CN1245112A - 制造车辆轮胎胎体结构的方法 - Google Patents

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Abstract

在环形支承件(11)上铺设从连续带状构件(2a)切成的第一和第二系列带状部分(13,14)而形成胎体层,每个带状部分包括在弹性材料层(18)中纵向线状构件(15)。第一系列带状部分(13)以某种周向间距顺序设置以形成侧部(19),胎缘加强结构(4)的主要部分(4a)施加在侧部的端片(19a)上。第二系列的每个带状部分(14)夹置在第一系列的两带状部分之间的空间中,使各端片(20a)重叠环形结构(4)的主要部分(4a)。环形结构的附加部分(24)施加在属于第二系列的带状部分(14)的端片(20a)上。

Description

制造车辆轮胎胎体结构的方法
本发明涉及车辆轮胎胎体结构的制造方法。
本发明也涉及通过上述方法制成的车辆轮胎胎体结构。该胎体结构包括：至少一个由带状部分构成的胎体层，每个带状部分跟随轮胎横截面轮廓以基本呈U形的构造延伸，并包括一个或多个线状构件。这些线状构件相互平行地沿纵向布置，最好至少部分地覆盖着生橡胶材料；以及一对环形加强结构，每个环形加强结构紧密接合胎体层的有关内圆周边缘。
车辆轮胎的制造涉及基本由一个或多个胎体层构成的胎体结构的成形，胎体层基本具有环形(toroidal)构造，其轴向相对的侧缘接合于有关的环形的周向不可伸展的加强构件，这种加强构件通常称为“胎缘填充芯”。
一带状结构在周向外部位置设置在胎体结构上，该带状结构包括一个或多个呈封闭环形的条带，这些条带基本由纺织或金属帘线构成，所述帘线相互之间，以及与属于相邻胎体层的帘线呈适当朝向。
然后，在带状结构的周向外部位置上放置通常由适当厚度的橡胶材料带构成的胎面带。
应当指出的是，在本说明书中术语“橡胶材料”是指整个橡胶混合物，即，由基础聚合物适当混合矿物填料和/或其它类型的添加剂形成的混合物。
最后，一对侧壁施加在正被制造的轮胎的相对两侧，每个所述侧壁覆盖轮胎的包括在所谓的肩部区域之间的侧部，肩部区域靠近胎面带的相应侧缘设置，所谓胎缘设置在相应的胎缘填充芯处。
在传统的生产方法中，上面列出的构件应相互单独地制造，然后在轮胎制造步骤中组装起来。
例如，为了使胎体层与胎缘填充芯配合以形成胎体结构，首先需要借助挤压和/或砑光工艺生产橡胶布，橡胶布包括纵向设置的纺织或金属帘线。这种橡胶布经过横向切割操作以产生预定长度的部分，然后，这些部分结合在一起形成连续的带状半成品，其具有横向布置的平行帘线。
然后，上述制品必须切成部分，每部分的长度与待生产的胎体的圆周延伸相关。
已经有人提出不需生产半成品，而是在轮胎制造步骤中直接制造胎体结构。
例如，在本文中用作最相关的现有技术的美国专利第5,453,140号公开了一种从已绕在卷筒上的单根帘线开始形成胎体层的方法和设备。
按照上述专利的方法和设备，在每个工作循环，由机动的拉力辊从卷筒卷取且由气动拉紧系统保持拉紧状态的帘线被切成预定长度的部分。
帘线部分被安装在套于机动的皮带轮上皮带上的夹持件卷取，以便横向地铺在一个环形支承件的外表面上。
然后，帘线部分的两端由在环形支承件相对两侧上工作的带式折叠件接合，以便借助沿帘线部分的侧部象手指那样动作的滑板件将帘线部分径向施加在环形支承件本身上。
反复进行上述工作循环，上述帘线部分以周向上并置的关系设置，直至环形支承件的整个圆周范围被覆盖为止。
环形支承件必须事先涂覆一层或多层生橡胶，其具有双重功能，即，粘附铺在其上的帘线以便将其方便地保持在固定的位置上，以及在完成的轮胎上形成内部的隔气层。
通过上述制造方法制成的轮胎具有一种胎体结构，其中，一个或多个胎体层是由单独的帘线形成的，每个具有轴向相互间隔开来，且与轮胎的转动轴线成径向的两个侧部和一个在两个侧部之间在径向外部位置上延伸的冠部。
在胎体结构制造范围内，人们也知道，靠近每个胎缘，构成胎体层的各帘线的相对两端在相对于一个环形锚固件的轴向相对两端的位置上以交错的顺序设置，所述环形锚固件构成所述胎缘填充芯，具有由径向重叠的金属细线圈构成的冠部的形状，可以参阅EP 0 664 231和US5,702,548。
但是，构成胎体层的帘线基本设置在有关胎缘弯曲阻力的中性轴线上。在这种情况下，胎缘的结构阻力必须取决于胎缘结构中的很硬的弹性材料的填充镶件的刚度，其受温度影响的性质由于环境因素和在正常工作中产生的应力会发生变化。
在FR384 231中提出，在一环形支承件上以并置关系、在相对于支承鼓本身的几何轴线的径向平面内布置一系列矩形橡胶布小带，从而制成胎体结构。小带的设置是以下述方式进行的，即，两个非连续小带的端片部分地被夹在其间的小带的端片覆盖。被覆盖的小带的端片之间的空间填充梯形镶件，其施加在以重叠关系放在其上的小带的端片上。小带的设置是在不同的重叠层中进行的，层数与胎体结构既定的厚度相关。所述梯形镶件的存在在胎缘区域引起胎体结构变厚，厚度是冠部厚度的两倍。
在美国专利第4,248,287号中描述了一种方法，按照这种方法，胎体结构的形成涉及在环形鼓上铺设多层，每层是由橡胶线构成的且周向并置的径向带构成的。当完成设置时，在胎缘区域设置两个胎缘填充芯，然后，将由径向带构成的胎体层的端片向回翻转。
按照本发明，已经发现如果胎体层是通过下述方式制成的，可取得在轮胎制造范围内令人惊喜的优点：以交错的顺序铺设至少两个不同系列的带状部分，并在属于一个系列的带状部分和另一个系列的带状部分的端片之间的轴向夹置的位置上在至少其一部上设置胎缘加强环形结构。
