專利名稱：短程線輪胎及制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及輪胎制造和輪胎結(jié)構(gòu)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
通常在圓柱形制胎鼓(tire building drum)上制造輪胎,輪胎部件在鼓上按層組裝。輪胎的胎體和承載部件通常由ー層或多層簾布層制成，該簾布層被切割，然后拼接在制胎鼓上。簾布層織物由多種加強(qiáng)材料形成，這些加強(qiáng)材料在施加于鼓之前被涂覆上橡膠。在二十世紀(jì)早期，已用兩層或多層簾布層制成了斜交輪胎，其中，加強(qiáng)材料與圓周方向成一角度。簾布層的簾線角在徑向和圓周方向上都提供了加強(qiáng)。斜交輪胎的一個優(yōu)點(diǎn)在干，由于簾線被定向在一定角度，因此它們在圓周方向和徑向上具有強(qiáng)度。斜交輪胎的缺點(diǎn)在干，簾布層的簾線未被放置在可能的最有效路徑中，導(dǎo)致了能量損失。在二十世紀(jì)七十年代，子午線輪胎成為エ業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。對于子午線輪胎，簾線與圓周方向成90度角，從而使得簾線垂直于胎圈，從胎圈到胎圈延伸。子午線輪胎的ー個優(yōu)點(diǎn)是，簾線被有效地定向，即，兩點(diǎn)間的最短距離。子午線輪胎的ー個缺點(diǎn)是，它們在圓周方向的強(qiáng)度低。因此，當(dāng)子午線輪胎滾過接地面時，輪胎由于在圓周方向強(qiáng)度不足而鼓包。輪胎鼓包是ー個能量損失源，這會導(dǎo)致滾動阻力増加。由于消費(fèi)者對于更加節(jié)省燃料的車輛的需求，下一代輪胎或未來的輪胎將更可能是低滾動阻カ輪胎。本申請的發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，短程線輪胎(geodesic tirre)由于其獨(dú)特的性能可以代表低滾動阻力輪胎的可行方案。短程線輪胎是這樣的輪胎，其簾布層簾線路徑是輪胎表面上的短程線(geodesic lines)，嚴(yán)格遵循軸對稱表面的短程線定律，SP Pcos a = P。cos a0O短程線路徑的結(jié)果是，整個簾線路徑上的簾線張カ均勻，而且因膨脹壓カ導(dǎo)致的剪切應(yīng)カ為零。真正的短程線路徑是ー個表面上兩點(diǎn)之間的最短距離。盡管Purdy描述了短程線輪胎的數(shù)學(xué)原理，但是制造實際短程線輪胎的研究工作卻是很難想到的。大部分的工作聚焦于在制胎鼓上構(gòu)建短程線輪胎平片上，從而使得一旦形成為最終輪胎形狀，簾線可以縮放對應(yīng)到短程線位置。尚未證明此方法可以獲得短程線輪胎。因此，由于上述原因，需要提供改進(jìn)的方法和設(shè)備，以便形成沒有上述缺點(diǎn)的短程線輪胎。定義
“高寬比”是指輪胎剖面高度與剖面寬度的比值?！拜S向的”和“軸向地”是指與輪胎旋轉(zhuǎn)軸線平行的線或方向?！疤被颉疤トπ尽币话闶侵赴ōh(huán)形抗拉構(gòu)件的輪胎部分，徑向內(nèi)胎圈將輪胎保持到輪輞上，輪輞被簾布層簾線包覆并成形，有或沒有其它加強(qiáng)構(gòu)件(例如，胎圈芯包布、切片包布、三角膠或填料、護(hù)趾膠和胎圈包布)?！皫鴮咏Y(jié)構(gòu)”或“增強(qiáng)帶束層”是指由平行簾線構(gòu)成的至少兩個環(huán)形層或簾布層，這些簾線是經(jīng)編織的或未經(jīng)編織的、處于胎面之下、未被固定到胎圈，并且具有在相對于輪胎的赤道平面17°至27°范圍內(nèi)的左和右簾線角?！靶苯缓煵紝虞喬ァ笔侵柑ンw簾布層中的加強(qiáng)簾線以相對于輪胎赤道平面約25-65°的角度從胎圈至胎圈斜對角地穿過輪胎延伸，簾布層簾線在交替層上以相反角度延伸?！熬彌_層”或“輪胎緩沖層”與帶束層或帶束層結(jié)構(gòu)或加強(qiáng)帶束層結(jié)構(gòu)意思相同?！疤ンw”是指ー層輪胎簾布層材料和其它輪胎成分。在胎體被硫化以生產(chǎn)出模制輪胎前可向胎體中加入額外的成分。 “圓周方向的”是指沿著垂直于軸線方向的環(huán)形胎面的表面周長方向延伸的線或方向；它也可以指各組相鄰的環(huán)形曲線的方向，如橫截面中所看到的，這些環(huán)形曲線的半徑限定了胎面的軸向曲率?！昂熅€”是指加強(qiáng)線束之一，包括纖維，用于加強(qiáng)簾布層?！