CN1323258A - 制造无胎圈钢丝轮胎的方法 - Google Patents

Abstract

一种轮胎的制造方法,该轮胎的胎圈没有加固胎圈钢丝而是用小角度增强元件层的复合体增强,环绕该复合体径向胎体增强件通过缠绕加固,所说方法的特征在于每一复合体都以胎体增强胶坯单独生产,所说复合体的制造包括使用至少一种增强元件原胶坯,其以比硫化态所得到的角度更高的角度取向,并使所说的帘布层在形成两层套筒之前经受预延伸,通过第二延伸时的缩放效果得到节距、角度和宽度特征。

Description

制造无胎圈钢丝轮胎的方法

本发明涉及一种轮胎的制造，该轮胎胎圈没有胎圈钢丝作为吸收胎体增强件的拉伸应力的手段和作为稳固夹持所说的胎体至安装该胎体的轮辋座的手段。

法国专利申请FR2717425的申请人揭示了一种带有径向胎体增强件的轮胎，该增强件从胎圈的一边延伸至另一边，由胎冠增强体径向罩面，而该胎冠又由胎面罩面，其特征在于每一胎圈，没有胎圈钢丝，首先含有一环形元件，其在圆周方向的拉伸应力比已知相同尺寸轮胎中胎圈钢丝所需拉伸应力小，此环形元件的轴线就是该轮胎的转动轴线，第二，胎圈增强体附件包括至少两层与环形元件接触或紧靠环形元件的增强层，每一所说的增强层包括在每一层相互平行的增强元件，一层与另一相邻层交叉排列，在圆周方向形成β角，0°＜β≤10°，所有这些层在拉伸时都具有抗断裂性，且至少等于已知相同尺寸轮胎中胎圈钢丝所需的抗断裂力。因此，胎圈增强体附件的机械强度基本上用于由环形元件和所说的附件形成的胎圈增强组件的机械强度，该组件因此使之可以代替传统轮胎的胎圈钢丝。胎体增强物围绕环形元件缠绕，而增强层具有在胎圈不同高度中设置的径向上端。

由两层胎圈增强附件以及可能的环形元件形成的复合体(其用来简化这种复合体以及随后的轮胎的制造)，可在胶坯贴合到转鼓的过程中生产。

不管使用何种方法或工艺生产，在硫化轮胎中增强元件都需要有0°-10°，优选5°或更低角度之间的角度，当切割增强元件的非硫化帘布层至所希望的角度时，以及当对接所得到的接头时，就导致一系列困难，这些困难不仅造成排列增强层时相互之间失去准确性，还会使毗连所说层的产品失去准确性。所说的困难还造成工业化生产中不能不考虑的时间损失，以及制造成本的增加。

为了克服这种状况，本发明提出一种制造轮胎的工艺，该轮胎具有从胎圈一端延伸至另一端的径向胎体增强件并带有余量包边形成向上翻转的胎体增强件，每一胎圈都没有胎圈钢丝而用增强元件的轴向相邻层复合体增强，其与圆周方向形成一角度，使0°＜β≤10°，该胎体增强件环绕所说的复合体缠绕形成向上翻转的胎体增强件，其特征在于轴向相邻层的复合体与胎体增强胶坯分开制造，所说的制造工序包括以下步骤：

