本發(fā)明涉及輪胎技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種半鋼子午線充氣輪胎及其成型裝置。

背景技術(shù)：

輪胎主要是各種車輛上裝配的接地滾動(dòng)的圓環(huán)形彈性橡膠制品，現(xiàn)代汽車絕大多數(shù)采用的是充氣輪胎。子午線輪胎是胎體簾線按子午線方向排列，有簾線周向排列或接近周向排列的緩沖層緊緊箍在胎體上的一種新型輪胎，它由胎面、胎體、胎側(cè)、緩沖層或帶束層、胎圈、內(nèi)襯層或氣密層，這六個(gè)主要部分組成。子午線輪胎因結(jié)構(gòu)科學(xué)合理，使受力改善，比斜線輪胎具有許多優(yōu)良的性能。按照胎體和帶束層所用簾線材料不同，子午線輪胎可分為三種：全鋼絲子午線輪胎、半鋼絲子午線輪胎和全纖維子午線輪胎。

不同于載重類全鋼子午線輪胎的鋼絲胎體材料，半鋼子午線輪胎的胎體選用樹脂纖維材料，其適于用作轎車，輕載卡車等輕載輪胎。從結(jié)構(gòu)上看，半鋼子午線輪胎包含一對(duì)胎唇鋼絲圈，對(duì)稱分布在輪胎軸向兩側(cè)；胎唇鋼絲圈通過至少一層樹脂纖維層連接。樹脂纖維層輪胎徑向外側(cè)布置至少一層鋼絲帶束層，通常為2層；鋼絲帶束層徑向外側(cè)纏繞周向纖維增強(qiáng)層；纖維增強(qiáng)層輪胎徑向外側(cè)布置胎面橡膠層；胎面橡膠層與胎唇鋼絲圈通過胎側(cè)膠相連；胎側(cè)膠覆蓋在樹脂纖維層上面。

現(xiàn)有技術(shù)中，輪胎在成型時(shí)，鋪設(shè)鋼絲帶束層和帶束層增強(qiáng)層的成型鼓表面多是類圓柱體的柱體表面。帶束層在其圓柱柱體表面上纏繞，其在柱體表面上任一點(diǎn)距離圓柱體柱中心線的距離相等，如圖1所示，圖1為現(xiàn)有技術(shù)中輪胎的成型裝置示意圖。成型鼓是現(xiàn)有輪胎成型機(jī)械中的一個(gè)主設(shè)備，其通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由電動(dòng)機(jī)提供轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力，并配合有其他半制品材料供應(yīng)機(jī)構(gòu)，例如鋼絲帶束層，帶束增強(qiáng)層和胎面膠等的供料機(jī)構(gòu)。鋼絲帶束層和胎面膠等多為層狀形式，帶束增強(qiáng)層多為具有一定寬度(0.1-25mm)的層狀形式。在成型過程中，通過成型鼓的轉(zhuǎn)動(dòng)，所需材料依次纏繞在成型鼓表面，形成預(yù)定半制品。其中，成型鼓表面多由至少一個(gè)的片層組成，此片層可在徑向方向進(jìn)行一定程度伸縮，可使成型鼓表面具有可變的外徑，以方便卷取后的半制品取出。

隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，路橋建設(shè)的進(jìn)行，汽車速度越來越高，這就對(duì)轎車用半鋼子午線輪胎的行駛安全性和操控性提出越來越高的要求。而改變輪胎增強(qiáng)簾線的材質(zhì)和性能是其中一個(gè)方向，現(xiàn)階段，半鋼子午線輪胎中布置在通常兩層的鋼絲帶束層外側(cè)的帶束增強(qiáng)層多采用尼龍，即聚酰胺樹脂。這種尼龍帶束增強(qiáng)層具有熱收縮的特性，可抑制輪胎在行駛過程中的徑向增大，保持輪胎的行駛穩(wěn)定性。但是，其在低拉伸率時(shí)，模量較小，束縛力差，不利于輪胎的行駛穩(wěn)定性和操控性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N半鋼子午線充氣輪胎及其成型裝置，本發(fā)明提供的半鋼子午線充氣輪胎具有較好的尺寸穩(wěn)定性，有利于改善輪胎在行駛過程中的穩(wěn)定性和操控性。

