輪胎的製作方法
2023-12-05 11:55:06
專利名稱：輪胎的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種輪胎。尤其是涉及在其側面與輪緣中加強件線的放置;本發明還涉及在輪緣中胎體線的固定。
輪胎胎體的加強件目前是由配置在輪緣中的一個或多個鋼絲圈周圍翻轉的一層或多層(往往徑向的)帘布所構成的。輪緣構成了能夠使輪胎固定到輪輞的部件。這樣構成的輪緣剛度是很大的。
希望的是，對於側面上方能保證輪緣剛度逐漸變化。在現有技術中，還很難保證在具有很大柔度的側面與相反地具有很大剛度的輪緣之間的這種剛度的逐漸演變。事實上，配置在輪胎這部分中的加強件不可避免地總是具有不連續性在胎體翻轉部分的徑向上端，沒有過渡地通過到沒有這種胎體翻轉部分的區域中，該區域不可避免地是剛性小。為了提醒起見，「朝上方徑向地」或「徑向上方」是指朝著更大半徑的地方，更相反地。
現有技術中已經知道可以避免繞一個鋼絲圈翻轉的徑向胎體的其它設計原則。作為一個實例，參引專利US3815652，在該專利中提出了由從輪胎一側輪緣到另一側輪緣形成特定軌跡的單根線構成胎體的加強件，以便使同一根線部分地及逐漸地構成一個加強件來取代傳統的鋼絲圈。在這種公知的結構中，胎體線在胎側形成了與輪胎同心的U形，該U形的下部位於輪緣中。U形的下部延伸到輪緣上一定的弧長上。配置U形構型根據需要進行布置，將它們一個相對另一個移動，一直到覆蓋輪胎的胎側組件。由此得到一個結構，該結構中，在輪緣中的加強件的線從徑向看形成了多個梯子;U形的下部沒有嚴格地按照在與輪胎軸垂直的一個平面中的圓對齊。這種加強件的結構是不利於線的精確定位的，並且不可能賦予輪胎一種非常良好的均勻性能。然而在目前，對輪胎要求的質量水平也在不斷地提高。
本發明的目的在於提出一種配置胎體加強件線的新方法，以便能保證在接近輪緣時輪胎胎側彎曲剛度能儘可能逐漸地改變。
本發明的另一目的在於提出一種輪胎加強件的結構，它在周向上也是儘可能均勻的。
最後，本發明還有一個目的旨在提出一種輪胎加強件的結構，該結構易於適合機械化製造。
根據本發明的子午線輪胎，包括一個每側固定在輪緣上的子午線胎體，其輪緣的底部用於安裝在輪輞的座上，每個輪緣由胎側延伸，胎側與胎面相連接，胎體由形成徑向來回的胎體線構成，輪緣由周向的線加強，其特徵在於在輪緣中胎體的固定是由以下方式予以保證的，-胎體的來回線是用每次連接一來線與一回線的環圈相鄰地布置的並在周向上是排齊的;
-徑向的來回線在輪緣中形成一個或多個周向基準線(alignment);
-在每個徑向線的圓周基準線旁，設置有至少一束周向的線束及一個具有大於70的A級肖氏硬度的橡膠混合物的中間層。
在本說明書中，名詞「線」是非常泛義的，它可以是單股線或多股線，或是組合線，例如纜線，粘合線或不管什麼類型的等效組合線，並且它們可以是不管何種材料及受過何種處理的線，例如受到表面處理或塗層，，或預塗膠以利於粘結在橡膠上。胎體的加強件在兩束圓周取向的線束之間利用橡膠插入物形成一個中間層。在胎體的線是按90°時，胎體為徑向的，但也可根據使用，按照接近90°的角度配置。
在現有的技術中，人們已經知道胎體的一層或多層帘布是繞在鋼絲圈上的。這時鋼絲圈充當固定胎體的作用，這就是說在充氣壓力作用下承受了在胎體線中出現的應力，在本發明中所請求保護的配置方式保證了這種胎體的固定作用。
從現有技術，人們也知道，這個同一鋼絲圈也保證輪緣緊固在輪輞上的作用。在本發明中所請求保護的配置方式同樣也能保證足夠的緊固作用。
在下面參照附圖所作的說明中說明了實施本發明的所有細節。
圖1主要表示本發明輪胎的胎側面與輪緣的徑向剖面圖;
