专利名称：具有锥形胎圈的轮胎和制造轮胎的方法
技术领域：
本发明一般地涉及用于充气轮胎的轮胎胎圈(请参考定义小节)，更具体来说，本发明涉及一种轮胎胎圈几何结构和在某些轮胎制造过程中有用的制造方法。
背景技术：
传统充气轮胎包括轮胎主体(tire body)(请参考定义小节)，轮胎主体可以包括(例如)胎面、带束层结构和帘布层。帘布层一般包括至少一层涂有弹性材料的帘线。传统轮胎还包括，通常由金属丝或涂有诸如未硫化胶(uncured rubber)的涂层的金属丝制成的轮胎胎圈。轮胎胎圈被嵌入轮胎主体中。这些轮胎胎圈为环形并沿角向方向(angular direction)环绕轮胎布置。通常有一个轮胎胎圈嵌在轮胎的每个端截面(cross-section end)附近(请参考定义小节)。该轮胎胎圈通过与车轮轮辋接合有助于将轮胎固定到车轮总成(wheel assembly) 上。
一种普通类型的轮胎胎圈被称为单金属丝轮胎胎圈(single wiretire bead)。关于单金属丝轮胎胎圈，单条金属丝或者单条涂层金属丝沿角向方向缠绕多匝形成环形。图l示出了具有截面(请参考定义小节)蜂窝式金属丝中心几何结构的单金属丝轮胎胎圈的截面(为了清晰示出，省略了断面线)，每个圆环代表一圈金属丝。具有这种蜂窝式金属丝中心几何结构的轮胎胎圈往往涂有未硫化胶(未示出)或
其他弹性材料，以致(i)原坯(starting stock)具有六边形外轮廓；以及(ii)为了获得图l所示的交错列(staggered row)几何结构，相邻六边形形成为蜂窝式图形。图2所示的正交金属丝中心几何结构不常见。优选地，当采用正交金属丝中心几何结构时，对该金属丝喷涂未硫化胶(有时称之为隔离层)，但是该涂层的轮廓在正交金属丝中心几何结构的轮胎胎圈中优选是圆形的。
除了单金属丝轮胎胎圈之外，带式或无纬式(weftless)轮胎胎圈也是传统轮胎胎圈。带式胎圈是通过将有一排分立金属丝嵌入其内的带状物弯曲为环形成的。还有其他类型的胎圈。为了实现本说明书的目的，通常优选单金属丝轮胎胎圈，但是其他类型的胎圈也可以用于在此讨论的本发明实施例。
轮胎胎圈通常与延伸带(有时也称为三角胶或填充胶条)组合在一起，以便(i)利用物理方法增强该轮胎胎圈；(ii)降低轮胎主体上轮胎胎圈附近的应力；并且/或者有助于将其固定在其在轮胎主体中的嵌入位置。例如，延伸带可以由硬橡胶制成。在组装轮胎的传统方法中，传统上，首先将轮胎胎圈和延伸带彼此连接在一起(例如，通过压合)，以形成胎圈分总成。此后，将轮胎主体和胎圈分总成组装在一起，然后，绕胎圈分总成缠绕轮胎主体，以使其嵌入轮胎主体内，并制成轮胎。
第4，922，985号美国专利("Gasowski")在图3中披露了一种具有胎圈，但没有延伸带(或三角胶)的轮胎。Gasowski的图3中的这种胎圈有三个断面(i)圆形轮廓的主断面；(ii)圆形断面下面的U形断面；以及(iii)锥形顶部断面(看上去与Gasowski的图2中的夹紧件231相同)。帘布层将图3所示Gasowski轮胎胎圈的三个断面分离。这意味着图3所示Gasowski轮胎胎圈由至少三条分立金属丝制成，而不是单金属丝轮胎胎圈。Gasowski可能需要两台或两台以上的缠绕机来制造其图3所示的多金属丝轮胎胎圈。
第5，058，649号美国专利("Hoang")披露了一种轮胎，该轮胎包
括(i)胎圈芯ll; (ii)夹紧件18; (iii)加劲件19、 20;以及(iv)
轮胎主体12、 13、 14、 15、 16、 17。如Hoang的图l所示，胎圈芯ll是具有包括如下截面形状的蜂窝式几何结构轮胎胎圈(i)大致梯形的基底断面；以及(ii)位于基底断面顶部的锥形部分。要注意的是，Hoang轮胎胎圈的锥形部分(i)具有蜂窝式几何结构；以及(ii)具有两个斜边(不只一个斜边)。加劲件19不直接邻接和/或者接触胎圈芯ll。相反，层12和夹紧件18位于胎圈芯11和加劲件19之间。Hoang没有披露在轮胎成型鼓(tire building drum)上成型其胎圈芯。
