專利名稱：具有復(fù)合簾布層結(jié)構(gòu)的輪胎及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地說涉及輪胎，更具體地說涉及具有復(fù)合簾布層結(jié)構(gòu)的輪胎，此復(fù)合簾布層結(jié)構(gòu)包括由非延伸型的徑向延伸簾線而最好是由細直徑的鋼絲簾線組成的至少一層底簾布層，主要用于載客的充氣輪胎或輕型載貨汽車的輪胎，包括但不限于跑氣保用輪胎。
背景技術(shù)：
把徑向鋼絲簾線用于輪胎在輪胎技術(shù)中是周知的，運土車和商用貨車輪胎使用這種鋼絲簾線輪胎已有多年。
在打算把鋼絲簾線用于載客輪胎時，必須解決如何一致地使鋼絲簾線增強的簾布反包中的某些公共性問題。
通常首先必須問的問題是，是否還需要簾布反包？1921，Charles Miller于美國專利1393952中指出，借助具有相對于簾布層簾線的交叉股線，可將簾布層牢牢地固定于胎圈之上而不需將任何簾布層實際上卷繞到此胎圈填充芯上。Miller的輪胎表明，可以少到只用四個輪胎，而這對于那個時代的輪胎是重要的技術(shù)成就。
1942，S.M.Elliott于美國專利2430560中報導(dǎo)，要是胎圈卷包的織物帶確能不與簾布層接觸，則可將農(nóng)業(yè)機械用輪胎制成為具有更大的彈性變形。
1968，Goodyear公司的Fred Kovac與Grover Rye取得了一種斜線輪胎的專利權(quán)，使外簾布層具有0.037″或更大的巨型簾線。此外簾布層包括兩部分，即斜紋胎體層和一對徑向胎圈簾布層。此輪緣簾布層的邊緣重疊到胎體層的邊緣上并夾層于后者之間。Kovac等指出，此胎體層可由金屬絲組成而輪緣簾布層則可以由織物或細線增強。Kovac著重地指出，要是把巨型簾線用于簾布層，則包含有這種巨型簾線的簾布層就會硬到使輪胎的制造者難以將它們繞輪緣反卷。于是Kovac建議較硬的簾布層的邊緣要中止卷轉(zhuǎn)到胎圈之下，而使較軟織物的胎圈簾布層卷到胎圈之下且以其邊緣疊置于較硬簾布層的邊緣之上。
The Firestone tire & Rubber Company的Powers等提出了一種有徑向間隙的充氣輪胎，這種輪胎具有的一或多層胎體層包含著取徑向的非延伸簾線，且以此胎體層的端部終結(jié)于胎唇鋼絲圈的與此胎體層相同的一側(cè)。這種輪胎還具有胎圈的連接簾布層，它包含徑向的非延伸增強簾線且卷繞到胎唇鋼絲圈之上。Powers等注意到先有技術(shù)英國專利No.990524公開的一種徑向簾布層體與徑向簾布層胎圈外罩，此胎體簾布層的簾線為人造絲簾線而其胎圈外罩則由鋼絲簾線增強。Powers注意到，模量差造成以上兩種簾線不在一起起作用，似乎它們是在一個簾布層之中，而其全面性的非延伸的簾線設(shè)計也確能如一層那樣起作用。Powers指出，胎體層與胎圈連接層在其相互鄰近處的距離，必須至少是從胎唇鋼絲圈的中點沿胎體層到胎體層上胎面層的邊緣所在處的周邊距離的20％而不超過其50％。Powers提出，可以應(yīng)用玻璃纖維簾線、鋼絲簾線或Kevlar簾線。Powers等的試驗輪胎是11-22.5卡車輪胎，采用具有每英寸經(jīng)線數(shù)為14的纜結(jié)構(gòu)的鋼絲的1×4+6×4×0.175+1×0.15的徑向簾線。類似地，胎圈連接層采用相同的鋼絲結(jié)構(gòu)。這些卡車輪胎承載約100psi的很高的工作充氣壓力，Powers等的專利表明了一種潛在的可以實現(xiàn)的原理，盡管這樣的卡車輪胎尚未悉已進行商業(yè)開發(fā)。
1955，Ahmad等公開的一種充氣輪胎具有不連續(xù)的外胎體層。Ahmad等公開了一種具有常規(guī)反包端的全徑向內(nèi)簾布層以及從束帶邊緣下延伸到胎圈的不連續(xù)的外胎體層，而上述內(nèi)層與外層相鄰接觸。
EPO公報822195A2公開了一種跑氣保用輪胎和制造方法，所示的跑氣保用輪胎具有多個徑向簾布層，其中至少一層簾布層是卷繞到胎圈之上并具有向上包邊，其余各層則只是終止于胎圈附近。這種胎圈區(qū)域的概念看來與Ahmad公開的先有技術(shù)的解決辦法類似，例外的只是這里的各簾布層是為填料或插入件所分開，而這是跑氣保用輪胎的共同特點。
本發(fā)明還提供了于輪胎中建立復(fù)合簾布層結(jié)構(gòu)的新穎方法。這種輪胎可以是徑向簾布層的充氣輪胎，包括已知為跑氣保用輪胎的這類輪胎。
附圖簡述

圖1是本發(fā)明的輪胎的橫剖圖。
圖2是圖1中輪胎的一個胎壁部分的局部放大圖。
圖3是本發(fā)明另一實施例輪胎的橫剖圖，此輪胎是跑氣保用輪胎。
圖4是圖3中輪胎胎壁部分局部的放大圖。
圖5是采用第一種裝配方法制造的示明于輪胎裝配鼓上的復(fù)合簾布層的透視圖。圖5A是據(jù)第一種方法制得的胎體的橫剖圖。
圖6是由另一種最佳方法所制復(fù)合簾布層的透視圖。圖6A是由此另一種最佳方法所制胎體的橫剖圖。
