專利名稱：充氣輪胎的制造方法和由此制得的充氣輪胎的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造包括精確橫截面形狀的橡膠組件的充氣輪胎的方法，利用該方法可提高生產(chǎn)率，還涉及由此制得的充氣輪胎。
背景技術(shù)：
最近，有人提出一種如圖14-16所示的條帶纏繞法(strip wind method)。在該條帶纏繞法中，將帶狀未硫化橡膠條g圍繞所纏繞物體c螺旋纏繞而形成纏繞體。硫化成型使用這種纏繞體的生輪胎。這樣，所述纏繞體可以包括輪胎橡膠組件，如胎面膠tr。這種條帶纏繞法在例如日本專利No.3,477,289、日本專利No.3,352,045、日本專利No.3,370,282和日本專利No.3,397,430中提出。橡膠條g纏繞其上的所纏繞物體c可以是圓柱形的可收縮成型模或者是在圍繞生胎體纏繞帶束層的情況下的生輪胎的胎面部分。
在該條帶纏繞法中，任意截面形狀的橡膠組件可以通過改變交疊橡膠條中纏繞的纏繞節(jié)距來形成。因此，可以省略為各個輪胎準(zhǔn)備特定橫截面形狀的擠出機(jī)口模和更換這些口模的操作，因此可以預(yù)期提高生產(chǎn)率，這不同于傳統(tǒng)的整體擠出法。
圖13-16說明用作形成胎面膠的傳統(tǒng)輪胎橡膠組件的生胎面膠tr的幾種橫截面實例。圖13說明通過非條帶纏繞法從擠出機(jī)中整體擠出的整體擠出制品tr1。
利用條帶纏繞法，已經(jīng)制造出如圖14-16中所示的所有胎面膠。通過將單根連續(xù)橡膠條g圍繞所纏繞的圓柱體c沿從一側(cè)緣e1向另一側(cè)緣e2的方向螺旋纏繞，來形成圖14中的胎面膠tr2。圖15中的胎面膠tr3使用兩根獨立的橡膠條g1、g2。將一根橡膠條g1和另一根橡膠條g2分別從一側(cè)緣e1和另一側(cè)緣e2向中心螺旋纏繞。各纏繞終點f1、f2基本上位于寬度方向上的中央部分(寬度中央部分)。在圖14和15中，為便于理解，示意性地說明了其間形成有間隔的橡膠條g。
圖16中的胎面膠tr4使用兩根相互獨立的橡膠條g1、g2。分別將一根橡膠條g1從胎面膠tr4的寬度中央部分向一側(cè)e1纏繞，另一根橡膠條g2從寬度中央部分向另一側(cè)e2纏繞。
這樣通過傳統(tǒng)條帶纏繞法得到的胎面膠tr的排布如平面圖17所示，其中橡膠條g的纏繞起點s和/或纏繞終點f位于纏繞體的側(cè)緣e1、e2。因此，容易在端面和毗鄰橡膠條g的纏繞起點s和纏繞終點f處的橡膠條側(cè)緣之間，發(fā)生沿平面觀察時包括拐角的階梯狀非連續(xù)部分k的情況。這種非連續(xù)部分k導(dǎo)致胎面膠tr橫截面在輪胎圓周方向變得不均勻的缺陷，從而使得輪胎均一性變差。
橡膠條g的纏繞起點s和纏繞終點f比橡膠條的其余部分更容易剝離。因此，當(dāng)這些點位于胎面膠等的側(cè)緣部位時，硫化后在那些部位就容易出現(xiàn)裂縫或橡膠碎裂的缺陷。
另一方面，還有如圖18所示的情況，其中橡膠條g沿寬度方向從一側(cè)緣向另一側(cè)緣螺旋纏繞一圈，這與圖14中的情況相似。在該纏繞體中，橡膠條g的螺旋纏繞節(jié)距P將非常小，以得到足夠的厚度。因此，纏繞時，橡膠條g在其截面形狀上是基本傾斜的。沿徑向，在橡膠條g的外邊緣o和內(nèi)邊緣i之間產(chǎn)生大的圓周速度差。結(jié)果，纏繞時，橡膠條g傾向于被圓周速度大的外邊緣o牽引。難以在特定位置以精確方式纏繞橡膠條g。由于這些事實，導(dǎo)致難于調(diào)節(jié)胎面膠tr各部分的厚度(規(guī)格)，因此在上述方法中，容易出現(xiàn)截面形狀的不規(guī)則。
就圖18而言，將胎面膠tr排列為在輪胎軸向上橡膠條g的纏繞起點s和纏繞終點f都位于胎面膠tr的端部。因此，胎面膠tr端部的規(guī)格就會在輪胎圓周方向上變得不均勻。由于胎面膠tr所具有的截面形狀中，胎面膠tr的厚度沿輪胎軸向由內(nèi)而外逐漸減小，因此胎面膠端部處規(guī)格的不規(guī)則將在很大程度上影響均勻性和其他因素。
參照具體實施例，當(dāng)在具有小厚度的胎面膠tr端部處形成3mm厚度部分和2mm厚度部分時，該規(guī)格的不規(guī)則度將達(dá)33％。然而，在具有大厚度的胎面膠tr中央部分處形成10mm厚度部分和9mm厚度部分時，中央部分不規(guī)則度將為10％，因此對于均勻性的影響將會較小。
胎面膠tr端部(纏繞體端部)規(guī)格的不均勻性是不受歡迎的，因為它們使輪胎的均一性顯著變差，并且降低輪胎的耐久性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種制造充氣輪胎的方法，以及通過限定橡膠條的纏繞起點和纏繞終點的位置而表現(xiàn)出更高生產(chǎn)率、均一性和耐久性的充氣輪胎。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種制造充氣輪胎的方法，以及在提高胎面膠生產(chǎn)率的同時足以精確加工截面形狀的充氣輪胎，其基于橡膠條在寬度方向上從內(nèi)側(cè)向側(cè)緣部分螺旋纏繞，并且在不切斷的情況下在側(cè)緣部分處朝向中央部分折回的排列。
