通过应用具有不同宽度的带制造轮胎的方法.pdf

一种制造轮胎的方法，包括：提供第一多个带状元件(A)，每个都基本上具有第一有效宽度(W1)；提供至少第二多个带状元件(B)，每个都基本上具有第二有效宽度(W2)；通过使所述第一多个带状元件和所述第二多个带状元件的侧边缘部分彼此靠近，将所述第一多个带状元件和所述第二多个带状元件布置在一支撑件上，以在所述支撑件上形成所述轮胎的至少一个增强部件；其中，所述第一有效宽度与所述第二有效宽度不同。

1.  一种制造轮胎的方法，包括：
提供第一多个带状元件，每个都基本上具有第一有效宽度；
提供至少第二多个带状元件，每个都基本上具有第二有效宽度；
通过使所述第一多个带状元件和所述第二多个带状元件的侧边缘部分彼此靠近，将所述第一多个带状元件和所述第二多个带状元件布置在一支撑件上，以在所述支撑件上形成所述轮胎的至少一个增强部件；
其中，所述第一有效宽度与所述第二有效宽度不同。

2.  根据权利要求1所述的方法，其中所述第一多个带状元件中的增强线状元件的数量与所述第二多个带状元件中的增强线状元件的数量不同。

3.  根据权利要求2所述的方法，其中所述增强线状元件设置成在所述第一多个带状元件和所述第二多个带状元件中都具有基本上相同的节距。

4.  根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述轮胎的所述至少一个增强部件包括至少一个胎体帘布层。

5.  根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述轮胎的所述至少一个增强部件包括至少一个带束层。

6.  根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中使所述第一多个带状元件的侧边缘部分和所述第二多个带状元件的侧边缘部分靠近包括使所述带状元件的侧边缘彼此邻接。

7.  根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中使所述第一多个带状元件的侧边缘部分和所述第二多个带状元件的侧边缘部分靠近包括使所述带状元件的侧边缘彼此重叠。

8.  根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中布置所述第一多个带状元件和所述第二多个带状元件包括将所述第一多个带状元件与所述第二多个带状元件交替地布置在至少一个增强部件的至少一个部分上。

9.  根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述布置所述第一多个带状元件和所述第二多个带状元件包括：
通过使所述第一多个带状元件的侧边缘部分彼此靠近来布置所述第一多个带状元件，以形成所述至少一个增强部件的第一部分；
通过使所述第二多个带状元件的侧边缘部分彼此靠近来布置所述第二多个带状元件，以形成所述至少一个增强部件的第二部分；
使所述至少一个增强部件的所述第一部分和所述第二部分的侧边缘部分彼此靠近，以形成所述至少一个增强部件。

10.  根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中由布置的所述第一多个带状元件和所述第二多个带状元件形成的所述至少一个增强部件的总长度与所述至少一个增强部件的相应目标圆周相差的值小于预设的阈值。

11.  根据权利要求10所述的方法，其中所述预设的阈值小于或等于所述目标圆周的0.5％。

12.  根据权利要求10或11所述的方法，其中所述第一有效宽度和所述第二有效宽度大于或等于所述目标圆周的1％。

13.  根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一多个带状元件包括第一整数N1个带状元件，其中所述第二多个带状元件包括第二整数N2个带状元件，并且N1和N2均大于或等于(N1+N2)/5。

14.  根据权利要求13所述的方法，其中N1和N2均大于或等于2(N1+N2)/5。

15.  根据权利要求14所述的方法，其中N1和N2最多相差1。

16.  根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述将所述第一多个带状元件和所述第二多个带状元件布置在所述支撑件上包括将所述第一多个带状元件和所述第二多个带状元件布置在所述支撑件的表面上，所述表面为圆柱形表面、超环面形表面或平面。

17.  根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一有效宽度和所述第二有效宽度最多相差5mm。

18.  根据权利要求17所述的方法，其中所述第一有效宽度和所述第二有效宽度最多相差2mm。

19.  一种轮胎，包括由靠近的带状元件形成的至少一个增强部件，其中所述带状元件包括每个都基本上具有第一有效宽度的第一多个带状元件和每个都基本上具有第二有效宽度的第二多个带状元件，其中所述第一有效宽度与所述第二有效宽度不同。

20.  根据权利要求19所述的轮胎，其中每个所述第一多个带状元件都包括第一数量的增强线状元件，每个所述第二多个带状元件都包括第二数量的增强线状元件，所述第二数量与所述第一数量不同。

21.  根据权利要求20所述的轮胎，其中所述第一数量和所述第二数量的增强线状元件设置成在所述第一多个带状元件和所述第二多个带状元件中都具有基本上相同的节距。

22.  根据权利要求19至21中任一项所述的轮胎，其中所述轮胎的所述至少一个增强部件包括至少一个胎体帘布层。

23.  根据权利要求19至22中任一项所述的轮胎，其中所述轮胎的所述至少一个增强部件包括至少一个带束层。

24.  根据权利要求19至23中任一项所述的轮胎，其中所述第一多个带状元件和所述第二多个带状元件彼此交替地布置在所述至少一个增强部件的至少一个部分上。

25.  根据权利要求19至24中任一项所述的轮胎，其中所述第一多个带状元件包括第一整数N1个带状元件，其中所述第二多个带状元件包括第二整数N2个带状元件，并且N1和N2均大于或等于(N1+N2)/5。