圖7A、7B與7C概示依據(jù)圖6所表明的方法制得的圖4的跑氣保用輪胎胎體。
圖8是第二個另一種實施例的跑氣保用輪胎的橫剖圖。
圖9是第三個另一種實施例的跑氣保用輪胎的橫剖圖。
發(fā)明概述公開的一種輪胎10具有胎面12、帶結(jié)構(gòu)36以及沿徑向在此胎面12與帶結(jié)構(gòu)36之內(nèi)的胎體30。胎體30有一對胎圈部22。每個胎圈部22具有彈性頂部48和非延伸的胎圈填充芯26。
胎體30具有至少一個復(fù)合簾布層結(jié)構(gòu)40，它沿徑向在帶結(jié)構(gòu)36之內(nèi)并卷繞各個胎圈填充芯26且從其上延伸出。此至少一個復(fù)合簾布層結(jié)構(gòu)40具有底層40A由具有等于或大于X的模量E的簾線41增強，簾線41沿徑向延伸而從胎圈部22到胎圈部22則基本上是不可延伸的。此復(fù)合簾布層40還有一對為撓性簾線43增強的簾布層延伸部40B。此簾布層延伸部40B重疊地與底層40A結(jié)合，卷繞到胎圈填充芯26和沿徑向外延的彈性三角膠芯48上。
此至少一個復(fù)合簾布層40的底層40A的簾線41具有模量X，而簾布層延伸部40B具有的模量小于X。層延伸部40B的簾線43實質(zhì)上是可延伸的。此至少一個復(fù)合簾布層40的層延伸部的簾線43最好是合成的，且最好選自由尼龍、人造絲、聚酯或芳族聚酰胺中的一種制成的簾線。
底層的簾線最好是金屬的而尤為最好是鋼的。在此復(fù)合簾布層的最佳實施例中，底層具有一批均勻分開的細徑鋼絲簾線。簾線具有直徑C(mm)以及一或多根絲。各個絲的直徑為D而抗張強度至少為(-2000D+4400MPa)×95％，式中D是絲的直徑，以mm為單位而C＜0.75mm，由彈性料封裝此簾線料，彈性料的厚度為(C+0.22)～(C+1.25)mm。這種簾線最好均勻地分開成14epi或每英寸更多的經(jīng)線。
在本發(fā)明的輪胎的第二實施例中，胎體30有一對胎壁結(jié)構(gòu)20。各胎壁結(jié)構(gòu)從胎面沿徑向內(nèi)延。各胎壁具有至少一個從此至少一個復(fù)合簾布層40沿徑向朝內(nèi)的第一插件42，以及第二插件46和為此第二插件46與至少一個復(fù)合簾布層40相分開的第二簾布層38。第二簾布層38由徑向簾線45增強，簾線45具有模量E不同于至少一個復(fù)合簾布層結(jié)構(gòu)40中底層的簾線的。第二簾布層38的簾線最好由選自尼龍、聚酯、人造絲或芳族聚酰胺中一種的合成材料制成。
在最佳跑氣保用輪胎的實施例中，插件42、46由彈性材料制成，可由簾線增強或可由合成材料的短纖維增強。
插件42、46的邵氏A型硬度為40-85，它們可采用不同的硬度值。在有需要時可以另采用三或更多個插件。雖然本項技術(shù)中已知的任何插件材料都是可用的，但類似于美國專利5368082中所述的以及見于1997，5，29提交的共同未決申請08/865489中的則是最符合要求的。
在一實施例中，輪胎在高度h處具有最大的剖面寬度，而此至少一個復(fù)合簾布層40具有一對反包端32，卷繞到各個胎圈填充芯26上的一個反包端32、沿徑向延伸至少40％h的距離。在另一實施例中，輪胎所具有的此至少一個復(fù)合簾布層40的翻轉(zhuǎn)端沿徑向延伸到并按橫向處于前述帶結(jié)構(gòu)之下。在輪胎的另一個可供選擇的實施例中，第二簾布層32具有的反包端沿徑向終止于此至少一個復(fù)合簾布層結(jié)構(gòu)的反包端之下。或者，此復(fù)合簾布層40的反包端可以沿徑向終止于第二簾布層結(jié)構(gòu)38的反包端之下。在任何情形中，至少有一個簾布層結(jié)構(gòu)應(yīng)有終端沿徑向至少等于高度h的40％的距離。
第二與第一插件是由邵氏A型硬度為40-85的彈性材料制成。第一插件的邵氏硬度可以與第二插件的不同。
在第三與第四實施例中，復(fù)合簾布層40具有胎圈卷繞簾布層延伸部40B，后者所具的簾線則為彈性材料封裝，此彈性材料則具有按垂直于第一面和第二面間所測的預(yù)定橫剖面厚度T。上述簾線更靠近到第一面。此第二面與胎壁區(qū)中的底層鄰近。
定義“高寬比”指輪胎剖面的高度對此剖面寬度的比。
“軸向的”與“軸向地”描述與輪胎轉(zhuǎn)動軸線平行的直線或方向。
“胎圈”和“胎圈填充芯”一般是指輪胎的包括環(huán)形抗張件的部分，徑向內(nèi)胎圈關(guān)系到將輪胎保持于由簾布層簾線卷繞的輪輞上并使其定形，其中用或不用其他增強件如擋泥板、風(fēng)鏟、三角膠芯或填料、護趾板以及胎圈包布。
“帶結(jié)構(gòu)”或“增強帶”是指平行簾線的至少兩個環(huán)形層或簾布層，織造的或非織造的，在胎面之下，不固定于胎圈之上，并具有相對于輪胎的赤道面成17-27°的左、右兩個簾線角。
“周邊”是指沿垂直于軸線的環(huán)形胎面的邊界延伸的線或方向。
