CN1990217B - 充气轮胎以及用于制造生橡胶轮胎部件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种充气轮胎，其通过硫化由组装生橡胶轮胎部件形成的生橡胶轮胎而制造，生橡胶轮胎部件中的至少一个通过如下方法制造：绕轴线卷绕多个带并同时沿该轴线横移所述带，其中，相较于轮胎部件的薄部分，在轮胎部件的厚部分中增加所述带的横移行程的数量，并且每个带的一端与另一端之间绕轴线的角度至多为90度。所述带的一端与另一端之间的绕轴线的各中点沿轮胎部件的圆周方向彼此偏移。

Description

充气轮胎以及用于制造生橡胶轮胎部件的方法

技术领域

本发明涉及一种用于制造充气轮胎的方法，更具体地，涉及一种用于制造由多个生橡胶带的大量卷绕构成的轮胎部件的方法。

背景技术

近年来，已经提出如下用于制造充气轮胎的方法，即，其中例如胎面橡胶、胎侧橡胶等生橡胶轮胎部件均由窄且薄的生橡胶带的大量卷绕而构成。

由于在生橡胶轮胎部件具有压花凹沟表面并由此需要在该表面上提供沿横移方向的向下斜度，对带敷料器进行编程使得横向速度从低速变化到高速，从而卷绕节距从小节距变化到大节距。

理论上，如果带的尺寸(具体为宽度)与要形成的橡胶轮胎部件的尺寸相比足够小，那么，无论部件是什么形状，通过改变带的卷绕节距、即，通过改变带敷料器的横向速度，可以制造出该部件。

但是，实际上，为了实现有效率的卷绕操作，带宽度不能过小，而且，在卷绕过程中，带从敷料器送出后被扭曲。结果，即使带敷料器根据程序以快的横向速度行进，送出的带受到引力作用而朝带的先前的卷绕运动，换句话说，尽管敷料器快速行进，其还是受引力作用向后运动而非向前运动。因此，未形成向下的斜度以及所需的随后的凹沟部。由于送出带的这种现象，按照预期形成每个橡胶轮胎部件是非常困难的，甚至是不可能的。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种用于制造生橡胶轮胎部件的方法，其中减少了生橡胶轮胎部件的预期形状与实际横截面形状之间的差别，进而易于制造具有各种横截面形状的轮胎部件。

根据本发明，一种用于制造生橡胶轮胎部件的方法包括：绕一轴线卷绕多个带并同时沿该轴线横移所述带，从而将生橡胶轮胎部件形成为由所述带的卷绕共同形成的环状体，其中，所述带由生橡胶混合物构成；相较于轮胎部件的薄部分，在轮胎部件的厚部分中增加所述带的横移行程的数 量；每个所述带的一端与另一端之间绕上述轴线的角度至多为90度；并且上述一端与另一端之间绕所述轴线的角中点绕所述轴线布置成使得各带的所述中点沿轮胎部件的圆周方向彼此偏移，其中所述生橡胶轮胎部件的外表面上具有周向延伸的凹沟部，所述凹沟部限定陡峭的斜度；并且所述带的卷绕包括卷绕带中的至少一个，从而堆积带的卷绕而形成所述陡峭的斜度。

这里，在本发明中，一个行程表示沿一个横移方向从一点到另一点的运动。例如，对于来回运动的情况，在本发明中将这样的运动视为两个行程。通常地，带直接或间接地卷绕在旋转鼓上，因此，上述轴线通常是这种鼓的旋转轴线。

根据本发明，一种用于制造橡胶轮胎的方法包括以下步骤：通过组装生橡胶轮胎部件制造生橡胶轮胎，所述生橡胶轮胎部件中的至少一个通过上述方法制造；以及在模具中硫化生橡胶轮胎。

