专利名称：具有单丝加强件的充气轮胎的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有单丝加强件的充气轮胎。更具体地，本发明涉及一种在至少一层帘布层中具有单丝加强件的充气轮胎，该单丝加强件具有表面面积增大的横截面构造以提高粘附力。
背景技术：
单丝帘线已用在轮胎中很多年了。由诸如尼龙、聚酯、人造纤维的有机聚合物或钢制成的单丝的使用已被几乎所有的主要轮胎制造商公开。单丝在轮胎的各个部分中的商业使用也已被众多轮胎制造商实现。传统的单丝具有圆形或椭圆形构造。由于横截面构造，当用粘合剂和弹性材料帘布层覆盖时，单线与帘布层之间的粘附主要是化学粘附。对于钢单丝尤其是这样，而与由多丝线形成的有机单丝相反。
发明内容
本发明涉及一种包括单丝帘线的充气轮胎，该单丝帘线具有对覆盖橡胶提供增大的粘附力的横截面构造。
这里公开的充气轮胎包括胎体结构、该胎体结构径向外侧的带束结构和该带束结构径向外侧的胎面。该胎体结构具有在一对相对的胎圈部分之间延伸的加强帘线的至少一层胎体帘布层。带束结构包括平行帘线的至少两层帘布层。所述胎体结构或所述带束结构的至少一层帘布层的帘线是具有由带扇弧形的圆周限定的横截面构造的单丝帘线。所述单丝帘线可以是所述至少一层胎体帘布层中的加强帘线。所述单丝帘线也可以是至少一个所述带束结构帘布层中的平行的帘线。
在本发明的一个方面中，所述单丝帘线具有由多个均匀间隔并且交替的凹入和凸起限定的圆周。所述帘线具有三到十个凹入和相等数量的凸起；优选地，所述单丝帘线具有五到八个凹入和相等数量的凸起。
在本发明另一个方面中，所述单丝帘线的每个凹入和凸起都由在所述凹入或凸起的顶点处的半径限定，其中所述凹入的半径大于所述凸起的半径。或者，所述凹入的半径可以近似等于所述凸起的半径。
在本发明的另一个方面中，所述单丝帘线由有机聚合物材料或者由钢制成。
将通过示例并参照
本发明，在附图中图1是充气轮胎的透视图；图2至图5是根据本发明的轮胎单丝帘线的可替换实施例的横截面图；图6是单丝的横截面图。
具体实施例方式
下文是实施本发明的目前最好的预期模式。本说明的目的在于举例说明本发明的一般原理，而不应被认为是限制性的。参照所附权利要求最好地确定本发明范围。为了本申请的目的，在附图中示出的各种实施例对相同的组件使用相同的附图标记。结构采用基本相同的组件，而在位置或数量上有所变化，由此产生可在其中实施本发明概念的可替换构造。
参照图1，本发明涉及一种充气轮胎10。该充气轮胎10具有包括胎体帘布层12的胎体结构，该胎体帘布层包括多个加强帘线14。该胎体结构还包括相对的胎圈部分16、侧壁17和内衬19，而不包括位于胎体结构的径向外侧的带束结构和胎面18。在这些实例中，当希望将本发明的实质用于较大尺寸的轮胎时，可以使用两个或更多的胎体帘布层12。
胎体结构的轴向间隔开的环状胎圈部分16具有由胎体帘布层12包裹的抗拉件20，并且在具有或部具有诸如钢丝圈包布、气錾、三角胶条、胎趾保护件和胎圈包布的其它加强元件的情况下成形以配合设计轮辋。胎体帘布层12在胎圈抗拉件20之间延伸，并绕抗拉件折叠。
带束结构具有至少两个带束帘布层22、24。带束帘布层22、24是平行帘线的环状层，位于胎面18下面，不锚固在胎圈部分16上，并且相邻的帘布层22、24中的帘线相对于轮胎的赤道表面EP(equatorial plane)以相等但相反的角度倾斜，该角度相对于轮胎赤道表面EP通常在17至35(度)。