第5, 253,692号美国专利("Stephens")披露了一种包括轮胎胎圈和延伸带(或三角胶)的传统轮胎的例子。如Stephens的图l、图3和图4所示，Stephens轮胎包括(i)具有正交几何结构的丝圈(beadhoop)4， 5;以及(ii)胎圈三角胶17。Stephens描述如下"[Stephens]轮胎…包括6X4经轴架(creel)式丝圈5。可以使用任何常规胎圈，包括绕型模缠绕数次，以致仅有两个端部的单条金属丝形成的胎圈。以轴向向外方向绕丝圈5缠绕帘布层15，以形成边缘巻起部分16，并如图所示，将三角形截面的胎圈三角胶17定位在丝圈5上。St印hens没有披露在轮胎成型鼓上成型其胎圈芯。
第2003/0106627号美国专利申请("Tonezzer")披露了一种轮
胎，该轮胎包括(i)胎圈芯110; (ii)胎圈填充胶条lll;以及(iii)
轮胎主体(除110和111之外，Tonezzer的图l所示的部件)。如Tonezzer的图1和图5示出，胎圈芯110是具有包括如下截面形状的蜂窝式几何结构轮胎胎圈(i)大致矩形的基底断面；以及(ii)位于基底断面顶部的锥形部分。要注意的是，Tonezzer轮胎胎圈的锥形部分(i)在其最窄部分有两匝；(ii)具有蜂窝式几何结构；以及(iii)有两个斜边(不只一个斜边)。
第2005/0161141号美国专利申请("Nakagawa")披露了一种轮
胎，该轮胎包括(i)轮胎主体部分6; (ii)胎圈芯5;以及(iii)
胎圈三角胶8。如Nakagawa的图2和图5中所示，Nakagawa胎圈芯和Nakagawa胎圈三角胶在组装到Nakagawa轮胎主体上之前预组装到轮胎胎圈总成上。
第2006/0108053号美国专利申请("Hart")披露了一种在充气轮胎成型机工作站贴合三角胶的方法和装置。在Hart的方法中，在轮胎成型机的轮胎成型鼓上将一个或者多个胎圈区部件(bead areacomponent)成型在在处理中的帘布层上。Hart没有披露将其胎圈芯成型在轮胎成型鼓上。
第2007/0113954号美国专利申请("Downing")披露了一种生产轮胎的方法。Downing披露"图4A-4C示出在图3所示轮胎的轮胎成型鼓上的组装轮胎部件……第一胎圈114a和任选三角胶116a布置在护趾板140a、衬层112和帘布层端122之上。然后，贴合第二层帘布层130，以使该第二帘布层的一端134位于第二胎圈114b内，而另一端132以横向从其向外延伸。第二胎圈114b和任选三角胶116b布置在第二护趾板140b、衬层112和第二层帘布层130之上。优选将胎圈锁定在轮胎成型鼓的适当位置"。将所披露的内容理解为，Downing方法首先将轮胎胎圈和延伸带预组装成轮胎胎圈总成，然后，将轮胎胎圈总成组装成轮胎主体。
如下披露了其他各种轮胎胎圈组装方法和/或者轮胎胎圈几何结构(i)第6，228, 198号美国专利("Powell" ) ; (ii)第6， 363, 988号美国专利("Yasufuku"); (iii)第6, 413, 342号美国专利("Yun");(iv)第6, 524，416号美国专利("Kubinski"); (v)第2003/0029573号美国专利申请("Franke");以及(vi)第2007/0256790号美国专利申请("Nijhuis")。
