CN108698345A - 具有可变剪切元件的轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮胎，所述轮胎包括被构造成安装到车轮的中央区域，以及包括周向胎面和设置在所述周向胎面下方的剪切元件的胎冠区域。所述剪切元件包括上部增强层、下部增强层和设置在所述上部增强层和所述下部增强层之间的弹性区域。所述上部增强层和所述下部增强层之间的径向距离沿着所述轮胎的轴向宽度变化。所述轮胎还包括从所述中心区域延伸到所述胎冠区域的中间区域。

Description

具有可变剪切元件的轮胎

技术领域

本公开涉及具有剪切元件的轮胎及其制造方法。更具体地讲，本公开涉及具有不同尺寸的剪切元件的轮胎。

背景技术

已开发出各种能使轮胎在未充气或充气不足状态下行驶的轮胎构造。非充气轮胎不需要充气，而“防爆轮胎”在被刺穿和损失全部或部分加压空气后可以继续在相对高速下行驶延长的时间。一种此类型的防爆轮胎包括薄的环状高强度带元件，其在轮胎加压时充当张力构件，并且在轮胎处于未加压或部分加压状态时充当结构压缩构件。

发明内容

在一个实施方案中，一种制造轮胎的方法包括提供第一基本上圆形的聚合物材料片，并且将第一对增强环放置在第一基本上圆形的聚合物材料片上。第一对增强环包括第一下部环和第一上部环，其中第一下部环与第一上部环同轴。第一下部环具有第一下部环直径，并且第一上部环具有第一上部环直径。该方法还包括将第二基本上圆形的聚合物材料片放置在第一基本上圆形的聚合物材料片上，使得第一对增强环夹在第一基本上圆形的聚合物材料片和第二基本上圆形的聚合物材料片之间。该方法还包括将第二对增强环放置在第二基本上圆形的聚合物材料片上。第二对增强环包括第二下部环和第二上部环，其中第二下部环与第二上部环同轴。第二下部环具有第二下部环直径，并且第二上部环具有第二上部环直径。该方法还包括将第三基本上圆形的聚合物材料片放置在第二基本上圆形的聚合物材料片上，使得第二对增强环夹在第二基本上圆形的聚合物材料片和第三基本上圆形的聚合物材料片之间。该方法还包括将另外的基本上圆形的聚合物材料片和另外的成对增强环放置在第三基本上圆形的聚合物材料片上，直到构建好轮胎。

在另一个实施方案中，生轮胎包括具有基本上圆形的多个生橡胶片，每个片具有胎冠区域。生轮胎还包括夹在胎冠区域中的相邻生橡胶片之间的至少一个增强件。所述至少一个增强件限定基本上非弹性的下部区域、基本上非弹性的上部区域以及设置在基本上非弹性的下部区域与基本上非弹性的上部区域之间的弹性区域。

在另一个实施方案中，一种轮胎包括被构造成安装到车轮的中央区域和包括周向胎面和设置在周向胎面下方的剪切元件的胎冠区域。该剪切元件包括上部增强层、下部增强层和设置在上部增强层和下部增强层之间的弹性区域。上部增强层和下部增强层之间的径向距离沿着轮胎的轴向宽度变化。该轮胎还包括从中央区域延伸到胎冠区域的中间区域。

附图说明

在附图中，示出了结构，所述结构与下文提供的详细描述一起描述了受权利要求书保护的本发明的示例性实施方案。类似的元件用相同的附图标号标示。应当理解，被示出为单个部件的元件可以用多个部件替换，并且被示出为多个部件的元件可以用单个部件替换。附图未按比例绘制，并且出于说明性目的，可能放大了某些元件的比例。

图1示出了部分组装的非充气轮胎的一个实施方案的分解图；

图2示出了部分组装的充气轮胎的一个实施方案的分解图；

图3示出了轮胎300的一个实施方案的局部侧面剖视图；

图4A至4D示出了轮胎300的另选实施方案的胎冠区域的周向剖视图；

图5示出了轮胎的另选实施方案的局部侧面剖视图；

图6示出了轮胎的另一个另选实施方案的局部侧面剖视图；

图7示出了轮胎的又一个另选实施方案的局部侧面剖视图；

图8示出了轮胎的另外一个另选实施方案的局部侧面剖视图；以及

图9示出了轮胎的另外又一个另选实施方案的侧面剖视图。

具体实施方式

下文包括本文所采用的所选择的术语的定义。这些定义包括落入术语范围内并且可用于实施的部件的各种示例和/或形式。所述示例并非旨在进行限制。术语的单数和复数形式均可在所述定义之内。

