胎圈芯的制作方法
【专利摘要】一种用于充气轮胎用的胎圈芯，包括至少一根具有四边形截面并且两个相对面平行的胎圈丝，至少一根胎圈丝沿着胎圈芯卷绕形成多个线圈，相邻的线圈在接触面上紧密排布，其中胎圈芯的四个边角边缘均为弧形。这种胎圈芯具有非常稳定的形状，也减少了胎体层和胎圈部的磨损。
【专利说明】胎圈芯【技术领域】
[0001]本发明涉及充气轮胎用的全钢胎圈芯，特别是一种可以减少胎体层与胎圈之间磨损并具有稳定形状的全钢胎圈芯。
【背景技术】
[0002]一个充气轮胎一般包括接触地面的胎冠，在胎冠两侧有胎壁，胎壁的内缘形成胎圈部，可以获得轮毂支撑。胎圈部至少有一个胎圈芯，胎圈芯有很多功能，特别是为胎体层提供支撑和承受轮胎行驶过程中胎体层的变形压力。胎圈芯同时也有保证轮胎纵向力的一个传递，例如在无内胎轮胎里，保证了轮胎和轮毂的密闭性。
[0003]现有技术US3949800公开了一轮胎，其中胎圈部的胎圈芯被胎体增强层卷绕。胎圈部包括至少一束胎圈芯，为了改进胎圈芯形状的稳定性，胎圈芯由一根或者多根四边形截面且至少有两个面平行的胎圈丝构成。四边形为至少有一组相对平行的面，包括矩形、正方形、菱形、平行四边形、梯形和等腰梯形。
[0004]现有技术US4166492进一步公开了一个胎圈芯，它具有平行四边形的截面，其中线圈层中的单丝并列放置于同一平面上并沿胎圈芯的轴向伸展，由单丝构成的线圈层平面紧密地按胎圈芯径向重叠排列。由矩形截面单丝构成的胎圈芯截面形状的稳定性得到了很大的改进。
[0005]虽然胎圈部可能也填充有橡胶，所以胎圈芯就可能加上了一层保护套或者说包覆上了橡胶。在轮胎使用的过程中，各种复杂的横向和纵向的力使得胎体层和胎圈部产生磨损。胎圈芯的尖锐角部可能割穿橡胶保护层，胎体层和胎圈部会发生金属和金属之间的磨蚀磨损。
[0006]现有技术DE80 33602U公开了一个胎圈芯，其中胎圈芯内表面的两个角边缘是弧形的。虽然两个弧形边缘减少了胎体层和胎圈芯的磨损，但是在轮胎使用过程中各种复杂的横向和纵向力下胎圈芯外表面的角落仍然发生磨损。
【发明内容】
[0007]本发明的目的之一是提供一种可以减少胎体层和胎圈芯之间磨损，并具有稳定形状的全钢胎圈芯。
[0008]本发明的另一目的是提供一种具有简单结构并且容易生产的全钢胎圈芯。
[0009]根据本发明，一种胎圈芯包括至少一根具有四边形截面且两个相对面平行的胎圈丝，这种胎圈丝沿胎圈芯卷绕形成线圈，多个线圈紧密接触构成具有四边形形状的胎圈芯，其中胎圈芯的四个角边缘都是弧形的，从而减少磨损。弧形边缘的意思是指从胎圈的截面来看，边角的形状是曲线的，没有尖锐的角度。胎圈芯的弧形边缘半径为0.3mm到1.6mm之间。这里的卷绕是指胎圈丝沿胎圈芯径向构成环形，线圈是指相互重叠沿胎圈芯径向紧密排布的多个环形。
[0010]根据本发明，胎圈芯具有平行四边形的截面，在胎圈芯截面上看，线圈层的各个胎圈丝并列放置在同一条线上并朝胎圈芯的轴向延展，多个线圈层沿胎圈芯径向紧密排布，并且在轴线方向上相互错位。胎圈芯的四个边角边缘是弧形的，从而减少了磨损，且边角弧形半径为0.3mm到1.6mm之间。这里的线圈层是指在胎圈芯截面上看，胎圈丝并列排布在一条线上，并朝胎圈芯的轴向延伸。多个线圈层沿胎圈芯轴向彼此有一点错位，从而形成一个平行四边形的截面。
[0011]根据一个实施例，为了形成胎圈芯的四个边角弧形，形成胎圈芯的胎圈丝具有一个矩形截面且在单丝整个长度上四个边角边缘都是弧形的。或者，胎圈丝仅在胎圈芯四个边角具有弧形边缘。在截面上看，胎圈丝的宽度为1.5mm到2.5mm之间，厚度为1.0mm到
1.6mm之间，弧形边缘的半径为0.3mm到0.8mm之间。
