專利名稱：具有單絲加強(qiáng)件的充氣輪胎的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有單絲加強(qiáng)件的充氣輪胎。更具體地，本發(fā)明涉及一種在至少一層簾布層中具有單絲加強(qiáng)件的充氣輪胎，該單絲加強(qiáng)件具有表面面積增大的橫截面構(gòu)造以提高粘附力。
背景技術(shù)：
單絲簾線已用在輪胎中很多年了。由諸如尼龍、聚酯、人造纖維的有機(jī)聚合物或鋼制成的單絲的使用已被幾乎所有的主要輪胎制造商公開。單絲在輪胎的各個部分中的商業(yè)使用也已被眾多輪胎制造商實現(xiàn)。傳統(tǒng)的單絲具有圓形或橢圓形構(gòu)造。由于橫截面構(gòu)造，當(dāng)用粘合劑和彈性材料簾布層覆蓋時，單線與簾布層之間的粘附主要是化學(xué)粘附。對于鋼單絲尤其是這樣，而與由多絲線形成的有機(jī)單絲相反。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種包括單絲簾線的充氣輪胎，該單絲簾線具有對覆蓋橡膠提供增大的粘附力的橫截面構(gòu)造。
這里公開的充氣輪胎包括胎體結(jié)構(gòu)、該胎體結(jié)構(gòu)徑向外側(cè)的帶束結(jié)構(gòu)和該帶束結(jié)構(gòu)徑向外側(cè)的胎面。該胎體結(jié)構(gòu)具有在一對相對的胎圈部分之間延伸的加強(qiáng)簾線的至少一層胎體簾布層。帶束結(jié)構(gòu)包括平行簾線的至少兩層簾布層。所述胎體結(jié)構(gòu)或所述帶束結(jié)構(gòu)的至少一層簾布層的簾線是具有由帶扇弧形的圓周限定的橫截面構(gòu)造的單絲簾線。所述單絲簾線可以是所述至少一層胎體簾布層中的加強(qiáng)簾線。所述單絲簾線也可以是至少一個所述帶束結(jié)構(gòu)簾布層中的平行的簾線。
在本發(fā)明的一個方面中，所述單絲簾線具有由多個均勻間隔并且交替的凹入和凸起限定的圓周。所述簾線具有三到十個凹入和相等數(shù)量的凸起；優(yōu)選地，所述單絲簾線具有五到八個凹入和相等數(shù)量的凸起。
在本發(fā)明另一個方面中，所述單絲簾線的每個凹入和凸起都由在所述凹入或凸起的頂點處的半徑限定，其中所述凹入的半徑大于所述凸起的半徑?；蛘?，所述凹入的半徑可以近似等于所述凸起的半徑。
在本發(fā)明的另一個方面中，所述單絲簾線由有機(jī)聚合物材料或者由鋼制成。


將通過示例并參照

本發(fā)明，在附圖中圖1是充氣輪胎的透視圖；圖2至圖5是根據(jù)本發(fā)明的輪胎單絲簾線的可替換實施例的橫截面圖；圖6是單絲的橫截面圖。
具體實施例方式
下文是實施本發(fā)明的目前最好的預(yù)期模式。本說明的目的在于舉例說明本發(fā)明的一般原理，而不應(yīng)被認(rèn)為是限制性的。參照所附權(quán)利要求最好地確定本發(fā)明范圍。為了本申請的目的，在附圖中示出的各種實施例對相同的組件使用相同的附圖標(biāo)記。結(jié)構(gòu)采用基本相同的組件，而在位置或數(shù)量上有所變化，由此產(chǎn)生可在其中實施本發(fā)明概念的可替換構(gòu)造。
參照圖1，本發(fā)明涉及一種充氣輪胎10。該充氣輪胎10具有包括胎體簾布層12的胎體結(jié)構(gòu)，該胎體簾布層包括多個加強(qiáng)簾線14。該胎體結(jié)構(gòu)還包括相對的胎圈部分16、側(cè)壁17和內(nèi)襯19，而不包括位于胎體結(jié)構(gòu)的徑向外側(cè)的帶束結(jié)構(gòu)和胎面18。在這些實例中，當(dāng)希望將本發(fā)明的實質(zhì)用于較大尺寸的輪胎時，可以使用兩個或更多的胎體簾布層12。
胎體結(jié)構(gòu)的軸向間隔開的環(huán)狀胎圈部分16具有由胎體簾布層12包裹的抗拉件20，并且在具有或部具有諸如鋼絲圈包布、氣鏨、三角膠條、胎趾保護(hù)件和胎圈包布的其它加強(qiáng)元件的情況下成形以配合設(shè)計輪輞。胎體簾布層12在胎圈抗拉件20之間延伸，并繞抗拉件折疊。
帶束結(jié)構(gòu)具有至少兩個帶束簾布層22、24。帶束簾布層22、24是平行簾線的環(huán)狀層，位于胎面18下面，不錨固在胎圈部分16上，并且相鄰的簾布層22、24中的簾線相對于輪胎的赤道表面EP(equatorial plane)以相等但相反的角度傾斜，該角度相對于輪胎赤道表面EP通常在17至35(度)。
