接敷设在环形台面11上，这一点在下文可更加清楚，至少一个带形元件2a的数个带段13最好具有3至20mm之间的宽度。
如图6所示，连续带形元件2的制备在基本上是这样的，即：由相应的辊14a进给的两个或多个线性元件14，最好是三至十个线性元件14，由第一挤出机15进行导向，第一挤出机15与第一挤出装置16相关联，第一挤出装置16通过该挤出机执行供给弹性原材料。
应该指出，在本发明中，所谓的“挤出机”是挤出装置的一部分，在特定的领域中，也用术语“挤出机头”，其具有所谓的产品通过其出口的“模具”，该模具的形状和尺寸符合要制备的产品的几何和尺寸特征。
在挤出机15内，弹性材料和线形元件14紧密地结合在一起，从而在挤出机的出口处产生连续的带形元件2a，该带形元件包括至少一层弹性材料17，该弹性材料17的厚度内包括了线形元件本身。
根据需要，可在挤出机15内以如此方式对线形元件14进行导向，即：线形元件14不是都包括在弹性材料层17内，而是在两个表面都暴露出来。
例如，每个线形元件14可包括织物帘线或金属帘线，特别是，织物帘线的直径在0.6mm和1.2mm之间，而金属帘线的直径在0.3mm和2.1mm之间。
如果需要，线形元件14最好以如此方式设置在连续的带形元件2a内，即：使胎体帘布层3具有非常的紧凑性和均匀性。为此，例如，线形元件14的设置密度在邻近轮胎1的中分面×-×处的胎体帘布层3上沿周向测量大于6个线形元件/厘米。在任何情况下，线形元件14最好以如此方式设置在带形元件2a内，线形元件14的中心之间的相互距离不小于线形元件14本身直径的1.5倍，以使在相邻的线形元件之间可进行适当的浸渍橡胶的操作。
出自挤出机15的连续带形元件2a最好在敷设装置19上可选择地通过第一收集补偿装置18进行导向，如图2至图5所示。
敷设装置19在基本上包括第一导向元件20，例如，该第一导向元件20包括一对辊，该辊与由挤出机15产生的连续带形元件2a相接触，挤出机15位于收集补偿装置18的下游。
在第一导向元件20的下游，带形元件2a与第一夹持元件21相接触，该元件21可沿环形台面11的中分面×-×的横向方向往复运动。
更详细地说，第一夹持元件21可在第一操作位置和第二操作位置之间移动，在第一操作位置处，如图2所示，第一夹持元件21在靠近第一导向元件处夹持带形元件2a的一端，第一导向元件包括相互面对的辊；在第二操作位置处，如图3所示，第一夹持元件21远离第一导向元件，以使连续带形元件2a相对于环形台面11的中分面×-×横向地敷设。
当第一夹持元件21到达第二操作位置时，第二夹持元件22在靠近第一导向元件20处与连续带形元件2a相接触。
然后，切割元件23在一延长段处切割连续带形元件2a，使带段13有预定的长度“L”，该延长段包括在第二夹持元件22和第一导向元件20之间。
在切割元件23的切割操作之后，所获得的线性元件13横向地敷设在以环形台面的中分面为中心的位置。
然后，夹持元件21和22同时沿环形台面11的几何轴线的方向平移，使带段13沿径向靠近环形台面。在该情况下，在带段13的纵向的中部形成了冠部24，该冠部在环形台面11的径向的外侧延伸。
从图4中可清楚地看出，随着夹持元件21和22的径向移动，带段13的两端沿径向靠近环形台面11的几何转轴，在沿轴向相互间隔的位置处形成了两个侧部25，其基本上在垂直于环形台面的几何转轴的平面内延伸。
随着夹持元件21和22随后靠近环形台面11，带段的两端确定地敷设在环形台面11上，从而完成带段13的敷设，该带段绕环形台面的横向截面轮廓在基本上呈U形。
附图中没有示出支承和导向夹持元件21和22的元件，因为本领域的技术人员可由任何方便的方法进行制造，并且在任何情况下，它们对实现本发明的目的都不重要。
