專利名稱：用于子午線輪胎的無胎圈鋼絲的胎緣的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種輪胎外胎，帶有被胎冠徑向覆蓋的胎體加強件，胎冠包括至少兩個在內部有相互平行加強單元組成的簾布層，胎體加強件從一個簾布層穿過另一個簾布層，與圓周方向形成銳角。
專利申請EP-A-672547公開了一種沒有胎圈鋼絲的輪胎外胎，但是它包括一個環型件和至少一個胎緣加強鋼絲。環型件的抗拉強度比同型號普通輪胎中胎圈鋼絲所需值要小。胎緣加強鋼絲由靠近或者與環型件接觸的兩個加強層組成。這些層的總成的拉伸斷裂強度至少等于同型號普通輪胎中胎圈鋼絲的必需值。這樣胎緣加強鋼絲的機械強度就有助于提高由環型件和上述加強鋼絲組成的胎緣加強件總成的機械強度，以便使總成能夠代替傳統輪胎的胎圈鋼絲。
歐洲專利申請公開的實施例顯示一個胎緣加強鋼絲一方面有兩個鄰近的加強簾布層組成，它們各自徑向末端與環型件接觸，并從環型件上向徑向伸展。一個附加加強簾布層包裹著環型件和前兩個簾布層，從而形成了靠在第一層兩邊的兩個基本層，從而第一層被插在兩個基本層之間，這樣相互接觸的四層實際上相互平行。
胎緣加強鋼絲也可以僅由兩個加強層組成，例如由上述的簾布層自身翻轉來形成兩層。前兩層可以靠折疊單個簾布層得到，這樣胎緣加強鋼絲的四層就可以靠兩個單個簾布層自身折疊來實現。
實施例還可以這樣設想胎體簾布層被環型件包裹并定位于加強層中，上述兩個加強簾布層包裹著胎體簾布層和環型件。
一個加強層中的加強單元彼此交叉靠近或者與加強層軸向接觸，換句話說，兩層中的彼此徑向靠近的單獨單元彼此之間并不平行。
從長遠角度來看，最好的方案是將單個簾布層自身翻轉來形成由在層間相互交叉的由鋼線構成的加強層。將一個或兩個重疊的簾布層折疊或者翻轉過來并在周向上形成0°～10°的角是一項非常精確的操作。使用上述方法生產帶有加強胎緣的輪胎也會帶來額外的生產問題，要獲得大量胎緣單元的精確定位很不容易，因為在輪胎的制造、定型和硫化過程中上述單元很容易混亂，這將導致生產輪胎質量和性能的不穩定。
本發明的目的就是要提供一種輪胎的外胎，輪胎的制造將更加容易并且輪胎的性能將更可靠。
本發明中的輪胎包括一個有胎冠覆蓋的胎緣加強件，輪胎本身被在兩側與兩個胎緣連接的胎面徑向覆蓋。每個胎緣都沒有固定的胎圈鋼絲，上述胎緣加強件從一個胎緣伸展到另一個胎緣；輪胎的特征在于每個胎緣都由一個加強鋼絲來加強，加強鋼絲包括至少兩個簾布層，簾布層自身翻轉以形成四個軸向彼此靠近的加強層，每個上述層都包括在層內彼此平行的加強單元，每層還能在周向上形成范圍在0°-10°之間的角α，最里面的兩個軸向層由在不同層之間相互平行的單元組成，在加強鋼絲中心軸向分布的兩層由在層間交叉的單元組成，這樣周向測量加強層總成的拉伸斷裂強度就會至少等于同型號普通輪胎的所需值，加強層的軸向末端按照不同高度布置在胎緣內，這樣胎緣加強鋼絲中由至少兩個帶有加強單元的層組成并定位在兩個平行層之間的環型帶，就至少由兩個在層間的帶有加強單元的層組成。
當制造輪胎時，上述結構使得省去環型件成為可能，環型件的縱向拉伸斷裂強度小于同型號普通輪胎必需值，它的軸就是輪胎的旋轉軸。另一方面，上述環型件的出現帶來了另一項功能能夠填充胎緣徑向較低的部分，以便使這部分的軸向寬度與裝在輪胎上的輪輞的寬度相一致，并與能阻止輪胎在輪輞上轉動的輪輞過盈量一致。
雖然胎體加強件的卷起和與之相應的主體被軸向定位在兩個最內層的軸向加強鋼絲層和兩個上述加強件的軸向最外層之間，它也可以被胎緣加強鋼絲的徑向最低部分包裹，這個徑向最低部分由兩個加強簾布層卷起形成。胎緣加強件的卷起也能夠插入兩個軸向的最外層間，而胎緣加強件的主體也被插入兩個軸向的最外層間。
