CN110087915A - 用于车辆轮胎的胎圈三角胶组件 - Google Patents

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CN110087915A CN201780062747.1A CN201780062747A CN110087915A CN 110087915 A CN110087915 A CN 110087915A CN 201780062747 A CN201780062747 A CN 201780062747A CN 110087915 A CN110087915 A CN 110087915A
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K.R.拉兹
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Abstract

本公开提供一种用于车辆轮胎(102)的胎圈三角胶组件(204)。所述胎圈三角胶组件(204)包括具有外径表面的胎圈(210)，以及具有第一层(220)和第二层(222、224)的三角胶(212)，所述第一层具有邻近于所述胎圈的所述外径表面设置的内径，并且所述第二层具有邻近于所述第一层的外径设置的内径。

Description

用于车辆轮胎的胎圈三角胶组件
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年9月7日申请的美国临时专利申请序列号62/384,561的优先权，所述美国临时专利申请以引用的方式整体并入本文。
背景技术
车辆轮胎通常具有在最内直径处的两个环形胎圈环(本文中称为“胎圈(beads)”)，所述环形胎圈环为车辆轮胎提供环箍强度和结构完整性。胎圈还在轮胎装配到轮辋所在的点处提供硬度。胎圈通常通过将金属线缠绕在卡盘或鼓桶的外周边上的凹槽中加以制造。现有设备能够同时在单个卡盘或鼓桶的外周边上形成多个胎圈。例如，可在结合来自市售产品诸如其中每一个由Bartell Machinery Systems,L.L.C.(Rome,N.Y)制造的SWS-6000胎圈缠绕***或SWS-4000T胎圈缠绕***的部件的设备上形成胎圈。
胎圈通常附接到由橡胶或另一种合成材料制成的条带。这个条带通常称为三角胶(apex)或填料(filler)。三角胶或填料通常施加到胎圈的外周边并且提供每个胎圈与车辆轮胎的邻近侧壁之间的平滑过渡接合点。三角胶通常通过使用自动橡胶挤压和成型设备和用于将三角胶或填料包裹在胎圈周围并将条带的两个自由末端缝合在一起的设备施加到胎圈。三角胶通常被形成为单个挤压条带并且在单遍中缠绕在胎圈的外径表面周围。
发明内容
在一个总体方面，本公开提供用于车辆轮胎的胎圈三角胶组件。所述胎圈三角胶组件可包括具有外径表面的胎圈，以及具有第一层和第二层的三角胶，所述第一层具有邻近于所述胎圈的所述外径表面设置的内径，并且所述第二层具有邻近于所述第一层的外径设置的内径。
在一些实施方式中，所述第一层可包括第一三角胶区段和第二三角胶区段，其中所述第一三角胶区段和所述第二三角胶区段中的每一个邻近于所述胎圈的所述外径表面。所述第一三角胶区段可包括由第一材料形成的芯部和由第二材料形成的护套。所述第一三角胶区段和所述第二三角胶区段可通过连续条带形成。所述第一层可至少部分地由第一条带形成，其中所述第二层至少部分地由第二条带形成，并且其中所述第一条带与所述第二条带分离。所述第一层具有的宽度可大于所述第二层的宽度。所述第一层可具有第一长度，其中所述第二层具有第二长度，并且其中所述第二长度大于所述第一长度。所述第一层可包括第一刚度，其中所述第二层包括第二刚度，并且其中所述第一刚度大于所述第二刚度。