如果需要，带段的侧部25可进行贴附在环形台面11的侧壁上的压靠步骤。为此，设置了没有示出的一对压靠辊或相当的元件，以在环形台面11的两侧进行操作，每个辊都通过推力和同时向环形台面11的几何转轴进行的滑动与一个相应的侧部25相作用。
由于形成包覆线性元件14的层17的弹性材料原料的贴附性，可保证带段13稳定地贴附在环形台面11的表面上，即使在环形台面11上没有衬10也是如此。更详细地说，一旦带段13接触在环形台面11的横向截面轮廓的径向的外侧，上述贴附就产生了。
除了利用弹性材料固有的贴附性之外，也可不用弹性材料固有的贴附性，而是通过吸附作用把一个或多个带段13固位在环形台面11上，该吸附作用是通过设置在环形台面上的一个或几个适当的孔26实现的。
环形台面11可在敷设装置19操作的同时受驱动转动步进，方法是这样的，即：在每个带段13的每次切割过程中，在环形台面上的敷设操作也在进行，该带段13与已经敷设的带段13沿周向呈并列的关系。
在附图所示的实施例中，各带段13的周向分布间距对应于带段13的宽度，而环形台面11的转动角度步长对应于所述带段的宽度。
然而，带段13的周向分布间距可对应于带段13的宽度的数倍。在这种情况下，环形台面11的转动角度步长对应于所述周向分布间距。应该指出，为了达到本发明的目的，在不作其它说明时，术语“周向”是指位于中分面×-×上并邻近于环形台面11的外表面的圆周。
由于上述敷设装置19的操作顺序，在所得到的第一胎体帘布层3上，各带段13的冠部24沿环形台面11的周向连续地并列设置，各带段13的侧部25与至少一个已经敷设的带段的侧部25呈部分叠置的关系，也至少被一个即将敷设的带段的侧部25所覆盖。在附图中，形成第一胎体帘布层3的带段13的叠置区域由标记13a表示。
从图8中可清楚地看出，各侧部25的相互叠置关系是，在基本上都指向环形台面11的几何转轴方向，两者的夹角为δ，该角度是与下列数据有关，即：带段13的宽度“w”、在任何情况下的带段13的周向分布间距、与环形台面11的最大距离相对应的最大半径R。
由于连续的侧部25的相互汇聚作用，它们的相互叠置或覆盖量，即叠置区域13a的周向宽度，从在所述侧部的径向内端的最大值开始逐渐减小，在侧部25和冠部24之间的过渡区域叠置量可为零。
应该注意，由于最大半径R和在离环形台面11的几何转轴最近点处测量的最小半径R’的不同，线形元件14的平均密度，即在给定长度内沿周向的线形元件14的量，在趋近于所述几何转轴的方向上趋向于逐渐增加。
事实上，这种密度的增加与最大半径R和最小半径R’之间的比值成正比。
还应当注意，两个侧部25的线形元件14的相互叠置关系是，两者相互沿交叉的方向延伸，夹角为δ，该角度不仅与最大半径R有关，而且与带段13的宽度和各带段13的周向分布间距有关。
根据需要，如果希望修改各线形元件14之间的交叉角度，可设置压展步骤，以作用在连续的带形元件2a的对应于带段13的两端的区域，带段13的两端将由所述切割操作获得。在该方式下，各带段13的对应于胎体帘布层3的周向的内边缘处的区域获得了较大宽度。
所述压展作业可由所述导向辊20或辅助压辊(没示出)完成，其适合于压展连续带形元件2a，沿纵向压展带段13的某些部位，以形成各带段13的侧部25。压展作业使弹性层17的厚度减小了，而使具有带形元件2a的宽度得到增加，结果使各线形元件14相互远离。
通过使环形台面11的几何转轴相对于第一夹持元件21的移动方向倾斜适当的角度，带段13的冠部24可得到理想的倾斜角度，该角度相对于通过环形台面的几何转轴的径向平面在0至25度之间。更详细地说，如果轮胎1仅设有一层胎体帘布层3，该倾斜角度最好是在0至3度之间，或在10至20度之间。更特别是，在所示的实施例中，如果胎体结构包括两个胎体帘布层3和31，该倾斜角度可对应于15度。
