CN111344142A - 具有消音器的充气轮胎 - Google Patents

Abstract

公开了一种轮胎和用于制造该轮胎的方法。轮胎(12)包括具有外胎面表面和内衬内表面(22)的周向胎面；至少两个间隔开的胎圈；在胎面和胎圈之间延伸的胎侧部分；以及具有第一和第二末端(14,16)的带状泡沫消音器(10)，其中消音器(10)衬在所述内衬表面(22)上；其中，所述消音器(10)被粘性地固定到所述内衬表面(22)，并且其中，所述消音器的所述末端以小于90度的角度被切割，彼此重叠，并且所述泡沫的重叠的第二末端通过存在于所述第二末端下方的粘合剂连接到所述第一末端。

Description

具有消音器的充气轮胎

相关申请的交叉引用

本申请要求在2017年11月10日提交的美国专利申请第15/809,193号的权益，该申请以其整体通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及轮胎领域。

背景技术

本发明涉及一种用于轮胎以消音的泡沫消音器，其中消音器的末端使得其能够安装而不需要通过在泡沫的两端之间施加粘合剂的方式来粘合消音器的末端。

本领域已知，充气生胎的所有胎体都经构造为一系列的包裹在低模量橡胶中的柔性高模量帘线层；每层中的帘线以选定的路径或方向定向，并且基本上等距且平行。在固化(硫化)之前，轮胎通常通过向内吹气而成形，并且此时发生显著膨胀。具有较低的低应变下模量的部件比具有较高的低应变下模量的部件更容易膨胀。无论是带束子午线帘布层还是斜交帘布层，轮胎都在硫化机中使用硫化胶囊硫化，硫化胶囊迫使轮胎膨胀。

可以放置在轮胎固化(硫化)过程中形成消音器的消音器前体。在这种情况下，消音器前体将与胎体一起膨胀。消音器前体也可以应用于生(未固化)轮胎，并且在这种情况下，将不发生消音器前体的膨胀。(参见，例如，Agostini和Leyssens的US7,694,707)。

当胎体与其中的消音器前体一起固化时，如其通常在无内胎轮胎中那样，消音器前体可进一步与胎体一起膨胀，胎体被迫抵靠固化模具中的压痕以形成胎面，并且所有部件被共同固化以便提供彼此之间的基本上粘性的结合。当内置于充气轮胎时，用于充气轮胎的消音器通常由包含按重量计占主要比例的卤化丁基橡胶的复合物形成。

现有技术不存在下述方案，其中在轮胎固化(硫化)之前消音器放置在轮胎成型鼓上并且消音器随着轮胎的膨胀而膨胀。然而，现有技术中存在以下技术方案：其中，在生(未固化(硫化))轮胎膨胀之后附接消音器，然后固化(硫化)轮胎(参见，例如，Polymers&TyreAsia，2012年6月/7月，第48页；或Sandstrom，Majumdar，Sundkvist，Bormann，Pan，“Methodfor making pneumatic tire with foam noise damper”；EP 2397314 B1，2013年5月29日)。

具有矩形纵向横截面的泡沫的使用是非常普遍的，其中两个端部以90度的角度被切割，并且泡沫的端部通过粘合剂以对接接头的方式接合。泡沫长度必须非常接近轮胎的内圆周，才能通过单独应用粘合剂以可忽略的误差幅度来接合端部，这使得粘合剂的应用非常麻烦。

泡沫是海绵状多孔材料，其可以设置有不透水的外涂层以防止水渗透到海绵状多孔材料中。通常，泡沫具有带状、矩形横截面和平坦表面。还采用了具有面对胎腔的不平坦表面或图案化表面的泡沫。例如，参见Yukawa等人的美国专利第6,726,289号，其显示了不规则的表面，其教导通过引用并入本文。通常，使用压敏粘合剂，例如转移粘合剂或双面胶带将泡沫粘附到消音器。通常，轮胎内衬应该不含脱模组合物以良好地粘结到泡沫上。一些有硅酮粘合剂可在不清洁脱模组合物的情况下施加。在许多情况下，泡沫的末端通过将粘合剂施加到整个拼接表面上而以端对端对接接头的方式由粘合剂接合，或者为了节省粘合剂，通过部分地覆盖拼接表面而接合。将泡沫放置在轮胎内部而不接合泡沫端子端头的其它方法包括耦合元件的使用。参见，例如，A.Tanno的美国专利第7,556,075号，其教导了低噪音充气轮胎中的多件消音器，以及用于降噪的各种不平坦的消音器表面。