公开的论文 "VMI and Marangoni to offer flexible typebuilding system" in fwropea" 7 wZ 6er Jbi;r/ aJ (Vol. 187, No. 2;March/April 2005; by David Shaw, ERJ staff,在此称为"第一ERJ论文")描述了最近开发的轮胎制造组装方法(在此称为"ERJ方法")。ERJ方法采用使轮胎成型过程高度自动化的单元(cell)。在ERJ方法中，预组装轮胎胎圈和延伸带，以形成轮胎胎圈总成，然后，将这些预组装的轮胎胎圈总成送入轮胎成型工艺。ERJ方法中采用的轮胎胎圈是单金属丝的或无纬的传统轮胎胎圈。因为在ERJ方法中必须使用预组装轮胎胎圈总成，所以这就要求(i)额外的轮胎胎圈组装机械；(ii)额外的轮胎胎圈组装时间；(iii)额外的轮胎胎圈组装开支；以及/或者(iv)增加工艺的复杂性。
论文"VMI' s ultra-flexible tyre-roaking machine comes tolife" in fi/ro/ e朋/PwZ^er/oi/i"77a7 (Vol. 188， No. 6: Global Tyrereport 2006，在此称为"第二ERJ论文")描述了一种轮胎制造系统。
背景技术：
小节的免责声明关于上面在本背景技术小节中讨论的特定公开，做这些讨论并不意味着，所讨论的公开(例如，公布的专利)是专利法意义上的现有技术。例如，所讨论的一些或全部公开可能在时间上不够早、可能没有反映在时间上足够早开发的主题和/或者可能不足以达到专利法意义上的现有技术。关于上面在本背景技术小节中讨论的特定公开，在此，将这些特定公开的全部内容引入本说明书中供参考。
发明内容
本发明的一些实施例提供了一种包括增强顶部断面和稳定基底断面的单金属丝轮胎胎圈。该轮胎胎圈包括基底断面，具有几行和
几列对齐的金属丝道；以及顶部断面，成型为三角形，或者是其金属
丝道与基底断面的金属丝道垂直对齐的直角三角形，或者是通过使最
外侧的金属丝道相对于该基底断面向内步进约金属丝直径的一半成
型顶部断面的非直角三角形(例如，等边三角形、等腰三角形、不规
则三角形等)。在制造过程中，结合控丝头，使用伺服机构或者类似
控制系统，以控制胎圈的截面轮廓。
本发明的一些实施例涉及一种具有其截面轮廓包括较宽基底断
面和至少有一边倾斜的顶部断面的轮胎胎圈的轮胎，该轮胎胎圈直接
嵌入(请参考定义小节)轮胎主体中，而不使用延伸带。这些实施例
优选为单金属丝轮胎胎圈。这些实施例优选具有正交金属丝中心几何
结构。这些实施例优选具有包括一个斜边和一个非斜边的顶部断面。
本发明的一些实施例涉及一种具有其截面轮廓包括较宽基底断面和具有一个斜边和一个非斜边的顶部断面的轮胎胎圈的轮胎，该轮
胎胎圈和延伸带一起嵌入轮胎主体中。这些实施例优选为单金属丝轮胎胎圈。这些实施例优选具有正交金属丝中心几何结构。这些实施例的延伸带优选较高。
一种成型轮胎的方法，其中在轮胎组装机的轮胎成型鼓(例如，
轮胎成型单元的胎体鼓(tire carcass drum))上，将该轮胎胎圈和延伸带组装到轮胎主体上，而不在将装轮胎胎圈和延伸带装到轮胎主体上或者内之前，预组装它们。
本发明的各种实施例可以实现如下一个或者多个目的、特征和/
或者优点
(1)提供具有可以用于轮胎成型单元中的轮廓的轮胎胎圈总成；
10(2) 提供可以改进现有轮胎成型生产工艺的轮胎胎圈成型方法;
(3) 提供无需使用填充胶条或者三角胶，就足以支承轮胎的单金属丝胎圈轮廓；
(4) 在轮胎胎圈附近的轮胎主体内不密封空气的轮胎胎圈总成几何结构和轮胎胎圈组装方法；
(5) 提供了一种轮胎胎圈总成及相关制作方法，可以降低机械成本、縮短轮胎成型时间、降低费用和/或者降低复杂性；禾B/或者
(6) 提供一种没有延伸带的轮胎(有时称为三角胶或者填充胶条或者胎圈填充胶条)，因此节省了相关材料成本和/或者制造成本和/或者时间。
根据本发明的一个方面， 一种轮胎包括轮胎主体、至少一个轮胎
胎圈、以及延伸带。将该轮胎胎圈嵌入该轮胎主体中。该轮胎胎圈具
有包括基底断面和顶部断面的截面轮廓。该顶部断面包括至少一个斜边和一个非斜边。
根据本发明又一个方面，轮胎包括轮胎主体、至少轮胎胎圈以及延伸带。该轮胎胎圈嵌入该轮胎主体。该轮胎胎圈具有包括基底断面和顶部断面的截面轮廓。该顶部断面包括一个斜边和一个非斜边。该延伸带具有胎圈界面。将该延伸带嵌入所述轮胎主体。定向该延伸带，以使该胎圈界面对着该轮胎胎圈的斜边。
