专利名称：制造充气轮胎的方法
技术领域：
本发明涉及一种充气轮胎，其具有胎体和带束层加强结构，更具体而言，本发明涉
及用于飞行器、卡车和其他重载荷应用中的子午线轮胎。
背景技术：
在承受重载荷的轮胎例如卡车轮胎或者飞行器轮胎中，锯齿带束层已经用于带束 层包裹。锯齿带束层消除了胎肩的工作带束层末端。图1示出了具有锯齿带束层5的轮胎 的示例性部分。锯齿带束层的优点在于，在胎肩附近没有工作带束层边缘，极大地改进了轮 胎耐用性。锯齿带束层的缺点在于，在胎肩附近的边缘，存在重叠层。在一些区域，存在太 多层，例如通常为4层或者更多层，甚至在一些位置存在6层或者更多层。已经显示，胎肩 区域中的重叠条带的减少能够改进耐用性。因此，需要一种轮胎，其具有改进的带束层边缘 耐用性，而不具有过多的重量。
发明内容
本发明在第一方面提供一种制造充气轮胎的方法，该充气轮胎具有胎面、胎体以 及夹置在所述胎体和所述胎面之间的锯齿带束层结构，该方法包括通过交织在一起的至少 两层帘线形成所述锯齿带束层结构，所述至少两层帘线由通过一根或者多根帘线加强的橡 胶条带形成。通过如下步骤形成锯齿带束层结构将条带形成为第一锯齿绕圈，所述第一锯 齿绕圈具有第一波幅Wl，在与所述第一波幅相反的方向跟随有第二波幅W2，所述第一波幅 和第二波幅从轴向中心面测量，并且W1不同于W2，然后将所述条带转位(indexing)所需的 轴向距离。该方法还包括步骤将所述条带形成为第二锯齿绕圈，所述第二锯齿绕圈具有第 一波幅W2，在与所述第一波幅相反的方向跟随有第二波幅Wl，然后重复所述第一锯齿绕圈 和所述第二锯齿绕圈的每个，直到形成锯齿带束层结构。 本发明在第二方面提供一种制造充气轮胎的方法，该充气轮胎具有胎面、胎体，该 方法包括在所述胎体上形成锯齿带束层结构，其中，所述锯齿带束层结构由如下步骤形成 提供通过一根或者多根帘线加强的橡胶条带，并且将所述条带布置成第一锯齿绕圈，所述 第一锯齿绕圈的波长具有第一波幅Wmax和第二波幅Wmin，其中所述第二波幅相对于中心 面在与所述第一波幅相反的方向延伸；然后将所述条带轴向转位。接着，将所述条带布置成 第二锯齿绕圈，所述第二锯齿绕圈与所述第一锯齿绕圈相邻，所述第二锯齿绕圈具有第一 波幅Wmin和第二波幅Wmax，所述第二波幅相对于中心面在与所述第一波幅相反的方向延 伸；然后将所述条带轴向转位。接着将所述条带布置成第三锯齿绕圈，所述第三锯齿绕圈与 所述第二锯齿绕圈相邻，所述第三锯齿绕圈的波长具有第一波幅Wmax和第二波幅Wmin，所 述第三锯齿绕圈的每个边缘从所述第一和第二锯齿绕圈的边缘周向偏移。最后，将所述条 带布置成第四锯齿绕圈，所述第四锯齿绕圈与所述第三锯齿绕圈相邻，所述第四锯齿绕圈 具有第一波幅Wmin和第二波幅Wmax，所述第四锯齿绕圈的每个边缘从所述第一、第二和第 三锯齿绕圈的边缘周向偏移。
图1是具有锯齿带束层的现有技术的轮胎的局部示意性截面图； 图2示出了本发明的示例性子午线轮胎10的局部截面； 图3是轮胎成型鼓的一个例子，其示出了所形成的本发明的带束层； 图4A是用于示例目的的周向布置的轮胎成型鼓的一个例子，其示出了形成锯齿
带束层的第一整转条带布置； 图4B显示了图4A的轮胎成型鼓，其示出了锯齿带束层的仅第二转帘线图案(为 了清楚起见，去除了第一转)； 图4C是在带束层边缘经受U形转弯的条带的特写视图； 图5A是用于示例目的的周向布置的轮胎成型鼓的一个例子，其示出了对于每鼓 转1个锯齿波的具体情况下，形成锯齿带束层的第一整转条带布置或者第一条带绕圈布 置； 图5B显示了图5A的轮胎成型鼓，其示出了对于每鼓转1个锯齿波的具体情况下 鼓的第二转，显示了形成锯齿带束层的第一和第二条带绕圈布置； 图5C显示了图5A的轮胎成型鼓，其示出了对于每鼓转1个锯齿波的具体情况下
鼓的第三转，显示了形成锯齿带束层的第一、第二和第三条带绕圈布置； 图5D显示了图5A的轮胎成型鼓，其示出了对于每鼓转1个锯齿波的具体情况下