圖2僅表示加強線的配置透視圖;
圖3表示實施本發明第二個實施例的徑向剖面圖;
圖4表示與第二個實施例相對應的方式配置的部分加強線的透視圖;
圖5表示實現本發明的第三個實施例，是以輪胎胎側及輪緣的徑向剖面表示的。
圖1及圖2說明實施本發明的最簡單實施例。由其圖可以看到，本發明較特別涉及到的是輪胎的熟知部分，即輪胎胎側1及輪緣2。胎體的加強件是由許多的線部分3組成的，在胎側1的這些線部分為徑向取向。線3形成位於輪緣2中的並置環圈30。各環圈30彼此相鄰而不重疊。
將線布置成環圈時就不必切割線的邊緣，這樣布置如同不連續的一樣。事實上，加強件部分的線一般是纜繩，纜繩的端部在其切割處呈現分忿，在分忿處所有的單股線彼此分開。這就構成輪胎內部折斷的起因。當線是織物材料時，線被塗上膠，以保證與橡膠很好粘合。在纜線被切割後可惜在每根纜繩端部是沒有預塗膠的，這使得切割的地方還是不粘結橡膠。由此在輪緣內部存在折斷的危險。使用這裡所述的配置，就不再擔心這類缺點。
從來線和回線構成的環圈，可以看出該胎體是「單線」形式的。當然，該胎體不能連續地由單根線製造。根據本發明，合適的是僅只使用少量的線，並且將線的頭部與尾部放置在胎面而不放在輪緣中。
為了保證胎體完善地固定，製成由多層組成的輪緣，在輪緣2的內部，布置彼此來回的胎體線3，一束圓周取向的線(線束61及62)及肖氏A級硬度大於70的橡膠混合物的中間層。在每個線束61、62中，線基本上是同心及重疊的，例如可以將鍍黃銅的金屬線繞成許多圈。
沒有必要為保證胎體線3或構成線束61或62的線圈浸漬而添加專門的橡膠混合物，但應避免圓周取向的線與徑向的線直接接觸。在模壓時利用浸漬，同樣類型的混合物保證同一線束的線部分之間和不同的線束之間的壓迫和連接作用。
對於被夾入的橡膠層5，使用一種只使用合成彈性材料的混合物或/與聚丁二烯摻合的混合物時，許多試驗揭示了壽命方面非常有意義的結果，所述SBR玻璃態轉化溫度(Tg)在-70℃與-30℃之間，所述的聚丁二烯的Tg值在-40℃與-10℃之間，所述使用的一種或多種合成彈性體按總比例計算為彈性體總重量的至少40%。其餘部分是由天然橡膠組成的所考慮的Tg值是用差熱分析測定的。最好使用SBR溶液。例如，使用一種含50%Tg值為-48℃的SBR溶液，50%的NR，並添加增強填料及樹脂，以便達到所要求的肖氏A級硬度。可以在被硫化的輪胎中得到層5，因為放置胎體線3及已充分裹上橡膠的線圈61、62，模壓後能產生以下將要描述的層5。
不用上述以上的天然橡膠為主要成分的混合物，人們可以使用熱塑性樹脂(脂族聚醯胺，聚苯氧)或熱固性樹脂(甲酚樹脂)它們能產生合適的硬度及粘性。
為了在線束61、62的鍍黃銅金屬線上與在胎體的線3上橡膠層5都粘結得很好，並且為了保證這種粘結在高溫下有很長的壽命，所述的橡膠層5含大量的硫，並且使用了其比例調節得很好的附著添加促進劑(例如，鈷或鎳的金屬鹽)。例如，使用硫的比率為總彈性體的5-8%(重量)，鈷量為總彈性體的0.2%(重量)。
為了保證很好消除在充氣壓力下胎體線出現的應力，希望是所述環圈應徑向配置在低於周向上相鄰的線束的最低部分的水平面上。
最好，胎體線3從輪胎一邊輪緣通過胎面到另一輪緣形成來回，因此線從一邊輪緣到另一邊輪緣是連續的。在胎面中輪胎結構的不同加強部件不構成本發明一部分。只要指出它們是由所有適合的加強方式構成的就行了，例如放置線以便保證形成三角形帶。此外，在輪緣中，當然也可以放置一種非常硬的，用作傳統輪胎鋼絲圈填充物的橡膠混合物。這種填充物橡膠被放置在胎體加強物的一側和/或另一側。
