CN100522668C - 轮胎胎圈 - Google Patents

Abstract

具有两个胎圈(11)和通过翻卷部分锚定在每个胎圈中的径向胎体加强件(12)的轮胎，该翻卷部分形成绕周向胎圈加强件(13)的至少一个环，当从子午线截面观察时，所述翻卷部分起始于原点(A1)，该原点对应于胎体加强件与垂直于轮胎旋转轴并通过周向胎圈加强件(13)的径向最内点(A)的线(D)之间的交叉点，当从子午线截面观察时，翻卷部分(15)的端部(F)位于所述胎体加强件的翻卷部分(15)与周向胎圈加强件(13)之间。

Description

轮胎胎圈

技术领域

本发明涉及具有径向胎体加强件的轮胎，尤其涉及用于安装在装载重型载荷的重型车辆特别是卡车、公共汽车或挂车上的轮胎，其中，设计一种新的胎圈加强结构以用于提高轮胎的耐用性。

背景技术

公知地，所考虑类型的轮胎具有胎圈，该胎圈设计成与安装轮辋的支座相配合，胎圈通过侧壁与轮胎胎冠相连接。轮胎包括由至少多个金属或非金属线组成的胎体加强件，金属或非金属线沿着子午线方向即与周向成等于90°或接近于90°角度的方向定向。该胎体加强件在每个胎圈中锚定到至少一个周向胎圈加强件(例如胎圈钢丝)，以形成翻卷部分。在胎体加强件顶上径向覆盖着胎冠加强件，该胎冠加强件由至少两层金属加强元件组成，这两层金属加强件从一层到另一层交叉，它们与周向构成10°至45°的角度。另外，胎体加强件的翻卷部分通常通过至少一个补充加强件而加强，该补充加强件的金属或非金属加强元件布置成与周向成小于45°的角度。

在某些类型应力作用下，轮胎胎圈处于相比平均工作温度要相对高温的条件下。这些温度升高的出现主要是由于重型车辆的制动部件的热量和由其产生的辐射。

为提高轮胎胎圈的耐用性，公知地是向所述胎圈提供补充加强件，该加强件布置在胎圈内以使得它们置入所述胎圈的支座与锚定胎体加强件的周向加强件之间。然而，这种解决方案产生了出现在所述补充加强件的径向外端的高应力，这些应力对轮胎的耐用性产生不利影响。

在另一种解决方案(在专利公开FR1328752中详细描述的)中，胎圈被描述为包括胎圈钢丝，围绕该胎圈钢丝缠绕着胎体加强件和其翻卷部分。虽然这种解决方案有效地提高了胎圈的耐用性，但其仍然不能完全令人满意，特别是，因为其需要为位于胎圈钢丝和翻卷部分径向外部上的线包裹层定位，以使得将所述翻卷部分牢固地固定在胎圈钢丝上。

假定轮胎的有效寿命增加(特别是当使用轮胎磨损标准判断时)，可以发现高温反复作用于轮胎会导致胎圈的永久性变形，这种变形将降低所述胎圈的耐用性。

发明内容

本发明的目的在于获得一种用于装载重型载荷的车辆的轮胎胎圈结构，这种结构给予所述胎圈相对于使用者需求合适的耐用性，同时，减少了部件数量。

为此，根据本发明的轮胎包括两个胎圈，该胎圈设计成与安装轮辋的支座相配合。轮胎包括径向胎体加强件，该胎体加强件通过翻卷部分锚定在每个胎圈中，该翻卷部分形成绕周向胎圈加强件的至少一个完整环，该翻卷部分——当从子午线截面观察时，即，在包含轮胎旋转轴的平面内——起始于原点，该原点对应于胎体加强件与垂直于轮胎旋转轴并通过周向胎圈加强件的径向最内点的线之间的交叉点，该轮胎的特征在于，当从子午线截面观察时，翻卷部分的端部位于所述胎体加强件翻卷部分与周向胎圈加强件之间。

由于完整环形式的该结构(即，其翻卷部分至少两次通过或靠近所述翻卷部分的原点)，胎体加强件的锚定得以改善，该结构的作用是使得当受到反复加热时，胎圈能具有更好的机械耐用性；实质上，为翻卷部分端部选择的位置夹紧位于胎圈加强件和轮辋支座之间的胎体加强件的端部，该轮辋支座当轮胎安装在所述轮辋上时使用。