更详细来说，本发明涉及一种制造汽车轮胎的胎体结构的方法，其特征在于它包括以下步骤：准备带状部分，每个带状部分包括一个或多个纵向和平行的线状件，其上最好至少部分涂覆一层生橡胶材料；在一个环状支承件上铺设第一系列所述带状部分，每个带状部分绕环状支承件本身的横截面轮廓以基本呈U形的结构延伸，并按照相应于带状部分宽度倍数的周向节距在周向上分布，将环形加强结构的至少主要部分在相对于支承鼓的赤道平面轴向相对的部分上抵靠属于第一系列的所述带状部分的端片；在环状支承件上铺设至少一个第二系列的所述带状部分，每个带状部分在两个第一系列的连续部分之间绕环状支承件的横截面轮廓按照U形结构延伸，第二系列的每个部分具有在相对于第一系列的带状部分的端片轴向相对的位置上重叠环形加强结构的有关主要部分。
最好也进行使环形加强结构的附加部分抵靠属于第二系列的带状部分的端片的步骤，从而使每个所述端片包围在主要部分和有关环形加强结构的附加部分之间。
第一和第二系列的每个带状部分最好铺设得形成两个侧部，所述侧部基本在轴向相互间隔开来的位置上沿环形支承件的几何转动轴线的方向延伸；以及一个冠部，所述冠部在侧部之间的径向外部位置上延伸，每个带状部分的冠部沿着环形支承件的圆周范围以并置的关系连续设置。
属于第一系列的每个带状部分的侧部最好在环形加强结构的主要部分的径向外边缘和所述侧部和冠部间的过渡区域之间所包括的范围上部分地被属于第二系列的至少一个周向连续的部分的侧部所覆盖。
更详细来说，属于第一系列的每个带状部分的侧部的覆盖从靠近每个环形加强结构的主要部分的外周缘的最大值开始逐渐减至在所述侧部和冠部之间的过渡区域的零值。
所述带状部分的侧部最好朝着环形支承件的几何转动轴线径向收敛。
最好有至少一个目的是限定靠近胎体结构的内周缘的较大宽度区域的工作步骤。
在一个推荐实施例中，如果所述带状部分的准备是通过在将所述线状构件纳入所述生橡胶材料层中的至少一个连续带状构件上进行的切割动作实现的，那么，限定较大宽度区域的步骤可以有利地在进行切割动作之前在连续的带状物件上进行。
按照本发明的另一个方面，也可以独立于前述的方面采用，所述每个环形加强结构的至少一个主要部分的完成包括以下步骤：以同心线圈的形式铺设至少一个第一长形构件，以便形成基本呈冠状的第一周向不可伸展的环形镶件；形成至少一个生橡胶材料的填充体；将填充体与第一周向不可伸展环形镶件结合在一起。
更详细来说，第一长形构件最好直接抵靠属于第一系列的带状部分的端片设置，以便形成与带状部分本身接触的第一环形镶件。
填充体可以按照以下方式形成：直接抵靠第一环形镶件设置一连续弹性材料带，所述第一环形镶件事先施加在属于第一系列的带状部分的端片上。
按照另一个实施例，第一长形构件在一个成形座中铺设，成形座是在一模腔中限定的，而在该模腔中以后形成填充体，因而所述填充体与所述带状部分的结合是与填充体本身的形成同时进行的。
或者，结合步骤可以按照以下方式进行：抵靠预先施加在属于第一系列的带状部分的端片上的第一环形镶件施加所述填充体。
环形加强结构的所述主要部分的形成最好还包括以下步骤：以同心线圈的形式设置至少一个第二长形构件，以便形成基本呈冠状的第二周向不可伸展的环形镶件；在相对于第一环形镶件的相对侧上使所述第二环形镶件与填充体相结合。
每个环形加强结构的所述附加部分的形成最好包括以下步骤：以同心线圈的形式设置至少一个第二长形构件，以便形成基本呈冠状的第二周向不可伸展的环形镶件。
所述第二长形构件最好在环形支承件上的成形步骤中直接铺在胎体结构上。
本发明的另一个目的是提供一种车辆轮胎的胎体结构，其特征在于：胎体层包括：沿胎体结构的圆周范围以相互交错的顺序布置的第一和第二带状部分，每个环形加强结构包括至少一个主要部分，该主要部分具有转向属于第一系列的带状部分的端片的一个轴向内侧和转向属于第二系列的带状部分的端片的一个轴向外侧。
每个所述环形加强结构最好在相对于环形结构本身的主要部分的相对侧上还包括至少一个直接设置在属于第二系列的带状部分的端片上的附加部分。
每个所述带状部分最好具有在轴向上相互间隔开来的位置上基本沿胎体结构的几何转动轴线的方向上延伸的两个侧部和在侧部之间在径向外部位置上延伸的一个冠部，分别属于第一和第二系列的带状部分的冠部沿胎体结构的圆周范围以并置关系布置。
属于第一系列的每个带状部分的侧部也可在环形加强结构的主要部分的径向外径和所述侧部和冠部间的过渡区域之间所包括的范围上分别被属于第二系列的至少一个相邻的带状部分所覆盖。
更详细来说，属于第一系列的每个带状部分的侧部的覆盖从靠近每个环形加强结构的主要部分的外周缘的最大值开始逐渐减至在所述侧部和冠部间过渡区域的零值。
所述带状部分的侧部最好朝向胎体结构的几何转动轴线径向收敛。
属于第一和第二系列之一的各带状部分最好按照相应于带状部分本身宽度的倍数的周向分布节距设置。
每个带状部分靠近胎体结构内周缘可具有较大宽度的区域。
在这种情形中，在每个带状构件中包括的线状构件在所述较大宽度的区域相互间隔开来。
每个所述带状部分最好具有3至15mm的宽度并包括三至八个线状构件。
具体来说，所述线状构件按照不小于线状构件本身直径1.5倍的中心间距布置在有关带状部分中。
按照本发明的另一个独立的方面，每个所述不可伸展的环状结构的主要部分包括：一个第一周向不可伸展的环形镶件，它基本呈冠状，与胎体结构共轴地设置且靠近第一胎体层的内周缘，所述第一环形镶件由至少一个在同心线圈中延伸的长形构件构成；以及一个弹性材料填充体，其具有一个与第一环形镶件结合的侧面。
