CN1769038A - 轮胎缓冲条应用方法及由其制备的轮胎 - Google Patents

轮胎缓冲条应用方法及由其制备的轮胎 Download PDF

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Abstract

一种用于将缓冲层或其它增强层条靠条地应用于胎体上的方法，其包括以下步骤：根据标称条宽度、胎体尺寸以及所需端数来计算端部间隙；计算在每个条之间大致相等地分布所计算的端部间隙所需的分布间隙；以及条靠条地应用缓冲层，其中每个条与相邻条隔开分布间隙距离。

Description

轮胎缓冲条应用方法及由其制备的轮胎
技术领域
本发明整体涉及一种轮胎缓冲结构部件制造方法，尤其涉及一种柔性轮胎制造系统中的缓冲条制造方法及设备。
背景技术
车辆轮胎通常包括子午线胎体、胎面和置于胎体与胎面之间的胎面增强缓冲层或带束层。根据常规技术的缓冲部件跨过胎面区域而被构造成整体应用的单片式部件或一系列沿着轮胎圆周方向延伸的重叠式条。跨过轮胎宽度上的相邻条之间的重叠宽度可以选择成用于改变缓冲层的特性或调节重叠式缓冲条，从而使得这些条的累积宽度覆盖着胎面之下的目标缓冲区。轮胎宽度的变化可能需要不同宽度的条或者这些条以或大或小的程度重叠。美国专利5,213,642为这种方法的代表。
尽管通过一次一个地重叠应用缓冲条而将缓冲层构造于胎体上的技术能起到良好作用并且得到商业应用，但是这种技术带有显著的缺点。相邻缓冲条的重叠部分就表示增加且常常是不合时宜地增加了材料消耗，这就增加了制造成本。而且，优选地是缓冲层包括作为非重叠条应用的单个层以便增强跨过轮胎径向宽度的轮胎构造的均匀性和一致性。然而，仅仅应用如美国专利5,213,642中提出的那些条边靠边地跨过胎面区域而不是重叠构造就会产生一组新问题并且同样造成材料浪费。例如，典型的乘用车轮胎可能需要20至60个条。按照边靠边、零间隔的构型以一定角度应用这些条就需要切割第21次或第61次条以便填充最终的间隙。为填充每个轮胎上的剩余间隙而破坏缓冲条就会导致难以接受的废料水平和较高的最终制造成本。
替代地，准确且规定宽度的条可以用于以边靠边非重叠式层来准确覆盖目标区域，从而不留剩余间隙。尽管从理论上可能这样做，但是这种方法生产成本高昂并需要盘存各种不同宽度的条以便适应于不同尺寸的轮胎。这样不仅将会增加库存和生产设备的成本，而且用于从一个宽度的条转换成第二宽度的条所需的转换时间也将会不合时宜地使制造过程复杂化并且增加每个轮胎的生产成本。
相应地，就需要一种能够实现在胎体上一次一个条地以非重叠式构型将缓冲层构造于轮胎胎体上的制造过程与缓冲层构造。这种过程应当将形成缓冲层后的剩余空隙消除或减少至可以接收的水平。另外，这种过程与方法应当减少设备成本与设备底座，从而减少占地面积成本与人力。这种过程将会减少从一种装置向另一种装置的转换时间，并且容许生产用于各种尺寸轮胎的带束层，而不需要由不同宽度、角度、厚度的条构成的个别部件辊。
发明内容