在公知的方式中，胎圈加强件由至少一个胎圈钢丝(即，至少一个钢丝、线、钢丝或线组件构成的周向连续结构并具有适当拉伸刚度)组成，其子午线截面可以特别地但并不排它是圆形或甚至是矩形。

在大多数情况下，用于重型车辆的轮胎或用于装载非常重的载荷的机械的轮胎都具有胎体加强件，该胎体加强件包括多个金属加强元件(为钢丝或线形式)。根据所涉及轮胎的尺寸，这些金属加强元件具有这样的性质，当需要以胎体翻卷部分形成环时，有时很难将它们足够地弯曲。在这种情况下，建议以延伸部分来加长胎体加强件，从而构成根据本发明的锚定环形状的翻卷部分，所述延伸部分的一端位于胎体加强件翻卷部分与周向胎圈加强件之间。值得注意的是，从包括旋转轴的子午线截面平面观察，翻卷部分的起始点对应于胎体加强件与垂直于轮胎旋转轴并通过周向胎圈加强件的径向最内点的线之间的交叉点。此外，翻卷部分的另一端对应于线性地最远离翻卷部分起始点的延伸部分的端点。

在公知的方式中，例如橡胶混合物的包覆层可以绕周向胎圈加强件例如胎圈钢丝设置，以阻止胎体加强件与所述胎圈钢丝之间的直接接触。

为了补偿延伸到胎圈内并以通常的胎圈结构方式与径向超出胎圈钢丝的胎体加强件相配合的翻卷部分缺失，对由翻卷部分形成的环最外侧的点有利的是位于距离旋转轴一定距离的位置，该距离大于轮辋径向最外侧点的半径(实际上，轮辋包括支座，该支座通过凸缘或钩轴向向外延伸，凸缘或钩设计成用于当轮胎安装在轮辋上并充气时，限制轮辋的轴向位移)。

因此，绕胎圈钢丝的环和其包覆层形成具有适当尺寸的径向外部，用于当在车轮每一转的循环弯曲运动的过程中产生对胎体加强件的支撑，以避免特别是环绕轮辋钩的局部弯曲。

附图说明

本发明的其他特征和优势通过以下给出的参照附图的描述体现出来，附图作为非限制性的示例显示了体现本发明目的的各种变化实施例。

图1显示了通过轮胎胎圈的截面，该轮胎胎圈的周向胎圈加强件为圆形截面的胎圈钢丝；

图2显示了通过轮胎的截面，该轮胎具有基本上为矩形横截面的胎圈钢丝，且由成形元件包覆着，该成形元件的外形基本上为圆形；

图3显示了对应于图2、除了其中胎体加强件通过延伸部分加长了的另一胎圈变形；以及

图4A和4B显示了适合于生产根据本发明的胎圈的装置。

具体实施方式

图1显示了根据本发明的轮胎胎圈11在子午线平面(即，包含轮胎旋转轴的平面)上的截面。该轮胎胎圈用于安装在轮辋J上，该轮辋具有略微倾斜的支座Js(与旋转轴所成角度小于或等于10°)，该支座通过凸缘Jr轴向向外延伸，该胎圈包括绕周向胎圈加强件锚定的胎体加强件12，该周向胎圈加强件由基本上为圆形截面的胎圈钢丝13组成。锚定的胎圈钢丝13由绕中心线螺旋地缠绕的多个线构成；胎圈钢丝13包覆有由橡胶混合物制成的成形元件14，成形元件确保与胎体加强件12的机械结合。

胎体加强件12由橡胶混合物组成，该橡胶混合物由沿着基本上径向方向(即，与周向成接近或等于90°的角度)定向的多个金属线而加强。

在图1的子午线平面内，胎体加强件12的翻卷部分15的起始由点A1所限定，点A1作为胎体加强件12与垂直于轮胎旋转轴并通过胎圈钢丝13的径向最内点A的线D之间的交叉点而得到。字母F标出胎体加强件的翻卷部分15的另一端部。