本公开的另一个总体方面提供用于车辆轮胎的胎圈三角胶组件，所述胎圈三角胶组件包括具有外径表面的胎圈，以及具有第一三角胶区段和第二三角胶区段的三角胶。所述第一三角胶区段可附接到所述胎圈的所述外径表面，并且所述第一三角胶区段可至少部分地放置在所述胎圈的所述外径表面与所述第二三角胶区段之间。
在一些实施方式中，可包括第三三角胶区段，其中所述第三三角胶区段邻近于所述第一三角胶区段设置，并且其中所述第三三角胶区段邻近所述胎圈的所述外径表面设置。所述第一三角胶区段和所述第三三角胶区段可形成第一层的至少一部分，并且所述第二三角胶区段可形成第二层的至少一部分，所述第一层至少部分地设置在所述第二层与所述胎圈的所述外径表面之间。所述第一三角胶区段和所述第三三角胶区段可通过连续条带形成。第一三角胶区段可在第一遍期间包裹在所述胎圈的所述外径表面周围时而形成，并且其中所述第三三角胶区段可在第二遍期间包裹在所述胎圈的所述外径表面周围时形成。所述第一三角胶区段和所述第二三角胶区段可各自包括由第一材料形成的芯部和由第二材料形成的护套。所述第一三角胶区段可包括第一材料，其中所述第二三角胶区段包括第二材料，并且其中所述第一材料不同于所述第二材料。所述第一三角胶区段和所述第二三角胶区段可各自具有圆形横截面轮廓。所述第一三角胶区段可具有第一长度，其中所述第二三角胶区段具有第二长度，并且其中所述第一长度大于所述第二长度。
在本公开的另一个总体方面，提供用于形成胎圈三角胶组件的方法。所述方法可包括将第一三角胶区段包裹在胎圈的外径表面周围以及在将所述第一三角胶区段包裹在所述胎圈的所述外径表面的步骤之后将第二三角胶区段包裹在所述胎圈的所述外径表面周围。所述第一三角胶区段和所述第二三角胶区段可通过连续条带形成。
在一些实施方式中，所述方法可进一步包括将第三三角胶区段包裹在所述第一三角胶区段的外径表面周围，使得所述第一三角胶区段至少部分地设置在所述胎圈的所述外径表面与所述第三三角胶区段之间。所述第一三角胶区段和所述第二三角胶区段可至少部分地形成邻近于所述胎圈的所述外径表面的第一层，并且所述方法可进一步包括形成设置在所述第二层的径向外侧的第二层。
附图说明
可参考以下附图和描述更好地理解本发明。附图中的部件不一定按比例绘制，相反重点在于例示本发明的原理。此外，在附图中，相同附图标号遍及不同的视图指示对应的部分。
图1示出具有胎圈三角胶组件的轮胎的侧横截面视图。
图2示出图1的胎圈三角胶组件的侧横截面视图。
图3示出根据本公开的具有多个层的胎圈三角胶组件的实施方式的侧横截面视图。
图4示出根据本公开的具有多个三角胶区段和多个层的胎圈三角胶组件的实施方式的侧横截面视图。
图5示出根据本公开的具有多个三角胶区段和多个层的胎圈三角胶组件的实施方式的侧横截面视图。
具体实施方式
本实施方式大体涉及用于车辆轮胎的胎圈三角胶组件。参考图1，轮胎102可包括在内径105处或附近的一对胎圈三角胶组件104。如图所示，胎圈三角胶组件104中的每一个可邻近于环形帘布层106设置，其中帘布层106包括折叠部分108，使得胎圈三角胶组件104至少部分地包裹在帘布层106内。轮胎102的其他部件诸如胎面、任选的内衬里、皮带等在图1中未示出。胎圈三角胶组件104可被构造来为轮胎提供环箍强度、结构完整性，并且可在轮胎102装配到轮辋所在的点处提供硬度。
图2示出图1的胎圈三角胶组件104的一部分的放大侧向剖视图。胎圈三角胶组件104可包括胎圈110和三角胶112。三角胶112可附接到并邻近于胎圈110的外径表面114，并且可从胎圈110径向向外延伸。胎圈110可由相对刚性的材料诸如金属制成，并且三角胶112可由相对柔性和顺应的材料诸如橡胶或另一种适合的合成材料制成。三角胶112可通过任何适合的手段，例如在使用由Bartell Machinery Systems(L.L.C)制造的AutomaticTruck Bead Apex System的情况下形成并附接到胎圈110以形成胎圈三角胶组件104。
