专利名称：具有截锥形胎体部分的轮胎的制作方法
背景技术：
本发明涉及一种轮胎，特别是在泄气状态下能够延续机动能力的充气轮胎。
充气泄气保用轮胎已有许多，即在正常充气状态下工作的轮胎允许在泄气状态下有限地工作的轮胎。这些轮胎通常由一个或多个胎体(carcass)构成，该胎体绕着一个或多个设置在每个胎边的胎边芯线翻转，形成绕着该胎边的宽的曲线部分。这种结构的直接结果是绕着该胎边芯线翻转的该胎体轨迹，经过该胎边芯线和该侧壁轴向内边界之间的该胎边径向内部，然后转到该胎边下面，并到达该胎边轴向外部区域。这样的轨迹给设计者在形状上的变化有很大限制，这样的环形或弯曲的胎体轨迹占据很大的体积。
为了获得泄气状态下所需的机动能力，许多这样的轮胎进一步通过在该胎体之间和在该胎体与轮胎内边缘之间插入辅助橡胶层加强和加厚的侧壁。
许多解决方案包括机械胎边锁定件，特别是延长截面的胎边芯线束和轮辋形状。该延长截面的胎边芯线束具有两个功能，一是在该胎边处将该胎体固定以承受在胎体上产生的拉力，二是在泄气工作中保持该胎边在轮辋支座上。这二种功能使设计上需要进行妥协。
文献US5,660,656描述了一种轮胎，包括固定在胎边部分中的胎体，该胎体具设置在胎体侧面的环形芯线或芯线结构。这样的结构不需要使用绕着该胎边芯线的翻转部分。然而，该固定区域被设置或排列成向该侧壁内部引导该胎体。
在三维上考虑，在沿着该侧壁部分的过渡区域和该固定区域之间，该胎体结构是一个截锥形状。
这种优化的胎体轨迹使在泄气工作时的应力分布优化，这个平均的分布减小了峰值并增加了泄气工作耐久性。该特殊的轨迹能够取消提供延长机动能力所不需要的材料来降低重量，一个较薄的厚度还能改善舒适性和滚动阻力。
这样一个胎体轨迹最好具有较高的纵横比，即具有“高”侧壁的轮胎，例如侧壁高度H超过120mm。
这还能改善轮胎在“直线”工作时0-psi的耐久力，这特别适合用于美国州际高速路的直的高速路行驶。
这样一个轮胎，尽管可以用作标准轮胎，特别适合于在基本泄气状态下继续行驶。
最好是所述为直线的部分大致从该胎边轴向内边部分向该侧壁轴向外边部分径向向外延伸。
该胎体结构由此使一个轨迹接近该轮胎壁形状并排列，实际上在胎边区域中，该轮胎壁使轨迹从该胎边轴向内边部分向该侧壁轴向外边部分大致径向向外延伸。最好是提供具有与该轮胎侧壁角度相似的胎体结构轨迹。
该胎体结构位与该胎边和该侧壁中，离该轮胎内部越远越好。这提供了设置一个泄气保用插入件的空间，因此能够沿着侧壁取消该内衬。实际上在这种情况下，该泄气保用插入件提供了所需的空气隔离物，它还提供了改善的泄气操纵性，改善的泄气耐久性。这给出了用泄气特性换取额定充气特性的更好的灵活性，例如更好的舒适性和重量等。
该轮胎处于与安装在轮辋上并充气到额定气压时相同的位置，较好地，该大致直线的部分相对该轴的方向形成一在11到140度之间的角度，该角度最好在120和130度之间。在一个实施例中，这个角度基本相应于该轮胎侧壁在相应区域中的中间部分或中线的角度或大致方向。
该大致直线的部分的长度较好在轮胎侧面高度H的20％和50％之间，最好在20％和40％之间。如图2所示，该轮胎侧面高度H是从该固定区域底部或径向内部分到该顶面加强层底部或径向内部分之间的径向直线的长度。
该过渡区域基本相应于该大致直线的部分的胎体轨迹径向外部的部分，在那里该轨迹改变方向和形状。该过渡区域的径向外部，该胎体设置有一个第二部分，该第二部分从该过渡区域向该顶面轴向外部分径向延伸。
在第一实施例中，该第二部分设置有一个大致曲线的部分。
最好是该大致曲线的部分设置有比所述过渡区域半径大的半径。
该固定区域最好设置有至少一个至少部分地邻近所述胎体的第一胎边加强件，和用于在胎边中固定该胎体结构和胎边加强件配合的高弹性模量材料。
在该胎体结构和胎边加强件之间的这种类型的配合在该许多方面提供了灵活性。例如，该胎体结构以不同的形状和角度进入该胎边。它可以以与侧壁径向内边不同的位置进入该胎边，等等。而且这样一个固定区域是紧密的、非常牢固和可靠的。