N.Yukawa的第7,669,628号美国专利教导了一种具有消音器的充气轮胎，其中消音器利用双面胶带固定到内表面，并且消音器具有沿整个周向长度的基本恒定的截面形状。Yukawa教导了消音器的端部的例外情况，其中在消音器的端部没有彼此连接的情况下，优选的是，当消音器的端部没有使用胶或其它手段彼此连接时，端部是锥形的以防止端部之间的摩擦。

发明内容

本发明涉及一种用于轮胎的消音器，其中，轮胎胎体具有周向胎面、至少一个帘布层(ply)、至少两个间隔开的胎圈、以及在胎面和胎圈之间延伸的胎侧部分，该轮胎的胎体具有以粘合方式固定的消音器，该消音器衬在轮胎的内表面上，并且末端以小于90度的角度被切割，彼此重叠，并且泡沫的重叠末端覆有粘合剂，并且粘合剂将使重叠的末端与另一末端接合。

附图说明

在参考附图阅读以下描述时，本发明的前述和其它特征和优点对本发明所涉及的领域的技术人员将变得显而易见，其中：

图1是轮胎的胎圈到胎圈的横截面图，其显示了安装在轮胎中的泡沫消音器；以及

图2是根据本发明的具有锥形端部的泡沫消音器的纵向侧剖视图；

图2A是图2的放大图，其进一步包括粘合层和粘合保护层；

图3是泡沫消音器的纵向侧剖视图，其中一个末端与另一个末端重叠，并且它们通过施加到泡沫下面的重叠的末端的粘合剂而接合；以及

图4-6是穿过根据本发明的消音器的可供选择的应用的胎面中心的环形横截面图。

具体实施方式

本发明涉及一种用于轮胎的泡沫消音器，其中轮胎胎体具有周向胎面、至少一个帘布层、至少两个间隔开的胎圈、以及在胎面和胎圈之间延伸的胎侧部分，轮胎胎体具有以粘合方式固定的消音器，消音器衬于轮胎的内表面上，并且消音器的末端以小于90度的角度被切割，并且彼此重叠。

本发明使用带状泡沫，其中泡沫的两端以一定角度被切割并重叠。泡沫的长度比其被安装在其中的轮胎的内圆周要长。因此，当较长的侧面覆有粘合剂或使用胶带将其粘附到轮胎时，粘接处将物理地重叠。在这种情况下，本发明实现的吸声例如与以下泡沫所实现的吸声相当：泡沫的粘接端部具有覆盖轮胎内表面的精确长度，并且通过单独施加粘合剂而直接接合。

当安装在如图1所示的轮胎12中时，泡沫10在横截面图中具有大致矩形形状。但是，如本领域已知的，泡沫的内表面18可以具有波状的或具有凸起的成形表面。在沿着纵向截面的视图中，泡沫10的切割端14和16，如图2和2A所示，描述为梯形形状，其中内表面18的长度比外表面19的长度短。当从一侧覆有压敏粘合剂的辊上切割/模压时，粘合剂20存在于泡沫的较长的侧面19中。或者，可以施加粘合剂以将泡沫粘附到轮胎的内表面或内衬22。粘合剂20可以具有任选的纸罩/背衬21，其可以在将泡沫10施加到轮胎的内表面之前被去除。

由于泡沫的长度比轮胎的内周长，所以泡沫的末端可以重叠。泡沫10的第一末端14可以粘附到轮胎的内部，结果第二末端16将与第一末端14重叠，如图3所示。然后，重叠的末端16将用已经存在于末端16下面的粘合剂24粘合地结合到末端14。(在这种情况下，粘合剂24与粘合剂20相同)。

一个可选的实施方案涉及将粘合剂20施加到泡沫10，将泡沫放置到轮胎中。另一个实施方案涉及将粘合剂20施加到轮胎的内侧，将泡沫放置到轮胎中，然后将粘合剂24施加到末端14、16之间的粘接处。

如图4-6所示，泡沫可以作为单件(图6)或多件安装。图4显示了作为三件的装置，而图5显示了两件。

泡沫的末端的切割角应小于90°，优选在65°和5°之间，45°至10°也是优选的。每端的角度可以相同或不同。末端的角度被切割以将泡沫形成为梯形。

在一些实施方案中，末端的角度被切割以将消音器形成为锐角梯形形状。

在一些实施方案中，消音器是梯形消音器。

在一些实施方案中，梯形消音器在纵向方向上具有梯形的横截面形状。

在一些实施方案中，泡沫的末端的切割角包括第一锐角和第二锐角，其中第一锐角和第二锐角相邻。

在一些实施方案中，该消音器是泡沫消音器。

在一些实施方案中，泡沫消音器可以作为单件泡沫或多件或多段泡沫来应用。图4-6中示出了例子。

在一些噪音实施方案中，消音器在胎体的径向向内设置。

末端可以描述为直角三角形，其角度由斜边和底边限定。例如，对于厚度为25mm的泡沫，在45°处，底边为25mm，斜边为35mm，这将是成角度的切割的100％重叠。在15°角度下，底边将是93mm，斜边将是96mm。重叠将为至少1mm直至100mm，48-96mm的优选范围分别代表约50-100％的重叠。