如所示，三角胶112的横截面形状可为三角形的，或另外地具有随其从胎圈110径向向外延伸而在宽度上减少的横截面轮廓。这对于提供胎圈110与折叠帘布层106的邻近侧壁之间的逐渐过渡是有利的(参见图1)。三角胶112可在挤压过程期间形成，所述挤压过程可包括挤压具有三角胶112的横截面的细长材料条带，且接着在一遍中(in one pass)将条带包裹在形成的环形胎圈110周围。一旦将三角胶112包裹在环形胎圈110周围，则三角胶112的内径116的周长将必然小于外径118的周长。因此，如果将三角胶112挤压为直的单个材料条带，则三角胶112的外径118处的材料可经受的张力大于内径116的张力。内径116与外径118之间的张力差异可使外径118处或附近的三角胶112的材料伸展、翘曲、裂缝、断裂，或以其他方式具有将不一致的倾向。缺乏一致性可例如使胎圈三角胶组件104(和其相关联轮胎)在测试期间和/或当其到达消费者时为不平衡的。因而，为了克服这个问题，可希望提供具有多个层和/或区段的三角胶，如以下参考图3-5所描述。
参考图3，胎圈三角胶组件204可包括胎圈210和三角胶212，并且三角胶212可包括多个层220、222、224。三角胶212被示出为具有三个(3)层，但是可包括更多或更少层。例如，三角胶212可包括五个(5)层、十个(10)层、二十个(20)层、五十个(50)层，或更多。第一层220可附接到并且可邻近于胎圈210的外径表面214，如所示。第一层220可直接接触胎圈210，但是这不是必需的(例如，诸如胎圈衬里等的分离部件可被包括并至少部分地设置在第一层220与胎圈210之间)。第二层222可设置在第一层220的径向外侧，并且第三层224可设置在第二层222的径向外侧。可设想衬里或其他部件设置在层之间，但是这样的衬里或其他部件大体是任选的。
为了提供胎圈210与包围胎圈三角胶组件204的帘布层的侧壁之间的适合的过渡，每个相应层220、222、224可在宽度上减少。例如，第一层220的宽度可大于第二层222的宽度，并且第二层222的宽度可大于第三层224的宽度。组合起来，层220、222、224可形成具有近似三角形轮廓的三角胶212。
当形成胎圈三角胶组件204时，每个层可被单独施加到胎圈210。例如，第一层220可在第一遍(first pass)中并在部署其他层之前被包裹在胎圈210的外径表面214周围并且紧固到胎圈210。可在包裹和/或紧固过程期间控制第一层220的张力。然后，单独地，第二层222可在第二遍中被包裹并且紧固到第一层220的外径表面。可为挤压材料条带的第二层222具有的长度可大于第一层220的长度，以解决在第二层222处相对于在第一层220处的三角胶212的增加的周长。类似地，第三层224具有的长度可大于第二层222的长度，该第三层224可在第三遍中被包裹并且紧固到第二层222的外径(如果需要，则在受控制的张力下)。
在一些实施方式中，层220、222、224中的两个或更多个可由单个连续材料条带形成，其中单个连续材料条带在多遍中包裹在胎圈210周围，使得所述单个连续材料条带在其自身的顶部上成层。替代地或另外地，层220、222、224中的两个或更多个可为不同且分离的条带。层可通过用于紧固的任何适合手段的使用彼此紧固。例如，层可在加热过程期间至少部分地融化，使得形成层的材料变得至少部分地连续且/或以其他方式将层粘合在一起。另外或替代地，可将粘合剂放置在层之间。设想层可经由摩擦紧固且/或被构成(例如，成形)使得所述层具有互锁元件。有利地，当与由单个挤压条带形成的三角胶(诸如图2的三角胶)相比时，图3的分层式三角胶212可遍及其轮廓具有相对一致的张力。三角胶212因此可相对抵抗翘曲、以不希望的方式伸展、裂缝、断裂等。三角胶212的一致性可提供相对一致并且在制造后测试期间和当在消费者手中时具有高度重量平衡的胎圈三角胶组件204。
