专利名称：包括双弹性增强元件的轮胎的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种包括至少一个由双弹性织物(bielastic fabric)制 成的圆周双弹性增强元件的轮胎。
背景技术：
在传统方式中，轮胎持续不断地承受各种机械应力，其直接结果 是某些设计不良的产品比那些考虑了更苛刻的需求的产品具有更短的 寿命。对于农用轮胎，其不断地承受耕种土壤的恶劣环境和多种不可 预见的状况，通常处于重负载下，并且为了限制压实的效果并提高效 率而使用低压，因此上述状况尤其存在。发明内容因此，本发明的第一主题是一种轮胎，其包括至少一个(优选地 至少两个)胎体(带束斜交或径向，bias-belted or radial)类的增强结 构，所述增强结构中的一个位于内部，而另一个位于外部，每个所述 的胎体类增强结构从胎圈向所述侧壁在圆周方向延伸，并且锚固在胎 圈中轮胎的每一侧，胎圈的底座将安装在轮缘座上，每个胎圈通过侧 壁沿径向向外延伸，侧壁沿径向向外与胎面相交，所述轮胎还包括至 少一个由双弹性织物制成的圆周双弹性增强元件，其中所述使用的织 物是双弹性编织物(bielastic knit)，即环结网眼织物(loop mesh fabric), 所述网眼形成的环结能够在编织的方向和垂直于编织的方向彼此相对 移动，所述双弹性增强件以这样的方式定位从而沿(胎体或胎冠增强 类的)增强结构的一部分基本上平行地延伸。双弹性增强元件的使用改进了对裂纹扩展的抵抗力。因此能够改 进产品的持久性和耐用性。有利地，取决于所希望的精确性能，将从 相对于胎体和/或胎冠类增强结构(如果存在胎冠增强件)的多个潜在位置中选择出增强元件的位置例如，在内侧或在外侧或在两个结构之间。几个双弹性增强件也可以占据多个这些位置的结合。诸如此类 的结构在农用轮胎中尤其有利。在使用中，大多数农用轮胎需要适应 它们的充气压力从而与地面的类型相适应道路或耕种土壤，为了限 制地面的压实并且减小作物被伤害的风险，在后一种情况下压力明显
地降低。例如， 一些轮胎具有用于沿道路行驶的3.2 bar的标称压力， 为了在耕地上行驶，该压力不得不减小为lbar。使用的压力通常是速 度(通常在10到90 km/h的范围之间)和负载(每个轮胎几乎为15 吨)的函数。为了使得这些变化更容易，某些农用车辆配备了可以容 易地控制或改变轮胎压力的装置。最近，设计为始终以相同的压力在 道路上运行和/或在耕种土地上行驶的低压农用轮胎己经上市了 。农用 轮胎通常还具有凸耳，当在松软的地面上使用时，其有助于牵引。
有利地，所述双弹性增强元件的大部分位于对应于H/2位置的径 向外侧的侧壁部分上。
根据一个有利的实施例，轮胎包括至少一个胎冠增强结构，每个 胎冠增强结构都包括一系列的胎冠增强细线，每个细线都横向地定位。
根据另一示例性实施例，所述双弹性增强元件的大部分位于轮胎 的胎冠区域中。
根据一个有利的实施例，所述双弹性增强元件具有对应于弧L的 1/10的最小长度，弧L基本上对应于胎体类增强结构在对应于H72的 位置与通过点N并且垂直于与肩部外部的交点的直线之间的路径，通 过胎面(凸耳的顶部)轴向外侧端的表面的切线与侧壁的径向外侧端 之间的交点在轮胎外表面上的正交投影，在轮胎的肩部区域中限定肩 部的端点N。
有利地，增强元件的长度大于弧L的长度的70%，并且优选地还 大于弧L的长度的80M。
根据另一个有利的实施例，双弹性织物具有至少一个并且优选地 具有以下的所有性能
至少8%的弹性拉伸，
网目大小为小于或等于每分米150网眼并且优选地小于或等于每 分米200网眼。
