专利名称：胎冠包括多个形成有周向增强帘线的区域的轮胎的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种轮胎，其包括具有周向增强层的胎面，该周向增强层的张力在轮胎的胎冠的至少一部分宽度上逐渐变化。这种胎冠增强帘线的结构总体上能够获得轮胎的重要特征的显著改善，这些特征例如为磨损、在湿润地面上的表现、噪声和舒适性。
背景技术：
胎冠区域的周向增强帘线通常在接近组装不同部件的过程结束时直接应用于轮胎坯料中。这种组装过程在轮胎工业中广泛使用，并且例如在生产率方面、尤其是对于大量或极大批量系列生产的产品而言具有许多优点。这种过程通常涉及到相当长的缆线，其存储于盘卷或卷轴中，以备在制造过程中展开于轮胎坯料上。
为了敷设帘线，帘线朝向其位置被引导，并且帘线被展开和应用，同时逐渐调整轴向敷设位置，以覆盖整个预定胎冠区域。该帘线被无张力地敷设，或略微预紧，但在整个敷设宽度上具有相同的张力。
根据特定类型的实施例，帘线特性根据当前轴向位置变化。例如，其直径可能根据位置而变化。也可以采用不同材料的帘线。最后，还已知特定布置，其中帘线被布置成具有根据轴向位置而变化的间隔或节距。文献US 6,766,840提供了这样一种布置，其中在敏感的胎冠帘布层的边缘区域处具有较大节距。文献US 5,902,425也公开了一种具有可变节距的轮胎，该节距产生变化，从而朝向胎冠中心逐渐增大。然而，该特定实施例被设计用于两轮车辆的轮胎。最后，文献US 5,032,198描述了一种敷设周向增强层的方法，其中敷设张力在胎冠的边缘和中心区域之间变化。随着其接近边缘，帘线以逐渐增大的张力敷设。
通过这些不同的制造方式，可以生产出具有有利特征的产品，并且研发者可以获得广泛的设计余地。
然而，一方面由于所采用的制造工艺，某些局限仍然存在。例如，无张力地敷设的周向帘线易在硫化后变得过长。这是因为在模制过程中形成轮胎的橡胶材料受到很大的应力而被挤压变形。与敷设过程相比，其在模制后将可能占据更小的体积。然而，周向帘线并非必然承受收缩，其将允许该体积损失获得完全的补偿。该结果可能导致帘线的长度比无张力状态所需的长度更长或实际上过长。
最后，希望使胎冠增强帘线的特征作为轴向位置函数进行变化的研发者习惯于在特定位置施加附加层或局部使用不同的材料或节距。然而，实施这些特征可能成本很高或导致额外的重量。另一方面，这意味着对于技术要求很高的特定类型的产品而言不是总能实现所需的性能。因此，对于希望最优化特定几何特征的研发者而言，提供其他的调整措施供其选择将是很有用的。
发明内容
为了克服上述各种缺陷，本发明提供了一种轮胎，其包括至少一个在所述轮胎的每一侧锚定于胎圈中的胎体型增强结构，所述胎圈的基部用于安装到轮辋座上，每个所述胎圈以侧壁形式在外侧基本上径向延伸，该侧壁沿径向朝外与胎面会合，该胎体型增强结构从胎圈朝向所述侧壁周向延伸，以及胎冠增强层，每个胎圈还包括锚定区域，其容许该增强结构被保持就位，所述胎冠增强层包括周向布置以形成多个匝圈的帘线，在该多个匝圈中，周向张力能够作为帘线的轴向位置的函数变化，以形成至少两个横向张力变化区域，在该横向张力变化区域中，张力从边缘张力值Tb开始反向变化，其中张力值朝向中心轴向减小，直至到达第一拐点I，该第一拐点I处的张力值对应于拐点张力Tinf，该横向区域由至少一个中间区域隔开，其中从所述第一拐点开始并向着中心沿轴向方向，该张力逐渐增大至大于拐点张力Tinf的中间区域张力值Tmed，然后在胎冠的中间部分的另一侧逐渐减小至处于第二拐点I水平的拐点张力Tinf，该第二拐点I位于胎冠的中间部分的另一侧。
这种轮胎具有优于公知类型的增强胎冠型轮胎的性能和耐久性。此外，可以注意到，轮胎侧面的接触区域的表面积增大，这增强了轮胎的性能。
这种类型的轮胎例如可以通过基本上连续地操纵或控制周向帘线的敷设张力进行制造。
此外，通过以特种程度的预张力敷设周向帘线，可以避免出现轮胎硫化后帘线呈现出过长的长度的现象。
根据一有利实施例，中间区域基本上以轴向中心布置方式设置。
根据另一有利实施例，周向张力在轮胎的中间部分的每一侧基本上对称变化。
根据又一有利实施例，中间区域的张力Tint在多个匝圈上基本上恒定(至少4个匝圈，并且根据本发明的一有利例子，在大约45mm的胎冠宽度上)。
根据本发明的一有利实施例的例子，张力Tmed小于张力Tb。
根据本发明的另一有利实施例的例子，张力Tmed大于张力Tb。