“胎體”是指除帶結(jié)構(gòu)、胎面、緩沖層，在簾布層之上但包括輪緣的輪胎結(jié)構(gòu)。
“外胎”是指除胎面與緩沖層外，輪胎的胎體、帶結(jié)構(gòu)、胎圈、胎壁以及所有其他部件。
“胎圈包布”是指環(huán)繞胎圈外側(cè)設(shè)置用來保護簾線簾布層不受輪輞影響，將彎曲分布于輪輞上的窄料帶。
“簾線”是組成輪胎中簾布層的增強合股線之一。
“赤道面(EP)”是指垂直于輪胎轉(zhuǎn)動軸線且通過胎面中心的平面。
“接地印痕”是指胎面與平的表面在零速度和在正常負荷和壓力下的瞬時接觸面或接觸區(qū)。
“內(nèi)襯”是構(gòu)成無內(nèi)胎輪胎的內(nèi)表面且含有此輪胎內(nèi)充氣流體的彈性材料或其他材料的一層或多層件。
“標準充氣壓力”是指相稱的標準機構(gòu)為輪胎使用條件指定的具體設(shè)計的充氣壓力與負荷。
“標準負荷”是指相稱的標準機構(gòu)為輪胎使用條件指定的具體設(shè)計的充氣壓力與負荷。
“簾布層”是指以橡膠涂層的平行簾線的層。
“徑向的”與“徑向地”指沿徑向朝向或背離輪胎轉(zhuǎn)動軸線的方向。
“徑向簾布線層輪胎”是指用帶栓住或周邊受約束的充氣輪胎，其中的至少一層簾布層所具有的從胎圈延伸到胎圈的簾線相對于輪胎的赤道面鋪成的簾線角為65°-90°。
“剖面高度”是指從名義輪輞直徑到輪胎外徑在輪胎赤道面上的徑向距離。
“剖面寬度”是指輪胎于標準壓力充氣時和經(jīng)24小時后，但無負荷平行于輪胎軸線且在其輪胎壁外部間的距離，這里除去了胎壁因注標記、裝飾或加保護帶的高度。
“肩”是指正好在胎面邊緣之下的胎壁上部。
“胎壁”指輪胎在胎面與胎圈間的部分。
“胎面寬度”是指胎面在軸向中即在平行于輪胎轉(zhuǎn)動軸線的平面中的弧長。
本發(fā)明的詳細描述附圖中給出的標號與說明書中提及的相同。在本申請文件中，由附圖闡明的各實施例對于相似的部件都使用相同的標號。各種結(jié)構(gòu)采用了基本上相同的部件，但位置或數(shù)量上有差異，由此而給出了可以實施本發(fā)明原理的其他構(gòu)造形式。本發(fā)明的輪胎10采用了優(yōu)異的胎壁結(jié)構(gòu)20。圖1與2所示的輪胎10是徑向的載客車輪胎或輕型卡車輪胎，輪胎10設(shè)有接地測量輪胎部12，它在胎面12的各個橫向邊緣14、16處終止于各肩部。從各橫向邊緣14、16分別延伸出的一對胎壁部20則終止于一對胎圈部22，每個胎圈部又分別有一環(huán)形的非延伸性的胎圈填充芯26。輪胎10還設(shè)有胎體增強結(jié)構(gòu)30，從胎圈部22通過一胎壁部20、胎面部12、相對的胎壁部到達胎圈部22。此胎體結(jié)構(gòu)30具有至少一個復(fù)合簾布層結(jié)構(gòu)40，后者具有的反包端32分別卷繞著相應(yīng)的胎圈填充芯26。輪胎10當其為無內(nèi)胎的類型時可以包括通常的內(nèi)襯36來形成輪胎10的內(nèi)周面。圍繞胎體增強結(jié)構(gòu)30的徑向外表面，在胎面部12之下設(shè)有胎面增強帶結(jié)構(gòu)36。在所示的這一具體實施例中包括兩個裁截成的帶式簾布層50、51，它們的簾線相對于輪胎的中間圓周的中心平面定向成約23°角。
帶式簾布層50的簾線相對于此中間圓周中心平面與帶式簾布層51的簾線按相對方向設(shè)置。但是帶結(jié)構(gòu)36可以包括任意個數(shù)的取任何所需構(gòu)型的帶式簾布層，而簾線也可按任何所需角度設(shè)置。帶結(jié)構(gòu)36在整個帶寬上提供撞向剛度，以使在輪胎于未充氣狀態(tài)下作業(yè)中致胎面舉離路面的程度最小。在所示實施例中，這是通過使帶式簾布層50、51的簾線最好取鋼絲而尤為最好是取鋼索結(jié)構(gòu)而實現(xiàn)的。
圖1所示此最佳實施例輪胎10的胎體增強結(jié)構(gòu)包括至少一個復(fù)合簾布層結(jié)構(gòu)40，它具有一個從胎圈部延伸到胎圈部的底層40A。此底層最好具有一層平行的簾線41；底層的條紋41相對于輪胎的中間圓周中心平面定向成至少為75°的角。重疊的接合到底層40A上的是具有簾線43的簾布層延伸部40B。簾布層延伸部40B的簾線43相對于輪胎中間圓周中心平面定向成至少為75°的角。在所示的具體實施例中，簾線41與43相對于此中間圓周平面定向成約90°的角。此至少一個復(fù)合簾布層結(jié)構(gòu)40的底層40A的條紋41最好由非延伸的材料如鋼、Kevlar或玻璃纖維制成。但簾線43則可由通常用于橡膠制品增強用簾線的任何材料制備。例如但不限于芳族聚酰胺、人造絲、尼龍與聚酯。