“3D打印机”是指用于3D打印的机器。

“3D打印”是指通过使用打印头、喷嘴或其他打印机技术沉积材料来制造物体。

“增材制造”是指(通常是一层一层地)加入材料以根据三维模型数据制作物体的方法，其与减材制造方法相反。增材制造包括3D打印、粘合剂喷射、定向能量沉积、熔融沉积建模、激光烧结、材料喷射、材料挤出、粉末床熔合、快速成型、快速模具、片材层压和光聚合固化。

“增材系统”是指用于增材制造的机器。

“轴向”和“轴向地”是指平行于轮胎旋转轴线的方向。

“胎圈”是指轮胎的接触车轮并且限定侧壁边界的部分。

“周向”和“周向地”是指沿胎面表面的圆周延伸的与轴向垂直的方向。

“赤道面”是指垂直于轮胎旋转轴线并且穿过轮胎胎面中心的平面。

“径向”和“径向地”是指垂直于轮胎旋转轴线的方向。

“侧壁”是指在胎面与胎圈之间的轮胎部分。

“轮辐”是指从下部构件延伸到上部构件的一个或多个杆、棒、边带、网丝或其他连接构件。轮辐可以包括实心材料片。

“减材制造”是指与增材制造相反，通过从整块固体中移除材料(例如，磨光、铣削、钻孔、研磨、雕刻、切割等)以留下所需的形状，从而制造物体。

如本文所用的“胎面”是指在正常充气和正常负载情况下与道路或地面接触的轮胎部分。

“胎面宽度”是指在正常充气和负载情况下轮胎旋转期间胎面的与路面接触的地面接触区域的宽度。

方向在本文中结合轮胎的旋转轴线来阐明。术语“向上”和“向上地”是指朝向轮胎胎面的总体方向，而“向下”和“向下地”是指朝向轮胎旋转轴线的总体方向。因此，当相对的方向性术语诸如“上部”和“下部”或“顶部”和“底部”结合元件使用时，“上部”或“顶部”元件比“下部”或“底部”元件在空间上更靠近胎面。此外，当相对的方向性术语诸如“上方”或“下方”结合元件使用时，某一元件位于另一元件的“上方”，则着该元件比另一元件更靠近胎面。

术语“向内”和“向内地”是指朝向轮胎赤道面的总体方向，而“向外”和“向外地”是指远离轮胎赤道面并且朝向轮胎侧壁的总体方向。因此，当相对的方向性术语诸如“内部”和“外部”结合元件使用时，“内部”元件比“外部”元件在空间上更靠近轮胎的赤道面。

虽然用于以下说明的类似术语描述常用轮胎部件，但应当理解，由于这些术语带有略微不同的含义，本领域普通技术人员不会认为下列术语中的任何一者可与用于描述常用轮胎部件的另一个术语完全地互换。

图1示出了部分组装的非充气轮胎100的一个实施方案的分解图。非充气轮胎100包括具有大致圆形形状的多个聚合物材料片110。在这个特定的实施方案中，每个聚合物材料片包括上部环120、下部环130，和从上部环120延伸到下部环130的多个轮辐部分140。在一个另选实施方案(未示出)中，并非每个聚合物材料片都包括上部环、下部环和多个轮辐部分。在一个这样的示例中，一些片包括上部环、下部环和多个轮辐部分，而其他片省略轮辐部分或下部环。在另一个示例中，一些片省略上部环。

在所示实施方案中，每个片的上部环120包括胎面部分。胎面部分被成形为形成胎面设计。在所示实施方案中，胎面部分形成具有由多个横向沟槽分开的多个矩形胎面花纹块的胎面设计。在另选实施方案(未示出)中，胎面部分可以形成具有各种形状和尺寸的肋、周向沟槽、刀槽花纹或胎面花纹块的胎面设计。胎面可以是对称的或不对称的。

在所示实施方案中，每个聚合物材料片包括24个轮辐部分。在另选实施方案中，每个聚合物材料片可以具有任何数量的轮辐部分。在一些示例中，每个聚合物材料片具有10至40个轮辐部分。