每个所述环形加强结构还可以包括至少一个基本呈冠状的第二周向不可伸展的环形镶件，其由至少一个在同心线圈中延伸的长形构件构成，在一个与填充体并置且与第一环形镶件侧向相对的位置上，与胎体结构共轴地设置。
所述第二环形镶件最好是所述加强结构的一个抵靠属于第二系列的带状部分的端片设置的附加部分的一部分，处于环形结构本身的主要部分的相对侧。
第二周向不可伸展的环形镶件方便地具有一个径向延伸范围，其大于第一周向不可伸展的环形镶件的径向延伸范围，所述弹性材料的填充体在23℃的温度下具有肖氏D48°至55°的硬度。
通过对制造车辆轮胎的胎体结构的方法的一个优选的、非限定性的实施例及由该方法制成的胎体结构的详细描述，可以进一步理解本发明的特征和优点。这种描述是以非限定性的举例方式对照以下附图进行的。
图1是具有按照本发明制造的胎体结构的轮胎的剖开的局部立体图；
图2的示意立体图表示为了形成胎体层的连续带状构件的制造情况，
图3是所述带状构件的横剖图；
图4的局部立体图示意地表示为形成按照本发明的胎体层，第一系列带状部分的设置顺序；
图5是不可伸展的环状结构的主要部分的局部剖视图，其在制造胎缘的模制步骤中插在胎缘上；
图6的局部立体图表示侧向安装在属于第一系列的带状部分的侧片上的不可伸展环状结构的主要部分；
图7的示意横剖图表示环形加强结构的附加部分施加在胎缘上的情形；
图8是将第二系列带状部分和加强结构的附加部分施加在胎缘上之后的胎体结构的局部立体图；
图9的半剖图表示在滑动运行和部分放气的状态下安装在轮圈上的传统轮胎；
图10的半剖图表示在滑动运行和部分放气的状态下安装在轮圈上的按照本发明的轮胎。
现在参阅附图，车辆轮胎1具有按照本发明的方法制造的胎体结构2。
胎体结构2具有至少一个胎体层3，它基本呈环形结构，以其相对的两周缘与一对不可伸展的环形结构4接合，当轮胎制成时，每个环形结构位于通常称为“胎缘”的区域。
一个包括一个或多个条带6a，6b和7的带结构5在周向外部位置上施加在胎体结构2上。一个胎面带8周向地重叠在带结构5上，在胎面带中，在与轮胎硫化同时进行的模制操作后已形成纵向和横向的中空部分8a，其用于形成需要的“胎面花纹”。
轮胎还包括一对所谓的“侧壁”9，位于胎体结构的相对两侧。
胎体结构2在其内侧可涂覆所谓的“覆面层”10，它由一层气密的弹性材料构成，用于保证轮胎本身在充气时的密封性。
上述各构件的组装，以及其中一个或多个的生产是借助环形支承件11进行的，环形支承件表示在图7中，其形状与被制造的轮胎的形状相匹配。
环形支承件11相对于制成的轮胎来说可具有减小的尺寸，按照线性测量，减小最好在2％至5％，这是作为一种在与轮胎本身的赤道平面重合的环形支承件的赤道平面X-X上沿所述支承件的圆周范围的指示。
环形支承件11不作详细的描述和图示，这是由于它对本发明的目的不是特别重要，环形支承件11例如可以由一个可塌陷的鼓或一个可充气的腔室构成，可充气腔室在充气状态被加强而保持需要的环形结构。
在上面的描述之后，轮胎1的制造首先涉及胎体结构2的成形，这可从覆面层10的成形开始。
该覆面层10最好按照下述方式制成：绕环形支承件11周向缠绕至少一条气密弹性材料的小带12，小带是由靠近环形支承件11附近的挤压机和/或压延机生产的。从图1可以看出，小带12的缠绕是以并置的关系连续布置的周圈形式进行的，以形成环形支承件11外表面的横截面轮廓。
为说明本发明的目的，环形支承件11的半剖图是在相对于环形支承件自己的几何转动轴线(图中未画出)的一个径向平面上截取的，该转动轴线与轮胎的几何转动轴线重合，因而也与被制造的胎体结构2的几何转动轴线重合。
按照本发明，胎体层3是直接在环形支承件11上通过铺设带状部分13，14而形成的，这将在下文中详述，带状部分是由至少一条连续的带状构件2a形成的，带状构件2a最好具有3mm至15mm的宽度。
如图2所示，连续带状构件2a的准备基本涉及，从有关卷筒15a输送的一根或多根线状构件15，最好是3至10根线状构件15通过第一挤压机16引导，第一挤压机配有第一挤压设备17，通过挤压机本身供应生橡胶材料。
应指出的是，为了进行描述“挤压机”是指挤压设备的一般在本专业中称为“挤压头”的部分，该部分设有所谓的“模具”，被加工产品在成形出口穿过模具形成产品所需的几何和尺寸特征。
橡胶材料和线状构件15在挤压机16中紧密结合，在挤压机出口形成连续的带状构件2a，带状构件2a由至少一层橡胶材料18构成，线状构件结合在该层的厚度之中。
根据需要，线状构件15在挤压机中的引导可按照下述方式进行：它们不是整体地结合在橡胶材料18中，而是可以在其一个或两个表面上露出。
线状构件15例如可由纺织帘线构成，纺织帘线的直径最好在0.6mm至1.2mm之间，或者由金属帘线构成，金属帘线的直径最好在0.3mm至2.1mm之间。
如果需要，线状构件15最好按下述方式设置在连续带状构件2a中；即，它们使所制成的胎体层3具有出乎预料的紧凑度和均质性。为此目的，例如，线状构件可以按照一个稠度设置，该稠度在靠近轮胎1的赤道平面X-X的胎体层3上在周向上测出，该稠度大于每厘米6根线状构件。无论如何，线状构件15最好按照不小于线状构件本身直径的1.5倍的相互间距在带状构件2a中设置，以便使相邻的线间实现适当的橡胶化。
从挤压机16出来的连续带状构件2a最好能够通过在布置设备上的一个第一蓄积补偿器17a引导，其结构和工作特征详述在本申请人的欧洲专利申请第97830731,2号中，该文件的技术内容在本说明书中使用。
这种布置设备适用于其后切割连续的带状构件2a，以制得预定长度的带状部分13，14。