在所示胎圈11中，翻卷部分绕胎圈钢丝缠绕，以形成完整的环，即，除去翻卷部分的起始点A1，环再一次在点A2切断线D并在末端点F结束，点F位于线D的轴向外侧(“轴向外侧”理解为表示由轮胎限定的腔体的外侧)。翻卷部分的端部部分(介于点A2和F之间的部分)因此在翻卷部分自身和胎圈钢丝之间被夹紧，这样就通过在胎圈钢丝13的径向最内点和轮辋支座Js之间的夹紧而导致改进了胎体加强件12的锚定。

优选地，对这种类型的用于重型车辆的轮胎，翻卷部分15至少位于点A与对应于胎圈钢丝的轴向最外点的点B之间。以这种方式，紧靠轮辋凸缘Jr的接触压力用于提高胎体加强件的锚定。

由图可见，胎圈11还包括补充加强件16，其由相对周向成小于90。角度倾斜的多个加强元件构成；在图示状态下，补充加强件16具有相对于点B径向位于内部的径向内端。为更进一步地增加由翻卷部分构成的环的夹紧作用，补充胎圈加强件16能径向延伸在胎圈钢丝13下方。

同样的结构可有利地使用在具有织物类型的加强元件的胎体加强件上。

图2显示了轮胎胎圈21的子午线截面，其设计成安装在轮辋J上，该轮辋的支座Js成基本上等于15°的角度倾斜，这些支座通过钩Jc轴向向外延伸。

在根据本发明的轮胎的这个例子中，胎体加强件22包括多个加强元件，加强元件以金属线形式，胎体加强件在每个胎圈中锚定到与基本上为四边形截面的胎圈钢丝23，该胎圈钢丝截面的两侧具有与轮辋支座Js的倾斜度接近或相等的倾斜度。胎圈钢丝23用成形元件24包覆着，在图2的平面中可以看出，成形元件具有基本上为圆形形状。

胎体加强件22的翻卷部分25构成完整的环，该环从点A1开始，A1作为胎体加强件与垂直于轮胎旋转轴并通过胎圈钢丝23的径向最内点A的线D的交叉点。胎体加强件翻卷部分的另一端部由图2中的点F标出，该点F位于胎圈钢丝23的径向外侧的部分中。还提供了补充胎圈加强件26，其位于由胎体的翻卷部分25构成的环的轴向外侧(即，在用于与安装轮辋的钩Jc相接触的胎圈部分的一侧上)。

未示出的一种变形包括将补充加强件26轴向向内延伸以使得其可径向楔入胎圈钢丝23和安装轮辋支座Js之间。

根据本发明的胎圈结构显示了与相关胎体加强件的现有技术相比的一些优势，上述胎体加强件的加强元件为金属(线形式)。实际上，在这种情况下，应用本发明的技术原理，可以避免在加工之前或加工过程中不得不产生加强元件的永久变形(构成线的金属元件的塑性变形)。当然，这样的塑性变形还可以根据需要产生，例如在制成环之后。

图3显示了根据本发明的另一种胎圈31的变形，该胎圈对应于图2中的胎圈，除了胎圈加强件的翻卷部分35通过延伸部分37延伸以构成在点A1(垂直于旋转轴、并通过胎圈钢丝33的径向最内点A的线D的交叉点)与位于延伸部分端部的点F之间的完整环。

绕胎圈钢丝33锚定胎体加强件32，该胎圈钢丝以由橡胶混合物构成的成形元件34包覆着；该胎体加强件具有翻卷部分35，该翻卷部分起始于点A并延伸至点F以部分地环绕成形元件34；翻卷部分35通过延伸部分37加长，该延伸部分在点E1和翻卷部分35的端点F之间以约等于所述翻卷部分长度的一半的长度连接到胎体加强件。加长了翻卷部分35的延伸部分37随即通过介于点A与点A1之间的点A2，并在胎圈钢丝33的径向外侧的点E2处终止。

这种结构在胎体加强件的线具有弯曲刚度特性时具有显著的优势，该弯曲刚度使得很难绕胎圈钢丝形成完整的环，并将其保持在适当位置。选择构成延伸部分的连接加强件，尤其，应具有这样的特性，其可以更容易地弯曲并形成环。图3示出的该胎圈结构的变形，其可以包括一个(如实施例中所示)或多个连接加强件，连接加强件可位于翻卷部分的同侧或任一侧。在另一种变形中，加长至少一个延伸部分，直到其与整个翻卷部分相连接，或甚至沿着胎体加强件延伸到胎圈内侧。

