专利名称：具有增强的胎圈/侧壁设计的轮胎的制作方法
技术领域：
本发明涉及轮胎，并且更特别地，涉及具有侧壁加强件以改进轮 胎侧壁性能的轮胎。
背景技术：
在充气和加载情况下，子午线轮胎会在轮胎接地宽度的中心处的 侧壁区域受到弯矩。由力矩生成的应变和应力与轮胎的侧壁性能直接 相关。此前的调研显示，最大侧壁表面应变发生在轮胎侧壁的刚度最小 的区域中。因为在轮胎的加载过程中生成的帘线压缩，在上侧壁区域 中的组合帘线张力会减小并且该区域最不耐侧壁弯曲。因此，最大侧 壁表面应变位于上侧壁区域中。发明内容具有最大断面宽度、在最大断面宽度上方的上部和在最大断面宽 度下方的下部的轮胎包括围绕轮胎圆周地延伸的胎面、 一对侧壁、一 对胎圏部分和至少一个围绕轮胎从一个胎圏部分圓周地延伸到另一个 胎圏部分的胎体帘布层。轮胎还包括加强帘布层，其围绕轮胎圆周地 延伸并且布置在轮胎的至少一个胎体帘布层和胎面和至少一个侧壁之 间。加强帘布层具有终止于轮胎的下部中的下端。
附图连同下面提供的详细说明描述了要求保护的发明的示例性实 施例。在附图和随后的说明中，类似的元件以相同的参考标号表示。 附图并不是按比例的并且某些元件的比例被放大以用于说明目的。图1是半个轮胎100的一个实施例的剖视图。 图2是图1中轮胎100的一部分的放大透视图。 图3是图1中轮胎100中设置的加强帘布层的一部分的一个实施 例的透视图。图4是将带有侧壁加强件的P255/45R18轮胎与没有側壁加强件 的P255/45R18轮胎相比的侧壁表面应变图。
具体实施方式
下面包括在此使用的所选术语的定义。定义包括各个实例和/或落 入术语的范围内并且可以用于实施的部件的形式。实例并不用于进行 限制。单数和复数形式的术语都包含在定义内。"轴向"或"轴向地"是指平行于轮胎旋转轴线的方向。"圆周"和"圆周地"是指沿着平行于赤道平面并且垂直于轮胎的轴 向方向的胎面表面的周边延伸的直线或方向。"赤道平面"是指垂直于轮胎的旋转轴线并且经过轮胎胎面的中心 的平面。"槽"是指以直线、曲线或Z字形方式圆周地延伸的轮胎的胎面中 的细长的空的区域。"侧向，，或"侧向地"是指沿着轮胎的胎面从轮胎的一个侧壁到另一 个侧壁的方向。当在此使用时，"径向"或"径向地"是指垂直于轮胎旋转轴线的方向。"侧壁"是指位于胎面和胎圏之间的那部分轮胎。 "胎面，，是指在正常负载下与道路接触的那部分轮胎。 在该申请中，还参照轮胎的旋转轴线来描述方向。术语"向上"和 "向上地"是指朝向轮胎胎面的一般方向，而"向下"和"向下地"是指朝 向轮胎的旋转轴线的一般方向。因此，当相对定向术语例如"上"和"下" 与元件一同使用时，"上"元件比"下"元件间隔胎面更近。此外，当相 对定向术语例如"上方"或"下方"与元件一同使用时，在另 一个元件"上方"的元件比另 一个元件更靠近胎面。术语"向内"和"向内地"是指朝向 轮胎赤道平面的一般方向，而"向外"和"向外地"是指远离轮胎的赤道 平面并且朝向轮胎的侧壁的一般方向。因此，当相对定向术语例如"内" 和"外"与元件一 同使用时，"内"元件比"外"元件间隔轮胎的赤道平面 更近。图1中所示是轮胎100的一个实施例的一半的剖视图。虽然附图 中仅仅显示了轮胎100的一半，但是应当理解，轮胎100的另一半是 所示一半轮胎的真实镜像。轮胎100具有赤道平面Ep和从赤道平面 Ep到轮胎100的最外侧点(即，点X)测量的最大断面宽度Wm。轮 胎100可以被分成两个部分——上部U和下部L。使上部U与下部L 分开的是穿过点X绘制的基本上与轮胎100的旋转轴线平行的假想直 线Y。上部U是轮胎100中布置在轮胎100的最大断面宽度Wm (以 直线Y表示)上方的部分，而下部L布置在轮胎100的最大断面宽度 Wm (以直线Y表示)下方。继续参见图1，轮胎100包括设置在轮胎100的上部U中的胎面 102、设置在轮胎100的上部U和下部L中的侧壁104和设置在轮胎 100的下部L中的胎圈部分106。胎圈部分106包括胎圈芯108和具 有上端112的填充胶条110。轮胎100包括围绕轮胎100从一个胎圏部分(例如，胎圏部分106) 圆周地延伸到另一个胎圏部分(未显示)的胎体帘布层114。