底層40所具有的簾線41宜基本上是非延伸的，這種簾線應(yīng)采用合成或金屬材料，更好是金屬材料，而最好是高抗拉強度的鋼材。簾線41具有模量X。在鋼絲簾線41的情形，此模量大于150GPa。實現(xiàn)這種強度的方法之一是吸收美國專利4960473與5066455中所公開的適當方法與合金。這兩件專利已就其整個內(nèi)容綜合于此供參考，其中的鋼條已用Ni、Fe、Cr、Nb、Si、Mo、Mn、Cu、Co、V和B中的一或多種微合金化。最佳的化學(xué)組成按重量百分比列于下面C0.7-1.0Mn 0.30-0.05Si 0.10-0.3Cr 0-0.4V0-0.1Cu 0-0.5Ni 0-0.5Co 0-0.1其余為鐵和殘余物。
將這樣形成的條拉制成具有合適的抗拉強度。
用于圖1和2的非跑氣保用輪胎胎體30的簾線可以包括單股至多股絲。簾線41中總的絲數(shù)可從1至13。最好是使每根簾線中的絲數(shù)為6-7。各絲的直徑D一般為0.10-0.30mm，各絲的抗拉強度為2000-5000MPa，最好至少為3000MPa。
鋼絲簾線41的另一關(guān)鍵性質(zhì)是其中各個絲的總伸長率在25cm計量長度上至少須為2％?？傃由炻适前碅STM A370-92測量。簾線的總伸長率最好為2％-4％。特別理想的總伸長率為約2。2％-約3.0％。
用于此簾線中絲的鋼材的扭力值對于計量長度為絲徑200倍時至少應(yīng)為20圈。一般，此扭力值應(yīng)為約20-約100圈，更好是約30-約80圈而最好是約35-65圈。此扭力值是依據(jù)ASTM試驗方法E558-83測定的，試驗長度為絲徑的200倍。
有許多的特定金屬簾線結(jié)構(gòu)41可用于底層40B。這些特定的簾線結(jié)構(gòu)的代表性例子包括1×、2×、3×、4×、5×、6×、7×、8×、11×、12×、1+2、1+4、1+5、1+6、1+7、1+8、2+1、3+1、5+1、6+1、11+1、12+1、2+7、2+7+1、3+9、1+5+1以及1+6+1或3+9+1，對于0.15mm的絲徑，外部卷繞的絲可以具有≥2500MPa的抗張強度。最佳的簾線構(gòu)造包括的絲徑為3×0.18、1+5×0.18、1+6×0.18、2+7×0.18、2+7×0.18×1×0.15、3+9×0.18+1×0.15、3+9×0.18、3+0.20+9×0.18與3×0.20+9×0.18+1×0.15。以上的簾線牌號是內(nèi)行人所周知的。例如牌號2×、3×、4×與5×是指絲的束；即2絲、3絲、4絲，等等。牌號例如1+2或1+4是指單絲卷繞有2絲或4絲。
具有上述鋼絲簾線排列的層狀的底層40B當于輪胎的赤道面上測量時，能具有每英寸約5至約100經(jīng)線(近似于每cm2-39經(jīng)線)。這種簾線層最好排列成能在赤道面上具有每英寸約7-約60經(jīng)線(近似于每cm約2.7-24經(jīng)線)。以上對于每英寸經(jīng)線數(shù)的計算是根據(jù)簾線直徑范圍、簾線強度與簾布層實際強度要求而進行的。例如，每英寸的經(jīng)線最高時將包括在給定強度下使用較低直徑的簾線，相反，在同一強度下，每英寸的經(jīng)線數(shù)低時則采用較高直徑的絲。反之，當選擇使用給定直徑的簾線時，就必須根據(jù)簾線強度來確定每英寸經(jīng)線數(shù)的多少。
簾布層40的金屬簾線41取向成使得本發(fā)明的輪胎10是一般所謂的子午胎。
此簾布層的鋼絲簾線與輪胎的赤道面(EP)的交角為75°-105°，更好是82°-98°，最好是89°-91°。
簾布層40有一批細經(jīng)簾線41，簾線的直徑C小于1.2mm。簾線41可以是任何前述的簾線，包括但不限于1+5×0.18mm或3×0.18mm或直徑約0.25mm而最好約0.175mm的單絲。希望這些簾線41具有的絲的最小抗拉強度至少為2500MPa和大于2.0％的伸長率。且最好是約4000MPa和大于2.5％的伸長率。
如圖2進一步示明的，此至少一個復(fù)合簾布層結(jié)構(gòu)40具有一對簾布層延伸部40B，各分別具有一對反包端32卷繞到胎圈填充芯26上。簾布層延伸部40B的端部34鄰近胎圈填充芯26，且沿徑向終止于其上而沿軸向朝向其內(nèi)同底層40A的終端重疊地結(jié)合。在此最佳實施例中，反包端32位于輪胎的距最大剖面寬度徑向位置n的剖面高度SH的20％內(nèi)。如圖所示，反包端32沿徑向終結(jié)于輪胎在最大剖面寬度的徑向位置h鄰近的各X輪輞直徑之上一距離E處。圖1與2中還示明，輪胎10的胎圈部22各分別具有一環(huán)形的實質(zhì)上不可延伸的第一與第二胎圈填充芯26。各胎圈填充芯有一平底面27，它是由與胎圈鋼絲圈沿徑向最內(nèi)處的扭切的虛擬表面所確定的。此平底面27是一對邊緣28、29而介于其間的胎圈寬度為“BW”。胎圈填充芯26最好還包括平的外表面31，沿徑向相應(yīng)地在第一與第二表面23、25之間延伸。此沿徑向的外表面31具有小于胎圈底寬BW的最大高度BH。由表面23、25、27與31所確定的橫剖面最好大致為矩形或梯形。
