获得用于在轮胎的制造过程中植入的预成型线的方法、及包括橡胶片和预成型线的组件

摘要

本发明涉及一种获得用于在轮胎的制造过程中植入的预成型线的方法。本发明的方法包括步骤：选择(32)可变形线、使可变形线弹性变形(34)、以及使用可在成形步骤过程中变形或收缩的保持装置保持(36)可变形线。本发明还涉及一种包括生胶片和可变形线的组件。

说明书

技术领域

本发明涉及一种获得用于在轮胎的制造过程中植入的预成型线的方法，以及涉及一种未硫化橡胶片与可变形线的组件。

背景技术

目前绝大多数的轮胎尤其是子午线轮胎通过采用以下制造方法获得。

在第一步骤中，轮胎的各种组成部件被组装在圆柱形成型鼓上。在这些组成部件中，具有内部密封橡胶层、胎体帘布层、胎圈丝、各种填充物和侧壁保护橡胶或胎圈包布。在称作成形步骤的第二步骤过程中，在第一步骤过程中组装的组成部件从通过成型鼓所施加的圆柱形形状变形为与即将形成的轮胎的形状类似的环面形状。在第三步骤中，胎冠带束层和胎面裹绕在该环面形状，以获得胎胚。最终，在称作硫化的第四步骤中，在客车轮胎的情况下，胎胚被放置在模具中加热到150℃左右的温度，以通过模制形成轮胎胎面花纹和确保通过硫化将整个结合起来。

机动车、重型货车、军用车辆等的某些制造商为车辆配备了轮胎压力测量系统。为此，轮胎通常装配有压力传感器和用于发射压力测量结果的装置。发射装置通常包括通过连接线与天线连接的发射器。天线通常通过导线形成。

实际中公知将连接线或天线用线在组装的第一步骤过程中植入轮胎。因此，通过将其植入轮胎体中，线会得到适当保护。

连接线或天线用线必须能够经受住成形步骤所引起的变形。因此，使用合适的线是很重要的。

本发明涉及一种获得用于在轮胎的制造过程中植入的预成型线的方法，所述轮胎通过执行以下制造方法得到：

-将轮胎的组成部件组装在圆柱形成型鼓上的步骤，在所述步骤中，处于称作植入结构的第一结构的预成型线被植入；

-成形所组装的组成部件的步骤，在所述步骤中，预成型线从其植入结构变形到称作成形结构的第二结构；以及

-硫化成形组成部件的步骤。

为了使线能够经受住成形操作，实际中公知将其以预成型状态例如波状或Z字形状植入轮胎，从而，线能够在经受拉应力时以弹簧的方式变形。

在成形过程中，线与所施加的延伸量成比例地伸展，且由于线本能地趋向于抵抗其所经受的力，因此可对与线相邻的构件的最终成形的均匀性造成不良影响。而且，在成形之后，伸展的线未处于静止状态而趋向于恢复到其初始形状。回复力与在成形步骤过程中线所经受的延伸量成比例。这些回复力特别是在硫化步骤过程中易于使线恢复到其初始形状，这是由于橡胶层的粘性会由于高温而降低，使得它们不能牢固地保持伸展的线。当线恢复到其初始形状，线可连带着轮胎的构件，特别是可使胎体帘布层的线移位。因此，如此获得的轮胎的结构具有使其寿命降低且使其较不可靠的缺点。