鼓的第四转，显示了形成锯齿带束层的第一、第二、第三和第四条带绕圈布置； 图6示出了锯齿带束层边缘； 图7示出了锯齿带束层边缘在截面A-A、 B-B、 C_C、 D-D和E-E处的截面图，示出了 各层的估计重叠量； 图8示出了对于图1的现有技术的锯齿带束层，锯齿带束层边缘在截面A-A、B-B、 C-C、 D-D和E-E处的截面图，示出了各层的估计重叠量； 图9A-9C示出了锯齿带束层，其具有0. lmm的横向偏移，其中鼓偏移角度从图9A 中的6. 75度到图9B中的13. 5度到图9C中的27度变化；以及 图10A-10C示出了锯齿带束层，其具有8mm的横向偏移，其中鼓偏移角度从图10A 中的6. 75度到图10B中的13. 5度到图10C中的27度变化。
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的未加强的弹性体。 轮胎的"高宽比"是指轮胎的断面高度(SH)与其断面宽度(SW)的比乘以100%， 表达成百分比。"轴向"和"轴向地"是指与轮胎的旋转轴线平行的线或者方向。"胎圈"是指轮胎的包括环形抗拉构件的部分，由帘线包裹，并且成形为装配设计
轮辋，其具有或者不具有其他加强元件，例如钢丝圈外包布、气釜、三角胶、护趾胶以及胎圈包布。
"工作带束层"或者"露边缓冲层加强结构"是指至少两个平行帘线的露边帘布层， 编织或者非编织，位于胎面下方，没有固定到胎圈上，并且相对于轮胎的赤道面具有10度 到60度的向左和向右的帘线角度。"斜交轮胎"是指胎体在胎体帘布层中具有加强帘线的轮胎，该加强帘线相对于轮 胎的赤道面以大约25-50度角从胎圈芯到胎圈芯横跨轮胎对角地延伸。这些帘线在交替层 中以相反的角度延伸。"胎体"是指除带束层结构、胎面、底胎面以及帘布层上的侧壁橡胶之外但是包括 胎圈的轮胎结构。"周向"是指沿着环形胎面的表面周边延伸的与轴向垂直的线或者方向。"胎圈包布"是指围绕胎圈外侧放置的材料窄条，用于保护帘布层不受轮辋损害，
并且在轮辋上分布挠度，并且密封轮胎。"气釜"是指位于轮胎的胎圈部分中的加强结构。"帘线"是指加强绞线中的一股，轮胎中的帘布层由帘线形成。"赤道面(EP)"是指垂直于轮胎的旋转轴线并且穿过其胎面的中心的平面。"钢丝圈外包布"是指围绕胎圈芯和三角胶缠绕的加强的织物。"胎印"是指轮胎胎面以零速度并且在正常负载和压力下与平面接触的胎面接触 块或者接触面积。"气密层"是指形成无内胎轮胎的内表面并且在轮胎中包含膨胀流体的弹性体或 者其他材料层。"净毛比"是指胎印中与路面接触的轮胎胎面橡胶的面积除以胎印中的胎面的面 积的值，后者包括非接触部分，例如沟槽。"子午线轮胎"是指具有带束层或者周向受限的充气轮胎，其中从胎圈到胎圈延伸 的帘线相对于轮胎的赤道面以65-90度的帘线角度布置。"断面高度"(SH)是指从标称轮辋直径到轮胎在其赤道面的外径的径向距离。
"绕圈(winding)"是指围绕轮胎成型鼓、轮胎或者胎身的条带的第一转中形成的 条带的图案。 图2示出了一种示例性子午线轮胎10的局部截面图，其包括胎圈部分23，该胎 圈部分中嵌置有胎圈芯22 ;侧壁部分24，其从胎圈部分23径向向外延伸；以及圆柱形胎面 部分25，其在侧壁部分24的径向外端部之间延伸。轮胎10通过从一个胎圈部分23到另一 胎圈部分23'(未示出)环状延伸的胎体31加强。胎体31可包括至少一个胎体帘布层 32。胎体帘布层32固定到胎圈芯上，并且例如可以围绕每个胎圈芯22从轮胎10的内侧远 离赤道面EP缠绕，以形成反包部分。带束层结构40布置在胎体31和胎面部分25之间。
根据本发明的一种示例实施方式，带束层结构40包括一个或者多个带束层，其中 至少一个带束层是新的改进的锯齿带束层结构39。锯齿带束层结构39具有改性的锯齿布 置图案，以减小胎肩处的层数。锯齿带束层机构的布置描述如下。 图3示出了轮胎成型鼓48，其具有轴向周边44、45。为了在轮胎成型鼓上形成改 性锯齿带束层结构39，当涂胶的帘线条带43基本上沿周向缠绕轮胎成型鼓时该轮胎成型 鼓4旋转，所述条带43以交替的方式从一个鼓边缘44延伸到另一个鼓边缘45。