胎体结构2的完成通常包括把所述不可伸长的环形结构4贴附至邻近于胎体帘布层3的周向的内边缘处的步骤，以如上所述的方法获得胎体帘布层3，以产生所谓“胎缘”的胎体区域，其特别是为了保证轮胎固位在相应的安装轮毂上；根据轮胎的一个推荐的实施例，可按上述方法获得胎体帘布层。
每个所述不可伸长的环形结构4(图10)包括第一沿周向不可伸长的环形插件27，其基本上与环形台面11的几何转轴呈同轴的环带，并邻近于第一胎体帘布层3的周向内边缘处。
第一环形插件27由至少一个细长金属元件构成，各金属元件在基本上呈同心线圈27a。同心线圈27a可由连续的螺旋线限定，或由各细长元件构成同心的环形绕组。
与第一环形插件27相组合的是沿周向不可伸长的第二环形插件28，其基本上与第一环形插件27呈同轴并列的环带。
第二环形插件28特别是也由至少一个细长金属元件构成，各金属元件在基本上呈同心线圈28a。同心线圈28a可由连续的螺旋线限定，或由各细长元件构成同心的环形绕组。
特别是，第二环形插件28的径向幅度由该环形插件的最小内径和最大外径的差确定，该幅度大于第一环形插件27的径向幅度。
在第一和第二环形插件27和28之间是至少一弹性材料的填充体29，特别是，其肖氏硬度Shore A在70至92之间。
正如下文更清楚的是，在轮胎使用过程中，上述环形结构4可有效地抵制胎缘趋于绕轮毂的座落点转动的趋势，该趋势是在直接平行于轮胎1的转轴的滑动推力的作用下产生的。当轮胎部分放气或全部放气时，这种转动倾向特别明显。
特别是，各环形结构4的制作包括在模腔30内形成不可伸长的第一环形插件27，模腔30由模具30a和30b构成，同心线圈27a中的至少一个细长元件放置成相互并列的关系，使它们绕其几何缠绕轴沿周向直径逐渐增大，该几何缠绕轴对应于轮胎的转轴。
缠绕该细长元件的操作的优点是可把细长元件缠绕在模具30a和30b中的第一模具30a中的环形座内，该第一模具30a为此可受驱动绕其自身的几何转轴转动。
然后，在模腔30内置于第二环形插件28，其形成方法最好与上述的形成第一环形插件27的方法相同。
为形成环形插件27、28其中之一或两个，敷设细长元件的步骤可有利地设置在浸渍橡胶的步骤之后，使细长元件特别是金属材料的细长元件被覆盖上至少一层弹性材料的原料，除了保证细长元件本身的良好的橡胶-金属的粘接之外，还改善了稳定地放置在上述环形座内的附着性。
第一模具30a和/或第二模具30b还可有利地由磁性材料制成，或由电磁方式驱动，以方便地吸引和保持住各细长元件，从而保证由此制成的线圈27a和27b的稳定的定位。
然后，在模腔30内形成填充体29。所述填充体29的形成可方便地这样进行，即：在模具30a、30b内分别形成第一和第二环形插件27、28，在第一和第二环形插件27、28之间添入至少一个环形元件的预定量的弹性材料原料。该环形元件可有任何方便的横截面形状，只要当模具30a、30b相互靠近至模具关闭时，其体积对应于模腔30内的容积。
一旦环形元件定位在模具30a、30b之间，通过使这两个模具相互靠近而使模腔30闭合。在该情况下，模腔30的容积减小了，使环形元件的弹性材料原料在第一和第二环形插件27、28之间压缩并变形，直至完全充满模腔，从而形成填充体29，该填充体29使第一和第二环形插件27、28紧密接合。
在另外一个技术方案中，填充体29的形成举例来说可通过在模具30a、30b相互靠近而闭合之后在模腔30内注入弹性材料完成，方法是注射或任何本领域的技术人员方便的方式。
上述不可伸长的环形结构4的制作可在靠近环形台面11处完成，所述结构可直接从模具30a、30b中排出，并由适当的机械操作装置横向地贴附在第一胎体帘布层3上，该装置没有示出，由于它对实现本发明的目的并不重要。