在所示实施方案中，每个聚合物材料片110具有相同数量的轮辐部分140。另外，每个片110中的每个轮辐部分140具有基本上相同的形状和尺寸。此外，相邻片110的轮辐部分140彼此对齐。然而，应当理解，在另选实施方案中，一些片可以具有不同数量的轮辐部分。另外，在其他另选实施方案中，给定片上轮辐部分的尺寸和形状可以变化。类似地，在另一个另选实施方案中，给定片上的轮辐部分可以相对于另一片上的轮辐部分具有不同的尺寸和形状。而且，不同片的轮辐部分可能不彼此对齐。

在一个实施方案中，每个聚合物材料片由生橡胶构造。在另选实施方案中，每个聚合物材料片由固化橡胶构造。在另选实施方案中，聚合物材料片可以由发泡聚合物、聚氨酯、热塑性塑料、树脂、其他弹性体或聚合物材料、其他合成或天然纤维以及其他金属材料构造。在另一个另选实施方案中，片由金属而不是聚合物材料形成。在一个实施方案中，每个片由均匀的材料制成。在另选实施方案中，每个片由多种不同的材料构造。例如，胎面部分、上部环、下部环和轮辐可以由不同的材料构造。另外，不同的片可以由不同的材料构造。在任何上述实施方案中，可以在材料片之间使用粘合剂。

在一个实施方案中，每个聚合物材料片通过增材制造方法形成。例如，可以通过3D打印、粘合剂喷射、定向能量沉积、熔融沉积建模、激光烧结、材料喷射、材料挤出、粉末床熔合、快速成型、快速模具、片材层压或光聚合固化来制造每个片。可以使用夹具或其他固定装置来帮助组装多个片以确保每个片的正确定向。另选地，夹具或固定装置可以帮助在增材制造过程中限定单个片的形状。

在另选实施方案中，采用减材制造方法形成每个聚合物材料片。例如，聚合物材料片可以被切割(诸如用模具、刀或激光)。在使用减材工艺的情况下，可以在将片放置在其他片的顶部之前将片成形。另选地，片可以在其被放置在其他片的顶部之前仅部分地形成，然后在放置之后被切割成其最终形状。这样的过程将无需精确放置片。

在另一个另选实施方案中，通过模制工艺形成每个聚合物材料片。

在一个实施方案中，每个聚合物材料片110具有约2mm(～0.080英寸)的厚度。在另选实施方案中，每个聚合物材料片可以具有0.02mm至25.4mm(0.001英寸至1英寸)之间的厚度。在一个实施方案中，轮胎中的每个聚合物材料片具有基本上相同的厚度。在另选实施方案中，片的厚度可以变化。例如，可以在不同的位置使用较厚或较薄的片来改变增强件的间距或位置。应当理解，在增材制造工艺中，片可能不会明显彼此不同，因此它们可能不具有可辨别的厚度。

继续参考图1，非充气轮胎100还包括多个增强件150，其中每个增强件150设置在相邻的聚合物材料片110之间。在所示的实施方案中，增强件150是形成一对上部环160、下部环170和多个轮辐增强件180的多个帘线。这些帘线也可被称为微纤维或长丝。增强件150的上部环160夹在相邻聚合物材料片110的上部环120之间。类似地，增强件150的下部环170夹在相邻聚合物材料片110的下部环130之间。另外，轮辐增强件180夹在相邻聚合物材料片110的轮辐部分140之间。

增强件150的一对上部环160被定位成使得当轮胎100固化时，增强件150的上部环160形成由聚合物材料片110的上部对环120限定的剪切元件。换句话说，聚合物材料110的上部环120的一部分是径向设置在由增强件150的一对上部环160形成的基本上非弹性膜之间的弹性材料。

然而，应当理解，图1中所示的增强件150的形状仅是示例性的。在另选实施方案中，增强件150的一些或全部上部环160可以被省略。类似地，增强件150的一些或全部下部环170可以被省略。另外，可以省略一些或全部轮辐增强件180。在其他另选实施方案中，可以在一些部分上采用多个增强件。尽管在所示实施方案中，增强件是连续部件，但应当理解，增强件可以是不连续的。例如，增强材料可以是沿着聚合物片的一部分分布的短切纤维。

增强件150可以由选自钢、聚酯、尼龙、碳纤维、芳族聚酰胺、玻璃纤维、棉花、大麻、聚氨酯和其他塑料、其他合成或天然纤维以及其他金属材料的材料构造。尽管在图1中增强件150被示出为多根帘线，但在另选实施方案中，增强件是材料网或材料片。在另一个另选实施方案中，增强件可以是短切纤维。