本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N半鋼子午線充氣輪胎，在樹脂纖維層輪胎徑向外側(cè)設(shè)置有鋼絲帶束層，在所述鋼絲帶束層徑向外部沿輪胎圓周方向設(shè)置有鋼絲增強(qiáng)層，所述鋼絲增強(qiáng)層由鋼絲簾線纏繞形成。

優(yōu)選地，所述鋼絲帶束層為兩層帶束層；所述兩層帶束層的角度為18°～45°。

優(yōu)選地，所述鋼絲增強(qiáng)層由直徑為0.2mm～2.0mm的鋼絲簾線纏繞形成。

優(yōu)選地，所述鋼絲簾線在覆膠后呈規(guī)則曲線形態(tài)，所述規(guī)則曲線滿足式1條件：

1.01＜L₁/L₀＜1.10 式1；

式1中，L₀為一個(gè)規(guī)則曲線變換循環(huán)鋼絲簾線與其延伸方向中心直線相交的兩個(gè)端點(diǎn)間的直線距離；

L₁為一個(gè)規(guī)則曲線變換循環(huán)鋼絲簾線與其延伸方向中心直線相交的兩個(gè)端點(diǎn)間的鋼絲簾線長(zhǎng)度。

優(yōu)選地，所述規(guī)則曲線滿足式2條件：

0.01＜L₁/L₀-R₁/R₂＜0.05 式2；

式2中，R₁為成品輪胎中環(huán)狀鋼絲增強(qiáng)層的圓周半徑；

R₂為輪胎成型時(shí)環(huán)狀鋼絲增強(qiáng)層的圓周半徑。

優(yōu)選地，所述鋼絲增強(qiáng)層沿輪胎軸向方向上的寬度為鋼絲帶束層寬度的10％～130％；所述鋼絲增強(qiáng)層與輪胎周向的角度為0～10度。

優(yōu)選地，在所述鋼絲帶束層徑向外部沿輪胎圓周方向纏繞有鋼絲增強(qiáng)層，所述鋼絲增強(qiáng)層覆蓋整個(gè)胎面鋼絲帶束層，所述鋼絲增強(qiáng)層輪胎徑向外部為胎冠膠；

或者，在所述鋼絲帶束層徑向外部沿輪胎圓周方向的胎肩區(qū)域或胎面中心纏繞有鋼絲增強(qiáng)層，其余部位纏繞有樹脂纖維增強(qiáng)層；

或者，在所述鋼絲帶束層徑向外部沿輪胎圓周方向纏繞有樹脂纖維增強(qiáng)層，所述樹脂纖維增強(qiáng)層覆蓋整個(gè)胎面鋼絲帶束層，在所述樹脂纖維增強(qiáng)層徑向外部沿輪胎圓周方向的胎肩區(qū)域或胎面中心額外纏繞有鋼絲增強(qiáng)層。

本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N半鋼子午線充氣輪胎的成型裝置，用于纏繞半鋼子午線充氣輪胎半制品材料，包括成型鼓和用于驅(qū)動(dòng)成型鼓的驅(qū)動(dòng)設(shè)備，其中，所述成型鼓表面胎肩處具有弧形凹陷。

優(yōu)選地，所述弧形凹陷的圓弧直徑為15mm～100mm，所述弧形凹陷底端距離纏繞半制品材料表面的高度為5mm～25mm。

優(yōu)選地，所述成型鼓纏繞半制品材料的圓柱體表面寬度為205mm～300mm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的半鋼子午線充氣輪胎中，在所述鋼絲帶束層徑向外部沿輪胎圓周方向設(shè)置有鋼絲增強(qiáng)層，所述鋼絲增強(qiáng)層由鋼絲簾線纏繞形成。本發(fā)明輪胎成型過程中，在纏繞鋼絲增強(qiáng)層時(shí)，需使用特定成型鼓，即胎肩處具有預(yù)定形狀的凹陷，其形狀與鋼絲增強(qiáng)層在輪胎中的位置相同。本發(fā)明輪胎的帶束增強(qiáng)層包括鋼絲，其具有低延伸率和高模量，可賦予輪胎帶束層較高的束縛力，防止輪胎在行駛過程中的變形，輪胎的行駛穩(wěn)定性得到加強(qiáng)。同時(shí)，由于鋼絲在較低的形變下就可具有較高的束縛力，可使輪胎在低速狀態(tài)下就具有高的操控性。另外，本發(fā)明輪胎的耐久性也較好，能更好地滿足轎車用高性能子午線輪胎的使用要求。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中輪胎的成型裝置示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例輪胎中一層帶束層的角度示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例輪胎中另一個(gè)鋼絲帶束層的角度示意圖；