因此，根据本发明，一种轮胎包括例如胎面橡胶、胎侧橡胶等的橡胶部件，该橡胶部件由多个橡胶带的大量卷绕而构成，每个橡胶带具有两端，且每个所述带的一端与另一端之间绕轮胎的旋转轴线的角度至多为90度，并且所述一端与另一端之间绕所述旋转轴线的角中点绕所述旋转轴线布置成使得所述带的所述中点沿轮胎的圆周方向彼此偏移；其中所述橡胶部件具有横移所述带进行卷绕的厚部分和薄部分，其中，相较于所述薄部分，在所述厚部分中增加所述带的横移行程的数量；所述轮胎部件的外表面上具有周向延伸的凹沟部，所述凹沟部限定陡峭的斜度，并且所述带的大量卷绕包括堆积卷绕用以形成所述陡峭的斜度。优选地，所述中点绕所述轮胎的旋转轴线等角地设置。

附图说明

参照附图，从以下描述中将明确本发明的其他特征和优点，其中：

图1是根据本发明的充气轮胎的横截面视图；

图2是作为生橡胶轮胎部件的设有两个周向延伸的凹沟部的生胎面橡胶的横截面视图；

图3是设有单个周向延伸的凹沟部的生橡胶轮胎部件的另一个实施例的横截面视图；

图4是用于说明图2所示的生橡胶轮胎部件的卷绕操作的示意图；

图5是用于说明图2所示的部件的卷绕操作的另一实施例的示意图；

图6是用于说明图3所示的生橡胶轮胎部件的卷绕操作的示意图；

图7是用于说明图3所示的部件的卷绕操作的另一实施例的示意图；

图8是用于说明每个橡胶带的两端的周向位置的示意图；

图9是用于说明所有橡胶带的各端的周向位置的示意图。

具体实施方式

以下将参照附图详细描述本发明的实施方式。

在附图中，根据本发明的充气轮胎1包括：胎面部2；一对胎侧部3；一对轴向间隔的胎圈部4，每个胎圈部中具有胎圈芯5；在胎圈部4之间延伸的胎体6；设置在胎面部2中的胎体6的轴向外侧的带束层7；以及橡胶轮胎部件G。

胎面部2的接地区域中设有限定胎面花纹的胎面沟槽。

胎体6由至少一个帘布层构成，在本实施例中仅仅为一个帘布层6A，其帘线相对于轮胎圆周方向成70度到90度的角度径向设置。胎体帘布层6A经过胎面部2和胎侧部3在胎圈部4之间延伸，并且绕每个胎圈部中的胎圈芯5从轮胎的轴向内侧向外侧卷起，从而形成一对卷起部6b和一对介于其间的主体部6a。

带束层包括缓冲层7和可选的冠带层9。缓冲层7由至少两个交叉帘布层7A和7B构成，每个帘布层由相对轮胎圆周方向成10度到35度的角度设置的平行帘线制成。冠带层9放置在缓冲层7的径向外侧并且由相对轮胎圆周方向的帘线角度为0度或小于约5度的帘线制成。

在此实施例中，橡胶轮胎部件G包括：胎面橡胶G1，其放置在胎面部2中以及带束层的径向外侧上以限定接地面；胎侧橡胶G2，其放置在每个胎侧部3中以及胎体6的轴向外侧上以限定轮胎外表面的一部分；内衬层橡胶G3，其放置在胎体6的内侧以限定轮胎的几乎整个内 表面；箝紧橡胶G4，其放置在每个胎圈部4中以限定胎圈部的底表面以及轴向外表面；带束层隔离橡胶G5，其放置在带束层7的各边缘与胎体6之间；以及胎圈三角胶芯橡胶G6，其放置在每个胎圈部4中并从胎圈芯5径向向外延伸。

