專(zhuān)利名稱(chēng)：用于充氣輪胎的胎冠加強(qiáng)層的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶徑向胎體加強(qiáng)層的輪胎，該胎體加強(qiáng)層的兩端分別在兩個(gè)胎邊內(nèi)聯(lián)接著至少一條眙邊嵌線，該輪胎還包含著一個(gè)胎冠加強(qiáng)層，該加強(qiáng)層由至少兩個(gè)所謂的工作簾布層構(gòu)成，每個(gè)工作簾布層由相互平行的線材或繩索構(gòu)成，各簾布層疊加起來(lái)，不同簾布層上的簾線方向相互交叉，各簾線與輪胎圓周方向的夾角的絕對(duì)值最大為45°。
至今尚未公布的法國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)F(tuán)R 94/15736涉及一種上面所述的輪胎，具體地說(shuō)，是涉及一種“重型載貨車(chē)輛”的輪胎，該輪胎在輪輞以上的高度H與其最大軸向?qū)挾萐的比值最大為0.6。上述專(zhuān)利申請(qǐng)中，為了提高這種輪胎的胎冠加強(qiáng)層的壽命，并同時(shí)使輪胎的胎面磨損更加均勻，要求其胎冠加強(qiáng)層的結(jié)構(gòu)具有下列特征胎冠加強(qiáng)層中存在兩個(gè)簾布層的組合體，第一個(gè)簾布層由不可延伸的簾線構(gòu)成，簾線與輪胎圓周方向呈至少60°夾角；第二個(gè)簾布層由金屬單元構(gòu)成，金屬單元大致平行于輪胎圓周方向，這兩個(gè)簾布層在徑向位于二個(gè)工作胎冠簾布層之間。
這種結(jié)構(gòu)的目標(biāo)是降低工作簾布層邊緣處起主要作用的工作溫度，因而由圓周方向的簾線構(gòu)成的附加簾布層的寬度要小于各工作簾布層的寬度。
對(duì)于“重型載貨車(chē)輛”的生產(chǎn)者來(lái)說(shuō)，不論H/S這一比值是多少，都應(yīng)著重考慮輪胎的工作溫度，本發(fā)明人的研究成果將以即有效又經(jīng)濟(jì)的方式解決這一問(wèn)題。
根據(jù)本發(fā)明的帶徑向胎體加強(qiáng)層的輪胎上裝有一個(gè)胎冠加強(qiáng)層，該胎冠加強(qiáng)層包含至少兩個(gè)工作胎冠簾布層，這些簾布層由不可延伸的簾線構(gòu)成，各層簾線相互交叉，并且各層簾線與輪胎圓周方向的夾角在10°至45°之間，該輪胎的特征在于，不包含任何一個(gè)由不可延伸的、并與圓周方向構(gòu)成45°以上夾角的簾線構(gòu)成的簾布層，該胎冠簾布層還包含一個(gè)附加的、軸向連續(xù)的簾布層，該附加簾布層由大致平行于輪胎圓周方向的金屬單元構(gòu)成并在徑向位于工作簾布層之間，其軸向?qū)挾戎辽贋樘ンw加強(qiáng)層最大軸向?qū)挾萐0的50％以及最大工作胎冠簾布層寬度的1.05倍。
優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，附加簾布層的軸向?qū)挾葹楣ぷ魈ス诤煵紝幼畲髮挾鹊?.1倍以上。
如上所述，本專(zhuān)利中給出并提出權(quán)利要求的結(jié)構(gòu)不但可以在不需采用所謂的三角網(wǎng)狀簾布層的條件下大致滿足工作溫度的要求，還能出乎意料地提高附加簾布層中簾線的安全系數(shù)，簾線的安全系數(shù)是指拉緊狀態(tài)下的拉斷力與輪胎在行駛中簾線所受最大工作拉力之比。如果安全系數(shù)恒定，則可以有效地減小附加簾布層的重量與費(fèi)用。
由沿圓周方向的單元構(gòu)成的附加簾布層特別適合于H/S值在0.7以上的輪胎。這種附加簾布層的一種簡(jiǎn)便結(jié)構(gòu)是，使第一個(gè)工作胎冠簾布層的子午線曲率大致等于下層相鄰胎體加強(qiáng)層的子午線曲率，從而使第一個(gè)工作胎冠簾布層與上述胎體加強(qiáng)層相互平行且不嵌入成形元件。附加簾布層則大致上曲率為零，并通過(guò)大體上為三角形的適當(dāng)?shù)某尚卧c第一個(gè)工作簾布層分隔開(kāi)。
