专利名称：用于制造分段式带束轮胎的方法
技术领域：
本发明涉及充气轮胎的构造，尤其涉及用于构造带有功能上分级的带束层的充气轮胎的方法。
背景技术：
通常，构造子午线轮胎涉及在圆柱形成型机头上制造带有钢丝圈和胎侧的胎体，然后使得胎体形成环形。于是，一个或多个带束帘布层顺序缠绕着胎体的外部圆周，之后将胎面应用位于带束层顶部的胎体上。然后，将生胎输送至轮胎模具中，生胎在压力下形成最终形状并随后被硫化。
众所周知，轮胎构造中所使用的特定带束层对轮胎的性能具有相当大的影响。每个带束层由一个或多个带束帘布层形成。通常，每个带束帘布层利用在未硫化橡胶中嵌入多条密集的帘线而得以增强，这些帘线通常相对于轮胎的赤道面成介于15度至30度之间的角度延伸。当使用两个带束帘布层时，通常帘线角度相等但相对于赤道面沿相反方向对准。带束帘布层中使用的帘线可以由各种材料形成，这些材料包括尼龙、聚酯、人造纤维、棉、芳族聚酰胺和钢。
轮胎带束层构造中的一个最新发展就是使用分段式带束层。分段式带束层包括至少一个沿轴向被分开或分段的带束帘布层。美国专利No.6,394,160和6,444,070中描述了一种带有分段式带束层的轮胎和构造这种轮胎的方法，这两个专利具有同一受让人并且在本文中全部引入作为参考。
发明内容
本发明的目的在于构造具有功能上分级的带束层的轮胎的方法。功能上分级的带束层具有至少一个带束帘布层，当沿着带束层的宽度轴向运动时，所述带束帘布层具有至少两个不同的带束层区域。可能需要具有两个或两个以上的带束帘布层，其中每个带束帘布层各具有不同的带束层区域。带束层区域可以在任何方面存在差异，这些方面包括帘线角度，帘线间距、区域之间的间隙和刚度特性。前面提到的使用分段式带束层是提供功能上分级的带束层的一个实例。然而，本发明提供了一种用于构造带有分段式带束层的轮胎的改进型方法，并且还提供了用于构造带有功能上分级的带束层的轮胎的其它方法。
根据本发明的一个方面，一种构造轮胎的方法包括以下步骤(a)制造胎体；(b)至少提供各具有第一和第二边缘的第一和第二带束层段；(c)将第一扎带应用于第一带束层段的第二边缘和第二带束层段的第一边缘上，以便保持第一带束层段相对于第二带束层段的位置；(d)同时将第一、第二带束层段应用于胎体上，其中第一带束层段的第二边缘与第二带束层段的第一边缘并列；以及(e)将胎面应用于第一、第二带束层段上。
根据本发明的另一个方面，一种构造轮胎的方法包括以下步骤(a)制造胎体；(b)提供带束帘布层；(c)利用第一切开作用沿着带束帘布层的长度切割选择的带束层帘线以便实现第一所需带束层刚度；(d)将带束帘布层应用于胎体上；以及(e)将胎面应用于带束帘布层上。
根据本发明的另一个方面，一种构造轮胎的方法包括以下步骤(a)制造胎体；(b)提供带束帘布层，其中帘线处于第一方位；(c)调节帘布层以便形成帘线保持处于第一方位的第一区域和帘线处于第二方位的第二区域；(d)将带束帘布层应用于胎体上；以及(e)将胎面应用于带束帘布层上。
本发明的方法提供了显著的优点，由于具有功能上分级的带束层的轮胎易于构造，从而就容许对表现功能上分级的带束层特征的各个参数进行优化以便改进轮胎的使用寿命和性能。
本发明可以在某些零件与零件的设置结构方面采用物理形式，在本说明书中将对其优选的实施例进行描述并且在附图中进行示出，这些附图形成本发明的一部分，其中图1为根据本发明一种方法成型的轮胎的剖视图。
图2为图1的轮胎的带束层段的边缘的特写剖视图。
图3为本发明所提供的第一方法的视图，其示出了用来粘附于相邻带束层段上的两个扎带。
图4为本发明所提供的第二方法的视图，其示出了沿着带束帘布层长度制作的两个切口。
图5为本发明所提供的第三方法的视图，其示出了用来使带束层帘线的重新定向的夹具。
图6为图5中所示方法的端视图。定义“纵横比”是指其截面高度与其截面宽度之比。