本發(fā)明是一種制造充氣輪胎的方法，用于制造包括輪胎橡膠組件的充氣輪胎，所述輪胎橡膠組件利用通過以螺旋方式纏繞帶狀非硫化橡膠條而得到的環(huán)形纏繞體形成，并且該方法包括在纏繞體各側(cè)緣的寬度方向內(nèi)側(cè)位置處，將第一橡膠條的纏繞起點和第二橡膠條的纏繞起點固定附著在所纏繞物體上的步驟，通過將第一橡膠條向一側(cè)緣螺旋纏繞至該一側(cè)緣，以及將第二橡膠條向另一側(cè)緣螺旋纏繞至該另一側(cè)緣而形成第一層的第一纏繞步驟，通過在一側(cè)緣處將第一橡膠條折返并且將其向另一側(cè)緣螺旋纏繞而不截斷，以及在另一側(cè)緣處將第二橡膠條折返并且將其向一側(cè)緣螺旋纏繞而不截斷，而在第一層外側(cè)連續(xù)形成第二層的第二纏繞步驟，和將第一橡膠條的纏繞終點和第二橡膠條的纏繞終點固定附著在各側(cè)緣的寬度方向內(nèi)側(cè)位置處的步驟。
這樣，本發(fā)明的方法包括在纏繞體(輪胎橡膠組件)各側(cè)緣的寬度方向內(nèi)側(cè)位置處，使第一橡膠條的纏繞起點和第二橡膠條的纏繞起點固定附著在所纏繞物體上的步驟。這樣，各橡膠條的纏繞起點將不會位于橡膠組件的側(cè)緣處。
通過包括上述排列的第一纏繞步驟和在由該步驟得到的第一層外側(cè)連續(xù)形成第二層的第二纏繞步驟，可以在短時間內(nèi)有效形成較大厚度的橡膠組件。
根據(jù)本發(fā)明，將第一橡膠條的纏繞終點和第二橡膠條的纏繞終點固定附著在各側(cè)緣的寬度方向內(nèi)側(cè)位置處的步驟。因此，橡膠條的纏繞終點也將不會位于橡膠組件的側(cè)緣處。因此，根據(jù)本發(fā)明制得的輪胎橡膠組件能夠提高輪胎的均一性和橡膠組件的耐久性。
根據(jù)本發(fā)明，可使第一和第二橡膠條的纏繞起點位于纏繞體的寬度中央部分。也可使第一和第二橡膠條的纏繞終點位于纏繞體的寬度中央部分。
在橡膠條的纏繞起點和終點位于寬度中央部分的情況下，易于使包括寬度方向上的端部的胎面膠寬度各處的規(guī)格均一化。因此，可以容易地制造與現(xiàn)有技術(shù)相比均一性提高的充氣輪胎。
此外，本發(fā)明的主題是提供由上述制造充氣輪胎的方法制得的充氣輪胎，并提供具有能夠提高輪胎均一性和橡膠組件耐久性的有利生產(chǎn)率的充氣輪胎。


圖1是說明本發(fā)明方法中所用的用來形成橡膠組件的裝置的透視圖；圖2是說明其側(cè)面的示意圖；圖3是說明橡膠條的透視圖；圖4(A)-4(E)是說明纏繞體形成步驟的截面簡圖；圖5(A)-5(C)是說明三個橡膠條纏繞軌跡實施例的簡圖；圖6(A)是說明提供有底層時的截面圖，圖6(B)是說明提供有底層和中間層時的截面圖；圖7是說明包括底層和中間層的胎面膠纏繞體另一實施例的截面圖；圖8(A)-8(D)是說明底層和中間層形成步驟的截面圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明方法制造的充氣輪胎胎面部分的放大圖；圖10(A)是圖4(E)中X位置的截面圖，圖10(B)是說明圖4(E)中Y位置的橫截面簡圖；圖11(A)-11(C)是說明胎面膠纏繞體的其他形成步驟的截面圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明方法制造的充氣輪胎另一胎面部分的放大圖；圖13是說明通過根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的整體擠出形成的胎面膠的截面圖；圖14是說明通過傳統(tǒng)條帶纏繞法制得的胎面膠纏繞體的截面圖；圖15是說明通過傳統(tǒng)條帶纏繞法制得的胎面膠另一纏繞體的截面圖；圖16是說明通過傳統(tǒng)條帶纏繞法制得的胎面膠又一纏繞體的截面圖；
圖17是說明傳統(tǒng)胎面膠纏繞體的纏繞情況的平面圖；和圖18是說明通過與圖14一致的纏繞步驟制得的胎面膠另一纏繞體的截面圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將基于

本發(fā)明的實施方案。
圖1說明在根據(jù)本發(fā)明制造充氣輪胎的方法中，成型用于形成輪胎橡膠組件的纏繞體的成型裝置1。配置成型裝置1使其包括基座2、支撐在基座2上可旋轉(zhuǎn)的圓柱狀成型模3和能夠向成型模3供應(yīng)橡膠條8的供料器4。
基座2內(nèi)部裝備有電動機(jī)和用于將扭矩傳送到成型模3的動力傳送裝置。電動機(jī)的扭矩輸出到支撐在基座2側(cè)面的轉(zhuǎn)軸7。