皟?nèi)襯層”是指形成無內(nèi)胎輪胎的內(nèi)表面且包含輪胎內(nèi)的膨脹流體的ー層或多層的弾性體或其它材料。“襯墊”是指典型地用于增強(qiáng)零壓行駛型輪胎胎側(cè)的增強(qiáng)件；也指位于胎面之下的弾性體襯墊?！昂煵紝印笔侵笍幮泽w包覆的簾線構(gòu)成的簾線增強(qiáng)層?！皬较虻摹焙汀皬较虻亍笔侵笍较虻爻蜻h(yuǎn)離輪胎旋轉(zhuǎn)軸線的方向。“胎側(cè)”是指輪胎位于胎面和胎圈之間的部分?！隘B層結(jié)構(gòu)”是指未硫化的結(jié)構(gòu)，其由一層或多層輪胎部件或弾性體部件，如內(nèi)襯層、胎側(cè)以及任選的簾布層，組成。


下面將通過舉例并參照附圖來描述本發(fā)明，附圖中
圖I是具有短程線簾線的輪胎胎體的透視 圖2是胎冠區(qū)域中輪胎胎體簾線的特寫視 圖3是胎圈區(qū)域中輪胎胎體簾線的特寫視 圖4A示出了以短程線方式卷繞在輪胎坯件上的初始簾線；
圖4B示出了多遍卷繞后卷繞在圖5a輪胎坯件上的簾線；
圖5示出了各種短程線曲線；
圖6示出了具有本發(fā)明短程線簾線的輪胎胎體的前視 圖7示出了圖6中的胎體的側(cè)視 圖8和圖9示出了圖7中的胎體的胎圈區(qū)域的特寫透視 圖10和圖11示出了用于將簾布層施加在輪胎坯件上的設(shè)備的第一實施例；
圖12示出了用于將簾布層施加在輪胎坯件上的設(shè)備的第二實施例；
圖13示出了本發(fā)明的乘用輪胎的剖視 圖14示出了對于標(biāo)準(zhǔn)化彈簧剛度的各種測試輪胎性能；圖15示出了對于芳族聚酰胺簾布層的標(biāo)準(zhǔn)化彈簧剛度的各種測試輪胎性能；
圖16示出了對于控制和芳族聚酰胺短程線簾布層輪胎的滾動阻カ數(shù)據(jù)；
圖17示出了控制和聚酯短程線簾布層輪胎的滾動阻カ數(shù)據(jù)；以及 圖18示出了現(xiàn)有技術(shù)子午線乘用輪胎和本發(fā)明輪胎的剖視圖。
具體實施例方式圖13示出了具有短程線簾線的輪胎的剖視圖。如圖所示，輪胎300可表示乘用輪胎，其包括一對相對置的胎圈區(qū)域310，每個胎圈區(qū)域含有一個或多個嵌在其中的柱胎圈(column beads)320。與同樣尺寸的輪胎相比，本發(fā)明的輪胎因其胎體構(gòu)造而具有大大縮小的胎圈，這將在下文詳細(xì)描述。輪胎300可進(jìn)ー步包括胎側(cè)部分316，其沿著輪胎徑向方向從各個胎圈區(qū)域310大致向外延伸。胎面部分330在胎側(cè)部分316的徑向外端之間延伸。此外，輪胎300通過從ー個胎圈區(qū)域310到另ー個胎圈區(qū)域310環(huán)形延伸的胎體340得到 加強(qiáng)。帶束層組件350設(shè)置于胎體340和胎面之間。圖1-3示出了本發(fā)明的輪胎胎體340，其中簾線呈短程線排列。如圖2所示，ー種尺寸為225 60R16的示例性乘用輪胎的胎冠部分341具有間隔開的簾布層，角度約為48度(其隨著輪胎總尺寸的變化而變化)。如圖3所示，輪胎胎圈區(qū)域342具有間隔很緊密的簾線，簾線與胎圈相切。因此簾布層角度從胎圈芯到胎冠連續(xù)變化。任何表面上的短程線路徑都是兩點(diǎn)之間的最短距離或者最小曲率。在曲面上，如環(huán)面，短程線路徑為直線。實際的短程線簾布層模式嚴(yán)格遵循如下數(shù)學(xué)方程
P cos a = p 0 cos a 0
其中，P是從芯部旋轉(zhuǎn)軸線到某ー給定位置處的簾線的徑向距離； a是某ー給定位置處相對于中央圓周平面的簾布層簾線角度；
P ^是圓周平面處從芯部旋轉(zhuǎn)軸線到胎冠的徑向距離，而a 0是相對于胎面中心線或者中央圓周平面的簾布層簾線角度。圖5所示為具有短程線簾線的輪胎的若干不同簾布層路徑曲線。一種短程線輪胎的公知實施例是子午線輪胎，如曲線4所示，其中簾線相對于圓周平面的角度a為90度。圖5中的曲線1、2和3還示出了其它的短程線簾線構(gòu)形。曲線I是短程線簾線模式的特例，其中簾線與胎圈圓相切，且在本文中被稱為軌道簾布層。圖4A-4B示出了具有軌道簾布層構(gòu)造及在不同完成階段的胎體340。對圖5中的曲線I應(yīng)用下列方程
當(dāng)P=P胎圈時，因為簾線與胎圈相切，所以角度a為O。a =COS-1 ( P 胎圈 / p )
圖6-9示出了本發(fā)明的生胎胎體的第一實施例。所示輪胎被示出作為乘用輪胎，但并不限于乘用輪胎。胎體簾線以短程線軌道模式排列，其中簾線與輪胎的胎圈半徑相切。簾線的緊密靠近導(dǎo)致胎圈區(qū)域中簾線材料的非常嚴(yán)重的堆積。為了克服這ー固有缺陷，發(fā)明人改變了簾布敷層，這將在下文更詳細(xì)地描述。設(shè)備