根据本发明的进一步的优点特征，胎体结构2的形成进一步包括形成至少一个第二胎体帘布层31。有优点的是，该第二胎体帘布层31可直接形成在第一胎体帘布层3和不可伸长的环形结构4上，这样，如图10所示，各环形结构4的第二环形插件28就设置得与第二胎体帘布层的内表面相接触。
根据另外一个可能的技术方案，各环形结构4的完成可首先形成与填充体29相连的第一环形插件27，随后形成第二胎体帘布层31，再进行第二环形插件28的贴附。在该情况下，第二胎体帘布层31的每个周向内侧部分都介于填充体29和第二环形插件28之间，该第二环形插件28贴附在第二帘布层本身的外表面上，与之呈接触关系。
特别是，第二胎体帘布层31以如此方式制造，其各线形元件32相对于第一胎体帘布层3的线形元件14的方向以一相交叉的方向延伸。
更详细地说，第二胎体帘布层31的形成可方便地按上述制造第一胎体帘布层3的方法进行，即：依次敷设各带段33，使依次形成的各冠部34沿周向呈并列关系，而各侧部35被相邻带段33的侧部35部分地覆盖。在附图中，形成胎体帘布层31的带段33的覆盖或相互叠置区域由标记33a表示。
方便的是，第二胎体帘布层31的带段33相对于第一胎体帘布层的带段13的方向以一相交叉的方向进行敷设。另外，第二胎体帘布层31的带段33相对于中分面×-×的倾斜程度最好与第一胎体帘布层3的带段13的倾斜程度相同。
在径向式的轮胎上，带结构5同时贴附在胎体结构2上。
带结构5可由本领域的技术人员所方便的任何方法制造，在所示的实施例中，带结构5在基本上包括带6a、6b，它们具有相互交叉的帘线。叠置在这样的带上的是辅助带7，例如，该带7由至少一个连续帘线缠绕而成，所形成的绕组沿轴向并列设置，并位于第一和第二带5、6上。
然后，可由本领域的技术人员以任何方便的方式获得的轮胎花纹带8和侧壁9贴附在带结构5上。
带结构、侧壁和轮胎花纹带可有利地在环形台面11上实现轮胎的成型，各实施例在本申请人的欧洲专利申请No.97830632.2中进行了说明。
制造的轮胎1在从环形台面11上取下之后，以进行硫化步骤，该硫化步骤可由任何熟知和传统的方式进行。
根据另外一个可能的技术方案，在硫化步骤之前，具有封闭环形截面的空气管除衬10之外或取代衬10与轮胎1相关联，在轮胎从环形台面11上取下之后，把该空气管插入胎体2内。该在附图中没有示出的空气管在轮胎被置于硫化模具内后被充气，以提供所需的内压，从而保证轮胎良好地贴附在模具的侧壁上，特别是，贴附在形成轮胎花纹图案的纵向和横向的沟槽8a的模具部分。
根据本发明的另外一个有利的特征，在硫化步骤中，胎体帘布层3、31和带6a、6b、7承受拉展步骤，以产生预张力，使轮胎线性膨胀，在轮胎的中分面×-×上测量的周向的线性伸长量举例来说在2％至5％之间。该拉展步骤可通过上述的气囊的充气压力实现，或在硫化装置中采用其它类型的充气内腔。
本发明实现了重要的有益效果。
事实上，所述轮胎是如此获得的，在环形台面上直接形成各不同元件，使轮胎逐步制成，在任何情况下，各元件都在非常邻近环形台面的位置形成。在该方式下，与半成品的制作、贮存和管理有关的问题都消除了，而这在传统的制造方法中都是普遍存在的问题。
特别是，应该注意，胎体帘布层是如此形成的，即：敷设由包含在弹性层内的数个帘线构成的带段，这可产生重要的优点。首先，与上述的美国专利No.5,362,343相比，每个胎体帘布层的制备时间可大幅度减少，这是因为在带段13内或在带段13来自其中的连续带形元件2a内，可同时包含尽可能多的线形元件。采用带段13也不再需要象从前那样把衬10敷设在环形台面上。事实上，在形成连续带形元件2a中采用的弹性材料层17本身可保证元件2a有效地贴附在环形台面11上，从而保证各带段13、33的稳固定位。