参考图4，三角胶312可通过多个三角胶区段326形成，其中三角胶区段326中的一个或多个具有小于三角胶312的对应宽度的宽度。三角胶区段326可被布置来形成三角胶312的多个层320、322、324，如所示，但是也设想不同的层并非可辨别的。在所描绘的非限制实例中，三角胶区段326中的三个被布置来形成第一层320(其中第一层320的三角胶区段326中的每一个可邻近于胎圈310的外径表面314)，两个三角胶区段326被布置来形成第二层322(其中第二层的三角胶区段326通过第一层320而与胎圈310的外径表面314分隔)，并且单个三角胶区段326形成第三层324。因此，以第一层320开始并径向向外移动，每个相继层可包括递减数目的三角胶区段326，这可有利地提供具有近似三角形横截面的三角胶312。在一些实施方式中(诸如以下详细描述的图5的实施方式)，两个或更多个层可形成为具有相同数目的三角胶区段326和/或一层可具有相比于进一步径向向内设置的层的更多三角胶区段326。在示范性实施方式中，三角胶的最内层可包括从约两个(2)三角胶区段到约五十个(50)三角胶区段，诸如从约四个(4)三角胶区段到约十个(10)三角胶区段。例如，最外层可包括从约一个(1)三角胶区段到约五个(5)三角胶区段。
三角胶区段326的横截面形状可出于制造的简单性而优选地为圆形的，但是不限于该形状。在一些实施方式中，三角胶区段326中的一个或多个可具有卵形、矩形、六边形，或任何其他适合的横截面形状。此外，三角胶区段326的横截面形状可在单个三角胶312内变化。例如，设想第一层320可包括一个或多个三角胶区段326，该三角胶区段326具有适合于提供与胎圈310的外径的相对大的接触表面的横截面形状(例如，近似矩形横截面形状，当胎圈310的外径表面为平坦的时，所述近似矩形横截面形状可适合于提供相对大的接触表面)，而外层322、324可具有另一个形状(例如，圆形横截面形状，其可为最容易制造的横截面形状)的三角胶区段326。
类似地，三角胶区段326的大小可变化。例如，第一层320可包括具有相对大的横截面尺寸(例如，直径)的三角胶区段326，而第二层322和/或第三层324可包括具有相对小的横截面尺寸的三角胶区段326。有利地，结合有不同大小的三角胶区段326的实施方式可形成随其径向向外延伸而具有递减厚度的三角胶312，而不必改变每层的三角胶区段326的数目(但是仍可发生三角胶区段326的数目的变化)。此外，三角胶区段326的长度(例如，周长)可变化。在示范性实施方式中，最外三角胶区段326的长度比最内三角胶区段326的长度更长以解决相应的周长差异。
在一些实施方式中，对于三角胶312可为有利的是沿其轮廓具有变化的特性。例如，对于三角胶可为有利的是具有在第一层320处或附近的相对刚性的内部分，和在外层322、324中的至少一个附近的相对顺应的外部分。这个特征可通过变化三角胶312内的三角胶区段326的数目、大小、形状和/或张力来实现。此外，三角胶区段326的材料特性可变化。例如，第一层320的三角胶区段326中的至少一个可包括具有特性的第一程度(例如，第一刚度)的第一材料，第二层322的至少一个三角胶区段326可包括具有特性的第二程度(例如，第二刚度)的第二材料，并且第三层324可包括具有特性的第三程度(例如，第三刚度)的至少一个三角胶区段326。例如，第一、第二，和第三材料可包括刚度变化的不同橡胶组合物。