在本發(fā)明的第一實施例中，在芯部52上形成有輪胎300，該輪胎300具有帶短程線簾布層的胎體。該芯部可以是圓柱形(或稱圓筒形)，例如制胎鼓，但優(yōu)選為最終輪胎的形狀。該芯部具有第一端、第二端和位于所述第一端和第二端之間的外芯體表面。所述外芯體表面優(yōu)選被成型為非常符合輪胎的內(nèi)部形狀。如圖10和11所示，芯部繞其旋轉(zhuǎn)軸線可轉(zhuǎn)動地安裝。芯部是可塌縮的或者是被分段成型的，以便從輪胎中方便地移除。芯部還可包含內(nèi)部加熱器，用于部分硫化芯部上的內(nèi)襯層。芯部任選地可以是一次性的。然后，將內(nèi)襯層305施加到芯部。可通過齒輪泵擠出機(jī)利用橡膠條帶或板形橡膠來施加內(nèi)襯層，或者通過本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的傳統(tǒng)方法來施加內(nèi)襯層。一種任選的輪胎，優(yōu)選是4根或多根鋼絲構(gòu)成的柱胎圈320，可以在胎圈區(qū)域內(nèi)施加在內(nèi)襯層之上。然后，當(dāng)芯部旋轉(zhuǎn)吋，具有一個或多個橡膠包覆簾線2的橡膠條帶在內(nèi)襯層之上直接施加到芯部上。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備100的透視圖如圖10-11所示。如圖所示，設(shè)備100具有導(dǎo)向裝置，所述導(dǎo)向裝置具有 機(jī)器人計算機(jī)控制系統(tǒng)110，用于將簾線2放置到芯部52的環(huán)面上。機(jī)器人計算機(jī)控制系統(tǒng)110包括計算機(jī)120和預(yù)編程軟件，該軟件針對特定輪胎尺寸控制簾布層路徑。系統(tǒng)110的每個運(yùn)動通過鉸接連接實現(xiàn)非常精確的運(yùn)動。安裝在基座151上的機(jī)器人150具有優(yōu)選的可沿六軸運(yùn)動的機(jī)械臂152。機(jī)械臂152具有如圖所示附接的簾布層機(jī)構(gòu)70。機(jī)械臂152按照預(yù)定路徑10提供簾布層簾線2。計算機(jī)控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)環(huán)面芯部52的旋轉(zhuǎn)和簾布層機(jī)構(gòu)70的運(yùn)動。簾布層機(jī)構(gòu)70的運(yùn)動允許凸曲率聯(lián)接到胎圈區(qū)域附近的凹曲率，從而模擬輪胎的模制形狀。參照圖11，示出了環(huán)面芯部52的剖視圖。如圖所示，環(huán)面芯部52的每ー側(cè)56上的徑向內(nèi)部54具有凹曲率，其朝著環(huán)面芯部52的胎冠區(qū)域55徑向向外延伸。隨著凹形剖面朝著上部胎側(cè)部分57徑向向外延伸，凹曲率過渡到凸曲率，另ー種說法是環(huán)面芯軸52的胎冠區(qū)域55。此橫截面非常近似地復(fù)制了輪胎的模制剖面。為使簾線2在指定的短程線路徑10上前進(jìn)，機(jī)構(gòu)70可包含一個或多個輥。圖中示出了兩對輥40、42，其中第二對輥42被設(shè)置成相對于第一對輥40成90°，且第二對輥42位于第一對輥40上方約I英寸的物理空間內(nèi)，兩對輥間形成中心開ロ 30，其使簾線路徑10保持在這個中心內(nèi)。如圖所示，通過將簾線嵌入到預(yù)先涂覆到預(yù)先放置在環(huán)形表面上的彈性體復(fù)合物內(nèi)和未硫化的復(fù)合物的表面膠黏性相結(jié)合，將簾線2保持在適當(dāng)位置。一旦圍繞環(huán)形表面的整個圓周正確地施加簾線2，后續(xù)的彈性體面涂復(fù)合物疊層(未示出)可用來完成簾布層20的構(gòu)造。標(biāo)準(zhǔn)輪胎部件如胎圈包布、胎側(cè)和胎面可應(yīng)用于以傳統(tǒng)模鑄硫化的胎體和輪胎。輪胎可進(jìn)ー步包括面積與重量顯著減小的可選胎圈。適于使用本發(fā)明的輪胎的胎圈的ー個實例包括柱胎圈320，所述柱胎圈320重量比標(biāo)準(zhǔn)輪胎減小了 2/3。圖12示出了適用于將簾布層以短程線模式施加到芯部上的設(shè)備的第二實施例。該設(shè)備包括簾布層施加頭200，其繞Y軸可旋轉(zhuǎn)地安裝。