专利名称：具有优化层线的自支撑式充气轮胎的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种充气子午线轮胎，其能够在低于常规充气压力的条件下运行。
背景技术：
自支撑式低压安全轮胎已经商业化多年。这种轮胎的主要特征在于，其侧壁的横 截面厚度增加，以加强侧壁。这些轮胎在未充气条件下运行时将用于加强的侧壁插件置于 压縮状态。由于需要大量橡胶来加强侧壁的刚度，热量累积是轮胎破裂的一个主要因素。当 轮胎在未充气条件下长时间高速运行时尤其如此。 美国专利No. 5368082中公开了采用专用侧壁插件，以提高刚度。在未充气轮胎 中，每个轮胎需要多用大约六磅的重量来支撑800磅的载荷。这种低压安全轮胎的最早的 商业应用是用在高性能车辆上，并且具有非常低的纵横比。对于纵横比为55%至65%的范 围或者更大的未充气的豪华汽车轮胎，所需支撑的重量接近1400磅负荷。对于更大的低 压安全轮胎的这种更高的负荷意味着侧壁和整个轮胎必须被硬化，到达损害行驶质量的程 度。豪华汽车的车主完全不会为了低压安全能力来牺牲行驶质量。工艺要求已经变成提供 低压安全轮胎，而不损失行驶质量或者性能。在非常硬的悬挂性能类型的车辆中，与具有更 软的行驶特性的豪华轿车相比，提供这种轮胎相对容易。轻型卡车和运动功用的车辆，尽管 对于行驶性能不敏感，但提供了从接受更硬的行驶性能到要求更软的豪华型行驶性能的低 压安全轮胎市场。 因此，需要提供新颖的缺气保用轮胎设计，其是"软"的缺气保用设计，使得不需损 害舒适性，同时与常规的充气轮胎具有相同的底盘负载。
发明内容
本发明的目的是提供一种自支撑式轮胎。更具体而言，该轮胎具有胎体、胎面以及 带束层加强结构，该带束层加强结构相对于胎体径向向外并且相对于胎面径向向内定位。 该胎体包括在一对胎圈部分之间延伸的加强层结构；一对侧壁，每个侧壁定位在该对胎 圈部分之一的径向向外的位置；以及一对插件，其位于每个侧壁中。第一插件和第二插件位 于气密层和加强层之间。
下面将参照附图通过示例的方式对本发明进行描述，其中
图1是自支撑式低压安全轮胎的一半的横截面构造。
具体实施方式
定义 下面的定义用于本发明。"三角胶"是指位于胎圈芯径向上方并且位于帘布层和反包层之间的弹性填充体。
"环形"，指形成为环状。"轴向"和"轴向地"这里用来指与轮胎的旋转轴线平行的线或者方向。"周向"是指沿着环形轮胎的表面周边延伸的线或者方向，其与赤道面平行并且与
轴向垂直。"设计轮辋"是指具有规定构造和宽度的轮辋。在本说明书中，设计轮辋和设计轮 辋宽度由制造轮胎的地区的实际工业标准规定。例如，在美国，设计轮辋由轮胎和轮辋协会 规定。在欧洲，轮辋在欧洲轮胎和轮辋技术组织_标准手册中规定，术语设计轮辋是指与标 准测量轮辋相同的轮辋。在日本，标准组织是日本汽车轮胎制造商协会。
"设计轮辋宽度"是每个轮胎尺寸分配的具体可商业获得的轮辋宽度。
"内部"是指朝着轮胎内侧，"外部"是指朝着轮胎外侧。"自支撑式低压安全"是指具有如下结构的轮胎类型当轮胎在未充气条件下以限
制的速度运行限制的时间长度时，轮胎结构自身足够强来支撑车辆载荷，轮胎的侧壁和内
表面不会皱縮或者屈曲到其自身上，而不需要任何内部装置来防止轮胎皱縮。"侧壁插件"是指位于轮胎侧壁区域的弹性体或者帘线加强件，该插件是胎体加强
层和形成轮胎的外表面的外侧壁橡胶的补充。"弹簧刚度"是指表示为给定压力下载荷挠度曲线的斜率的轮胎刚度。
"竖直挠度"是指在载荷下轮胎挠曲的量。 下面，将描述本发明的最优选实施方式。这些描述的目的在于解释本发明的总的 原理，不应被理解为限制。本发明的范围由后附权利要求书限定。 图1示出了本发明的轮胎IO，其设计成在气压损失发生时可运行。该轮胎10具有 径向向外的接地胎面12以及位于轮胎的胎面下方的胎冠部分中的带束层结构14。带束层 结构14包含一个或者多个带束层，其具有任选的胎肩冠带层16，用于保护胎冠的胎肩部分 处的带束层。轮胎IO还包括一对侧壁部分18，这些侧壁部分从胎面径向向内延伸，终止于 胎圈区域20中。每个胎圈区域还包括具有任何所需形状的胎圈钢丝55。胎圈区域20还可 包括下面将更详细描述的任选的第1三角胶60和任选的第2三角胶70。胎圈部分还可包 括其他任选的未示出的元件，例如钢丝圈外包布、气釜、护趾胶以及胎圈包布。