“轴向的”和“轴向地”是指平行于轮胎旋转轴线的线或方向。
“胎圈”或“胎圈芯”一般是指包括环形承拉构件的轮胎的那部分，径向内胎圈与将轮胎保持于轮辋上相关联，其由帘布卷绕并成形，其带有或不带其它增强构件如外护圈包布、胎跟增强层、三角胶芯、护趾胶和胎圈包布。
“带束层”是指一个或多个带束帘布层。
“带束帘布层”是指位于胎面下的帘线的帘布层。
“圆周方向”是指沿着与轴向垂直的环形胎面表面的周长延伸的线或方向。
“胎体”是指除了带束层结构、胎面、底胎面之外的帘布层上方的轮胎结构，但其包括胎圈。
“切割”是指利用或仿佛利用锋利的工具完全分割成两部分。
“胎圈包布”是指绕着胎圈的外侧安放的窄材料条，其用于保护帘布层以防轮辋，分散轮辋上方的挠曲作用。
“帘线”是指包括轮胎中的帘布层的增强绳股之一。
“赤道面(EP)”是指垂直于轮胎的旋转轴线并且穿过其胎面中心的平面。
“接地印痕”是指在速度为零且负载与压力正常的情况下轮胎胎面与平表面的接地面积。
“内衬层”是指形成无内胎型轮胎的内表面并且包含着轮胎内的膨胀流体的由弹性体或其它材料构成的一层或多层。
“切口”是指并未完全分开。
“帘布层”是指一种涂有胶的平行帘布的连续层。
“径向的”和“径向地”是指沿径向朝向或背离轮胎旋转轴线的方向。
“截面高度”是指在轮胎的赤道面上从公称轮辋直径至轮胎外径的径向距离。
“截面宽度”是指当其在正常压力下膨胀24小时后但不加载时，平行于轮胎轴线并在其胎侧外部之间的最大直线距离，但不包括由于标记、装饰或防护垫带而造成的胎侧增大。
“胎肩”是指正好位于胎面边缘下方的胎侧的上部。
“胎侧”是指胎面与胎圈之间的轮胎的那部分。
“胎面”是指用来与路面滚动接触的胎体的轮胎径向外侧的那部分。
“胎面宽度”是指胎面表面沿轴向的弧长，即在平行于轮胎的旋转轴线的平面中的弧长。
具体实施例方式
现在参看附图，其中所示出的内容只是为了对本发明的优选实施例进行示例说明而并非用于对其进行限制，提供了三种用于构造具有功能上分级的带束层的轮胎的方法。
参看图1，其示出了根据本发明的第一种方法制造的轮胎10。轮胎10带有接地胎面部分12，其分别在胎面12的侧向边缘14、16处终止于胎肩段中。一对胎侧段18分别从胎面侧向边缘14、16延伸并分别终止于一对胎圈区20中，该胎圈区各具有环状不可延伸的胎圈芯22。轮胎10具有包括至少一个帘布层30的子午线胎体24，所述帘布层30从一个胎圈区20穿过一个胎侧部分18、胎面部分12、相对胎侧部分18向相对胎圈区20延伸。轮胎10可以具有缠绕着胎圈芯22的胎体24的反包端26。反包端26可以结束于轮胎10的最大截面宽度的径向位置周围或者轮胎工程师所需的任意位置处。胎圈三角胶芯28位于反包端26与胎体主结构之间并且位于胎圈芯22之上。轮胎可以包括常规型内衬层35，在轮胎为无内胎型轮胎的情况下，内衬层就会形成轮胎10的内周表面。轮胎10还可以带有位于轮胎的胎圈区20中的常规型胎圈增强层和护趾胶(未示出)。
继续参看图1，带束层32绕着胎体24的径向外表面沿圆周方向放置并且位于胎面12之下。带束层32跨过带束层宽度提供侧向刚度以便使得胎面12在轮胎10的工作期间抬离路面的情况最小化。带束层32可以是单个增强带束帘布层，或者其可以包括多个带束帘布层并且可能包括位于带束帘布层之间的缓冲层。为了更好地示出本发明的某些其它方面，所示出的带束层32由两个带束帘布层34、36形成。每个带束帘布层34、36可以包括适用材料的增强帘线，这些材料如芳族聚酰胺、钢、玻璃纤维、碳纤维或尼龙。在优选的实施例中，带束帘布层34、36各自被分段以便形成至少三个带束层段。然而，本发明的方法将适用于利用合理的工程评价方法选定的任意数量的带束层段。径向最内部带束帘布层34被分成具有第一边缘37a、第二边缘37b的中央带束层段34a和两个各具有相应第一边缘39a、第二边缘39b的带束层侧面段34b。类似地，径向最外部带束帘布层36被分成中央带来层段36a和两个带束层侧面段36b。
