充气轮胎及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种包括弹性体外胎的充气轮胎。所述弹性体外胎包括胎冠部分、相对的侧壁，以及沿着所述侧壁形成的与所述胎冠部分成间隔关系的胎圈区域。所述胎圈区域包括至少部分地由碳纤维形成的至少一个胎圈加强元件，诸如胎圈芯和/或胎圈填料。本发明专利技术还包括一种制造充气轮胎组件的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】本公开的主题广义地涉及充气轮胎的领域，并且更具体地讲，涉及包括至少部分地由碳纤维形成的胎圈加强元件的充气轮胎以及使用此类胎圈加强元件制造充气轮胎的方法。
技术介绍
充气轮胎通常包括具有从胎冠部分向内径向延伸并且终止在胎圈区域的侧壁的外胎。在充气轮胎的已安装状态下，胎圈区域定位在相关联的车轮的对应胎圈座上或沿着该胎圈座定位。胎圈区域的尺寸被设计成与胎圈座紧密地相互接合。通过这种方式，可在充气轮胎和相关联的车轮之间形成基本上气密性的组件。因此，可形成充气轮胎和车轮的组件，其能够在延长的时间段内在升高的压力水平下保持一定量的空气。此外，充气轮胎的胎圈区域与相关联的车轮的对应胎圈座之间的相互接合应当足够稳固以传递作用于充气轮胎上的全部扭矩而不允许充气轮胎与相关联的车轮之间的相对运动。一般来讲，由于相关联的车轮与路面之间的力的传递，在车辆使用期间会产生作用于充气轮胎上的扭矩。应当理解，这种扭矩可在车辆加速和减速期间产生。在许多情况下，车轮被制造成工业标准尺寸并且包括具有确定构型和/或构造的胎圈座。要确保充气轮胎和相关联的车轮之间可形成稳固的互连，充气轮胎的胎圈区域的尺寸被设计成使得形成胎圈区域的橡胶的一部分在安装时沿着胎圈座径向压缩。基本上不可延伸的加强元件通常被嵌入胎圈区域内，使得橡胶的沿着胎圈座压缩的部分向加强元件内侧径向设置。此类不可延伸的加强元件通常采取在本领域中通常被称为胎圈芯的无端环形抗拉构件的形式。在充气轮胎的已安装状态下，胎圈芯被设置为受拉，这至少部分地由于橡胶的向胎圈芯内侧径向设置且接合对应车轮的胎圈座的部分发生压缩。为了建立和保持充气轮胎与相关联的车轮之间的稳固的相互接合，胎圈芯被构造成在安装和使用期间产生的拉伸负载下基本上不可延伸。通常，胎圈芯由例如以环形构型(诸如以圆箍形状)布置的一条或多条钢丝组成，而且可具有各种已知横截面形状中的任一种，诸如圆形、正方形、矩形、梯形、六边形，或它们的变型形式。在一些情况下，胎圈芯由具有相对端部的相对较短长度的线或杆形成，所述相对端部被焊接或以其他方式接合在一起以形成实心环。在其他情况下，胎圈芯由包裹和卷绕成环形圈的一条或多条伸长长度的较小直径的线形成。虽然已知的充气轮胎构造通常能够令人满意地工作，但仍然需要提高充气轮胎性能，以及在已知的构造基础上减少充气轮胎的重量和/或制造成本。因此，本公开的主题力求在已知的充气轮胎构造上提供这些和/或其他益处和/或改善。
技术实现思路
根据本公开主题的充气轮胎的一个例子可包括围绕旋转轴在周边延伸的弹性体外胎。弹性体外胎可包括沿大致轴向方向延伸的胎冠部分。相对的侧壁可相对于彼此轴向隔开地设置，并且可沿着胎冠部分向内径向延伸到各自的胎圈区域。多个胎圈加强元件可设置有嵌入胎圈区域中的每个内的胎圈加强元件中的至少一个。胎圈加强元件可至少部分地由碳纤维形成。根据本公开主题的尺寸被设计成用于形成相关联的充气轮胎的胎圈区域的胎圈加强元件的一个例子可包括具有外表面且围绕旋转轴在周边延伸的环形主体。环形主体可至少部分地由多根碳纤维和一定数量的基质材料形成。根据本公开主题的制造充气轮胎的方法的一个例子可包括将至少一个由橡胶组成的材料层沿着相关联的轮胎成型鼓取向。该方法还可包括提供由多根碳纤维组成的胎圈加强元件，以及将胎圈加强元件沿着至少一个材料层定位。该方法还可包括将至少一个材料层锚固到胎圈加强元件。该方法还可包括将带式包装件和胎面沿着至少一个材料层定位以形成未固化的轮胎组件。该方法还可包括固化该组件以形成充气轮胎。【附图说明】图1是根据本公开主题的包括充气轮胎的轮胎和车轮组件的一个例子的示意性侧视图。图2是图1中的组件沿着其线2-2截取的示意性剖视图。