根据本发明的又一个方面， 一种成型轮胎的方法包括如下描述的步骤。 一个步骤是提供轮胎成型鼓。另一个步骤是将至少一部分轮胎主体的原坯布置在该轮胎成型鼓上。该布置步骤之后执行的另一个步骤是将轮胎胎圈装到轮胎成型鼓上。另一个步骤是翻转一部分所述原坯，以将所述轮胎胎圈嵌入所述轮胎主体。
通过结合附图阅读下面的具体实施方式
，可以更全面理解并明白本发明，附图中
图l是第一现有技术轮胎胎圈的截面图；图2是第二现有技术轮胎胎圈的截面图；图3是轮胎生产线的示意图4是根据本发明的轮胎胎圈的第一实施例的剖面图；图5 A和图5 B是根据本发明的轮胎胎圈的第二实施例的镜像的剖面图6是在缠绕之前，位于胎体(tire carcass)上的本发明的轮胎胎圈的说明图7是在缠绕之后，位于胎体上的本发明的轮胎胎圈的说明图；图8是根据本发明的第一轮胎胎圈总成的截面图；图9是根据本发明的第二轮胎胎圈总成的截面图；图10是根据本发明的第三轮胎胎圈总成的截面图ll是根据本发明的第四轮胎胎圈总成的截面图；图12是根据本发明的具有轮胎胎圈和延伸带的轮胎成型鼓的截
面图13是根据本发明的第五轮胎胎圈总成的俯视图；以及图14是传统胎圈线缠绕机的透视图。
具体实施例方式
现在参考附图，所有附图中，相同的参考编号表示相同的部分，图3示出轮胎成型系统10，包括(i)导出装置12 (将形成轮胎胎圈
15的金属丝14首先从其装到该生产线)；(ii)预热器16; (iii)挤出
机18 (用于喷涂金属丝)；(iv)滚筒组件20 (成型金属丝，以便与要组装的胎圈曲率匹配)；(v)控丝头(pay-on head) 22;以及(vi)胎体鼓24。通过伺服系统(servo)或等同系统，控制控丝头。控丝 头将金属丝装到用于组装胎体的胎体鼓上。要注意的是，在将金属丝 装到胎体鼓上之前，没有对延伸带或三角胶预组装金属丝。
程序设计用于控丝头22的控制器，以便以要求的几何结构成型与
单金属丝轮胎胎圈相同的胎圈轮廓。关于本发明的一些优选实施例， 程序设计控丝头，以形成如图4、图5A和/或5B所示轮胎胎圈截面轮廓。 具体地说，通过沿胎体鼓重复缠绕金属丝成型胎圈15来形成该截面轮 廓。图4、图5A和5B分别示出的三种截面轮廓15、 15' 、 15"均包括 (i)基底26、 26， 、 26";以及(ii)顶部断面28、 28， 、 28"。 该基底具有在横向和纵向对齐的预定数量的行和列，这种排列在本说 明书中被称为"正交金属丝中心几何结构"。胎圈15、 15' 、 15"的 基底断面26、 26' 、 26"的形状优选全部为矩形，但是在本发明实施 例中，基底断面还可以具有其他形状。
顶部断面向内成锥形，有较少的金属丝以向上方向穿过每个邻接 行。要注意的是，在此使用"顶部"和"向上"仅指图4、 5A和5B所 示的轮胎胎圈取向一在所组装的轮胎中，"顶部"断面沿截面方向向 内取向(请参考定义小节)。在图4、 5A和5B所示的优选实施例中，该 锥形逐渐縮小到单条金属丝穿过的行，但是根据本发明，无需要求在 所有锥形顶部断面都这样。胎圈15'和15"在它们的基底断面和顶部 断面完全基于正交金属丝中心几何结构(orthogonal wire center geometry)。胎圈15具有正交基底断面，而没有(如下所述)蜂窝式 顶部断面。 一般地说，对基底断面和顶部断面优选正交金属丝中心几 何结构，但是在本发明的实施例中还可以是在它们的基底断面和顶部 断面具有蜂窝式，或者其它非正交金属丝中心几何结构。
在图4中，轮胎胎圈15的顶部断面28具有一般三角形截面轮廓， 因为从基底断面26中的最外金属丝开始，使每条金属丝道(wire pass)
13以径向向内步进约金属丝直径的一半，并且随着向上成型胎圈，每层