图4A和4B示出了轮胎成型鼓，其中鼓的周边布置成平的，从0弧度(度)至lj 2 Ji弧度(360度)。图4A示出了对于形成在鼓上的第一鼓转锯齿带束层的第一绕圈。本发明 也可以形成在胎身上或者轮胎上，不限于形成在轮胎成型鼓上。为了示例的目的，初始起始 点50是鼓的中间周边中心面，处于0弧度，但是可以采用任何起始点位置。条带首先相对 于轮胎成型鼓的边缘45以角度a倾斜。这与对于每转1个锯齿的大约Ji/2弧度的位置 相关。下面的描述示出了每转l个锯齿波的图案，但是不限于这种情况，因为每转的锯齿波 可以根据需要变化。在轮胎成型鼓的边缘45，条带具有第一轴向宽度或者波幅W1，其从鼓 的中心或者中间周边平面测量。Wl优选是鼓边缘附近的最大轴向宽度。接着，条带可以任 选在边缘44在周向(0度方向)继续延伸距离L。如图4C所示，条带优选是U形转弯，不 具有尖角，并且优选在过渡位置Tl和T2切成圆角。如图4A所示，条带然后朝着相对的鼓 边缘44倾斜角度a 。在大约3/2Ji弧度处，条带具有第二轴向宽度或者波幅W2，其从中心 面测量，并且不同于W1。 W1优选大于W2。因此，条带没有完全延伸到鼓的轴向端部44。接 着，条带可以任选地沿着基本上周向(0度方向)定向，延伸周向距离L。最后，条带朝着中 间周边中心面倾斜角度a。条带在大约2Ji弧度处到达中间周边中心面。
图4B示出了第二条带绕圈的布置。为了清楚起见，去除了第一绕圈。第二绕圈的 起始点50'已经被轴向转位所需的量，该转位量取决于所需的连续条带之间的间隙量。为 了示例的目的，第二条带绕圈转位一个条带宽度，使得其抵靠第一绕圈。起始于位置50'， 条带首先相对于轮胎成型鼓的边缘45倾斜角度a 。这与对于每转l个锯齿的大约Ji/2弧 度的位置相关。在该位置，条带具有轴向宽度或者波幅W2，其从鼓的中心或者中间周边平 面测量。接着，条带可以任选在边缘44在周向(大约O度)继续延伸距离L。如图4C所 示，条带优选在鼓边缘转弯，不具有尖角，并且优选在过渡位置Tl和T2切成圆角。如图4B 和4C所示，条带然后从过渡位置T2朝着相对的鼓边缘44倾斜角度a 。在大约3/2 ji弧 度处，条带具有轴向宽度或者波幅W1。接着，条带可以任选地沿着周向(大约O度)定向， 延伸周向距离L。如图4C所示，条带优选在鼓边缘转弯，不具有尖角，并且优选在过渡位置 T1和T2切成圆角。最后，条带朝着中间周边中心面倾斜角度a。条带在大约2Ji弧度处 到达中间周边中心面。 因此，在第一条带绕圈中，条带从起始点横跨第一波幅Wl，然后横跨第二波幅W2， 然后回到起始点。Wl和W2处于从中心面的相反方向，并且W1 # W2，优选W1 > W2。然后， 在第二条带绕圈中，条带从转位的起始点横跨第一波幅W2，然后横跨第二波幅Wl，然会回 到该起始点。因此，条带绕圈优选抵靠，但是也可以重叠或者间隔开。条带可以单独或者与 可变波幅锯齿图案结合地在边缘处周向偏移。 下面描述本发明的第三实施方式。图5A示出了第一条带绕圈，其具有第一波幅 W1，在相反方向跟随有第二波幅W2。图5B示出了第二条带绕圈，其中条带具有第一波幅W2， 在相反方向跟随有第二波幅W1。第二绕圈已经从第一绕圈转位所需的距离，并且因此可以 抵靠(如图所示)、重叠或者间隔开。 图5C示出了第三条带绕圈，其中该条带绕圈已经被从之前的两个条带绕圈周向 移位或者偏移，使得边缘处的转弯从之前的绕圈的边缘偏移。刚经过n/2位置偏移距离C， 条带具有Wl波幅，并且刚经过3 Ji /2位置条带具有W2波幅。图5D示出了第四条带绕圈， 其中条带也从第一、第二绕圈周向偏移，以便在外部带束层边缘减小带束层的条带尺寸。如 图所示，刚经过n /2位置偏移距离D，条带具有第一波幅W2，并且偏移距离D具有第二波幅