胎体帘 布层114在外面缠绕胎圈芯108并且向上朝胎面102延伸以形成翻边 部118。翻边部118终止于翻边端122。虽然图1中所示的轮胎100 包括一个胎体帘布层，但是在可选实施例(未显示)中，轮胎100可 以包括两个或更多胎体帘布层。继续参见图1中所示的该实施例，胎体帘布层114的翻边部118 具有从翻边端122向胎圏芯108的底部径向地测量的高度BU。优选地， 第一翻边部118的高度&在(从赤道平面Ep处的外胎面表面到胎圏 芯108的底部测量的)断面高度Hn的大约30%和大约70。/。之间。在 可选实施例(未显示)中，第一翻边部118的高度H，可以依照设计小于断面高度Ho的30。/。或大于断面高度H。的70%。在一个实施例中，胎体帘布层114包括径向地布置的平行对准的 帘线。换句话说，平行对准的帘线基本上垂直于轮胎100的赤道平面 Ep定向。在可选实施例中，胎体帘布层可以包括相对于轮胎100的赤 道平面Ep偏移的平行对准的帘线。在所有情形下，帘线可以由例如尼 龙或聚酯构成。继续参见图1，轮胎IOO还包括围绕轮胎100圆周地延伸的第一 和第二皮带126、 128。第一和第二皮带126、 128如图1所示设置在 胎面102和第一和第二胎体帘布层114、 116之间。第一和第二皮带 126、 128在轮胎100的台肩区域134附近的位置上分别终止于边缘 130、 132处。虽然图1中所示的轮胎IOO具有两条皮带，但是在可选 实施例(未显示)中，轮胎IOO可以包括单条皮带或两条以上的皮带。在一个实施例中，第一和第二皮带126、 128包括径向地布置的平 行对准的帘线或金属线。在可选实施例中， 一或多条皮带可以包括相 对于轮胎100的赤道平面Ep偏移的平行对准的帘线或金属线。在所有 情形下，帘线或金属线可以由例如钢或其它钢合金构成。继续参见图1，轮胎100还包括设置在轮胎100的台肩区域134 中分别在第一和第二皮带126、 128的边缘130、 132和胎体帘布层114 之间的皮带边缘插入件136。皮带边缘插入件136具有内端138和外 端140。皮带边缘插入件136配置成保护胎体帘布层114免受皮带126、 128的边缘的损坏。皮带边缘插入件136由挤压的橡胶构成，但是也 可以由另一种弹性材料构成。虽然显示在图1的实施例中，但是皮带 边缘插入件136是可选的并且可以在可选实施例(未显示)中省略。轮胎IOO还包括设置在胎面102和第一和第二皮带126、 128之间 的胎冠142。胎冠142可用于帮助将轮胎的部件(例如，皮带、帘布 层和胎面)保持在一起。胎冠142可以包括例如一或多个聚酯或尼龙 织物帘布层。虽然显示在图1的实施例中，但是胎冠142是可选的并 且可以在可选实施例(未显示)中省略。如图1所示，轮胎IOO还包括围绕轮胎100圆周地延伸的加强帘布层144。虽然轮胎100具有单层加强帘布层144，但是它可以在可选 实施例(未显示)中包括两或更多个加强件帘布层。图2中所示的是图1中轮胎100的一部分的放大透视图，更详细 地显示了加强帘布层144在轮胎100中的位置。加强帘布层144设置 在轮胎100的胎体帘布层114和胎面102和侧壁104 (或其部分)之 间。继续参见图2，轮胎100还包括具有上端204和下端206的填充 胶条插入件202。填充胶条插入件202置于填充胶条112上方，并且 在加强帘布层144和胎体帘布层114之间。填充胶条插入件202配置 成充当加强帘布层144和胎体帘布层114之间的衬垫。填充胶条插入 件202由橡胶构成，但是也可以由另一种弹性材料构成。虽然填充胶 条插入件202显示为单独的部件，但是它可以是填充胶条112的伸出 部。如图2所示，加强帘布层144具有终止于轮胎100的下部L中的 下端208。更具体地，加强帘布层144的下端208可以延伸到填充胶 条插入件202的上端204下方延伸。换句话说，填充胶条插入件202 可以与加强帘布层144重叠。优选地，加强帘布层144的下端208在 填充胶条插入件202的上端204下方延伸一径向距离R,，其在大约10 毫米和大约15毫米之间。