一种充气轮胎的制作方法

本发明涉及轮胎
技术领域：
，尤其涉及一种充气轮胎，更具体涉及一种具有出色的行驶里程、坚韧耐磨损和高荷载能力的商用车(commercialvehicle)轮胎。
背景技术：
：轮胎主要是各种车辆上装配的接地滚动的圆环形弹性橡胶制品，现代汽车绝大多数采用的是充气轮胎；其主要构造包括胎冠、胎肩、胎侧、胎圈等。其中，胎冠是轮胎行驶与地面相接的主要部件，是两胎肩之间的整个部位；胎冠包括直接和路面接触的胎面、缓冲层或带束层、帘布层(整个内层帘布被称为胎体)等。胎圈是直接和轮辋接触的部分，其把轮胎附在轮辋上，在接口处包覆帘布；胎圈由胎圈钢丝、胎圈芯、胎圈包布和其他零件组成。胎肩位于胎面与胎侧之间；胎侧位于肩部和胎圈之间。伴随着高速公路的全面普及，汽车物流行业尤其是中短途运输业，得到了极大的发展。但是，作为运输主力的商用车由于频繁的高荷载使用，其轮胎往往无法达到令人满意的使用寿命。图1为现有商用车轮胎的结构示意图，其中，1为胎圈部位，2胎圈芯，3为填料，4为胎体帘布层，5为胎侧部位，6为胎圈保护胶。如图1所示，胎侧部位(5)轴向内侧采用胎圈填料(3)与胎体帘布层(4)组合设计，胎圈填料(3)在胎圈芯(2)上缘的径向最高点b1的径向上侧，填充至上端部a1，其中a1位于断宽(轮胎径向截面的最大宽度，对应的左右侧w1、w2两个端点，w2未在图1中示出)端点w1下方；胎圈线(rimline)为f-g，c1为胎圈芯(2)的下缘部。并且，胎侧部位(5)轴向外侧采用胎圈保护胶(6)与胎体帘布层(4)组合设计，胎圈保护胶(6)由于其耐磨的特性，与车轮轮辋直接接触，用以保护轮胎胎圈部位。上述现有技术中，与胎体帘布层(4)结合的胎圈填料(3)，由于其高度较高，增加了两者因轮胎在一定载荷条件下高速行驶时所带来的帘纱和胶料分离的风险。同时，过高的胎圈填料(3)存在使乘坐舒适性恶劣的可能；亦增加了生胎硫化时的胎圈部位(1)的胶料流动性，由此引发轮胎均匀性不佳等问题。若单纯地降低胎圈填料(3)的高度，则可能会使胎侧部位(5)刚性不足，无法达到支撑胎体的作用。因此，如何防范商用车轮胎在耐久走行时胎侧部位的破坏，进而提升使用寿命，是轮胎行业技术人员迫切需要解决的问题。技术实现要素：有鉴于此，本申请提供一种充气轮胎，本发明提供的充气轮胎具有出色的行驶里程、耐久性能和高荷载能力。本发明提供一种充气轮胎，包括两个胎圈部、两个胎圈芯、两个胎侧、胎冠和两层胎体帘布层；所述胎体帘布层从胎圈部经过胎侧延伸到胎冠；每个胎圈部具有胎圈填料；其特征在于，在轴向上所述胎体帘布层和所述胎圈填料两者之间设置有第一补强胶片，所述第一补强胶片在径向上从位于两层帘布层叠合间的径向上端部a，沿两层帘布中间向下延伸，到达胎圈填料径向顶端b，并从胎圈填料轴向内侧向下侧延伸，绕过所述胎圈芯的下缘部c，进而向上包卷直至下端部d；所述第一补强胶片径向上端部a与轮胎径向截面的最大宽度对应一个端点的相距距离h1为10mm～25mm；所述胎圈填料在所述胎圈芯上缘的径向最高点e的径向上侧填充至径向顶端b，径向顶端b至胎圈线的垂直距离h2为-10mm～+5mm。优选地，所述第一补强胶片径向下端部d与所述胎圈芯的径向最高点e相距距离h3为0～+5mm。优选地，所述第一补强胶片位于胎圈填料轴向内侧的部分厚度为等厚设计，数值为1.0～1.2mm，其中第一补强胶片的径向上端部a在径向上向着上方逐渐变薄。