图1仅是一轮胎实施例的示例，示出充气轮胎10的基本元件。轮胎设计者易于理解，在胎体结构和带束结构中的层数和在胎圈部分中的加强层的数量和布置可以根据轮胎预期的最终用途而变化。通过非限制性的示例，对于子午线卡车轮胎，这种轮胎通常具有三层到四层斜帘线带束帘布层，并且可以具有额外的基本成零度的帘线的帘布层。另外，基于轮胎的预期最终用途和性能特性选择具体的胎面构造。
根据本发明，轮胎的至少一层帘布层，即胎体帘布层12或带束帘布层22或24中的至少一层由单丝帘线形成。如这里所设计的单丝帘线30示于图2至图5。单丝帘线30具有由带扇弧形的圆周限定的横截面构造，该带扇弧形的圆周由均匀地间隔并且交替的凹入32和凸起34组成。凹入32和凸起34被间隔成使得在单丝帘线30的相邻重复元件之间测量的弧长C沿单丝帘线30的整个圆周是相等的。
参见图6，单丝帘线30具有在由单丝帘线30的最外点形成的圆周上的相对点之间延伸的外径Do，以及在由单丝帘线30的最内表面点形成的圆周上的相对点之间延伸的内径Di。单丝帘线也具有位于外径Do与内径Di之间距离的一半处定义为中间直径的Dm。相对于外径Do，带扇弧形的圆周可以被看作仅具有均匀间隔的凹入32，而相对于内径Di，带扇弧形的圆周可以被看作仅具有均匀间隔的凸起34。相对于中间直径Dm，带扇弧形的圆周具有交替的、均匀间隔的凹入32和凸起34。在讨论单丝帘线30的整个横截面构造时，发明者将参照相对于中间直径的构造；因此该构造将被称为具有交替的、均匀间隔的凹入32和凸起34。
每个凹入32和凸起34都由在可应用构造的顶点处的半径RR、RP限定，参见图6。凹入半径RR和凸起半径RP可以近似相等，参见图6。或者，凹入半径RR和凸起半径RP可以不同，如图2所示，其中凸起半径RP大于凹入半径RR，或者如图5所示，其中凹入半径RR大于凸起半径RP。
单丝帘线30的带扇弧形的圆周具有三到十个凹入32和三到十个凸起34，优选地，凹入和凸起各为五到八个，凹入32和凸起34绕单丝帘线30的圆周交替并均匀地间隔。在图3和图4的单丝帘线30中，交替的凹入32和凸起34各为八个，而在图2、图5和图6的单丝帘线30中，交替的凹入和凸起各为五个。
图3和图4的两个单丝帘线30之间的区别在于图3的单丝帘线30具有比图4的帘线30深的凹入32，与图4的单丝帘线的表面积相比，形成了图3的单丝的较大的表面积。同样，图5和图6的帘线30虽然具有与图2的帘线30相同数量的凹入32和凸起34，但其具有比图2的帘线30大的表面积。与相同外径的传统的圆形或椭圆形单丝相比，本发明的所有单丝帘线30都具有较大的表面积；这是本发明的目标之一。下表示出对于不同单丝帘线形状的表面积和重量的对比，所有这些单丝帘线都具有相同的外径，使用圆形帘线作为带扇弧形的单丝的比较的基础。
表
如以上数据所证明的，表面积增大超过了传统的圆形单丝，并且帘线的重量也减小了，对于不同形状的带扇弧形的单丝，表面积和重量减小量对应地增加。
通过增大帘线30的表面积，用于化学粘附到覆盖橡胶的面积增大，提高了覆盖橡胶中的帘线的粘附力。另外，单丝帘线30中凹入32的存在提供并提高了帘线30与覆盖橡胶之间的机械粘附力。因此本发明的帘线30依靠帘线与覆盖橡胶之间的化学粘附力和机械粘附力来获得其中使用单丝的各种轮胎帘布层中的粘附力。
用于单丝的适当的有机聚合物材料，当用在轮胎的带束帘布层中时，具有至少2200dTex的但尼尔、至少31cN/Tex的韧性和最大6％的收缩量。适当的材料的例子包括多种尼龙，包括但不限于尼龙46、尼龙66、尼龙6和尼龙12；以及诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、以及聚乙烯醇(PVA)的聚酯。
对于使用钢形成单丝帘线30的轮胎，钢单丝具有至少等于4080MPA-2000D的抗拉强度，其中D是以mm为单位的丝的全径。单丝的全径在0.35到0.50mm的范围内。