本发明的轮胎10还包括胎体，胎体包括气密层24，气密层24是不透气的并且从 一个胎圈区域20延伸到另一个胎圈区域。胎体还包括第一加强层30和任选的第二加强层 34。第一加强层30是径向最内层并且在轮胎的胎冠部分下从轮胎的上部胎肩区域中的第 一插件40轴向向外延伸。第一插件40位于上部胎肩区域中靠近胎冠，并且位于气密层24 和第一加强层30之间。第一加强层30轴向向外延伸并且邻近第一插件40的轴向外部42。 第一加强层还轴向向外延伸并且邻近第二插件50的轴向外部54。因此，第一加强层从轮胎 的上部胎肩区域中的轴向向外位置过度到胎圈区域20中的轴向向内位置。第一和第二插 件的形状和位置设置成能够调节第一加强层，使得不管轮胎处于充气或者放气状态，第一 加强层被加载在受拉状态。因此在插件40、50中减小了拉力载荷，因为第一加强层承载了 载荷。下面将描述第一插件40和第二插件50的细节。 在轮胎的胎圈区域中，第一加强层30位于第二插件50和任选的胎圈三角胶60之 间。第一加强层固定到胎圈钢丝55上。固定第一加强层30的一种方法是围绕胎圈包绕第 一加强层30并且使其终止于反包层32。反包层32优选经过三角胶60的顶端62延伸并且邻接第二加强层34的一部分。第一加强层30可以采用其他构造固定到胎圈区域20上，例 如倒转反包层、锁定胎圈构造或者高帘布层终止部或者包封反包(终止部在带束层边缘下 方)。 任选的第二加强层34径向向外定位并且邻近第一加强层，并具有终止端，该终止 端可在胎圈钢丝55的附近终止。优选的是，终止端36相对于第一加强层的下部37轴向向 外且相对于胎圈钢丝55径向向外定位。第二加强层的终止端36不是必须包绕每个胎圈， 在这种情况下其认为是漂浮层，因为其没有围绕每个胎圈固定。可替代地，终止端36可以 通过以反包或者倒转反包的方式包绕胎圈或者通过本领域技术人员公知的其他方法固定 到胎圈上。 在漂浮层的情况下，第二加强层34的下部邻接第一胎圈三角胶60。任选的第一 胎圈三角胶60定位在胎圈芯55径向向外的位置，并且位于第二加强层34的下端和第一加 强层的反包部分32之间。任选的第一胎圈三角胶60优选具有三角形的形状，高度为胎圈 高度的0. 3至3倍，更优选为胎圈高度的1. 5至2倍。第1三角胶60的形状和尺寸设置成 在轮胎充气和放气状态下保持反包层32中的张力。胎圈三角胶60示例性地由具有范围为 60至大约90、更优选为大约70至大约80的Shore A硬度的弹性体或者橡胶形成。
如上所述，该实施方式的轮胎还包括任选的第二胎圈三角胶70。第2三角胶70位 于侧壁18和加强层34之间。第2三角胶70具有径向内端72和径向外端74，径向内端72 位于胎圈钢丝55的径向外部附近，径向外端74在侧壁的大约1/3至大约1/2高度范围内 延伸。第二胎圈三角胶70示例性地由在23摄氏度时具有范围为50至大约90、更优选为大 约60至大约80的Shore A硬度的弹性体或者橡胶形成。 第一插件40为新月形，或者是弯曲的，其形状能够使得第一加强层30在充气和放 气状态下都保持在拉伸状态。插件40优选在胎面边缘和轮胎的上部侧壁的径向位置之间 具有最大厚度B。 B为大约5至大约20mm，并且发生在断面高度的大约2/3径向高度处。插 件40示例性地由在23摄氏度时具有范围为50至大约75、更优选为大约55至大约65的 Shore A硬度的弹性体或者橡胶形成。插件40的功能在于硬化/支撑轮胎10的侧壁18， 并且当轮胎10在降低的或者可忽略的充气压力下运行时将加强层保持在拉伸状态。