[0012]根据另一个实施例，位于线圈层的两端的边缘为弧形，其中并列放置的多根胎圈丝形成一个线圈层并沿胎圈芯的轴向延展。胎圈丝可能为通过两个滚轮轧制的具有弧形表面的扁单丝。更多地，位于线圈层的两端表面为弧形，而中间的胎圈丝为矩形截面。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]附图1图示了本发明胎圈芯的截面。
[0014]附图2图示了本发明胎圈芯的截面。
[0015]附图3图示了同一根胎圈丝在不同位置的截面图的变化。
[0016]附图4图示了一根具有矩形截面且四个弧形边缘的胎圈丝的截面。
[0017]附图5图示了一个线圈层的截面图，其中位于线圈层的两端的边缘是弧形的。
[0018]附图6图不了一根具有弧形表面的扁单丝的截面。
[0019]附图7图示了一个线圈层的截面图，其中位于线圈层的两端的表面是弧形的。【具体实施方式】
[0020]附图1图示了本发明胎圈芯的截面。胎圈芯2包括九根具有四边形截面且相对面平行的胎圈丝6。每根胎圈丝6构成八层沿着胎圈芯2卷绕而成的线圈，相邻的八层的卷绕线圈紧密接触。胎圈芯2的四个边角边缘10是弧形的。
[0021]附图2图示了本发明胎圈芯的截面。胎圈芯2具有平行四边形的截面。胎圈芯2由八层重叠且相互沿径向排布的线圈层4构成。在胎圈芯截面上看，每个线圈层4，都有九根在同一直线上具有四边形截面胎圈丝6并沿胎圈芯轴向伸展。胎圈芯的径向内表面8是光滑的，且具有相对于水平面倾斜的角度α，其中这个角度是和轮毂的倾斜程度呼应。径向重叠在一起的线圈层4相互之间非常紧密排列在一起，并在轴线方向上相互错位。胎圈芯2的四个边角边缘10是弧形的。
[0022]胎圈芯2的弧形边缘10避免了边角的应力集中，同时也减少了包覆在其上橡胶的压力，这样就保持了胎体层和胎圈部的缓冲使得磨损大大地减少。四个弧形边缘10可以用土耳其辊子(Turks head)轧制得到(DE8033602U公开)。
[0023]附图3图示了同一根胎圈丝6在胎圈芯不同位置的截面图的变化。附图3a显示了胎圈丝6在第一圈卷绕时的截面图，其中左下边角边缘是弧形的。附图3b显示了胎圈丝6在中间位置，如附图1和附图2中第2圈至第7圈卷绕所示，其中胎圈丝具有矩形截面。附图3c显示了在最后一圈卷绕时胎圈丝6的截面，其中左上边角边缘是弧形的。如果胎圈丝6位于胎圈芯的另外一头，第一圈卷绕的右下边角边缘和最后一圈卷绕的右上边角边缘是弧形的，中间圈卷绕时胎圈丝6依然保持矩形截面。在PLC (program logic control)的控制下，如附图3所示的具有不同截面的单丝可以用一系列土耳其辊子(Turks head)轧制得到。
[0024]附图4图示了一根具有矩形截面且四个弧形边缘12的胎圈丝6的截面。W是胎圈丝6的宽度，T是厚度，R是弧形边缘12的半径。如果胎圈丝6是用来构成胎圈芯2的，上面说到的用来轧制出胎圈芯四个弧形边缘10 土耳其辊子可以省略，因为胎圈芯2的四个边角的胎圈丝6已经具有矩形截面且有弧形边缘12 了。因此，使用预先做好的具有矩形截面且有弧形边缘12的胎圈丝6可以非常简单地简化胎圈的生产过程。
[0025]附图5图示了一个线圈层4的截面图，所述线圈层4包括多根胎圈丝6，其中位于线圈层的两端的边缘10是弧形的。同现有技术DE8033602U相比，本发明的胎圈芯，不仅胎圈芯内表面的两端有弧形边缘10，而且胎圈芯外表面的两端也有弧形边缘10，这就减少了胎体层和胎圈之间的磨损。弧形边缘可以通过土耳其辊子轧制得到，也可以在线圈层4的两端使用具有弧形边缘12的胎圈丝6。因为胎圈丝6可以预先轧制好形状，这样胎圈芯的生产工艺就简单多了。
