[发明专利]短程线轮胎及制造方法

说明书

其它申请的交叉引用

本申请要求2009年12月23日提交的美国临时申请No. 61/289,762的权益，并通过引用将其并入本文。

技术领域

本发明涉及轮胎制造和轮胎结构领域。

背景技术

通常在圆柱形制胎鼓（tire building drum）上制造轮胎，轮胎部件在鼓上按层组装。轮胎的胎体和承载部件通常由一层或多层帘布层制成，该帘布层被切割，然后拼接在制胎鼓上。帘布层织物由多种加强材料形成，这些加强材料在施加于鼓之前被涂覆上橡胶。

在二十世纪早期，已用两层或多层帘布层制成了斜交轮胎，其中，加强材料与圆周方向成一角度。帘布层的帘线角在径向和圆周方向上都提供了加强。斜交轮胎的一个优点在于，由于帘线被定向在一定角度，因此它们在圆周方向和径向上具有强度。斜交轮胎的缺点在于，帘布层的帘线未被放置在可能的最有效路径中，导致了能量损失。

在二十世纪七十年代，子午线轮胎成为工业标准。对于子午线轮胎，帘线与圆周方向成90度角，从而使得帘线垂直于胎圈，从胎圈到胎圈延伸。子午线轮胎的一个优点是，帘线被有效地定向，即，两点间的最短距离。子午线轮胎的一个缺点是，它们在圆周方向的强度低。因此，当子午线轮胎滚过接地面时，轮胎由于在圆周方向强度不足而鼓包。轮胎鼓包是一个能量损失源，这会导致滚动阻力增加。

由于消费者对于更加节省燃料的车辆的需求，下一代轮胎或未来的轮胎将更可能是低滚动阻力轮胎。本申请的发明人已经发现，短程线轮胎（geodesic tirre）由于其独特的性能可以代表低滚动阻力轮胎的可行方案。短程线轮胎是这样的轮胎，其帘布层帘线路径是轮胎表面上的短程线（geodesic lines），严格遵循轴对称表面的短程线定律，即ρ cos α = ρ₀ cos α₀。短程线路径的结果是，整个帘线路径上的帘线张力均匀，而且因膨胀压力导致的剪切应力为零。真正的短程线路径是一个表面上两点之间的最短距离。

尽管Purdy描述了短程线轮胎的数学原理，但是制造实际短程线轮胎的研究工作却是很难想到的。大部分的工作聚焦于在制胎鼓上构建短程线轮胎平片上，从而使得一旦形成为最终轮胎形状，帘线可以缩放对应到短程线位置。尚未证明此方法可以获得短程线轮胎。因此，由于上述原因，需要提供改进的方法和设备，以便形成没有上述缺点的短程线轮胎。

定义

“高宽比”是指轮胎剖面高度与剖面宽度的比值。

“轴向的”和“轴向地”是指与轮胎旋转轴线平行的线或方向。

“胎圈”或“胎圈芯”一般是指包括环形抗拉构件的轮胎部分，径向内胎圈将轮胎保持到轮辋上，轮辋被帘布层帘线包覆并成形，有或没有其它加强构件（例如，胎圈芯包布、切片包布、三角胶或填料、护趾胶和胎圈包布）。

“带束层结构”或“增强带束层”是指由平行帘线构成的至少两个环形层或帘布层，这些帘线是经编织的或未经编织的、处于胎面之下、未被固定到胎圈，并且具有在相对于轮胎的赤道平面17°至27°范围内的左和右帘线角。

“斜交帘布层轮胎”是指胎体帘布层中的加强帘线以相对于轮胎赤道平面约25-65°的角度从胎圈至胎圈斜对角地穿过轮胎延伸，帘布层帘线在交替层上以相反角度延伸。

“缓冲层”或“轮胎缓冲层”与带束层或带束层结构或加强带束层结构意思相同。

“胎体”是指一层轮胎帘布层材料和其它轮胎成分。在胎体被硫化以生产出模制轮胎前可向胎体中加入额外的成分。

“圆周方向的”是指沿着垂直于轴线方向的环形胎面的表面周长方向延伸的线或方向；它也可以指各组相邻的环形曲线的方向，如横截面中所看到的，这些环形曲线的半径限定了胎面的轴向曲率。

“帘线”是指加强线束之一，包括纤维，用于加强帘布层。

“内衬层”是指形成无内胎轮胎的内表面且包含轮胎内的膨胀流体的一层或多层的弹性体或其它材料。

“衬垫”是指典型地用于增强零压行驶型轮胎胎侧的增强件；也指位于胎面之下的弹性体衬垫。

“帘布层”是指弹性体包覆的帘线构成的帘线增强层。

“径向的”和“径向地”是指径向地朝着或远离轮胎旋转轴线的方向。

“胎侧”是指轮胎位于胎面和胎圈之间的部分。

“叠层结构”是指未硫化的结构，其由一层或多层轮胎部件或弹性体部件，如内衬层、胎侧以及任选的帘布层，组成。

附图说明

下面将通过举例并参照附图来描述本发明，附图中：