仍参看图1，在一个实施例中，带束层段的来源为被沿纵向切割以便形成带束层段的单个带束帘布层。在这种情况下，当对每个带束帘布层34、36进行分段时，每个带束帘布层34、36的每个带束层段34a、34b、36a、36b中的帘线也沿着相同的方向倾斜。通过保持相同帘线斜度，将每个带束帘布层34、36细分成至少三个带束层段的步骤就在轮胎10的从轮胎中心线CL至胎面边缘14、16的宽度上减少了带束帘布层34、36的刚度，从而在相应带束帘布层34、36中有效形成了铰接点38、40。按照这种方式减少带束帘布层34、36跨过胎面宽度的刚度，就减少了在带束层34、36边缘处的应变并且减少了带束层边缘的分开。
继续参看图1，在另一个实施例中，带束层段可以由不同的带束帘布层形成。这就为轮胎工程师提供了其它设计方案。对于一个实例而言，每个带束帘布层34、36的每个带束层段34a、34b、36a、36b中的帘线可以不沿同一方向倾斜。对于另一个实例而言，中央带束层段34a中所使用的帘线材料可以不同于侧面段34b中所使用的帘线材料。这就容许轮胎工程师来进行设计，例如带束帘布层34具有由钢帘线制成的中央带束层段34a和由纤维帘线制成的侧面段34b。对于又一个实例而言，中央带束层段34a中所使用的橡胶化合物可以不同于侧面段34b中所使用的橡胶化合物。
现在参看图1和3，在构造带束层32的过程中，中央带束层段34a、36a和两个带束层侧面段34b、34b、36b、36b分别靠近中央带束层段34a、36a的每个边缘放置。为了保持带束层段的相对位置，在将并列式带束层段应用于胎体24上之前，可以将具有粘附性能的扎带60应用于并列式带束层段上。更具体而言，第一扎带60a可以应用于一个带束层侧面段34b的第二边缘39b和中央带束层段34a的第一边缘37a上，而第二扎带60b可以应用于中央带束层段34a的第二边缘37b和另一个带束层侧面段34b的第一边缘39a上。使用扎带60a、60b能够使得带束帘布层的所有带束层段都被同时放置或应用于胎体24上。这是对需要将每个带束层段一次一个地放置于胎体24上的现有方法的制造改进。为了改进扎带60的粘附性能，如图3所示，可以沿着扎带60的长度制做一个或多个切口62。这种切口62可以利用切割机组来制做，或者通过利用合理的工程评价方法选定的任何其它方法来制做。
参看图1-3，扎带60可以由材料形成并且根据轮胎工程师选择确定的方式来使用。对于一个实例而言，由于其在保持带束层段的相对位置方面具有粘附性能，可以专用扎带60a。在这种情况下，扎带60可以由利用合理的工程评价方法选定的任何类型的带形成。在将带束帘布层的带束层段同时应用于胎体24上后，就将扎带60a、60b去除。然后将胎面12应用于带束层段上。这就是图2中所示的状况。对于另一个实例而言，扎带60还可以用作轮胎10的元件。在这种情况下，例如，扎带60可以由具有良好橡胶粘附作用的聚合物如尼龙-6制成，其将作为零度角带束层。然后，将胎面12应用于带束层段和扎带60上。
现在参看图2，其更清楚地示出了带束层32的一个区域，带束帘布层34、36在该区域中被分段从而形成铰接点38、40。内帘布层34与外帘布层36的铰接点38、40之间的轴向距离S被有选择地预先确定，并且可以选择成大于相邻帘布层34、36的径向内表面之间的径向距离H。带束层段的边缘34a、34b、36a、36b的边缘之间的距离或间隙U也可以被有选择地预先确定，并且其最大宽度可以等于相邻帘布层34、36的径向内表面之间的距离H而其最小宽度为零。轮胎工程师所使用的另一个变量为每个带束层段的宽度。中央带束层段34a的宽度W1可以不同于带束层侧面段34b、34b的宽度W2，如图1中所示。应当理解，这些距离S、H、U、W1和W2只用于说明，并且本发明适用于利用合理的工程评价方法选定的任何此类距离。在扎带60用作轮胎10的元件的情况下，扎带60材料可以在轮胎硫化期间流入间隙U中。