26.  根据权利要求25所述的轮胎，其中N1和N2均大于或等于2(N1+N2)/5。

27.  根据权利要求26所述的轮胎，其中N1和N2最多相差1。

28.  根据上述权利要求中任一项所述的轮胎，其中所述第一有效宽度和所述第二有效宽度最多相差5mm。

29.  根据权利要求28所述的轮胎，其中所述第一有效宽度和所述第二有效宽度最多相差2mm。

30.  根据权利要求19至29中任一项所述的轮胎，其中所述第一有效宽度和所述第二有效宽度大于或等于15mm。

通过应用具有不同宽度的带制造轮胎的方法
技术领域
本发明涉及制造轮胎的方法。具体地，本发明涉及制造轮胎的方法，其包括应用具有不同宽度的带状元件。此外，本发明还涉及包括至少一个增强部件的轮胎，该增强部件是通过靠近具有不同宽度的带状元件而形成的。
背景技术
用于车辆车轮的轮胎通常包括胎体结构，胎体结构包括至少一个胎体帘布层，胎体帘布层的相对的端部分别与环形锚固结构结合，通常所述锚固结构中每个都由基本上圆周的环形插入件构成，至少一个填充插入件设置在该环形插入件上径向外部位置处。胎体帘布层或多个帘布层通常包括对带状元件进行增强的增强织物或金属(例如钢)，该增强织物或金属设置在一平面上，该平面基本上与轮胎(所谓子午线轮胎)的行进方向垂直，更一般的是成70°到110°之间的角度。
带束(或者缓冲层)结构与胎体结构结合。带束结构包括一个或多个带束层，布置成彼此之间为径向重叠关系且与胎体结构成径向重叠关系，并且具有对交叉定向(通常与轮胎的行进方向相反，在15°到65°之间)的带状元件进行增强的织物或金属。胎面花纹块(treadband)设置在带束结构上径向外部位置处，由与轮胎的其它组成部分相似的弹性材料制成。
在大多数已知的轮胎制造方法中，胎体结构和带束结构(与相应的胎面花纹块一起)设置成在各自的工位中相互独立地制造，之后手动地组装起来。
更具体地，胎体结构的制造首先是将胎体帘布层或多个帘布层设置在第一转鼓上以形成圆柱形套筒，该第一转鼓通常称为“构建转鼓”。胎圈处的环形锚固结构配合在或形成在胎体帘布层或多个帘布层的相对端部，该胎体帘布层或多个帘布层围绕该环形结构自身以封闭该环形结构。
同时，在第二转鼓或辅助转鼓上，外部套筒制成包括彼此以径向重叠关系放置的带束层和应用到带束层的径向外部位置上的胎面花纹块。然后从辅助转鼓上拾取外部套筒，与胎体套筒结合。为此，外部套筒以同轴关系围绕胎体套筒设置，然后通过轴向地移动胎圈使其彼此靠近并且同步地允许压力下的流体进入胎体套筒中而使得胎体帘布层或多个帘布层成形为超环面形式，以确定带束结构和胎面花纹块应用到轮胎的胎体结构的径向外部位置上。
在用于构建胎体圆柱形套筒时，可以在相同的转鼓上执行胎体套筒与外部套筒的组装，在这种情况下涉及“单级构建工艺方法”。或者，根据所谓的“两级构建工艺方法”，可以在所谓的“成形转鼓”上执行组装，胎体圆柱形套筒在该“成形转鼓”上传输，并且扩张以获得超环面形并与外部套筒结合。
根据传统的技术，各个胎体帘布层和/或带束层可形成为片材部件，该片材部件作为单片应用在构建转鼓和/或辅助转鼓上。
或者，根据近年来的发展成果，通过应用一系列的带状元件或带来生产胎体帘布层和带束层。为了形成胎体帘布层或带束层，所述带可以并排布置或布置成带的边缘部分重叠。
如EP 1652658所示，作为非重叠带应用的单层增加了轮胎构造在整个轮胎径向宽度上的均匀性和一致性。然而，在整个胎面区域上仅仅边缘对边缘地而不是重叠地应用带产生了一些新的困难，并且可导致材料的浪费。仍然参考EP 1652658，比如，典型的客车轮胎可能需要20至60个带。以边缘对边缘的方式应用带，零间隙构造将需要切割第21个或第61个带来填充最后的间隙。为了填充剩余的间隙而破坏带将导致不能接受的废料量和高昂的制造成本。
原理上，精确的和指定宽度的带可用在边缘对边缘的非重叠层中，以便不会留下剩余的间隙。然而，根据EP 1652658，这种靠近将必定是昂贵的生产并且要有各种宽度的带的库存，以便兼容各种规格的轮胎。
为了解决上述问题，EP 1652658提出了一种方法和相应的设备，用于应用缓冲层或其它带-带增强层。EP 1652658的方法包括：
a)基于公称带宽、胎体的规格和所需的支数计算端部间隙；
b)计算在各个带之间基本上相等地分布计算出的端部间隙所需的分布间隙；以及
c)应用缓冲层或其它带-带增强层，各个带与相邻的带之间分隔开分布间隙间隔。
EP 1568476公开了形成帘线增强轮胎结构部件的方法，包括以下步骤：形成由预定数量的帘线型增强的具有预定宽度的带，以及通过连续地布置预定数量(根据轮胎规格而定)的带并且将相邻的带的侧边缘联接在一起来形成轮胎结构部件。根据实施例，所述带的宽度大约为π英寸，通过连续地连接n个带形成用于规格为n英寸(n为整数)的轮胎的轮胎结构部件。
EP 1698490公开了一种充气轮胎及其制造方法，在该充气轮胎中，通过使用整数个带并且布引起带之间的任何重叠来形成带束层。在该方法中，通过在模制转鼓上沿着轮胎的圆周方向排列N个带而形成带束层，相邻的带之间具有相等的间隔，其中N选择为满足(N+1)×A/sin(θ)＞L＞N×A/sin(θ)的整数，其中A、θ和L分布代表相应带的宽度、带束层相对于轮胎圆周方向的帘线角度和带束层的周长。