[0026]附图6图示了一根具有弧形表面扁单丝6的截面。扁单丝6已在现有文献W090/12696A1公开。如果具有弧形表面的扁钢丝6用来构成胎圈芯2，上面说到的土耳其辊子也可以被忽略，因为在胎圈芯2的四个边角上的扁单丝6已经有了弧形表面14，避免了边角的应力集中，减少了包覆橡胶的压力，提供了胎体层和胎圈的缓冲，从而减少了胎体层和胎圈部的磨损。因为扁单丝6可以预先轧制好形状，这样胎圈芯的生产工艺就简单多了。
[0027]附图7图示了一个线圈层4的截面图，其中位于线圈层的两端的表面14是弧形的，中间部位的胎圈丝6具有矩形截面。附图7所示的胎圈芯比附图6所示的胎圈芯更加稳定，因为中间部位胎圈丝6具有矩形截面，从而他们的接触为面接触，稳定性很好，从而更加保证了胎圈芯的几何形状，同时线圈层两端弧形表面14避免了边角的应力集中，减少了包覆橡胶的压力，提供了胎体层和胎圈的缓冲，从而减少了胎体层和胎圈部的磨损。弧形边缘表面14可以通过土耳其辊子轧制得到，也可以在线圈层4的两端使用具有弧形表面14的胎圈丝6。因为胎圈丝6可以预先轧制好形状，这样胎圈芯的生产工艺就简单多了。
[0028]胎圈丝6的含碳量质量百分比至少为0.7%，例如至少为0.80%,或者至少0.85%。胎圈丝6的破断拉力至少为1800N/mm2，例如至少2200N/mm2，胎圈芯的胎圈丝6的其他成分可能含锰0.40%到0.70%之间，含硅0.1%到0.35%之间，最大的含硫和含磷为0.04%,以上百分比皆为质量百分比。当然，其他元素也同样存在的。
[0029]一般来说，胎圈芯2的胎圈丝6的镀层为铜合金、黄铜或者青铜。一方面，胎圈丝6上的铜合金镀层为钢丝拉拔过程或者土耳其辊子轧制过程提供了润滑的效果。另一方面，胎圈丝6上的铜合金镀层对胎圈芯和橡胶的粘合有着积极的效果。此外，胎圈丝6的镀层也可以是锌。锌镀层可以使用电镀或者热浸镀获得，同时可以包括一个移除多余锌镀层的操作工序。由于热浸镀可以形成铁锌合金层，所以镀层与基体的结合强度较高。由于锌镀层有更好的抗腐蚀能力，所以优选使用锌镀层的胎圈丝。
【权利要求】
1.一种胎圈芯，其特征在于，所述胎圈芯包含至少一根具有四边形截面且两个相对面平行的胎圈丝，所述至少一根胎圈丝沿胎圈芯卷绕多次形成线圈，所述多个相邻的线圈在接触面上紧密接触，其中胎圈芯的四个边角都是弧形的。
2.根据权利要求1所述的胎圈芯，其特征在于，胎圈芯具有平行四边形的截面，在胎圈芯截面上看，在同一直线上的线圈层中的单丝并列排布并沿胎圈芯的轴向延伸，沿着胎圈芯放射线方向紧密重叠排布的多个线圈层，在轴线方向上相互错位。
3.根据权利要求1或者2所述的胎圈芯，其特征在于，其中胎圈芯的弧形边缘的半径为0.3mm 到 1.6mm 之间。
4.根据权利要求1或者2所述的胎圈芯，其特征在于，其中的单丝具有矩形的截面并带有四个弧形边缘。
5.根据权利要求4所述的胎圈芯，其特征在于，其中的单丝宽度为1.5mm到2.5mm之间。
6.根据权利要求4所述的胎圈芯，其特征在于，其中的单丝厚度为1.0mm到1.6mm之间。
7.根据权利要求4所述的胎圈芯，其特征在于，其中的单丝弧形边缘直径为0.3mm到0.8mm之间。
8.根据权利要求1或者2所述的胎圈芯，其特征在于，其中位于线圈层的两端的边缘为弧形。
9.根据权利要求1或者2所述的胎圈芯，其特征在于，其中位于线圈层的两端的表面为弧形。
10.根据权利要求1或者2所述的胎圈芯，其特征在于，其中的单丝为扁单丝且具有弧形表面。
【文档编号】B60C15/04GK103786531SQ201310471390
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2013年10月11日 优先权日:2012年10月22日
【发明者】唐文军, J－M·吉拉德 申请人:贝卡尔特公司