a)将至少一层增强元件帘布层以角度α取向，且α≥10°，铺在半径为R的铺层转鼓上，

b)通过增大铺层转鼓半径至比R大的R₁而延伸帘布层，

c)形成相互交叉的两层圆筒形套，其中α≥10°，

d)第二次增大铺层转鼓半径至R₂致使通过放大效果获得增强元件的最终角度β，

e)完成相邻层复合体的贴合，

f)从铺层转鼓取下完成的复合体，将其铺在用于圆筒形胎体增强胶坯的贴合转鼓的适宜位置上。

具有两层交叉元件的套筒可以两种方式有利地形成：

-或第一步包括铺设以α角度取向的平行元件单帘布层，然后将帘布层的一部分折叠到所说帘布层另一部分上形成两交叉层，

-或第一步包括在半径为R和R’的两个独立铺层转鼓上分别铺两帘布层，形成一帘布层厚度的容差，将其沿着半径R₁和R’₁延伸，在半径为R₁的转鼓上叠加形成两层。

在上述前一种情况下，一旦进行了帘布层的自身折叠，转鼓半径增大到R₂就可以获得最终角度β，从而直接得到由交叉元件的两折叠层形成的复合体。

在上述第二种情况下，一旦在半径R₁的转鼓上进行两层帘布层的铺设和叠加，转鼓半径增大到R₂就可以获得最终角度β，从而直接得到由交叉元件的两非折叠层形成的复合体，但是四折叠层复合体的贴合也可通过两交叉元件帘布层自身以β角折叠而终止。

一层或多层帘布层自身的折叠可用圆形环或不用圆形环进行，而不管此折叠是在半径R₁的情况下进行，还是在半径R₂的情况下进行。在上述前一种情况下，所说的圆形环对于一定范围的相对伸长率εo具有低延伸模量而对于所说范围上限以外的相对伸长率值具有高模量，相对伸长率εo对应于半径R₁-R₂的通道，并且等于R₂-R₁/R₁。在上述后一种情况下，圆形环是不可延伸的。

参考说明书附图可更好地理解本发明，它们以非限制性举例方式加以说明，从这些附图可看到：

-在图1A-1H中，轮胎所用复合体不同制造阶段的图形。

-在图2A-2D中，根据本发明工艺的一种变化，

-在图3A-3C中，该工艺局部的第二种变化，和

-在图4A-4D中，使用圆形环的第三种变化。

为了制造用于尺寸为175/70.R.13的轮胎的上述复合体，将芳香族聚酰胺纺线形成的帘布层(1)铺在膨胀式圆筒形转鼓T上，其轴线为00’，半径R为163mm(图1A所示的转鼓)，纺线密度为80帘线/dm，相当于纺线之间1.25mm的节距，所说的纺线与圆周方向形成+α为10°的角度并用适当的橡胶混合物压延。所说的帘布层具有86mm的轴线宽度L，且总径向厚度e，包括压延层，为1mm。

在与转鼓T相同类型的转鼓T’(图1B)上，铺设由与帘布层(1)相同的纺线形成的第二帘布层(1’)，用相同的橡胶混合物压延且轴向间隔相同的节距P’为1.25mm。所说的纺线与圆周方向形成相同的角度α，其绝对值相同，但-α与帘布层(1)的纺线方向相反。为了控制帘布层(1’)1mm的厚度的公差e’，该厚度等于帘布层(1)的厚度e，所说的帘布层(1’)铺设在半径R’为164mm的转鼓T’上，所说的帘布层(1’)具有66mm的轴向宽度。

两个转鼓T和T’(图1C和1D)分别具有半径R和R’，并分别有数值R₁和R’₁，这些数值为326和327mm。帘布层从半径R和R’至半径R₁和R’₁的延伸基本上不改变其各自的宽度L和L’，这些宽度实际上保持在86mm和66mm，且基本上不改变帘线角度，这些角度实际上保持相等+α和-α。另一方面，所说的延伸不改变纺线之间的节距值，其从数值P和P’提高到数值P₁和P’₁，而比值P₁/P和P’₁/P’各自相等，且等于比值R₁/R。类似地，帘布层各自的厚度e和e’，其e₁/e和e’₁/e’也等于比值R/R₁。

将内径为R₁和R’₁的圆形环形式的两层帘布层(1)和(1’)输送并在同一转鼓T上连接(图1E)，帘布层(1’)被径向叠加到帘布层(1)上以便生产由两层帘布层(1)和(1’)形成的圆筒形套筒，在每一帘布层内的帘线各自相互平行且每一帘布层与另一层交叉，与圆周方向形成角度α。