如果 加强层保持在拉伸状态，可以最小化插件40、50的拉伸载荷。 第二插件50具有非对称的形状。第二插件的径向外端与第一插件40重叠。第二 插件的轴向内表面的径向外部的弧度是凹的，径向内部的弧度是凸的。第二插件的Shore A 硬度与第一插件40不同，第二插件优选比第一插件更硬。因此，第二插件具有比第一插件 40更高的相对Shore A硬度。 插件40、50在性质上是弹性体，其材料特性可以选择成提高充气行驶性能同时提 高轮胎的低压安全持久性。如果需要，插件40、50可以通过聚乙烯或者短纤维被单独加强。 因此，可以以这种方式加强一个或者多个这种插件40、50。 插件40、50和三角胶60、70的黏/弹性比(tangent delta)的范围为大约O. 02至 大约0. 06，更优选为大约0. 025至0. 045。黏/弹性比是使用7. 8赫兹的频率的Metravib 分析仪在70摄氏度在剪切力下且变形为6%时测量的。 根据这里的描述可以对本发明进行变型。尽管为了示例本发明已经示出了一些代 表性实施方式和细节，但是本领域技术人员清楚地了解，可以对其进行各种改变和变型，而
5不背离本发明的范围。因此，应当理解，在所附权利要求书限定的本发明的范围中，可以对 所描述的具体实施方式
进行变型。
权利要求
一种充气轮胎，其特征在于，所述轮胎包括胎体；胎面；带束层加强结构，所述带束层加强结构相对于所述胎体径向向外并且相对于所述胎面径向向内定位；一对侧壁，每个侧壁相对于一对胎圈部分中的一个径向向外定位；以及第一插件和第二插件，其中，所述胎体还包括在所述胎面下方延伸的第一加强层，所述第一插件和第二插件位于气密层和所述第一加强层之间，所述第一插件的径向内端与所述第二插件的径向外端重叠。
2. 根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于第二加强层相对于所述第一加强层径向 向外定位。
3. 根据权利要求2所述的轮胎，其特征在于所述第二加强层从一个胎圈区域延伸到 另 一个胎圈区域，但是不包绕每个胎圈。
4. 根据权利要求1所述的轮胎，还包括第1三角胶和第2三角胶。
5. 根据权利要求2所述的轮胎，其特征在于所述第二加强层相对于所述第一插件和 第二插件轴向向外定位。
6. 根据权利要求2所述的轮胎，其特征在于所述第二加强层相对于所述第1三角胶 和第2三角胶轴向向内定位。
7. 根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于所述第一插件在23摄氏度下测量的 Shore A硬度为50至70。
8. 根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于所述第一插件在23摄氏度下测量的 Shore A硬度为55至65。
9. 根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于所述第二插件在23摄氏度下测量的 Shore A硬度为60至80。
10. 根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于所述第二插件在23摄氏度下测量的 Shore A硬度为65至75。
全文摘要
具有优化层线的自支撑式充气轮胎，包括胎体；胎面；以及带束层加强结构，所述带束层加强结构相对于所述胎体径向向外并且相对于所述胎面径向向内定位。胎体包括在一对胎圈部分之间延伸的加强层结构；一对侧壁，每个侧壁相对于该对胎圈部分中的一个径向向外定位；以及位于每个侧壁中的一对插件。第一插件和第二插件位于气密层和第一加强层之间。
文档编号B60C13/00GK101746229SQ200910258359
公开日2010年6月23日 申请日期2009年12月14日 优先权日2008年12月12日
发明者C·J·-M·凯斯, L·R·A·迪博斯, T·P·-M·G·克涅 申请人:固特异轮胎和橡胶公司