成型模3包括沿圓周方向排列的多個片狀體3A，并在其內(nèi)部提供有擴(kuò)張/收縮機(jī)械裝置6(未詳細(xì)圖示)，用于使片狀體3A沿徑向向內(nèi)或向外移動。片狀體3A可以由擴(kuò)張/收縮機(jī)械裝置6移動到徑向外側(cè)，并且使片狀體3A外表面徑向位置在移動位置處排列整齊。這樣，如圖2中所示形成圓柱狀成型表面U。在此，為了形成在軸向部分包含曲率的橡膠組件，成型表面U可以形成為曲面，如中等厚度的圓筒狀或中等薄度的圓筒狀。沿直徑擴(kuò)張至指定位置排列成圓筒狀的片狀體3A的外表面形成成型表面U，此時片狀體3A包括所纏繞物體。
例如，將鄰接的各對片狀體3A沿徑向向內(nèi)移動，同時相互改變它們在徑向的內(nèi)部位置。這樣，成型表面U可以在直徑方向上收縮，而不會相互干擾。這足以使纏繞在成型表面U上的橡膠組件與成型模3分離。而且，由于擴(kuò)張/收縮機(jī)械裝置6固定結(jié)合在轉(zhuǎn)軸7上，因此成型模3可以轉(zhuǎn)軸7的速度旋轉(zhuǎn)并停止。利用控制器(未示出)對片狀體3A的收縮直徑和成型模3進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。
各供料器4組成輸送部分，并且?guī)钗戳蚧鹉z條8經(jīng)過其輸送表面連續(xù)供應(yīng)到成型模3的成型表面U。在供料器4的上游側(cè)，提供有用于連續(xù)擠出橡膠條8的橡膠擠出機(jī)或壓延機(jī)(二者都未示出)，和能夠瞬時控制橡膠條供給速度的掛桿。通過利用例如三維移動裝置(未示出)進(jìn)行支撐，以相對于成型模3合適的可移動方式來提供供料器4。
成型裝置1還包括第一供料器4A和第二供料器4B，其位置沿軸向和沿周向移動。第一供料器4A能夠向成型模3連續(xù)供給第一橡膠條8A。第二供料器4B能夠獨立于第一橡膠條向成型模3連續(xù)供給第二橡膠條8B。
在此，橡膠條8為帶狀，截面基本上呈矩形，同時具有相對于其厚度t來說的大寬度W，例如圖3中所示。沒有特別限定時，橡膠條8的寬度W優(yōu)選為15-35mm。當(dāng)厚度t沒有特別限定時，優(yōu)選為0.5-1.5mm。在橡膠條8的寬度W小于15mm或厚度t小于0.5mm的情況下，當(dāng)通過螺旋纏繞形成橡膠組件時，橡膠條8的纏繞圈數(shù)增加，導(dǎo)致生產(chǎn)率降低。另一方面，當(dāng)寬度W超過35mm或厚度t超過1.5mm時，將難于形成精密的截面形狀。在本實施方案中，使用具有相同橡膠組分和相同截面形狀的橡膠條作為第一橡膠條8A和第二橡膠條8B。
圖4(A)-4(E)說明制造用于形成胎面膠TR(如圖9所示)的纏繞體9的一個實施例，它是輪胎橡膠組件的一個實施例。胎面膠TR以虛線示出。該虛輪廓線是纏繞體9的目標(biāo)截面形狀，具有沿輪胎軸向從一側(cè)緣e1延伸至另一側(cè)緣e2的寬度。在這方面，在從纏繞體9形成為胎面膠TR的過程中發(fā)生變形處，根據(jù)其變化值對纏繞體9進(jìn)行修正。此處，假定沒有發(fā)生變化。
首先進(jìn)行起點固定工藝，將第一橡膠條8A和第二橡膠條8B的各纏繞起點8As、8Bs固定附著在所纏繞物體的各側(cè)緣e1、e2的寬度方向內(nèi)側(cè)的位置處。一側(cè)緣和另一側(cè)緣e1、e2具體基于輪廓線確定。例如，限定側(cè)緣e1、e2，以表示采用基本如圖4(A)中所示呈梯形或者基本呈矩形的寬度方向上的兩個側(cè)面。限定一側(cè)緣e1和另一側(cè)緣e2之間的寬度，以表示兩側(cè)緣之間的最大寬度RW。
由于本實施方案中所纏繞物體的成型表面U由金屬片狀體3A形成，因此在纏繞橡膠條8時不發(fā)生變形，但足以形成具有良好精度的纏繞體9。如圖1中虛線所進(jìn)一步說明的，也可以圍繞成型表面U預(yù)先纏繞帶束層B等。
除了成型模3的成型表面U之外，所纏繞物體還可以是保持為圓柱形狀的未硫化生胎體或者纏繞有帶束層的生胎體?？梢灾苯訃@它們纏繞橡膠條8。在這種情況下，需要使用不可變形的固定器等從內(nèi)部支撐生胎體，從而使得生胎體不會因為橡膠體8的拉伸強度而發(fā)生變形。在本說明書中，橡膠的“非硫化”狀態(tài)是指硫化作用沒有完全完成的狀態(tài)。因此，僅僅預(yù)硫化的物體也定義為處于非硫化狀態(tài)。
將形成在成型模3上的胎面膠TR的纏繞體9剝離下來，并使其與另一個組件相結(jié)合組成生外胎(未示出)。通過硫化該生外胎，得到充氣輪胎。在這方面，作為選擇，纏繞體9可直接在上述生外胎基體上形成，而不是在成型模3上形成。
通過圖1虛線所示的壓輥5朝向成型表面U側(cè)擠壓橡膠條的纏繞起點8As、8Bs。這樣，橡膠條8A、8B的纏繞起點8As、8Bs通過它們自身的粘結(jié)力固定附著至成型表面U上。將其固定附著之后，壓輥5可以相對于成型模3的成型表面U沿徑向移動至與不會干擾供料器4的位置。