现在参看图1-2和4，现在将对于根据本发明第二方法制造的具有功能上分级的带束层的轮胎10进行描述。根据这种方法制造的轮胎10的部件类似于第一方法中所述的那些部件，因而图1中所示的轮胎10同样有用。然而，应当指出，利用这种方法，带束帘布层34、36未被分成带束层段。相反地，带束帘布层34、36为连续式轮胎部件。然而，在将带束帘布层34应用于胎体24上之前，可以沿着带束帘布层34的长度加入第一、第二切口40、40。切口40、40的目的在于沿着带束帘布层34的长度切割选择的带束层帘线70以便获得所需带束层刚度。所制作的举例来说用于切割每第二根帘线或每第三根帘线的特定切口可以根据轮胎工程师的设计需求而变化。这些切口可以利用包括压型刀和使用锯齿盘形刀的纵切刀具的各种方法而形成。在形成切口40、40后，可以将径向最内部带束帘布层34分成中央带束层区域34a和两个带束层侧面段34b。类似地，可以将径向最外部带束帘布层36分成中央带束层区域36a和两个带束层侧面段36b。当然，所形成的带束层区域的数量可以是利用合理的工程评价方法选定的任何数量。使用切口40、40是对现有方法的制造改进，这种现有方法需要以分离式带束层段的形式将每个带束层区域一次一个地放置于胎体24上。
现在参看图1和5-6，现在将对于根据本发明第三方法制造的具有功能上分级的带束层的轮胎10进行描述。根据这种方法制造的轮胎10的部件也类似于第一方法中所述的那些部件，因而图1中所示的轮胎10同样有用。然而，应当指出，利用这种方法，带束帘布层34、36未被分成带束层段。相反地，带束帘布层34、36为连续式轮胎部件。然而，在将带束帘布层34、36应用于胎体24上之前，可以首先调节带束帘布层34、36中的任一个或者两个以便跨过帘布层轴线宽度改变帘线70的方位。在对帘线70方位进行调节后，就可以将径向最内部带束帘布层34分成中央带束层区域34a和两个带束层侧面段34b。类似地，可以将径向最外部带束帘布层36分成中央带束层区域36a和两个带束层侧面段36b。当然，所形成的带束层区域的数量可以是利用合理的工程评价方法选定的任何数量。
继续参看图1和5-6，在优选的实施例中，这种调节通过使用第一夹具80和第二夹具90来完成。使第一夹具80绷紧以便牢固地夹住和保持一个带束层侧面段34b或36b。第二夹具90略微绷紧以便牢固地夹住和保持相对的带束层侧面段34b或36b。于是，第一夹具80相对于第二夹具90运动以改变帘线70在中央带束层区域34a或36a与两个带束层侧面段34b或36b之间的方位。在一个实施例中，第一夹具80和第二夹具90沿侧向相对运动，如箭头XX所示。在这种情况下，带束层侧面区域中的帘线70a方位将保持其初始方位。然而，中央带束层区域中的帘线方位70b将会从初始方位改变。如果第一夹具80和第二夹具90彼此分开地运动，如箭头XX所示，那么中央带束层区域中的帘线70b将会调节或定向成较小的帘线角度。在另一个实施例中，使得第一夹具80和第二夹具90运动以便形成剪切作用。换句话说，第一夹具80、第二夹具90沿侧向与纵向相对运动。在这种情况下，带束层侧面区域中的帘线70a方位将保持其初始方位。对中央带束层区域中的帘线方位70b的影响将取决于帘线70的材料和相关刚度特性。当帘线刚度较低如帘线材料为纤维时，中央带束层区域中的帘线方位70b可以变化。当帘线刚度较高时，如图6所示，在第一夹具80和第二夹具90运动时，就可以使用一对板76、76来保持中央带束层区域34a中的帘线方位70b就位。再次，夹具运动的特定量和方向以及中央带束层区域中的帘线方位变化的特定量可以由轮胎工程师来确定。使用夹具80、90重新定向帘线是对现有方法的制造改进，其中现有方法需要以分离式带束层段的形式将每个带束层区域一次一个地放置于胎体24上。