本发明包括一种用于将缓冲条一次一个条地应用于轮胎胎体上的缓冲条应用方法和轮胎构造。每个条以同轮胎的轴向中心线成预定角度的方式而应用于胎体外侧。贴合机头可以平移以便产生所需路径或者胎体可以在贴合装置贴合每个条时转动，或者可以使用这二者的组合。为了将过程结束时所遇到的间隙减少至可以接受的宽度，所以根据本发明的一个方面，端部间隙可以根据条的标称宽度和这些条所位于的胎体(轮胎)的尺寸来预先计算。在将这些条应用于胎体上的过程中，端部间隙分布于每个条之间，由此给出绕着轮胎的均匀条图案，其中相邻条之间的间隙均匀分布。根据本发明的另一个方面，通用尺寸的条可以通过以下方式而用于不同尺寸的轮胎构造中：即根据条的宽度来计算除每个轮胎尺寸之外的相应端部间隙；计算在将条应用于胎体过程中的每个条之间的端部间隙均匀分布所需的分布间隙宽度；并且以大致等于所计算的分布间隙值的间距将条应用于胎体上。端部间隙就被消除或均匀分布成一系列可接受宽度的分布间隙。
定义
以下术语可用于本文中所给出的整个描述中并且一般被给予以下含义，除非与本文中所给出的其它描述相矛盾或者由其详细阐明。
“纵横比”是指其截面高度(SH)与其截面宽度(SW)之比乘以100％以便表达成百分数。
“轴向的”和“轴向地”是指平行于轮胎转动轴线的线或方向。
“胎圈”是指包括通常粘附于或由帘布卷绕并成形的环形承拉构件的轮胎那部分，其带有或不带其它增强构件如外护圈包布、胎跟增强层、三角胶芯、护趾胶和胎圈包布，配合于设计轮辋。
“带束结构”、“缓冲结构”或“增强带”是指至少两个平行帘线的环形层或帘布层，其可以为织布或非织布，位于胎面之下，非锚定于胎圈上，并且具有相对于轮胎赤道面的左右帘线角度。
“胎体”是指除了带束层结构、胎面、底胎面以及帘布层上的胎侧橡胶之外的轮胎结构，但其包括胎圈。
“圆周方向”是指沿着与轴向垂直的环形胎面表面的周长延伸的线或方向。
“帘线”是指包括轮胎中的帘布层的增强绳股之一。
“设计轮辋”是指具有规定构型与宽度的轮辋。对于本说明书来说，设计轮辋与设计轮辋宽度由轮胎制造地的有效工业标准规定。例如，在美国，设计轮辋由轮胎与轮辋协会规定。在欧洲，轮辋由欧洲轮胎与轮辋技术组织一手册规定，并且术语设计轮辋与标准测量轮辋意义相同。在日本，标准组织为日本汽车轮胎制造者协会。
“设计轮辋宽度”是指轮辋凸缘之间沿轴向的规定距离。对于本说明书来说，设计轮辋宽度(D)采用由适当的工业标准规定的(最小推荐宽度加最大推荐宽度)/2。
“赤道面(EP)”是指垂直于轮胎的旋转轴线并且穿过其胎面中心的平面。
“内衬层”是指形成无内胎型轮胎的内表面并且包含着轮胎内的膨胀流体的由弹性体或其它材料构成的一层或多层。
“正常膨胀压力”是指由适当标准组织为轮胎的使用条件指定的特定设计膨胀压力和负载。
“正常负载”是指由适当标准组织为轮胎使用条件指定的特定设计膨胀压力和负载。
“帘布层”是指一种涂有胶的平行帘布的连续层。
“径向的”和“径向地”是指沿径向朝向或背离轮胎旋转轴线的方向。
“子午线帘布层轮胎”是指一种带束的或沿圆周方向箍紧的充气轮胎，其中从胎圈延伸至胎圈的帘布层相对于轮胎赤道面放置的帘线角度介于65度至90度之间。
“截面高度(SH)”是指在轮胎的赤道面上从公称轮辋直径至轮胎外径的径向距离。
“截面宽度(SW)”是指当其在正常压力下膨胀24小时后但不加载时，平行于轮胎轴线并在其胎侧外部之间的最大直线距离，但不包括由于标记、装饰或防护垫带而造成的胎侧增大。
“胎肩”是指正好位于胎面边缘下方的胎侧的上部。
“胎侧”是指胎面与胎圈之间的轮胎的那部分。
“胎面宽度”是指胎面表面沿轴向的孤长，即在穿过轮胎的旋转轴线的平面中的弧长。
附图说明
通过实例并参看附图，对本发明进行描述，图中：
图1为现有技术轮胎胎体的透视图，其中一系列重叠式缓冲条通过贴合机头而应用于该胎体上；
图2为沿图1的线2-2剖开的胎体的剖面图；