在可选实施例中，径向距离Rt可以根据设 计而小于大约10毫米或大于大约15毫米。也可以相对于胎体帘布层114的翻边端124讨论加强帘布层144 的下端208的终端(termination)。例如，加强帘布层144的下端208 可以在胎体帘布层114的翻边端124下方延伸。换句话说，胎体帘布 层114的翻边部118与加强帘布层144的下端208重叠。优选地，加 强帘布层144的下端208在胎体帘布层114的翻边端124下方延伸一 径向距离R2,其在大约10毫米和大约15毫米之间。在可选实施例中， 径向距离R2可以小于大约10毫米或大于大约15毫米。虽然图1和2仅仅显示了轮胎100的剖面图的一半，但是加强帘 布层144可以延伸到轮胎100的另一个侧壁(未显示)中，在该另一个侧壁中，加强帘布层144的另一个下端(未显示)在轮胎100的另 一个侧壁的下部L中终止。因此，加强帘布层144可以被称作"半帘 布层，，加强件，因为它覆盖轮胎100的上半部，并且从轮胎的一个侧壁 (例如，侧壁104)的下部L延伸到轮胎100的另一个侧壁(即，未 显示的侧壁)的下部L。在可选实施例(未显示)中，加强帘布层144 可以设置在两个或更多零件中，这些零件一起从一个侧壁的至少一部 分延伸到另一个側壁的至少一部分。例如，一层加强帘布层可以具有 终止于轮胎的赤道平面Ep处或其附近的上端和终止于轮胎的一个侧 壁的下部L中的下端，而第二层加强帘布层可以具有终止于轮胎的赤 道平面处或其附近的上端和终止于轮胎的另一个侧壁的下部L中的下图3中显示了加强帘布层144的一个实施例的一部分的透视图。 加强帘布层144包括第一排平行对准的帘线302和第二排平行对准的 帘线304。两排平行对准的帘线302、 304封装在橡胶或另一种弹性材 料内。如图3所示，平行对准的帘线302的第一排中相邻的帘线彼此间 隔一距离Dp该距离D!从每个相邻帘线的中心测量。类似地，平行 对准的帘线304的第二排中相邻的帘线彼此间隔一距离D2，该距离 D2从每个相邻帘线的中心测量。优选地，Di和D2如图3中所示基本 上彼此相等。然而，Di和D2在可选实施例(未显示)中可能彼此不 同。参照图3，第一排平行对准的帘线302中的每条帘线均具有相对 于轮胎100的圆周方向C横向定向的纵轴线Ai。类似地，第二排平行 对准的帘线304中的每条帘线均具有相对于轮胎100的圆周方向C横 向定向的纵轴线A2。在可选实施例(未显示)中， 一或两排平行对准 的帘线302、 304可以根据设计相对于轮胎100的圆周方向C以锐角 定向。而且，第一和第二排平行对准的帘线302、 304基本上彼此平行 地定向。然而，在可选实施例(未显示)中，第一和第二排平行对准 的帘线302、 304可能并不会基本上彼此平行地定向。如图3所示，第一排平行对准的帘线302沿与轮胎100的圆周方 向C基本上平行的方向从第二排平行对准的帘线304偏移。换句话说， 第二排平行对准的帘线304中的帘线基本上不与第一排平行对准的帘 线302中的帘线对准。而是，第二排平行对准的帘线304从第一排平 行对准的帘线302移动一偏移距离D3,该偏移距离D3是从第一排平 行对准的帘线302的帘线302a的中心到第二排平行对准的帘线304 的帘线304a的中心测量的。优选地，偏移距离D3是第一排平行对准 的帘线302的相邻帘线之间的距离Di (或第二排平行对准的帘线304 的相邻帘线之间的距离D2)的大约50%。然而，偏移距离D3在可选 实施例(未显示)中可以小于或大于50%。加强帘布层144优选地具有在大约1.5毫米和大约2.5毫米之间的 厚度T。在可选实施例中，厚度T可以根据设计而小于1.5毫米或大 于2.5毫米。在一个实施例中，第一和第二排平行对准的帘线302、 304由尼龙 构成。在可选实施例中，平行对准的帘线302、 304中的一或两排可以 由聚酯构成。如图3所示，加强帘布层144显示为其中布置有两排帘线的整体 式部件。在这种情形下，加强帘布层144可以在未加工轮胎装配过程 中作为单个部件安装。