圖4為本發(fā)明第一類實(shí)施例中輪胎的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明第二類實(shí)施例中輪胎的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明第三類實(shí)施例中輪胎的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明第四類實(shí)施例中輪胎的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明第五類實(shí)施例中輪胎的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本發(fā)明一些實(shí)施例中鋼絲增強(qiáng)層的鋼絲簾線覆膠后的形態(tài)示意圖；

圖10為本發(fā)明另一些實(shí)施例中鋼絲增強(qiáng)層的鋼絲簾線覆膠后的形態(tài)示意圖；

圖11為本發(fā)明實(shí)施例提供的成型裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；

圖12為本發(fā)明實(shí)施例中成型鼓的表面示意圖。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本申請(qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。

本發(fā)明提供了一種半鋼子午線充氣輪胎，在樹脂纖維層輪胎徑向外側(cè)設(shè)置有鋼絲帶束層，在所述鋼絲帶束層徑向外部沿輪胎圓周方向設(shè)置有鋼絲增強(qiáng)層，所述鋼絲增強(qiáng)層由鋼絲簾線纏繞形成。

本發(fā)明提供的半鋼子午線充氣輪胎具有較好的操控性和行駛穩(wěn)定性等，能更好地滿足乘車用高性能(HP或者UHP)半鋼子午線輪胎的使用要求。

本發(fā)明提供的充氣輪胎為半鋼子午線輪胎，其適于用作轎車，輕載卡車等輕載輪胎，輪胎胎體選用樹脂纖維材料。所述樹脂纖維材料可以為：聚酰胺(尼龍系列等)纖維，聚酯(PET，PBT，PEN等)纖維，芳綸(聚對(duì)苯二甲酸對(duì)苯二胺纖維)纖維，聚酮纖維，超高分子量聚乙烯纖維，超高分子量聚乙烯醇纖維，碳纖維，聚對(duì)苯基雙噁唑(PBO)纖維，人造絲等纖維以及其的混紡纖維，本發(fā)明沒有特殊限制。

本發(fā)明提供的半鋼子午線輪胎包含一對(duì)胎唇鋼絲圈，對(duì)稱分布在輪胎軸向兩側(cè)；胎唇鋼絲圈通過至少一層樹脂纖維層連接，樹脂纖維層輪胎徑向外側(cè)布置至少一層鋼絲帶束層。本發(fā)明布置胎面橡膠層，胎面橡膠層與胎唇鋼絲圈通過胎側(cè)膠相連；胎側(cè)膠覆蓋在樹脂纖維層上面。

本發(fā)明對(duì)胎唇鋼絲圈、樹脂纖維層和輪胎橡膠等沒有特殊限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的輪胎部件即可。其中，本發(fā)明實(shí)施例所述鋼絲帶束層為兩層帶束層。所述兩層帶束層的角度可為18°～45°，優(yōu)選為20°～38°。

本發(fā)明對(duì)所述兩層帶束層的角度需要說明的是，子午線的鋼絲帶束層半制品在制取時(shí)，鋼絲簾線與鋼絲帶束層長(zhǎng)度方向成一定的夾角(一般是指兩個(gè)夾角中較小的那個(gè))平行排列，如圖2所示，圖2為本發(fā)明實(shí)施例輪胎中一層帶束層的角度示意圖。圖2中，中心線表示鋼絲帶束層的長(zhǎng)度方向。

當(dāng)輪胎成型時(shí)，鋼絲帶束層沿長(zhǎng)度方向周向設(shè)置在輪胎的樹脂纖維層的輪胎徑向外側(cè)。所以，鋼絲帶束層的長(zhǎng)度方向和輪胎的周向重合。所謂的鋼絲帶束層的角度可以看做是，組成帶束層的鋼絲簾線與輪胎周向的組成方的兩個(gè)夾角中較小的夾角。同時(shí)，需注意的是兩層帶束層交錯(cuò)疊放的設(shè)置在輪胎上，如圖3所示，圖3為本發(fā)明實(shí)施例輪胎中另一個(gè)鋼絲帶束層的角度示意圖。在本發(fā)明實(shí)施例中，兩個(gè)方向的鋼絲帶束層誰上誰下設(shè)置并不固定。