每个带状部分13，14的切割是紧随在环形支承件11上同一带状部分的布置后立即进行的，使带状部分绕环形支承件的横截面轮廓呈U形结构，因而在带状部分13，14中可形成两个侧部19，20，所述侧部在相互轴向间隔开来的位置上朝向环形支承件11的轴线径向延伸，还形成一个冠部21，22，所述冠部在所述侧部之间在径向外部的位置上延伸。
由于涂覆线状构件15的层18的生橡胶材料的粘附性质，保证了带状部分13，14即使在环形支承件本身上没有覆面层10的情形中也可稳固粘附在环形支承件11的表面上。更详细来说，带状部分13，14刚与环形支承件11在其横截面轮廓的径向外部区域接触时就会出现上述粘附情况。
作为采用上述橡胶材料的自然粘附性的附加或替代措施，一个或多个带状部分13，14在环形支承件11上的保持可通过下述方式获得，即，通过在所述环形支承件上设置的一个或多个适当的孔的抽吸作用来进行。
环形支承件11可以按照与所述布置设备的操作同步的分步运动作角度转动，使每个带状部分13，14的切割动作在其在与前一个铺设的带状部分13，14周向间隔开来的位置上设置在环形支承件上之后进行。
更详细来说，环形支承件11的转动是按照角距进行的，使周向位移等于每个带状部分13，14的宽度的倍数，特别是所述宽度的二倍。
应指出的是，为了说明的目的，当不另外规定时，术语“周向”是指位于赤道平面X-X且靠近环形支承件11的外表面的圆周方向。
按照本发明，环形支承件绕自身轴线完全转动，第一系列的带状部分13按照等于每个带状部分宽度二倍的周向节距在周向上分配布置，从而引起上述的操作顺序。因此，如图4所示，在属于第一系列的带状部分的一个和另一个之间留有空间“S”，该空间至少在所述带状部分的冠部21上具有与所述带状部分相同的宽度。
然后，胎体结构2的制造进行到下述步骤：将所述不可伸展的环形结构4或至少其主要部分4a靠近所制造的胎体层3的每条内周缘设置，以便获得胎体的称为“胎缘”的区域，该区域特别用于保证将轮胎锚固在相应的轮圈上。
每个所述环形加强结构4包括一个第一周向不可伸展环形镶件23，它基本具有与环形支承件11的几何转动轴线同心的冠形，并在周向内部位置上抵靠属于第一系列的带状部分13的端片19a。
第一环形镶件23是由至少一个长形金属构件构成，所述长形金属构件绕成若干基本同心的线圈23a，线圈23a可以由连续螺旋线限定，也可以由各长形构件形成的同心环限定。
一个周向不可伸展的环形镶件24与第一环形镶件相结合，环形镶件24基本按照一圆形冠部延伸，它与第一环形镶件23并排关系设置且与其适当间隔开来。
第二环形镶件24最好也由至少一个长形金属构件构成，其绕成若干基本同心的线圈24a，线圈24a可由连续螺旋线限定，也可以由各长形构件形成的同心环限定。
第二环形镶件24径向延伸最好大于第一环形镶件23的径向延伸，这是由于环形镶件本身的最小内半径和最大外半径之差引起的。
至少一个弹性材料的，最好是热塑性弹性材料的填充体25夹置在第一和第二环形镶件23，24之间，其硬度在23℃时测值在肖氏D硬度48°至55°之间。
下文将详细讲到，在轮胎的使用过程中，上述环形结构4与胎体层3的构件共同作用，有效地阻止了胎缘绕其在轮圈上的休止位置在平行于轮胎1的转动轴线的滑动推力的作用下转动的倾向。当在部分或完全放气的条件下使用轮胎时，上述倾向似乎特别明显。
在上面的描述以后，每个环形结构4的制造例如最好应将第一不可伸展的镶件23在一模腔26中形成，该模腔由模件26a，26b限定，以相互并置的关系，设置至少一个同心线圈23a形式的长形构件，线圈23a围绕相应于制成轮胎的转动轴线的线圈缠绕轴线，线圈直径逐渐增大。
这项操作最好按照下述方式进行：在一个螺旋线形成座中缠绕长形构件，上述螺旋线形成座设置在模件26a，26b的第一模件26a中，为此目的，第一模件26a可受驱动绕其自身的几何轴线转动。
长形构件的设置最好可按照下述方式进行：在一个橡胶化步骤中，最好是金属材料的长形构件本身涂覆至少一层生橡胶材料，除保证在长形构件本身上的极好的橡胶金属粘结以外，生橡胶材料层还可促进长形构件的粘附，以便稳定地放置在所述螺旋线形成座中。
另外，最好至少第一模件26a可由磁性材料或可被电磁激励的材料制成，以便适当吸引和固定长形构件，从而保证线圈23a在其形成时的稳定定位。
然后，在模腔26中形成填充体25。填充体的形成可方便地按照下述方式进行：在承载着第一环形镶件23的第一模件26a和第二模件26b之间夹置至少一个预定体积的生橡胶材料的环形构件。该环形构件可具有任何适当的横截面形状，只要其体积相应于当模件26a，26b在模具闭合状态中相互移近时的模腔26的内部容积即可。
当环形构件已设置在模件26a，26b之间时，使所述模件相互趋近，从而闭合模腔26。在这种情况下，模腔26的容积减小，使生橡胶材料的环形构件受到挤压，发生变形，直至其完全充满模腔，从而形成填充体25，使填充体保持密切接合第一环形镶件23。
作为上述方案的一个替代方案，填充体25的成形可按照下述方式进行：例如可以在相互趋近模件26a，26b之后，用注塑法将橡胶材料引入而注满模腔，或者采用本专业技术人员知道的其它方式进行。
通过上述操作制成环形加强结构4的主要部分4a，该主要部分的完成最好在环形支承件11附近完成，可以借助适当的处置设施将所述主要部分直接从模件26a，26b拾起，侧向地放置在相对于环形支承件的赤道平面的轴向相对两侧位置上，使带有第一环形镶件23的每个主要部分抵靠预先布置的属于第一系列的带状部分13的端片19a。
作为前述方案的一个替代方案，主要部分4a可包括与第一环形镶件23分开地形成填充体25，然后使填充体与事先施加在环形支承件11上的带状部分13的端片19a上的第一环形镶件相结合。