为了制造具有两个带束层的轮胎，EP 1698490的方法包括以下步骤：将带的可应用数量N₂设定为等于带的可应用数量N₁，同时选择满足L₁＝N₁×A/sin(θ)的整数作为可应用数量N₁；以各个带的两侧中每一侧都与另一个带的一侧邻接的方式将N₁个带彼此联接起来而形成内带束层；以及在该内带束层上沿着轮胎的圆周方向以N₂个带的相邻的带之间具有的一定间隔排列这些N₂个带而形成外带束层，其中所述间隔等于2πG/，A、G、θ、L₁和L₂分布代表相应带的宽度、相应带的厚度、带束层相对于轮胎圆周方向的帘线角度以及内带束层和外带束层的相应的周长。
发明内容
申请人发现，完整轮胎生产线需要高水平的灵活性。实际上，需要对制造步骤的有效管理，以应对待生产的不同的轮胎规格和模型，而不会引入成本、废料和/或制造时间的实质增加。
申请人还发现，轮胎的各个增强部件(也就是包括增强线状元件的各个轮胎部件，比如形成胎体结构和/或带束结构的层)的长度应当尽可能地匹配各自指定的目标圆周，也就是在制造转鼓上测量的圆周长度，增强部件应当以指定的制造步骤应用在该制造转鼓上(构建转鼓、辅助转鼓或一般在生胎制造过程中用到的任何类型的转鼓)。
在这个方面，注意到待覆盖的目标圆周的不正确匹配可导致在成品轮胎上具有不能接受的非均匀性。这种非均匀性的存在对于轮胎的质量是特别有害的，尤其是适于支持高速和/或极端驱动工况的高性能轮胎或超高性能轮胎(HP/UHP)。例如，胎体结构中的非均匀性可导致轮胎胎面在使用过程中的不规则磨损。在另一个实例中，通过迫使带束层的端部彼此联接来修正形成带束层时目标圆周的匹配不足可导致各种问题，包括：导致增强线状元件相对于轮胎赤道面的角度与特别为轮胎所设计的角度不同；这个角度沿着轮胎圆周的非均匀性；在同一个生产批量中轮胎与轮胎的差异。
从而，因为要根据多个因素来匹配许多不同的目标圆周，所以完整轮胎生产线的复杂性上升，这些因素包括：轮胎模型、轮胎规格、制造转鼓的直径、制造转鼓的形状、已经应用在转鼓上的下层的厚度等等。
申请人还发现，用于限定形成轮胎增强部件的带的最佳布置、数量和/或尺寸的已知方法通常涉及单个轮胎规格和/或单个增强层的制造。从而，因为对于匹配某个轮胎规格或某个待形成层的目标圆周而言最佳的带的布置或带的尺寸可能对于匹配不同轮胎规格或不同待形成层的目标圆周而言可能远不是最佳的，所以这些方法在必须生产不同模型或规格的轮胎的情况下可能失效。
具体地，只要涉及带的宽度，就不能保证对于形成指定尺寸的轮胎中的指定层而在第一个带和最后一个带之间基本上没有任何最终间隙而言优化了的指定宽度的带，能够用来形成同一个轮胎中的另一层和/或另一个轮胎规格中的相同层而在第一个带和最后一个带之间基本上没有任何最终间隙。例如，某个带宽可在形成第一胎体帘布层时完美地匹配目标圆周，但是当在同一个轮胎中形成重叠到第一胎体帘布层上的第二胎体帘布层时就不能完美地匹配目标圆周。在另一个实例中，某个带宽可在形成用于一个轮胎规格或模型的胎体帘布层或带束层时完美地匹配目标圆周，但是在形成用于另一个轮胎规格或模型的胎体帘布层或带束层时就不能完美地匹配目标圆周。
上述问题可能的解决方案可以是将带宽设定为π英寸，通过连续地连接n个带而形成规格为n英寸的轮胎的增强部件，如EP 1568476中提出的。这个解决方案对于利用相同的带宽生产不同规格轮胎的增强部件而言是有用的。然而，注意到这个解决方案在制造转鼓的直径选择上不利地具有了强硬的限制，对于所有待生产的轮胎规格而言制造转鼓的直径应当等于轮辋的直径，以便目标圆周(用英寸表示)等于π的整数倍。
相反，例如为了减小用于带束结构联接的胎体结构的成形范围，自由选择制造转鼓的直径将是有利的。结果，待覆盖带的目标圆周可完全不同于π的整数倍。从而，制造转鼓的直径选择的灵活性增大了设定待使用的带的最佳宽度的复杂性。
申请人理解，在不产生不利的成本增加、材料浪费和/或制造时间的情况下，为了结合完整轮胎生产线所需的灵活性与所生产的轮胎的高质量，需要带状元件应用的更多的自由度。具体地，申请人理解，使用宽度不同的带状元件来形成轮胎的增强层可以提供有效的解决方案以应对所要求的生产灵活性和轮胎质量。具体地，已经发现利用两种不同宽度的带来形成轮胎的增强层可以有利地获得完整轮胎生产线(也就是适于生产不同规格和/或模型的轮胎的生产线)。
在第一个方面，本发明涉及一种制造轮胎的方法，包括：
提供第一多个带状元件，每个都基本上具有第一有效宽度；
提供至少第二多个带状元件，每个都基本上具有第二有效宽度；
通过使所述第一多个带状元件和所述第二多个带状元件的侧边缘部分彼此靠近，将所述第一多个带状元件和所述第二多个带状元件布置在一支撑件上，以在所述支撑件上形成所述轮胎的至少一个增强部件；
其中，所述第一有效宽度与所述第二有效宽度不同。
为了本发明的目的，术语“多个”应当解释为“至少两个”的意思。
为了本发明的目的，表达“带状元件”指的是结合有增强线状元件的由弹性材料制成的细长元件，所述增强线状元件通常沿着所述细长元件的纵向方向基本上彼此平行地设置。为了本发明的目的，表达“增强线状元件”包括金属丝或帘线(通常由织物或金属材料制成)。