为了构造非充气轮胎100，该方法包括形成具有基本上圆形形状的第一聚合物材料片110。可以使用上述任何方法形成第一聚合物材料片110。第一聚合物材料片110可以形成在平坦表面上，或者其可以形成在夹具或固定装置上。

该方法然后包括将增强件150放置在第一聚合物材料片110上。在一个实施方案中，增强件150在被放置在第一聚合物材料片110上之前具有预成型形状。在另选实施方案中，增强件150可以在被放置在第一聚合物材料片110上时成形。例如，增强件可被挤压或3D印刷到第一聚合物材料片110上。

该方法还包括将具有基本上圆形形状的第二聚合物材料片放置在第一聚合物材料片上，使得增强件150夹在第一聚合物材料片和第二聚合物材料片之间。然后重复该方法，以便将另外的增强材料和另外的聚合物材料片放置在彼此的顶部，直到构建好具有预定宽度的轮胎。换句话说，该轮胎在垂直于轮胎旋转轴线的方向上构件，并且层数及其宽度决定了轮胎的宽度。在一个实施方案中，该轮胎具有190mm(7.5英寸)的宽度。在其他实施方案中，该轮胎具有12.5mm至1525mm(0.5英寸至60英寸)的宽度。在轴向上具有多个层的轮胎可以被称为复合层轮胎。

在一个实施方案中，可以在增强件被放置在聚合物材料片上之前或之后将粘合剂或水泥施加到该聚合物材料片上。另外，可以在构建过程中将添加剂或化学处理选择性地施加到聚合物片或增强件上。此外，一些聚合物材料片可具有波状表面或粗糙表面以促进粘合。例如，聚合物材料片在被放置在轮胎上之后可以经历粗糙化工艺。

尽管图1示出了聚合物片材和增强件的交替层，但应当理解，若干层聚合物片可以被放置在一起或者若干层增强件可以被放置在一起。还应当理解，增强件可以在不同的层上变化。例如，可以将下部环增强件放置在第一片上，可以将一对上部环增强件放置在第二片上，并且可以将轮辐增强件放置在第三片上。

在轮胎110构建好后对其进行固化。在一个实施方案中，在硫化模具中固化该轮胎。当该轮胎在硫化模具中固化时，轮胎的外表面可在硫化期间进一步成形。在另选实施方案中，在高压釜中固化该轮胎。高压釜可以在比典型的硫化模具更低的压力下固化轮胎，从而允许轮胎保持其形状。在又一个实施方案中，可以在其他材料的金属板之间固化该轮胎。在另外又一个实施方案中，可以省略固化步骤。

图2示出了部分组装的充气轮胎200的一个实施方案的分解图。可以使用与上述相同的复合层方法来组装充气轮胎200。然而，不同于轮辐，该方法用于构建轮胎的胎圈部分(未示出)、侧壁210和胎面220。另外，该方法可以用于构建侧壁增强层(未示出)和胎冠区域增强件230。在所示实施方案中，胎冠区域增强件230是限定剪切元件的一对环。代替剪切元件或除了剪切元件之外，胎冠区域还可以包括限定周向带或冠带层的增强件。

在组装好生轮胎200之后，将其在硫化模具或高压釜中固化。

在充气轮胎和非充气轮胎的示例中，可以将电子器件嵌入轮胎的各层中。例如，可以将RFID嵌入轮胎中。导电细丝或材料可以穿过轮辐或围绕轮胎的其他部分以允许检测轮胎的损坏。例如，如果轮辐撕裂，则不再存在导电路径，并且这可以被轮胎中的电子器件感测到。导电细丝也可以嵌入轮胎的某些部分，以帮助消除可能在轮胎旋转时积聚的静电。

对于充气轮胎和非充气轮胎来说，复合层轮胎的许多变体都是可能的。例如，可以选择用作增强件的材料的类型以优化轮胎在各种条件下的重量、刚度和其他特性。同样，也可以选择增强件的数量和位置以优化轮胎在各种条件下的特性。

图3示出了轮胎300的一个实施方案的局部侧面剖视图。在该图中，仅示出轮胎的胎冠区域310。轮胎300可以是充气轮胎或非充气轮胎。轮胎300可以是以上述方式构造的复合层轮胎。另选地，轮胎300可以使用其他轮胎构造方法来构造。