优选地，所述第一补强胶片位于胎圈芯包卷部位的厚度为等厚设计，数值为0.5mm～0.6mm，其中第一补强胶片的下端部d在径向上向着上方逐渐变薄。优选地，每个胎侧部位轴向外侧设置有胎圈保护胶；在轴向上所述胎体帘布层和所述胎圈保护胶两者之间还设置有第二补强胶片，所述第二补强胶片在径向上从径向下端部i向着外侧延伸直至径向上端部h。优选地，所述第二补强胶片的径向下端i与所述胎圈芯的径向最高点e相距距离h4为0～+5mm；从所述第二补强胶片的径向上端部h到轮胎径向截面的最大宽度对应的同一个端点的径向距离h5＞h1。优选地，所述第二补强胶片在径向上位于胎圈线的上下方，其形状从胎圈线处的最大厚度处向上端部h和下端部i逐渐变薄。与现有技术相比，本发明在胎体帘布层的轴向外侧、胎圈填料的轴向内侧设置有特定的第一补强胶片。在本发明中，所述第一补强胶片位于帘布层叠合处，由于其在轴向内外侧均具有黏性，有利于增加胎体帘布层间胶料厚度，有效降低帘布层间的剪切力；增加帘布层叠合处的粘合牢度，降低分离风险；同时第一补强胶片本身具有较高的硬度，有利于提升胎侧部位刚性，有效支撑胎体。所述第一补强胶片位于胎体帘布层与胎圈填料之间，由于其在轴向内外侧均具有黏性的特性，增加胎圈填料与胎体帘布层粘合牢度，有效降低两者因轮胎在一定载荷条件下高速行驶的所产生的分离风险；增加胎圈填料与胎体帘布层胶料的厚度，有效降低其剪切力。所述第一补强胶片包覆胎圈芯及胎圈填料，强化了胎圈填料与胎圈芯钢丝的紧密结合，提升轮胎制造时的胎圈部位的作业性，防止轮胎在高温硫化过程胎圈橡胶产生流动，从而发生轮胎均匀性不佳的现象。此外，稳固的胎圈亦有利于与汽车轮辋紧密嵌合，提升轮胎高荷载时的安全性能。因此，本发明提供的充气轮胎在耐久走行时胎侧部位破坏减小，具有较好的行驶里程、耐久性能和高荷载能力，进而提升使用寿命。进一步地，本发明在卷上部分的胎体帘布层的轴向外侧和胎圈保护胶的轴向内侧还设置有特定的第二补强胶片，可强化轮胎的胎圈部位，使轮胎在耐久走行时胎圈部位不易遭到破坏，从而更好地提升使用里程。附图说明图1为现有商用车轮胎的结构示意图；图2为本发明实施例提供的充气轮胎的结构示意图；图3为本发明实施例提供的充气轮胎的宽度方向结构示意图。具体实施方式下面对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。本文术语解释：“轮胎径向”指轮胎的半径方向。如果点a比点b更接近于轮胎的旋转轴线，则称点a位于点b的“径向下方”(或者“在径向上”位于点b的“内侧”)。相反，如果点a比点b更远离轮胎的旋转轴线，则称点a位于点b的“径向上方”(或者“在径向上”位于点b的“外侧”)。同时在涉及到径向距离时，同样采用该含义。例如：“在径向下方”意味着指向较小的半径；“在径向上方”意味着指向较大的半径。“轮胎径向截面”指沿着包含轮胎的旋转轴线的平面所呈现的截面。“轮胎轴向”指平行于轮胎转动轴线的方向。如果点a比点b更接近轮胎的中平面，则称点a位于点b的“轴向内侧”(或者“在轴向上”位于点b的“内侧”)。相反，如果点a比点b更远离轮胎的中平面，则称点a位于点b的“轴向外侧”(或者“在轴向上”位于点b的“外侧”)。轮胎的“中平面”是指垂直于轮胎的旋转轴线且与每个胎圈的圆形胎圈钢丝等距的平面。