“不可延伸簾線”指的是一種簾線，例如鋼制簾線，當(dāng)它受到25％的斷裂載荷時(shí)，其相對(duì)伸長(zhǎng)率小于0.5％。
金屬單元的方向大致平行于輪胎圓周方向指的是金屬單元與上述方向夾角為0°左右，不超過(guò)±2.5°。
附加簾布層中的加強(qiáng)單元可以采用不可延伸的金屬線，從而使上述簾布層具有很高的拉伸剛度，即當(dāng)它受到拉伸應(yīng)力時(shí)拉伸變形很小。附加簾布層的拉伸剛度可以為胎冠加強(qiáng)層中的一個(gè)工作簾布層在單位長(zhǎng)度上的剛度的0.3至1.3倍。
由加強(qiáng)單元構(gòu)成的一個(gè)簾布層的拉伸剛度為在簾布層每單位寬度上為達(dá)到一個(gè)給定的相對(duì)延伸率ε而需沿上述單元方向所施加的拉力。該拉伸剛度可以表示為R=1/p·dF/dε，其中R是簾布層剛度，p是簾布層中各單元的間距，dF/dε為拉力相對(duì)于相對(duì)延伸率的導(dǎo)數(shù)，而ε等于0.5％。
根據(jù)上面所述，附加簾布層可以由所謂的半彈性連續(xù)鋼制簾線制成，這樣，簾線的相對(duì)斷裂延伸率為2％至6％。這種簾線可以具有適當(dāng)?shù)膭偠?，從而使輪胎圓周方向的拉力適當(dāng)?shù)胤峙湓诟鞴ぷ魈ス诤煵紝优c附加簾布層上。上述簾線優(yōu)選具有“雙重彈性模量”，也就是說(shuō)，簾線有一個(gè)拉伸應(yīng)力-相對(duì)延伸率關(guān)系的曲線，當(dāng)延伸率低，拉伸應(yīng)力曲線斜率較?。划?dāng)延伸率高時(shí)，拉伸應(yīng)力曲線斜率較大且基本恒定。在輪胎固化前對(duì)于小于2％的延伸率，彈性模量很低，這有助于在輪胎固化時(shí)提高附加簾布層在圓周方向的形成速度。
附加簾布層還可以用切成段的鋼制簾線沿圓周方向分布而制成，這樣形成的各段簾線的長(zhǎng)度一致且遠(yuǎn)小于簾布層在圓周方向的長(zhǎng)度，各簾線段在圓周方向彼此偏置。這樣的一個(gè)實(shí)施例可以從簡(jiǎn)便的方式使附加簾布層具有所需的剛度，這個(gè)剛度要比相同材料制成的連續(xù)簾線構(gòu)成的簾布層的剛度低。
優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，附加簾布層中的簾線的直徑要大于工作簾布層中簾線的直徑。
根據(jù)本發(fā)明的胎冠加強(qiáng)層最后還要簡(jiǎn)便地加上一個(gè)所謂的保護(hù)性胎冠簾布層，該簾布層由鋼制彈性金屬簾線構(gòu)成，這些簾線與圓周方向的夾角大致與位于徑向最外側(cè)的工作胎冠簾布層的簾線與圓周方向的夾角相等，而該保護(hù)性簾布層的軸向?qū)挾葢?yīng)至少與在徑向最外側(cè)的工作簾布層的軸向?qū)挾认嗟取?br> 通過(guò)參考附圖，下面將對(duì)本發(fā)明的特征及優(yōu)點(diǎn)作詳細(xì)解釋。附圖中顯示的最佳實(shí)施例不是局限性的。

圖1中顯示的是一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的胎冠加強(qiáng)層沿子午線方向切開(kāi)后的截面形狀。
輪胎P的尺寸為315/80R 22.5X，其外形比值H/S為0.8,H為輪胎P在其安裝輪輞以上的高度，S為其最大軸向?qū)挾?。上述輪胎P包含一個(gè)徑向胎體加強(qiáng)層1，該加強(qiáng)層的兩端分別在兩個(gè)胎邊內(nèi)聯(lián)接著至少一條胎邊嵌線，加強(qiáng)層為向上彎曲形，包含一個(gè)單獨(dú)的簾布層，該簾布層則由金屬簾線構(gòu)成。