图3为用于将一系列缓冲条分布于轮胎胎体上的贴合机头的透视图；
图4为根据本发明具有所应用的缓冲条的代表性图案的轮胎的透视图；
图5为轮胎胎体的侧视图，其部分以剖面示出并且示出了应用于外部胎体表面上的重叠式缓冲包；以及
图6为成品轮胎的剖视图，其示出了绕着轮胎的缓冲条之间的均匀分布间隙。
具体实施方式
尽管本发明并不限于任何特定类型的轮胎，图6中示出的示例性子午线轮胎10仅用于示例说明。参看图6，其示出了根据本发明制造的用硫化、未安装轮胎10的剖视图。轮胎10带有接地胎面部分12，其在胎面的侧向边缘处终止于胎肩部分14中。轴向外胎侧部分16从胎肩部分12处延伸并终止于胎圈部分18中，该胎圈部分具有环状不可延伸的弹性构件或胎圈芯20。轮胎10还带有，从弹性构件20穿过胎侧部分16、胎面部分14延伸的胎体增强结构16。胎体增强结构22的反包端24缠绕着弹性构件20。如所示，胎圈部分18的护趾胶缠绕着胎体增强结构22和弹性构件20。轮胎可以包括常规型内衬层26，在轮胎为无内胎型轮胎的情况下，内衬层就会形成轮胎10的内周表面。
缓冲层或结构28绕着胎体增强结构22的径向外表面沿圆周方向放置，并且位于胎面部分12之下。例如，缓冲结构28可以包括第一缓冲布层30和第二缓冲布层32，如图5中所示，每个缓冲布层均形成为单个露边带束层并且带束层的帘线相对于轮胎的赤道面成介于20°至60°之间的角度。相邻帘布层30、32的帘线沿着相对于轮胎的赤道面(EP)成相反方向放置。然而，缓冲结构可以包括任意所需构型的任意数量的带束层，并且帘线可以按照任意所需角度放置。
参看图1和2，其示出了由多个条34来构造增强缓冲结构的现有技术的方法。所形成的每个条都具有沿纵向延伸的增强帘线36，并且每个条构造成用于沿着相对边缘40提供阶状搭接接头38。利用贴合机头44将这些条34分配于旋转式成型鼓42上，其中贴合机头44在成型鼓同步转动时穿过外部成型鼓表面而往复运动。在将每个条应用于成型鼓上时，该条通过机头44而与相邻条边靠边地放置在一起，接点38搭接以便形成整个缓冲结构28。缓冲结构28相对于旋转式成型鼓42的角度可以根据常规实践而变成设计规格。
尽管图1和2中所包括的作为现有技术典范的设备与方法就其功能而言已足够，但是易于理解边靠边放置的条34的宽度将会在缓冲结构的端部处形成端部间隙。为了填充端部间隙，就需要对最后的条34按尺寸切割，而使剩余的条成为废料。以每个轮胎而言这种废料的成本就难以接受。替代地，每个条34的宽度可以按一定尺寸制做以便以均匀的数量覆盖着成型鼓42。然而，在没有遇到相同端部间隙问题的情况下，这种按一定尺寸制做的条不能用于其它尺寸轮胎的缓冲包的生产中。库存用于每个轮胎尺寸的规定宽度的条就增加了制造成本并且需要为不同尺寸的轮胎替换不同宽度的缓冲条。由于转换缓冲条而导致的制造系统的不灵活性和随后的延迟还进一步增加了难以接受的成本。
根据本发明，增强缓冲结构28由多个条34构造成，其中条34包括由任何本领域已知的用于缓冲增强帘线的材料形成的增强帘线。这些材料包括但是并不限于钢、芳族聚酰胺或尼龙。在图4和5中看得最为清楚，条34具有大致标准的宽度以便将缓冲结构铺放于不同尺寸轮胎上。这些条并排放置以便形成分开式条的层。每个条34可以构造成用于提供沿纵向延伸的多条帘线36，但并非必须如此，而且条34可以设置于层中，所述层与轮胎的赤道面成角度尽管并非必须如此，如图4中所示。这些条可以组装成成型鼓如图1中所示，或在轮胎成型期间直接组装成胎体层。