所述织物优选地包括从聚酰胺、聚酯(polyesters)、人造纤维、棉、毛、芳族聚酰胺(aramide)、丝和亚麻中选出的至少一种材料。根据另 一个有利的实施例，织物包含一定比例的弹性细线。根据另一个有利的实施例，织物或编织物的厚度在0.2mm到2mm 之间，并且优选地在0.4mm到1.2mm之间。根据另一个有利的实施例，织物或编织物具有通常在70到700g/m2 之间，并且优选地在140到410g/m2之间的基本重量。根据另一个有利的实施例，双弹性编织物由热固性聚合物与热塑 性聚合物中选择出的至少一种聚合物制成。根据另外一个有利的实施例，胎冠增强结构包括相对设置并且基 本上角度对称的两个或更多细线结构。细线的所述角度优选地在5到 70°的范围之间。胎体类增强结构的细线和胎冠增强细线可以具有类似的性质(例 如都是织物)或可替换地可以具有不同的性质例如，胎体类增强结 构的细线是织物类型，而胎冠增强细线是金属类型。有利地，使用的织物是双弹性编织物，即，环结网眼织物，所述 网眼形成的环结能够在编织的方向和垂直于编织的方向彼此相对移 动。双弹性的意思是所述的材料具有在至少两个基本上垂直的方向上， 并且优选地在所有方向上具有弹性的性能。因此使用弹性纤维制造这些织物或编织物并非必须。为了使材料 更容易使用并且利于弹性恢复，可以在小部分中配置这些材料。然而，如果希望仅仅用机械分离，弹性基体(matrix)的使用可以 使分离能力得到改进。术语双弹性织物还包括具有经受可逆的弹性变形的能力但不是必 须通过编织来获得的结构。特别地，这些可以是通过钩织(crocheting) 或环结(looped)或针刺(needle-punched)组件获得的结构。环结的交错形成了可以在两个基本垂直的方向上弹性变形的网。 在利用双弹性编织物的有利情况下，根据本发明的该双弹性编织物的 变形能力尤其来自于这种网状结构，形成编织物的纤维在网的内部彼 此相对滑动。通常，根据本发明的双弹性编织物的弹性拉伸在两个拉 伸方向中的至少一个上至少为10%。有利地该拉伸为50%以上，或更 有利地为100%以上。当然这些性能是指编织物结合到根据本发明的轮胎上之前的性能。双弹性编织物在将被保护的区域中的布置方向有利地使编织物具 有最大拉伸能力的方向与作用在所述区域中的最高应力的方向平行。
参照附图，通过阅读根据本发明的轮胎的一个示例性实施例，本 发明的其它特征以及优点将会变得显而易见，其中图la显示了通过半个轮胎的剖面图，该轮胎具有一个侧壁和一部 分胎冠，其中显示了双弹性增强元件的定位的第一示例；图lb显示了类似于图la的剖面，其中显示了双弹性增强元件的 定位的第二示例；图lc显示了类似于图la的剖面，其中显示了双弹性增强元件的 定位的第三示例；图2显示了类似于图la的剖面，其中显示了双弹性增强元件的定 位的第四示例；图3显示了类似于图la的剖面，其中显示了双弹性增强元件的定 位的第五示例；图4显示了类似于图la的剖面，其中显示了几个双弹性增强元件 的定位的第五示例；图5显示了类似于图la的剖面，其中显示了几个双弹性增强元件 的定位的另一示例；图6显示了类似于图la的剖面，其中显示了几个双弹性增强元件 的定位的另一示例；图7显示了类似于图la的剖面，其中显示了几个双弹性增强元件 的定位的另一示例，这次是在胎冠区域中；图8a和8b显示了类似于图la的剖面，其中显示了双弹性增强元 件的定位的更多的示例；图9显示了类似于图la的视图，其中显示了双弹性增强元件的定 位的另一示例；图IO显示了类似于图la的视图，其中显示了双弹性增强元件的 定位的另一示例；图11显示了类似于图la的视图，其中显示了双弹性增强元件的 定位的最后一个示例。
具体实施例方式
文字部分中，术语"下部"将用于表示径向朝轮胎定向的任意层 或表面，"上部"将用于表示径向远离轮胎定向的任意层或表面，尤其 是与空气接触的层或表面。
术语"轴向"表示平行于轮胎的转动轴的方向；当该方向朝向轮 胎的内侧时，该方向可以是"轴向内侧"，当其朝向轮胎的外侧时，该 方向可以是"轴向外侧"。
在本文中使用术语"胎冠增强结构"。通常，该元件被称为术语"胎 冠增强件"。
图la示意地显示了具有胎体增强件的轮胎1的径向半剖面。该 轮胎1具有胎冠2、侧壁3、胎圈4、从一个胎圈延伸到另一个胎圈的 两个胎体类增强结构6。胎冠2被胎面7所覆盖。增强结构6以传统的 方式锚固在胎圈中，例如通过绕着胎圈金属丝巻绕，或与锚固的橡胶 化合物，优选地与高模量化合物合作将它们插入圆周细丝的线圈之间。