如以上所描述，单个连续挤压条带可形成三角胶区段326中的一个或多个(并且可能全部)。单个连续条带可被多次(即，多遍)包裹在对应胎圈周围以形成多个三角胶区段326。然而，可为有利的是使用多个条带或其他细长主体，尤其当三角胶区段326的特性并非在遍及三角胶312的整体上是恒定时。当使用多个条带或细长主体时，所述多个条带或细长主体可同时或单独地施加到三角胶312。在一个实施方式中，第一条带在第一遍中施加到三角胶312以形成第一层320的至少一部分。然后，第一条带可在其尾端处被切割，并且尾端可任选地紧固在第一层320内。第二条带然后可在第二遍期间沿着第一层320的外径包裹，借此形成第二层322。类似地，第三条带可形成第三层324。可使用任何数目的不同条带。
如图4中所示，三角胶区段326中的至少一个可包括芯部328和护套330。芯部328和护套330可由不同的材料形成并且可具有不同的特性。例如，芯部328可包括相对强劲的、耐用的，和无弹性的材料，而护套330可包括相对柔软的和顺应的材料。在一个实施方式中，芯部328可由尼龙形成并且护套可由橡胶形成。有利地，芯部328可为三角胶312提供强度、耐用性、刚度和/或稳定性以用于在特定轮胎中使用，同时由于护套330的柔软材料的存在而仍然提供从胎圈310的适合过渡。适当的强度、耐用性、刚度、稳定性等可以其他(或另外的)方式实现。例如，三角胶312可具有设置在三角胶312的轮廓的中心附近的一个或多个三角胶区段326，所述一个或多个三角胶区段实质上由适合于提供这些特性中的一个或多个的金属或其他材料形成。
与三角胶312类似，胎圈310可由多个区段形成。多个胎圈区段332可被包裹在胎圈模型周围形成胎圈310，例如在其中每一个由Bartell Machinery Systems,L.L.C制造的SWS-6000胎圈缠绕***或SWS-4000T胎圈缠绕***上。胎圈区段332中的每一个可具有由相对刚性的、强力的，和耐用的材料形成的芯部334，和由相对顺应的材料形成的任选的外护套336。胎圈区段332可被预铸成所需要的直径，并且然后被包裹在固定直径模型周围预选次数。在一些实施方式中，胎圈区段332在绝缘橡胶化合物的带状物中保持在一起，然而可另外或替代地使用用于将胎圈区段332保持在一起的其他手段。
如图5中所示，胎圈三角胶组件404可包括具有多于三个(3)层的三角胶412。如所示，三角胶312包括十个(10)层，并且设想根据本公开的示范性三角胶可包括从约两个(2)层到约五十个(50)层，诸如从约四个(4)层到约十个(10)层。此外，示范性三角胶412可包括从约三个(3)三角胶区段426到约两百个(200)三角胶区段426，诸如介于约九个(9)三角胶区段426到约五十个(50)三角胶区段426之间(包括如所示的二十八个(28)三角胶区段426)。虽然三角胶区段426大体上描述为以多个层布置，但是不同的层可并非可辨别的。三角胶区段426可被布置来形成具有任何适合形状的三角胶426以用于在轮胎中使用。
虽然已描述了本发明的各种实施方案，但是除了根据所附权利要求书和其等效物之外，本发明不受限制。此外，本文所描述的优点不一定是本发明的仅有优点，并且不一定期望本发明的每个实施方案将实现所描述的所有优点。

Claims (20)

1.一种用于车辆轮胎的胎圈三角胶组件，所述胎圈三角胶组件包括：
具有外径表面的胎圈；以及
具有第一层和第二层的三角胶，所述第一层具有邻近于所述胎圈的所述外径表面设置的内径，并且所述第二层具有邻近于所述第一层的外径设置的内径。