的径向金属丝道只能较少(例如，如果基底断面26的顶层有4条金属 丝道，则顶部断面28的第一层有3条金属丝道，下一层有2条金属丝道， 而顶部断面28的顶部有一条金属丝道)。
如上所述，胎圈15具有正交金属丝中心几何结构，以使一行中的 每匝金属丝平衡于其下面一行中相应匝金属丝的顶部，形成(i)真 正的正交矩阵(在基底断面26和顶部断面28中)；以及(ii)真正的 矩形(在基底断面26中)。这可以以重复可靠的方式实现。正交金属 丝中心几何结构的技术挑战只是，在另一条圆形金属丝顶部使一条圆 形金属丝平衡的同时，缠绕胎圈。通过在将金属丝缠绕在胎圈型模上 时，减小该金属丝的反张力，以致该反张力不使该金属丝脱离下面一 层金属丝的顶部，可以实现这点。此外，应该设计控丝头(它是在型 模每次旋转时控制金属丝改变其位置的部分)，以在高度方向和侧向 移动时，利用伺服驱动系统控制金属丝的移动。这种方法可以用于制 造具有本发明的截面轮廓并且还具有正交金属丝中心几何结构(在它 们的基底断面和/或者顶部断面)的金属丝胎圈。
在图5A所示的优选实施例中，轮胎胎圈15'的截面轮廓包括基底 断面26'和顶部断面28'。该顶部断面在其每行中都包括至少与基底 断面26'上的最外侧(图5A所示取向中的右侧方向)的金属丝道基本 垂直对齐的最外侧(图5A所示取向中的右侧方向)金属丝道。这就是 在此使用的单词"非锥形的"意义一它指，顶部断面的邻接行延伸到 至少与该基底断面在该非斜边上的(各)最长行一样长。要注意的是， 诸如当该顶部断面具有蜂窝式金属丝中心几何结构，并且该非斜边因 为不与蜂窝式金属丝中心几何结构部分上的金属丝中心对齐而延伸 稍许不同距离时，该顶部断面的非斜边上的一些行可能延伸得不一样 远。在矩形基底实施例15'中，该基底断面上的各行在外侧(图5A所示取向中的右侧方向)方向相等地延伸。在具有非矩形基底的其他实 施例中，非锥形顶部断面上的各行应与延伸最远的基底断面上的各行 延伸一样远。例如，如果该基底断面具有圆形底部，则该顶部断面的
非斜边应该至少基本上向外延伸到该圆形底部的圆端面(full radius)。
在轮胎胎圈15'上，在顶部断面的内侧(图5A所示取向中的左侧 方向)只有较少的金属丝道。顶部断面上的每行仍与基底断面26'上 的相应金属丝道垂直对齐，但是在内侧，它是锥形的，因为各行在内 侧方向(图5A所示取向中的左侧方向)上未与该基底断面上的相应行 延伸相同距离，相反，在其斜边上，该顶部断面越来越窄。 一般地说， 顶部断面28，具有斜边3(T和非斜边32'。更具体地说，顶部断面 28'实际上包括形成在矩形/方形基底断面26'的顶部上的直角三角 形(right hand triangle)。尽管已经利用三角胶或者其他胎圈填充 胶条增强了胎圈，但是如同顶部断面28 —样，顶部断面28'仍用于增 强胎圈。
除了斜边30"和非斜边32"相对于图5A中的相应边30，和32， 左右取向颠倒外，图5B所示的胎圈15"与上面结合图5A讨论的轮胎胎 圈15，相同。
在图3所示的轮胎制造系统10中，正如在此所述以及第一ERJ论文 所述，将控丝头22引入轮胎制造单元。这样可以在单个完全自动化的 轮胎组装机上制造完整轮胎，而无需脱机生产任何部件。这还意味着， 不需要预组装的胎圈和延伸带(在此称为轮胎胎圈总成)，因为胎圈 15、 15' 、 15"包括固定轮胎所需的几何结构，而不必在将这些部件 装到胎体鼓(有时也称为轮胎成型鼓)上之前，预组装胎圈和延伸带。 此外，利用可编程伺服机构或其他用于控丝头22的控制器，使胎圈制 造过程实现自动化，因此不增加运行该轮胎制造单元所需的劳动支出。
图6是在被缠绕之前，置于胎体上的本发明的轮胎胎圈的说明图。 图7是在被缠绕之后，置于胎体上的本发明的轮胎胎圈的说明图。
图4、图5A和图5B所示的、包括稳定基底断面26、 26' 、 26"以 及增强顶部断面28、 28' 、 28"的几何结构可以产生如下一个或多个 优点(i)不需要延伸带；(ii)不需要在将这些部件装到轮胎鼓上 之前，预组装轮胎胎圈和延伸带；以及/或者(iii)在轮胎组装期间， 几乎没有空气密封在轮胎主体内。现在，将在下面的三段中，讨论这 三个优点。