发明内容

本发明的目的是通过提供一种获得预成型线的方法来克服这些缺点，所述预成型线可在不损害轮胎制造的情况下植入轮胎。

为此，本发明的主题是一种获得用于在轮胎的制造过程中植入的预成型线的方法，所述轮胎通过执行以下制造方法得到：

-将轮胎的组成部件组装在圆柱形成型鼓上的步骤，在所述步骤中，处于称作植入结构的第一结构的预成型线被植入；

-成形所组装的组成部件的步骤，在所述步骤中，预成型线从其植入结构变形到称作成形结构的第二结构；以及

-硫化成形组成部件的步骤。

其特征在于，以下步骤被执行：

-选择可变形线；

-基于所述线在轮胎成形步骤过程中所要经受的成形量为可变形导线确定植入结构；

-该可变形线被变形为植入结构；以及

-该可变形线使用保持装置而被保持在植入结构下，所述保持装置能够在成形步骤和硫化步骤过程中变形或“消失”。

因此，预成型线在处于其植入结构时被施加应力。在预成型线上施加的变形水平即其“预应力”取决于在成形步骤过程中可能经受的成形水平即延伸水平。当线植入轮胎中时，其以使其所经受的预应力在成形步骤过程中释放的方式定位。这样，预成型线的回复力在成形过程中降低，且这些回复力在轮胎的制造过程中可能引起的轮胎构件的移位得到大大降低。

根据优选实施例，在可变形线上施加的使其处于植入结构的变形是弹性变形。

该实施例具有两个优点。第一个是，弹性变形是可逆转的，因此可充分控制所需要的回复力释放量，以便获得不具有与预成型线的植入有关的缺陷的硫化轮胎。第二个优点是，任何塑性变形在轮胎工作时均可能产生损害预成型线的机械强度的微弱区域。因此，获得的轮胎的质量优于现有技术的轮胎的质量。

通过保持装置，预成型线在被植入轮胎之前未处于静止状态而是保持其植入结构。由于这些保持装置是可变形的，因此，它们不会妨碍成形步骤。

保持装置被精心选择，以确保它们的刚性足够大而能经受住预成型线产生的力、且挠性足够大而能够在成形步骤过程中变形。

在轮胎成形步骤过程中，圆柱形成型鼓的直径增大，因此，轮胎的构件被伸展。这样，根据一个特殊实施例，在可变形线上施加的弹性变形是压缩，从而，该线可在成形过程中松弛。

根据一个特殊实施例，可变形线在其成形结构下或多或少处于静止状态。

在这种情况下，预成型线用于以使其在成形步骤过程中经受指定延伸的方式定位在轮胎中，且处于其植入结构时，可变形线被以相应的压缩水平压缩。

优选地，可变形线在静止时具有比当轮胎工作时在所选择的植入区域可能经受的最大延伸值大的结构伸长潜力。

当轮胎工作时所经受的最大延伸值的幅度水平根据所要考虑的轮胎区域而在宽的范围内变化。通过示例，在胎圈丝附近可以是1至10％，在轮胎的侧壁超过50％，或在胎冠区域超过10％。

优选地，可变形线在静止时具有波状、正弦状或Z字形状。

有利地，可变形线是金属线。

根据另一特殊实施例，可变形线的成形结构与可变形线在静止时的结构不同。例如，可变形线在其成形结构下可以以比当轮胎工作时在所选择的植入区域可能经受的最大延伸值大的残留压缩水平被压缩。

通过采用这种方式，当轮胎已被制成时，被植入轮胎的线不处于静止。因此，线仍可产生足够大的变形，从而能够经受住在轮胎的正常使用中固有的变形而不会断裂。

当可变形线用于定位在经受指定延伸的轮胎区域时，此时可变形线在其植入结构下以随与轮胎的成形有关的延伸量和在成形结构下残留的压缩水平而变化的压缩水平被压缩。

根据优选实施例，所选择的可变形线是一种在静止时结构为直线结构的可变形线。这意味着，所选择的线直接产生于与其准备有关的各种操作，而不会经受可能在轮胎的后续使用中产生微弱区域的任何局部塑性变形。

根据一个特殊实施例，可变形线处于成形结构时，它被成形成不具有任何直的部分。这样，被植入轮胎中的预成型线将在没有拉伸压缩而有弯曲的状态下工作。这显著地改善了其疲劳强度。