该胎边加强件具有在至少一个边上横向邻近该胎体结构的大致环向排列的芯线。这样的布置提供了承受在充气和泄气状态下使用轮胎时承受胎体中产生的拉力的能力。
本发明的轮胎最好包括一个设置在该侧壁轴向内部分的泄气保用插入件。该插入件最好是基本气密的。在使用厚插入件时，可以具有有效地不透气性。例如一个泄气保用插入件具有已知丁基橡胶或弹性材料厚度的7倍，给出与丁基材料薄层相似的防渗透性。在这样的布置中，在该侧壁部分的大部分中不需要内衬。
较好地，该胎边加强件相对该轴向形成在110到140度之间的角度，最好该角度在120和130度之间，该轮胎处于与安装在轮辋上并充气到额定气压时相同的位置。
“径向的”和“径向地”指的是朝向或离开该轮胎旋转轴线的径向地方向。
“相对于轴向形成的夹角”指的是从该轮胎内部轴向或径向测量的角度；这样一个夹角在0和180度之间。
本发明的轮胎包括一个设有一个支座12的胎边1，该支座12特别适合于安装在轮胎的轮辋上。该胎边大致径向地延伸出该侧壁13，该顶面11包括已知类型的加强层。
该轮胎具有一个胎体结构5，该胎体结构5在胎边间延伸，或在两个半结构之间留下一个缝隙，例如大致在该顶面的中央部分。在胎体结构5的径向最里面部分终止于该胎边1的固定区域2中。最好是该胎体结构不绕着胎边芯线或其它加强件翻转，就是说，确定该胎体结构形状的每个坐标对于每个径向部分具有小于轮胎子午线径向位置的唯一的径向位置。该胎体结构用一个胎边加强件3固定在胎边部分中。这样一个加强件的最佳实施例包括一个芯线结构4，它设置有在至少一个边上横向邻近该胎体结构的至少一个大致环形列的芯线。在这种情况下，在该胎边部分中“固定”指的是，通过该芯线结构与该胎体加强结构的横向粘接(而不是缠绕该常规胎边芯线)，该芯线结构承受在轮胎充气或泄气使用中胎体结构产生的拉力。
利用一个具有高弹性模量的弹性胎边填充物，优化该固定区域4的机械特性。
在胎边部分中的其它胎体固定件或胎体层的设置的变化公开在Herbelleau等人的美国专利US5660656中，并在此并入以作参考。
例如，如
图1和2所示的实施例，该胎体结构设置有一个大致为直线的部分6。这个部分在该固定区域2和一个过渡区域8之间延伸。该部分6的总体方向最好从胎边1轴向里面的部分向该侧壁径向和轴向外部稍微倾斜。
在沿着侧壁部分的过渡区域和固定区域之间，该胎体结构在三维空间上是一个截锥形状。
所述大致为直线的部分6的长度较好是在轮胎侧边高度H的20％和50％之间，最好是在轮胎侧边高度H的20％和40％之间。如图2所示，该轮胎侧边高度H是一个径向直线的长度，其从该固定区域的底部或径向内部延伸到该顶面加强层的基部或径向内部。
该过渡区域基本相应于该大致直线的部分的径向外侧的胎体轨迹部分，在那该轨迹改变方向和形状。该过渡区域的径向外侧，该胎体设置有一个第二部分，其从该过渡区域向该顶面的轴向外部径向延伸。该过渡区域的较佳长度是在轮胎侧边高度H的20％和40％之间，最佳是该轮胎侧边高度H的约40％。
该过渡区域最好包括一个设置在该大致为直线的部分6和该第二部分7之间并连接该胎体的这两个部分6和7的大致为曲线部分。一个小的半径能将该胎体轨迹排列方向的变化集中在接触区域中。
在该过渡区域8中，该胎体结构不再是直线而是曲线，从这个区域到该顶面区域，该胎体结构5的总体形状和方向使其在一个轴向向内和径向向外的轨迹上从该过渡区域8向该顶面延伸，形成该第二部分或顶壁部分7。
最好，如图1所示，该第二部分7在相对于该中心轴线14的该侧壁外部中延伸。根据该实施例，该第二部分7向上延伸到该顶面，在那它可以中断或不中断。
在图1所示的实施例中，顶壁部分7具有的大致曲线的外形，该曲线具有较大直径。
在图3所示实施例中，该顶部侧壁部分7具有在该过渡区域8和顶面边缘之间的大致直线的形状。由此在该实施例中，该胎体轨迹带有两个大致为直线的部分6和7。
实际上，在轮胎侧壁的这个顶部部分中，还最好使该胎体结构的轨迹适应该轮胎侧壁的厚度和形状，类似于该第一线形部分。根据该侧壁的形状，它还更适当的或者在一个或大或小长度的范围中为胎体结构提供大致直线轨迹，或者为胎体结构提供一个曲线轨迹。