使用生橡胶轮胎部件G、G1-G6(下文称为“Gn，G1n-G6n)制造轮胎1，并且生橡胶轮胎部件Gn中至少一个由根据本发明的方法形成。

在此，一个部件Gn是指由相同的橡胶混合物制成的整体部分，无论其是否具有加强纤维/帘线或仅具有该混合物。

根据本发明，相关的生橡胶轮胎部件Gn通过将多个带15直接或间接地卷绕在旋转鼓上并同时沿鼓的旋转轴线的方向横移而形成，其中，带15由相同的生橡胶混合物制成。

每个带15的宽度和厚度以及带的卷绕节距(或横移速度)和横移方向确定为避免在带的几乎整个宽度会朝向横移方向倾斜大于45度的角度的条件下，针对通过急剧地改变卷绕节距(从小到大)或横移速度(从慢到高)而形成在横移方向上的陡峭的向下斜度(大于约45度)的操作。根据以上简短说明，在鼓或卷绕物上，当几乎整个宽度朝横移方向倾斜大于45度的角度时，即使意图分开要被卷绕的带而增加与先前的带卷绕的节距，由于带受引力作用而向先前的卷绕运动，也难于形成预期的陡峭的向下斜度。而仅仅形成平缓的向下斜度。当带宽度的大约70％或80％倾斜大于45度时，这样的现象极易发生。因而，在本发明中，沿横移方向的陡峭的向下斜度通过堆积卷绕形成为沿相反横移方向的向上斜度。

以生胎面橡胶G1n为例，在下文描述根据本发明的制造生橡胶轮胎部件的方法。

在图1所示的示例性轮胎1中，上述胎面沟槽包括两个周向沟槽g，其在轮胎赤道C每侧各设一个。当胎面橡胶G1设有两个周向沟槽g并具有如图1所示的大致梯形横截面形状时，生胎面橡胶G1n也具有如图2所示的类似的大致梯形横截面形状，并且在与周向沟槽g的轴向位 置相对应的轮胎轴向位置中形成两个周向延伸的凹沟部或薄部分13L和13R。因此，生胎面橡胶G1n具有比两个薄部分13L和13R厚的右厚部分12R、中间厚部分12C以及左厚部分12L。

当然，也可采用其它布置。如果在轮胎赤道C上设置单个周向沟槽，如图3所示，则生胎面橡胶G1n设有单个周向延伸的薄部分13。

在图2的实施例的情况下，卷绕操作的实施例如图4所示，其中，第一橡胶带15A从右薄部分13R的左边缘附近的卷绕起始点(带端部E1)卷绕到生胎面橡胶G1n的左边缘TL，同时向左横移(第一行程)；然后，横移方向转为向右，连续地卷绕带15A直到左厚部分12L的中点附近的卷绕结束点(带端部E2)(第二行程)。

第二橡胶带15B从左薄部分13L的右边缘附近的卷绕起始点(带端部E1)卷绕到生胎面橡胶G1n的右边缘TR，同时向右横移(第一行程)；然后，横移方向转为向左，连续地卷绕带15B直到右厚部分12R的中点附近的卷绕结束点(带端部E2)(第二行程)。

因此，在中间厚部分12C中，第一橡胶带15A的第一行程与第二橡胶带15B的第一行程重叠。在右厚部分12R，第二橡胶带15B的第一与第二行程重叠。在左厚部分12L中，第一橡胶带15A的第一和第二行程重叠。

图5示出用于图2实施例的卷绕操作的另一实施例，其中，第一带15A从右厚部分12R的左边缘附近的卷绕起始点(带端部E1)卷绕到生胎面橡胶G1n的右边缘TR处的卷绕结束点(带端部E2)，同时向右横移(一个行程)。此时，第二橡胶带15B从生胎面橡胶G1n的左边缘TL处的卷绕起始点(带端部E1)卷绕到生胎面橡胶G1n的右边缘TR处的卷绕结束点(带端部E2)，同时向右横移(一个行程)。送出第一带15A的带敷料器返回并且送出第三带15C，该第三带从中间厚部分12C的右边缘附近的卷绕起始点(带端部E1)卷绕到中间厚部分12C的左边缘附近的卷绕结束点(带端部E2)并同时向左横移(一个行程)。此外，第四带15D从左厚部分12L的右边缘附近的卷绕起始点(带端部E1)卷绕到生胎面橡胶G1n的左边缘附近的卷绕结束点(带端部E2)，同时向左横移(一个行程)。

因此，在中间厚部分12C中，带15B的行程与带15C的行程重叠。在右厚部分12R中，带15A的行程与带15B的行程重叠。在左厚部分12L中，带15B的行程与带15D的行程重叠。