該胎體加強(qiáng)層的上方覆蓋著一個(gè)胎冠加強(qiáng)層3，該胎冠加強(qiáng)層沿徑向由內(nèi)向外由下列部分構(gòu)成-第一個(gè)工作胎冠簾布層32，該簾布層由鋼制的不可延伸的金屬簾線構(gòu)成，簾線與圓周方向夾角為α，在圖示例中，α等于22°；該簾布層在徑向相鄰并平行于胎體加強(qiáng)層1，其子午線曲率1/r大致等于相鄰胎體加強(qiáng)層1的子午線曲率1/r1，胎體加強(qiáng)層的簾線與該工作簾布層的簾線之間被厚度恒定的橡膠配料間隔開(kāi)；-一個(gè)附加簾布層33，該簾布層覆蓋在第一個(gè)工作胎冠簾布層32的上面；附加簾布層33由鋼制的不可延伸的金屬單元構(gòu)成，各金屬單元在圓周方向的長(zhǎng)度大致等于簾布層33在圓周方向長(zhǎng)度的1/6，上述單元與圓周方向夾角為0°，第一個(gè)工作胎冠簾布層32的軸向外邊緣與由圓周方向的單元構(gòu)成的附加簾布層33之間被成形件4間隔開(kāi)，各成形件4的橫截面大致為三角形；簾布層32和簾布層33之間的橡膠在簾布層32的軸向外邊緣處的厚度e2大致等于2mm；-第二個(gè)工作胎冠簾布層34，構(gòu)成該簾布層的金屬簾線與第一個(gè)簾布層32的完全一樣，這些簾線與圓周方向夾角為β，與夾角α方向相反，在圖示例中，β等于α即22°(但也可以與α的值不同)；-最后的一個(gè)簾布層35，該簾布層由所謂的鋼制彈性金屬簾線構(gòu)成，這些簾線與圓周方向夾角為θ，其方向與β一致且大小與β相等(但也可以不相等)，這個(gè)最后的簾布層稱(chēng)為保護(hù)性簾布層，所謂的彈性簾線即斷裂時(shí)的相對(duì)延伸率至少為4％的簾線。
第一個(gè)工作簾布層32的軸向?qū)挾萀32等于胎體加強(qiáng)層1在中央截面上的最大軸向?qū)挾萐0的0.50倍，為160 mm，這一寬度對(duì)于普通形狀的輪胎來(lái)說(shuō)，遠(yuǎn)小于胎面寬度，對(duì)于上述示例來(lái)說(shuō)，胎面寬度為235mm。第二個(gè)工作簾布層34的寬度L34等于寬度L32。附加簾布層33的軸向?qū)挾萀33等于190 mm，即0.6S。事實(shí)上，附加簾布層33的寬度L33要比最寬的工作簾布層的寬度L32(L34)大得多。最后的胎冠簾布層35，即所謂的保護(hù)性簾布層的寬度L35要比工作簾布層的寬度L34稍大一點(diǎn)，為165 mm。
由于工作簾布層32和工作簾布層34是由相同的鋼制不帶鉤9.28型金屬簾線制成的，這種簾線是不可延伸的并且整個(gè)簾布層寬度上保持連續(xù)，而且各簾線之間的間距相等，即簾線間相隔的空間一樣(垂直于上述各簾線測(cè)量)，因此這二個(gè)工作簾布層的拉伸剛度相等，優(yōu)選的拉伸剛度在0.5％的相對(duì)延伸率時(shí)應(yīng)大于4000daN/mm，在上述示例中為5500daN/mm。對(duì)于附加簾布層33來(lái)說(shuō)，其拉伸剛度在0.5％的相對(duì)延伸率時(shí)等于一個(gè)工作簾布層的拉伸剛度的0.91倍，在上述示例中簾布層33是由鋼制不帶鉤27.23型金屬簾線切割的簾線段構(gòu)成的，各簾線段的長(zhǎng)度等于該簾布層圓周方向長(zhǎng)度的17％，這樣簾布層33的相對(duì)延伸率為0.5％時(shí)的拉伸剛度為5000daN/mm。
附加簾布層33還可以由所謂的“雙重彈性模量”的簾線構(gòu)成。由于只在輪胎在固化模具中成形時(shí)才需要該簾布層33具有一定的彈性，因此該簾布層33中可采用這樣的簾線從開(kāi)始至1％相對(duì)延伸率之間具有低斜率的拉伸彈性模量，如最多1000daN/mm2；在相對(duì)延伸率超過(guò)2％時(shí)，具有高斜率的拉伸彈性模量，如大于8000daN/mm2。
前面所述第二種變型的輪胎是經(jīng)受了下面的檢測(cè)的負(fù)載4000kg，充氣壓力8.5bar，行駛速度100km/h。測(cè)量到的工作胎冠簾布層的邊緣工作溫度可以降低多達(dá)25℃，這一點(diǎn)是出乎意料的，因?yàn)閭鹘y(tǒng)輪胎中這一區(qū)域的溫度通常會(huì)高達(dá)100℃。
權(quán)利要求