本发明提供了一种充气轮胎，包括两个胎圈部、两个胎圈芯、两个胎侧、胎冠和两层胎体帘布层；所述胎体帘布层从胎圈部经过胎侧延伸到胎冠；每个胎圈部具有胎圈填料；其特征在于，在轴向上所述胎体帘布层和所述胎圈填料两者之间设置有第一补强胶片，所述第一补强胶片在径向上从位于两层帘布层叠合间的径向上端部a，沿两层帘布中间向下延伸，到达胎圈填料径向顶端b，并从胎圈填料轴向内侧向下侧延伸，绕过所述胎圈芯的下缘部c，进而向上包卷直至下端部d；所述第一补强胶片径向上端部a与轮胎径向截面的最大宽度对应一个端点的相距距离h1为10～25mm；所述胎圈填料在所述胎圈芯上缘的径向最高点e的径向上侧填充至径向顶端b，径向顶端b至胎圈线的垂直距离h2为-10～+5mm。本发明涉及一种商用车(commercialvehicle)轮胎，其具有出色的行驶里程、坚韧耐磨损和高荷载能力。参见图2和图3，图2为本发明实施例提供的充气轮胎的结构示意图，图3为本发明实施例提供的充气轮胎的宽度方向结构示意图。图2中，1为胎圈部，2为胎圈芯，3为胎圈填料，4为胎体帘布层，5为胎侧，6为第一补强胶片，7为胎圈保护胶，8为第二补强胶片。在本发明的实施例中，该轮胎包括：胎体、两个胎圈部、两个胎圈芯、两个胎侧、胎冠和两层胎体帘布层等。本发明实施例充气轮胎包括两个胎圈部(1)，所述胎圈(部或部位)设计为与车轮轮辋相接触，由胎圈钢丝、胎圈芯、胎圈包布和其他零件组成。其中，每个胎圈芯(2)包括至少一个圆形胎圈钢丝。该轮胎包括胎体，所述胎体跨设在一对胎圈部(1)之间；胎圈部设置为在轮胎宽度方向上彼此间隔开的左右一对，并且胎体跨设在胎圈芯(2)之间。所述胎体又称胎身，通常指由一层或数层帘布层与胎圈组成整体的充气轮胎的受力结构。帘布使胎体及整个外胎具有必要的强度，布层胶使布层间紧密结合在一起，防止帘线间摩擦；使传递给帘布的冲击得到缓冲；承受汽车在起动、制动和滚动时轮胎中所产生的剪切应力。胎体的作用是使轮胎具有充分的强度，以便承受负荷和振动，并使轮胎保持一定的外缘尺寸。并且，每一个胎圈部(1)具有胎圈填料(3)，所述胎圈填料(3)在径向上位于所述胎圈芯(2)的上方，且位于胎体帘布层之间。本发明实施例所述轮胎包括两层胎体帘布层(4)，所述胎体帘布层从胎圈部经过胎侧延伸到胎冠。在本发明中，所述胎体帘布层包含有多根胎体帘线并绕过所述胎圈芯的下缘，进而向上包卷，卷上部分在径向上向上方延伸到一定的高度。该充气轮胎包括胎冠，胎冠是轮胎行驶与地面相接的主要部件，是两胎肩之间的整个部位；胎冠包括直接和路面接触的胎面(胶)、缓冲层或带束层、帘布层(整个内层帘布被称为胎体)等。在本发明中，所述胎冠包括胎面胶及胎冠带束层。本发明实施例该轮胎包括两个胎侧(5)，所述胎侧使胎圈在径向上向外侧延伸，两个胎侧与所述胎冠边缘左右接合。本发明实施例提供的充气轮胎设置有第一补强胶片(6)，所述第一补强胶片(6)在轴向上位于所述胎体帘布层和所述胎圈填料两者之间，即胎体帘布层的轴向外侧，胎圈填料的轴向内侧。在本发明的实施例中，所述第一补强胶片(6)在径向上从位于两层帘布层叠合间的径向上端部a(如图3所示，轮胎径向截面的最大宽度称之为断宽w，对应的左右侧w1、w2两个端点)，继而沿两层帘布中间向下延伸，到达胎圈填料(3)径向顶端b，并从胎圈填料(3)轴向内侧向下侧延伸，绕过所述胎圈芯(2)的下缘部c，进而向上包卷，直至下端部d。在本发明的实施例中，所述第一补强胶片(6)的径向上端部a与w1的相距距离为h1，h1为10～25mm。