簾布層施加頭200可繞Y軸+/-100度范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)。為了將簾線施加到胎肩和胎圈區(qū)域，簾布層施加頭200的旋轉(zhuǎn)是必要的。因此，簾布層施加頭200可在每ー側(cè)繞可旋轉(zhuǎn)的芯部52轉(zhuǎn)動，以便將簾布層放置在胎側(cè)和胎圈區(qū)域。簾布層施加頭200被安裝到支撐框架總成，該支撐框架總成能夠沿X、Y和Z軸平動。簾布層施加頭有ー個出口 202，用于施加一個或多個簾線2。簾線可以是條帶形式，并且可包括一個或多個橡膠包覆的簾線。與簾布層施加頭200相鄰的是輥210，其可繞X軸樞轉(zhuǎn)安裝，使得輥可自由旋轉(zhuǎn)以跟蹤簾線軌跡。簾布層施加頭和壓輥機(jī)構(gòu)可由計算機(jī)控制器精確控制以確保簾布層的精確布置。當(dāng)施加簾線時，輪胎芯部轉(zhuǎn)動。輪胎芯部不連續(xù)地轉(zhuǎn)動以便對施加頭相對于芯部的運(yùn)動進(jìn)行計時。簾布層施加頭和壓輥設(shè)備專門適用于將簾線施加到輪胎芯部的側(cè)壁，且朝下到胎圈區(qū)域且包括胎圈區(qū)域。橡膠涂覆簾線的條帶以遵循如下數(shù)學(xué)方程的模式施加到芯部上，該數(shù)學(xué)方程為P cos a =常數(shù)。圖5示出了具有短程線簾布層路徑的簾布層曲線1、2和3。曲線2和3示出了角度P，其為任一點(diǎn)處的簾布層與自身形成的角度。就本發(fā)明而言，角度P被選擇為在嚴(yán)格大于90度到大約180度的范圍。優(yōu)選地，本發(fā)明的短程線路徑(或軌道路徑)為簾布層曲線2，其P約等于180度。對于簾布層曲線2來說，如果選擇曲線上的某一點(diǎn)，如點(diǎn)A，則簾布層漸近點(diǎn)A的角度將等于約180度。同樣地，簾布層遠(yuǎn)離A點(diǎn)的角度也將約等于180度。因此對于曲線2上的任一點(diǎn)，簾布層漸近該點(diǎn)的角度和離開該點(diǎn)的角度均為約180度，優(yōu)選地基本上為180度。如圖5所示，角度a ^被選擇為使得簾線與胎圈相切。從點(diǎn)A開始，簾線與胎圈相切。圖5中曲線I示出了從點(diǎn)A到胎冠中心點(diǎn)B的簾線路徑，點(diǎn)B為拐點(diǎn)。簾線延續(xù)到輪胎的另ー側(cè)，其中簾線在點(diǎn)C處相切。重復(fù)該過程直到充分覆蓋芯部。根據(jù)簾線尺寸和類型選擇，簾線要繞轉(zhuǎn)300至450圈以成型胎體。因為簾線在多個位置與胎圈相切，簾線在胎圈區(qū)域的堆積形成胎圈。如上所述，簾布層簾線以遵循數(shù)學(xué)方程P cos a =常數(shù)的方式施加到芯部上。使用芯部的三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)點(diǎn)，可以確定滿足數(shù)學(xué)方程P COS a =常數(shù)的所有離散芯部數(shù)據(jù)點(diǎn)的計算。如圖5所示,芯部的三維數(shù)據(jù)集合優(yōu)選為X、Y、屯坐標(biāo)。然后選擇計算的起點(diǎn)。起點(diǎn)優(yōu)選為圖5中的A點(diǎn)，其為胎圈位置處芯部的切點(diǎn)。然后選擇終點(diǎn)，終點(diǎn)優(yōu)選為圖5中的C點(diǎn)。與A點(diǎn)相比，C點(diǎn)代表輪胎相對側(cè)的切點(diǎn)。然后計算從點(diǎn)A到點(diǎn)C的W的變化。然后使用確定從點(diǎn)A到點(diǎn)C的的最小距離的方法，由三維數(shù)據(jù)集合確定從起點(diǎn)A到終點(diǎn)C的理想簾線路徑。優(yōu)選地，可使用動態(tài)編程控制方法，其中計算從點(diǎn)A到點(diǎn)C的三維最小距離。對于從點(diǎn)A到點(diǎn)C的三維數(shù)據(jù)集合的所有可能路徑來說，可使用計算機(jī)算法來計算各個距離，然后選擇距離最小的路徑。從點(diǎn)A到點(diǎn)C的距離最小的路徑即為短程線路徑。離散數(shù)據(jù)點(diǎn)存儲到矩陣內(nèi)，供計算機(jī)控制系統(tǒng)使用以確定簾線路徑。然后從點(diǎn)C到下一切點(diǎn)重復(fù)該過程，并重復(fù)該過程直到胎體充分覆蓋為止。利用轉(zhuǎn)位(indexing)的短程線簾布層