圖1僅是一輪胎實施例的示例，示出充氣輪胎10的基本元件。輪胎設(shè)計者易于理解，在胎體結(jié)構(gòu)和帶束結(jié)構(gòu)中的層數(shù)和在胎圈部分中的加強(qiáng)層的數(shù)量和布置可以根據(jù)輪胎預(yù)期的最終用途而變化。通過非限制性的示例，對于子午線卡車輪胎，這種輪胎通常具有三層到四層斜簾線帶束簾布層，并且可以具有額外的基本成零度的簾線的簾布層。另外，基于輪胎的預(yù)期最終用途和性能特性選擇具體的胎面構(gòu)造。
根據(jù)本發(fā)明，輪胎的至少一層簾布層，即胎體簾布層12或帶束簾布層22或24中的至少一層由單絲簾線形成。如這里所設(shè)計的單絲簾線30示于圖2至圖5。單絲簾線30具有由帶扇弧形的圓周限定的橫截面構(gòu)造，該帶扇弧形的圓周由均勻地間隔并且交替的凹入32和凸起34組成。凹入32和凸起34被間隔成使得在單絲簾線30的相鄰重復(fù)元件之間測量的弧長C沿單絲簾線30的整個圓周是相等的。
參見圖6，單絲簾線30具有在由單絲簾線30的最外點形成的圓周上的相對點之間延伸的外徑Do，以及在由單絲簾線30的最內(nèi)表面點形成的圓周上的相對點之間延伸的內(nèi)徑Di。單絲簾線也具有位于外徑Do與內(nèi)徑Di之間距離的一半處定義為中間直徑的Dm。相對于外徑Do，帶扇弧形的圓周可以被看作僅具有均勻間隔的凹入32，而相對于內(nèi)徑Di，帶扇弧形的圓周可以被看作僅具有均勻間隔的凸起34。相對于中間直徑Dm，帶扇弧形的圓周具有交替的、均勻間隔的凹入32和凸起34。在討論單絲簾線30的整個橫截面構(gòu)造時，發(fā)明者將參照相對于中間直徑的構(gòu)造；因此該構(gòu)造將被稱為具有交替的、均勻間隔的凹入32和凸起34。
每個凹入32和凸起34都由在可應(yīng)用構(gòu)造的頂點處的半徑RR、RP限定，參見圖6。凹入半徑RR和凸起半徑RP可以近似相等，參見圖6?；蛘?，凹入半徑RR和凸起半徑RP可以不同，如圖2所示，其中凸起半徑RP大于凹入半徑RR，或者如圖5所示，其中凹入半徑RR大于凸起半徑RP。
單絲簾線30的帶扇弧形的圓周具有三到十個凹入32和三到十個凸起34，優(yōu)選地，凹入和凸起各為五到八個，凹入32和凸起34繞單絲簾線30的圓周交替并均勻地間隔。在圖3和圖4的單絲簾線30中，交替的凹入32和凸起34各為八個，而在圖2、圖5和圖6的單絲簾線30中，交替的凹入和凸起各為五個。
圖3和圖4的兩個單絲簾線30之間的區(qū)別在于圖3的單絲簾線30具有比圖4的簾線30深的凹入32，與圖4的單絲簾線的表面積相比，形成了圖3的單絲的較大的表面積。同樣，圖5和圖6的簾線30雖然具有與圖2的簾線30相同數(shù)量的凹入32和凸起34，但其具有比圖2的簾線30大的表面積。與相同外徑的傳統(tǒng)的圓形或橢圓形單絲相比，本發(fā)明的所有單絲簾線30都具有較大的表面積；這是本發(fā)明的目標(biāo)之一。下表示出對于不同單絲簾線形狀的表面積和重量的對比，所有這些單絲簾線都具有相同的外徑，使用圓形簾線作為帶扇弧形的單絲的比較的基礎(chǔ)。
表


如以上數(shù)據(jù)所證明的，表面積增大超過了傳統(tǒng)的圓形單絲，并且簾線的重量也減小了，對于不同形狀的帶扇弧形的單絲，表面積和重量減小量對應(yīng)地增加。
通過增大簾線30的表面積，用于化學(xué)粘附到覆蓋橡膠的面積增大，提高了覆蓋橡膠中的簾線的粘附力。另外，單絲簾線30中凹入32的存在提供并提高了簾線30與覆蓋橡膠之間的機(jī)械粘附力。因此本發(fā)明的簾線30依靠簾線與覆蓋橡膠之間的化學(xué)粘附力和機(jī)械粘附力來獲得其中使用單絲的各種輪胎簾布層中的粘附力。
用于單絲的適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)聚合物材料，當(dāng)用在輪胎的帶束簾布層中時，具有至少2200dTex的但尼爾、至少31cN/Tex的韌性和最大6％的收縮量。適當(dāng)?shù)牟牧系睦影ǘ喾N尼龍，包括但不限于尼龍46、尼龍66、尼龍6和尼龍12；以及諸如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、以及聚乙烯醇(PVA)的聚酯。
對于使用鋼形成單絲簾線30的輪胎，鋼單絲具有至少等于4080MPA-2000D的抗拉強(qiáng)度，其中D是以mm為單位的絲的全徑。單絲的全徑在0.35到0.50mm的范圍內(nèi)。
當(dāng)在簾布層中采用單絲時，單絲在簾布層中的間隔將取決于形成單絲30的材料、單絲的抗拉強(qiáng)度、加入單絲30的簾布層的類型以及所構(gòu)造的輪胎的類型。