角度越小，允许切割泡沫的误差幅度越大。当角度为45度时，对于25mm的泡沫厚度，允许的误差幅度为18mm，假设成角度的切割有50-100％的重叠。当角度为15度时，假定50-100％重叠，允许的误差幅度为58mm。这些粘接处呈现矩形横截面，但如本领域已知的，其它形状也可用于泡沫。所用的公式如下：

25mm/x＝tan 15＝0.2679

因此，x＝93.3mm，斜边为96mm，并且斜边的二分之一将为58mm。

对于更大的误差幅度，优选较低程度的切割。然而，如果角度太小，例如5°，则泡沫的一部分将非常薄并且具有增加的断裂/撕裂的可能性。优选的吸声泡沫是聚醚聚氨酯。泡沫接受防水处理，并具有优选的约0.005-0.06范围内的比重。大多数使用的商业泡沫的比重在0.02-0.035范围内。消音器占胎腔容积的0.4％～20％，泡沫的厚度为30mm。

对于本发明，推荐在泡沫辊上使用压敏转移粘合剂。

消音器的安装以已知的传统方式完成。例如，轮胎可以以如下方式构造，即，其中连接泡沫的消音器部分没有脱模。例如，美国专利第7,332,047号；第7,419,557号；第8,776,851号；第9,630,457号中，所有这些都是授予Majumdar等人的，其公开内容在此通过引用并入本文，其教导了一种基于尼龙的可热成型阻隔膜或基于尼龙和橡胶共混物的膜，该尼龙和橡胶共混物通常称为动态硫化合金(DVA)。

在'047专利中使用了一种阻隔膜，其中将一种可去除的“非硫可硫化的、可膨胀的、可热成形的合成树脂材料的自支撑阻隔膜”施加到轮胎的内表面上，随后进行脱模剂施加，并且固化以防止脱模剂污染轮胎的内表面，泡沫将粘附在该内表面上。在轮胎固化(硫化)之后，移除阻隔膜并且将泡沫附接到干净的内衬表面上。

有三种基本方式可以制造具有噪声消除泡沫的轮胎：

方法1：在生(未固化)轮胎内部施加泡沫前体薄层。在轮胎固化(硫化)条件(160℃/200psi)期间，当轮胎从模具中出来时，由前体形成泡沫。这消除了将泡沫施加到固化(硫化)轮胎的额外步骤。存在一些专利文献，但该方法远不能商业化。

方法2：将固化的泡沫施加在生胎内，然后在高温和高压下固化(硫化)该复合体。它消除了许多后固化(硫化)轮胎应用步骤，并且存在至少一篇专利文献。

方法3：将固化的泡沫施加到固化(硫化)的轮胎。取固化的泡沫并粘附到固化(硫化)的轮胎上。目前，所有具有泡沫的商用轮胎都是这样制造的。实施本发明的最佳方式：

选择具有锥形端部(如图2所示)的适当厚度的吸声泡沫10(例如，密度为0.03g/cm³、厚度为25mm的聚醚聚氨酯)，该吸声泡沫的较长侧19通过泡沫转换器覆有压敏粘合剂20。末端被切割以提供锥形端部14、16。压敏粘合剂20用剥离涂布纸21保护，该剥离涂布纸将在即将施用到轮胎上之前除去。切割带有粘合剂的泡沫成适当的宽度，例如9cm宽，并且以约20°的角度切割末端。泡沫的长度应当比施用于其中的轮胎的内周更长。这也可以通过泡沫转换器来完成。轮胎内衬的内部应该是清洁的并且没有脱模剂，并且泡沫消音器随着与泡沫粘接部重叠的保护性离型纸的逐渐移除而附接在轮胎内，并且通过存在于泡沫下面的粘合剂接合。泡沫消音器可以用作单件泡沫或多件或多段泡沫应用，如图4-6所示。