为了本发明的目的，带状元件的“有效宽度”指的是带状元件实际分布在形成的增强部件周长上的部分的宽度(沿着与线状元件的方向垂直的方向测量)。在带状元件与相邻的带状元件邻接而没有重叠的情况下，带状元件的有效宽度实际上与带状元件的最大宽度相对应；另一方面，在重叠的情况下，带状元件的有效宽度实际上与带状元件的最大宽度减去带状元件和相邻的带状元件重叠的侧边缘部分的宽度相对应。
为了本发明的目的，涉及第一多个带状元件和第二多个带状元件的表达“每个都基本上具有相同的宽度”指的是如果没有典型的制造公差(例如在0.3mm范围内，优选的在0.1mm范围内)，那么所有的相应多个带状元件具有相同的宽度。
使用宽度不同的带状元件来制造轮胎的增强层可提供完整生产线所要求的灵活性水平。采用这种选择，可以以减少的设计限制来设计制造工艺，而不需要不同尺寸的带的大量库存，和/或不需要连续地改变带宽以应对轮胎规格的变化和/或应对待覆盖的不同目标圆周。具体地，已经发现基本上对于任何待生产的实际轮胎规格而言，实际上可以利用两种不同宽度的带状元件来形成所有的轮胎增强层，显著降低了制造的复杂性。
所述第一多个带状元件中的增强线状元件的数量通常与所述第二多个带状元件中的增强线状元件的数量不同。然而，所述增强线状元件可设置成在所述第一多个带状元件和所述第二多个带状元件中都具有基本上相同的节距(也就是在线状元件之间具有相同的距离)。这使得在形成的增强部件中具有相同的增强线状元件节距，从而避免在生产的轮胎中出现不期望的非均匀性。
在根据本发明的方法中生产的所述轮胎的至少一个增强部件可包括至少一个胎体帘布层和/或至少一个带束层。
通过使所述带状元件的侧边缘彼此邻接，或者通过使所述带状元件的侧边缘与相邻的带状元件的侧边缘重叠，可以使所述第一多个带状元件和所述第二多个带状元件靠近。应当注意到通过使所述带状元件的侧边缘彼此邻接可以改善成品轮胎的均匀性。
有利的是，布置所述第一多个带状元件和所述第二多个带状元件可包括将所述第一多个带状元件与所述第二多个带状元件交替地布置在轮胎的所述至少一个增强部件的至少一个部分上。所述第一多个带状元件与所述第二多个带状元件交替地布置可使得成品轮胎具有减小的振动作用，该振动作用是由各个带状元件之间的联接引起的谐波分量而导致的。
或者，布置所述第一多个带状元件和所述第二多个带状元件可包括：
通过使所述第一多个带状元件的侧边缘部分彼此靠近来布置所述第一多个带状元件，以形成所述至少一个增强部件的第一部分(通过邻接或重叠)；
通过使所述第二多个带状元件的侧边缘部分彼此靠近来布置所述第二多个带状元件，以形成所述至少一个增强部件的第二部分(通过邻接或重叠)；
使所述至少一个增强部件的所述第一部分和所述第二部分的侧边缘部分彼此靠近，以形成所述至少一个增强部件(通过邻接或重叠)。
为了改善均匀性，由布置的所述第一多个带状元件和所述第二多个带状元件形成的所述至少一个增强部件的总长度可与所述至少一个增强部件的相应目标圆周基本相等。为了本发明的目的，在生胎预制过程中，当应用到制造转鼓(可能在下层之上)上时，增强部件的目标圆周与由增强部件覆盖的圆周相对应。
具体地，由布置的所述第一多个带状元件和所述第二多个带状元件形成的所述至少一个增强部件的长度与所述目标圆周相差的值小于预设的阈值。可接受的阈值可为比如所述目标圆周的0.5％。
在使用大宽度的带状元件(对于第一和第二多个带状元件)的情况下，本发明的方法可具有特定的优点。“大宽度”可对应于所述目标圆周的至少1％(例如至少15mm)。使用大宽度的带状元件可加速轮胎的制造过程。然而，大宽度的带状元件之间的联接彼此相隔更远。在这种状态下，带状元件之间的不完美联接导致“孤立的”非均匀性，这将对轮胎的性能产生最坏的影响。
对于所述第一多个带状元件的第一整数N1个带状元件和所述第二多个带状元件的第二整数N2个带状元件，优选的是，N1和N2均大于或等于(N1+N2)/5(也就是N1和N2均大于N1和N2的和的20％)。
更优选的是，N1和N2均大于或等于2(N1+N2)/5(也就是N1和N2均大于N1和N2的和的40％)。
更优选的是，N1和N2最多相差1，也就是N2＝N1或N2＝N1+1。
将所述第一多个带状元件和所述第二多个带状元件布置在用于布置带状元件的所述支撑件的表面上。所述表面为圆柱形表面或超环面形表面(例如，支撑件可为制造转鼓，将带状元件布置在制造转鼓的外表面上)。或者，所述支撑件的表面可为平面(例如，支撑件可为传送带)。在设置在超环面形表面的情况下，可以以任何方便的方式选择目标圆周，比如在赤道面处。
可以方便地将第一有效宽度(也就是第一多个带状元件的有效宽度)和第二有效宽度(也就是第二多个带状元件的有效宽度)设定成使得它们彼此相差微小，例如使得它们最多相差5mm，或者更优选地最多相差2mm。通过使用有效宽度稍稍不同的带状元件，成品轮胎对在滚动过程中通过与地面的相互作用而产生的力的响应可有利地更加均匀，显著改善轮胎使用过程中的性能。
在第二个方面，本发明涉及一种轮胎，包括由靠近的带状元件形成的至少一个增强部件，其中所述带状元件包括每个都基本上具有第一有效宽度的第一多个带状元件和每个都基本上具有第二有效宽度的第二多个带状元件，其中所述第一有效宽度与所述第二有效宽度不同。