在可选实施例(未显示)中，第一和第二排平行对准的帘线302、 304可以提供为不连续的层，它们可以在未加工轮 胎装配过程中单独地安装，但是每个配合以在轮胎制造过程结束时形 成加强帘布层144。通过在轮胎的一个或两个侧壁中设置加强件，可以改进轮胎的侧 壁性能。例如，当轮胎偏转时，加强件向外朝轮胎的側壁移动，因此 增大了轮胎侧壁的刚度。当轮胎侧壁的刚度增大时，轮胎侧壁中的表 面应变减小。轮胎侧壁中表面应变的减小会导致轮胎側壁上表面裂紋 的减小、侧壁偏转的减小和/或车辆操作的改进。下面的实例显示了在轮胎的两个侧壁中设置加强件的潜在影响， 并且不应解释为限制本发明的范围或精神。实例1P255/45R/18轮胎，具有35 psi的最大容许充气和1709 lb的最大 负载容量(下文中被称作"控制轮胎")，该轮胎被充气至19 psi (其 最小容许充气)并且安装在夹具上。计算机系统被用于模拟控制轮胎 以获得控制轮胎在其无载荷状态中的尺寸数据。然后向控制轮胎施加1709 psi的最大载荷以4吏之偏转。计算才几系 统然后获得控制轮胎在其加载状态中的尺寸数据。然后将控制轮胎在 其无载荷状态下的尺寸数据与控制轮胎在其加载状态下的尺寸数据进 行比较，以确定沿着控制轮胎的侧壁上的各个点的实际应变值。该尺寸数据还用于生成控制轮胎的计算机模拟模型。对控制轮胎 的计算机模拟模型进行修改以生成虛拟轮胎。由这些虚拟轮胎可以预 测沿着轮胎侧壁上的任意点的表面应变值。在这种情形下，控制轮胎 的计算机模拟模型被修改以生成包括半帘布层的单层加强件(具有尼 龙帘线)的虚拟轮胎，该半帘布层的单层加强件类似于如上所述并且 如图3中所示的加强件。图4显示了将控制轮胎的预测表面应变值与增强轮胎的预测表面 应变值相比的侧壁表面应变曲线图。X-轴是以英寸表示的距轮胎旋 转轴线的径向距离，而Y-轴表示在轮胎接地宽度的中心处的表面应 变。在这种情形下，因为两个轮胎均具有18英寸的直径，所以在开始 于9英寸并且终止于大约13.5英寸(它是轮胎侧壁的端部)的径向距 离处测量表面应变。如图4中的曲线图所示，控制轮胎的预测的最大 侧壁表面应变为21.8%，而增强轮胎的预测的最大侧壁表面应变为 15.5%。这表示侧壁表面应变中大约6.3%的减小。对于在说明书或权利要求中所使用的术语"包括"或"包含"，预期 它以类似于术语"含有，，的方式被包括在内，术语"含有"在用于权利要 求中作为过渡词语时被解释。另外，对于所使用的术语"或"(例如， A或B)，预期是指"A或B或两者"。当申请人打算表示"仅仅A或B 而非两者"时，将会使用术语"仅仅A或B而非两者"。因此，术语"或，， 在此的4吏用是包括在内的使用而非专用。参见Bryan A. Garner的ADictionary of Modern Legal Usage 624 ( 2d. Ed. 1995 )。而且，对于说明书或权利要求书中使用的术语"内"或"内部"，预期还意味着"上" 或"之上"。另外，对于说明书或权利要求书中使用的术语"连接"，预 期不仅仅意味着"直接连接至"，而且还意味着"间接连接至"，例如通 过另 一个部件或多个部件连接。尽管本发明显示了各个实施例，并且已经详细描述了这些实施例， 但是申请人的意图并不是将所要求保护的发明的范围限制或以任何方 式限制为这种细节。本领域的技术人员很容易就会想到附加的优点和 变体。因此，本发明在其广义方面，并不限于在此显示和描述的特定 细节、典型装置和示意性实例。因此，可以偏离这种细节而不脱离本 申请人:的要求保护的发明的精神和范围。
权利要求
1.一种具有断面高度(H0)、最大断面宽度(Wm)、位于最大断面宽度(Wm)上方的上部(U)和位于最大断面宽度(Wm)下方的下部(L)的轮胎(100)，该轮胎(100)包括胎面(102)，其围绕轮胎(100)圆周地延伸；一对侧壁(104)；一对胎圈部分(106)；至少一个胎体帘布层(114)，其围绕轮胎(100)从一个胎圈部分(106)圆周地延伸到另一个胎圈部分(106)；和加强帘布层(144)，其围绕轮胎(100)圆周地延伸，并且布置在轮胎(100)的至少一个胎体帘布层(114)和胎面(102)和至少一个侧壁(104)之间，该加强帘布层(144)具有终止于轮胎(100)的下部(L)中的下端(208)。