更详细来说，按照一个优选实施例，第一环形镶件23最好抵靠带状部分13的端片19a直接制造，可以借助其它适当装置的辊作用在环形支承件11的表面上以缠绕线状构件，从而形成线圈23a。
涂覆属于第一系列的带状部分19的橡胶层18以及可能事先设置在鼓上的覆面层10的粘附性可以保证所形成的线圈23a的稳固定位。
然后，填充体25可按照下述方式直接抵靠第一环形镶件23形成：例如通过靠近环形支承件11放置的挤压机施加连续橡胶材料带，从挤压机出来时连续橡胶材料带就具有填充体25的截面形状。或者，连续材料带与填充体相比，具有较小的截面，将材料带以若干线圈的形式并置地和/或重叠地设置，从而形成填充体25的最终形状。
在施加环形加强结构4的主要部分4a之后，通过设置切割连续带状构件2a而形成的第二系列带状部分14，从而完成胎体层3的成形，所述带状部分14按照与属于第一系列的带状部分13的相同方式施加在环形支承件11上。
如图8所示，每个属于第二系列的带状部分14在两个属于第一系列的接续的带状部分13之间绕环形支承件11的横截面轮廓以U形结构铺设。更详细来说，每个属于第二系列的带状部分14具有周向夹置在属于第一系列的带状部分13的冠部21之间的冠部22，以便填充空间S，还具有一对带有端片20a的侧部20，它在相对于属于第一系列的带状部分13的端片19a的轴向相对的位置上与环形加强结构4的主要部分4a呈迭加关系。
换言这，每个环形加强结构4的主要部分4a，其截面轮廓基本呈三角形，该三角形顶点偏离轮胎轴线，该主要部分4a具有偏向属于第一系列的带状部分13的端片19a的轴向内侧和偏向第二系列的带状部分14的端片20a的轴向外侧。
另外，属于第二系列的每个带状部分14的侧部20也可分别在主要部分4a的经向外缘25a和其侧部与冠部21间过渡区域之间所包括的范围内部分地重叠属于第一系列的两接续的带状部分13的侧部19。
属于第一系列的带状部分13的重叠区域在图8中的标号为13a。
由于在环形支承件11的几何轴线的径向上，在相邻侧部19，20之间的相互收敛，因而属于第一系列的带状部分13的侧部19的覆盖或重叠，即，重叠区域13a的周向宽度从每个环形加强结构4的主要部分4a的径向外缘25a附近的最大值开始逐渐减至侧部19，20和冠部21，22之间过渡区域的零值。
如果分别形成第一和第二系列的线状部分13，14的线状构件15想在胎缘附有更均匀分布，那么，在切割步骤后相应于带状部分13，14纵向范围的区域上，在连续带状构件2a上接着进行加压步骤。这样，在每个带状部分13，14的范围上就会形成较大宽度的区域，该区域位于所形成的胎体层3的内周缘上。
加压动作使橡胶层18的厚度减小，使带状构件2a的宽度增加，因此，线状构件15彼此移开。这样，每个带状部分13，14的端片19a，20a就可以加宽，使其在它的周向内端具有两倍于冠部21，22的宽度，以便整个覆盖每个环状加强结构4的主要部分4a的内、外侧。
在以上述方式完成属于第二系列的带状部分14的布置之后，形成环形结构4，以加强胎缘。
为此目的，如图7所示，例如，按照与形成第一周向不可伸展的镶件相同的方式，在设置于模具28中的成形座27上以同心线圈24的形式缠绕第二长形构件，为每个加强结构4形成冠状的第二环形镶件24。
因此，第二镶件24构成加强结构4的附加部分，例如使模具28轴向趋近环形支承件11，从而将所述附加部分设置得抵靠属于第二系列的带状部分14的端片20a。
或者，为了形成直接与胎体层本身接触的第二环形镶件24，可以直接围绕已在环形支承件11上形成的胎体层3缠绕第二长形构件。
这项操作之后，属于第二系列的带状部分14的每个端片20a最好仍旧封闭在主要部分4a和有关环形加强结构4的附加部分24之间。
按照一种可能的变化实施例，在相对于第一周向不可伸展的镶件23的相反侧上，第二周向不可伸展镶件24可直接与填充体25相结合。为此目的，第二镶件24可在已形成的填充体上直接制造，和/或施加在正在制造的胎体结构2上。或者，第二镶件24可以在为形成填充体25的模件26a，26b闭合之前在第二模件26b上形成，使两个不可伸展的镶件23，24在形成填充体25的同时结合在填充体25上。
在径向型轮胎中，一个带结构5通常施加在胎体结构2上。
所述带结构5可以按照本专业技术人员知道的任何方式制造，在图示实施例中，它主要包括具有相交叉方向的帘线的第一和第二条带6a，6b。一辅助条带7重叠在上述条带上，例如，辅助条带是按下述方式得到的：按照在第一和第二条带6a，6b上轴向并置的线圈形式缠绕至少一根连续的帘线。
然后，在带结构5上施加胎面带8和侧壁9，它们可以按照本专业技术人员知道的任何方式得到。
在本申请人的欧洲专利申请第97830632.2号中描述了为在环形支承件11上完成轮胎1的制造而采用的侧壁的及胎面带的带结构的实例。
因此，在从支承件11上取下后，制成的轮胎1就可进行硫化步骤，该步骤可以按照任何公知的和传统的方式进行。
本发明具有诸多重大优点。
事实上，胎体结构可以直接在环形支承件上制成，在环形支承件上制成整个轮胎，这是有利的。这样，传统的制造方法中共同的制造、储存及管理半成品有关的所有问题都被消除。
与US 5,362,343中所述的方法相比较，每个胎体层的制造时间可显著缩短，这是由于在每个带状部分13，14中或在用于形成带状部分13，14的连续带状构件2a中所含有的那么多的线状构件可以同时被布置的缘故。采用带状部分13，14也可消除事先在环形支承件11上铺设覆面层10的需要。在形成连续带状构件2a中采用的橡胶层18实际上又用来保证使其有效地粘附在环形支承件11上，因而可保证各带状部分13，14的稳固定位。