图3是图1和图2中的组件在图2中示为细节3的部分的放大视图，示出了根据本公开主题的包括胎圈加强元件的胎圈区域的一个例子。图4是图1至3中的组件部分的放大视图，示出了根据本公开主题的包括胎圈加强元件的胎圈区域的另一个例子。图5是图1至3中的组件部分的放大视图，示出了根据本公开主题的包括胎圈加强元件的胎圈区域的又一个例子。图6是图1至3中的组件部分的放大视图，示出了根据本公开主题的包括胎圈加强元件的胎圈区域的另一个例子。图7是图1至3中的组件部分的放大视图，示出了根据本公开主题的包括胎圈加强元件的胎圈区域的另一个例子。图8是图1至3中的组件部分的放大视图，示出了根据本公开主题的包括胎圈加强元件的胎圈区域的另一个例子。图9是图1至3中的组件部分的放大视图，示出了根据本公开主题的包括胎圈加强元件的胎圈区域的又一个例子。图10是图1至3中的组件部分的放大视图，示出了根据本公开主题的包括胎圈加强元件的胎圈区域的又一个例子。图11是图1至3中的组件部分的放大视图，示出了根据本公开主题的包括胎圈加强元件的胎圈区域的另一个例子。图12是图1至3中的组件部分的放大视图，示出了根据本公开主题的包括胎圈加强元件的胎圈区域的另一个例子。图13是图1至3中的组件部分的放大视图，示出了根据本公开主题的包括胎圈加强元件的胎圈区域的另一个例子。图14是根据本公开主题的示例性胎圈加强元件的节段的透视图，其中表面处理沿着其外部表不。图15是根据本公开主题的制造充气轮胎的方法的一个例子的图形表示。【具体实施方式】如本文所用，诸如“纤维”、“细丝”等的术语对于具有小横截面尺寸(诸如在大约I μ m至大约25 μ m范围内的横截面尺寸)和不确定伸长长度的材料可互换使用。在优选的布置中，纤维材料可具有在从大约4 μπι至大约10 μm范围内的横截面尺寸。如本文所用，诸如“碳纤维”、“碳丝”等的术语对于通过使前体纤维碳化而形成的具有上述横截面尺寸和长度的材料可互换使用。在一些情况下，适于根据本公开的主题使用的碳纤维可具有在大约50GPa至大约350GPa范围内的拉伸模量，可具有在大约4μπι至大约10 μm范围内的横截面尺寸，并且/或者可具有2.5%或更小的拉伸伸长率。此外，如本文所用，诸如“纤维”、“细丝”、“碳纤维”、“碳丝”等的术语可以是指材料的两个或更多个单独的长度。在一些情况下，此类术语可以是指大量的材料(例如，数以千计的纤维、数以十万计的纤维、数以百万计的纤维，数以千万计的纤维)，其为有取向的(例如，大致对齐或以其他方式松散地组织)或无取向的(例如，沿许多方向随机定位)。如本文所用，诸如“纱线”、“纤维束”等的术语参考大量纤维(诸如一千或更多个纤维)使用，所述纤维沿不确定长度的连续伸长股线放置、扭曲和/或以其他方式捆绑在一起。作为一个例子，纱线可包括一定量的纤维，其在从大约1000个纤维至大约500，000个纤维的范围内。如本文所用，诸如“帘线”等的术语参考一种或多种纱线的产物使用，该产物可沿不确定长度的连续伸长股线放置、扭曲和/或以其他方式捆绑在一起。在一些情况下，一种或多种纱线可用粘结剂、粘合剂和/或基质材料处理。现在转到附图，其中提供图示是为了阐明本公开主题的示例性实施例，并且附图并非旨在限制，图1示出轮胎和车轮组件100，其包括安装在常规车轮104上的充气轮胎102，所述常规车轮允许充气轮胎在充气状态下工作和使用。在图1和图2中的示例性布置中，可为任何合适类型、种类、构造和/或构型的车轮10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有旋转轴的充气轮胎组件，所述充气轮胎包括：弹性体外胎，所述弹性体外胎围绕所述旋转轴周向延伸并包括在大致轴向方向延伸的胎冠部分；相对的侧壁，所述相对的侧壁以彼此轴向间隔开的关系设置并从沿着所述胎冠部分径向向内延伸至相应的胎圈区域；以及多个胎圈加强元件，其中至少一个胎圈加强元件嵌入所述胎圈区域中的每一个内；所述胎圈加强元件中的至少一个包括多根碳纤维。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·斯塔基，J·海斯，K·韦瑟瓦克斯，
申请(专利权)人：普利司通美国轮胎运营有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US