在图示的各个例子中，示出了两种胎体类增强结构。根据本发明 的一些轮胎，尤其是农用轮胎，可能具有不同数目的结构，例如可能 具有三种或甚至更多的结构，或在有些情况下，可能仅仅具有一种结 构。在带束斜交轮胎(bias belted tyres)的情况下，可能具有多达八种 胎体类增强结构。
至少一个增强元件10定位在至少一个所述增强结构附近。图la 中，元件10—方面定位在所有增强结构6的内侧，另一方面定位在侧 壁的径向外侧，在H72与通过点N并且垂直于轮胎表面的直线之间。 通过胎面(凸耳的顶部)轴向外侧端的表面的切线与侧壁的径向外侧 端之间的交点在轮胎外表面上的正交投影，在轮胎的肩部区域中限定 肩部端点N。
增强元件10有利地由低表观密度并且高可变形的弹性编织物 (knit)制成。这样通过细线(threads)的滑动和网眼(meshes)的变 形提供了弹性。其在某种程度上为其所插入的结构部件之间提供了机械分离。另外，弹性编织物的优点是很明显的，其具有充分的结构柔 性以伴随轮胎的变形。因此其可以选择多种材料来形成该弹性编织物 其厚度、其空隙度以及其密度直接与该选择和编织物的结构(细线的 直径、每分米的网眼数目以及紧密度)相关。双弹性织物具有至少一种并且优选地以下所有的性能至少8%的弹性拉伸，网目大小为小于或等于每分米150网眼，并且优选地为每分米200网眼。例如，对沿一侧具有每分米240网眼并且沿另一侧具有每分米235 网眼的编织物进行测试，取得了就抗开裂性而言非常有利的结果。通常，根据本发明的双弹性编织物由合成纤维、天然纤维或这些 纤维的混合物制成。以合成纤维的方式，根据本发明的双弹性编织物 可以包含从聚酰胺-6，聚酰胺-6， 6 (尼龙)，聚酯等等中选出的至少一 种纤维。因此，有利地，所述织物包括从聚酰胺、聚酯、人造纤维、棉、 毛、芳族聚酰胺、丝、亚麻中选出的至少一种材料。根据有利的可替换形式，为了提供弹性恢复，使织物比较容易处 理，可以证明一定比例的弹性细线，诸如由聚氨酯、乳胶、天然或合 成橡胶制成的细线是有益的。因此，例如，对于根据本发明的双弹性 编织物，以上所提及的双弹性编织物可以由由82%的聚酰胺-6纤维和 18%的44 dTex聚氨酯纤维制成的标记为2700的、由Milliken销售的 编织物制成。根据本发明的双弹性编织物或织物的厚度在0.2mm到2mm之间， 并且优选地在0.4mm到1.2mm之间。其基本重量通常在70与700g/n^之间，并且优选地在140到 410g/m2之间。根据实施例的可替换形式，双弹性编织物由热固性聚合物与热塑 性聚合物中选择出的至少一种聚合物制成。作为优选，弹性编织物可以具有至少0.02g/cmS的密度，以传统方 式测量，该密度可能将高达0.50g/cm3。可用于本发明的上下文中的弹性编织物的另一特征是其空隙度。通常，根据本发明，空隙度将有利地为至少40%，这样编织物可充分 地压縮。通过将编织物的密度与由传统方法测量的组成其基体的密实 材料的密度相比较，可以计算出该空隙度。
可以形成这些编织物的基体的非弹性材料的例子包括 诸如棉、毛、亚麻、大麻、丝等的天然纺织纤维， 诸如人造纤维的人工纺织纤维，
例如由聚酯、聚酰胺、芳族聚酰胺、聚氯乙烯、聚烯烃等制成的 合成纺织纤维，
例如由玻璃、硅或石棉制成的无机纤维。
弹性材料的例子可以包括天然橡胶、聚丁二烯、SBR、聚氨酯等。 图2至11图示了实施例的各种可替换形式，其中增强元件的位置
和/或数目不同。诸如相对于增强结构的长度、距离等其它参数也可以
发生变化。
图lb中，所述元件10位于在径向较远的位置，并且因此径向向内 延伸超过位置H/2。图lc中，所述元件10位于径向向外较远处，并且 因此径向向外延伸超过了经过点N的线。
图2中，如图la中的例子一样，所述元件10在侧壁的径向外侧 部分中位于增强结构6的外侧。图3中，元件10位于两个增强结构6 之间。
图4、 5和6示出了具有两个增强元件10的可替换形式。图4中， 一方面元件10在结构10的内侧，另一方面在结构10的外侧。图5中， 一个元件在结构10外侧而另一元件在两个结构10之间。图6中，一 个元件在两个结构10内侧而另一个元件在两个结构IO之间。
尽管在这些例子中，元件基本上径向对准，没有示出的其它可替 换形式提供了两个或更多元件10占据不同的径向位置的结构。