本發(fā)明在所述鋼絲帶束層徑向外部沿輪胎圓周方向設(shè)置有鋼絲增強(qiáng)層，其具有低延伸率和高模量，可賦予輪胎帶束層較高的束縛力，防止輪胎在行駛過程中的變形，輪胎的行駛穩(wěn)定性得到加強(qiáng)。同時(shí)，由于鋼絲在較低的形變下就可具有較高的束縛力，可使輪胎在低速狀態(tài)下就具有高的操控性。

參見圖4，圖4為本發(fā)明第一類實(shí)施例中輪胎的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，11為一對(duì)胎唇鋼絲圈，12為樹脂纖維層，13為胎側(cè)，14a為鋼絲帶束層第一層，14b為鋼絲帶束層第二層，16為鋼絲增強(qiáng)層，17為胎冠。

在本發(fā)明的第一類實(shí)施例中，在所述鋼絲帶束層徑向外部沿輪胎圓周方向纏繞有鋼絲增強(qiáng)層16，所述鋼絲增強(qiáng)層覆蓋整個(gè)胎面鋼絲帶束層，所述鋼絲增強(qiáng)層輪胎徑向外部為胎冠膠。這類實(shí)施例直接應(yīng)用鋼絲增強(qiáng)層替換樹脂纖維增強(qiáng)層，使鋼絲增強(qiáng)層直接覆蓋整個(gè)胎面帶束層，尺寸穩(wěn)定性優(yōu)良。

參見圖5，圖5為本發(fā)明第二類實(shí)施例中輪胎的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，21為一對(duì)胎唇鋼絲圈，22為樹脂纖維層，23為胎側(cè)，24a為鋼絲帶束層第一層，24b為鋼絲帶束層第二層，25為樹脂纖維增強(qiáng)層，26為鋼絲增強(qiáng)層，27為胎冠。

在本發(fā)明的第二類實(shí)施例中，在所述鋼絲帶束層徑向外部沿輪胎圓周方向的胎肩處纏繞有鋼絲增強(qiáng)層26，其余部分纏繞有樹脂纖維增強(qiáng)層25。這類實(shí)施例在變形程度大的胎肩區(qū)域纏繞鋼絲增強(qiáng)層，其余部位纏繞樹脂纖維增強(qiáng)層，這樣可加強(qiáng)胎肩部位束縛力。

參見圖6，圖6為本發(fā)明第三類實(shí)施例中輪胎的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，31為一對(duì)胎唇鋼絲圈，32為樹脂纖維層，33為胎側(cè)，34a為鋼絲帶束層第一層，34b為鋼絲帶束層第二層，35為樹脂纖維增強(qiáng)層，36為鋼絲增強(qiáng)層，37為胎冠。在本發(fā)明的第三類實(shí)施例中，在所述鋼絲帶束層徑向外部沿輪胎圓周方向的胎面中心纏繞有鋼絲增強(qiáng)層36，其余部位纏繞有樹脂纖維增強(qiáng)層35。這類實(shí)施例只在中心部位纏繞鋼絲增強(qiáng)層，以提高增強(qiáng)層的束縛力。

參見圖7，圖7為本發(fā)明第四類實(shí)施例中輪胎的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，41為一對(duì)胎唇鋼絲圈，42為樹脂纖維層，43為胎側(cè)，44a為鋼絲帶束層第一層，44b為鋼絲帶束層第二層，45為樹脂纖維增強(qiáng)層，46為鋼絲增強(qiáng)層，47為胎冠。在本發(fā)明的第四類實(shí)施例中，在所述鋼絲帶束層徑向外部沿輪胎圓周方向纏繞有樹脂纖維增強(qiáng)層45，所述樹脂纖維增強(qiáng)層覆蓋整個(gè)胎面鋼絲帶束層，在所述樹脂纖維增強(qiáng)層徑向外部沿輪胎圓周方向的胎肩區(qū)域額外纏繞有鋼絲增強(qiáng)層46。