该中间区域有利地包括由多个匝圈组成的中心部分，其中该张力具有中心部分张力值Tpc，其不同于(大于或小于)中间张力Tmed。根据一实施例的例子，Tpc的值基本为0。
有利的是，张力变化区域的周向张力在一个区域的至少一部分上基本上以线性方式变化。
根据本发明的不同实施例，敷设节距在给定区域中基本相同和/或其在所有区域中不同。
有利的是，根据本发明的轮胎包括采用了该张力变化曲线的单一周向帘线。这导致在敷设时间、安装和调整方面的优势，其与并排敷设多个帘线的方式相比被优化。此外，该张力曲线可被更好地控制。
在本说明书中，术语“帘线”笼统地指单丝和复丝或组件，例如缆索、复合纱线，或者实质上可以为任何等同类型的组件，而不论这些帘线采用何种材料以及它们经受了何种处理。该处理例如可以包括表面处理、涂覆或填孔处理，以改善橡胶的粘附性。术语“单根帘线”指由未组装的单一元件构成。另一方面，术语“复丝”指至少两个单一元件的组件，以形成缆索、复合纱线等。
“周向帘线”被理解为相对于轮胎的转动方向以大致0度设置的帘线。
“帘线的特征”被理解为指例如其尺寸、组成、机械特征和性能(尤其是模量)、化学特征和性能等。
提请注意的是，“沿径向朝向顶部”或“径向上部”或“沿径向朝向外侧”意味着朝向较大的半径。
在图1-7的辅助下，本发明的所有实践性细节将在以下描述中给出，其中图1示出了通过轮胎胎冠的一部分的轮廓，该部分与表示周向帘线的敷设张力曲线的图形对齐，其中可以看到周向帘线；图2示出了图1的例子的敷设张力曲线；图3示出了图1的例子的一种变型的敷设张力曲线，其包括张力值小于中间区域的中心部分；图4示出了图1的例子的另一变型的敷设张力曲线，其包括张力值基本为0的中心部分；图5示出了图1的例子的另一变型的敷设张力曲线，其包括张力值大于中间区域的中心部分；图6示出了图1的例子的一种变型的敷设张力曲线，其包括张力值小于中间区域和边缘的中心部分；图7示出了图1的例子的一种变型的敷设张力曲线，其中横向张力变化区域是非线性的。
具体实施例方式
图1示出了轮胎胎冠处的周向帘线的轴向分布的例子。该图的底部示出了一轮胎胎冠区域的实施例的例子，其具有两个胎冠增强层，即，径向外侧胎冠增强层12、径向内侧胎冠增强层13以及沿径向设置于该两个层12和13外侧的一系列周向增强层11。位于该轮胎部分上方的图形示出了作为沿胎冠的轴向位置的函数的帘线的敷设张力20的值或曲线的例子。更具体地说，x轴给出了帘线的轴向位置，y轴为敷设时施加的以牛顿计的张力的例子。该轴向位置通过对由帘线形成的每个匝圈编号、即从图中左侧的第1匝圈到图中右侧的第190匝圈而给出。在该例子中，匝圈的总数为190。在其他实施例的例子中，在不脱离本发明的范围的情况下，与敷设节距同样，这些匝圈的总数可几乎无限地变化。
根据该例子，第1匝圈以充分升高的边缘张力Tb敷设，该边缘张力Tb在该例子中约为30N。于是，在横向张力变化区域21，敷设张力逐渐降低，直至到达拐点区域23，在该区域中，该张力具有低于Tb的拐点值Ti，即在该例子中约为4N。接着，该敷设张力再次朝向轮胎的中间部分或区域22逐渐增大。在该例子中，张力基本上以线性方式变化。在大约第73匝圈处，到达中间区域20，并且帘线基本上以相同的敷设张力敷设若干匝圈。在该例子中，大约40个匝圈构成中间部分。该区域的张力水平约为30牛顿。
继续研究该图，可以注意到，在该中间区域的右侧，周向帘线的敷设张力从中间张力值、即大约30N朝向更低的值以大致线性降低的方式逐渐减小至第二拐点张力值Ti，其此处，该张力在多个匝圈上基本稳定。对于位于胎冠边缘附近的绕组而言，该敷设张力值最后从该值Ti上升到值Tb。
该帘线的敷设张力曲线由此形成“W”形。在该例子中，该张力曲线基本上相对于轮胎的中心部分对称。这样，便在轮胎的中心部分的每一侧获得一U形张力曲线。
在该实施例的例子中，张力值Ti基本上在30个匝圈上恒定。
根据不同变型，一个或多个参数可以变化，例如敷设节距、张力变化率、不同部分的相对宽度，即横向张力变化区域和中间区域、最大和最小张力值等。研发者由此可以获得非常灵活的设计工具，其可以用于多种类型的产品并且可以最优化产品的不同参数。
图2示出了图1所示实施例的例子的周向帘线的张力曲线。图3-5示出了该例子的变型，其中该中间区域包括具有宽度为若干匝圈的中心部分30，在该中心部分30中，敷设张力Tpc基本上或显著不同于中间区域的张力值。例如，在图3中，Tpc值基本上小于Tm值(约为10N)，但大于0N。当然，Tpc也可以具有基本为0的值。在图4中，Tpc基本上大于Tm(与30N对比，约为35N)。