在本發(fā)明的一個變型中，除下述內(nèi)容外，其余所有內(nèi)容均與上文相同。條帶從第一連續(xù)條帶的第一位置開始施加，其嚴(yán)格遵照P COS a =常數(shù)進(jìn)行N圈旋轉(zhuǎn)施加。N為5到20之間的整數(shù)，優(yōu)選為8到12，更優(yōu)選為大約9。繞轉(zhuǎn)N圈后，該條帶用于第二連續(xù)條帶的起始點(diǎn)移到位于第一位置附近的第二位置。該條帶不被切斷而是保持連續(xù)，盡管條帶也可以被切斷并被轉(zhuǎn)位到起始位置。重復(fù)上述步驟，直到形成充分的簾布層覆蓋，這通常需要繞轉(zhuǎn)300或更多圏。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)這一小調(diào)整有助于使簾布層的間隔更加均勻。半徑變化
在本發(fā)明的又ー變型中，除下述內(nèi)容外，其余所有內(nèi)容均與上述任一實施例的描述相同。為了減小胎圈區(qū)域的堆積，半徑P以Q圈的間隔在輪胎胎圈區(qū)域中沿徑向方向増/減德爾塔(A )變化。A的范圍可從約2mm到約20mm,更優(yōu)選為從約3mm到約IOmm,最優(yōu)選為從約4mm到約6mm。優(yōu)選地，半徑以隨機(jī)的方式變化。因此例如，如果Q為100，則每繞轉(zhuǎn)100圈，半徑可增長約5mm,且第二個100圈，半徑可縮短約5mm。、
另ー種改變半徑的方法為，在每轉(zhuǎn)第Q圈時，對半徑進(jìn)行調(diào)整，以使徑向方向上切點(diǎn)遞增地縮短伽瑪(Y )，其中Y從約3mm到約IOmm變化。Q的范圍可以從約80到約150圈，優(yōu)選地從約90到約120圏。因此，例如，Q可約為100圈，且Y可約為5mm。因此，每轉(zhuǎn)100圈,半徑可在徑向方向上縮短5mm。優(yōu)選地,半徑的變化可結(jié)合上述轉(zhuǎn)位進(jìn)行。軸向變化
在另ー種變型中，除下述內(nèi)容外，其余所有內(nèi)容均與上述任一實施例的描述相同。為了解決胎圈區(qū)域的堆積，在胎圈區(qū)域中増加簾線軸向尺寸。因此，胎圈區(qū)域處的短程線方程存在偏差。在胎圈區(qū)域的臨近范圍內(nèi)，其中P小于某個值，計算出新的X值用來解決胎圈區(qū)域中材料的堆積?；诤熅€厚度來計算新X值?？梢允褂枚畏匠虂泶_定新X值。P和a值保持不變。展寬變化(dwellvariation)
在又ー變型中，除下述內(nèi)容外，其余所有內(nèi)容均與上述任一實施例的描述相同。為了減少胎圈區(qū)域處的堆積，使用展寬角(dwell angle) W。因此，在胎圈處不再是一個相切點(diǎn)，角度W被展寬ー個在大約5度或更小角度量級上的小值，而其它變量保持不變。該展寬變型對于填充胎圈區(qū)域中的簾線間隙是有用的。簾線結(jié)構(gòu)
簾線可包括一根或多根橡膠包覆的簾線，其可為聚酯、尼龍、人造纖維、鋼材、Flexten抗拉線繩或芳族聚酰胺。測試結(jié)果
構(gòu)造尺寸為P225/R60-16的測試輪胎，其具有芳族聚酰胺和聚酯簾線兩者的短程線簾布層結(jié)構(gòu)。短程線簾布層測試輪胎被構(gòu)造為每9次反復(fù)進(jìn)行轉(zhuǎn)位并且簾線在一定位置處與胎圈正切。角度P被選擇為180度。使用聚酯簾線構(gòu)造的測試輪胎具有總共400圈簾線，并且在每第9圈處簾線的開始位置被轉(zhuǎn)位約0. 0012m。芳族聚酰胺結(jié)構(gòu)輪胎具有約350圈和0.0015m的轉(zhuǎn)位因數(shù)。每個測試輪胎包括典型的輪胎部件和単行6個鋼絲胎圈。測試輪胎也可以被構(gòu)造為沒有胎圈。測試輪胎與尺寸為P225R60-16的產(chǎn)品輪胎進(jìn)行比較并且以商標(biāo)名稱GOODYEAR EAGLE RSA進(jìn)行銷售。如圖14和15所示，芳族聚酰胺簾線和聚酯簾線的短程線簾布層輪胎在縱向、側(cè)向和豎直方向顯示顯著較高的標(biāo)準(zhǔn)化彈簧剛度。對于縱向彈簧剛度，短程線簾布層輪胎(芳族聚酰胺和聚酯結(jié)構(gòu)兩者)具有比產(chǎn)品輪胎大50%的彈簧剛度。輪胎結(jié)構(gòu)試驗中利用的芳族聚酰胺簾線具有在18，000-50，OOOMPa范圍內(nèi)的彈性模量和在9X9-16X16范圍內(nèi)的TPI (捻度)。TPI優(yōu)選接近所述范圍的下限。芳族聚酰胺簾線的簾線結(jié)構(gòu)具有1100/2的DTEX (纖度)和DENIER (旦尼爾)1000/2。輪胎結(jié)構(gòu)中利用的聚酯簾線具有約8000MPa的彈性模量、TPI 8. 5X8. 5、DTEX 1670/2以及DENIER 1500/2。滾動阻カ測試數(shù)據(jù)