若h1＜10mm，则轮胎乘坐舒适性可能会大打折扣；若h1＞25mm，则对位于断宽端点w1下方的胎体帘布层而言则缺乏足够的黏合牢度，不利于降低帘纱间的剪切力，同时此区域内的胎侧刚性亦会不足。同时，所述胎圈填料(3)在所述胎圈芯(2)上缘的径向最高点e的径向上侧填充至上端部b(即径向顶端b)，上端部b至胎圈线(rimline)f-g的垂直距离为h2，h2为-10～+5mm。其中，负号表示b在胎圈线f-g的径向下方，正号表示b在胎圈线f-g的径向上方。在本发明的一些实施例中，所述第一补强胶片(6)径向下端部d与所述胎圈芯(2)的径向最高点e相距距离h3，h3距离可为0～+5mm。其中，正号表示d在胎圈芯的径向最高点e的径向上方。在本发明的一些实施例中，所述第一补强胶片(6)位于胎圈填料(3)轴向内侧的部分厚度为等厚设计，厚度数值可为1.0mm～1.2mm；其中第一补强胶片(6)的径向上端部a在径向上向着上方逐渐变薄。作为优选，所述第一补强胶片(6)位于胎圈芯(2)包卷部位的厚度亦为等厚设计，厚度数值可为0.5mm～0.6mm；其中第一补强胶片(6)的下端部d在径向上向着上方逐渐变薄。本发明对轮胎胶料、帘布、胎圈填料等具体成分，以及胎圈芯等具体尺寸等没有特殊限制，采用本领域常规的即可。在本发明中，所述第一补强胶片主要成分为天然橡胶、顺丁橡胶、n-550(快压出炉黑)、n-660(通用炉黑)；根据本领域标准iso7619、gb/t531，其粘度可为7.0～7.5(n)，硬度范围可为61～65(度)。在本发明实施例中，所述第一补强胶片(6)位于帘布层叠合处，由于其在轴向内外侧均具有黏性，有利于增加胎体帘布层间胶料厚度，有效降低帘布层间的剪切力；可增加帘布层叠合处的粘合牢度，降低分离风险；同时第一补强胶片(6)本身具有较高的硬度，有利于提升胎侧部位刚性，有效支撑胎体。并且，所述第一补强胶片(6)位于胎体帘布层(4)与胎圈填料(3)之间，由于其在轴向内外侧均具有黏性的特性，可增加胎圈填料与胎体帘布层粘合牢度，有效降低两者因轮胎在一定载荷条件下高速行驶的所产生的分离风险；可增加胎圈填料与胎体帘布层胶料的厚度，有效降低其剪切力。其次，所述第一补强胶片(6)包覆胎圈芯(2)及胎圈填料(3)，强化了胎圈填料与胎圈芯钢丝的紧密结合，可提升轮胎制造时的胎圈部位的作业性，防止轮胎在高温硫化过程胎圈橡胶产生流动、而发生轮胎均匀性不佳的现象。此外，稳固的胎圈亦有利于与汽车轮辋紧密嵌合，提升轮胎高荷载时的安全性能。在本发明的实施例中，每个胎侧部位(5)轴向外侧设置有胎圈保护胶(7)。所述胎圈保护胶具有耐磨的特性，与车轮轮辋直接接触，用以保护轮胎胎圈部位。现有技术通常地，胎侧部位轴向外侧采用胎圈保护胶与胎体帘布层组合设计。但是对于经常高荷载的商用车来说，其轮胎容易因胎圈部位强度不足而在胎圈线(rim-line)周围区域产生龟裂现象，在耐久走行时胎圈部位的破坏不利于提升轮胎的使用寿命。本发明优选还设置有第二补强胶片(8)，所述第二补强胶片(8)在轴向上位于所述胎体帘布层(4)和所述胎圈保护胶(7)两者之间，即卷上部分的胎体帘布层的轴向外侧和胎圈保护胶的轴向内侧。在本发明的优选实施例中，所述第二补强胶片(8)在径向上从径向下端部i向着外侧延伸直至径向上端部h。在本发明的一些实施例中，所述第二补强胶片(8)的径向下端部i与所述胎圈芯(3)的径向最高点e相距距离为h4，h4距离可为0～+5mm。