第一橡膠條8A的纏繞起點8As和第二橡膠條8B的纏繞起點8Bs都在胎面膠TR(纏繞體9)兩側(cè)緣e1、e2的寬度方向內(nèi)側(cè)的位置處，固定粘結(jié)在成型表面U上。換句話說，第一橡膠條8A的纏繞起點8As和第二橡膠條8B的纏繞起點8Bs不位于纏繞體9的側(cè)緣e1和e2上。
在本發(fā)明中，用于形成一側(cè)緣e1的一部分的橡膠條定義為第一橡膠條8A，而用于形成另一側(cè)緣e2的一部分的橡膠條定義為第二橡膠條8B。在這方面，“形成側(cè)緣e1、e2的一部分”是指折返部分，此處橡膠條8在不截斷的情況下在側(cè)緣e1、e2處折返并繼續(xù)纏繞。因此，折返部分由徑向內(nèi)側(cè)的第一層10和在側(cè)緣處折返的第一層10外側(cè)的第二層11形成。
根據(jù)本實施方案，第一橡膠條8A的纏繞起點8As提供在纏繞體9的另一側(cè)緣e2和寬度中心CL之間(其中當(dāng)然不包括另一側(cè)緣e2處的位置)。第二橡膠條8B的纏繞起點8Bs提供在胎面膠TR一側(cè)緣e1和寬度中心CL之間(其中當(dāng)然不包括一側(cè)緣e1處的位置)。
此外，本實施方案中的排列為將第一橡膠條8A的纏繞起點8As固定附著在基本上與第二橡膠條8B的纏繞起點8Bs關(guān)于胎面膠TR的寬度中心CL對稱的位置上。
更具體而言，將第一橡膠條8A排列為使其在一側(cè)緣e1側(cè)的纏繞起點8As的側(cè)面8As1位于本實施方案的寬度中心CL處。將第二橡膠條8B排列為使其在另一側(cè)緣e2側(cè)的纏繞起點8Bs的側(cè)面8Bs2位于本實施方案的寬度中心CL處。換句話說，當(dāng)纏繞起點8As、8Bs的位置沿圓周方向排列時，纏繞起點8As、8Bs的側(cè)面8As1、8Bs2將基本上在寬度中心CL處相互接觸，例如如圖4(A)中所示。
當(dāng)如上所述側(cè)面8As1、8Bs2基本上在寬度中心CL處相互接觸時，這意味著第一和第二橡膠條的纏繞起點8As、8Bs位于纏繞體9的寬度中央部分。在這方面，纏繞體9的寬度中央部分cc近似為胎面膠2的寬度中心CL區(qū)域。寬度中央部分cc的寬度是指圍繞寬度中心CL總共占胎面膠最大寬度RW 30％的區(qū)域中較窄部分的區(qū)域，以及離寬度中心CL為橡膠條8的雙倍寬度范圍內(nèi)的區(qū)域。
如圖2所示，在沿圓周方向相距角度α(α≠0°)的相互移動的位置處提供第一橡膠條的纏繞起點8As和第二橡膠條的纏繞起點8Bs。雖然該角度α沒有特別限定，但是當(dāng)它過大時，會由于供料器4A、4B的布局而導(dǎo)致設(shè)備空間很大。另一方面，當(dāng)它過小時，第一橡膠條8A和第二橡膠條8B可能會在交叉時相互干擾。這樣看來，需要角度α在約10°-40°的范圍內(nèi)。此外，供料器4A、4B需要包括引導(dǎo)橡膠條8沿成型表面U的切線方向延伸的部分，如圖2中側(cè)視圖所示。該部分優(yōu)選盡可能地減少施加在橡膠條8上的超額外力作用。
接下來，成型模3沿圖2所示方向旋轉(zhuǎn)，供料器4A、4B沿輪胎轉(zhuǎn)軸方向向外側(cè)移動。橡膠條8A、8B圍繞成型表面U螺旋纏繞。第一橡膠條8A朝向一側(cè)緣e1螺旋纏繞至該一側(cè)緣e1。第二橡膠條8B朝向另一側(cè)緣e2螺旋纏繞至該另一側(cè)緣e2。照這樣完成形成第一層10的過程(第一纏繞步驟)。
考慮到成型模3和橡膠條8之間的空氣被排出到寬度方向上的兩側(cè)處，因此還優(yōu)選以上述方式沿轉(zhuǎn)軸方向(寬度方向)向外進(jìn)行纏繞。
例如，當(dāng)成型模3以恒定速度旋轉(zhuǎn)時，可以通過控制供料器4沿輪胎轉(zhuǎn)軸方向的移動速度來改變纏繞橡膠條8的螺旋節(jié)距P。通過減小供料器4的移動速度，可以減小螺旋節(jié)距P。在這種情況下，增加相鄰橡膠條8的交疊寬度，以使得該部分的厚度變大。另一方面，通過提高供料器4的移動速度，可以加大螺旋節(jié)距P。在這種情況下，減小相鄰橡膠條8的交疊寬度，以使得該部分的厚度變小或者基本為零，從而可以控制該部分的厚度使其非常薄。螺旋節(jié)距P，即供料器的移動速度根據(jù)所需要的胎面膠TR的截面形狀、橡膠條8的截面形狀和成型模3的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行初步確定。這些信息輸入到用于供料器4A、4B的移動速度控制(未示出)的控制器中(未示出)，根據(jù)它們控制供料器4的移動。雖然纏繞節(jié)距P(螺旋節(jié)距P)沒有特別限定，但是優(yōu)選為3-10mm，更優(yōu)選為5-7mm。