在所示的剖面中，轮胎300的胎冠区域310包括第一对增强环，其包括第一下部环320和第一上部环330。第一下部环320与第一上部环330同轴。第一下部环320具有第一下部环直径，并且第一上部环330具有第一上部环直径。胎冠区域的不同层上的其他上部环和下部环可具有相同的上部直径和下部直径，或者这些直径可以变化。图4A至4D中示出了轮胎300的胎冠区域310的选定实施方案的示例性剖面。

图4A示出了轮胎300a的一个实施方案的胎冠区域310a的周向剖视图。在所示实施方案中，下部环320a和上部环330a限定剪切元件。每个下部环320a具有基本上相同的下部环直径，并且每个上部环330a具有基本上相同的上部环直径。因此，下部环320a和上部环330a之间的径向距离沿着轮胎的轴向宽度是恒定的。

图4B示出了轮胎300b的一个另选实施方案的胎冠区域310b的周向剖视图。在所示实施方案中，下部环320b和上部环330b限定剪切元件。轮胎赤道面处的下部环具有最小的下部环直径，并且剪切元件的轴向外端处的下部环具有最大的下部环直径。从赤道面到剪切元件外端的下部环直径线性增加，使得下部环形成“V”形。

相比之下，轮胎赤道面处的上部环具有最大的上部环直径，并且剪切元件的轴向外端处的上部环具有最小的上部环直径。从赤道面到剪切元件外端的上部环直径线性减小，使得下部环形成倒“V”形。下部环320b和上部环330b一起形成基本上菱形形状。因此，下部环320b和上部环330b之间的径向距离沿着轮胎的轴向宽度变化。

图4C示出了轮胎300c的另一另选实施方案的胎冠区域310c的周向剖视图。在所示实施方案中，下部环320c和上部环330c限定剪切元件。轮胎赤道面上的下部环具有最大的下部环直径，并且剪切元件的轴向外端处的下部环具有最小的下部环直径。从赤道面到剪切元件外端的下部环直径线性减小，使得下部环形成倒“V”形。

相比之下，轮胎赤道面处的上部环具有最小的上部环直径，并且剪切元件的轴向外端处的上部环具有最大的上部环直径。从赤道面到剪切元件外端的上部环直径线性增加，使得下部环形成“V”形。下部环320c和上部环330c一起形成“X”形。因此，下部环320c和上部环330c之间的径向距离沿着轮胎的轴向宽度变化。

图4D示出了轮胎300d的又一另选实施方案的胎冠区域310d的周向剖视图。在所示实施方案中，下部环320d和上部环330d限定剪切元件。靠近轮胎赤道面的多个下部环具有第一下部环直径，其余的下部环具有比第一下部环直径小的第二下部环直径。

相比之下，靠近轮胎赤道面的多个上部环具有第一上部环直径，其余的上部环具有比第一上部环直径大的第二上部环直径。下部环320d和上部环330d一起形成阶梯形状。因此，下部环320d和上部环330d之间的径向距离沿着轮胎的轴向宽度变化。

应当理解，图4A至4D中所示的剪切元件的示例性实施方案仅表示可能的几何形状中的一小部分。在另选实施方案中，可以采用任何数量的几何形状。例如，虽然所示实施方案示出了具有直线边界的剪切元件，但是剪切元件的一个或多个边界可以是弯曲的。另外，虽然所示实施方案示出了关于轮胎赤道面基本上对称的剪切元件，但在其他另选实施方案中，剪切元件可以是不对称的。此外，虽然所示实施方案示出了由多个下部环和上部环形成的剪切元件，但是可以在下部环和上部环之间设置任何数量的中间环。最后，虽然图4A至4D的剪切元件被描绘为多个环，但在另选实施方案(未示出)中，剪切元件由多个膜形成。

图5示出了轮胎500的一个实施方案的局部侧面剖视图。在该图中，仅示出轮胎的胎冠区域510。轮胎500可以是充气轮胎或非充气轮胎。轮胎500可以是以上述方式构造的复合层轮胎。另选地，轮胎500可以使用其他轮胎构造方法来构造。