其中，正号表示i在胎圈芯的径向最高点e的径向上方。在本发明的一些实施例中，从所述第二补强胶片(8)的径向上端部h到最大断宽处端点w1的径向距离为h5，其中优选h5＞h1。此外，所述第二补强胶片(8)在径向上可位于胎圈线(rimline)f-g的上下方；其形状从胎圈线f-g处的最大厚度处向上端部h和下端部i逐渐变薄。本发明对胎圈保护胶等成分也没有特殊限制，采用本领域常规的即可，并且采用常规工艺制备得到。在本发明中，所述第二补强胶片主要成分为天然橡胶、顺丁橡胶、n-550；根据本领域标准，其粘度可为6.5～7.0(n)，硬度范围为76～80(度)。在本发明的优选实施例中，所述第二补强胶片(8)强化了轮胎的胎圈部位，使轮胎在耐久走行时胎圈部位不易遭到破坏，从而进一步地提升使用里程，利于应用。为了进一步理解本申请，下面结合实施例对本申请提供的充气轮胎进行具体地描述。实施例1本实施例提供的充气轮胎结构如图2～3所示，该轮胎包括两个胎圈部1、两个胎圈芯2、两个胎侧5、胎冠和两层胎体帘布层4；所述胎体帘布层从胎圈部经过胎侧延伸到胎冠；每个胎圈部1具有胎圈填料3；每个胎侧部1轴向外侧设置有胎圈保护胶7；在轴向上所述胎体帘布层4和所述胎圈填料3两者之间设置有第一补强胶片6，所述第一补强胶片在径向上从位于两层帘布层叠合间的径向上端部a，沿两层帘布中间向下延伸，到达胎圈填料径向顶端b，并从胎圈填料轴向内侧向下侧延伸，绕过所述胎圈芯的下缘部c，进而向上包卷直至下端部d；所述第一补强胶片6径向上端部a与w1的相距距离h1为10mm；所述胎圈填料3在所述胎圈芯2上缘的径向最高点e的径向上侧填充至径向顶端b，径向顶端b至胎圈线的垂直距离h2为-4mm。所述第一补强胶片6径向下端部d与所述胎圈芯2的径向最高点e相距距离h3为2mm。所述第一补强胶片6位于胎圈填料3轴向内侧的部分厚度为等厚设计，数值为1.0～1.2mm，其中第一补强胶片6的径向上端部a在径向上向着上方逐渐变薄。所述第一补强胶片6位于胎圈芯2包卷部位的厚度为等厚设计，数值为0.5～0.6mm，其中第一补强胶片6的下端部d在径向上向着上方逐渐变薄。在轴向上所述胎体帘布层4和所述胎圈保护胶7两者之间还设置有第二补强胶片8，所述第二补强胶片8在径向上从径向下端部i向着外侧延伸直至径向上端部h。所述第二补强胶片8的径向下端i与所述胎圈芯2的径向最高点e相距距离h4为4mm；从所述第二补强胶片8的径向上端部h到w1的径向距离h5＞h1，h5为20mm。所述第二补强胶片8在径向上位于胎圈线f-g的上下方，其形状从胎圈线f-g处的最大厚度处向上端部h和下端部i逐渐变薄。所述第一补强胶片主要成分为天然橡胶、顺丁橡胶、n-550、n-660；其粘度为7.0～7.5(n)，硬度范围为61～65(度)。所述第二补强胶片主要成分为天然橡胶、顺丁橡胶、n-550；其粘度为6.5～7.0(n)，硬度范围为76～80(度)。实施例2本发明选取175/70r14c规格的实施例1所述的充气轮胎，进行室内耐久性能走行试验。将实施例1轮胎(选取5条轮胎)和比较轮胎(选取2条，其尺寸、成分皆与实施例1相同，构造如图1所示)分别安装同一标准的轮辋上，充375kpa的压力并加以518kg的负荷，通过轮胎测试鼓带动在38℃的环境温度下以81公里/小时的速度转动，负荷增加至etrto2017法规负荷的160％后稳定，直到该轮胎出现损坏为止停止走行，记录该轮胎走行里程数。