本发明的轮胎最好包括一个设置在该侧壁轴向内部的泄气保用插入件9(图2)。该插入件最好基本是气密的。当使用很厚的泄气保用插入件时，能起到有效的气密性。使用这种结构，在该侧壁的大部分不需要内衬。这能够在轮胎侧面的有限部分使用气密内衬10(如丁基内衬)，例如沿着该顶面部分，防止该顶面被穿透。
在图2所示的实施例中，该固定区域2基本上是倾斜的，该区域2的总体方向最好从胎边轴向和径向内部向该胎边径向和轴向外部稍微倾斜。相对于轴平面测量的该角度α表明嵌在该固定区域2中的胎体结构内部分的倾斜度。该轮胎处于与安装在轮辋上并充气到额定气压时相同的位置时，该倾斜较好地相对轴向在110到140度之间的角度，最好在120和130度之间。该配合芯线4最好设置或对齐，形成大致相同的角度。
这种具有倾斜的固定区域或在固定区域中胎体轨迹倾斜的结构，能够提供与该胎体结构6对齐的固定区域的总体轨迹。如图2所示，在该固定区域径向外部区域的传统弯曲的胎体部分由此可被减小，甚至取消。当该轮胎泄气时，这个倾斜区域提供良好程度的胎边保持力。它还能够该胎体结构设置在相对该中线14轴向外侧。如图2所示，在该固定区域2的径向外侧，该胎体结构在该侧壁轴向外侧部分延伸。
图4描述了本发明的第四实施例，其中该胎体结构5在轮胎的一些部分中具有多于一个的胎体层。该胎体结构5在顶面11中包括一个芯线的环向排列，在轮胎侧壁部分13中该胎体结构5分成三个径向芯线的环形列511、512和52。这三个芯线的环形列彼此轴向分开。在胎边1中，两个芯线的环形列511和512连接，并得到一个共同的芯线环形列51。因此在胎边1中具有两个芯线环形列51和52。
这种胎体结构是非常柔韧的，并能够使胎体芯线置与最有用的地方。例如胎体层52的芯线密度高于胎体层511和512的芯线密度。该外胎体层的芯线能承受充气和泄气工作时的高拉力应力一应变循环。这些芯线被很好地设计以承受这些高拉力循环，且该芯线的数量由此确定。该内胎体层的芯线在泄气工作中受压缩的应力一应变循环，在这种情况下，用橡胶混合物来承受这些压缩应力。该芯线的数量不需要很多。它还提供在该顶面中的胎体结构的有限厚度，及在胎边部分中适当地固定。该胎体结构5的固定由三个环形排列芯线的线圈41、42和43实现的，其轴向接近有高模量橡胶层插入件的该胎体结构的芯线环形列51和52。
最好是，为了具有良好的0-psi性能，该泄气保用插入件92和93在侧壁中分别设置在该胎体层511-512和512-52之间，并且在最佳实施例中，泄气保用插入件91设置在该胎体结构5和该轮胎内侧之间。最好是这些泄气保用插入件直接与邻近该胎体层的芯线接触。这意味着构成泄气保用插入件的橡胶混合物至少与该芯线外环的一部分紧密接触，而且在制造轮胎中不使用低弹性模量的橡胶混合物。因此该侧壁结构在泄气工作中具有较好的耐久性。
图5给出了第四实施例的在胎边1中径向和环形芯线的结构。在固定区域中，轴向向外依次为具有第一环形列的线圈41、该第一胎体环形列51、该第二环形列的线圈42、该第二胎体环形列52和该第三环形列的线圈43。从固定区域径向向外，该第一胎体环形列51分成两个胎体环形列511和512。为了清楚起见没有绘出该橡胶混合物。所有这些芯线，至少在该固定区域内，都嵌入高弹性橡胶混合物中。这个橡胶混合物最好具有超过70的肖氏硬度A。
在图5中的所有胎体芯线以一个环形错列的位置设置，使其在该轮胎的顶面部分中形成单一的列。这能够减小该顶面部分的厚度。
在本发明的范围内，在该顶面和胎边也可以有一个环形列，其在侧壁被分成二个或三个。
为了尽可能精确地定位该加强芯线，最好是在一个刚性支撑上制造该轮胎，例如具有其内腔形状刚性芯体。该轮胎的所有直接设置在其最终位置的部件根据最终产品的需要直接放在这个芯体上，而在任何制造过程的移动中都不会有变形。在这种情况下，该轮胎可以用US4,895,692中描述的方法模制和硫化。
虽然本发明已结合实施例说明，很明显本专业技术人员参照上述教导可得到许多变换、替换和变化。本发明用于包括落入本发明的权利要求范围和构思中的所有变换、替换和变化。