胎圈填充芯最好由連續(xù)卷繞的單絲鋼線構(gòu)造成。在一最佳實施例中，分別由0.050英寸直徑的絲卷繞成徑向向內(nèi)的層至7、8、7、6絲徑向向外的層。此第一與第二胎圈填充芯26的平底面最好相對于所述轉(zhuǎn)動軸線傾斜，同時此胎圈的多部分的底面作相似的傾斜，理想的傾角相對于轉(zhuǎn)動軸線最好約為10.5°。胎圈底面的傾角有助于密封輪胎，約為通常輪輞的胎圈座凸緣傾角的2倍，據(jù)信這樣能簡化組裝和有助于保持胎圈座定于輪輞之上。
位于胎圈區(qū)22內(nèi)且沿徑向處于胎壁部20之內(nèi)的，分別是設(shè)于胎體增強結(jié)構(gòu)30與各反包端32之內(nèi)的高模量彈性頂部填充件48。各彈性的填充件48分別沿徑向從胎圈填充芯26的外部延伸，一直進入橫部面寬度漸減的胎壁部。彈性填充件48終結(jié)于徑向外端距名義輪輞直徑NRD的距離G至少為輪胎剖面高度SH的25％。
在本發(fā)明的最佳實施例中，簾布層延伸部40B具有平行的徑向延伸簾線43。另外，此延伸部40B可以具有相對于徑向的斜角。這一取斜向的量即相對于徑向的夾角為25°-75°而最好是45°或更小。確信此利用了取斜角簾線的簾布層延伸部40B的簾線增強能夠改進輪胎在未充氣時裝卸特性。
參看圖3與4，圖3所示最佳實施例的跑氣保用輪胎10的胎體增強結(jié)構(gòu)30包括至少兩個增強簾布層結(jié)構(gòu)38與40。在此所示的特殊實施例中設(shè)有沿徑向在內(nèi)的簾布層增強結(jié)構(gòu)38和沿徑向在外的復(fù)合簾布層增強結(jié)構(gòu)40，各個簾布層結(jié)構(gòu)38與40最好具有沿徑向從胎圈部22延伸到胎圈部22的一層平行簾線。第二簾布層增強結(jié)構(gòu)38卷繞到復(fù)合簾布層結(jié)構(gòu)40之上并具有沿徑向外延的反包端37。第二簾布層結(jié)構(gòu)最好具有尼龍或人造絲、芳族聚酰胺或聚酯材料的合成簾線45。復(fù)合簾布層40則完全如以前所確定的，具有從胎圈到胎圈的底層40A，具有非延伸性簾線41和重疊的簾布層延伸部40B，后者則具有卷繞胎圈填充芯26的合成簾線43以及反包端32。沿第二簾布層增強結(jié)構(gòu)38向內(nèi)有設(shè)在內(nèi)襯35與簾布層38間的彈性插件42。簾布層38與復(fù)合簾布層40的底層40A之間有彈性插件46。底層40的簾線41最好是不可延伸的和由鋼線制成，而延伸部40B的簾線43則最好是合成的且由與第二簾布層32類似的材料制備。此跑氣保用輪胎具有卸載和充氣的剖面高度SH。當達到標準充氣但靜態(tài)地載荷時，輪胎將偏重而產(chǎn)生一負載的高約≤75％SH。當此輪胎未充氣同時類似地靜態(tài)載荷時，到此輪胎的剖面高度≥35％SH。這類輪胎一般具有較厚的胎壁，如圖4、8與9所示。這類輪胎能夠應(yīng)用具有非延伸線簾線41的合成簾布層，簾線41具有的絲其直徑為0.05-0.5mm，最好為0.25-0.4mm。簾線41最好是金屬的，由鋼材制成，但不限于無跑氣保用本領(lǐng)的充氣輪胎中甚高抗張強度的鋼絲簾線。這之所以可能是由于較厚的胎壁限制了簾線41的折彎或彎曲疲勞而能采用較剛性的簾線。這樣做的優(yōu)點是提高了輪胎的載荷本領(lǐng)同時降低了輪胎成本。這種結(jié)構(gòu)與整體內(nèi)容綜合于此供參考的1997，5，29提交的系列號08/865 489，題名為“具有改進了胎體的跑氣保用輪胎”的共同未決申請中的有著許多類似性，此申請文件中指出，胎壁結(jié)構(gòu)的彎曲模量可以使之基本上接近簾布層結(jié)構(gòu)40的非延伸性簾線41的。通過把重疊的合成簾線43作為簾布層延伸部40B接附，卷繞到胎圈部上，輪胎工程人員這時就能調(diào)整或調(diào)節(jié)輪胎性能，使得在胎圈區(qū)22中能將實質(zhì)上有更柔順的合成材料有效地卷繞到胎圈上，借助于升降可延伸的和不可延伸的簾布層簾線的過渡段，就可較容易地組合和能調(diào)節(jié)車輛的行駛性能。在這樣地做了之后，工程人員就能調(diào)節(jié)可延伸的和不可延伸的簾線間的徑向位置，使此輪胎能夠更類似于在下部輪緣區(qū)中有基本上是合成簾線的復(fù)合件那樣起作用，或者工程人員能夠通過降低鄰近胎圈區(qū)的非延伸的簾線來調(diào)節(jié)剛度，以提高胎圈部的剛度。
參看圖5，其中以透視圖示明了在裝配鼓5上的復(fù)合簾布層40。此復(fù)合簾布層40有預(yù)裝附于底層部件40A上的簾布層延伸部40B。然后將胎圈填充芯26置于此簾布層延伸部上，在輪胎的各側(cè)上達到一沿軸向與底層鄰近的區(qū)域，如圖所示。當胎體充氣，簾布層延伸部40B將底層40A相對于胎圈填充芯26保持于鄰近的位置。圖5A以橫剖圖示明上述特點。