參見圖8，圖8為本發(fā)明第五類實(shí)施例中輪胎的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，51為一對(duì)胎唇鋼絲圈，52為樹脂纖維層，53為胎側(cè)，54a為鋼絲帶束層第一層，54b為鋼絲帶束層第二層，55為樹脂纖維增強(qiáng)層，56為鋼絲增強(qiáng)層，57為胎冠。在本發(fā)明的第五類實(shí)施例中，在所述鋼絲帶束層徑向外部沿輪胎圓周方向纏繞有樹脂纖維增強(qiáng)層55，所述樹脂纖維增強(qiáng)層覆蓋整個(gè)胎面鋼絲帶束層，在所述樹脂纖維增強(qiáng)層徑向外部沿輪胎圓周方向的胎面中心額外纏繞有鋼絲增強(qiáng)層56。

上述第四類和第五類實(shí)施例是在現(xiàn)有輪胎的基礎(chǔ)上，在胎面寬度范圍內(nèi)部分額外纏繞鋼絲增強(qiáng)層。本發(fā)明優(yōu)選采用第一類或第二類實(shí)施例中鋼絲增強(qiáng)層的設(shè)置方式，輪胎綜合性能較好。

在本發(fā)明中，所述鋼絲增強(qiáng)層是具有高模量和一定預(yù)伸長(zhǎng)率的曲形鋼絲帶，沿輪胎圓周方向設(shè)置在輪胎帶束層徑向外部作為增強(qiáng)件，其由鋼絲簾線纏繞形成，優(yōu)選由直徑為0.2mm～2.0mm的鋼絲簾線纏繞形成。所述鋼絲簾線是由至少一種的細(xì)鋼絲通過一定方式纏繞加捻得到，其中，細(xì)鋼絲的直徑d₀可為0.1mm～1.0mm。本發(fā)明所述鋼絲是指材料選擇鋼，可選按強(qiáng)度分NT(普通強(qiáng)度鋼簾線，2800兆帕)、HT(高強(qiáng)度鋼簾線，3200兆帕)、ST(超高強(qiáng)度鋼簾線，3600兆帕)、UT(特高強(qiáng)度鋼簾線，4000兆帕)等類型，其中強(qiáng)度順序?yàn)镹T<HT<ST<UT；本發(fā)明優(yōu)選采用HT以上的鋼絲簾線。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述鋼絲簾線在覆膠后呈規(guī)則曲線形態(tài)。作為優(yōu)選，所述規(guī)則曲線滿足式1條件：1.01＜L₁/L₀＜1.10式1；

式1中，L₀為一個(gè)規(guī)則曲線變換循環(huán)鋼絲簾線與其延伸方向中心直線相交的兩個(gè)端點(diǎn)間的直線距離；L₁為一個(gè)規(guī)則曲線變換循環(huán)鋼絲簾線與其延伸方向中心直線相交的兩個(gè)端點(diǎn)間的鋼絲簾線長(zhǎng)度。

參見圖9和圖10，圖9為本發(fā)明一些實(shí)施例中鋼絲增強(qiáng)層的鋼絲簾線覆膠后的形態(tài)示意圖，圖10為本發(fā)明另一些實(shí)施例中鋼絲增強(qiáng)層的鋼絲簾線覆膠后的形態(tài)示意圖。圖9中，虛線為鋼絲簾線延伸方向，a1和b1分別是一個(gè)規(guī)則曲線變換循環(huán)鋼絲簾線與其延伸方向中心直線相交的兩個(gè)端點(diǎn)，其中包含一個(gè)曲線變換循環(huán)，a1和b1之間的曲線長(zhǎng)度為鋼絲簾線長(zhǎng)度L₁，a1和b1之間的直線距離為L(zhǎng)₀。圖10中，虛線為鋼絲簾線延伸方向，a2和b2分別是一個(gè)規(guī)則曲線變換循環(huán)鋼絲簾線與其延伸方向中心直線相交的兩個(gè)端點(diǎn)。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，直線距離L₀和鋼絲簾線長(zhǎng)度L₁兩者的比例關(guān)系E滿足：1.01＜E＝L₁/L₀＜1.10。此曲線變換是為了使鋼絲保持一定的預(yù)伸長(zhǎng)率，使其在成型或充氣時(shí)，輪胎徑向膨脹，胎面下耐隆鋼絲能進(jìn)行一定的變形來緩沖應(yīng)力，防止其在應(yīng)力下斷裂。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，鋼絲的曲線變換不宜有銳角類變換，應(yīng)該是具有一定弧度的曲線變換；曲線變換應(yīng)具有一定的規(guī)律循環(huán)，以使鋼絲裁取時(shí)，預(yù)伸長(zhǎng)率固定，并防止應(yīng)力集中。此規(guī)律變換不應(yīng)局限于已知的波形變換和鋸齒變換，任何無銳角的其他具有弧度的規(guī)則循環(huán)變換也可以應(yīng)用。