安裝在公知輪輞上的輪胎受到交替的變形時，與輪輞接觸的區域，也就是說位於輪輞卷邊內的輪緣部分，實際上沒有受到任何變形。在側面上方部分，也就是說按一般情況在輪胎赤道與軸肩之間的部分可足夠大的彎曲以便使得輪胎具有必要的柔性。赤道是側面最寬的部分，相當於安裝在輪輞上輪胎最大的外形尺寸。
為了保證在與輪輞接觸區域及赤道之間儘可能逐漸地過渡，在與輪輞接觸的區域上面，及在赤道的下面，位於胎體各側的橡膠成份滿足下述關係式iEi·ei(外)iEi·ei(內)≥3]]>式中Ei為徑向模量，ei為在胎體線的外部70及內部71各自每種橡膠成份i的厚度。當在輪胎的這部分有多個胎體基準線時，為了利用這個公式，僅考慮在最外部線的外部及相應的最內部線的內部組成。
當被使用的各種成分的模量相類似時，這意味著將胎體儘可能放到側面內側是合適的。還可以在側面裡側使用比較軟的(即模量非常小的)樹脂，這樣保證能在輪胎壽命與所謀求的舒適性之間得到折中。
由圖3、4及5可以看到，在每個側面1中，胎體線3構成徑向並列線部分的周向上的一個單一基準線，還可以看到在與輪緣2相連接的側面部分中，胎體分成兩根徑向線的周向基準線31、32，它們在軸向彼此逐漸分開。沿著每個徑向線3的周向基準線，正如前面所說明地那樣，在每側有一周向的線束，及如前述構成的橡膠中間層。沿基準線31的邊上有線束61及62，而沿基準線32邊上有線束62及63。所有這些周向上的線束是由螺旋線圈來實現的。有利的是中間線束62在徑向上再上升比側面線束61及63要高一些。
這樣就達到了一種交錯排列，這一點為圖4透視圖很清楚地表現出來了，由該圖可以看到，不同的基準線由周向的線束分隔開來。
當然，還可以在其中具有兩個以上的在軸向上彼此逐漸分開的徑向線圓周基準線，在此情況下，每個基準線是由僅一根徑向來往的胎體線構成。不同的基準線的線以如下方式配置，即在這些側面，兩根相鄰胎體的線來自於輪緣2中的不同基準線。換言之，在該側面中，每個基準線中的線交錯排列，但在該輪緣中則不同，而是使每個基準線中的環圈30不相重疊。
這第二實施例是格外有利的，因為在輪胎側同一平面上，有唯一一徑向線部分的周向基準線(在一單層中)。這就可以獲得一個非常柔性的胎側，在擠壓有這樣一種加強件結構的輪胎時，胎側的彎曲剛度是很小的，要比目前採用的製造方法生產的兩層胎體小得多。
隨著接近輪緣，胎體線被彼此逐漸地分成兩個圓周基準線，當然可對被分隔布置成多個基準線所在的高度進行調整，並在所選擇的高度上插入橡膠。
以此方式，可漸漸地增大了彎曲剛度。此外，在輪緣內的基準線中線的徑向部分數目，相當於胎側單個基準線中線的徑向部分的數目的一半，這是非常有利的，因為在輪緣高度上徑向線是很短的，容納校準線的位置比在側面中要小，這種線分布有利於完善地處理它們，使它們具有良好的橡膠浸漬。
由圖5可以看到，實施本發明的第三個實施例。在輪緣2內，增加了線的周向線圈64及65。在這些線之間只有很薄的橡膠層，這就是說這些橡膠的厚度沒有線圈或基準線的直徑大。
從同一圖還可以看出，有許多圓周取向的線66，在徑向上位於赤道下面的側面1部分中的高處。這樣能多少給出充氣徑向胎體的自然平衡形式的不同狀態。於是，給車輪充氣時，可以相當好地保持輪胎的形狀。當然還可以在側面及輪緣中或在它們的內部使用不同性能的線。
最好，側面1的周向線的密度小於輪緣2的。希望密度的變化是逐步的，以便保證密度在輪胎輪緣與側面之間儘可能逐步過渡。
人們可以看出，本發明所推薦的具有徑向胎體的加強件結構能使剛性在側面與輪緣之間逐漸演變。這種結構給輪胎設計者提供了，通過簡便地調整周向線密度及可能時對輪緣中徑向線的圈向基準線數目和對線的性能的調整來非常大的幅度調整這種剛性及其變化。
所提出的結構也不存在任何加強件的不連續性，這對輪胎的壽命是很有利的，並且這種結構還意料不到導致輪胎更好的舒適性。