7Wl。偏移距离D不同于偏移距离C。优选的是，偏移距离D小于偏移距离C。为了形成完整 的带束层，重复所描述的顺序，直到形成带束层。 图6示出了在具有多层条带的带束层边缘附近区域中每转带束层的1个锯齿波。 图7示出了在各个位置A-A至E-E处截取的带束层边缘的截面图。如图所示，条带重叠量 从大约1层到截面C-C中的最大4层变化。图8示出了现有技术的锯齿带束层布置，其中 有多达6层相互重叠。因此，本发明的带束层结构减小了重叠层的数量，重叠层被认为会降 低轮胎耐用性。 条带由一个或者多个帘线的涂胶带形成。条带的宽度可以变化，可以例如是大约 5-14mm宽，更优选为大约10-13mm宽。帘线加强件可以由尼龙、聚酯、芳族聚酰胺或者钢形 成。所有上述示例性实施方式示例为每l鼓转具有l个锯齿波。本发明还可以每l鼓转包 括N个锯齿波，其中N是2.5或者更大。N也可以是^l的整数。例如，条带可以布置成使 得在2个整鼓转发生1个整锯齿波，或者每转1/2个锯齿波。上面描述的本发明也可以抵 靠条带，因此在连续的绕圈的间隔中没有间隙。或者，连续的条带绕圈可以重叠大约1%到 大约100%的条带宽度。或者，连续的条带绕圈可以在其间形成有间隙距离G。 G可以从大 约1%到大约100%的条带宽度变化。 可以利用的另一变量是鼓偏移，其最好地显示在图4C中。鼓偏移是从条带边缘点 Y到点X的鼓的周向距离(测量为度或者弧度)。换句话说，鼓偏移是条带进行U形转弯的 周向距离的一半，即从边缘附近的点Y到完成转弯的点X测量的距离。鼓偏移或者转弯距离 可以变化，如果其增加则有效沿周向拉长了边缘，或者如果其减小则导致更尖的转弯角度。 例如，鼓偏移可以从大约5度到大约30度变化，更优选为从大约10度到大约16度变化。当 鼓偏移增加时，条带的角度a也增加。图9A-9C示出了布置在鼓上的条带，每鼓转1个锯 齿波。图9A示出了6.75度的鼓偏移，导致6.65度的角度a 。图9B示出了 13. 5度的鼓偏 移，导致7. 22度的角度a 。图9C示出了 27度的鼓偏移，导致8. 76度的角度a 。如全部 视图所示，当鼓偏移距离增加时，转弯角度沿着边缘拉长，并且导致更平滑的过渡。鼓偏移 的增加也导致稍微增大的角度a。当鼓偏移增加，条带的层的重叠量从图9A所示的2.83 到图9B所示的3. 87，并且在图9C中超过6。 可以利用的另一变量是横向偏移。横向偏移是从带束层边缘到边鼓边缘的轴向距 离，其以mm计量。通过增加横向偏移，条带更早开始转弯，并且与图9A和9B相比，如图10A 和IOB所示可以产生不均匀的带束层边缘。图IOA-IOC示出了 8mm的横向偏移。图10A示 出了 6. 75度的鼓偏移，导致5. 96度的角度a 。图10B示出了 13. 5度的鼓偏移，导致6. 48 度的角度a。图9C示出了27度的鼓偏移，导致7.18度的角度a。减小横向偏移的效果 导致带束层具有更均匀或者更平滑的边缘，并且导致条带中的周向角度a稍微减小。
鉴于这里提供的描述可以对本发明进行变型。尽管为了示例本发明的目的示出了 一些代表性实施方式和细节，本领域技术人员清楚，可以进行各种变化和变型而不背离本 发明的范围。因此，应当理解，可以对描述的具体实施方式
进行改变，这些改变落入由本发 明所附的权利要求书限定的整个范围中。
权利要求
一种制造充气轮胎的方法，包括如下步骤提供胎面、胎体以及夹置在所述胎体和所述胎面之间的锯齿带束层结构，并且通过交织在一起的至少两层帘线形成所述锯齿带束层结构，所述至少两层帘线由通过一根或者多根帘线加强的橡胶条带形成，所述方法还包括步骤a.将所述条带形成为第一锯齿绕圈，所述第一锯齿绕圈具有第一波幅W1，在与所述第一波幅相反的方向跟随有第二波幅W2，所述第一波幅和第二波幅从轴向中心面测量，并且W1不同于W2，b.将所述条带转位所需的轴向距离，然后c.将所述条带形成为第二锯齿绕圈，所述第二锯齿绕圈具有第一波幅W2，在与所述第一波幅相反的方向跟随有第二波幅W1，d.