一种根据本发明的获得预成型线的方法还涉及以下一个或多个特征：

-可变形线包括聚集在一起的多股钢丝；

-多股钢丝具有黄铜涂层；

-可变形线具有直径均为0.12mm的四根涂覆有黄铜的多股钢丝：

-可变形线被弹性变形，并通过将其在植入结构下直接放置到未硫化橡胶片上而保持在其植入结构下；以及

-可变形线被弹性变形，并通过将其在植入结构下直接放置到磁性板、并随后将可变形线转移到未硫化橡胶片上而保持在其植入结构下。

应当指出，与相同直径的单股线相比，多股线具有挠性更好、且远能更好地经受住机械压缩和弯曲应力的优点。

根据本发明的方法是这样的：在可变形金属线的情况下，使该金属线具有指定的弹性极限R_p，且处于植入结构时，线中所有点经受的应力均低于该弹性极限R_p。

优选地，当弹性极限由常规弹性极限R_p0.2限定，且处于植入结构时，线中所有点经受的应力σ是这样的：

σ<0.8 R_p0.2

在使金属线在静止状态与植入结构之间变形的步骤中遵守这些极限应力可确保：在该步骤中，金属线将不会经受可能在轮胎的后续使用中产生微弱区域的任何塑性变形。

本发明的另一主题是未硫化橡胶与预成型线的组件，其通过执行根据本发明的获得预成型线的方法得到。

未硫化橡胶片构成保持装置，该保持装置能够在成形步骤过程中变形、且能够在硫化步骤过程中“消失”。

附图说明

通过阅读下面单独地借助于示例并参看附图所作的描述可更好地理解本发明，附图包括：

图1是流程图，示出了轮胎制造方法中的各个步骤；

图2是当根据本发明的组件已被植入时轮胎组装成型鼓的图；

图3是图2所示的组装成型鼓在胎体帘布层正在放置时的图；

图4是图2和3所示的组装成型鼓在成形后的图；

图5是流程图，示出了根据本发明的获得预成型线的方法的各个步骤；

图6是根据本发明的预成型线的第一实施例在其处于成形结构时的图；

图7是图6所示的导线在其处于植入结构时的图；

图8是从横截面观察的第二类型的可变形线的视图；

图9是根据本发明的预成型线的第二实施例在其成形结构时的图；以及

图10是图9所示的线在其植入结构时的图。

具体实施方式

图1中所示的用于制造轮胎的传统方法包括组装的第一步骤10、成形的第二步骤12、形成胎胚(即未硫化轮胎)的第三步骤14和硫化的第四步骤16。

在图2和图3所示的组装步骤10的过程中，包括内部密封橡胶结构20、胎体帘布层22、胎圈丝(未示出)和组件26的各种组成部件组装在圆柱形成型鼓18上，其中，组件26包括未硫化橡胶片28和预成型线30。在图2中，已放置有内部密封橡胶20，且组件26已被放置在内部密封橡胶20的表面上。图3示出了胎体帘布层22正好围绕着密封橡胶20放置。借助于示例可看出，组件26定位在轮胎中密封橡胶20与胎体帘布层22之间。该组件26定位在密封橡胶20的中间处。因此，组件26位于完成的轮胎的胎面下方。

例如，预成型线30形成轮胎压力测量系统(未示出)的发射装置的天线。在组装过程中，预成型线30处于图7和10中所示的称作植入结构的第一结构。

在成形步骤12过程中，轴向上环绕着密封橡胶20的两端定位的胎圈丝被使得更为向一起靠近，且成型鼓18位于它们之间的部分的直径增大。在成形步骤12结束时，如图4所示，轮胎在组装步骤10的过程中所组装的组成部件具有环面形状。特别地，可以看出，由于成型鼓18的直径的增大，未硫化橡胶片28与预成型线30的组件26在圆周方向C上伸展。由于胎体帘布层22的线远比未硫化化合物难以延伸，因此，成形不会使得预成型线在轴向Y上出现任何显著的延伸。因此，预成型线30处于图6和9中所示的称作成形结构的第二结构。

未硫化橡胶片28与预成型线30的组件26在轮胎制造之前通过实施根据本发明的获得预成型线的方法得到。

现描述示于图5中的上述方法，作为可变形线的第一示例，本方法采用的是Z字形式的金属线。

该方法包括选择可变形线33例如Z字形线的第一步骤32。在静止时，该线具有与成形结构类似的结构。由于线在静止状态下被成形为Z字形，因此，它具有远大于10％的残留结构伸长率。该伸长率使得当轮胎正在工作时可变形线可承受在胎冠区域所经受的应力，从而它可被植入该区域中。