1.一個(gè)帶徑向胎體加強(qiáng)層(1)的輪胎，帶有一個(gè)胎冠加強(qiáng)層3，該胎冠加強(qiáng)層(3)包含至少兩個(gè)由不可延伸的簾線構(gòu)成的工作胎冠簾布層(32,34)，不同簾布層上的簾線相互交叉并分別與輪胎圓周方向呈10°-45°之間的夾角，該輪胎的特征在于，其中不存在任何由不可延伸的并與輪胎圓周方向呈45°以上夾角的簾線構(gòu)成的簾布層；所述胎冠加強(qiáng)層還包含一個(gè)軸向連續(xù)的附加的簾布層(33)，該附加簾布層(33)由大致平行于輪眙圓周方向的金屬單元構(gòu)成并且在徑向位于工作簾布層(32,34)之間，其軸向?qū)挾萀33至少為胎體加強(qiáng)層最大軸向?qū)挾萐0的50％并且至少等于最寬的工作胎冠簾布層軸向?qū)挾萀32、L34的1.05倍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的輪胎，其特征在于，附加簾布層(33)的寬度L33至少等于最寬的工作胎冠簾布層軸向?qū)挾鹊?.1倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的輪胎，其特征在于，第一個(gè)工作胎簾布層(32)的子午線曲率1/r大致等于相鄰的胎體加強(qiáng)層(1)的子午線曲率1/r，這樣，該簾布層可以平行于該胎體加強(qiáng)層(1)放置，在工作簾布層(32)與附加簾布層(33)的邊緣之間插入了成形元件(4)，附加簾布層(33)的曲率幾乎為零。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)的輪胎，其特征在于，胎冠加強(qiáng)層(3)中還包含一個(gè)連續(xù)的、所謂的保護(hù)性的簾布層(35)，該保護(hù)性簾布層在徑向位于最后一個(gè)工作簾布層之上并由彈性金屬簾線構(gòu)成，該保護(hù)性簾布層的軸向?qū)挾萀35至少等于沿徑向最外層的工作簾布層的軸向?qū)挾萀34。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)的輪胎，其特征在于，附加簾布層(33)由鋼制不可伸展的金屬簾線切割成的簾線段構(gòu)成，各簾線段的長(zhǎng)度遠(yuǎn)小于該簾布層的圓周長(zhǎng)度，各簾線段的切口在軸向彼此偏離開(kāi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)的輪胎，其特征在于，附加簾布層(33)由連續(xù)的鋼制金屬簾線構(gòu)成，這些簾線在輪胎固化前具有一條表示拉伸力-相對(duì)延伸率關(guān)系的曲線，在低延伸狀態(tài)時(shí)該曲線斜率較小，而在高延伸率時(shí)，該曲線的斜率較大且基本恒定。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)的輪胎，其特征在于，附加簾布層(33)的簾線的直徑大于工作簾布層(32,34)中簾線的直徑。
全文摘要
一個(gè)帶徑向胎體加強(qiáng)層(1)的輪胎上帶有一個(gè)胎冠加強(qiáng)層(3),該胎冠加強(qiáng)層(3)上包含至少兩個(gè)由不可延伸的簾線構(gòu)成的工作胎冠簾布層(32,34),不同簾布層上的簾線相互交叉并分別與輪胎圓周方向呈10℃至45℃間的夾角,該輪胎的特征在于,不存在任何由不可延伸的并與輪胎圓周方向呈45℃以上夾角的簾線構(gòu)成的簾布層;所述胎冠加強(qiáng)層還包含一個(gè)軸向連續(xù)的附加簾布層(33),該附加簾布層(33)由大致平行于輪胎圓周方向的金屬單元構(gòu)成并在徑向位于工作簾布層(32,34)之間,其軸向?qū)挾萀
文檔編號(hào)B60C9/28GK1211217SQ97192382
公開(kāi)日1999年3月17日 申請(qǐng)日期1997年2月11日 優(yōu)先權(quán)日1996年2月20日
發(fā)明者安德烈·科隆 申請(qǐng)人:米什蘭集團(tuán)總公司