在定位带状部分13，14及在带状部分中定位线状构件的精度由于下述情况而得到进一步改善：每个带状部分具有重要的结构一致性，这使其对布设设备可传递的振动或类似的振荡作用不敏感。与此相关，应注意的是，如US 5,362,343所述，各帘线的布设多少存在问题，其原因正是由于在布设步骤中帘线承受的振动和/或振荡所致。
另外，按照本发明，多根线状构件同时布设，使布设设备能够按照比各帘线分开布设时较低的速率进行工作，这又提供了工作精度高而又不影响生产率的优点。
此外，带状部分直接布设在环形支承件的冠部上，环状支承件的轮廓与制成的轮胎的轮廓相同，这样就能够得到公知方法所不能实现的稠度，在公知方法中胎体层是以圆筒形布设的，其后使胎体层形成环形(复曲面形)，结果在制成的轮胎的冠部设置的胎体层帘线变稀。
此外，每个带状部分可以通过抽吸孔道产生的真空作用稳定地固定在环形支承件上，这种抽吸产生的稳定的固定作用不能通过各帘线分别布设的公知方法实现。
如果需要，带状部分的侧部可以按照相对于环形支承件轴线的径向的适当增大的倾角布设，这非常有助于硫化时施加在轮胎上的拉伸步骤中轮胎的膨胀。事实上，在这种情况下，侧部19，20在施加于轮胎上的膨胀作用下倾向于在轮胎的径向平面中取向。
本发明的轮胎的结构，特别是其胎体结构2，能够在结构强度(特别是在通常要求较大的结构强度的侧壁和胎缘附近)，以及与轮胎在弯路上行驶时出现的滑动推力有关的性能方面得到重大改进，同时又具有单层胎体结构一般具有的所有优点。
具体来说，不可伸展的环形结构4的结构特征及其结合在胎体层中的形式可增加轮胎1在胎缘和侧壁区域中的结构强度。
事实上，紧密结合于胎体层3上的周向不可伸展的环形镶件23的设置，提供了与属于一个或另一个系列的带状部分13，14的线状构件的极好“联结”。因此，胎体结构2在相应于胎缘的区域上得到进一步加强，不必为此目的而采用附加的带状镶件，这种镶件通常称为“鳍带(flippers)”，围绕不可伸展的环状结构4绕成一个环。
比较图9和10可以容易地看出上述结构特征产生的改进，这种改进与轮胎在弯路行驶时产生的沿轮胎轴向的滑动推动作用下轮胎的性能有关。为清楚起见，在图9和10中故意略去了轮胎的剖面阴影线。还应指出的是，为了更好地强调滑动推力触发的现象，图9和10是针对部分放气状态下的轮胎绘制的。
更详细来说，图9表示传统的轮胎101，它安装在轮圈100上，轮圈在每个胎缘处具有胎缘座100a，它由限定轮圈的外侧边缘的一个凸缘100b和一个保险隆起100c在轴向上界定。轮胎101的不同构件的标号是100加上按照本发明的轮胎上的相应零件采用的标号而形成的。
在按照公知技术制成的轮胎101中，在弯路中胎面带108在地面上的摩擦产生的平行于轮胎转动轴线的滑动推力T的作用下，胎体层倾向于在轮胎侧壁上弯曲。
这种滑动推力T，沿胎体结构102的胎体层103传至不可伸展的环形结构104，产生一个径向分量Tr和一个轴向分量Ts。径向分量Tr由环形结构104的周向不可伸展性所抵销，环形结构104在其整个周向体积上固定在轮圈100中设置的有关座100a上。指向轮胎的赤道平面的轴向分量Ts倾向于使胎缘移离轮圈100的凸缘100b，通常由保险隆起100c抵销。但是，保险隆起的径向尺寸相当有限，当轴向分量Ts超过一定值时，胎缘很容易从其座100a脱出，立即引起完全放气，使轮胎100丧失功能。按照公知技术构成的胎缘在滑动推力T的作用下，容易在保险隆起100c上“滚动”，这也容易引起上述现象。
当轮胎被迫在部分放气的状态下运行时，可能发生上述胎缘脱出现象的危险特别重大，因此，胎体结构102在滑动推力的作用下会发生重大变形。
现在参阅图4所示的具有按照本发明的胎体结构的轮胎，结合在分别属于第一和第二系列的带状部分的端片之间的环形结构4可防止胎缘在滑动推力T的作用下绕其抵靠轮圈100中设置的保险隆起100c的休止点位转动。
更详细来说，应注意的是，设有周向不可伸展的环形镶件23，24，其直接与因夹有填充体25而相互隔开的有关端片相接触，这可有效地防止胎缘在滑动推力的作用下弯曲及转动的倾向。事实上，从图10可看出，滑动推力T倾向于使不可伸展的环形结构4向着轮胎1的赤道平面弯曲。在这种情况下，第二环形镶件24倾向于在径向上受压缩，向着轮胎轴线被推弯，而第一环形镶件23承受径向上的拉应力。但是，形成镶件23，24的各线圈23a，24a的周向不可伸展性，以及所述镶件与具有与垂直于形成不可伸展镶件23，24的线圈的线状构件垂直的线状构件15的带状部分13，14的结合，几乎完全限制了不可伸展环形结构4的弯曲变性的能力。
因此，滑动推力T由分别属于第一和第二系列的带状部分13，14均等地分担，并沿所述带状部分传至设置在结构4中的第一和第二不可伸展环形镶件23，24。
在这种情况下，沿第一系列的带状部分传至靠近第一环状镶件23的区域的那部分滑动推力T形成一个倾向于使胎缘移离胎缘座100a并被环形结构4的周向不可伸展性所抵销的径向分量Tr1，以及一个倾向于将胎缘推靠在圆周凸缘100b上的轴向分量Ts1，可保证维持所述胎缘的稳固定位。
沿第二系列带状部分传递的那部分滑动推力T也产生由第二环形镶件24的周向不可伸展性抵销的径向分量Tr1，以及倾向于将胎缘推靠在凸缘100b上的轴向分量，但是，当在图示位置上第二胎体层的内周缘占据垂直于轮胎1的轴线的方向时，该轴向分量已实际上变为零值。
在任何情形中胎缘的正确定位是由上述轴向分量Ts1保证的。