当在帘布层中采用单丝时，单丝在帘布层中的间隔将取决于形成单丝30的材料、单丝的抗拉强度、加入单丝30的帘布层的类型以及所构造的轮胎的类型。
虽然在上文没有专门提到，但带扇弧形的单丝30也可以用在诸如胎圈包布、钢丝圈包布或侧壁加强帘布层的其它类型的轮胎加强帘布层中。
另外，在形成具有带扇弧形的单丝的帘布层的轮胎时，或者在带束结构中，或者如果胎体结构具有多个加强帘布层，不是所有的帘布层都需要使用带扇弧形的单丝形成。通过示例，在具有三个工作的成角度的带束帘布层的子午线卡车轮胎中，仅仅带束帘布层中的一个或两个需要由带扇弧形的单丝形成。同样，如果轮胎是两个帘布层的胎体结构，仅一个或两个帘布层都可以由带扇弧形的单丝形成。
权利要求
1.一种充气轮胎，包括胎体结构、该胎体结构径向外侧的带束结构和该带束结构径向外侧的胎面(18)，所述胎体结构包括在一对相对的胎圈部分(16)之间延伸的加强帘线(14)的至少一层胎体帘布层(12)，并且所述带束结构包括平行帘线的至少两层帘布层(22，24)，所述轮胎的特征在于，所述胎体结构或所述带束结构的至少一层帘布层(12，22，24)的帘线是具有由带扇弧形的圆周限定的横截面构造的单丝帘线(30)。
2.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述单丝帘线(30)的圆周具有多个均匀间隔并且交替的凹入(32)和凸起(34)。
3.根据权利要求2所述的轮胎，其特征在于，所述单丝帘线(30)具有三到十个凹入(32)和相等数量的凸起(34)。
4.根据权利要求2所述的轮胎，其特征在于，所述单丝帘线(30)具有五到八个凹入(32)和相等数量的凸起(34)。
5.根据权利要求2所述的轮胎，其特征在于，所述单丝帘线(30)的每个凹入(32)和凸起(34)都由在所述凹入或凸起的顶点处的半径限定，其中所述凹入的半径大于所述凸起的半径。
6.根据权利要求2所述的轮胎，其特征在于，所述单丝帘线(30)的每个凹入(32)和凸起(34)都由在所述凹入或凸起的顶点处的半径限定，其中所述凹入的半径近似等于所述凸起的半径。
7.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述单丝帘线(30)是所述带束帘布层中的一个(22或24)中的平行的帘线。
8.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述单丝帘线(30)是所述至少一层胎体帘布层(12)中的加强帘线。
9.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述单丝帘线(30)由有机聚合物材料制成。
10.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述单丝帘线(30)由钢制成。
全文摘要
本发明公开了一种充气轮胎，包括胎体结构、该胎体结构径向外侧的带束结构和该带束结构径向外侧的胎面，所述胎体结构具有在一对相对的胎圈部分之间延伸的加强帘线的至少一层胎体帘布层，所述带束结构具有平行帘线的至少两层帘布层。胎体结构或带束结构的至少一层帘布层的帘线是具有由带扇弧形的圆周限定的横截面构造的单丝帘线。
文档编号B60C9/08GK1982089SQ200610168480
公开日2007年6月20日 申请日期2006年12月14日 优先权日2005年12月14日
发明者P·J·C·毛斯, Y·A·M·苏苏托卢, R·贝克 申请人:固特异轮胎和橡胶公司