本發明的另外一個優點在于至少在胎緣外部的軸向覆蓋部分是由橡膠混合物制成的，在硫化的條件下，混合物的動態彈性損耗模量G”小于1,G”的單位是MPa，上述模量的測量是在剪切應變為10％，溫度為50℃，頻率為10HZ的條件下進行的，上述部分的厚度最多為2mm。當裝上輪胎時，上述保護部分或者層的部分至少在輪輞彎腳的區域與輪輞接觸。
術語“胎緣加強鋼絲的卷起層的加強單元”是指織索或者鋼絲。一根織索可以是一個單纖維或者多纖維的細索，一個鋼絲可以有或者沒有中部的芯。組成加強單元的物質可以是多種多樣的，例如可以是金屬特別是鋼，但是最好是天然或者合成織物，例如纖維素、聚酯或者脂族，最好是芳族聚酰酯材料，特別是拉邁得線(aramide cords)；它也可以是礦物材料，例如玻璃或者碳，每個加強鋼絲也可以由上述幾種不同的材料組成。
本發明的特征將會在下面的說明中更加清楚，其中

圖1是本發明所述一種輪胎胎緣沿子午線方向的示意圖；圖2是本發明第二種輪胎胎緣沿子午線方向的示意圖；圖3是本發明第三種輪胎胎緣沿子午線方向的示意圖；在本發明實施例中所述的旋轉輪胎有一個胎冠加強件(未標出)，該加強件包括至少兩個胎冠簾布襯層，胎冠簾布層可以是金屬的或者織物加強單元，這些單元在簾布層內相互平行并在層間相互交叉，在周向形成的角的范圍是0°～30°，上述加強件被胎面覆蓋，胎面通過兩個側壁(5)與胎緣B連接在一起。子午線加強單元(1)(圖1)，在實施例中由單層織索(聚酯)制成，并從胎緣B一邊延伸到另一邊，子午線加強單元的邊緣連同每個胎緣B被卷起，在赤道面兩邊形成一個卷起。上述子午線加強單元沒有沿著胎圈鋼絲包裹起來，沒有出現胎圈鋼絲，但是沿著胎緣B上的加強鋼絲R的徑向下部被包裹起來。
上述加強鋼絲R包括兩個帶有織物加強單元和更多的芳族聚酰胺加強鋼絲的簾布層(2)和(3)。第一簾布層自身卷起以形成兩層一個軸向內層(21)和一個軸向外層(22)。同樣的，第二簾布層自身卷曲形成兩層(31)和(32)，層(31)軸向靠近第一簾布層(2)的層(21)，層(32)軸向靠近層(22)。在每個加強簾布層(2、3)中，芳族聚酰胺加強鋼絲平行放置，與圓周方向形成一個銳角α，換句話說，這個在鋼絲上的角度由鋼絲方向和圓的切線決定，圓的軸線就是輪胎的旋轉軸并通過所述點。對于每個層(21,22,31,32)來說，角α可以隨著測量點半徑的不同而改變，但是總是大于0°，最大等于10°。
當層(2)和(3)被翻轉后，它們被布置在胎緣加強鋼絲的成型鼓或者胎體加強件的間隔上，這樣，構成軸向內層(21)和(22)的加強鋼絲就不僅僅是在各自的層內相互平行，而且也會在軸向靠近的層(31)和層(21)之間相互平行。當同一層(2)或者(3)中的兩層(21,22)或者(31,32)中的加強鋼絲相對于同一簾布層的另外一層(21,31)或(22,32)中的加強鋼絲相互交叉時，兩個簾布層(2)和(3)各自的的軸向外層(22)和(32)中的加強鋼絲從一層(22)中對軸向臨近的或最近的層(32)相互平行。
在胎體簾布層(1)和總成R之間安排了兩個薄橡膠部分(7)和(8)作為分離部分，其中部分(7)用來分離層(21)和胎體加強件(1)的主體部分，在本實施例中部分(8)是基本上等厚的橡膠層，用來將加強層(22,31和32)和胎體簾布層(1)的卷起部分(10)分開。橡膠部分(7)和(8)的正切模數MA10的值正好在胎體加強體中加強部件的壓光橡膠的模數MA10的值和加強層(21,22,31,32)的壓光橡膠部件的模數MA10的值之間，后者稍高。
MA10模數是所給橡膠混合物的模數，是在所給橡膠有10％相對延長的張應力測量，所確定的張應力應該符合1998年9月的AFNOR-NF-T46-002標準，處于根據1979年12月的AFNOR-NF-T40-101標準的正常溫度和濕度下。
