CN1194903A - 带有简化胎顶增强结构的轮胎 - Google Patents

Abstract

一种轮胎,在最靠近胎顶径向外侧排布的胎体强化结构的帘线与最靠近胎顶径向内侧排布的带状织物层的帘线之间设有单一的缓冲层。

Description

带有简化胎顶增强结构的轮胎

本发明涉及轮胎胎顶，尤其涉及与起加强胎顶作用的帘线相接触的缓冲层。

轮胎胎顶通常包括胎体强化结构、一般不少于两个强化层的带状织物、以及踏面。胎顶与地面接触，它将控制车辆转向所需的横向力通过轮胎侧壁和胎缘传给车轮。为使车辆具有满意的道路行驶性能，必须使胎顶相对于侧壁具有高刚性。当前的目标就是要试图达到这种高刚性，并以可能的最经济的方法来实现。

人们知道将带状织物层的强化帘线固结在一起的缓冲层在获得高刚性方面起一定作用。这就是缓冲层通常都具有高弹性模量的原因。反之，胎体强化结构帘线的缓冲层通常具有低的弹性模量，因为它们须承受轮胎侧壁的大变形量而不致损坏。

而且目前正在进行的大量研究工作是以减少道路车辆的燃油消耗为目的的。为此目的需设计出在保持其他性能即在耐磨性、附着力、行驶性能等不变的前提下具有很低运行阻力的轮胎，并以可能的最经济的方法来实现。

本发明的目的是提出一种轮胎，它具有改进的胎顶结构因而更易于制造，更具经济性并可改善质量和性能。

本发明的另一目的，在相应于本发明的轮胎的第一种可选方式实施例中主要是改进胎顶的刚性，在相应的第二种可选方式实施例中主要是降低行驶阻力。

在下文中，术语“帘线”应理解为单丝和多丝或是组合结构，例如线网帘线、绞合帘线或是任何种类的等同结构，而与这些帘线的材料和处理方式无关，例如这些帘线可以进行表面处理，或用有利于与橡胶结合的粘结剂涂覆或预涂。

对于给定的强化层，术语“缓冲层”应理解为与这些强化层帘线相接触的橡胶混合料，缓冲层同这些帘线粘附在一起并将相邻帘线间的空隙充满。在一般工业生产实践中，在特定的胎体强化层中轮胎的不同部位均使用同一种缓冲层。

帘线与缓冲层之间的“接触”应理解为至少帘线的外圆周面的一部分与形成缓冲层的橡胶混合料紧密接触。

橡胶混合料的“弹性模量”应理解为室温下单一轴向拉伸变形率为10％时的正割拉伸模量。

当橡胶混合料受到按正弦规律变化的应力作用时，例如对给定的变形

             ε^*＝ε_oe^jwt，该混合料的静态反应本身也是正弦的并有一角相位差δ，

             σ^*＝σ_oe^j(wt+δ)。可定义复合模量

        G^*＝σ^*/ε^*＝σ_o/ε_o·e^jδ＝G’+jG”，σ为应力，单位为MPa。可定义G’为“动态模量”，G”为“动态损耗模量”。将比值tanδ＝G”/G’称作阻尼系数。测量条件为温度60°时频率为1OHz的循环剪切应力，动态变形峰-峰值10％。

相应于本发明的轮胎包括：延伸在两侧壁和两轮缘之间的踏面；和固结在两轮缘中的胎体强化结构。在踏面下面的部位，轮胎至少包括带状织物和胎体强化结构。踏面下面部位的胎化强化结构包括帘线，而且：

a)最靠近轮胎内侧面排布的胎体强化结构的帘线与处于相对于这些帘线径向内侧的第一层低弹性模量的缓冲层相接触；以及

b)最靠近轮胎外侧面排布的胎体强化结构的帘线与处于相对于这些帘线径向外侧的第二层缓冲层相接触，这个第二缓冲层与最靠近轮胎内侧面径向排布的带状织物层的帘线相接触。

相应于本发明的轮胎的优点在于踏面之下在胎体强化结构和胎顶第一带状织物层之间只有一层缓冲层。这样就有可能有针对性地选择这个单一缓冲层的性能和种类以达到轮胎设计者的目的。这样还能简化生产工艺，因为迄今为止人们一直认为必须选用不同的缓冲层来浸渍胎体强化结构帘线和带状织物层帘线。

作为一个例子，对于这个第二层的单一缓冲层可以选定高的弹性模量，其范围在7至25MPa，最好在9-15MPa之间。

这样就使胎顶具有很高的刚性，在高速时使轮胎具有极好的强度。

在另一可选方式中，对这个第二层的单一缓冲层可选择低于6MPa的低弹性模量，最好在2-5MPa之间。这样就可能减小行驶中消耗的迟滞能量进而减小轮胎的行驶阻力。

在优选实施例中，选用了具有非常低迟滞性的混合料，例如其阻尼系数tanδ的值小于0.08。

对本发明的说明是借助于附图进行的，附图包括：

图1为普通轮胎胎顶的局部剖视图；

图2为相应于本发明的轮胎胎顶的局部剖视图。

图1的局部剖视图为普通轮胎的胎顶。胎顶1包括：踏面2；第一层带状织物层的帘线3；位于帘线3径向内侧的第一缓冲层4；由在圆周上线性排布的帘线5和在踏面2下面部位径向分布在帘线5外侧的第二层缓冲层6组成的胎体强化结构；位于帘线5径向外侧的缓冲层7；以及处于胎顶1内壁通常称做“内侧层”的密封层8。