圖6以透視圖示明由另一種方法制造的復(fù)合簾布層40。如圖所示，簾布層延伸部40B置于裝配鼓5的各側(cè)，以胎圈填充芯26直接放到各簾布層延伸部40B的頂部上并近似地設(shè)定于中心處，此簾布層延伸部40B和胎圈填充芯26最好位于裝配鼓5各側(cè)的淺沉凹區(qū)。然后將底層40平鋪或基本上平鋪于胎圈填充芯26上，如橫剖圖6A所示。底層40的寬度W裁切成使此底層的寬處于軸向內(nèi)側(cè)23和軸向外側(cè)的胎圈填充芯26之間的距離L的范圍內(nèi)。底層40A的寬度W最好設(shè)定或近似于兩胎圈填充芯中點間的間距，于是理想上W等于L+BW。當輪胎在裝配過程中充氣，簾布層延伸部40即上卷而與底層40A毗連，底層40A沿徑向朝內(nèi)拉到下部區(qū)域中，使得底層40A的端部33滑移過胎圈填充芯26的頂部31，而最好是在直接鄰近胎圈充填芯26的徑向外部31的位置，與胎圈充填芯26和簾布層40B相鄰。確信這種制造方法能確保底層簾線41按圍繞輪胎圓周邊的距離測量時相對于胎圈至胎圈的位置具有最大的簾線長度。
圖6所示裝配方法的極其有用的特點是，當裝配鼓5呈下凹形式時，能使胎圈填充芯26滑移到鼓5之上并處于簾布層延伸部40B的上方，而由于底層鋪于胎圈芯26之上，就不必清除頂部填料48或插件46。插件46可于胎圈設(shè)定之后安裝到胎體結(jié)構(gòu)之上，然后將頂部填料48和插件46縫合到此組件之上，這之后可將底層40A鋪陳于此組件之上并且是柱形地拼接到此組件上。從圖5和5A易見，胎圈填充芯26可以從裝配鼓5的一端，必要時從兩端，滑移到簾布層延伸部40B和襯里35之上，而在任一情形下都不必通過底層40A。對于圖7A、7B、7C中的跑氣保用胎體組件可以取得相似的優(yōu)點。
如圖5與6所示，所形成的結(jié)構(gòu)基本相同，能利用圖6中所用方法的優(yōu)點，將底層部40A的端部33在充氣吹脹形成完工的輪胎之際降低到接近胎圈的位置。
在底層40中采用非延伸的簾線41保證了此底層在裝配鼓上充氣時能起到預(yù)加載的彈簧作用，迫使端部33可靠和一致地沿胎圈填充芯26的側(cè)邊或其鄰近快速地進到適當位置。在另一種結(jié)構(gòu)中，底層40A的寬度W可以設(shè)定為L+大于2BW。這種結(jié)構(gòu)能保證底層端部33沿胎圈填充芯26的軸向外表面23定位。
內(nèi)行的人應(yīng)知圖5或6所示形成輪胎的方法可以用于圖1與2所示的新穎輪胎上，或圖3與4所示的跑氣保用輪胎上而不須作顯著的改變。
參看圖8與9，其中示明了第二與第三供選擇的實施例輪胎10。在此第二實施例輪胎10中，此復(fù)合簾布層的延伸部40B是以優(yōu)異的方式制成。如圖所示，簾布層延伸部40B的徑向內(nèi)端34與外端32在帶增強結(jié)構(gòu)36下延伸相近似的距離。簾布層延伸部40B如圖所示具有預(yù)定的橫剖面厚度T，簾布層的簾線43設(shè)置于與相對面相反的一個面鄰近，形成于簾線43的不對稱定位，使得大量的彈性材料在簾線43的一側(cè)，而在簾線43的相對側(cè)則實際上無彈性材料。
在制造這種輪胎時，簾布層延伸部40B鋪放到裝配鼓5之上且在胎圈填充芯26的任一側(cè)都顯著較寬地延伸出。此寬度足以使輪胎充氣時，端部32、34將終止于帶50、51之下。底層40A如圖示設(shè)于兩胎圈填充芯26之間。當輪胎10充氣時，簾布層延伸部40B反包，形成了圖7所示的橫剖面。此延伸部40B的彈性涂層在組成上與前述的插件填料42，46類似。隨著簾布層延伸部的反包，它從簾布層延伸部涂層的增厚區(qū)形成了兩個插件填料和頂部填料。底層夾插在徑向延伸的簾布層延伸部之間，所形成的輪胎是跑氣保用輪胎，其中的頂部填料和插件被巧妙地通過合并到簾布層延伸部40B中而替換。內(nèi)行的人易知，這種輪胎在用于制造和組裝跑氣保用輪胎時能大大地減少了部件數(shù)和顯著地提高了制造這種輪胎的速度和精度。底層的簾線41最好是非延伸性的，但可以包括尼龍、人造絲和聚酯等上述任一種簾線料。
要是需要較高的有效輪胎彈簧剛度，則圖8中的輪胎還可以包括位于圖9所示的簾布層延伸部40B徑向朝內(nèi)且相鄰處的插入件42由此第三個供選擇的實施例的跑氣保用輪胎在零充氣壓力下具有大的負荷承載本領(lǐng)。如圖所示，底層40A通過附加頂部填料48于底層40A各側(cè)的兩個部分中，可使底層40A大致定心于胎圈填充芯26之上?；蛘撸遣捎脝我惶盍?8時，底層40A可以如圖4所示與簾布層40B鄰接，而要是在裝配中三角膠芯填料48位于此底層之下時，底層40A則可與簾布層延伸部40B的反包部32鄰接。
當利用復(fù)合簾布件40組裝圖4的跑氣保用輪胎時，最佳的方法包括下述步驟提供輪廓分布如圖7A、7B與7C橫剖圖所示的裝配鼓5，鋪陳上述襯里35、織物材料的護趾板(有選擇地)，將第一插入件42與具有合成簾線的簾布層38鋪陳于前述部件之上。然后將簾布層延伸部40B放到簾布層38之上，近似地于平面B-B上定中，平面B-B是確定胎圈填充芯26之間間距L的平面。然后于各個平面B-B上放置一個胎圈填充芯，重要的是要注意到胎圈填充芯26可以滑到胎體結(jié)構(gòu)之上而不受阻撓，這是由于鼓5的輪廓和胎圈填充芯的內(nèi)徑所致。這意味著填充芯26可以從此鼓的任一端自由地于整個結(jié)構(gòu)上滑動，或在有需要時，可以從兩端來安裝填充芯26。