根據(jù)本實施方案，第一橡膠條8A的纏繞起點8As位于纏繞體9的另一側(cè)緣e2和寬度中心CL之間，如上所述。第二橡膠條的纏繞起點8Bs位于胎面膠TR的一側(cè)緣e1和寬度中心CL之間。此外，纏繞起點8As、8Bs上述沿圓周方向的位置處移動。因此，隨著成型模3的旋轉(zhuǎn)，第一和第二橡膠條8A、8B從起點8As、8Bs處依次纏繞，如圖2所示。第一橡膠條8A和第二橡膠條8B在胎面膠TR(纏繞體9)的寬度中心CL處交叉而無干擾，并連續(xù)纏繞。通過在寬度中心CL處使橡膠條8如此交叉，可以消除易于形成在纏繞體9的寬度中央部分處的間隔。
在本實施方案中，在第一纏繞步驟期間，同時控制第一供料器4A和第二供料器4B。更具體而言，雖然各供料器4A、4B的移動方向是相反的，但是它們被控制為具有在任意時間基本上相同的移動速度。因此，在第一纏繞步驟中，各供料器4A、4B(即第一橡膠條8A和第二橡膠條8B)在任意時間基本上關(guān)于寬度中心CL對稱。當(dāng)?shù)谝幌鹉z條8A到達(dá)一側(cè)緣e1時，可使第二橡膠條8B到達(dá)另一側(cè)緣e2。因此，與利用單個供料器使橡膠條8以螺旋方式從一側(cè)緣e1向另一側(cè)緣e2連續(xù)纏繞的情況相比，可以縮短纏繞時間，從而提高生產(chǎn)率。由第一纏繞步驟形成的第一層10具有從一側(cè)緣e1延伸至另一側(cè)緣e2的寬度RW。橡膠條8的纏繞結(jié)構(gòu)(橡膠條8的邊界)將基本上是關(guān)于包括寬度中心CL的垂直面對稱的平面。
在特別優(yōu)選的實施方案中，第一橡膠條8A在圓周方向上沿一側(cè)緣e1纏繞任意小的長度。這樣，需要包括消除圖17中所示非連續(xù)部分k的步驟。對于第二橡膠條8B來說，也同樣需要在另一側(cè)緣e2沿圓周方向纏繞任意長度。橡膠條8在各側(cè)緣e1、e2處沿圓周方向的纏繞長度可以根據(jù)橡膠條8的螺旋節(jié)距或?qū)挾萕恰當(dāng)?shù)卦O(shè)定。這有利于使胎面膠的截面形狀在圓周方向上均勻一致。
在本實施方案中，隨后將第一橡膠條8A在不切斷的情況下在一側(cè)緣e1處折返，并朝向另一側(cè)緣e2螺旋纏繞。通過在另一側(cè)緣e2處折返第二橡膠條8B并朝向一側(cè)緣e1螺旋纏繞，來完成在第一層10的外側(cè)連續(xù)形成第二層11的第二纏繞步驟。
在第二步驟中，同樣以相互同時的方式控制第一供料器4A和第二供料器4B。也就是說，雖然各供料器4A、4B的移動方向相反，但是它們被控制為具有在任意時間基本上相同的移動速度。因此，在第二纏繞步驟中，各供料器4A、4B(即第一橡膠條8A和第二橡膠條8B)基本上被置于關(guān)于包括胎面膠TR寬度中心CL的徑向平面相互對稱的平面上。與第一纏繞步驟相似，與利用單個供料器使橡膠條以螺旋方式從一側(cè)緣e1向另一側(cè)緣e2連續(xù)纏繞的情況相比，可以縮短纏繞時間，從而提高生產(chǎn)率。
這樣，在形成第一層10之后，橡膠條8在不切斷的情況下連續(xù)纏繞在其外側(cè)而形成第二層11。因此，在第一纏繞步驟和第二纏繞步驟之間，橡膠條8可以不中斷地連續(xù)纏繞，從而使生產(chǎn)率得以提高。
在第二纏繞步驟中，將纏繞體9在寬度方向外側(cè)位置處的橡膠條8A、8B的螺旋節(jié)距限定得較小。通過相對加大寬度中心側(cè)的螺旋節(jié)距，形成向?qū)挾戎行膫?cè)以平滑方式逐漸減小的厚度分布。這與通過傳統(tǒng)擠出法制得的胎面膠的截面形狀相近似。因此，將可以通過繼續(xù)使用傳統(tǒng)輪胎硫化金屬模具(模子)來制造輪胎。
然后，進(jìn)行第二纏繞步驟，將第一橡膠條的纏繞終點8Af和第二橡膠條的纏繞終點8Bf定位于寬度方向上各側(cè)緣e1、e2內(nèi)側(cè)的位置上。完成第二纏繞步驟之后，切斷第一和第二橡膠條8A、8B。隨后通過利用壓輥5將端部壓緊在特定位置，進(jìn)行將纏繞終點8Af、8Bf固定附著的固定步驟。利用切割工具等(未示出)，自動完成第一和第二橡膠條8A、8B的切割。
圖10(A)和10(B)沿圖4(E)中的X-和Y-截面，示出通過第一和第二纏繞步驟得到的纏繞體9。第二橡膠條8B的纏繞終點8Bf的位置w2優(yōu)選提供在圓周方向上基本為180度的角度遠(yuǎn)離第一橡膠條8A的纏繞終點8Af的位置w1處。這樣，橡膠規(guī)格的均一性和重量平衡可以進(jìn)一步提高，從而進(jìn)一步提高輪胎的均一性。
如圖10(A)和10(B)中所示，需要將橡膠條8A、8B的纏繞終點8Af、8Bf沿纏繞圓周方向定位于纏繞起點8As、8Bs的前方，并接近纏繞起點8As、8Bs，以提高均一性。
進(jìn)一步配置本實施方案，使第一橡膠條的纏繞終點8Af固定附著在基本上與第二橡膠條的纏繞終點8Bf關(guān)于纏繞體(基本上等同于胎面膠TR)寬度中心對稱的位置上。如圖4(E)所示，在本實施方案中，胎面膠TR寬度中心CL上的纏繞終點8Af、8Bf相互交疊在纏繞體9的寬度中心處。根據(jù)本實施方案，終點8Af、8Bf因而位于寬度中心CL區(qū)域(寬度中央部分cc)。