此外，所述規(guī)則曲線優(yōu)選滿足式2條件：0.01＜L₁/L₀-R₁/R₂＜0.05 式2；

式2中，R₁為成品輪胎中環(huán)狀鋼絲增強(qiáng)層的圓周半徑；R₂為輪胎成型時(shí)環(huán)狀鋼絲增強(qiáng)層的圓周半徑。

在本發(fā)明中，膨脹率S是指成品輪胎中環(huán)狀帶束層增強(qiáng)層所組成的圓周的半徑R₁與輪胎成型時(shí)在成型鼓上的輪胎帶束增強(qiáng)層所組成的圓周半徑R₂的比值S＝R₁/R₂。作為優(yōu)選，本發(fā)明輪胎中，0.01<E-S<0.05。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述鋼絲增強(qiáng)層沿輪胎軸向方向上的寬度為鋼絲帶束層寬度的10％～130％，優(yōu)選為20％～100％。所述鋼絲增強(qiáng)層與輪胎周向的角度可為0～10度，優(yōu)選為0～5度。在本發(fā)明中，鋼絲增強(qiáng)層在纏繞時(shí)，其與輪胎周向的角度原則上應(yīng)為0°，但是由于輪胎帶束層具有寬度，以及成型工藝的影響，鋼絲增強(qiáng)層與輪胎周向方向之間存在較小的角度，其多在0-5度之間。

本發(fā)明輪胎成型過程中，在纏繞鋼絲增強(qiáng)層時(shí)，需使用特定成型鼓，即胎肩處具有預(yù)定形狀的凹陷，其形狀與鋼絲增強(qiáng)層在輪胎中的位置相同。本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種半鋼子午線充氣輪胎的成型裝置，用于纏繞半鋼子午線充氣輪胎半制品材料，包括成型鼓和用于驅(qū)動(dòng)成型鼓的驅(qū)動(dòng)設(shè)備，其中，所述成型鼓表面胎肩處具有弧形凹陷。

參見圖11，圖11為本發(fā)明實(shí)施例提供的成型裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。本發(fā)明實(shí)施例提供的成型裝置包括成型鼓，如圖11中所示的鋼帶筒。在成型過程中，通過成型鼓的轉(zhuǎn)動(dòng)，所需材料如鋼絲帶束層、帶束增強(qiáng)層、胎面膠等依次纏繞在成型鼓表面，形成預(yù)定輪胎半制品。其中，成型鼓表面多由至少一個(gè)的片層組成，此片層可在徑向方向進(jìn)行一定程度伸縮，可使成型鼓表面具有可變的外徑，以方便卷取后的半制品取出。成型鼓按其輪廓類型分為：鼓式、半鼓式、芯輪式及半芯輪式幾種類型，本發(fā)明實(shí)施例可選用鼓式成型鼓。

在本發(fā)明中，所述成型鼓表面胎肩處具有弧形凹陷。即，本發(fā)明成型鼓在圓柱體柱體表面纏繞帶束層時(shí)，會(huì)在纏繞的帶束層邊緣位置，具有向圓柱體中心延伸的弧形表面。此類成型鼓適用于纏繞具有低延伸率和高模量類的帶束增強(qiáng)層，可改善其在帶束層邊緣纏繞時(shí)束縛力低的缺點(diǎn)。

圖12為本發(fā)明實(shí)施例中成型鼓的表面示意圖，如圖12所示，所述成型鼓在纏繞帶束層邊緣位置即胎肩處，具有一個(gè)圓弧直徑在一定范圍的弧形向圓柱體中心延伸的弧形表面，也就是弧形凹陷。參見圖12，所述弧形凹陷的圓弧直徑R可為15mm～100mm，優(yōu)選為20mm～80mm。所述弧形凹陷底端距離纏繞半制品材料表面的高度H可為5mm～25mm，優(yōu)選為10mm～20mm。在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述成型鼓纏繞半制品材料的圓柱體表面寬度W可為205mm～300mm。