带段和集成在其内的线形元件的位置准确度进一步得到了改善，原因是各带段具有重要的结构连续性，这使由敷设装置19传递来的振动和类似的颤动效果不敏感。在这方面，应该注意，如美国专利No.5,362,343所述，其各帘线的敷设可能多少有些问题，因为在敷设步骤中所述帘线恰恰要承受到振动和/或颤动。
另外，根据本发明的数个线形元件的同时敷设使敷设装置19的操作速度可低于各帘线分别敷设所需的速度，这在工作准确度方面也有优点，另一方面也不会影响到生成率。
另外，直接把带段沿冠部方向敷设在基本上与产品轮胎轮廓一致的环形台面上所达到的密度是本领域已知的方法所不能达到的，在已知的方法中，胎体帘布层首先敷设在圆筒形的筒体上，然后再被形成环形，这使得敷设在产品轮胎冠部的胎体帘布层的帘线处变薄。
另外，各带段可通过由可能的吸附管路26所产生的真空稳定地固定在环形台面上，这种通过真空的稳定固定在已知的方法中不能实现，已知的方法都是敷设单个的帘线。
如果需要，带段的侧部可相对于环形台面的转轴的径向适当地增加倾斜程度，这有利于在拉展步骤中轮胎承受拉展，在硫化过程中轮胎要强制地被拉展。事实上，在该步骤中，侧部趋于与在侧部之间延伸的冠部24、34一起倾向于轮胎的径向平面内。
该轮胎特别是胎体结构2的组成和结构使结构强度有了重要改善，特别是，靠近侧壁和胎缘处的结构强度大大增强，此处通常需要较大的结构强度；也使其性能特别是与滑动推力有关的性能得到提高，当轮胎在弯曲状态下运行时，就产生了该滑动推力。
事实上，应当注意，即使各胎体帘布层3、31与其它胎体帘布层分别进行考虑，带段13、33的相互叠置或部分覆盖在轮胎的侧壁处也产生了第一结构强化。该强化也由于如此的事实，即：如上所述，在带段13、33的相互叠置区域，分别属于两个带段的线形元件14、32沿相互交叉的方向进行设置。
带段13、33沿相互交叉的方向进行设置分别形成了第一和第二胎体帘布层3、31，这构成了胎体结构2的第二强化因素。该第二强化因素部分来自分别属于第一和第二胎体帘布层3、31的线形元件14、32的相互交叉设置，部分来自分别属于第一和第二胎体帘布层的带段13、33的覆盖或叠置区域13a、33a相互交叉设置。
该叠置区域13a、33a的相互交叉设置从图11中可清楚地看出。从该图中可容易地理解，相互叠置区域13a、33a分别属于第一和第二胎体帘布层3、31，形成了一种网络结构，使轮胎有突出的结构强度。特别是，在该方式下，轮胎抵抗来自路面或类似承载面的偶然冲击的能力，以及轮胎抵抗绕转轴的扭转应力的能力都改善了，这使轮胎在加速和制动过程中都适合于承受大的力矩。
除上述的以外，不可伸长的环形结构4的结构特点适合于进一步提高轮胎在胎缘处和侧壁区域的结构强度。
事实上，沿周向不可伸长的环形插件27、28与胎体帘布层3、31紧密接合在分别属于第一和第二胎体帘布层3、31的相互交叉的线形元件14、32之间产生了进一步的“粘接”。因此，胎体结构2在轮胎的胎缘区域进一步得到加强，不需要为此再采用另外的带形插件，即通常所谓的“折边”，该折边折返过不可伸长的环形结构4延伸，相反，在现有技术中就采用了所谓的折边。
比较图12和13容易看出，改进的结构提高了轮胎沿其轴向抵抗滑动推力的性能，例如，该滑动推力是当轮胎在弯曲状态下运行时产生的。为了清楚起见，有意省去了如图12和13的由点划线表示的轮胎的另外一部分。还需要指出，为了更好地表示由滑动推力产生的现象，图12和13示出了轮胎在部分放气时的状态。
更详细地说，图12示出了传统的轮胎101，其安装在相应的轮毂100上，轮毂100的每个轮胎的胎缘处具有胎缘座100a，其沿轴向由凸缘100b和安全隆起100c进行限定，凸缘100b限定了轮毂的外侧边缘。轮胎101的各部分的标记是根据本发明的轮胎1的相应部分采用的标记再加上100。
在根据现有技术的轮胎101中，胎体帘布层在滑动推力T的作用下在轮胎侧壁处趋于弯曲，在弯曲过程中，滑动推力T是轮胎花纹带108在地面上沿轮胎转轴方向产生的摩擦力产生的。