包括在带状元件中的增强线状元件可在所述第一多个带状元件和所述第二多个带状元件中都具有基本上相同的节距。
所述轮胎的所述至少一个增强部件包括至少一个胎体帘布层和/或至少一个带束层。
在一个实施例中，所述第一多个带状元件和所述第二多个带状元件彼此交替地布置在所述至少一个增强部件的至少一个部分上。
对于所述第一多个带状元件的第一整数N1个带状元件和所述第二多个带状元件的第二整数N2个带状元件，优选的是，N1和N2均大于或等于(N1+N2)/5(也就是N1和N2均大于N1和N2的和的20％)。
更优选的是，N1和N2均大于或等于2(N1+N2)/5(也就是N1和N2均大于N1和N2的和的40％)。
更优选的是，N1和N2最多相差1，也就是N2＝N1或N2＝N1+1。
第一有效宽度(也就是第一多个带状元件的有效宽度)和第二有效宽度(也就是第二多个带状元件的有效宽度)彼此可以相差微小，例如它们最多相差5mm，或者更优选地最多相差2mm。
所述第一有效宽度和所述第二有效宽度可以大于或等于比如15mm。
附图说明
参考附图，通过以下本发明一些示例性实施例的详细说明，本发明的特征和优点将会变得明显，这些实施例仅仅是非限制性的例子，其中：
图1为根据本发明包括至少一个增强部件的示例性子午线轮胎的局部透视图；
图1A示意性地示出了适于制造带状元件的传统挤压生产线；
图2示意性地示出了根据本发明的一个实施例形成的胎体帘布层的一部分，其中具有不同有效宽度W1、W2的带状元件A、B以交替的方式布置；
图3示意性地示出了根据本发明的一个实施例形成的带束层的一部分，其中具有不同有效宽度W1、W2的带状元件A、B以交替的方式布置；
图4示意性地示出了根据本发明的另一个实施例形成的胎体帘布层的一部分，其中具有不同有效宽度W1、W2的带状元件A、B布置成形成由带状元件A构成的胎体帘布层的第一部分和由带状元件B构成的胎体帘布层的第二部分；
图5示意性地示出了根据本发明的另一个实施例形成的带束层的一部分，其中具有不同有效宽度W1、W2的带状元件A、B布置成形成由带状元件A构成的带束层的第一部分和由带状元件B构成的带束层的第二部分；
图6示意性地示出了制造转鼓，根据本发明的一个实施例增强层形成在该制造转鼓上，具有不同有效宽度的带状元件A、B以相等的数目彼此交替地布置在整个转鼓圆周上；
图7示意性地示出了制造转鼓，根据本发明的一个实施例增强层形成在该制造转鼓上，具有不同有效宽度的带状元件A、B以各自不同的数目彼此交替地布置在转鼓圆周的仅仅一部分上；
图8A和8B示出了本发明中可用的具有不同有效宽度W1和W2的带状元件的示例性实施例的横切图。
具体实施方式
参考图1，附图标记1通常代表示例性的机动车辆用的子午线轮胎，根据本发明该子午线轮胎包括至少一个增强部件。所述至少一个增强部件可包括胎体帘布层和/或带束层和/或任何其它的轮胎增强部件，所述其它的轮胎增强部件包括沿着相对于轮胎赤道面p-p的横向方向设置的增强线状元件。
轮胎1包括具有一个或多个胎体帘布层的胎体结构2，每个胎体帘布层都包括彼此连续地相邻的线状元件(示意性地示出)并且设置在包含轮胎旋转轴线的大致径向平面内。通常由3表示的带束结构围绕胎体结构2周向地设置在相对于轮胎赤道面p-p的中心位置上，胎面花纹块4设置在该带束结构的径向外部位置上。
带束结构3至少具有设置在胎体结构2的径向外部位置上的第一带束层5、设置在第一带束层5的径向外部位置上的第二带束层7以及设置在第二帘布层7的径向外部位置上的增强层10。第一带束层5和第二带束层7包括彼此相邻并且相对于轮胎赤道面p-p倾斜地定向的带状元件6、8。此外，第二带束层7的带状元件8相对于第一带束层5的带状元件6沿着相反的方向倾斜。不同的是，增强层10的带状元件11基本上彼此平行并且沿着与轮胎赤道面p-p基本平行的方向定向。
如上面的发明内容所述，根据本发明，具有不同有效宽度的带状元件用来形成轮胎的至少一个增强部件，该增强部件包括相对于轮胎赤道面p-p沿着横向方向设置的增强线状元件。该至少一个增强部件可以是胎体结构2的胎体帘布层、和/或带束层5、7和/或任何其它的轮胎增强部件，所述其它的轮胎增强部件包括沿着相对于轮胎赤道面p-p倾斜地定向的增强线状元件。优选实施例可设置为，具有两种不同有效宽度的带状元件用来形成所有的轮胎增强层(每层都包括着两种不同宽度的带状元件)。具体地，可设置为胎体结构的增强层和带束结构的增强层形成有具有各自的有效长度的带状元件。换句话说，可由具有不同有效宽度W1、W2(W1≠W2)的带状元件形成胎体帘布层或多个帘布层，而可由具有不同有效宽度W3、W4(W3≠W4)的带状元件形成带束层，其中W3和W4可分别等于W1和W2，或者W3、W4中的至少一个可不等于W1、W2中的至少一个。
图1A示意性地示出了适于制造带状元件的传统示例性设备。为简明起见，带状元件在本说明书的其它部分将简单地表示为“带”。
参考图1A，用于挤压弹性复合物的挤压机12具有在内部设置有螺杆的圆筒和连接至圆筒以将弹性复合物供给到圆筒中的储料器。螺杆进行旋转，以便揉制供给到圆筒中的弹性复合物并且通过圆筒的前端将弹性复合物传送到具有预定形状的模具14中，该模具通常容纳在隔离头部中。