本发明不限于描述和图解的例子，可以在不超出其范围的情况下以各种不同的方式修改。特别是，在具有金属加强元件的胎体加强件的翻卷部分上可以至少产生一种塑性变形(所述塑性变形例如在轮胎制造之前产生)。

而且，胎体加强件翻卷部分的缠绕方向，如变形方式中显示的，其描述为从轮胎内侧向外进行，也可以反过来(从外侧向内)。

为了制造根据本发明的具有胎圈的轮胎，采用了例如图4A和4B中在子午线截面中所展现的缠绕装置40。缠绕装置40使得胎体加强件翻卷部分绕周向加强件(轮胎钢丝)而缠绕，缠绕装置40具体包括基本上为圆柱形状的缠绕薄片41，该薄片两轴向端分别固定到不同直径的两个环42和43上(如实施例中所示，位于轴向内侧的环42的直径小于环43的直径)。环42和43自身固定到轴向驱动机构(未示出)。

装置40还包括头部44，其轴向位于环42和43之间，并且该头部可相对于所述环轴向运动。

另外，头部44具有外表面，其包括在径向内侧上的凹腔45，该凹腔设计成至少部分地环绕将绕胎圈钢丝47翻卷的胎体加强件46的一端。

在缠绕装置中，薄片41与头部44相配合，通过沿所述头部的外表面滑动，以绕胎圈钢丝47拉动胎体加强件46的端部。

为了绕胎圈钢丝47缠绕胎体加强件46的端部，所述胎圈钢丝与胎体加强件同心定位，该胎体加强件本身先前已安装于圆柱形成型鼓上；装置40随即定位，以使得轴向最内环42位于胎圈钢丝的径向和轴向内侧，并使得胎圈钢丝和胎体加强件的端部都位于凹腔45中(该阶段对应于图4A)。头部44随即轴向向内运动(沿着图4B的箭头A所指示的方向)以带动薄片41在头部44的外表面上相对滑动，并因此使得胎体端部被拉动以形成绕胎圈钢丝的环48。

由于该装置，使得通过预先确定该装置头部的轴向位移，可以调整绕胎圈钢丝的胎体加强件的缠绕圈(即，环)的数量。

Claims (7)

1.一种具有两个设计成与安装轮辋(J)的支座相配合的胎圈(11，21，31)的轮胎，所述轮胎包括通过翻卷部分(15，25，35)锚定在每个胎圈中的径向胎体加强件(12，22，32)，所述翻卷部分形成绕周向胎圈加强件(13，23，33)的至少一个环，当从子午线截面观察时，翻卷部分起始于原点(A1)，所述原点对应于所述胎体加强件与垂直于轮胎旋转轴并通过周向胎圈加强件(13，23，33)的径向最内点(A)的线(D)之间的交叉点，所述轮胎的特征在于，当从子午线截面观察时，翻卷部分端部位于所述胎体加强件的所述翻卷部分(15，25，35)与周向胎圈加强件(13，23，33)之间。

2.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，周向胎圈加强件由胎圈钢丝(13，23，33)组成，所述胎圈钢丝被由至少一种橡胶混合物构成的成形元件(14，24，34)包覆着，胎体加强件的翻卷部分形成环绕胎圈钢丝和所述成形元件的至少一个环。

3.根据权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于，胎体加强件(12，22，32)的加强元件为金属线。

4.根据权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于，胎体加强件(32)的至少一个锚定环由构成所述加强件翻卷部分(35)的第一部分和构成延伸部分(37)的第二部分组成，延伸部分加长所述翻卷部分以与翻卷部分形成锚定环，所述延伸部分的一端位于胎体加强件的翻卷部分与周向胎圈加强件之间。

5.根据权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于，至少一个胎圈包括补充加强件(16，26)，补充加强件的加强元件与周向成小于45°的角度，所述补充加强件(16，26)相对于胎体加强件的翻卷部分(15，25)轴向位于外侧。

6.根据权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于，胎体加强件(12，22，32)通过绕周向胎圈加强件(13，23，33)的翻卷部分锚定，所述周向胎圈加强件从轮胎的内侧向外侧延伸。

7.根据权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于，胎体加强件的翻卷部分(15，25，35)产生至少一种塑性变形。

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