实施本发明的替代方式：

可以使用下面没有压敏粘合剂涂层的泡沫。将非压敏型的粘合剂施加在泡沫下面，然后将泡沫施加在轮胎内部，粘合剂接触轮胎内衬和粘接部的重叠的部分。粘合剂可以覆盖泡沫的整个表面或以条的形式部分地覆盖表面以节省一些粘合剂。粘合剂将固化并将泡沫附着到内胎上。该过程可以通过首先在轮胎内施加粘合剂然后在内部施加泡沫而稍微修改。在这种情况下，需要在重叠的区域中涂抹一些粘合剂。

大多数粘合剂将需要具有干净内衬的轮胎，在该干净内衬处将施用消音器。然而，已知一些硅酮粘合剂牢固地粘合到轮胎消音器上而无需清洁脱模剂，例如，LoctiteSilicone 5900或Loctite Silicone 5910。(参见，Majumdar等人的US7,368,024或Bormann等人的US公开第2013/0032262号)。

除了硅酮粘合剂(Loctite SI 5930FIT，可从Henkel获得)之外，下列粘合剂也工作良好：硅烷改性聚合物(实例Teroson MS 9360，购自Henkel)；2-组分氨基甲酸酯(例如，可从LORD Corporation获得的7542A/B)。

如果首先将粘合剂施加在轮胎内部，然后***泡沫，则在泡沫重叠的地方需要粘合剂。在这种情况下，快速固化粘合剂是优选的，以便轮胎可以立刻移动以便存储。以下是良好的快速固化粘合剂：2-组分氨基甲酸酯(例如，可从LORD Corporation或Gorilla Glue获得的7542A/B)；氰基丙烯酸酯(疯狂胶、强力胶、猩猩强力胶)。

在具有泡沫的商业轮胎中，以90°的角度被切割泡沫的粘接部并通过粘合剂接合。泡沫必须具有与轮胎的内圆周精确的长度，而具有非常小的误差幅度。如果泡沫被切割成比轮胎的内周稍短，则将产生废泡沫，从而导致浪费。本发明具有较大的误差幅度，并且产生较少的废料。在本发明中，如果切割的角度小于90°，优选地为45°。其它角度也是可能的，例如5至65度、10至40度或40至50度。15度也是优选的角度。

在所有具有泡沫的商业轮胎中，如果不是如同US7,669,628中那样接合，则粘接部使用粘合剂接合，这是额外的制造步骤。泡沫之间的小间隙显著削弱了声音吸收，导致增加的机舱噪声。当泡沫的粘接部以45°的角度被切割时，与端部以90°角切割的粘接部相比较，发生较少的吸声损害和降低的机舱噪声。

实施例

制造了四组相同的轮胎，其中内衬保持清洁，如US7,332,047中所述。以相同的方式***覆有粘合剂的泡沫，唯一的区别在于，对于第一组，泡沫以90°切割，并且末端以微小间隙保持未接合，使用泡沫制造下一组或第二组，其中末端以45°切割，并且末端以微小间隙保持未接合。第三组轮胎使用泡沫制成，其中末端以90°切割并且末端被粘性地接合(如现有技术中所示)，并且第四组轮胎使用泡沫制成，其中末端以45°切割并且末端重叠并通过压敏粘结剂接合，压敏粘结剂存在于泡沫的一个末端的顶部和与该泡沫末端重叠的底部之间。将实验轮胎安装在车辆上，并且在消声室中的车厢的驾驶员侧的左耳处测量降噪，并且结果如下：

如表中所示，本发明产生了最佳结果。

为了说明和描述的目的，已经给出了本发明的前述实施方案。这些描述和实施方案不是穷举的，也不是要将本发明限制为所公开的精确形式，并且显然，根据上述公开，许多修改和变化是可能的。选择和描述实施方案以最好地解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够在其各种实施方案中最好地利用本发明并以适合于所构想的特定用途的各种修改来最好地利用本发明。

Claims (15)

1.一种轮胎，包括：

周向胎面，具有外胎面表面和内衬表面；

至少两个间隔开的胎圈；

胎侧部分，在所述胎面和所述胎圈之间延伸；和

带状消音器，具有第一末端和第二末端，其中所述消音器衬于所述内衬表面上；其中所述消音器被粘性地固定到所述内衬表面，且其中所述消音器的所述末端以小于90度的角度被切割，彼此重叠，且所述消音器的重叠的第二末端通过存在于所述第二末端下面的所述粘合剂接合到所述第一末端。