在所示的剖面中，轮胎500的胎冠区域510包括第一对增强环，其包括第一下部环520和第一上部环530。下部环和上部环一起限定剪切元件。第一下部环520与第一上部环530同轴。第一下部环520具有第一下部环直径，并且第一上部环530具有第一上部环直径。胎冠区域中的其他上部环和下部环可具有相同的上部直径和下部直径，或者这些直径可以变化。例如，剪切元件可以具有图4A至4D中所示的任何剖面。另选地，剪切元件的剖面可以具有任何几何形状。在其他另选实施方案(未示出)中，可以在下部环和上部环之间设置任何数量的中间环。在其他另选实施方案(未示出)中，剪切元件由多个膜形成。

多个空隙540设置在下部环520和上部环530之间。在例示的实施方案中，每个空隙540具有基本上平行四边形的剖面。另外，每个空隙540的尺寸基本上相同。在另选实施方案(未示出)中，空隙可以是三角形、五边形、六边形、八边形、圆形、椭圆形或具有任何几何形状。在其他另选实施方案(未示出)中，空隙可以具有各种尺寸。

在一个实施方案中，空隙540在轮胎的轴向上具有一致的剖面，并且在剪切元件的整个轴向宽度上延伸。在一个另选实施方案中，空隙可以具有可变的剖面。在另一另选实施方案中，空隙仅在剪切元件的轴向宽度的一部分上延伸。在这样的实施方案中，空隙可以在不同的轴向位置处交错。

当轮胎在高温和高压下固化时，生橡胶可能在固化过程中流动。但是，如果轮胎在较低温度或较低压力下固化，则空隙可在固化过程中保持其形状。例如，轮胎可以在高压釜中在比轮胎硫化模具中的固化过程期间提供的压力更低的压力下固化。在一个实施方案中，轮胎在38℃至260℃(100°F至500°F)之间的温度以及0.10mPa至0.70mPa(15PSI至100PSI)之间的压力下固化。然而，应当理解，轮胎可以在其他温度和压力下固化。

图6示出了轮胎600的一个实施方案的局部侧面剖视图。在该图中，仅示出轮胎的胎冠区域610。轮胎600可以是充气轮胎或非充气轮胎。轮胎600可以是以上述方式构造的复合层轮胎。另选地，轮胎600可以使用其他轮胎构造方法来构造。

在所示的剖面中，轮胎600的胎冠区域610包括增强网620。增强网620在拉伸和压缩方面都提供额外的刚度。这在设计用于承载部分或全部拉伸载荷的轮胎中以及设计用于承载部分或全部压缩载荷的轮胎中可能是有利的。在轮胎600是复合层轮胎的情况下，增强网620可以夹在相邻的聚合物材料层之间。

在一个实施方案中，增强网620在轮胎的轴向上具有一致的剖面。在一个另选实施方案中，该网可以具有可变的剖面。例如，该网可以具有对应于图4A至4D中所示的那些的剖面。另选地，该网的剖面可以具有任何几何形状。

图7示出了轮胎700的另一实施方案的局部侧面剖视图。在该图中，仅示出轮胎的胎冠区域710。轮胎700可以是充气轮胎或非充气轮胎。轮胎700可以是以上述方式构造的复合层轮胎。另选地，轮胎700可以使用其他轮胎构造方法来构造。

在所示的剖面中，轮胎700的胎冠区域710包括第一对增强环，其包括第一下部环720和第一上部环730。下部环和上部环一起限定剪切元件。第一下部环720与第一上部环730同轴。第一下部环720具有第一下部环直径，并且第一上部环730具有第一上部环直径。胎冠区域中的其他上部环和下部环可具有相同的上部直径和下部直径，或者这些直径可以变化。例如，剪切元件可以具有图4A至4D中所示的任何剖面。另选地，剪切元件的剖面可以具有任何几何形状。在其他另选实施方案(未示出)中，剪切元件由多个膜形成。

附加增强件740设置在第一下部环720和第一上部环730之间。在所示实施方案中，附加增强件740设置成在第一下部环720和第一上部环730之间摆动的波形态。在一个另选实施方案(未示出)中，附加增强件是设置在第一下部环和第一上部环之间的环形圈。在其他另选实施方案中，附加增强件可以遵循任何路径。

在复合层轮胎的情况下，可以将附加增强件740放置在每个聚合物材料片上。另选地，可以只将附加增强件放置在选定的片上。在一个实施方案中，附加增强件在每个片上遵循相同的路径。在一个另选实施方案中，不同片上的附加增强件具有不同的路径。例如，在一个已知的实施方案中，每个附加增强件具有基本上相同的波形状，但是一个片上的附加增强件相对于相邻片上的附加增强件旋转。