显然在两个转鼓T和T’上的非硫化态的两层帘布层(1)和(1’)的操作和在同一转鼓上的连接需要一定数量的防护措施，特别是用防粘产品涂覆所说的帘布层，如果需要的话。

由内径为R₁的两层帘布层(1)和(1’)形成的圆柱形套筒然后被扩展，其半径R₁变为R₂，等于331mm(图1F)，并且通过比例放大效应，使角度+α和-α降低到角度+β和-β，等于5°，两层帘布层(1)和(1’)的轴向宽度L₁和L’₁大大降低到L₂和L’₂，分别为43和33mm。另一方面，节距P₂和P’₂明显小于节距P₁和P’₁，因为所得到的数值P₂和P’₂基本上是0.96mm代替两个节距P₁和P’₁的1.92mm。帘布层(1)和(1’)的厚度，初始为1mm，在延伸至半径R₁和R’₁时大大降低，在两层帘布层套筒延伸至半径R₂时基本上等于1mm，所说的半径R₂等于或稍小于硫化状态复合体层径向内端的半径，该复合体代替胎圈钢丝和通常所用的增强帘布层。

在上述情况下，复合体的制造通过两层帘布层(1)和(1’)自身折叠而结束，如图1G所示，得到非硫化态复合体C，如在硫化轮胎上所见到的那样，所说的复合体由四层从一帘布层至下一帘布层交叉的纺织帘线形成，且与圆周方向形成基本上等于5°的角度。

一旦将帘布层(1)和(1’)折叠，就从转鼓T取下所说的复合体并输送到用于胎体增强件圆柱形原胶坯的成型转鼓上的适宜点。所说的胎体增强件围绕所说的复合体C转动，一旦完成所说的原胶坯，后者在成型转鼓成型元件内部压力作用下转换为复曲面胶坯。该复合体C然后采取与改进层前述平行半径基本上垂直的角度位置。

图2显示制造两层复合体C的简化方法，所说的两层是通过自身折叠帘布层而得到的。帘布层(1)，的特性等于上述帘布层(1)，将其铺在半径为R的转鼓上(图2A)。然后将帘布层(1)延伸(图2B)，使其内径变为R₁，在此延伸操作期间，这些增强帘线的初始宽度和角度α不变化。所说的帘布层自身折叠(图2C)，该折叠操作在转鼓T上进行，从而得到轴向宽度L₁₀和L₁₁的两层，径向内层的宽度L₁₀大于L/2宽度，径向上层的宽度L₁₁小于L/2。将这两层叠加，将铺层转鼓T的半径R₁提高到R₂(图2D)，由此操作可得到在非硫化态形成复合体C的两层交叉帘线的最终角度β，在此情况下，半径R₂稍大于硫化轮胎中所说复合体的端部半径，该端部在径向最靠近所说轮胎的转动轴。

在图3所示步骤的制造方法是从图2所示方法衍生的方法，其意图是或得到两非折叠层的复合体或由两帘布层自身折叠而形成的四层复合体。所说方法的第一步(未示)与图2所示方法的2A-2C步骤相同。将两层圆柱形套筒用所说的上翻切边从其上程切下(图3A)，所说的套筒由以角度α取向增强元件的帘布层(1)(其节距为P₁，宽度为L₁₀和L₁₁(这些宽度值在每一边都是L₁/2))在半径为R₁的转鼓T上折叠而成，从而形成没有端头的两层圆柱形套筒(图3B)，该套筒与第一例中所说的图1E套筒具有相同的构形，其优点是使用单个转鼓，而不是两个转鼓而得到的。上程切割用已知的方式进行，它们可以是常规方式，例如直线剪切或圆形剪切和/或刀片，或是更先进的方式，例如水力喷射或激光束。然后将所说的套筒按前面所说的相同方式进行处理，也就是说，延伸(图3C)至半径R₂得到所希望的角度、节距和宽度。可以保持此状态形成轮胎硫化态中两非折叠层的复合体C，或另一方面进行如图1G-1H中所示的操作得到硫化态四折叠层复合体C。