2.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述末端以大约5度至大约65度之间的角度被切割。

3.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述末端以大约10度至55度之间的角度被切割。

4.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述末端以大约40度至50度的角度被切割。

5.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述末端以大约45度的角度被切割。

6.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述末端以相同的角度被切割。

7.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述末端以不同的角度被切割。

8.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述消音器为泡沫消音器。

9.一种用于制造具有消音器的轮胎的方法，所述方法包括以下步骤：

A.将阻隔层压到生胎内衬的暴露的原始表面上以将所述阻隔层粘附到所述原始表面上，并且从而形成受保护的生内衬；

B.在所述轮胎内部施加脱模剂；

C.固化具有受保护的内衬的所述轮胎；

D.去除所述阻隔层以显现所述轮胎内衬原始表面；和

E.将具有一个短的侧面和一个长的侧面且在长的侧面上覆有粘合剂的消音器固定到所述原始表面，其中所述消音器的至少一端以45度角被切割并且与以大约45度角被切割的消音器的另一端重叠。

10.一种用于制造具有消音器的充气轮胎的方法，包括以下步骤：

A.提供充气轮胎，其包括：两个间隔开的不可伸展的胎圈；地面接触胎面部分；一对单独的胎侧，其从所述胎面部分的轴向外边缘径向向内延伸以连接相应的胎圈，所述胎面部分的轴向外边缘限定胎面宽度，用于胎面部分和胎侧的支撑胎体，最内部的内衬表面；

B.安装梯形形状的消音器，所述梯形形状的消音器在所述胎体的径向向内设置，所述消音器具有较短表面，该较短表面面向该轮胎的内腔；

C.将硅酮粘合剂施加到具有较大表面积的消音器表面以形成覆有粘合剂的表面；

D.将覆有粘合剂的消音器附接到所述内衬表面，其中该消音器的至少一端以45°的角度被切割并且与以大约45°的角度被切割的所述消音器的另一端重叠；和

E.固化所述粘合剂。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述内衬表面包括脱模剂，其中所述消音器附接在所述脱模剂上。

12.一种用于制造具有消音器的轮胎的方法，所述方法包括以下步骤：

A.将阻隔层压到生胎内衬的暴露的原始表面上以将所述阻隔层粘附到所述原始表面上，并且从而形成受保护的生内衬；

B.在所述轮胎内部施加脱模剂；

C.固化具有受保护的内衬的轮胎；

D.去除所述阻隔层以显现所述轮胎内衬原始表面；和

E.将具有一个较短的侧面和一个较长的侧面的消音器固定到所述轮胎内衬原始表面，其中所述较长的侧面覆有粘合剂并且附接到所述原始表面，其中所述消音器的一端以小于90°(例如5～65°或10～55°或40～50°)的角度被切割且与以小于90°(例如5～65°或10～55°或40～50°)的角度被切割的所述消音器的另一端重叠。

13.一种用于制造具有消音器的充气轮胎的方法，包括以下步骤：

A.提供充气轮胎，其包括：两个间隔开的不可伸展的胎圈；地面接触胎面部分；一对单独的胎侧，其从所述胎面部分的轴向外边缘径向向内延伸以连接相应的胎圈，所述胎面部分的轴向外边缘限定胎面宽度，用于胎面部分和胎侧的支撑胎体，最内部的内衬表面；

B.安***器，所述消音器具有设置在所述胎体的径向内侧的一个较短的侧面和一个较长的侧面，其中所述较短的侧面面向所述轮胎的内腔，其中所述消音器的一端以小于90°(例如5～65°或10～55°或40～50°)的角度被切割且与以小于90°(例如5～65°或10～55°或40～50°)的角度被切割的所述消音器的另一端重叠；

C.将粘合剂施加到所述较长的侧面上以形成粘合剂涂覆的表面；

D.将所述粘合剂涂覆的消音器附接到所述内衬表面；和

E.固化所述粘合剂。

14.一种用于制造具有消音器的充气轮胎的方法，包括以下步骤：

A.提供充气轮胎，包括两个间隔开的不可伸展的胎圈；地面接触胎面部分；一对单独的胎侧，其从所述胎面部分的轴向外边缘径向向内延伸以连接相应的胎圈，所述胎面部分的轴向外边缘限定胎面宽度，用于胎面部分和胎侧的支撑胎体，最内部的内衬表面；

B.将硅烷改性的粘合剂施加在与胎面相对的轮胎内衬内部

C.安装梯形消音器，所述梯形消音器在所述胎体的径向向内设置，所述消音器具有面向所述轮胎的内腔的较短表面，其中所述消音器的一端以小于90°(例如5～65°或10～55°或40～50°)的角度被切割，和与以小于90°(例如5～65°或10～55°或40～50°)的角度被切割的所述消音器的另一端重叠，以形成重叠的部分；

D.在所述消音器的重叠部分处施加聚氨酯粘合剂；

E.固化所述粘合剂。

15.根据权利要求9至14中任一项所述的方法，其中所述消音器是泡沫消音器。

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