插入件15设置在挤压机12的模具14的后方。诸如钢丝帘线或织物帘线的多个增强线状元件21从设置在插入件15后方的多个卷轴16上展开，所述多个增强线状元件21在水平平面(即与图1A垂直的平面)中彼此平行布置。增强线状元件21将在以下的说明中示例性地表示为“帘线”。当弹性复合物挤压穿过模具14平行的帘线21穿过模具14，以便在帘线21上涂覆橡胶复合物。从而连续地形成具有预定形状和宽度的帘线增强带22。
通过拉动穿过牵引转鼓17而对由挤压机14挤压成的具有预定宽度的帘线增强连续带22进行导向。帘线增强连续带22通过怠速辊子19进一步传送至支撑件25，比如带式输送机、圆筒制造转鼓或超环面形制造转鼓。在牵引辊子17和怠速辊子19之间形成花形部分18。
刀具20设置在支撑件25的前面。刀具20将帘线增强连续带22切割成具有预定长度的带23。带23接着通过图1A中未示出的传统装置传送到支撑件25上。当形成胎体帘布层时，带23沿着与支撑件25的前进方向基本垂直(通常在70°到110°之间)的方向布置。当形成带束层时，带23沿着与支撑件25的前进方向成角度θ的方向布置，该角度θ通常在15°到65°之间.
在图1A中未示出的另一种构造中，由挤压机14生产的帘线增强连续带22在合适的卷轴上缠绕成半成品。然后，这个支持帘线增强连续带22的卷轴靠近刀具20，以便形成布置在支撑件25上的具有预定长度的带23。
在操作中，带23被传送到支撑件25上，驱动支撑件25以使得带23前进预定的距离，然后下一个带23传送到支撑件25上，使得随后的带23的前侧边缘部分靠近在先的带23的后侧边缘部分。可以通过使带23的侧边缘部分重叠或者使带23的侧边缘邻接来进行上述靠近。然后，相邻的带23的靠近的侧边缘部分联接在一起。重复这些步骤，直到形成具有目标长度的增强层。
图2和图3分别示意性地示出了根据本发明实施例形成的胎体帘布层的一部分和带束层的一部分。
图2的胎体帘布层和图3的带束层是由有效宽度分别为W1和W2(W1≠W2)的多个带A和多个带B交替形成的。例如，可以在各自的传送带(未示出)上形成胎体帘布层和带束层。可由第一挤压生产线将带A供给至传送带，由第二挤压生产线将带B供给至传送带，第一和第二挤压生产线与比如图1中所示的挤压生产线类似。
或者，可以采用单个的挤压生产线来制造具有累计有效宽度W1+W2的带，然后，在将带切割成增强层所需的长度，准备将带供给到传送带上之前，纵向地切割该带，形成有效宽度为W1和W2的两个连续带。
在另一个实施例中，可以通过从合适的卷轴上展开预先准备的连续带来提供带A和B，然后将带A和B切割成一定长度并供给到传送带上(从支持有效宽度分别为W1和W2的连续带的两个卷轴上，或者从支持具有累计有效宽度W1+W2的连续带(该连续带被纵向地切割，形成有效宽度分别为W1和W2的连续带)一个卷轴上)。
为了提高生产效率，可以平行地将多个带A和多个带B供给到传送带上。例如，当带A应用到传送带上并且联接至在先的带B上时，拉动并切割随后的带B。有利的是，可以从传送带的相对两侧将带A和B应用到传送带上。可以合适地控制传送带的前进，以便允许带A和B交替地进行设置。
图4和图5分别示意性地示出了根据本发明另一个实施例形成的胎体帘布层的一部分和带束层的一部分。
图2的胎体帘布层和图3的带束层是由独立地形成具有多个带A的第一部分和具有多个带B的第二部分，然后将这两个部分联接(通过使这两个部分的侧边缘部分重叠或使这两个部分的侧边缘部分邻接)起来而形成的，其中带A和带B的有效宽度分别为W1和W2，W1≠W2。
例如，胎体帘布层和/或带束层的第一和第二部分可形成在两个各自的传送带(未示出)上。可由第一挤压生产线将带A供给至相应的传送带，由第二挤压生产线将带B供给至相应的传送带，第一和第二挤压生产线与比如图1中所示的挤压生产线类似。
或者，可以采用单个的挤压生产线来制造具有累计有效宽度W1+W2的带，然后，在将带切割成增强层所需的长度，准备将带供给到传送带上之前，纵向地切割该带，形成有效宽度为W1和W2的两个连续带。
在另一个实施例中，可以通过从合适的卷轴上展开预先准备的连续带来提供带A和B，然后将带A和B切割成一定长度并供给到相应的传送带上(从支持有效宽度分别为W1和W2的连续带的两个卷轴上，或者从支持具有累计有效宽度W1+W2的连续带(该连续带被纵向地切割，形成有效宽度分别为W1和W2的连续带)一个卷轴上)。
为了提高生产效率，可以在两个传送带上平行地将多个带A和多个带B应用到传送带上。
图6示意性地示出了用于形成增强层(胎体帘布层或带束层)的具有不同有效宽度的带A、B的应用的另一个实施例。在图6所示的实施例中，带A、B应用到以横切面示出的制造转鼓50上。转鼓50可为圆柱形转鼓或超环面形转鼓。在本说明书中，“制造转鼓”指的是用来预制生胎的至少一部分的任何类型的制造转鼓，即构建转鼓、辅助转鼓或成型转鼓。在图6的示意性表示中，带A、B显示为(在横切面中)直线形，而实际上在这样的构造中，带置于转鼓50上并且遵循转鼓50的相关曲率。此外，图6中示出了各个带的横切面之间的间隔，在实际的应用中不会形成这些间隔，其引入到附图中仅仅是为了将各个带A、B彼此之间清楚地区分开。