帘布层(1)自身的折叠可简单进行或借助圆环进行。图4显示一折叠例，将两帘布层(1)和(1’)折叠形成半径为R₂的圆柱形套筒，两帘布层包括以β角取向的纺织帘线，其在帘布层内相互平行，且具有单个节距P₂和相应的宽度L₂和L’₂(图4A)。套筒经以下步骤整饰以得到四层复合体：

*从转鼓(T)的轴线进一步径向折叠帘布层(1’)至其自身(图4B)，

*然后在帘布层(1’)的上程外侧轴向铺设圆环(2)(图4C)，

*最后围绕圆环(2)和帘布层(1’)的上程折叠帘布层(1)(图4D)。

因此，根据本发明的方法，由于预延伸至半径R₁的步骤使得增强元件之间的节距增大，因而可以切割具有随之发生的角度的元件的帘布层，并使非硫化帘布层具有正确的初始厚度和足够的初始节距，因而为所说的帘布层提供强度，其可被单个控制而没有例如增强元件之间撕裂的风险。延伸至半径R₂导致所得到的交叉元件层具有元件之间的节距和厚度，它们在硫化状态下都尽可能小。

Claims (7)

1．一种制造轮胎的方法，该轮胎具有从胎圈一端延伸至另一端的径向胎体增强件并带有余量包边形成向上翻转的胎体增强件，每一胎圈都没有胎圈钢丝而用增强元件的轴向相邻层复合体C增强，其与圆周方向形成一角度β，使0°＜β≤10°，该胎体增强件环绕所说的复合体缠绕形成向上翻转的胎体增强件，其特征在于轴向相邻层的复合体C与胎体增强胶坯分开制造，所说的制造工序包括以下步骤：

a)将至少一层增强元件帘布层(1)以角度α取向，且α≥10°，铺在半径为R的铺层转鼓上，

b)通过增大铺层转鼓半径至比R大的R₁而延伸帘布层(1)，

c)形成相互交叉元件的两层圆筒形套，其中α≥10°，

d)第二次增大铺层转鼓半径至R₂致使通过放大效果获得增强元件的最终角度β，

e)完成相邻层复合体的贴合，

f)从铺层转鼓取下完成的复合体，将其铺在用于圆筒形胎体增强胶坯的贴合转鼓的适宜位置上。

2．根据权利要求1的方法，其特征在于两交叉元件折叠层的套筒可以第一步在半径为R的转鼓上，以α角度铺设取向的交叉元件单帘布层(1)之后形成，所说的铺设是将所说帘布层(1)延伸至半径R₁之后，通过折叠部分帘布层(1)到半径为R₁的转鼓上所说帘布层另一部分上而形成两层。

3．根据权利要求1的方法，其特征在于两交叉元件非折叠层的套筒可以第一步在半径为R和R’的两个独立铺层转鼓上分别铺两帘布层(1)和(1’)之后铺设形成，所说的铺设是随后延伸至半径R₁和R’₁，形成一帘布层厚度的容差，通过输送和叠加帘布层(1’)至半径为R₁的转鼓上的另一帘布层(1)而形成两层。

4．根据权利要求1的方法，其特征在于两交叉元件非折叠层的套筒可以第一步在半径为R的转鼓上，以α角度铺设取向的交叉元件单帘布层(1)之后形成，所说的铺设是将所说帘布层(1)延伸至半径R₁之后，通过折叠部分帘布层(1)到半径为R₁的转鼓上所说帘布层另一部分上并切割如此得到的向上的翻边而形成两非折叠层。

5．一种得到四折叠层复合体的方法，其特征在于根据权利要求3形成两非折叠层的套筒，通过折叠已被延伸的两层而得到整饰复合体，致使所说套筒的内径等于R₂。

6．一种得到四折叠层复合体的方法，其特征在于根据权利要求4形成两非折叠层的套筒，通过折叠已被延伸的两层而得到整饰复合体，致使所说套筒的内径等于R₂。

7．根据权利要求5或6的方法，其特征在于至少一层的折叠是用设置在所说折叠层上的圆环(2)并围绕该圆环进行的。

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