在安裝胎圈填充芯26時，將拱形的鼓展開而使胎圈填充芯26設(shè)定就位。然后應(yīng)用上插入件填料46。再將底層40A置于此插件之上并縫合到下面的部件之上。重要的應(yīng)注意到底層40A的寬度W≥胎圈填充芯的間距L，更好是L+胎圈填充芯寬度BW，而最好是間距L+2BW，至少最好將頂部填料48直接裝附到底層40A的端部上。胎體此時便使得簾布層38的反包端以及延伸部40B折合并縫接于其上。接附上帶狀的楔形樹膠條以及胎圈包布與胎壁部件60、20。將胎體充氣或超環(huán)面形，隨著輪胎10成形，底層40A滑過胎圈充填芯26而到達如前所述與簾布層延伸部毗鄰接合的胎圈填充芯26沿軸向朝內(nèi)的位置。最好將帶層50、51與覆蓋層59(如果用到時)以及胎面12加附上，這樣就完成了生胎的組裝工作。
在圖3與4所示的最佳實施例中，覆蓋層59是以螺旋形式按三層卷繞到前述帶層之上，用以在輪胎于跑氣保用狀態(tài)下工作時提高胎面的剛性。
內(nèi)行的人應(yīng)知，在與輪輞凸緣相鄰的胎體結(jié)構(gòu)30沿徑向朝外的下部胎圈區(qū)中，可使所示輪胎的卡塞減至最少，特別是在提供了硬橡膠的胎圈包布60而用于未充氣的狀態(tài)下時尤為如此。此外，內(nèi)行的人可知，通過增設(shè)織物覆蓋層59，包括但不限于取織物簾布層或帶式的尼龍或芳族聚酰胺覆蓋層，可以提高所示輪胎的高速性能。這是本項工藝中周知的。
權(quán)利要求
1.輪胎，此輪胎具有胎面，帶結(jié)構(gòu)以及沿徑向朝此胎面與帶結(jié)構(gòu)向內(nèi)的胎體，胎體具有一對胎圈部，各胎圈部有彈性三角膠芯和非延伸性的胎圈填充芯，所述胎體的特征在于包括至少一個復(fù)合簾布層結(jié)構(gòu)，它沿徑向在此帶結(jié)構(gòu)之內(nèi)且卷繞各胎圈填充芯并由此延伸出，此至少一個復(fù)合簾布層結(jié)構(gòu)具有的底層增強的平行簾線具有≥X的模量E，簾線沿徑向延伸且實質(zhì)上是非延伸性的，此簾布層結(jié)構(gòu)從胎圈至胎圈延伸，以及一對簾布層延伸部由撓性簾線增強，此簾布層延伸部重疊地接合到上述底層上且卷繞到所述胎圈填充芯與彈性三角膠芯之上，同時沿徑向朝外延伸。
2.權(quán)利要求1所述的輪胎，其中，此輪胎還具有這樣的特征，即包括一對胎壁結(jié)構(gòu)，各從胎面沿徑向朝內(nèi)延伸，各個胎壁具有至少一個沿徑向朝向此至少一個復(fù)合簾布層之內(nèi)的第一插件、第二插件以及設(shè)在此第一插件和第二插件之間且與此至少一個復(fù)合簾布層為該第二插件所分開的第二簾布層，此第二簾布層為徑向簾線增強，簾線的模量E不同于該至少一個復(fù)合簾布層結(jié)構(gòu)中底層的簾線的。
3.權(quán)利要求1所述的輪胎，其中，所述至少一個復(fù)合簾布層中底層的簾線具有的模量為X而所述簾布層延伸部的簾線具有的模量小于X；而簾布層延伸部的簾線實質(zhì)上是可延伸的。
4.權(quán)利要求3所述的輪胎，其中，所述至少一個復(fù)合簾布層中簾布層延伸部的簾線是合成的。
5.權(quán)利要求4所述的輪胎，其中，所述至少一個復(fù)合簾布層中簾布延伸部的簾線選自尼龍、人造絲、聚酯或芳族聚酰胺所制的簾線組中之
6.權(quán)利要求3所述的輪胎，其中，底層中簾線是金屬的。
7.權(quán)利要求6所述的輪胎，其中，所述底層中簾線是鋼的。
8.權(quán)利要求2所述的輪胎，其中，所述至少一個復(fù)合簾布層中底層的簾線具有模量X，而所述第二簾布層的簾線具有的模量小于X。
9.權(quán)利要求8所述的輪胎，其中，所述至少一個復(fù)合簾布層中底層的簾線是金屬的。
10.權(quán)利要求9所述的輪胎，其中，所述至少一個復(fù)合簾布層中底層的簾線是鋼的。
11.權(quán)利要求8所述的輪胎，其中，所述第二簾布層中簾線是合成的。
12.權(quán)利要求7所述的輪胎，其中，所述第二簾布層中的簾線是由選自尼龍、聚酯、人造絲或芳族聚酰胺這種材料中之一制造的。
13.權(quán)利要求2所述的輪胎，其中，所述第二簾布層是從前述帶結(jié)構(gòu)之下延伸到胎圈填充芯鄰近的簾線增強的插入件。
14.權(quán)利要求2所述的輪胎，其中，所述第二簾布層從各胎圈填充芯延伸出并沿徑向插入于所述帶結(jié)構(gòu)之下同時沿徑向延伸到前述至少一個復(fù)合簾布層之內(nèi)，此第二簾布層具有卷繞到此復(fù)合簾布層和胎圈填充芯之上的反包端。