2. 如权利要求1所述的轮胎，其特征在于，该加强帘布层(144) 包括第一排平行对准的帘线(302 )和与第一排平行对准的帘线(302) 间隔开的第二排平行对准的帘线(304)。
3. 如权利要求2所述的轮胎，其特征在于，该第一和第二排平行 对准的帘线(302， 304)基本上彼此平行地定向。
4. 如权利要求2所述的轮胎，其特征在于，该第一和第二排平行 对准的帘线(302， 304)具有相对于轮胎(100)的圓周方向(C)横 向地定向的纵轴(A" A2)。
5. 如权利要求2所述的轮胎，其特征在于，该第一排平行对准的 帘线(302)中的相邻帘线彼此间隔一第一距离(Dj ，该第一距离从 相邻帘线的中心测量，并且第二排平行对准的帘线(304)中的相邻帘 线彼此间隔一第二距离(D2),该第二距离从相邻帘线的中心测量。
6. 如权利要求5所述的轮胎，其特征在于，该第二排平行对准的 帘线(304 )从第一排平行对准的帘线(302 )偏移一个偏移距离(D3)。
7. 如权利要求6所述的轮胎，其特征在于，该偏移距离(D"是第一排平行对准的帘线(302)中相邻帘线之间的第一距离(Dj的大 约50%。
8. 如权利要求1所述的轮胎，其特征在于，每个胎圏部分(106) 均包括胎圏芯(108)和填充胶条(110)。
9. 如权利要求8所述的轮胎，其特征在于，至少一个胎体帘布层 (114)在外部缠绕胎圏芯(108)之一，并且朝胎面(102)延伸以形成终止于翻边端(124)的翻边部(120)，其中，加强帘布层(144) 的下端(208)在至少一个胎体帘布层(114)的翻边端(124)下方延 伸。
10. 如权利要求9所述的轮胎，其特征在于，该翻边部(120)的 翻边端(124)设置在轮胎(100)的下部(L)中。
11. 如权利要求9所述的轮胎，其特征在于，该翻边部(120)具 有在轮胎(100)的断面高度(HQ)的大约30%和大约70%之间的高 度(H！)。
12. 如权利要求9所述的轮胎，其特征在于，该加强帘布层(144) 的下端(208)在至少一个胎体帘布层(114)的翻边端(124)下方延 伸一径向距离，该距离在大约10毫米和大约15毫米之间。
13. 如权利要求9所述的轮胎，其特征在于，该加强帘布层(144) 的下端(208)设置在至少一个胎体帘布层(114)和至少一个胎体帘 布层(114)的翻边部(120)之间。
14. 如权利要求1所述的轮胎，其特征在于，还包括设置在填充胶 条(110)上方、加强帘布层(144)和至少一个胎体帘布层(114)之 间的填充胶条插入件(202)。
15. 如权利要求14所述的轮胎，其特征在于，该加强帘布层(144) 的下端(208)在填充胶条插入件(202)的上端(204)下方延伸。
全文摘要
本发明涉及一种具有最大断面宽度W<sub>m</sub>、在最大断面宽度W<sub>m</sub>上方的上部U和在最大断面宽度W<sub>m</sub>下方的下部L的轮胎100，其包括围绕轮胎100圆周地延伸的胎面102、一对侧壁104、一对胎圈部分106和至少一个围绕轮胎100从一个胎圈部分106圆周地延伸到另一个胎圈部分106的胎体帘布层114，116。轮胎100还包括围绕轮胎100圆周地延伸并且布置在轮胎100的至少一个胎体帘布层144和胎面102和至少一个侧壁104之间的加强帘布层144。加强帘布层144具有终止于轮胎100的下部L中的下端208。加强帘布层144包括两列彼此间隔的帘线302，304，其中，各个阵列或行中的帘线302，304彼此平行地定向。加强帘布层144并不缠绕胎圈芯108并因此形成所谓的浮动帘布层。
文档编号B60C15/00GK101253058SQ200680032044
公开日2008年8月27日 申请日期2006年8月15日 优先权日2005年9月1日
发明者杰 金, 麦克·凯瑞诺 申请人:普利斯通及风驰通北美轮胎有限责任公司