在第一层带状织物层的强化帘线3和胎体强化结构的帘线5之间有两层缓冲层4和6。这两层通常具有完全不同的机械性能，层4具有高的弹性模量，层6具有低的弹性模量。

图2所示为相应于本发明的轮胎胎顶10的局部剖视图。这种胎顶10的显著特点为只有单一的缓冲层15，其同第一层带状织物层的帘线13以及胎体强化结构的帘线14相接触。在超出胎顶10的侧壁部位，胎体强化结构的帘线14在径向外侧与另一低弹性模量的缓冲层16相接触。层15与16的分界恰在胎顶强化层的端部。但是这一界限也可以在轴向方向向内或向外偏移。

这种胎顶结构具有减少一层缓冲层的优点，这样可使轮胎更易于制造并降低成本。

已经制造了一些185/65 R14轮胎供试验用，具体情况如下：

-对照组轮胎A的胎顶包括位于胎体强化结构帘线5’和带状织物层帘线3之间的两层缓冲层4和6，同帘线5相接触的缓冲层6具有低弹性模量(2.5MPa)与带状织物层帘线3相接触的缓冲层4具有高弹性模量(13MPa)；

-轮胎B的胎顶在胎体强化结构帘线14和带状织物层帘线13之间只有单一的缓冲层15，这个缓冲层15具有高弹性模量(13MPa)；

-轮胎C同轮胎B相类似，不同之处为单一缓冲层15具有低弹性模量(2.5MPa)。

试验结果显示轮胎B相对于对照组的轮胎A在纵向和横向刚性上可提高5％，在爆裂试验和高速强度试验中也有良好表现，而在行驶阻力方面结果欠佳。

轮胎C相对于对照组可降低行驶阻力2％。

这些试验证实了可通过调整胎体强化结构和第一层带状织物层之间单一缓冲层的刚性和迟滞性来达到轮胎设计者的目的这一优越性。

在生产相应于本发明的各种类型轮胎时，在限定轮胎内部空腔形状的刚性芯子上来制做轮胎是非常有利的。轮胎的所有结构件按照最终设计所规定的顺序敷设在芯子上，这些构件直接放置在它们的最终位置处，在制做过程期间无需任何成形加工。这种制做方法尤其可利用专利EP0243851所描述的装置来敷设胎体强化结构的帘线，利用专利EP0264600所描述的装置来敷设橡胶构件。然后可按美国专利4895692所述的方法将轮胎模压及硫化。

相应于本发明的轮胎可包括仅由在圆周上排布的一列固结在轮胎两胎缘中的帘线构成的胎体强化结构，这时胎体强化结构的帘线在径向外侧与单一缓冲层相接触，如同前面所述。这些轮胎也可同样方便地包括在圆周上排布的数列固结在两胎缘中的帘线构成的胎体强化结构。这时当然只有在圆周上排在靠近轮胎径向最外侧的帘线与单一缓冲层相接触。

Claims (9)

1.一种轮胎，其特征在于，该轮胎包括延伸在两侧壁和两胎缘之间的踏面和固结在两胎缘中的胎体强化结构，在踏面的下面部位，轮胎至少包括带状织物层的帘线和胎体强化结构的帘线，其中，在踏面的下面部位：

a)最靠近轮胎内侧面排布的胎体强化结构的帘线与处于相对于所述帘线径向内侧的第一层低弹性模量的缓冲层相接触；以及

b)最靠近轮胎外侧面排布的胎体强化结构的帘线与处在相对于所述帘线径向外侧的第二缓冲层相接触，所述的第二缓冲层与最靠近轮胎内侧面径向排布的带状织物层的帘线相接触。

2.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于，位于所述帘线径向外侧的第二缓冲层具有高弹性模量。

3.如权利要求2所述的轮胎，其特征在于，高弹性模量层是弹性模量在7-25MPa之间的混合料。

4.如权利要求2所述的轮胎，其特征在于，高弹性模量层是弹性模量在9-15MPa之间的混合料。

5.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于，位于胎体强化结构帘线径向外侧的第二缓冲层具有低弹性模量。

6.如权利要求5所述的轮胎，其特征在于，一层或多层的低弹性模量缓冲层的弹性模量小于6MPa。

7.如权利要求6所述的轮胎,其特征在于，一层或多层的低弹性模量缓冲层的弹性模量在2-5MPa之间。

8.如权利要求5所述的轮胎，其特征在于，第二层低弹性模量缓冲层的阻尼系数tanδ的值小于0.08。

9.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于，最靠近轮胎外侧排布的胎体强化结构帘线在侧壁部分与处于径向外侧的低弹性模量缓冲层接触。

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