带A和B的有效宽度分别为W1和W2，W1≠W2。所应用的带A的数量为N1，所应用的带B的数量为N2。在图6所示的实施例中，N1等于N2，也就是带A、B以相同的数量应用到转鼓50上(所示的带A、B的数量仅仅是示例性的，并不是暗指实际应用中必须是这个数量)。如图6所示，第一应用设备51控制带A应用到转鼓50的部分52上，而第二应用设备53控制带B应用到转鼓50的部分54上。第一应用设备51和第二应用设备53优选地位于转鼓50的相对两侧。具体地，分别由第一应用设备51和第二应用设备53控制的应用部分52、54彼此相隔180°。然而，也可以设置为，第一应用设备51和第二应用设备53设置在与图6所示不同的位置上。例如，第一应用设备51和第二应用设备53可设置在彼此成不同的角度(比如90°)处或者可以并排地设置。
在操作中，第一应用设备51和第二应用设备53可同时地分别应用带A和带B，以便提高应用过程的效率。图6中所示的环绕的数字限定了适于用带A和B覆盖转鼓50整个周边的应用步骤的顺序，每个应用步骤都包括同步(contemporary)将带A应用到部分52上和将带B应用到部分54上。具体地，在应用步骤(1)中，第一带A通过第一应用设备51应用到转鼓部分52上，第一带B通过第二应用设备53同步地应用到转鼓部分54上。在将第一对带A、B应用到转鼓50的相对两侧上之后，转鼓50旋转(沿着箭头所示方向)与带A、B的累积有效宽度W1+W2相对应的角度。然后，在应用步骤(2)中，第二带A通过第一应用设备51应用到转鼓部分52上，第二带B通过第二应用设备53同步地应用到转鼓部分54上。在将第二对带A、B应用到转鼓50的相对两侧上之后，转鼓50再次旋转与带A、B的累积有效宽度W1+W2相对应的角度。重复这些步骤，直到覆盖转鼓50的整个周边(图6中的步骤(7)之后)。结果，在形成的增强层中获得了带A、B的完美交替。根据具体的要求，在应用过程中可以使带A、B的侧边缘部分重叠或邻接。
图7示意性地示出了用于形成增强层(胎体帘布层或带束层)的具有不同有效宽度的带A、B的应用的另一个实施例。在图7所示的实施例中，带A、B应用到如图6所示的制造转鼓50上，带A和B的有效宽度分别为W1和W2，W1≠W2。所应用的带A的数量为N1，所应用的带B的数量为N2。然而，在图7所示的实施例中，N1不等于N2，也就是带A、B以不相同的数量应用到转鼓50上(所示的带A、B的数量仅仅是示例性的，并不是暗指实际应用中必须是这个数量)。带A、B的累积数量N1+N2为偶数。例如，在图7中，带A的数量N1大于带B的数量N2。如图6所示，第一应用设备51控制带A应用到转鼓50的部分52上，而第二应用设备53控制带B应用到转鼓50的部分54上。第一应用设备51和第二应用设备53位于转鼓50的相对两侧。具体地，分别由第一应用设备51和第二应用设备53控制的应用部分52、54彼此相隔180°。然而，正如前面参考图6所述的，这不能被认为是强制性的。
在操作中，第一应用设备51和第二应用设备53可同时地分别应用带A和带B，以便提高应用过程的效率。可以仅仅对一定对数的带A、B(至多直到待放置的N2个带B用完)进行上述过程。图7中所示的环绕的数字限定了适于用带A和B覆盖转鼓50整个周边的应用步骤的顺序。每个应用步骤都可包括同步将带A应用到部分52上和将带B应用到部分54上，或者单独地应用带A。具体地，在应用步骤(1)中，第一带A通过第一应用设备51应用到转鼓部分52上，第一带B通过第二应用设备53同步地应用到转鼓部分54上。在将第一对带A、B应用到转鼓50的相对两侧上之后，转鼓50旋转(沿着箭头所示方向)与带A、B的累积有效宽度W1+W2相对应的角度。然后，在应用步骤(2)中，第二带A通过第一应用设备51应用到转鼓部分52上，第二带B通过第二应用设备53同步地应用到转鼓部分54上。在将第二对带A、B应用到转鼓50的相对两侧上之后，转鼓50再次旋转与带A、B的累积有效宽度W1+W2相对应的角度。重复这些步骤，直到应用步骤(4)，在应用步骤(4)之后，相对于之前的步骤转鼓50旋转不同的角度，也就是与宽度W1+W1+W2相对应的角度。然后，执行应用步骤(5)，同步地应用第五对带A、B。在应用步骤(5)、(6)和(7)之间，转鼓50的旋转角度回到之前的值，与带A、B的累积有效宽度W1+W2相对应。在应用步骤(7)之后，没有带B需要应用。转鼓旋转与带B的有效宽度W2相对应的角度，并且执行第八个带A的应用步骤(8)。最后，转鼓旋转合适的角度(与带A、B的多个有效宽度的总和相对应)直到到达在应用步骤(9)中最后的带A应当应用的位置。从而覆盖转鼓50的整个周边。结果，仅仅在形成的增强层的某些部分中获得带A、B的交替，而其它的部分包括彼此相邻的具有相同有效宽度的带。根据具体的要求，在应用过程中可以使带A、B的侧边缘部分重叠或邻接。
申请人已经发现，用于制造轮胎增强部件的有效宽度不同的带状元件可提供完整生产线所要求的灵活性水平。对着这种选择，可以以较少的设计限制来设计制造工艺，不需要大量的不同尺寸的带，和/或不需要连续地改变带的有效宽度以应付轮胎规格的变化和/或待覆盖的不同目标周边。