本發(fā)明對(duì)成型鼓內(nèi)部結(jié)構(gòu)沒有特殊限制，采用本領(lǐng)域常用的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)即可。本發(fā)明提供的成型裝置包括驅(qū)動(dòng)設(shè)備，可通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由電動(dòng)機(jī)提供轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)成型鼓轉(zhuǎn)動(dòng)。本發(fā)明實(shí)施例配合有其他半制品材料供應(yīng)機(jī)構(gòu)，例如鋼絲帶束層，帶束增強(qiáng)層和胎面膠等的供料機(jī)構(gòu)。在本發(fā)明中，所述驅(qū)動(dòng)設(shè)備和供料機(jī)構(gòu)等采用本領(lǐng)域常用的機(jī)構(gòu)設(shè)備即可。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，一個(gè)輪胎的成型過程大致可分為以下幾個(gè)步驟：

1、制備輪胎各部位的半制品；

2、第一個(gè)成型鼓卷曲氣密層，樹脂纖維層，胎側(cè)膠等，第二個(gè)成型鼓卷曲鋼絲帶束層，帶束增強(qiáng)層和胎冠膠等。最后，兩部分和胎唇鋼絲通過折疊，充氣，滾壓等步驟粘合在一起，得到輪胎半制品；

3、未硫化輪胎即輪胎半制品在模具中熱硫化，得到輪胎。

其中，本發(fā)明實(shí)施例輪胎胎側(cè)和胎面膠都是橡膠組合物，由生膠，填料和各種橡膠添加劑組成。通常，胎面膠采用SBR、BR和NR等生膠，炭黑或二氧化硅等填料，以及各種橡膠添加劑混合組成。胎邊膠通常采用BR和NR等生膠，炭黑為主要填料，也可添加二氧化硅等無機(jī)填料，以及其他各種橡膠添加劑組成。橡膠添加劑包括：例如加工助劑，防老劑，活性劑，硫化劑，硫化促進(jìn)劑等組成。氣密層通常也是由橡膠組合物組成，但是其生膠是由丁基膠或鹵代丁基膠和NR等組成，填料通常為炭黑，碳酸鈣、云母片等，以及橡膠添加劑。

本發(fā)明主要涉及第二個(gè)成型鼓本身和其卷曲過程，在此成型過程中纏繞鋼絲增強(qiáng)層。所述鋼絲增強(qiáng)層由鋼絲簾線纏繞形成，具有低延伸率和高模量，可賦予輪胎帶束層較高的束縛力，防止輪胎在行駛過程中的變形，輪胎的行駛穩(wěn)定性得到加強(qiáng)。同時(shí)，由于鋼絲在較低的形變下就可具有較高的束縛力，可使輪胎在低速狀態(tài)下就具有高的操控性。

在本發(fā)明實(shí)施例成型裝置工作時(shí)，鋼絲增強(qiáng)層的纏繞方式等內(nèi)容如前所述，在此不再一一贅述。比如，本發(fā)明輪胎成型過程中，鋼絲增強(qiáng)層纏繞時(shí)，其在輪胎軸向方向上的寬度可為輪胎帶束層寬度的10％～130％；其與輪胎周向的角度可為0～10度。

此外，本發(fā)明輪胎充氣、滾壓和熱硫化等工序均為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的技術(shù)手段，本發(fā)明沒有特殊限制。

在本發(fā)明實(shí)施例中，所述半鋼子午線充氣輪胎的鋼絲帶束層徑向外部沿輪胎圓周方向設(shè)置有鋼絲增強(qiáng)層，所述鋼絲增強(qiáng)層由鋼絲簾線纏繞形成。本發(fā)明輪胎成型過程中，在纏繞鋼絲增強(qiáng)層時(shí)，需使用特定成型鼓，即胎肩處具有預(yù)定形狀的凹陷，其形狀與鋼絲增強(qiáng)層在輪胎中的位置相同。本發(fā)明輪胎的帶束增強(qiáng)層包括鋼絲，可賦予輪胎帶束層較高的束縛力，防止輪胎在行駛過程中的變形，輪胎的行駛穩(wěn)定性得到加強(qiáng)。同時(shí)，由于鋼絲在較低的形變下就可具有較高的束縛力，可使輪胎在低速狀態(tài)下就具有高的操控性。另外，本發(fā)明輪胎還具有較好的耐久性等特點(diǎn)，利于應(yīng)用。