该滑动推力T沿胎体结构102的帘布层103传递至不可伸长的环形结构104，可分解成径向分力Tr和轴向分力Ts。径向分力Tr被环形结构104的周向不可伸长性所抵销，环形结构104的整个圆周都座落在轮毂100的各胎缘座100a上。轴向分力Ts指向轮胎的中分面，趋于使轮胎胎缘离开轮毂100的凸缘100b，并且通常由安全隆起100c所抵销。然而，安全隆起的径向尺寸是很有限的，当径向分力Tr超过给定数值时，轮胎胎缘很容易从各胎缘座100a上脱离，同时使轮胎完全放气，结果失去了轮胎100的功能。该现象还可通过如此的事实看到，即：在滑动推力T的作用下，根据现有技术构成的轮胎的胎缘趋于绕安全隆起100c“滚动”。
上述胎缘从胎缘座上脱离的危险在这样的条件下特别重要，即：轮胎被迫在部分放气状态下运行，因此，胎体结构102在滑动推力的作用下承受重要的变形。
现在看如图13所示的轮胎，本发明的环形结构4介于第一和第二胎体帘布层3、31之间，以防止轮胎胎缘在滑动推力T的作用下绕座落点转动，该座落点抵靠在轮毂100的各安全隆起100c上。
更详细地说，可注意到的是，沿周向不可伸长的环形插件27、28位于各胎体帘布层3、31的内侧，并直接与各胎体帘布层3、31相接触，由于填充体29位于之中而相互间隔，沿周向不可伸长的环形插件27、28的存在可有效地防止胎缘弯曲和在滑动推力的作用下转动。事实上，仔细看图13可以看出，滑动推力T趋于使不可伸长的环形结构4向轮胎1的中分面弯曲。在该情况下，第一环形插件27趋于径向压缩，而第二环形插件28沿径向承受拉应力。然而，形成插件27、28的各绕组27a、28a有周向不可伸长性，所述插件与胎体帘布层3、31紧密接合，胎体帘布层3、31的各线形元件14、32在叠置区域13a、33a处相互交叉排列，这几乎完全防止了不可伸长的环形结构4的弯曲变形。
滑动推力T在第一和第二胎体帘布层之间平均分担，并且沿所述帘布层传递至结构4中的各第一和第二不可伸长的环形元件27、28。
在该情况下，沿第一胎体帘布层3传递至靠近第一环形插件27的区域的滑动推力T可分解成径向分力Tr1和轴向分力Ts1，径向分力Tr1趋于使胎缘脱离胎缘座，并被环形结构4的周向不可伸长性所抵销；轴向分力Ts1趋于使胎缘抵靠环形凸缘100b，从而使所述胎缘保持稳定的定位。
沿第二胎体帘布层31传递的滑动推力T可分解成：径向分力Tr2，其被第二环形插件28的周向不可伸长性所抵销；和轴向分力，其趋于使胎缘抵靠凸缘100b，而在所示出的情况下，第二胎体帘布层的内侧周向边的走向垂直于轮胎1的转轴，该轴向分力事实上为零。
在任何情况下，上述轴向分力Ts1可保证胎缘的正确位置。
在该方式下，根据本发明制造的具有胎缘的轮胎直到充气压力达0.5巴还可承受所谓的“J曲线试验”，而使胎缘不离开其胎缘座，而在现有技术中，在压力小于0.8-1.0巴的条件下都不能抵销胎缘位移的轮胎还可被认为是可接受的。
还应该注意，环形插件27和28在胎缘处对轮胎提供了进一步的结构保护。
有利的是，当各帘布层的带段沿周向并列设置而不相互叠置时，在侧壁处结构强度增加了，而在胎体结构的冠部没有过大的刚度。对于高性能小轮廓轮胎，这方面特别有利，此时，侧壁的结构强度特别关键，还由于轮胎必须传递大力矩。

Claims (26)

1.一种车轮的轮胎，该轮胎包括：
胎体结构(2)，其至少具有一个胎体帘布层(3，31)，该胎体帘布层包括线形元件(14)，每一线形元件绕所述轮胎(1)的横向截面轮廓基本上呈U形地延伸；和一对沿周向不可伸长的环形元件(4)，每个沿周向不可伸长的环形元件(4)靠近所述胎体帘布层(3，31)的一相应周向内边缘进行设置；