為了使加強件的線儘可能精確地定位，在一個確定輪胎內腔形狀的剛性芯件上製作輪胎是非常有利的。在該芯體上，根據最後結構所要求的順序在該芯體上裝配輪胎所有組件，將這些組件直接地放置在它們的最終位置上，在製作的任何時刻均不採用定形處理。在此情況下，輪胎可採用US4895692中所公開的方式進行模壓及硫化。
權利要求
1.包含一個固定在輪緣(2)中輪胎每側邊上的一個胎體的子午線輪胎，其輪緣的底部(20)用於安裝在一個輪輞座上，每一輪緣延伸到胎側(1)，胎側面(1)與胎面連接，胎體(5)由形成來回的胎體線(3)構成，輪緣(2)由周向線(61、62)加強，其特徵在於，在胎體中，胎體固定是由以下方式予以保證的-胎體的來回線(3)是用每次連接一來線與一回線的環圈(30)相鄰地布置的並在周向上排齊的；-徑向來回線(3)在輪緣(2)中形成一個或多個圓周基準線(31、32)；-在每個徑向線(3)的圓周基準線旁，設置有至少一個周向的線束及一個具有大於70的A級肖氏硬度的橡膠混合物中間層。
2.根據權利要求1的輪胎，其特徵在於胎體線從一側輪緣徑由胎面到另一側輪緣形成來回。
3.根據權利要求1或2中任一項的輪胎，其特徵在於在胎側中，胎體線是徑向取向的。
4.根據權利要求1至3中之任一項的輪胎，其特徵在於所述環圈在低於相鄰線束最下部分的一個水平面上徑向配置。
5.根據權利要求1至4中任一項的輪胎，其特徵在於在正好位於與輪輞接觸的區域上面和在赤道的下面的胎面部分，位於胎體各側的橡膠成份滿足下述關係iEi·ei(外)iEi·ei(內)≥3]]>式中Ei沿徑向的模量，ei為相應胎體線外部和內部每個橡膠成分i的厚度。
6.根據權利要求1至5之任一項的輪胎，其特徵在於中間橡膠混合物層(5)是含合成彈性體SBR的混合物，它的Tg值在-71℃至-30℃之間，其比例至少為總彈性體重量的40%。
7.根據權利要求6的輪胎，其特徵在於使用摻有PB的SBR，PB的Tg在-40℃至-10℃之間，合成彈性體的總比例至少為總彈性體重量的40%。
8.根據權利要求6或7的輪胎，其特徵在於所使用的SBR是溶液類型的。
9.根據權利要求6至8之中任一項的輪胎，其特徵在於所述層(5)混合物中硫的比例為總彈性體重量的5%至8%。
10.根據權利要求1至5之中任一項的輪胎，其特徵在於層(5)基本上選自於脂族聚醯胺、聚苯氧和甲酚樹脂。
11.根據權利要求1至10中任一項的輪胎，其特徵在於輪緣包括在整個寬度上形成的多個線束的周向線。
12.根據權利要求1至11中任一項的輪胎，其特徵在於在每個胎側中，胎體線形成單個的徑向來回的周向基準線，並從胎側連接到胎緣的下部，所述基準線分成至少兩個彼此在徑向上逐漸分隔開的基準線(31、32)。
13.根據權利要求11的輪胎，其特徵在於在輪緣中配置的每個基準線是由構成來回的一單根胎體線形成的;及其特徵還在於在胎側(1)範圍內，兩相鄰胎體線來自於輪緣的不同基準線。
14.根據權利要求1至13中一項的輪胎，其特徵在於它含有在位於赤道下的部分胎側(1)中的一束周向線束。
15.根據權利要求14的輪胎，其特徵在於在胎側(1)圓周取向的線的密度小於輪緣(2)中圓周取向的線的密度。
全文摘要
輪胎的胎體由從一側輪緣到另一側輪緣來回走線的單根線構成的。通過在胎體線的每側(沿軸向)上配置至少一束圓周取向的線束及一個肖氏A級硬度大於70的橡膠混合物的中間層，在輪緣中實現胎體的固定。
文檔編號B60C15/00GK1084461SQ9310932
公開日1994年3月30日 申請日期1993年8月5日 優先權日1992年8月5日
發明者伊夫·埃貝萊, 讓-雅克·普拉德雷 申請人:塞德普魯公司