為了進(jìn)一步理解本申請(qǐng)，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)?zhí)峁┑陌脘撟游缇€充氣輪胎及其成型裝置進(jìn)行具體地描述。

實(shí)施例1

本實(shí)施例首先采用常規(guī)原料，制備輪胎各部位的半制品；然后，在第一個(gè)成型鼓卷曲氣密層，樹脂纖維層，胎側(cè)膠，第二個(gè)成型鼓卷曲鋼絲帶束層，帶束增強(qiáng)層和胎冠膠。最后，上述兩部分和胎唇鋼絲通過折疊，充氣，滾壓步驟粘合在一起，得到輪胎半制品。未硫化輪胎即輪胎半制品在模具中熱硫化，得到半鋼子午線輪胎。

其中，第二個(gè)成型鼓纏繞帶束層邊緣位置具有弧形凹陷，如圖12所示。所得半鋼子午線輪胎結(jié)構(gòu)如圖4所示，輪胎規(guī)格為：215/45ZR17MAZ4S91W。所得半鋼子午線輪胎結(jié)構(gòu)參數(shù)參見表1，表1為實(shí)施例1～3和比較例中半鋼子午線輪胎結(jié)構(gòu)參數(shù)。

實(shí)施例2～3

按照實(shí)施例1的方法，分別得到實(shí)施例2、實(shí)施例3的半鋼子午線輪胎。其中，第二個(gè)成型鼓纏繞帶束層邊緣位置具有弧形凹陷，如圖12所示。所得半鋼子午線輪胎結(jié)構(gòu)分別如圖5、圖4所示，輪胎規(guī)格為：215/45ZR17MAZ4S91W。所得半鋼子午線輪胎結(jié)構(gòu)參數(shù)參見表1。

比較例

采用圖1所示的裝置，按照實(shí)施例1的方法，得到比較例的半鋼子午線輪胎。所得半鋼子午線輪胎結(jié)構(gòu)采用尼龍纖維增強(qiáng)層，輪胎規(guī)格為：215/45 ZR17 MAZ4S 91W，結(jié)構(gòu)參數(shù)參見表1。

表1 實(shí)施例1～3和比較例中半鋼子午線輪胎結(jié)構(gòu)參數(shù)

注：以上材質(zhì)中，尼龍66(聚酰胺)的規(guī)格為860D/2/25.5、購自神馬實(shí)業(yè)股份有限公司；ST鋼絲簾線的規(guī)格為5*0.225mm、購自中國(guó)貝卡爾特公司鋼簾線有限公司；聚酯(PET)的規(guī)格為1500D/2/25.5、購自聯(lián)新(開平)高性能纖維有限公司；人造絲的規(guī)格為1650D/2/25.5、購自N.I TEIJIN SHOJI CO.,LTD。

對(duì)實(shí)施例1～3和比較例所得半鋼子午線輪胎進(jìn)行性能測(cè)試，其中，主觀評(píng)價(jià)測(cè)試車輛為：VW OCTOVIA 2.0；主觀評(píng)價(jià)采用10分制，分?jǐn)?shù)越高，性能越好。輪胎耐久測(cè)試法規(guī)為：FMVSS 109；輪胎高速測(cè)試法規(guī)為：ECER 30。

測(cè)試結(jié)果參見表2，表2為實(shí)施例1～3和比較例所得半鋼子午線輪胎的性能測(cè)試結(jié)果。從表2可以看出，本發(fā)明提供的半鋼子午線充氣輪胎具有較好的操控性和行駛穩(wěn)定性和耐久性等，能更好地滿足乘車用高性能(HP或者UHP)半鋼子午線輪胎的使用要求。

表2 實(shí)施例1～3和比較例所得半鋼子午線輪胎的性能測(cè)試結(jié)果

注：以上客觀測(cè)試結(jié)果以比較例為100，各實(shí)施例的數(shù)據(jù)為百分比形式。對(duì)于以上主觀測(cè)試結(jié)果，數(shù)值越大，代表其性能越好。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。