雖然在上文沒有專門提到，但帶扇弧形的單絲30也可以用在諸如胎圈包布、鋼絲圈包布或側(cè)壁加強(qiáng)簾布層的其它類型的輪胎加強(qiáng)簾布層中。
另外，在形成具有帶扇弧形的單絲的簾布層的輪胎時，或者在帶束結(jié)構(gòu)中，或者如果胎體結(jié)構(gòu)具有多個加強(qiáng)簾布層，不是所有的簾布層都需要使用帶扇弧形的單絲形成。通過示例，在具有三個工作的成角度的帶束簾布層的子午線卡車輪胎中，僅僅帶束簾布層中的一個或兩個需要由帶扇弧形的單絲形成。同樣，如果輪胎是兩個簾布層的胎體結(jié)構(gòu)，僅一個或兩個簾布層都可以由帶扇弧形的單絲形成。
權(quán)利要求
1.一種充氣輪胎，包括胎體結(jié)構(gòu)、該胎體結(jié)構(gòu)徑向外側(cè)的帶束結(jié)構(gòu)和該帶束結(jié)構(gòu)徑向外側(cè)的胎面(18)，所述胎體結(jié)構(gòu)包括在一對相對的胎圈部分(16)之間延伸的加強(qiáng)簾線(14)的至少一層胎體簾布層(12)，并且所述帶束結(jié)構(gòu)包括平行簾線的至少兩層簾布層(22，24)，所述輪胎的特征在于，所述胎體結(jié)構(gòu)或所述帶束結(jié)構(gòu)的至少一層簾布層(12，22，24)的簾線是具有由帶扇弧形的圓周限定的橫截面構(gòu)造的單絲簾線(30)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎，其特征在于，所述單絲簾線(30)的圓周具有多個均勻間隔并且交替的凹入(32)和凸起(34)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輪胎，其特征在于，所述單絲簾線(30)具有三到十個凹入(32)和相等數(shù)量的凸起(34)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輪胎，其特征在于，所述單絲簾線(30)具有五到八個凹入(32)和相等數(shù)量的凸起(34)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輪胎，其特征在于，所述單絲簾線(30)的每個凹入(32)和凸起(34)都由在所述凹入或凸起的頂點處的半徑限定，其中所述凹入的半徑大于所述凸起的半徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輪胎，其特征在于，所述單絲簾線(30)的每個凹入(32)和凸起(34)都由在所述凹入或凸起的頂點處的半徑限定，其中所述凹入的半徑近似等于所述凸起的半徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎，其特征在于，所述單絲簾線(30)是所述帶束簾布層中的一個(22或24)中的平行的簾線。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎，其特征在于，所述單絲簾線(30)是所述至少一層胎體簾布層(12)中的加強(qiáng)簾線。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎，其特征在于，所述單絲簾線(30)由有機(jī)聚合物材料制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎，其特征在于，所述單絲簾線(30)由鋼制成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種充氣輪胎，包括胎體結(jié)構(gòu)、該胎體結(jié)構(gòu)徑向外側(cè)的帶束結(jié)構(gòu)和該帶束結(jié)構(gòu)徑向外側(cè)的胎面，所述胎體結(jié)構(gòu)具有在一對相對的胎圈部分之間延伸的加強(qiáng)簾線的至少一層胎體簾布層，所述帶束結(jié)構(gòu)具有平行簾線的至少兩層簾布層。胎體結(jié)構(gòu)或帶束結(jié)構(gòu)的至少一層簾布層的簾線是具有由帶扇弧形的圓周限定的橫截面構(gòu)造的單絲簾線。
文檔編號B60C9/08GK1982089SQ200610168480
公開日2007年6月20日 申請日期2006年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月14日
發(fā)明者P·J·C·毛斯, Y·A·M·蘇蘇托盧, R·貝克 申請人:固特異輪胎和橡膠公司