以及以非特定顺序重复所述第一锯齿绕圈和所述第二锯齿绕圈的每个，直到形成锯齿带束层结构。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于条带在每个边缘处切成圆角。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于条带在每个边缘处沿基本上周向延伸指定的距离L。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述锯齿带束层结构在第一绕圈中具有第一带束层边缘，在第二绕圈中具有第二带束层边缘，所述第一带束层边缘的中点从所述 第二带束层边缘的中点周向偏移。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于锯齿绕圈每鼓转具有N个锯齿波，其中N《1。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于在奇数鼓转上的锯齿绕圈具有沿周向延伸距离L1的带束层边缘，在偶数鼓转上的锯齿绕圈具有沿周向延伸距离L2的带束层边缘， 其中LI # L2。
7. —种制造充气轮胎的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤提供胎面、胎体并 在所述胎体上形成锯齿带束层结构，其中，所述锯齿带束层结构由如下步骤形成提供通过 一根或者多根帘线加强的橡胶条带，所述方法还包括步骤a. 将所述条带布置成第一锯齿绕圈，所述第一锯齿绕圈的波长具有第一波幅W1和第二波幅W2，其中所述第二波幅相对于中心面在与所述第一波幅相反的方向延伸；b. 将所述条带轴向转位；C.将所述条带布置成第二锯齿绕圈，所述第二锯齿绕圈与所述第一锯齿绕圈相邻，所述第二锯齿绕圈具有第一波幅W2和第二波幅Wl，所述第二波幅相对于中心面在与所述第 一波幅相反的方向延伸；d. 将所述条带轴向转位，然后；e. 将所述条带布置成第三锯齿绕圈，所述第三锯齿绕圈与所述第二锯齿绕圈相邻，所 述第三锯齿绕圈的波长具有第一波幅W1和第二波幅W2，所述第三锯齿绕圈的每个边缘从 所述第一和第二锯齿绕圈的边缘周向偏移；f. 将所述条带布置成第四锯齿绕圈，所述第四锯齿绕圈与所述第三锯齿绕圈相邻，所 述第四锯齿绕圈具有第一波幅W2和第二波幅Wl，所述第四锯齿绕圈的每个边缘从所述第 一、第二和第三锯齿绕圈的边缘周向偏移。
8. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于所述条带是连续的条带。
9. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于所述轮胎是卡车轮胎或者子 午线卡车轮胎。
10. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于所述轮胎还包括螺旋缠绕 的周向带束层。
全文摘要
制造充气轮胎的方法，该充气轮胎包括胎面；胎体；和夹置在胎体和胎面之间的锯齿带束层结构。该锯齿带束层结构由交织在一起的至少两层帘线形成，该至少两层帘线由通过一根或者多根帘线加强的橡胶条带形成，形成锯齿带束层结构的条带布置成第一锯齿绕圈，第一锯齿绕圈以锯齿波长从第一横向带束层边缘延伸到第二横向带束层边缘，该锯齿波长具有第一波幅W1，其后跟随第二波幅W2，该锯齿带束层结构的条带还布置成第二锯齿绕圈，该第二锯齿绕圈由具有由第二波幅W1跟随的第一波幅W2的锯齿波长形成。
文档编号B29D30/08GK101746066SQ20091026241
公开日2010年6月23日 申请日期2009年12月18日 优先权日2008年12月19日
发明者B·R·尼科拉斯, F·P·C·G·乔治斯, J·-M·A·F·吉拉尔, R·W·克里尔, V·B·马索内 申请人:固特异轮胎和橡胶公司