如圖16所示，與產(chǎn)品控制輪胎相比，芳族聚酰胺短程線簾布層輪胎在滾動阻力方面有
12.3%的改進(jìn)。如圖17所示，與產(chǎn)品控制相比，聚酯短程線簾布層輪胎顯示5. 4%的滾動阻力改進(jìn)。認(rèn)為芳族聚酰胺輪胎的較好結(jié)果是由芳族聚酰胺具有最高的豎直彈簧剛度的事實決定的。由于偏差較低，因此消耗更少的能量。對滾動阻力的改進(jìn)是令人吃驚和意外的。圖18示出了與本發(fā)明的具有軌道簾布層的輪胎進(jìn)行比較的標(biāo)準(zhǔn)子午線輪胎的剖視圖。對于相同的外直徑，軌道簾布層結(jié)構(gòu)的承載特征允許輪胎尺寸較小。因此，在ー個實例中，如圖所示，車輪可能更大，且輪胎寬度變窄。軌道簾布層輪胎可以導(dǎo)致較輕的重量、更多具有更小滾動阻カ的氣動輪胎。在本申請公開內(nèi)容的啟示下，本發(fā)明還可能有其他變型。雖然為描述本發(fā)明給出了某些代表性的實施例和細(xì)節(jié)，但是對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯然的是，在不脫離本發(fā)明 范圍的情況下，可以進(jìn)行各種改變和修改。因此，應(yīng)理解，可以對所描述的具體實施例進(jìn)行修改，而這些修改仍然在所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明預(yù)期的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種制造輪胎的方法，包括以下步驟 提供環(huán)面形芯部，所述芯部具有用于形成第一胎側(cè)的第一側(cè)、用于形成第二胎側(cè)的第ニ側(cè)、以及用于形成胎面區(qū)域的處于所述第一側(cè)和所述第二側(cè)之間的外周表面； 通過將ー個或多個簾線的條帶按從第一點(diǎn)開始的短程線模式纏繞到所述芯部上，形成ー層簾布層，其中，所述簾線按重復(fù)的短程線模式從第一側(cè)延伸到所述胎面區(qū)域，然后延伸到第二側(cè)，其中在所述輪胎的每個胎側(cè)部分上，所述簾布層的相對于其自身的角度3嚴(yán)格大于90度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述條帶是連續(xù)的。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述條帶是不連續(xù)的。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述環(huán)面形芯部是在第二階段位置中的制胎鼓。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述簾布層的相對于其自身的角度P基本上為 180 度。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述簾布層的角度P在各部分都恒定。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述簾布層的相對于其自身的角度P等于或小于180度。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述芯部的外部尺寸基本等于成品輪胎的內(nèi)部尺寸。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述芯部是可旋轉(zhuǎn)的。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述簾線與位于所述第一側(cè)或所述第二側(cè)的徑向最內(nèi)側(cè)點(diǎn)處的一點(diǎn)相切。