15.權(quán)利要求2所述的輪胎，其中，所述第二插件是彈性的且由簾線增強。
16.權(quán)利要求2所述的輪胎，其中，所述第二插件是由合成材料的短纖維增強。
17.權(quán)利要求14所述的輪胎，其中，所述輪胎具有剖面高度h而所述至少一個復(fù)合簾布層具有一對反包端，一個端卷繞到各胎圈填充芯之上且沿徑向延伸一至少為40％h的距離。
18.權(quán)利要求2所述的輪胎，其中，所述輪胎使此至少一個復(fù)合簾布層的反包端沿徑向延伸到且依橫向位于所述帶結(jié)構(gòu)之下。
19.權(quán)利要求17所述的輪胎，其中，所述第二支具有的反包端沿徑向終止于此至少一個復(fù)合簾布層的反包端之下。
20.權(quán)利要求18所述的輪胎，其中，所述第二插件和第一插件是彈性的，具有的邵氏A型硬度為40-85。
21.權(quán)利要求20所述的輪胎，其中，所述第一插件的邵氏A型硬度與第二插件的邵氏A型硬度不同。
22.權(quán)利要求2所述的輪胎，其中，所述輪胎還包括第三簾布層結(jié)構(gòu)。
23.權(quán)利要求21所述的輪胎，其中，所述輪胎還包括三個彈性插件。
24.權(quán)利要求1所述輪胎，其中，所述復(fù)合簾布層的底層具有許多均勻分開的細徑鋼絲簾線，簾線具有直徑C(mm)以及1或多根絲，各絲具有直徑D和至少是(-2000D+4000MPa)×95％的抗拉強度，其中D為絲徑(mm)，C＜0.75mm；封圍此簾線料的彈性材料，此彈性材料的計量厚度為(C+0.22)mm-(C+1.25)mm。
25.權(quán)利要求24所述的輪胎，其中，所述底層中的簾線均勻地分開地每英寸14EPI或更多的端。
26.權(quán)利要求1所述的輪胎，其中所述簾布層延伸部具有徑向的內(nèi)端，此簾布層延伸部從前述帶結(jié)構(gòu)之下延伸出，卷繞并沿徑向朝外到相對于此帶結(jié)構(gòu)沿徑向向內(nèi)且相鄰的徑向外端，此簾布層延伸部具有在第一面和第二面之間所測的厚度T，而此延伸部的簾線則相對于上述第二面與上述第一面密封緊鄰。
27.裝配具有復(fù)合簾布層結(jié)構(gòu)的無內(nèi)胎輪胎的方法，此方法包括下述步驟柱形地鋪設(shè)襯里到裝配鼓上；接附上一對簾布層延伸部，于襯里各相應(yīng)端上裝附一個簾布層延伸部；將一個胎圈填充芯設(shè)定到各簾布層延伸部之上，并將兩胎圈填充芯間的距離固定為L；將寬度W的底層鋪覆于胎圈填充芯之上，此寬度W＞L；在鋪覆底層之后反包此簾布層延伸部的端部；然后使輪胎取超環(huán)面外形。
28.權(quán)利要求27所述的組裝具有復(fù)合簾布層結(jié)構(gòu)的無內(nèi)胎輪胎的方法，此方法還包括下述步驟將一對插件裝附到襯里之上；在襯里之上鋪設(shè)簾布層；于簾布層上裝設(shè)兩或多個插件。
29.權(quán)利要求27所述的組裝具有復(fù)合簾布層結(jié)構(gòu)的無內(nèi)胎輪胎的方法，此方法還包括下述步驟在將輪胎形成超環(huán)面外形時，使底層端部將過胎圈填充芯至一沿軸向朝內(nèi)位置而將其接附到簾布層延伸部上。
30.跑氣保用型輪胎，此輪胎具有未加載和充氣的剖面高度SH、≤75％SH的標準加載的充氣的靜態(tài)剖面高度、≥35％SH的未充氣的標準加載的靜態(tài)剖面高度，此輪胎的特征在于它具有沿徑向在帶結(jié)構(gòu)之內(nèi)并卷繞各胎圈填充芯且從其上延伸出的至少一個復(fù)合簾布層結(jié)構(gòu)，此至少一個復(fù)合簾布層結(jié)構(gòu)具有由模量E≥X的平行的簾線增強的底層，此簾線沿徑向延伸且實質(zhì)上是非延伸性的。從胎圈部延伸到胎圈部，此復(fù)合簾布層結(jié)構(gòu)還有一對由撓性簾線增強的簾布層延伸部，此簾布層延伸部重合地接合著底層且卷繞胎圈填充芯和彈性上部，同時沿徑向外延。
31.權(quán)利要求30所述的跑氣保用型輪胎，其中所述復(fù)合簾布層的非延伸性簾線所具有的絲其直徑為0.05-0.6mm。
32.權(quán)利要求31所述的跑氣保用型輪胎，其中所述絲的直徑為0.25-0.4mm。
全文摘要
輪胎(10)具有復(fù)合簾布層(40)。此復(fù)合簾布層(40)具有由平行的非延伸性簾線(41)增強的底層(40A)以及具有合成簾線的簾布層延伸部(40B)。描述了制造輪胎(10)的方法。輪胎(10)可以制成為跑氣保用型輪胎。
文檔編號B60C9/18GK1258253SQ98805565
公開日2000年6月28日 申請日期1998年3月13日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月29日
發(fā)明者小J·J·貝克, G·E·圖布, J·R·艾博特, S·P·蘭德斯, A·普拉卡斯, 小F·F·范南, H·D·布洛伊勒斯, K·貝爾 申請人:固特異輪胎和橡膠公司