帶有簡化胎頂增強結構的輪胎的製作方法

2023-10-10 06:52:24

專利名稱：帶有簡化胎頂增強結構的輪胎的製作方法
技術領域：
本發明涉及輪胎胎頂，尤其涉及與起加強胎頂作用的簾線相接觸的緩衝層。
輪胎胎頂通常包括胎體強化結構、一般不少於兩個強化層的帶狀織物、以及踏面。胎頂與地面接觸，它將控制車輛轉向所需的橫向力通過輪胎側壁和胎緣傳給車輪。為使車輛具有滿意的道路行駛性能，必須使胎頂相對於側壁具有高剛性。當前的目標就是要試圖達到這種高剛性，並以可能的最經濟的方法來實現。
人們知道將帶狀織物層的強化簾線固結在一起的緩衝層在獲得高剛性方面起一定作用。這就是緩衝層通常都具有高彈性模量的原因。反之，胎體強化結構簾線的緩衝層通常具有低的彈性模量，因為它們須承受輪胎側壁的大變形量而不致損壞。
而且目前正在進行的大量研究工作是以減少道路車輛的燃油消耗為目的的。為此目的需設計出在保持其他性能即在耐磨性、附著力、行駛性能等不變的前提下具有很低運行阻力的輪胎，並以可能的最經濟的方法來實現。
本發明的目的是提出一種輪胎，它具有改進的胎頂結構因而更易於製造，更具經濟性並可改善質量和性能。
本發明的另一目的，在相應於本發明的輪胎的第一種可選方式實施例中主要是改進胎頂的剛性，在相應的第二種可選方式實施例中主要是降低行駛阻力。
在下文中，術語「簾線」應理解為單絲和多絲或是組合結構，例如線網簾線、絞合簾線或是任何種類的等同結構，而與這些簾線的材料和處理方式無關，例如這些簾線可以進行表面處理，或用有利於與橡膠結合的粘結劑塗覆或預塗。
對於給定的強化層，術語「緩衝層」應理解為與這些強化層簾線相接觸的橡膠混合料，緩衝層同這些簾線粘附在一起並將相鄰簾線間的空隙充滿。在一般工業生產實踐中，在特定的胎體強化層中輪胎的不同部位均使用同一種緩衝層。
簾線與緩衝層之間的「接觸」應理解為至少簾線的外圓周面的一部分與形成緩衝層的橡膠混合料緊密接觸。
橡膠混合料的「彈性模量」應理解為室溫下單一軸向拉伸變形率為10％時的正割拉伸模量。
當橡膠混合料受到按正弦規律變化的應力作用時，例如對給定的變形ε*＝εoejwt，該混合料的靜態反應本身也是正弦的並有一角相位差δ，σ*＝σoej(wt+δ)。可定義複合模量G*＝σ*/ε*＝σo/εo·ejδ＝G』+jG」，σ為應力，單位為MPa。可定義G』為「動態模量」，G」為「動態損耗模量」。將比值tanδ＝G」/G』稱作阻尼係數。測量條件為溫度60°時頻率為1OHz的循環剪切應力，動態變形峰-峰值10％。
相應於本發明的輪胎包括延伸在兩側壁和兩輪緣之間的踏面；和固結在兩輪緣中的胎體強化結構。在踏面下面的部位，輪胎至少包括帶狀織物和胎體強化結構。踏面下面部位的胎化強化結構包括簾線，而且a)最靠近輪胎內側面排布的胎體強化結構的簾線與處於相對於這些簾線徑向內側的第一層低彈性模量的緩衝層相接觸；以及b)最靠近輪胎外側面排布的胎體強化結構的簾線與處於相對於這些簾線徑向外側的第二層緩衝層相接觸，這個第二緩衝層與最靠近輪胎內側面徑向排布的帶狀織物層的簾線相接觸。
相應於本發明的輪胎的優點在於踏面之下在胎體強化結構和胎頂第一帶狀織物層之間只有一層緩衝層。這樣就有可能有針對性地選擇這個單一緩衝層的性能和種類以達到輪胎設計者的目的。這樣還能簡化生產工藝，因為迄今為止人們一直認為必須選用不同的緩衝層來浸漬胎體強化結構簾線和帶狀織物層簾線。
作為一個例子，對於這個第二層的單一緩衝層可以選定高的彈性模量，其範圍在7至25MPa，最好在9-15MPa之間。
這樣就使胎頂具有很高的剛性，在高速時使輪胎具有極好的強度。
在另一可選方式中，對這個第二層的單一緩衝層可選擇低於6MPa的低彈性模量，最好在2-5MPa之間。這樣就可能減小行駛中消耗的遲滯能量進而減小輪胎的行駛阻力。
在優選實施例中，選用了具有非常低遲滯性的混合料，例如其阻尼係數tanδ的值小於0.08。
對本發明的說明是藉助於附圖進行的，附圖包括