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述短程線模式每第N圈被中斷，并且移動每第N圈的第二開始點(diǎn)以與所述第一點(diǎn)相鄰，然后對于另外的N-I圈，遵循所述短程線模式以連續(xù)方式纏繞所述條帶，其中N是在2至大約20范圍內(nèi)的整數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述模式每第N圈被中斷，并且移動每第N圈的第三開始點(diǎn)以與所述第二開始點(diǎn)相鄰，然后對于另外的N-I圈，遵循所述短程線模式以連續(xù)方式纏繞所述條帶，其中N是在2至大約20范圍內(nèi)的整數(shù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，對于繞所述芯部的至少ー圈所述簾布層，調(diào)整所述簾布層的半徑以增加或減少德爾塔八。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，對于繞所述芯部的至少三圈所述簾布層，調(diào)整所述簾布層的半徑以增加或減少德爾塔A。
15.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，對于繞所述芯部的每ー圈所述簾布層，調(diào)整所述簾布層的半徑以遞增地増加或遞減地減少德爾塔八。
16.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，在至少ー圈調(diào)整所述半徑以使徑向方向上切點(diǎn)縮短伽瑪Y，其中，Y從約3mm至約IOmm變化。
17.ー種充氣輪胎，包括 胎體， 布置在所述胎體徑向外側(cè)的胎面， ー對外胎側(cè)，它們從所述胎面沿著所述胎體的外表面徑向向內(nèi)延伸， 其中所述胎體由簾布層形成，其中所述簾布層由按短程線模式設(shè)置的簾線形成， 其中在所述輪胎的每個胎側(cè)部分上，所述簾布層的相對于其自身的角度0嚴(yán)格大于90度。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的輪胎，其中，所述輪胎進(jìn)ー步包括兩個柱胎圈。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的輪胎，其中，所述簾布層由單ー連續(xù)簾線形成。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的輪胎，其中，所述簾布層由ー個或多個加強(qiáng)簾線的連續(xù)條帶形成。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的輪胎，其中，在整個簾布層上，所述簾布層相對于其自身的角度P基本上為180度。
22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的輪胎，其中，所述簾布層的角度3在整個簾布層上是恒定的。
23.根據(jù)權(quán)利要求17所述的輪胎，其中，在整個簾布層上，所述簾布層相對于其自身的角度P等于或小于180度。
24.根據(jù)權(quán)利要求17所述的輪胎，其中，所述簾線與位于每個胎側(cè)的徑向最內(nèi)側(cè)點(diǎn)處的一點(diǎn)相切。
25.根據(jù)權(quán)利要求17所述的輪胎，進(jìn)一歩包括胎圈。
26.根據(jù)權(quán)利要求17所述的輪胎，其中，所述簾線是芳族聚酰胺的。
27.根據(jù)權(quán)利要求17所述的輪胎，其中，所述簾線是聚酯的。
28.根據(jù)權(quán)利要求17所述的輪胎，其中，所述簾線具有由芳族聚酰胺和聚酯形成的纖絲。
29.ー種充氣輪胎，包括帶束層結(jié)構(gòu)和具有第一內(nèi)半徑和外半徑的環(huán)面形胎體，其中，所述胎體包括兩個或多個簾線的覆膠條帶，按赤道模式纏繞N圈所述條帶，其中，所述條帶的開始點(diǎn)每第N圈被移動到不同位置，并且繼續(xù)按赤道模式再纏繞N圈，其中形成了短程線模式。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的輪胎，進(jìn)一歩包括胎圈。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的輪胎，其中，所述簾線是芳族聚酰胺的。
32.根據(jù)權(quán)利要求29所述的輪胎，其中，所述簾線是聚酯的。
33.根據(jù)權(quán)利要求29所述的輪胎，其中，所述簾布層條帶是連續(xù)的。
34.根據(jù)權(quán)利要求29所述的輪胎，其中，所述簾布層條帶是不連續(xù)的。
35.根據(jù)權(quán)利要求29所述的輪胎，其中，所述簾布層相對于其自身的角度P基本為180 度。