在图3的实施例的情况中，如图6所示，第一橡胶带15A从薄部分13的右边缘附近的卷绕起始点(带端部E1)卷绕到生胎面橡胶G1n的左边缘TL，同时向左横移(第一行程)；然后，将横移方向转为向右，连续地卷绕带15A直到左厚部分12L的右边缘附近的卷绕结束点(带端部E2)(第二行程)。第二橡胶带15B从薄部分13的右边缘附近的卷绕起始点(带端部E1)卷绕到生胎面橡胶G1n的右边缘TR，同时向右横移(第一行程)；然后，横移方向转为向左，连续地卷绕带15B直到右厚部分12R的中点附近的卷绕结束点(带端部E2)(第二行程)。因此，在右厚部分12R中，第二橡胶带15B的第一与第二行程重叠。在左厚部分12L中，第一橡胶带15A的第一与第二行程重叠。

图7示出用于图3实施例的卷绕操作的又一实施例，其中，第一带15A从生胎面橡胶G1n的左边缘TL处的卷绕起始点(带端部E1)卷绕到生胎面橡胶G1n的右边缘TR处的卷绕结束点(带端部E2)，同时向右横移(一个行程)。第二橡胶带15B从左厚部分12L的右边缘附近的卷绕起始点(带端部E1)卷绕到生胎面橡胶G1n的左边缘TL附近的卷绕结束点(带端部E2)，同时向左横移(一个行程)。第三带15C从右厚部分12R的左边缘附近的卷绕起始点(带端部E1)卷绕到生胎面橡胶G1n的右边缘TR附近的卷绕结束点(带端部E2)，同时向右横移(一个行程)。

因此，在任何情形下都可以在没有很大程度地改变卷绕节距的情况下很大程度地改变生胎面橡胶G1n的厚度以适合所需的横截面形状。

如已经说明的，卷绕起始点和卷绕结束点的轴向位置，即，带端部E1和E2的轴向位置设置在厚部分与薄部分之间的厚度过渡点的附近，包括生胎面橡胶G1n的边缘的位置。并且，每个带(或带敷料器)的横移方向确定为：避免在每个行程中的横移方向上的横移速度急剧增加(即，卷绕节距急剧增加)而形成向下斜度，但允许急剧下降而形成向上斜度。换句话说，如果需要形成大于45度的陡峭的斜度，堆积带的卷绕，同时将带横移小的卷绕节距，使得堆积的卷绕的后边缘在横移方 向上形成陡峭的斜度或成为形成陡峭的斜度的表面层的另一卷绕物的基底。

在图4-7中，在相应行程中卷绕节距相对较小的堆积部分以阴影线表示。

在厚部分中，行程重叠。因此，每个行程中的带的倾斜可得以减少。由于带能够分摊厚度，如果需要将带沿着陡峭的倾斜表面向下卷绕，则带以大于45度倾斜的部分能够减少到小于带宽度的70％。因此，能够防止发生上述带受引力作用朝陡峭的倾斜表面运动的现象。此外，每个行程中的横移速度的变化得以减少，更容易控制横移运动。

如上所述，使用多个带制造一个部件，因此，带的端部E1和E2的数量变大。此外，当以此方式形成多个橡胶部件Gn时，轮胎中存在大量的端部E1和E2，因此，有序地设置端部E1和E2是重要的。

图8示意性地示出从侧部观察时卷绕的带15之一的带端部E1和E2。

为了使质量均匀分布，两个带端部E1和E2之间绕轮胎旋转轴线的角度(θ)设定在不大于90度、优选地小于70度、更优选地小于50度、再优选地小于20度的范围内。在此，角度(θ)对应于360度的整数分之一倍。

此外，对于每个带的带端部E1和E2之间的中点EC而言，如图9所示，优选地，所有带的中点EC绕轮胎旋转轴线均匀地分布。更具体地，两个中点EC之间的角度(α)为(360/n)±10％度，其中，“n”是一个部件中的橡胶带15的数量。

此外，对于每个带的角度(θ)而言，优选地，在所有带具有大致相同的横截面面积时，各带的角度(θ)大致为相同值。

通常，优选地，角度(θ)约为0度。但是，为了利用局部质量不足来意图增加诸如径向力偏差RFV和牵引力偏差TFV的高速力偏差的特殊高阶谐波分量，以由此减少诸如二阶谐波分量和一阶分量的低阶谐波分量，可有意地将所有角度(θ)设置为小值。