试验结果如表1中所示，试验结果用一个指数表示，该指数以比较轮胎1为基准值100，指数越大，代表结果越好。从表1中可以看出，本发明实施例轮胎均能大大提升耐久性能。表1本发明实施例轮胎和比较例轮胎的室内耐久性能走行试验结果实施例3本实施例提供的充气轮胎结构如图2～3所示，该轮胎包括两个胎圈部1、两个胎圈芯2、两个胎侧5、胎冠和两层胎体帘布层4；所述胎体帘布层从胎圈部经过胎侧延伸到胎冠；每个胎圈部1具有胎圈填料3；每个胎侧部1轴向外侧设置有胎圈保护胶7；在轴向上所述胎体帘布层4和所述胎圈填料3两者之间设置有第一补强胶片6，所述第一补强胶片在径向上从位于两层帘布层叠合间的径向上端部a，沿两层帘布中间向下延伸，到达胎圈填料径向顶端b，并从胎圈填料轴向内侧向下侧延伸，绕过所述胎圈芯的下缘部c，进而向上包卷直至下端部d；所述第一补强胶片6径向上端部a与w1的相距距离h1为12mm；所述胎圈填料3在所述胎圈芯2上缘的径向最高点e的径向上侧填充至径向顶端b，径向顶端b至胎圈线的垂直距离h2为-2mm。所述第一补强胶片6径向下端部d与所述胎圈芯2的径向最高点e相距距离h3为2mm。所述第一补强胶片6位于胎圈填料3轴向内侧的部分厚度为等厚设计，数值为1.0～1.2mm，其中第一补强胶片6的径向上端部a在径向上向着上方逐渐变薄。所述第一补强胶片6位于胎圈芯2包卷部位的厚度为等厚设计，数值为0.5～0.6mm，其中第一补强胶片6的下端部d在径向上向着上方逐渐变薄。在轴向上所述胎体帘布层4和所述胎圈保护胶7两者之间还设置有第二补强胶片8，所述第二补强胶片8在径向上从径向下端部i向着外侧延伸直至径向上端部h。所述第二补强胶片8的径向下端i与所述胎圈芯2的径向最高点e相距距离h4为2mm；从所述第二补强胶片8的径向上端部h到w1的径向距离h5＞h1，h5为33mm。所述第二补强胶片8在径向上位于胎圈线f-g的上下方，其形状从胎圈线f-g处的最大厚度处向上端部h和下端部i逐渐变薄。所述第一补强胶片主要成分为天然橡胶、顺丁橡胶、n-550、n-660；其粘度为7.0～7.5(n)，硬度范围为61～65(度)。所述第二补强胶片主要成分为天然橡胶、顺丁橡胶、n-550；其粘度为6.5～7.0(n)，硬度范围为76～80(度)。实施例4选取215/70r15lt规格的实施例3所述的充气轮胎，进行室内耐久性能走行试验。将实施例3轮胎(选取5条轮胎)和比较轮胎(选取2条，其尺寸、成分皆与实施例3相同，构造如图1所示)分别安装同一标准的轮辋上，充450kpa的压力并加以772kg的负荷，通过轮胎测试鼓带动在38℃的环境温度下以81公里/小时的速度转动，负荷增加至法规负荷的160％后稳定，直到该轮胎出现损坏为止停止走行，记录该轮胎走行里程数。试验结果如表2中所示，试验结果用一个指数表示，该指数以比较轮胎1为基准值100，指数越大，代表结果越好。从表2中可以看出，本发明实施例轮胎均能大大提升耐久性能。表2本发明实施例轮胎和比较例轮胎的室内耐久性能走行试验结果轮胎耐久性能比较轮胎1100比较轮胎2114实施例轮胎1203实施例轮胎2205实施例轮胎3210实施例轮胎4201实施例轮胎5205以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页12