利用這樣的纏繞體9，可以得到基本上平面對稱的截面形狀，不僅僅是對于輪廓形狀而言，還包括第一和第二橡膠條8A、8B的纏繞結(jié)構(gòu)，都關(guān)于包括寬度中心CL的徑向平面對稱。此外，第一和第二橡膠條8A、8B的所有纏繞起點8As、8Bs和纏繞終點8Af、8Bf都位于側(cè)緣e1、e2的寬度方向更內(nèi)側(cè)的位置處。該胎面膠TR使得截面形狀在圓周方向上均一化，并提高輪胎的均一性。還可以避免由于橡膠條8的纏繞起點或纏繞終點位于側(cè)緣e1、e2處所引起的缺陷，如裂縫或橡膠碎裂。
圖5(A)-5(B)示意性示出使第一和第二橡膠條8A、8B的纏繞起點和纏繞終點不相同的另一個實施方案。在圖5(A)所示的實施方案中，第一橡膠條8A的纏繞起點8As提供在寬度中心CL和一側(cè)緣e1之間。第二橡膠條8B的纏繞起點8Bs提供在寬度中心CL和另一側(cè)緣e2之間。第一橡膠條8A的纏繞終點8Af提供在寬度中心CL和另一側(cè)緣e2之間。第二橡膠條8B的纏繞終點8Bf提供在寬度中心CL和一側(cè)緣e1之間。雖然纏繞起點8As和8Bs不在寬度中心CL處交叉，但是它們在到達(dá)纏繞終點8Af和8Bf的過程中相互交叉。這樣，可以確保胎面膠TR中央部分的厚度。
圖5(B)所示實施方案同圖5(A)所示實施方案一樣。在圖5(B)所示實施方案中，所有纏繞起點8As、8Bs和纏繞終點8Af、8Bf基本上提供在寬度中心和側(cè)緣e1或e2的中間。圖5(C)進(jìn)一步說明在第二纏繞步驟中橡膠條8A、8B在側(cè)緣e1、e2處進(jìn)一步折返并纏繞至寬度中心CL側(cè)的情況。這樣，橡膠條8A、8B的纏繞起點和纏繞終點可以提供在所需要的位置。以此方式，也可以組成具有三層或者更多層的折返體。
以上實施方案說明整個胎面膠TR由第一和第二橡膠條8A、8B組成的實施例。然而，可以僅組成胎面膠TR的一部分。例如，在胎面膠TR具有不同橡膠組合物的多個部分的情況下(圖6(A)、6(B)和7)，胎面膠TR由三層組成。在此舉例說明根據(jù)本發(fā)明方法制造至少一層(圖6(A)、6(B)和7的例子中徑向最外側(cè)上的橡膠層)的情況。
如圖6(A)所示，在第一纏繞步驟之前，首先在成型模3的成型表面U上形成底層14。底層14通過底層形成步驟形成，所述的底層形成步驟中第三橡膠條13沿圓周方向從接近一側(cè)緣e1的部分向接近另一側(cè)緣e2的部分螺旋纏繞。在該實施例中，通過使第三橡膠條13的側(cè)邊在寬度方向上稍稍交疊而形成小寬度的底層14。
由于底層14粘結(jié)至帶束層，因此優(yōu)選采用表現(xiàn)出與例如帶束層的頂層橡膠具有優(yōu)異粘結(jié)性的橡膠組分。底層14的纏繞起點13s和纏繞終點13f也位于胎面膠TR兩側(cè)緣e1和e2的寬度方向更內(nèi)側(cè)的位置處。這樣，還防止在底層14中橡膠條的纏繞起點13s和纏繞終點13f位于胎面膠TR的兩側(cè)緣e1和e2處。因此可以有效防止在胎面膠兩側(cè)處的底層14中形成裂縫或橡膠剝離。此外，由于帶束層寬度通常小于胎面膠寬度RW，因此這樣可以使底層14具有小寬度。
如圖6(B)中所示，包括不同于第三橡膠條13的橡膠組分的第四橡膠條15從接近一側(cè)緣e1的部分向另一側(cè)緣e2部分螺旋纏繞。通過該纏繞，中間層16形成在底層14的外側(cè)。該過程稱作“中間層形成步驟”。排列中間層16使第四橡膠條15的側(cè)邊相互交疊纏繞。由于中間層16配置于例如胎面膠TR的內(nèi)部，因此需要其具有低生熱性和低能量損耗的橡膠組分。
形成中間層16的第四橡膠條15的纏繞起點15s和纏繞終點15f也位于胎面膠TR兩側(cè)緣e1和e2的寬度方向更內(nèi)側(cè)的位置處。這樣，纏繞起點15s和纏繞終點15f將不會位于胎面膠TR的側(cè)緣e1和e2處，因此可以有效避免中間層16在胎面膠TR側(cè)緣e1、e2處的裂縫或橡膠剝離。
在底層14和中間層15的外側(cè)，形成行駛面層(cap layer)17。該行駛面層17是根據(jù)本發(fā)明的纏繞體9，并由第一橡膠條8A和第二橡膠條8B形成。圖7說明如此形成的胎面膠TR的截面圖。胎面膠TR由多層(三層)具有不同橡膠組分的層形成。由于胎面膠TR的排列使組成所有層的橡膠條8A、8B、13和15的纏繞起點和纏繞終點提供在胎面膠TR的側(cè)緣e1和e2(包括胎面膠行駛面層17的纏繞體9的側(cè)緣e1和e2)更內(nèi)側(cè)(寬度中心側(cè))的位置處，因此可以更可靠地防止在橡膠條的纏繞起點和纏繞終點處形成裂縫等，并可以提高橡膠組件的耐久性。