上文中已经对优选实施例进行了描述。本发明所属领域的普通技术人员将会清楚，在不背离本发明一般范围的情况下，上述方法可以加入变化与改动。本发明意欲包括所有在附属权利要求所限定的范围或其等效内容的范围内的这些修改与改动。
权利要求
1.一种用于构造轮胎的方法，包括以下步骤制造胎体；至少提供各具有第一、第二边缘的第一、第二带束层段；以及将胎面应用于第一、第二带束层段上，其中在将胎面应用于第一、第二带束层段上的步骤之前，这种方法的特征在于以下步骤将第一扎带应用于第一带束层段的第二边缘和第二带束层段的第一边缘上，以便保持第一带束层段相对于第二带束层段的位置；以及将第一、第二带束层段同时应用于胎体上，其中第一带束层段的第二边缘与第二带束层段的第一边缘并列。
2.根据权利要求1所述的方法，其中至少提供各具有第一、第二边缘的第一、第二带束层段的步骤的特征在于以下步骤将单个带束帘布层切割成至少第一、第二带束层段。
3.根据权利要求1所述的方法，其中至少提供各具有第一、第二边缘的第一、第二带束层段的步骤的特征在于以下步骤由第一带束帘布层形成第一带束层段，而由第二带束帘布层形成第二带束层段。
4.根据权利要求1所述的方法，其中在将第一扎带应用于第一带束层段的第二边缘和第二带束层段的第一边缘上以便保持第一带束层段相对于第二带束层段的位置的这一步骤之前，该方法的特征在于以下步骤在第一带束层段的第二边缘与第二带束层段的第一边缘之间有选择地提供与所需带束层性能相应的预定间隙；并且在轮胎硫化过程中使得扎带材料流入该间隙中。
5.一种用于构造轮胎的方法，包括以下步骤制造胎体；提供带束帘布层；将带束帘布层应用于胎体上；以及将胎面应用于带束帘布层上，其中在将带束帘布层应用于胎体上的步骤之前，这种方法的特征在于以下步骤利用第一切开作用沿着带束帘布层的长度切割选择的带束层帘线以便形成第一、第二带束层区域并且实现第一所需带束层刚度。
6.根据权利要求5所述的方法，其中在将带束帘布层应用于胎体上的步骤之前，这种方法的特征在于以下步骤利用第二切开作用沿着带束帘布层的长度切割选择的带束层帘线以便形成第三带束层区域并且实现第二所需带束层刚度。
7.一种用于构造轮胎的方法，包括以下步骤制造胎体；提供帘线处于第一方位的带束帘布层；将带束帘布层应用于胎体上；以及将胎面应用于带束帘布层上，其中在将带束帘布层应用于胎体上的步骤之前，这种方法的特征在于以下步骤调节带束帘布层以便形成帘线保持处于第一方位的第一带束层区域和帘线处于第二方位的第二带束层区域。
8.根据权利要求7所述的方法，其中调节带束帘布层以便形成帘线保持处于第一方位的第一带束层区域和帘线处于第二方位的第二带束层区域的步骤的特征在于以下步骤利用第一夹具夹紧第一带束层区域；利用第二夹具夹紧第二带束层区域；并且使得第一夹具相对于第二夹具运动。
9.根据权利要求8所述的方法，其中使得第一夹具相对于第二夹具运动的步骤的特征在于以下步骤使得第一夹具相对于第二夹具沿侧向运动。
10.根据权利要求8所述的方法，其中使得第一夹具相对于第二夹具运动的步骤的特征在于以下步骤使得第一夹具相对于第二夹具沿纵向运动。
全文摘要
提供了三种用于构造带有功能上分级的带束层的轮胎的方法。根据一个方法，扎带用于保持相邻带束层段就位以便它们可以同时应用于胎体上。根据第二种方法，纵向切口被应用于带束帘布层上以便实现所需带束层刚度。根据第三种方法，夹具被应用于带束帘布层以便重新定位带束层帘线。
文档编号B29D30/38GK1760022SQ20051011348
公开日2006年4月19日 申请日期2005年10月17日 优先权日2004年10月15日
发明者M.G.泽林, M.C.阿斯萨德 申请人:固特异轮胎和橡胶公司