端部E1和E2的这些布置通常应用于一个部件Gn。但是，在多个部件Gn每个都由卷绕多个带制成时，这些布置可以综合方式应用于多个部件。

如下示例，这样的用于制造生橡胶轮胎部件的方法结合到用于制造充气轮胎1的方法中。生带束层7和9卷绕在带束层鼓的成型表面上。然后，通过如上所述的方式卷绕带15在带束层上形成生胎面橡胶G2n。由此，制成胎面橡胶与带束层的胎面组件。另一方面，使用轮胎成型鼓，通过组装其余的诸如胎体、胎圈等生橡胶部件形成轮胎主体。轮胎主体与胎面组件结合而形成生胎。在模具中硫化该生胎。由此，制造充气轮胎。

在制造生橡胶轮胎部件中，理想地，使用多个带敷料器同时地卷绕多个带15，因为这样能够缩短带的卷绕时间并改善生产效率。但是带敷料器的数量也可以少于被卷绕的带的数量。

如上所述，在根据本发明的用于制造生橡胶轮胎部件的方法以及用于制造轮胎的方法中，从不同轴向位置开始、朝向基于要形成的相对较厚部分、薄部分以及陡峭的斜度的设置而确定的适当方向卷绕多个带。因此，与单个带相比较，能够减小卷绕节距的偏差，尤其是能够避免卷绕节距的急剧增加。因此，防止了令人讨厌的引力现象的发生并且减少了所形成的生橡胶轮胎部件的实际横截面形状与预期形状之间的差异，结果，易于制造具有各种横截面形状的轮胎部件。

在根据本发明的充气轮胎中，由于预期形状与实际形状之间的差异而在硫化模制过程中发生的生橡胶部件中的残余应力得以减小，由此，能够改进诸如RFV、TFV等的轮胎均匀性。

Claims (4)

1.一种用于制造生橡胶轮胎部件的方法，其包括：绕轴线卷绕多个带并同时沿该轴线横移所述带，从而将生橡胶轮胎部件形成为由所述带的卷绕共同形成的环状体，其中

所述带由生橡胶混合物制成；

相较于轮胎部件的薄部分，在轮胎部件的厚部分中增加所述带的横移行程的数量；

其特征在于，

每个所述带的一端与另一端之间绕所述轴线的角度至多为90度；并且

所述一端与另一端之间绕所述轴线的角中点绕所述轴线布置成使得各带的所述中点沿轮胎部件的圆周方向彼此偏移，其中所述生橡胶轮胎部件的外表面上具有周向延伸的凹沟部，所述凹沟部限定陡峭的斜度；并且

所述带的卷绕包括卷绕带中的至少一个，从而堆积带的卷绕而形成所述陡峭的斜度。

2.一种用于制造橡胶轮胎的方法，其包括以下步骤：通过组装生橡胶轮胎部件制造生橡胶轮胎；以及硫化所述生橡胶轮胎，其中，所述生橡胶轮胎部件中的至少一个通过如权利要求1所述的方法制造。

3.一种充气轮胎，其包括由多个橡胶带的大量卷绕构成的橡胶部件，每个橡胶带具有两端，其中

所述多个橡胶带由相同的橡胶混合物制成；

其特征在于，

每个所述带的一端与另一端之间绕轮胎的旋转轴线的角度至多为90度；并且

所述一端与另一端之间绕所述旋转轴线的角中点绕所述旋转轴线布置成使得所述带的所述中点沿轮胎的圆周方向彼此偏移；其中

所述橡胶部件具有横移所述带进行卷绕的厚部分和薄部分，其中，相较于所述薄部分，在所述厚部分中增加所述带的横移行程的数量；

所述轮胎部件的外表面上具有周向延伸的凹沟部，所述凹沟部限定陡峭的斜度，并且所述带的所述大量卷绕包括堆积卷绕用以形成所述陡峭的斜度。

4.如权利要求3所述的充气轮胎，其中

所述角度小于20度，且所述中点绕所述轮胎的旋转轴线等角地设置。

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