带结构(5)，其沿所述胎体结构(2)的周向的外侧贴附在所述胎体结构(2)上；
轮胎花纹带(8)，其沿所述胎体结构(2)的周向的外侧贴附在所述胎体结构(2)上；
至少一对侧壁(9)，其在所述胎体结构(2)的横向的相对位置贴附在所述胎体结构(2)上；
其中，所述至少一个胎体帘布层(3，31)包括：
数个带段(13，33)，每个带段包括至少两个所述纵向相互平行安置的线形元件(14，32)，该线形元件至少部分地涂以至少一层弹性材料(17)的原料，
各所述带段(13，33)绕所述轮胎(1)的横向截面轮廓基本上呈U形地延伸，以形成两个侧部(25，35)和一个冠部(24，34)，该两个侧部沿轴向在相互间隔的位置上以基本上垂直于所述轮胎(1)转轴的平面内延伸；该冠部在所述的两个侧部(25，35)之间沿径向的外侧延伸，
所述冠部(24，34)沿所述轮胎(1)的周向并列设置，各带段(13，33)的侧部(25，35)部分地覆盖在至少一个相邻带段的一个侧部(25，35)上。
其特征在于，所述各个不可伸长的环形结构(4)包括：
沿周向不可伸长的第一环形插件(27)，该插件基本上呈环形，与所述轮胎同轴设置，并位于第一胎体帘布层(3)的内周向边缘附近，所述第一环形插件由至少一个以同心绕组(27a)状延伸的细长元件构成。
2.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于：所述带段(13，33)的侧部(25，35)在所述轮胎(1)的几何转轴方向处相互汇聚。
3.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于：所述带段(13，33)的侧部(25，35)的覆盖，从位于所述侧部的径向的内侧端处的一最大值开始，逐渐减小至在所述侧部(25，35)和冠部(24，34)之间的过渡区域处的一零值。
4.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于：所述各带段(13，33)按一相当于所述带段本身宽度的周向分布间距设置在所述轮胎(1)上。
5.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于：所述各带段(13，33)按一相当于所述带段宽度倍数的周向分布间距设置在所述轮胎(1)上。
6.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于：每一带段(13，33)的宽度在中分面上测量为轮胎(1)周长的约数。
7.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于：所述带段(13，33)的侧部(25，35)在靠近所述胎体结构(2)的周向的内边缘处具有宽度更大的区域。
8.如权利要求7所述的轮胎，其特征在于：在所述带段(13，33)中包括的线形元件(14，32)在具有宽度更大的区域内相互之间远离。
9.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于：各带段(13，33)的宽度在3mm至20mm之间。
10.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于：每个所述带段(13，33)包括三至十个线形元件(14，32)。
11.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于：每个所述线形元件(14，32)由织物帘线构成，所述织物帘线的直径在0.6mm至1.2mm之间。
12.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于：每个所述线形元件(14，32)由金属帘线构成，所述金属帘线的直径在0.3mm至2.1mm之间。