图3示出了包括贴合臂46的缓冲增强设备，其中贴合臂46相对于旋转式轮胎胎体50沿箭头48所示的方向绕枢轴转动。图3和5中所示的设备用于示意，并且示出了铺放根据本发明构造的缓冲增强层的仅仅一种方法。用于铺放这种缓冲构造的其它方法也属于本发明的范围内。在图3和5所示的方法中，胎体50直接容放着缓冲增强层。本发明所属领域的普通技术人员将会清楚，在需要的情况下，缓冲包可以固定于成型鼓上，并且在优选的情况下随后应用于胎体上。
设备臂48还包括被供给缓冲增强材料的机头54。缓冲材料按照编制程序从机头54应用或供给并切割至旋转的胎体上以便铺放条34，如所示。臂48包括位于底座端的枢轴节60和靠近机头54的枢轴节58以便实现机头54跨过胎体50运动。如所示，这些条34相对于轮胎胎体50的赤道面成规定角度而被应用，这在本领域内众所周知。设备52用于支承并转动轮胎胎体50，这与通过设备机头54以半流体形式应用条34同步。
参看图4和5，本发明容许使用标准宽度的条以便形成用于不同尺寸轮胎的轮胎缓冲层。缓冲层的条按照预先指定的角度一次一个窄条地应用于轮胎胎体上。贴合机头可以平移以便产生所需路径，或者已旋转的成型鼓和贴合机头贴合条，或者可以使用这二者的组合。对于每个轮胎尺寸而言，可以根据缓冲条宽度和所要覆盖的圆周区域来对剩余端部间隙进行应用前的计算。然后，最后的条所遇到的剩余端部间隙减少至分布间隙宽度62，如图4和5中所示。分布间隙宽度62为每个条34之间所分布的间隙，以便使得缓冲层覆盖均匀并且绕着轮胎具有均匀图案。优选地，每个条34之间的分布间隙62大致均匀，但是每个条之间的间隙62可以略微变化，只要分配间隙宽度没有大得足以将缓冲层的性能损害至难以接受的程度即可。
当要生产不同尺寸的轮胎时，可以使用相同的条以便节约转换时间。可以重新计算用于新轮胎尺寸的端部间隙并根据所计算的端部间隙来确定分布间隙宽度。在不会对缓冲层性能产生不利影响至难以接受的水平的情况下，分布间隙宽度可以因轮胎尺寸的不同而相差标称数量。将缓冲层作为条而不是作为片应用于轮胎胎体上就在不同尺寸、带束层角度等等的轮胎中给出较大的灵活性。从一种装置向另一种装置的转换时间得以减少，并且容许按订单生产带束层，而不需要与不同宽度、角度、厚度相适合的个别部件辊。因此，就减少了设备成本和设备底座，从而减少了占地面积成本并减少了人力，否则就需要为人员配备单独的部件制造站。
缓冲条可以在轮胎成型设备上进行生产(或者在需要的情况下进行遥控制造)。优选地，每个条具有预先规定的每英寸端数(EPI)。不同尺寸的轮胎将会需要或多或少的条来包绕整个轮胎。例如，典型的乘用轮胎可能需要20至60个条。如果需要20.6个条或60.3个条来覆盖整个轮胎，就需要贴合机减少最后的条的宽度以便完全包绕胎体的外侧并且这些条之间的间隙为零。这就意味着需要切割第21次或第61次条以便填充最终的间隙。结果将会产生难以接受的废料水平和非常高的成本。在使用本发明的过程中，最后的部分条所填充的端部间隙分布于每个条之间。优选地，最大分布间隙小于一个端数，这在可以接受的限制内。因此，利用本发明，在20.6个条的情况下，将会只使用20个条并且将0.6英寸的条分布于这20个条之间，从而这些条之间的间隙为0.03英寸，对于24EPI码而言，这就等于0.72帘线间隙。例如在60.3个条的情况下，就会将0.3英寸的条分布于60个条之间，从而使得这些条之间的间隙为0.05英寸，这对于24EPI码而言就等于0.01帘线间隙。对于较低的端数，分布间隙将会更少。