关于优点(i)，在某些轮胎应用中，无论是双边倾斜的还是单边 倾斜的锥形轮胎胎圈都不需要分立延伸件。例如， 一些客运车辆的轮 胎对构造和性能有要求，以致不需要延伸带，因为轮胎胎圈的锥形顶 部断面足以提供与轮胎相关的功能，否则，则需要延伸带提供该功能。 此外，当不用延伸带，并且轮胎胎圈为单金属丝轮胎胎圈时，则制造 它仅需要一台缠绕机，这样縮短了制造时间，降低了制造成本并且/ 或者降低了制造多金属丝轮胎胎圈的复杂性。
关于优点(ii)，即使要求延伸带的轮胎也可以通过仅在胎体鼓 上组装轮胎胎圈和延伸带成型。如上所述，在现有技术中，通常通过 将三角胶或其他胎圈填充胶条贴合到轮胎胎圈上，预组装具有这种性 能特点的轮胎胎圈总成，从而形成预组装轮胎胎圈总成。对于如图5A 和5B所示具有斜边和非斜边的顶部断面的轮胎胎圈，该优点(ii)尤 其名符其实。如下所述，不必要在胎体鼓上组装轮胎胎圈和延伸带， 但是当从成本、时间和/或者可靠性的观点考虑，这种组装方法最佳 时，本发明的轮胎胎圈几何结构使得这成为可能。
进一步关于优点(ii)，在每次在将轮胎胎圈和延伸带预组装在 一起的传统轮胎组装线上改变轮胎尺寸时，过程比较繁琐。在传统布
16置中，需要重新设置胎圈机、延伸机和轮胎总成。这占用了制造过程 的时间，并增加了制造过程的劳动力。另一方面，如果根据本发明的 方法，在轮胎组装机上直接生产新型胎圈和任意橡胶延伸带，则仅需 重新设置轮胎组装机。对于甚至更快的转换时间，可以将胎圈/延伸
带的参数存储在存储器中。此外，根据本发明的呈现优点(ii)的方 法，该系统是轮胎组装机的一部分，并且该系统仅根据需要成型胎圈， 不需要制造要额外处理的坯料。
关于优点(iii)，在翻转轮胎主体并将轮胎胎圈和/或者延伸带 嵌入轮胎主体之前，从如下位置排出空气是有益的(a)在轮胎胎圈 和延伸带之间；(b)在轮胎胎圈和轮胎主体之间；以及/或者(c)在 延伸带和轮胎主体之间。图5A和5B所示的包括具有一个斜边和一个非 斜边的顶部断面的轮胎胎圈几何结构，对于提供这种优点(iii)和 减少密封气体尤其有帮助，否则，密封气体可能损害轮胎的牢固性。 更具体地说，当在轮胎模具中对其加热或硫化时，密封气体可能破坏 轮胎。在包括延伸带的实施例和不包括延伸带的实施例中，这都是正 确的。在要求较高延伸带的实施例中，优点(iii)尤其是一个强有 力的优点。
为了进一步解释优点(iii)，至少本发明的一些实施例的一个重 要优点是，当翻转轮胎主体以嵌入轮胎胎圈和延伸带(优选橡胶延伸 带)时，可以将轮胎胎圈和轮胎三角胶装到基于单元的制造组装线上 的胎体鼓上，而没有密封气体。现在，将参照图8至12，进一步解释 优点(iii)。图8至图ll中分别示出轮胎胎圈40a-d和延伸带42a-d的 截面原理图，其中与该轮胎胎圈的斜边接触直接布置该延伸带。延伸 带42a-d示出根据本发明的延伸带可能具有的截面轮廓分布的四个例 子。图12示出胎体鼓(或者，更一般地说，轮胎成型鼓)50的一部分，
它包括(i)气囊52; (ii)延伸带工件54;以及(iii)轮胎胎圈工件56。轮胎胎圈工件通常包括矩形基底断面57和顶部断面58，该顶部 断面58的一边倾斜、而另一边不倾斜。使气囊膨胀，以定位各部件并 且/或者根据其扁管原坯配置，成型该轮胎主体。如图12所示，在延 伸带工件和轮胎胎圈工件之间存在空隙(未必按比例绘制)。当气囊 膨胀时，如果根据传统设计制造这两个工件，则在这两个工件之间可 能密封空气。然而，当轮胎胎圈和延伸带具有根据本发明的轮廓时， 顶部断面的斜边和延伸带的接合面布置在一起，而不密封气体。