13.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于：所述线形元件(14，32)按一密度设置在所述相应的带段(13，33)内，所述密度大于6个线形元件/厘米，并在靠近所述轮胎(1)中分面(×-×)的所述胎体帘布层(3，31)上沿周向测量。
14.如权利要求13所述的轮胎，其特征在于：所述线形元件(14，32)按一中心之间的相互距离设置在所述相应的带段(13，33)内，所述距离不小于所述线形元件本身直径的1.5倍。
15.如权利要求13所述的轮胎，其特征在于：轮胎花纹所述各不可伸长的环形结构(4)包括：
基本上-沿周向不可伸长的第二环形插件(28)，该第二环形插件基本上呈环形，与所述轮胎同轴地设置在一与所述第一环形插件(27)同轴地间隔开的位置，所述第二环形插件(28)由至少一个以同心绕组(28a)状延伸的细长元件构成；
-由弹性材料构成的填充体(29)，该填充体介于并紧密地结合于第一和第二环形锚定元件(27，28)之间。
16.如权利要求15所述的轮胎，其特征在于：所述胎体结构(2)进一步包括至少一个第二胎体帘布层(31)，该第二胎体帘布层贴附在第一胎体帘布层(3)的外侧。
17.如权利要求16所述的轮胎，其特征在于：所述第二胎体帘布层(31)具有线形元件(32)，该线形元件沿与所述第一胎体帘布层(3)的线形元件(14)的相交叉的方向延伸。
18.如权利要求16所述的轮胎，其特征在于：所述第二胎体帘布层(31)的形成方法与第一胎体帘布层(3)的形成方法相同，并且所述第二胎体帘布层具有相应的带段(33)，所述带段沿与第一胎体帘布层的带段(13)的相交叉的方向延伸。
19.如权利要求17或18所述的轮胎，其特征在于：各胎体帘布层(3，31)的所述线形元件(14，32)具有一倾斜的取向，其倾斜角度相对于通过所述轮胎的几何转轴的径向平面在0至25度之间。
20.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于：所述第一环形插件(27)贴附在所述第一胎体帘布层(3)的外表面上，与所述第一胎体帘布层相接触。
21.如权利要求16所述的轮胎，其特征在于：所述的沿周向不可伸长的第二环形插件(28)贴附在所述第二胎体帘布层(31)的内表面上，与所述第二胎体帘布层相接触。
22.如权利要求16所述的轮胎，其特征在于：所述的沿周向不可伸长的第二环形插件(28)贴附在所述第二胎体帘布层(31)的外表面上，与所述第二胎体帘布层相接触，所述第二胎体帘布层(31)具有周向的内边缘部分，每个周向的内边缘部分介于所述填充体(29)和所述相应环形加强结构(4)的不可伸长的第二环形插件(28)之间。
23.如权利要求15所述的轮胎，其特征在于：所述的沿周向不可伸长的第二环形插件(28)的径向延伸幅度大于所述的沿周向不可伸长的第一环形插件(27)的径向延伸幅度。
24.如权利要求15所述的轮胎，其特征在于：所述由弹性材料构成的填充体(29)的肖氏硬度Shore A在70至92之间。
25.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于：所述胎体结构(2)还包括至少一层密封层或由不透气的弹性材料制成的衬(10)，其覆盖在所述轮胎(1)的所述胎体帘布层的内表面上。
26.如权利要求25所述的轮胎，其特征在于：所述密封层(10)基本上由至少一个带(12)制成，所述带(12)由不透气的弹性材料制成，并按并列的绕组方式沿所述轮胎(1)的横向截面轮廓延伸。
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