以这种方式，具有按照本发明制成的胎缘的轮胎可以承受所谓的“J弯曲试验”，而不会在0.5巴的充气压力下使胎缘脱出，然而在公知技术中，在低于0.8-1.0巴的压力下不能抵卸胎缘脱出的轮胎就被认为是可以接受的。
另外，应注意的是，环形镶件23和24在胎缘处对轮胎提供了进一步的结构保护。
侧壁结构强度得到增加而并没有过渡增加胎体结构冠部的刚度，在所述冠部单一的胎体层3的带状部分在不相互叠置的情况下以并置的关系在圆周方向上设置。对于低断面轮胎来说，这是特别有利的，这是由于在低断面轮胎中，侧壁的结构强度极为重要，而且轮胎必须能够传递高转矩值。

Claims (33)

1.一种制造车辆轮胎的胎体结构的方法，其特征在于它包括以下步骤：
制备带状部分(13，14)，每个带状部分包括至少部分地涂覆至少一个生橡胶材料层(18)的纵向的平行线状构件(15)；
在环形支承件(11)上铺设第一系列所述带状部分(13)，每个带状部分绕环形支承件的横截面轮廓呈U形形状，并按照相应于带状部分(13，14)的宽度的倍数的周向节距在周向上分布；
在相对于环形支承件(11)的赤道平面的轴向相对两侧，抵靠属于第一系列的所述带状部分(13)的端片(19a)布置环形加强结构(4)的至少主要部分(4a)；
在环形支承件(11)上铺设至少一个第二系列的所述带状部分(14)，每个带状部分在第一系列的两个接续的带状部分(13)之间围绕环形支承件(11)的横截面轮廓按照U形形状延伸，第二系列的每个带状部分(14)具有端片(20a)，所述端片(20a)在相对于第一系列(19)的带状部分的端片(19a)的轴向相对位置上重叠环形加强结构(4)的有关主要部分(4a)。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于包括以下步骤：抵靠属于第二系列的带状部分(14)的端片(20a)布置环形加强结构(4)的附加部分(24)，使每个所述端片(20a)封闭在各环形加强部分(4)的主要部分(4a)和附加部分(24)之间。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述第一和第二系列的每个带状部分(13，14)的铺设形成两个侧部(19，20)和一个冠部(21，22)，所述侧部在轴向相互间隔开来的位置上基本在环形支承件(11)的几何转动轴线的方向上延伸，所述冠部在所述侧部(19，20)之间的径向外部位置上延伸，每个带状部分(13，14)的冠部(21，22)沿着环形支承件(11)的圆周范围以并置的关系连续设置。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：属于第一系列的每个带状部分(13)的每个侧部在环形加强结构的主要部分(4a)的径向外缘(25a)和所述侧部(19，20)与所述冠部(21，22)间的过渡区域之间包括的范围上部分地被属于第二系列的至少一个周向连续的带状部分(14)的侧部(20)所覆盖。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：属于第一系列的每个带状部分(13)的侧部(19)的覆盖从每个环形加强结构(4)的主要部分(4a)的外周缘(25a)附近的最大值逐渐减至所述侧部(19，20)和所述冠部(21，22)之间的过渡区域上的零值。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：使所述带状部分(13，14)的侧部(19，20)向着环状支承件(11)的几何转动轴线径向收敛。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括以下步骤：靠近胎体结构(2)的内周缘限定一个宽度增大的区域。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述带状部分(13，14)的制备是通过在至少一个连续带状构件(2a)上顺序进行切割动作而进行的，所述连续带状构件(2a)在所述生橡胶材料层(18)中有所述线状构件(15)，所述限定宽度增大的区域的步骤是在进行切割动作之前在连续带状构件(2a)上进行的。
9.特别是按照权利要求1所述的制造车辆轮胎的胎体结构的方法，其特征在于：每个环形加强结构(4)的至少一个主要部分(4a)的完成包括以下步骤：
以同心线圈(23a)的形式铺设至少一个长形构件，以便形成基本呈冠状的第一周向不可伸展的环形镶件(23)；
形成至少一个生橡胶材料的填充体(25)；
使填充体(25)结合在所述第一周向不可伸展的环形镶件(23)上。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于：所述第一长形构件最好直接抵靠属于第一系列的带状部分(13)的端片(19a)设置，以便形成直接与带状部分本身接触的第一环形镶件(23)。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于：所述填充体(25)可按照以下方式形成：直接抵靠事先施加在属于第一系列的带状部分(13)的端片(19a)上的第一环形镶件(23)布置一条连续的弹性材料带。
12.如权利要求9所述的方法，其特征在于：第一长形构件是在一个模腔(26)中形成的成形座中铺设的，其后填充体(25)在所述模腔中形成，因而所述填充体(25)在第一环形镶件(23)上的结合是与填充体(25)本身的成形同时进行的。
13.如权利要求9所述的方法，其特征在于：所述结合的步骤是按照以下方式进行的：抵靠事先施加在属于第一系列的带状部分(13)的端片(19a)上的第一环形镶件(23)施加所述填充体(25)。