在第二步骤34的过程中，可变形线33的植入结构被确定。示于图7中的可变形线33的植入结构通过轮胎制造方法、通过成形结构、以及通过可变形线在轮胎内的期望位置和方位限定。

特别地，在成形步骤12过程中，可变形线33被主要沿周向C伸展。因此，可变形线33处于植入结构时，可变形线33包括比其它区域33b压缩更大的区域33a。区域33a主要沿伸展方向C延伸。区域33b被沿轴向Y定位。

在第三步骤36的过程中，可变形线33通过将其从静止状态压缩到植入结构而发生弹性变形。

施加给可变形线33的压缩水平大致等于成形水平，该成形水平是与在成形步骤12的过程中成型鼓18的直径变化相关的特征参数。成形水平依赖于所选择的植入区域。在胎圈丝附近，直径的变化实际为零。成形水平在胎冠下方最大，且可高达50％。为了使预成型线33在成形结构下回到静止状态，静止时的线33a的长度l_O需要被压缩到l，具体如下：

$\frac{l_o-l}{l}\approx 0.5$

0.5是成形水平或成形比。

在第三步骤38的过程中，变形线33通过未示出的磁板保持在位。如果线被赋予具有磁性，诸如磁性板的板由于其磁性而将变形线33保持在位。

当可变形线33已被定位在磁板上而处于植入结构下时，在步骤38过程中，可变形线33被放置到或接合到未硫化橡胶片28。然后，未硫化橡胶片28构成用于保持可变形线33的装置，该装置能够在成形步骤12的过程中变形并在硫化步骤16的过程中“消失”。

当获得预成型线的方法完成时，采用的术语不再是可变形线33，而是预成型线30。未硫化橡胶片28与预成型线30的组件26用于在轮胎的制造过程中植入轮胎。

通过本发明，预成型线所经受的预应力在成形的过程中释放，因此，线具有顺从成形而不是抗拒成形的趋势，且不会破坏相邻材料的成形。而且，在成形步骤12之后，预成形线处于其成形结构。此时，处于其成形结构时，预成型线30处于接近于其静止结构的结构下。这样，预成型线30不会妨碍轮胎硫化步骤16。

图8示出了可用于植入轮胎的第二可变形线53的剖视图。该线53包括聚集在一起的直径均为0.12mm的四股涂覆有黄铜的钢丝54。该聚集在一起的多股钢丝被扭曲，且圆形物55对应于线53的外包壳。该金属组件具有足够的传导性，以例如用作轮胎中的天线或用于线连接。

该线53的静止结构是直线结构。图9示出了该线53的成形结构，即，在轮胎制造的所有阶段之后将在新轮胎中出现的结构。处于该结构时，线被成形有残留的伸长率，在此也远大于10％，甚至50％，以便使线无论选择哪个区域植入均能在轮胎工作时经受住所经受的所有应力。成形还具有没有包括直的部分的特性。这样，线在轮胎中的所有部分均会经受弯曲应力，在这种情况下，轮胎具有非常好的疲劳强度，而不具有被证明较不利的拉压应力。这使得可显著改善预成型线50的疲劳寿命。

如前所述，线53在其植入结构下被沿与周向C对应的方向大大压缩，部分53a要沿着周向C定位。用于沿轴线Y轴向定位的部分53b的结构不发生变化。

线53通过使其弹性变形而被成形为植入结构。轮胎中所有点的弯曲应力遵守常规弹性极限R_p，并且优选为σ<0.8R_p0，2；该常规弹性极限特别地描述于标准NF EN 1 00002-1中。

线53可根据植入结构从直线状态变形、并直接被放置在未硫化橡胶片28上。该橡胶足以将线保持在位。线可手动或根据确保成形参数的成形模板使用经合适编程的机器人自动放置。如前所述，也可使用磁板。

图9和10通过示例示出了使用可变形线53产生的天线。根据本发明的方法的该组件的使用使得不会妨碍轮胎的制造，并可在轮胎工作时获得良好的疲劳强度。