加強層(21,22,31,32)中呈放射狀的上端被定位在不同的高度H21,H22,H31,H32上，上述高度是相對于輪胎旋轉軸的平行線來測量的，此平行線通過與旋轉軸正交的胎緣邊和胎緣座基線的交叉點。如圖1所示，上述高度在一個有至少兩個加強層(21)和(32)的環型加強帶上，特別是在只有兩個加強層的帶上，上述的兩層包括從一層穿過另一層的加強部件，在本實施例中，即使兩層是交叉的，總成R的硬度仍然很大。這種加強層末端排列的方式使達到代替同型號輪胎的普通胎圈鋼絲所需的圓周拉伸剛度和拉伸斷裂剛度變成可能，同時，因為在形成加強鋼絲間隔過程中，兩個加強簾布層與層間的平行單元一起定位，考慮到構成胎緣的產品定位坐標更好認定，整個部分更容易制造。至于胎體簾布層(1)的卷起部分(10)的高度值HC，在實施例中提到的值中是最大的，因此卷起部分(10)軸向的覆蓋了層(21,22,31,32)的所有端部，于是就有一個邊與胎體簾布層的主要部分軸向最近。
一方面胎緣的結構是由帶有內部襯墊的層(6)來完成的，另一方面也是由用來保護胎緣的橡膠部分(7)來完成的。在硫化的條件下，保護層(4)有一個小于1的動態彈性損耗模量G”,G”的單位是MPa；如實施例中所述，G”等于0.08Mpa，比帶有常規胎圈鋼絲的胎緣相應部分的模量小，后者至少等于1。至于上述部分(4)的厚度，在輪輞的彎腳處等于1.5mm。使用具有較低彈性損耗模量G和在胎緣外部有較薄厚度的部分(4)，也會使滾動阻力大幅度的減小，而不會改變輪胎在輪輞上附著的效力。部分(4)的特性可能會提高通過胎緣的加強鋼絲R的硬度。
圖2顯示的是引用的歐洲申請中描述的一個帶有環型件的實施例。加強簾布層(2)和(3)環繞在上述環型件(20)的周圍，一方面形成兩個軸向的內部層(21)和(31)，另一方面也形成兩個軸向的外部層(22)和(32)。在其他方面，這個胎緣的結構與先前描述的胎緣和圖1中的實施例相同，胎體簾布層(1)被加強鋼絲R包裹，并且也被環型件包裹。
在周向測量環型件(20)的抗張強度大約小于300daN，也就是說，遠遠小于同型號的普通輪胎胎圈鋼絲的必需值，而且周向測量加強簾布層的加強鋼絲R的抗張強度至少等于同型號普通輪胎的必需值，換句話說，等于本實施例中所描述的旋轉輪胎的必需值，并且遠遠大于1000daN，因此環型件的機械強度對總成R的機械強度必然沒有任何幫助。而且，上述抗張強度力能夠選擇以便保證對輪胎的制造、卷曲、定型和硫化。環型件(20)可以包括一個環型的繩索，環型繩索的軸就是輪胎的旋轉軸。上述繩索可以是單纖維的也可以是多纖維的，織物或者是金屬的，要制造得盡可能的輕；首選中空的金屬繩索，因為它有體積和重量上的優點。環型件(20)也可以是合成材料制成的，例如由芳族聚酰胺或者礦物材料，例如玻璃。它可以由橡膠混合物來代替以獲得較大的正交拉伸彈性模量和硬度；例如模量MA10高于15MPa在有10％相對延長的混合物是比較好的。上述部分可以只是由織索、鋼絲或者帶組成的環型件的一個附加條件，目的是為了更好的填充胎緣。
圖3所示的胎緣與圖2所示的在三個特征上有所不同，它們是相對加強層的環型件(20)的位置不同；加強層(21,22,31,32)的徑向上端各自的徑向位置不同；胎體簾布層相對于加強層的軸向位置不同；第二加強簾布層(3)沒有被環型件(20)包裹，僅僅自身翻轉形成層(31)和(32)，而第一簾布層(2)被上述環型件包裹起來。當加強層末端的高度值按照如圖1所示H22、H31,H32、H21這樣增大的順序排列，圖3中的順序是H32,H21,H22,H31。除此之外，被環型件(20)包裹著的胎體簾布層(1)夾在被翻轉的層(2)和(3)的中間，簾布層的主體被插入層(21)和(22)中，胎體簾布層的卷起(10)被插入到層(22)和(23)中。在能夠保持加強鋼絲R的拉伸強度和提高輪胎各部分位置精確度并獲得更好的輪胎制造質量的同時，這樣的安排也可能使胎緣加強件靠近由胎體加強件和胎緣加強件兩個加強鋼絲構成的合成物的中性纖維，并且也能夠在胎緣部分通過接地點時，限制胎體加強件被壓縮的量。