权利要求
1.一种轮胎，包括在每个胎边中的一个固定在该轮胎每个侧边的胎体结构，每个胎边具有一个用于安装在轮胎设计安装的轮辋上的基座，每个胎边向上径向延伸出一个侧壁部分，一个加强的顶面，该侧壁部分连接所述顶面，所述的胎边进一步包括一个用于在所述胎边中固定所述胎体的固定区域，其中沿着该侧壁部分在所述固定区域和过渡区域之间，所述胎体结构大致直线延伸，形成一个大致直线的部分。
2.根据权利要求1的轮胎，其中，所述大致直线的部分从该胎边轴向内侧部分向该侧壁轴向外侧部分基本径向向外延伸。
3.根据权利要求1或2的轮胎，其中，所述大致直线的部分相对该轴的方向形成一在110到140度之间的角度，该角度最好在120和130度之间，而该轮胎位于与安装在设计安装的轮辋上并充气到额定气压时相同的位置。
4.根据上述权利要求之一的轮胎，其中，所述大致直线部分的长度在轮胎侧面高度H的25％和75％之间。
5.根据上述权利要求之一的轮胎，适于在基本泄气状态下延续机动能力。
6.根据上述权利要求之一的轮胎，进一步具有设置在该侧壁轴向内侧部分的泄气保用插入件。
7.根据权利要求6的轮胎，其中，所述插入件基本是气密的。
8.根据权利要求1至7之一的轮胎，其中，所述胎体结构在该胎边的固定区域中包括至少一个芯线的环向列，该芯线的环向列在轮胎侧壁部分中逐渐地分成至少两个芯线的环向列。
9.根据权利要求8的轮胎，其中，一个泄气保用插入件设置在所述两个芯线的环形列之间，并且其中所述泄气保用插入件与所述两个环形列的芯线直接接触。
10.根据权利要求1至7之一的轮胎，其中，所述胎体结构在轮胎顶面部分中只包括一个环形列。
11.一种轮胎，包括在每个胎边中的一个固定在该轮胎每个侧边的胎体结构，每个胎边具有一个用于安装在轮胎的设计安装轮辋上的基座，每个胎边径向上向延伸出一个侧壁部分，一加强的顶面，该侧壁部分连接所述顶面，所述的胎边进一步包括一个用于在该胎边中固定所述胎体的固定区域，其中沿着该侧壁部分在所述固定区域和过渡区域之间，所述胎体结构大致直线延伸，形成一个大致直线的部分，其中该胎体过渡区域的径向外侧设置有从该过渡区域径向延伸到该顶面轴向外部的第二部分。
12.根据权利要求11的轮胎，其中，所述过渡区域包括一个曲线部分。
13.根据权利要求11或12的轮胎，其中，所述第二部分包括一个曲线部分。
14.根据权利要求11至13之一的轮胎，其中，所述曲线部分设置有比所述过渡区域半径大的半径。
15.根据权利要求11至14之一的轮胎，适于在基本泄气状态下延续机动能力。
16.根据权利要求11至15之一的轮胎，进一步包括设置在该侧壁轴向内部的泄气保用插入件。
17.根据权利要求16的轮胎，其中，所述插入件基本是气密的。
18.根据权利要求11至17之一的轮胎，其中，所述胎体结构在该胎边的固定区域中包括至少一个芯线的环形列，该芯线的环形列在轮胎侧壁部分中逐渐地分成至少两个芯线的环形列。
19.根据权利要求18的轮胎，其中，一个泄气保用插入件设置在所述两个芯线的环形列之间，并且其中该泄气保用插入件与所述两个环形列的芯线直接接触。
20.根据权利要求11至17之一的轮胎，其中，所述胎体结构在轮胎顶面部分中只具有一个环形列。
全文摘要
本发明提供了一种轮胎，包括在每个胎边中的一个固定在该轮胎每个侧边的胎体结构，每个胎边具有一个用于安装在轮胎的设计安装轮辋上的基座，每个胎边向上径向延伸出一个侧壁部分，一个加强的顶面，该侧壁部分连接所述顶面，所述的胎边进一步包括一个用于在该胎边中固定所述胎体的固定区域，其中在沿着该侧壁部分的过渡区域和该固定区域之间，所述胎体结构大致直线延伸，形成一个大致直线的部分。
文档编号B60C15/00GK1474755SQ01818789
公开日2004年2月11日 申请日期2001年10月8日 优先权日2000年10月10日
发明者R·C·科特雷尔, W·L·小威拉德, R C 科特雷尔, 小威拉德 申请人:米其林技术公司, 米其林研究和技术股份有限公司