图7至11显示了实施例的可替换形式，其中元件10配置在轮胎 的胎冠区域中。因此，图7中，在增强结构10的内侧，元件10基本 上位于轴向的中心。图8a中，在增强结构10和胎冠增强层11之间， 在增强结构10的外侧元件10基本上位于轴向的中心。
图8b示出了实施例的可替换形式，其中增强元件10占据了图1 至图7的例子与图8a以及图9至图11的例子之间的某处位置。因此，元件10在增强结构10的外部位于肩部与胎冠相交的位置。 一方面， 元件10相对于通过点N的直线径向向内延伸，另一方面，在胎冠增强 件11和增强结构6相交的部分中，其一直延伸到进入胎冠增强件11
和增强结构6之间为止。
图9中，在两个增强结构10之间，元件10基本上位于轴向的中心。
图10中，在胎冠增强件11的外部，元件IO基本上位于轴向的中 心，并且图11中，在两个胎冠增强件11之间，元件IO基本上位于轴 向的中心。
权利要求
1、一种轮胎，包括至少一个，并且优选地包括至少两个胎体类增强结构，所述增强结构中的一个位于内侧，而另一个位于外侧，每个所述的胎体类增强结构从胎圈向所述侧壁在圆周方向延伸，并且锚固在胎圈中轮胎的每一侧上，胎圈的底座将安装在轮缘座上，每个胎圈通过侧壁沿径向向外延伸，侧壁沿径向向外与胎面相交，所述轮胎还包括至少一个由双弹性织物制成的圆周双弹性增强元件，其中所述使用的织物是双弹性编织物，即环结网眼织物，由所述网眼形成的环结能够在编织的方向和垂直于编织的方向彼此相对移动，所述双弹性增强件的定位方式使其沿增强结构的一部分基本上平行地延伸。
2、 如权利要求1所述的轮胎，其中所述双弹性增强元件的大部分 位于对应于H/2位置的径向外侧的侧壁部分中。
3、 根据权利要求1和2之一所述的轮胎，包括至少一个胎冠增强 结构，每个胎冠增强结构都包括一系列的胎冠增强细线，每个细线都 以横向延伸的方式定位。
4、 根据权利要求1或3所述的轮胎，其中所述双弹性增强元件的 大部分位于轮胎的胎冠区域中。
5、 根据前述权利要求中任一项所述的轮胎，其中所述双弹性增强 元件具有对应于弧L的1/10的最小长度，弧L基本上对应于胎体类增 强结构在对应于H/2的位置与通过点N并垂直于与肩部外部的交点的 直线之间的路径，通过胎面轴向外侧端的表面的切线与侧壁的径向外 侧端之间的交点在轮胎外表面上的正交投影，在轮胎的肩部区域中限 定肩部的端点N。
6、 根据前述权利要求中任一项所述的轮胎，其中双弹性织物具有 至少一个并且优选地具有以下所有的性能至少8%的弹性拉伸，网目大小为小于或等于每分米150网眼，并且优选地为小于或等于每分米200网眼。
7、 根据前述权利要求中任一项所述的轮胎，其中所述织物包括从 聚酰胺、聚酯、人造纤维、棉、毛、芳族聚酰胺、丝、亚麻中选出的 至少一种材料。
8、 根据前述权利要求中任一项所述的轮胎，其中织物包含一定比 例的弹性细线。
9、 根据前述权利要求中任一项所述的轮胎，其中织物或编织物的 厚度在0.2mm到2mm之间，并且优选地在0.4mm到1.2mm之间。
10、 根据前述权利要求中任一项所述的轮胎，其中织物或编织物 具有通常在70到700g/n^之间，并且优选地在140到410g/n^之间的基本重量。
11、 根据前述权利要求中任一项所述的轮胎，其中双弹性编织物 由热固性聚合物与热塑性聚合物中选择出的至少一种聚合物制成。
全文摘要
本发明涉及一种轮胎(1)，其包括至少一个，并且优选地至少两个胎体类增强结构(6)，所述胎体类增强结构中的一个在内部而另一个在外部，可选地一个或多个胎冠增强结构(2)，至少一个由双弹性织物制成的圆周双弹性增强元件(10)，所述使用的织物是双弹性编织物，或网眼织物，形成网眼的环结能够在编织的方向和垂直于编织的方向彼此相对移动，所述双弹性增强件被设计为沿增强结构的一部分基本上平行地延伸。
文档编号B60C9/14GK101296805SQ200680040164
公开日2008年10月29日 申请日期2006年10月3日 优先权日2005年10月27日
发明者E·拉库尔, S·迪舍曼 申请人:米其林技术公司;米其林研究和技术股份有限公司