2.如权利要求1所述的胎圈三角胶组件，其中所述第一层包括第一三角胶区段和第二三角胶区段，其中所述第一三角胶区段和所述第二三角胶区段中的每一个邻近于所述胎圈的所述外径表面。
3.如权利要求2所述的胎圈三角胶组件，其中所述第一三角胶区段包括由第一材料形成的芯部和由第二材料形成的护套。
4.如权利要求2所述的胎圈三角胶组件，其中所述第一三角胶区段和所述第二三角胶区段通过连续条带形成。
5.如权利要求1所述的胎圈三角胶组件，其中所述第一层至少部分地由第一条带形成，其中所述第二层至少部分地由第二条带形成，并且其中所述第一条带与所述第二条带分离。
6.如权利要求1所述的胎圈三角胶组件，其中所述第一层具有的宽度大于所述第二层的宽度。
7.如权利要求1所述的胎圈三角胶组件，其中所述第一层具有第一长度，其中所述第二层具有第二长度，并且其中所述第二长度大于所述第一长度。
8.如权利要求1所述的胎圈三角胶组件，其中所述第一层包括第一刚度，其中所述第二层包括第二刚度，并且其中所述第一刚度大于所述第二刚度。
9.一种用于车辆轮胎的胎圈三角胶组件，所述胎圈三角胶组件包括：
具有外径表面的胎圈；以及
具有第一三角胶区段和第二三角胶区段的三角胶，
其中所述第一三角胶区段附接到所述胎圈的所述外径表面，并且
其中所述第一三角胶区段至少部分地放置在所述胎圈的所述外径表面与所述第二三角胶区段之间。
10.如权利要求9所述的胎圈三角胶组件，其进一步包括第三三角胶区段，其中所述第三三角胶区段邻近于所述第一三角胶区段设置，并且其中所述第三三角胶区段邻近所述胎圈的所述外径表面设置。
11.如权利要求10所述的胎圈三角胶组件，其中所述第一三角胶区段和所述第三三角胶区段形成第一层的至少一部分，并且其中所述第二三角胶区段形成第二层的至少一部分，所述第一层至少部分地设置在所述第二层与所述胎圈的所述外径表面之间。
12.如权利要求10所述的胎圈三角胶组件，其中所述第一三角胶区段和所述第三三角胶区段通过连续条带形成。
13.如权利要求12所述的胎圈三角胶组件，其中当在第一遍期间包裹在所述胎圈的所述外径表面周围时形成所述第一三角胶区段，并且其中当在第二遍期间包裹在所述胎圈的所述外径表面周围时形成所述第三三角胶区段。
14.如权利要求9所述的胎圈三角胶组件，其中所述第一三角胶区段和所述第二三角胶区段各自包括由第一材料形成的芯部和由第二材料形成的护套。
15.如权利要求9所述的胎圈三角胶组件，其中所述第一三角胶区段包括第一材料，其中所述第二三角胶区段包括第二材料，并且其中所述第一材料不同于所述第二材料。
16.如权利要求9所述的胎圈三角胶组件，其中所述第一三角胶区段和所述第二三角胶区段各自具有圆形横截面轮廓。
17.如权利要求16所述的胎圈三角胶组件，其中所述第一三角胶区段具有第一长度，其中所述第二三角胶区段具有第二长度，并且其中所述第一长度大于所述第二长度。
18.一种用于形成胎圈三角胶组件的方法，所述方法包括：
将第一三角胶区段包裹在胎圈的外径表面周围；以及
在将所述第一三角胶区段包裹在所述胎圈的所述外径表面周围的步骤之后将第二三角胶区段包裹在所述胎圈的所述外径表面周围，
其中所述第一三角胶区段和所述第二三角胶区段通过连续条带形成。
19.如权利要求18所述的方法，其进一步包括将第三三角胶区段包裹在所述第一三角胶区段的外径表面周围，使得所述第一三角胶区段至少部分地设置在所述胎圈的所述外径表面与所述第三三角胶区段之间。
20.如权利要求18所述的方法，其中所述第一三角胶区段和所述第二三角胶区段至少部分地形成邻近于所述胎圈的所述外径表面的第一层，所述方法进一步包括形成设置在所述第二层的径向外侧的第二层。
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