14.如权利要求9所述的方法，其特征在于：所述环形加强结构(4)的主要部分(4a)的形成还包括以下步骤：
以同心线圈(24a)的形式设置至少一个第二长形构件，以便形成基本呈冠状的第二周向不可伸展的环形镶件(24)；
在相对于第一环形镶件(23)的相对侧将所述第二环形镶件(24)结合在填充体(25)上。
15.如权利要求2所述的方法，其特征在于：每个环形加强结构的所述附加部分(24)的形成包括以下步骤：以同心线圈(24a)的形式设置至少一个第二长形构件，以便形成基本呈冠状的第二周向不可伸展的环形镶件(24)。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于：所述第二长形构件是在环形支承件(11)成形步骤过程中直接抵靠胎体结构(2)铺设的。
17.一种车辆轮胎的胎体结构，它包括：
至少一个由带状部分(13，14)构成的胎体层(3)，每个所述带状部分基本以U形形状延伸并包括至少两个线状构件(15)，所述线状构件(15)纵向相互平行布置且最好部分地涂覆一个生橡胶材料层(18)，以及
一对环形加强结构(4)，每个环形加强结构紧密接合胎体层(3)的有关内周缘，其特征在于所述胎体层(3)包括：
沿胎体结构(2)的圆周范围以相互交错的顺序布置的第一和第二系列的带状部分(13，14)，
每个所述环形加强结构(4)包括至少一个主要部分(4a)，所述主要部分具有一个转向属于第一系列的带状部分(13)的端片的轴向内侧和一个转向属于第二系列的带状部分(14)的端片(20a)的轴向外侧。
18.如权利要求17所述的胎体结构，其特征在于：每个所述环形加强结构(4)还包括至少一个附加部分(24)，所述附加部分在相对于环形加强结构本身的主要部分(4a)的相对侧上抵靠属于第二系列的带状部分(14)的端片(20a)布置。
19.如权利要求17所述的胎体结构，其特征在于：每个所述带状部分(13，14)具有两个侧部(19，20)和一个冠部(21，22)，所述侧部在轴向上相互间隔开来的位置上基本在所述胎体结构的几何转动轴线的方向上延伸，所述冠部在所述侧部(19，20)之间的径向外部位置上延伸。
分别属于第一和第二系列的带状部分的冠部(21，22)沿胎体结构(2)的圆周范围以并置的关系布置。
20.如权利要求19所述的胎体结构，其特征在于：属于第一系列的每个带状部分(13)的每个侧部(19)在环形加强结构(4)的主要部分(4a)的径向外缘(25a)和所述侧部(19，20)与所述冠部(21，22)间的过渡区域之间所包括的范围上部分地被至少一个属于第二系列的相邻带状部分(14)的侧部(20)所覆盖。
21.如权利要求20所述的胎体结构，其特征在于：属于第一系列的每个带状部分(13)的侧部(19)的覆盖从靠近每个环形加强结构(4)的主要部分(4a)的外周缘(25a)的最大值逐渐减至所述侧部(19，20)和所述冠部(21，22)之间的过渡区域的零值。
22.如权利要求17所述的胎体结构，其特征在于：所述带状部分(13，14)的侧部(19，20)向着胎体结构(2)的几何转动轴线径向收敛。
23.如权利要求17所述的胎体结构，其特征在于：分别属于第一和第二系列的各带状部分(13，14)按照相当于带状部分本身宽度倍数的周向分布节距设置。
24.如权利要求17所述的胎体结构，其特征在于：每个带状部分(13，14)靠近胎体结构(2)的内周缘具有宽度增大的区域。
25.如权利要求24所述的胎体结构，其特征在于：在每个带状部分(13，14)中包括的线状构件(15)在所述宽度增大的区域相互间隔开来。
26.如权利要求17所述的胎体结构，其特征在于：每个所述带状部分(13，14)的宽度在3至15mm之间。
27.如权利要求17所述的胎体结构，其特征在于：每个所述带状部分(13，14)包括3至8根线状构件(15)。
28.如权利要求17所述的胎体结构，其特征在于：所述线状构件(15)按照不小于线状构件本身直径1.5倍的中心间距布置在各带状部分(13，14)中。
29.特别按照权利要求17所述的车辆轮胎的胎体结构，其特征在于：每个所述不可伸展的环形加强结构(4)的主要部分(4a)包括：
基本呈冠状的第一周向不可伸展的环形镶件(23)，其与胎体结构(2)共轴地布置且靠近胎体层(3)的内周缘，所述第一环形镶件(23)是由至少一个以同心线圈(23a)的形式延伸的长形构件构成的。
一个弹性材料的填充体(25)，它具有一个结合在第一环形镶件(23)上以便锚固的侧面。
30.如权利要求19所述的胎体结构，其特征在于：每个所述环形加强结构(4)还包括至少一个基本呈冠状的第二周向不可伸展环状镶件(24)，其由至少一个以同心线圈(23a)的形式延伸的长形构件构成，在与填充体(25)呈轴向并置的关系且侧向相对于第一环形镶件(23)的位置上，与胎体结构(2)共轴地设置。
31.如权利要求30所述的胎体结构，其特征在于：所述第二环形镶件(24)是所述加强结构(4)的附加部分的一部分，在相对于环形结构本身的主要部分(4a)的相对侧，抵靠属于第二系列的带状部分(14)的端片(20a)设置。
32.如权利要求30所述的胎体结构，其特征在于：第二周向不可伸展的环形镶件(24)，其径向延伸大于所述第一周向不可伸展的环形镶件(23)的径向延伸。
33.如权利要求29所述的胎体结构，其特征在于：所述弹性材料的填充体(25)在23℃的温度下的硬度为肖氏D48°至55°之间。
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