尽管本发明的许多优选实施例在将这些部件装到胎体鼓上之前， 不将轮胎胎圈和延伸带预组装为轮胎胎圈总成，但是本发明某些实施 例仍可以这样做。甚至在将轮胎胎圈和延伸带预组装为轮胎胎圈总成 的实施例中，图5A、 5B和图8-11所示的、其轮胎胎圈有一个斜边接触 轮胎延伸带的轮胎胎圈几何结构也可以防止密封气体。图13示出了包 括预组装的(i)轮胎胎圈40e;和(ii)延伸带42e的轮胎胎圈总成 46。胎圈和延伸带在区域44内互相接触，其中该轮胎胎圈具有斜边(被 图13中的延伸带遮挡)。可以在包括传统型模的传统胎圈线缠绕机上， 形成诸如图13所示的根据本发明的预组装轮胎胎圈总成。例如，传统 胎圈线缠绕机通常在每个机械工作周期(machine cycle)成型6个胎 圈。图14示出包括传统型模的传统胎圈线缠绕机48。
为了重复和/或者扩展上面讨论的某些要点，在每个轮胎内通常 有两个轮胎胎圈和两个延伸带。尽管在客运车辆轮胎应用中，通常优 选图4所示的短轮廓，但是在一种轮胎与另一种轮胎之间，延伸带的 尺寸和形状各不相同。具有浅轮廓设计的高性能客运车辆轮胎优选具 有非常短的三角胶轮廓。根据本发明的轮胎胎圈设计在顶部断面的 (各)斜边上呈现基于如下的倾斜(i)金属丝直径；(ii)金属丝 涂层；以及/或者(iii)金属丝中心几何结构(例如，正交的、蜂窝 式的)。尽管在一种轮胎设计与另一种轮胎设计之间，(各)胎圈金属丝的直径优选各不相同，但是由轮胎设计师作出最佳选择。
定.义
为了有助于解释和理解权利要求，提供下面的定义
本发明至少指本发明的一些实施例；在整个说明书中提到"本 发明"的(各种)特征并不意味着，要求保护的所有实施例或者方法 都包括所提到的(各种)特征。
第一、第二、第三等("序数词")除非另有说明，序数词仅用 于区别或者区分(例如， 一组中的各种部件)；仅仅使用序数词既不 意味着连号限制，也不意味着序号限制。
轮胎是适于装到车轮总成上的任何柔韧性零件，并且它包含压 縮流体(例如，压缩空气)；轮胎利用其形状限定角向、径向、轴向 以及中心轴；除非另有说明，轮胎不受如下限制(i)轮胎适合装到 其上的车轮总成的类型；(ii)轮胎适合的车辆或者其他设备的类型； (iii)轮胎的材料；(iv)轮胎的尺寸；(v)存在胎面和/或者胎面 类型；以及/或者(vii)组成件或者组成材料的数量。
轮胎主体(tire body):轮胎除(各)胎圈或(各)延伸带之外 的所有部分；轮胎主体可以包括但并不局限于包括胎面、带束层以及 /或者帘布层。
截面、截面的除非在此另有说明，它们指在沿轴向和径向的平 面上取的轮胎截面； 一般地说，任何角位置的轮胎截面都基本相同， 因此在此，截面通常没有指定角位置；截面的方向指沿轮胎截面的方 向，例如，在Stephens的专利中，截面的方向指沿图l和图2中从每幅 附图中的参考编号6到参考编号7延伸的阴影区域的中心线的方向。
直接嵌入，指在没有与其一起嵌入延伸带的情况下，将其嵌入轮 胎主体的轮胎胎圈。就上面提供的定义符合通常、普通和习惯用法的意义(正如诸如 词典和/或者技术词汇的文献通常表示的那样)来说，实质上应该将 上述定义视为补充。就上面提供的定义不符合通常、普通和习惯用法 的意义(正如诸如词典和/或者技术词汇的文献通常表示的那样)来 说，应当限制上述定义。如果上面提供的定义在某些方面比通常、普 通和习惯用法的意义宽，则应当考虑上述定义，相应扩大权利要求。
就专利权人根据适用法律可以作为词典编纂者来说，特此进一步 指出，除了上面定义的单词，出现在权利要求书小节中的所有单词应 当取其通常、普通和习惯用法的意义(正如诸如词典和/或者技术词 汇的文献通常表示的那样)，而不应当认为它们在本说明书中被特殊 定义。在权利要求书中使用的单词或者术语有一个以上的通常、普通 和习惯用法的可选意义(正如诸如词典和/或者技术词汇的文献通常 表示的那样)的情况下，应当限定符合技术可行性并且不与说明书直 接冲突的最宽定义。