用D表示由带状元件覆盖以形成指定增强层的一般目标圆周的直径，用W1、W2表示所用的带状元件的有效宽度，待应用覆盖对应于直径D的目标圆周的有效宽度为W1的带状元件的数量N1和有效宽度为W2的带状元件的数量N2应当满足以下的关系[1]：
W1N1+W2N2＝Dπ[1]
方程式[1]是预制的增强层为胎体帘布层的情况，而用于带束层的预制则应当满足以下的关系[1]：
W1/sin(θ)N1+W2/sin(θ)N2＝Dπ    [1’]
其中，θ表示带束层的增强线状元件相对于轮胎赤道面的角度。以下，方程式[1]将作为参考。然而，对于方程式[1’]也可以进行同样的考虑，获得相应的结果。
带状元件的有效宽度W1、W2的值可总是选择为或表达为整数，至少近似为整数。此外，Dπ的值，也就是由带状元件覆盖以形成指定增强层的目标圆周的值也可以表达为整数，至少近似为整数。这可以通过将上述关系[1]中的有效宽度和目标圆周的值表达为比如mm而容易地实现。近似的精度可限定用于计算的偏差，使得累积值W1N1+W2N2(也就是将有效宽度为W1的N1个带状元件和有效宽度为W2的N2个带状元件联接所形成的层的长度)与由值可以控制的增强层覆盖的目标圆周不同，以便将该累积值保持在预设的阈值之下。通过选择合适的目标直径D，优选实施例可提供对目标圆周的实际的完整覆盖。
从而方程式[1]可重新写为
W1N1+W2N2＝C        [2]
其中C表示目标圆周的整数近似。方程式[2]仅仅包含整数(N1和N2为待确定的未知量)，在数学学科中已知为丢番图方程(Diophantine equation)。对于任何近似目标圆周C的实际值而言，即对于任何增强层和/或轮胎规格而言，可以采用传统的数学方法来解方程式[2]。例如，根据欧拉方法，方程式[2]可以逐步转换成更容易求解的较低整数系数的方程，然后，通过逐步往回转换，找出方程式[2]的解，也就是确定未知的N1和N2。
一旦有效宽度W1和W2的值已经固定，那么对于目标圆周的任何值而言，原理上都可以找到方程式[1]或[2]的解。实际上，轮胎生产的范围内的“目标圆周的任何值”意味着与待应用在任何合宜尺寸的制造转鼓上的任何轮胎规格和/或模型和/或增强层匹配的任何目标圆周。从而，有效宽度W1和W2的合宜选择可提供一系列的适于将任何尺寸和/或模型的任何增强层应用到任何合宜尺寸的制造转鼓上的(N1、N2)对。
一旦已经确定有效宽度为W1的带状元件(带状元件A)的数量N1和有效宽度为W2的带状元件(带状元件B)的数量N2，那么就可以以对制造者而言最合宜的方式来确定带状元件A和B在制造轮胎时使用的合适的支撑件上的具体布置顺序。例如，继续追求用于形成各个增强层的生产效力和/或整个循环时间的减小，以便找出用于各个(N1、N2)对的最佳应用顺序。上述参考图2-7公开的实施例可以是可应用的实例。
众所周知，轮辋胎圈座设计直径代表轮胎的规格，用英寸表示。例如，轮胎的轮辋胎圈座直径分别有15英寸、16英寸、17英寸等等。回到方程式[2]，当考虑用具有相同带状元件的相同增强层制造成两种不同的规格时，可写成以下的关系：
第一种规格：W1N1+W2N2＝C1    [3]
第二种规格：W1N3+W2N4＝C2    [4]
其中，C1＝D1π，C2＝D2π，D1和D2涉及两种轮胎规格。假定第二种规格大于第一种规格。如果两种轮胎规格相互挨着，D1和D2用英寸表示，那么用英寸表示的话就是D2＝D1+1，使得C2＝C1+π，换句话说，C1和C2彼此相差大约80mm(更精确地是大约79.76mm)。此外，因为N1、N2、N3、N4都是整数，N3和N4涉及更大的轮胎规格，所以可写成以下的关系：
N3＝N1+inc1    [5]
N4＝N2+inc2    [6]
其中，inc1和inc2为表示在第一种轮胎规格和第二种轮胎规格中形成增强层所需的带状元件之间数量差的整数。
考虑上述所有情况，方程式[4]可重新写为：
W1(N1+inc1)+W2(N2+inc2)＝C1+π    [4’]
其也可以写为(参见方程式[3])
W1inc1+W2inc2＝π    [7]
方程式[7]给出了合适地选择带状元件的有效宽度W1和W2所遵循的规则。例如，考虑inc1＝1，inc2＝1，π的值大约为79mm，那么可以选择W1＝40mm，W2＝39mm。在另一个实例中，考虑inc1＝1，inc2＝2，π的值大约为80mm，那么可以选择W1＝27mm，W2＝26mm。
在下面的表1中，记录了用于预制不同轮胎规格中的胎体帘布层的结果，范围从17英寸到23英寸。假定胎体帘布层由有效宽度为W1＝40mm和W2＝39mm的带状元件形成，带状元件应用到直径从在17英寸处为490mm开始的圆筒支撑件上(如上所述，因为目标圆周彼此之间相差π值，所以可以容易地得出用于制造其它规格轮胎的圆筒支撑件的直径)。对于各个轮胎规格(TS)，该表记录了所需的有效宽度为W1＝40mm的带状元件的数量(N1)、所需的有效宽度为W2＝39mm的带状元件的数量(N2)、待覆盖的目标圆周(TC)、(N1+N2)个带状元件的有效宽度的累积总和(CS)。从表中可以看出，可以有利地以带状元件的有效宽度的累积总和与待覆盖的目标圆周之间最小的差(在几毫米范围内)生产胎体帘布层。应当注意到，可以完善该表以用于任何实际的轮胎规格，甚至是小于17英寸或大于23英寸。
表1