胎體加強件(1)的每一個邊都能夠插入加強層(未標出)軸向的內層和外層之間。兩種結構可以存在上述胎體加強件的每一個邊都翻轉形成一個折疊部分，且主體部分和折疊部分都被軸向插入上述的層中；或者邊既沒有折疊也沒有翻轉。
權利要求
1．一種輪胎，包括一個被胎冠加強件徑向覆蓋的子午線加強單元，胎面通過兩個側壁(5)與胎緣B連接在一起，胎緣都沒有固定的胎圈鋼絲，上述胎體加強件從一側胎緣延伸到另一側，其特征在于每個胎緣都由一個加強鋼絲來加強，加強鋼絲包括至少兩個簾布層(2,3)，簾布層自身翻轉以形成四個軸向彼此靠近的加強層(21,31,32,22)，每個上述層都包括在層內彼此平行的加強單元，每層還能在周向上形成一個大于0°且小于等于10°的α角，最里面的兩個軸向層(31,32)由在不同層(31,32)之間相互平行的單元組成，在加強鋼絲中心軸向分布的兩層由在層間交叉的單元組成，這樣周向測量加強層總成R的拉伸斷裂強度就會至少等于同型號普通輪胎的所需值，加強層(31,22,31,32)的軸向末端按照不同高度H21,H22,H31,H32布置在胎緣內，這樣胎緣加強鋼絲R中由至少兩個帶有加強單元的層組成并定位在兩個平行層之間的環型帶，就至少由兩個在層間的帶有加強單元的層組成。
2．如權利要求1所述的輪胎，其特征在于胎緣B包括一個環型件(20)，環型件的周向拉伸斷裂強度小于加強鋼絲R的拉伸斷裂強度，環型件(20)的軸就是輪胎的旋轉軸。
3．如權利要求1或2所述的輪胎，其特征在于胎體加強件(1)的每一個邊，不論是有還是沒有卷起(10)，軸向的定位在兩個軸向內層和兩個軸向外層之間。
4．如權利要求1或2所述的輪胎，其特征在于胎體加強件(1)被胎緣B的加強鋼絲R的徑向最低部分包裹。
5．如權利要求1或2所述的輪胎，其特征在于胎體加強件(1)的卷起部分(10)被插入兩個軸向外層之間，與之相應的胎體加強件的主體被插入兩個軸向內層之間。
6．如權利要求1-5中任一所述的輪胎，其特征在于至少在胎緣外部的軸向覆蓋部分(4)是由橡膠混合物制成的，在硫化的條件下，混合物的動態彈性損耗模量G”小于1,G”的單位是MPa，上述模量的測量是在剪切應變為10％，溫度為50℃，頻率為10HZ的條件下進行的，上述部分的厚度最多為2mm，當裝上輪胎時，上述保護部分或者層的部分至少在輪輞彎腳的區域與輪輞接觸。
全文摘要
帶有輪胎加強裝置(1)的輪胎有兩個胎緣B,上述胎體加強件(1)從一側胎緣B延伸到另一側,胎緣都沒有固定的胎圈鋼絲,每個胎緣都由一個加強鋼絲R來加強,加強鋼絲包括至少兩個簾布層(2,3),簾布層自身翻轉以形成四個軸向彼此靠近的加強層(21,31,32,22),兩個軸向內層(21,31)由在層(21,31)間相互平行的單元構成,在加強鋼絲中心軸向分布的兩層(31,32)由在層間(31,32)交叉的單元組成,這樣上述單元在周向上形成一個大于0°小于等于10°的α角,加強層(31,22,31,32)的軸向末端按照不同高度H
文檔編號B60C15/00GK1319051SQ99811151
公開日2001年10月24日 申請日期1999年6月28日 優先權日1998年7月23日
發明者M·阿胡安托, L·貝斯特讓, F·帕特森 申請人:米凱林技術公司, 米什蘭研究和技術股份有限公司