雖然形成中間層16的第四橡膠條15的纏繞可以在底層14的纏繞全部完成時開始，但是在這種情況下會產(chǎn)生停頓時間，從而降低生產(chǎn)率。優(yōu)選的是，如圖8(A)-8(D)所示，在第三橡膠條13開始纏繞之后直到結(jié)束纏繞的時間段內(nèi)，開始纏繞第四橡膠條15。更具體而言，如圖8(A)所示，第三橡膠條13首先纏繞到成型模3上形成指定寬度。此時，第三橡膠條13的纏繞一終止，就將第四橡膠條15的纏繞起點15s固定在其外側(cè)(圖8(B))。優(yōu)選隨后朝向另一側(cè)緣e2側(cè)同時纏繞第三橡膠條13和第四橡膠條15。這樣，可以縮短纏繞橡膠條15所需的時間，從而進(jìn)一步提高生產(chǎn)率。
圖9說明包括根據(jù)上述實施方案的輪胎橡膠組件的充氣輪胎1胎面部分的局部放大圖。在該實施方案中，說明了在卡車和公共汽車中使用的載重充氣輪胎。充氣輪胎1包括由鋼絲簾線制得的胎體21和置于其外側(cè)的帶束層22，胎面膠23置于帶束層22的外側(cè)。
至少一部分胎面膠23是利用由上述方法形成的纏繞體9形成的。第一和第二橡膠條的纏繞起點8As和8Bs位于胎面邊緣eT1、eT2在寬度方向上更內(nèi)側(cè)的位置處。同樣，第一和第二橡膠條的纏繞終點8Af和8Bf也位于胎面邊緣eT1、eT2在寬度方向上更內(nèi)側(cè)的位置處。這樣的充氣輪胎有利于提高輪胎的均一性和胎面膠的耐久性，因為橡膠條的纏繞起點和終點不會位于胎面邊緣eT1、eT2和由此延伸的側(cè)面Te1、Te2處。在這方面，同樣硫化之后，當(dāng)使用鋒利的切割工具將輪胎切斷時，橡膠條8的邊界表面還隱約出現(xiàn)在斷面上。由此可以限定纏繞起點8As、8Bs和纏繞終點8Af、8Bf的位置。
圖11(A)-11(C)說明另一實施方案。根據(jù)本實施方案的胎面膠使用單根橡膠條8制得。首先，如圖11(A)所示，橡膠條8的纏繞起點8s固定附著在纏繞體9的寬度中央部分cc。然后將該橡膠條朝向一側(cè)緣e1螺旋纏繞至該一側(cè)緣e1。這樣，基本上形成胎面膠TR的第一層10的半部分10a。
然后，將已經(jīng)纏繞至胎面膠TR的側(cè)緣e1處端部的橡膠條8在不切斷的情況下在側(cè)緣e1的端部處朝向?qū)挾戎醒氩糠致菪p繞。這樣，在第一層10的徑向外側(cè)，基本上形成第二層11的半部分11a(圖11(B))。
將已纏繞至寬度中央部分的橡膠條8朝向側(cè)緣e2處的另一端部螺旋纏繞至側(cè)緣e2處的該端部。這樣，基本上形成第一層10剩下的半部分10b。然后，橡膠條8在不切斷的情況下在側(cè)緣e2處的端部從側(cè)緣e2處的端部向?qū)挾戎醒氩糠忠韵嗤姆绞街貜?fù)螺旋纏繞。這樣，基本上可以形成第二層11剩下的半部分11b(圖11(C))。
在本實施方案的胎面形成步驟中，基本上與圖1和2相類似的胎面膠TR纏繞體2可以利用單根橡膠條8形成，因此這有利于簡化胎面膠形成設(shè)備。
圖12說明利用上述胎面膠8制造的充氣輪胎1的局部放大圖。充氣輪胎1包括環(huán)狀胎體21和置于其外側(cè)的帶束層22，胎面膠TR置于帶束層22的外側(cè)。
雖然目前為止已經(jīng)說明了本發(fā)明的實施方案，但是本發(fā)明不僅可用于胎面膠，也可用于胎側(cè)膠、內(nèi)襯膠或墊膠，只要它們是環(huán)狀的輪胎橡膠組件。通過本發(fā)明制得的橡膠組件不僅可用于載重充氣輪胎，也可用于各種類別的充氣輪胎。
實施例20個輪胎尺寸為11R22.5R的載重充氣輪胎均根據(jù)本說明書利用多種未硫化胎面膠制造，如表1中所示。除了胎面膠之外，胎面花紋和內(nèi)部結(jié)構(gòu)都是相同的。對所有輪胎進(jìn)行胎面膠的均一性和耐久性評估。
評估方法如下。
<均一性>
測量每個試樣輪胎的徑向跳動(PRO)(具有n＝20的平均值)并表示為指標(biāo)，將對照例1的PRO定義為100。該值越小，則越有利。
<胎面膠耐久性>
將試樣輪胎裝配在7.50×22.5的輪轂上，并使其在半徑為1.7m的轉(zhuǎn)鼓上以700kPa的氣壓、50kN的載荷和100km/h的速度運轉(zhuǎn)50,000km，然后對胎面膠進(jìn)行目測，并在目測后將其剖開以檢查內(nèi)部損傷情況。
測試結(jié)果示于表1。
表1

通過測試結(jié)果可以確定，與對照例中的輪胎相比，實施例中的輪胎在均一性和胎面膠耐久性方面均有所提高。
權(quán)利要求
1.一種制造充氣輪胎的方法，用于制造包括輪胎橡膠組件的充氣輪胎，所述輪胎橡膠組件利用通過以螺旋方式纏繞帶狀非硫化橡膠條而得到的環(huán)形纏繞體形成，并且該方法包括在纏繞體各側(cè)緣的寬度方向內(nèi)側(cè)位置處，使第一橡膠條的纏繞起點和第二橡膠條的纏繞起點固定附著在所纏繞物體上的步驟；通過將第一橡膠條向一側(cè)緣螺旋纏繞至該一側(cè)緣，以及將第二橡膠條向另一側(cè)緣螺旋纏繞至該另一側(cè)緣而形成第一層的第一纏繞步驟；通過在一側(cè)緣處將第一橡膠條折返并且將其向另一側(cè)緣螺旋纏繞而不截斷，以及在另一側(cè)緣處將第二橡膠條折返并且將其向一側(cè)緣螺旋纏繞而不截斷，而在第一層外側(cè)連續(xù)形成第二層的第二纏繞步驟；和將第一橡膠條的纏繞終點和第二橡膠條的纏繞終點固定附著在各側(cè)緣的寬度方向內(nèi)側(cè)位置處的步驟。