36.根據(jù)權(quán)利要求29所述的輪胎，其中，所述簾布層的角度P是恒定的。
37.根據(jù)權(quán)利要求29所述的輪胎，其中，所述簾布層相對于其自身的角度P等于或小于180度。
38.根據(jù)權(quán)利要求29所述的輪胎，其中，所述簾線與位于第一側(cè)或第二側(cè)的徑向最內(nèi)側(cè)點(diǎn)處的一點(diǎn)相切。
39.一種輪胎制造方法，包括步驟 提供環(huán)面形芯部，所述芯部具有用于形成第一胎側(cè)的第一側(cè)、用于形成第二胎側(cè)的第ニ側(cè)、以及用于胎冠部分的處于所述第一側(cè)和所述第二側(cè)之間的外周表面，所述第一胎側(cè)和第二胎側(cè)中的每個具有用于形成所述輪胎的胎圈區(qū)域的徑向最內(nèi)部環(huán)； 確定所述芯部的外表面的三維數(shù)據(jù)點(diǎn)X、Y、W ; 通過選擇與所述芯部的第一側(cè)上的徑向最內(nèi)部環(huán)相切的第一點(diǎn)，將ー個或多個簾線的條帶纏繞到所述芯部上，從而形成ー層簾布層； 確定與所述芯部的第二側(cè)處的徑向最內(nèi)部環(huán)相切的第二點(diǎn)； 確定從所述第一點(diǎn)到所述第二點(diǎn)的最短路徑，并且將所述簾線鋪設(shè)在所述最短路徑上； 確定與所述芯部的第一側(cè)處的胎圈相切的第三點(diǎn)； 確定從所述第二點(diǎn)到所述第三點(diǎn)的最短路徑并且將所述簾線鋪設(shè)在所述最短路徑上； 確定與所述胎圈相切的第I點(diǎn)，確定從所述第I-I點(diǎn)到所述第I點(diǎn)的最短路徑，并且將所述簾線鋪設(shè)在所述最短路徑上，重復(fù)N次。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其中，所述簾布層的角度P嚴(yán)格大于90度。
41.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其中，所述簾布層的角度P約為180度。
42.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其中，所述簾布層的角度P基本上為180度。
43.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其中，對于繞所述芯部的至少ー圈所述簾布層，調(diào)整所述簾布層的半徑以增加或減少德爾塔A。
44.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其中，對于繞所述芯部的至少三圈所述簾布層，以隨機(jī)方式調(diào)整所述簾布層的半徑以增加或減少德爾塔八。
45.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其中，對于繞所述芯部的每ー圈所述簾布層，調(diào)整所述簾布層的半徑以遞增地増加或遞減地減少德爾塔八。
46.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其中，在至少ー圈調(diào)整所述半徑以使徑向方向上切點(diǎn)縮短伽瑪Y，其中，Y從約3mm至約IOmm變化。
47.根據(jù)權(quán)利要求I或39所述的方法，其中，在所述簾線相切于所述胎側(cè)的徑向最內(nèi)側(cè)點(diǎn)的那一點(diǎn)處，短程線模式被中斷，所述簾布層被展寬ー個5度或更小的展寬角W。
48.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其中，所述簾布層在與所述切點(diǎn)相同的徑向和軸向位置處被展寬。
全文摘要
一種制造輪胎(300)方法，包括步驟提供芯部(52)；通過一個或多個橡膠涂覆簾線(2)的條帶按短程線模式纏繞到芯部(52)上，形成第一簾布層，所述短程線模式從第一胎肩延伸到與第一胎肩相對的第二胎肩，并且與所述第一胎肩和所述第二胎肩之間的胎圈(320)相切。
文檔編號B29D30/16GK102656008SQ201080059140
公開日2012年9月5日 申請日期2010年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
發(fā)明者A. 卡雷拉 L., A. 羅西 R., P. 蘭德斯 S., 戈比納思 T. 申請人:固特異輪胎和橡膠公司