在图5的实施例的例子中，Tmed值大于边缘张力Tb。这是因为，在该例子中，胎冠边缘包括其中敷设张力基本恒定的部分，在该例子中，在若干匝圈的宽度上恒定，即约为20N。
在图6的实施例的例子中，Tmed值小于边缘张力Tb。这是因为，在该例子中，中间区域22包括约为20N的Tmed张力值，其由此小于约为30N的Tb值。
图7的实施例的不同之处在于，在边缘和中间区域22之间的至少一个横向区域21的张力变化率是非线性的。在所示例子中，其形成凹入形曲线。根据一种变型，该曲线导致凸起形状。最后，可以进行多种组合变型，其中中间部分的同一侧具有凹入和凸起形状，或者作为替换，一侧呈凹入形，而另一侧则呈凸起形。
在图1所示的例子中，胎冠增强层例如由以基本相等但相反的角度设置的帘线12和13构成。当然，在不脱离本发明的范围的情况下，也可采用其他类型的布置。因此，所采用的层数、角度和帘线类型可以不同。
可采用多种类型的工艺来实现根据本发明的轮胎的工业制造。有利的是，采用在一中心芯体上敷设的原理，从而容许单独敷设组成元件，例如橡胶混合物和增强件(帘线)，或者可替换地敷设半成品，例如增强橡胶条带。
权利要求
1.一种轮胎，其包括至少一个在所述轮胎的每一侧锚定于胎圈中的胎体型增强结构，所述胎圈的基部用于安装到轮辋座上，每个所述胎圈以侧壁形式在外侧基本上径向延伸，该侧壁沿径向朝外与胎面会合，该胎体型增强结构从胎圈朝向所述侧壁周向延伸，以及胎冠增强层，每个胎圈还包括锚定区域，其容许该增强结构被保持就位，所述胎冠增强层包括周向布置以形成多个匝圈的帘线，在该多个匝圈中，周向张力能够作为帘线的轴向位置的函数变化，以形成至少两个横向张力变化区域，在该横向张力变化区域中，张力从边缘张力值Tb开始反向变化，其中张力值朝向中心轴向减小，直至到达第一拐点I，该第一拐点I处的张力值对应于拐点张力Tinf，该边缘由至少一个中间区域隔开，其中从所述第一拐点开始并向着中心沿轴向方向，该张力逐渐增大至大于拐点张力Tinf的中间区域张力值Tmed，然后在胎冠的中间部分的另一侧逐渐减小至处于第二拐点I水平的拐点张力Tinf，该第二拐点I位于胎冠的中间部分的另一侧。
2.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，该中间区域基本上以轴向中心布置方式设置。
3.根据权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于，该周向张力在该轮胎的中间部分的每一侧基本上对称变化。
4.根据权利要求1-3之一所述的轮胎，其特征在于，该中间区域的张力Tmed在多个匝圈上基本恒定。
5.根据权利要求1-4之一所述的轮胎，其特征在于，张力Tmed小于张力Tb。
6.根据权利要求1-4之一所述的轮胎，其特征在于，张力Tmed大于张力Tb。
7.根据前述权利要求之一所述的轮胎，其特征在于，该中间区域包括由多个匝圈组成的中心部分，在这些匝圈中，该张力具有不同于中间张力Tmed的中心部分张力值Tpc。
8.根据前述权利要求之一所述的轮胎，其特征在于，该张力变化区域的周向张力在一个区域的至少一部分上基本上以线性方式变化。
9.根据前述权利要求之一所述的轮胎，其特征在于，包括采用该张力变化曲线的单一周向帘线。
全文摘要
本发明涉及一种轮胎，其包括胎冠增强层，该胎冠增强层设有周向布置以形成多个匝圈的帘线(11)，其中周向张力能够作为帘线的轴向位置的函数变化，从而形成至少两个横向张力变化区域(21)，在该横向张力变化区域(21)中，张力从边缘张力值(Tb)开始反向变化，其中张力值朝向中心轴向减小，直至到达第一拐点(I)，该第一拐点I处的张力值对应于拐点张力(Tinf)，该边缘由至少一个中间区域(20)隔开，其中从所述第一拐点开始并向着中心沿轴向方向，该张力逐渐增大至大于拐点张力(Tinf)的中间区域张力值(Tmed)，然后在胎冠的中间部分的另一侧逐渐减小至处于第二拐点(I)水平的拐点张力(Tinf)，该第二拐点(I)位于胎冠的中间部分的另一侧。
文档编号B60C9/22GK101027195SQ200580032399
公开日2007年8月29日 申请日期2005年9月21日 优先权日2004年9月24日
发明者伊夫·波坦 申请人:米其林技术公司, 米其林研究和技术股份公司