因此，这种将缓冲层或其它增强层条靠条地应用于胎体上的方法包括以下步骤：根据标称条宽度、胎体尺寸以及所需端数来计算端部间隙；计算在每个条之间大致相等地分布所计算的端部间隙所需的分布间隙；以及条靠条地应用缓冲层，其中每个条与相邻条隔开分布间隙距离。因此，由所述的过程所形成的轮胎就会以经济有效的方式来制造，而不会损害缓冲层的可接受性能标准。
根据本文中所提出的描述，可以对本发明做出各种变化。尽管为了对本发明进行示例说明而示出了某些代表性实施例和细节，但是本发明所属领域的普通技术人员将会清楚，在不背离本发明范围的情况下可以做出各种变化和改动。因此，应当理解可以在所述的特定实施例中做出改变，这些改变将会在以下附属权利要求所限定的本发明的整个预定范围内。

Claims (10)

1.一种用于条靠条地应用轮胎缓冲增强层的方法，其特征在于以下步骤：
a.根据标称条宽度、胎体尺寸以及所需端数来计算端部间隙；
b.计算在每个条之间大致相等地分布所计算的端部间隙所需的分布间隙；以及
c.条靠条地应用缓冲层，其中每个条与相邻条隔开分布间隙距离。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于这些条被应用于轮胎胎体上。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于这些条相对于轮胎胎体的赤道面成角度被应用。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于这些条被应用于一鼓上。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于这些条相对于轮胎胎体的赤道面成角度被应用。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征还在于在应用不同尺寸轮胎的轮胎缓冲层的过程成中使用条的步骤：
d.根据标称条宽度、胎体尺寸以及不同尺寸轮胎所需的端数来重新计算端部间隙；
e.重新计算在不同尺寸轮胎的每个条之间大致相等地分布所计算的端部间隙所需的分布间隙；以及
f.条靠条地应用缓冲层，其中每个条与相邻条隔开重新计算的分布间隙距离。
7.一种轮胎，其特征在于其中条靠条地构造的缓冲增强层，轮胎缓冲增强层由以下过程形成：
a.根据标称条宽度、轮胎胎体尺寸以及所需端数来计算端部间隙；
b.计算在每个条之间大致相等地分布所计算的端部间隙所需的分布间隙；以及
c.条靠条地应用缓冲层，其中每个条与相邻条隔开分布间隙距离。
8.一种用于将缓冲增强层条靠条地构造于轮胎中的设备，设备的特征在于：
a.用于根据标称条宽度、轮胎胎体尺寸以及所需端数来计算端部间隙的装置；
b.用于计算在每个条之间大致相等地分布所计算的端部间隙所需的分布间隙的装置；以及
c.用于条靠条地应用缓冲层的装置，其中每个条与相邻条隔开分布间隙距离。
9.根据权利要求8所述的轮胎，其特征在于这些条被应用于轮胎胎体上。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于这些条相对于轮胎胎体的赤道面成角度被应用。
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