2.如權(quán)利要求1所述的制造充氣輪胎的方法，其中第一橡膠條的纏繞起點提供在纏繞體的另一側(cè)緣和纏繞體的寬度中心之間，并且第二橡膠條的纏繞起點提供在纏繞體的一側(cè)緣和寬度中心之間從而在第一纏繞步驟中使第一橡膠條和第二橡膠條在寬度中心處交叉。
3.如權(quán)利要求1所述的制造充氣輪胎的方法，其中第一橡膠條的纏繞起點固定附著在基本上與第二橡膠條的纏繞起點關(guān)于纏繞體的寬度中心對稱的位置處。
4.如權(quán)利要求1所述的制造充氣輪胎的方法，其中第一橡膠條的纏繞終點固定附著在基本上與第二橡膠條的纏繞終點關(guān)于纏繞體的寬度中心對稱的位置處。
5.如權(quán)利要求1所述的制造充氣輪胎的方法，其中第一和第二橡膠條的纏繞起點位于纏繞體的寬度中央部分，同時第一和第二橡膠條的纏繞終點也位于所述纏繞體的寬度中央部分。
6.如權(quán)利要求5所述的制造充氣輪胎的方法，其中在一側(cè)緣上的第一橡膠條纏繞起點的側(cè)面位于寬度中心處，并且在另一側(cè)緣上的第二橡膠條纏繞起點的側(cè)面也位于寬度中心處。
7.如權(quán)利要求5所述的制造充氣輪胎的方法，其中第一和第二橡膠條的纏繞終點在纏繞體的寬度中心處垂直交疊。
8.如權(quán)利要求1所述的制造充氣輪胎的方法，其中所述輪胎橡膠組件是胎面膠或其一部分。
9.如權(quán)利要求1所述的制造充氣輪胎的方法，其中第一橡膠條和第二橡膠條具有相同的橡膠組成和相同的截面形狀。
10.如權(quán)利要求1所述的制造充氣輪胎的方法，還包括底層形成步驟，即在第一纏繞步驟之前，通過將橡膠條沿圓周方向從一側(cè)緣向另一側(cè)緣螺旋纏繞在所纏繞物體上而在第一層內(nèi)側(cè)形成底層。
11.如權(quán)利要求10所述的制造充氣輪胎的方法，還包括中間層形成步驟，即在底層形成步驟和第一纏繞步驟之間，通過沿圓周方向從一側(cè)緣向另一側(cè)緣螺旋纏繞橡膠條而在底層和第一層之間形成中間層。
12.一種在胎面部分提供有胎面膠的充氣輪胎，其中至少一部分胎面膠由條帶層疊體組成，所述條帶層疊體包括由纏繞體組成的第一層，在所述纏繞體中包括纏繞起點的第一橡膠條和第二橡膠條各自以相反的方向朝向胎面邊緣沿寬度方向螺旋纏繞，所述纏繞起點均位于胎面邊緣的寬度方向更內(nèi)側(cè)的位置處，和由纏繞體組成的第二層，所述纏繞體通過不切斷第一橡膠條和第二橡膠條并使其在各自側(cè)緣的胎面邊緣處折返并朝向輪胎赤道螺旋纏繞而連續(xù)形成在第一層的外側(cè)，同時第一橡膠條和第二橡膠條的纏繞終點提供在胎面邊緣的寬度方向更內(nèi)側(cè)的位置處。
13.如權(quán)利要求12所述的充氣輪胎，其中第一和第二橡膠條的纏繞起點位于纏繞體的寬度中央部分，并且第一和第二橡膠條的纏繞終點也位于纏繞體的寬度中央部分。
14.如權(quán)利要求13所述的充氣輪胎，其中排列第一橡膠條的纏繞起點，使在一側(cè)緣上的第一橡膠條的側(cè)面位于寬度中心處，并且排列第二橡膠條的纏繞起點，使在另一側(cè)緣上的第二橡膠條的側(cè)面位于寬度中心處。
15.如權(quán)利要求13所述的充氣輪胎，其中第一和第二橡膠條的纏繞終點在纏繞體的寬度中心處垂直交疊。
全文摘要
本發(fā)明主題是提供輪胎橡膠組件的制造方法和使用該方法能夠提高生產(chǎn)率和精確加工橫截面形狀的充氣輪胎。該方法包括在橡膠組件R兩側(cè)緣e1、e2的寬度方向更內(nèi)側(cè)的位置處，固定附著第一橡膠條8A和第二橡膠條8B的纏繞起點8As、8Bs的步驟；通過向一側(cè)緣e1螺旋纏繞第一橡膠條8A和向另一側(cè)緣e2螺旋纏繞第二橡膠條8B并分別到達(dá)各個側(cè)緣e1、e2而形成第一層10的第一纏繞步驟；分別在一側(cè)緣e1處折返第一橡膠條8A、在另一側(cè)緣e2處折返第二橡膠條8B以在第一層10外側(cè)連續(xù)形成第二層11的第二纏繞步驟；和在各側(cè)緣e1、e2的寬度方向更內(nèi)側(cè)的位置處，固定附著第一橡膠條的纏繞終點8Af和第二橡膠條的纏繞終點8Bf的步驟。
文檔編號B60C5/00GK1739949SQ20051009034
公開日2006年3月1日 申請日期2005年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月26日
發(fā)明者林典男, 高橋正規(guī) 申請人:住友橡膠工業(yè)株式會社