圖1為普通輪胎胎頂的局部剖視圖；圖2為相應於本發明的輪胎胎頂的局部剖視圖。
圖1的局部剖視圖為普通輪胎的胎頂。胎頂1包括踏面2；第一層帶狀織物層的簾線3；位於簾線3徑向內側的第一緩衝層4；由在圓周上線性排布的簾線5和在踏面2下面部位徑向分布在簾線5外側的第二層緩衝層6組成的胎體強化結構；位於簾線5徑向外側的緩衝層7；以及處於胎頂1內壁通常稱做「內側層」的密封層8。
在第一層帶狀織物層的強化簾線3和胎體強化結構的簾線5之間有兩層緩衝層4和6。這兩層通常具有完全不同的機械性能，層4具有高的彈性模量，層6具有低的彈性模量。
圖2所示為相應於本發明的輪胎胎頂10的局部剖視圖。這種胎頂10的顯著特點為只有單一的緩衝層15，其同第一層帶狀織物層的簾線13以及胎體強化結構的簾線14相接觸。在超出胎頂10的側壁部位，胎體強化結構的簾線14在徑向外側與另一低彈性模量的緩衝層16相接觸。層15與16的分界恰在胎頂強化層的端部。但是這一界限也可以在軸向方向向內或向外偏移。
這種胎頂結構具有減少一層緩衝層的優點，這樣可使輪胎更易於製造並降低成本。
已經製造了一些185/65 R14輪胎供試驗用，具體情況如下
-對照組輪胎A的胎頂包括位於胎體強化結構簾線5』和帶狀織物層簾線3之間的兩層緩衝層4和6，同簾線5相接觸的緩衝層6具有低彈性模量(2.5MPa)與帶狀織物層簾線3相接觸的緩衝層4具有高彈性模量(13MPa)；-輪胎B的胎頂在胎體強化結構簾線14和帶狀織物層簾線13之間只有單一的緩衝層15，這個緩衝層15具有高彈性模量(13MPa)；-輪胎C同輪胎B相類似，不同之處為單一緩衝層15具有低彈性模量(2.5MPa)。
試驗結果顯示輪胎B相對於對照組的輪胎A在縱向和橫向剛性上可提高5％，在爆裂試驗和高速強度試驗中也有良好表現，而在行駛阻力方面結果欠佳。
輪胎C相對於對照組可降低行駛阻力2％。
這些試驗證實了可通過調整胎體強化結構和第一層帶狀織物層之間單一緩衝層的剛性和遲滯性來達到輪胎設計者的目的這一優越性。
在生產相應於本發明的各種類型輪胎時，在限定輪胎內部空腔形狀的剛性芯子上來製做輪胎是非常有利的。輪胎的所有結構件按照最終設計所規定的順序敷設在芯子上，這些構件直接放置在它們的最終位置處，在製做過程期間無需任何成形加工。這種製做方法尤其可利用專利EP0243851所描述的裝置來敷設胎體強化結構的簾線，利用專利EP0264600所描述的裝置來敷設橡膠構件。然後可按美國專利4895692所述的方法將輪胎模壓及硫化。
相應於本發明的輪胎可包括僅由在圓周上排布的一列固結在輪胎兩胎緣中的簾線構成的胎體強化結構，這時胎體強化結構的簾線在徑向外側與單一緩衝層相接觸，如同前面所述。這些輪胎也可同樣方便地包括在圓周上排布的數列固結在兩胎緣中的簾線構成的胎體強化結構。這時當然只有在圓周上排在靠近輪胎徑向最外側的簾線與單一緩衝層相接觸。
權利要求
1.一種輪胎，其特徵在於，該輪胎包括延伸在兩側壁和兩胎緣之間的踏面和固結在兩胎緣中的胎體強化結構，在踏面的下面部位，輪胎至少包括帶狀織物層的簾線和胎體強化結構的簾線，其中，在踏面的下面部位a)最靠近輪胎內側面排布的胎體強化結構的簾線與處於相對於所述簾線徑向內側的第一層低彈性模量的緩衝層相接觸；以及b)最靠近輪胎外側面排布的胎體強化結構的簾線與處在相對於所述簾線徑向外側的第二緩衝層相接觸，所述的第二緩衝層與最靠近輪胎內側面徑向排布的帶狀織物層的簾線相接觸。
2.如權利要求1所述的輪胎，其特徵在於，位於所述簾線徑向外側的第二緩衝層具有高彈性模量。
3.如權利要求2所述的輪胎，其特徵在於，高彈性模量層是彈性模量在7-25MPa之間的混合料。
4.如權利要求2所述的輪胎，其特徵在於，高彈性模量層是彈性模量在9-15MPa之間的混合料。
5.如權利要求1所述的輪胎，其特徵在於，位於胎體強化結構簾線徑向外側的第二緩衝層具有低彈性模量。
6.如權利要求5所述的輪胎，其特徵在於，一層或多層的低彈性模量緩衝層的彈性模量小於6MPa。
7.如權利要求6所述的輪胎,其特徵在於，一層或多層的低彈性模量緩衝層的彈性模量在2-5MPa之間。
8.如權利要求5所述的輪胎，其特徵在於，第二層低彈性模量緩衝層的阻尼係數tanδ的值小於0.08。
9.如權利要求1所述的輪胎，其特徵在於，最靠近輪胎外側排布的胎體強化結構簾線在側壁部分與處於徑向外側的低彈性模量緩衝層接觸。
全文摘要
一種輪胎,在最靠近胎頂徑向外側排布的胎體強化結構的簾線與最靠近胎頂徑向內側排布的帶狀織物層的簾線之間設有單一的緩衝層。
文檔編號B29D30/08GK1194903SQ9810106
公開日1998年10月7日 申請日期1998年4月1日 優先權日1997年4月2日
發明者佩德羅·科斯塔·佩雷拉, 讓－伊夫·德努埃, 丹尼爾·格裡爾·奧斯本 申請人:米什蘭集團總公司