除非在权利要求的语言中明确指出，否则仅需要以与权利要求中 对不可能或者极可能的问题规定釆用所述步骤顺序(或者阐述的一部 分步骤顺序)的范围所阐述的步骤顺序相同的时间顺序，执行方法步 骤权利要求或者方法权利要求中的各步骤。釆用对步骤顺序的这种广 泛解释，而与本说明书中是否具体提到或者讨论了要求保护的步骤的 (各)可选时间顺序无关。
权利要求
1.一种轮胎，其中，该轮胎包括轮胎主体；至少一个单金属丝轮胎胎圈，直接嵌入所述轮胎主体中，所述轮胎胎圈具有包括基底断面和顶部断面的截面轮廓，并且所述顶部断面包括至少一个斜边。
2. 根据权利要求l所述的轮胎，其中，该轮胎包括第二单金属丝 轮胎胎圈，直接嵌入所述轮胎主体中，所述第二轮胎胎圈具有包括基 底断面和顶部断面的截面轮廓，并且所述顶部断面包括至少一个斜 边。
3. 根据权利要求l所述的轮胎，其中所述单金属丝轮胎胎圈包括 金属丝；以及所述金属丝上的涂层。
4. 根据权利要求3所述的轮胎，其中所述涂层包括未硫化胶。
5. 根据权利要求3所述的轮胎，其中所述单金属丝轮胎胎圈具有 正交金属丝中心几何结构。
6. 根据权利要求3所述的轮胎，其中所述单金属丝轮胎胎圈具有 蜂窝式金属丝中心几何结构。
7. 根据权利要求l所述的轮胎，其中确定轮胎的尺寸和形状，以 用于客运车辆。
8. 根据权利要求l所述的轮胎，其中所述顶部断面包括一个斜边 和一个非斜边。
9. 根据权利要求l所述的轮胎，其中所述顶部断面包括两个斜边。
10. —种轮胎，其中，该轮胎包括 轮胎主体；至少轮胎胎圈，嵌入所述轮胎主体中，所述轮胎胎圈具有包括基 底断面和顶部断面的截面轮廓，并且该顶部断面包括一个斜边和一个非斜边；以及延伸带，具有胎圈界面，被嵌入所述轮胎主体并且被定向，以使所述胎圈界面面向所述轮胎胎圈的所述斜边。
11. 根据权利要求10所述的轮胎，其中所述轮胎胎圈是单金属丝轮胎胎圈。
12. 根据权利要求ll所述的轮胎，其中所述单金属丝轮胎胎圈包括金属丝；以及 所述金属丝上的涂层。
13. 根据权利要求12所述的轮胎，其中所述单金属丝轮胎胎圈具 有正交金属丝中心几何结构。
14. 根据权利要求12所述的轮胎，其中所述单金属丝轮胎胎圈具 有蜂窝式金属丝中心几何结构。
15. 根据权利要求10所述的轮胎，其中所述延伸带由弹性材料制成。
16. 根据权利要求15所述的轮胎，其中所述延伸带由硬橡胶制成。
17. —种成型轮胎的方法，包括步骤-提供轮胎成型鼓；将至少一部分轮胎主体的原坯布置在所述轮胎成型鼓上； 完成布置步骤之后，将轮胎胎圈装到所述轮胎成型鼓上；以及 翻转一部分所述原坯，以将所述轮胎胎圈嵌入所述轮胎主体。
18. 根据权利要求17所述的方法，进一步包括，在完成布置步骤 之后，将延伸带装到所述轮胎成型鼓上的步骤，其中在所述翻转步骤， 将所述延伸带和所述轮胎胎圈一起嵌入所述轮胎主体。
19. 根据权利要求18所述的方法，其中所述轮胎胎圈具有包括基底断面和顶部断面的截面轮廓，并且该 顶部断面包括一个斜边和一个非斜边；以及所述延伸带具有胎圈界面；以及在所述翻转步骤，定向所述胎圈，以使所述胎圈界面面向所述轮 胎胎圈的所述斜边。
20.根据权利要求19所述的方法，其中装轮胎胎圈的步骤包括，在所述轮胎成型鼓上由单条金属丝成型轮胎胎圈的步骤。
全文摘要
一种具有其截面轮廓包括较宽基底断面和至少有一边倾斜的顶部断面的轮胎胎圈的轮胎，该轮胎胎圈直接嵌入轮胎主体中，而不使用延伸带。此外，一种具有其截面轮廓包括较宽基底断面和具有一个斜边和一个非斜边的顶部断面的轮胎胎圈的轮胎，该轮胎胎圈和延伸带一起嵌入轮胎主体中。此外，一种成型轮胎的方法，其中在轮胎组装机的轮胎成型鼓上，将该轮胎胎圈和延伸带组装到轮胎主体上，并且不在将轮胎胎圈和延伸带装到或者装入轮胎主体之前，预组装该轮胎胎圈和延伸带。
文档编号B60C15/00GK101595004SQ200880001003
公开日2009年12月2日 申请日期2008年2月15日 优先权日2007年2月15日
发明者保罗·D·格利, 肯尼夫·B·德韦 申请人:巴特尔机械系统有限责任公司