图8示出了轮胎800的另一实施方案的局部侧面剖视图。在该图中，仅示出轮胎的胎冠区域810。轮胎800是以上述方式构造的复合层轮胎。轮胎800可以是充气轮胎或非充气轮胎。

在所示的剖面中，轮胎800的胎冠区域810包括一对增强帘线，其包括下部帘线820和上部帘线830。下部帘线和上部帘线一起限定剪切元件。下部帘线820和上部帘线830两者以基本上圆形形态被放置在聚合物片上，使得下部帘线820与上部帘线830同轴。

下部孔840在沿着下部帘线820的路径的位置处在聚合物片中形成。下部帘线820可以穿过聚合物片的下部孔840，使得下部帘线820设置在聚合物片的两侧上。相邻片(未示出)也可以具有下部孔，使得下部帘线820穿过复合轮胎800的多个片。在一个实施方案中，下部帘线820穿过复合轮胎800的每个聚合物片。

在一个实施方案中，下部孔840在聚合物片上预成形。在一个另选实施方案中，下部孔在复合层轮胎800构造期间形成。在一个这样的实施方案中，通过用下部帘线820刺穿聚合物片来形成下部孔。在一个另选实施方案中，下部孔由单独的工具形成。

上部狭缝850被设置在聚合物片中沿着上部帘线830的路径的某个位置处。上部帘线830可以穿过聚合物片的上部狭缝850，使得上部帘线830设置在聚合物片的两侧上。相邻片(未示出)也可以具有上部狭缝，使得上部帘线840穿过复合轮胎800的多个片。在一个实施方案中，上部帘线830穿过复合轮胎800的每个聚合物片。

在一个实施方案中，上部狭缝850在聚合物片上预成形。在一个另选实施方案中，上部狭缝在复合层轮胎800构造期间形成。在一个这样的实施方案中，通过用上部帘线830刺穿聚合物片来形成上部狭缝。在一个另选实施方案中，上部狭缝由单独的工具形成。

尽管所示实施方案示出了下部孔840和上部狭缝850，但应当理解，可以在任一位置形成任何类型的开口。例如，聚合物片可以包括上部孔和下部孔，或者包括上部狭缝和下部狭缝。

上部帘线和下部帘线可以穿过聚合物片以形成具有任何几何形状的剪切元件。例如，剪切元件可以具有图4A至4D中所示的任何剖面。

图8的复合轮胎800可以被进一步修改以包括其他特征。例如，该复合轮胎可以在上部帘线和下部帘线之间包括空隙，诸如图5中所示的空隙540或上面讨论的替代空隙。另外，该复合轮胎可以在上部帘线和下部帘线之间包括附加的增强件，诸如图7中所示的附加增强件740或上面讨论的替代增强件。

图9示出了轮胎900的另外又一个另选实施方案的侧面剖视图。轮胎900可以是充气轮胎或非充气轮胎。轮胎900可以是以上述方式构造的复合层轮胎。另选地，轮胎900可以使用其他轮胎构造方法来构造。

轮胎900包括螺旋增强件910。螺旋增强件910是围绕其自身缠绕的单个增强件。例如，在复合层结构中，螺旋增强件是放置在聚合物材料片上的帘线。在一个实施方案中，该帘线以螺旋构造预成形。在一个另选实施方案中，该帘线在被放置时缠绕在聚合物片周围。多个聚合物材料片可以具有螺旋增强件。当轮胎固化时，螺旋增强件限定剪切元件的上层和下层。

在一个另选实施方案中，螺旋增强件可以围绕由传统轮胎构造工艺制成的轮胎缠绕。例如，不可延展的膜可以与弹性材料共挤出以形成具有单个可延展层和单个不可延展层的片。然后可以将该片多次缠绕在部分构建的轮胎周围以形成多层不可延展材料。

虽然本发明已通过对其实施方案的描述进行说明，并且虽然已相当详细地对实施方案进行描述，但是申请人并非意图将所附权利要求书的范围约束为此类细节或以任何方式来限制为此类细节。其它优点和修改对于本领域的技术人员而言将是显而易见的。因此，在其更广泛的方面，本公开并不限于所示和所述的特定细节、代表性设备和方法，以及例示性的示例。因此，可以在不脱离申请人的总体发明构思的实质或范围的情况下偏离这样的细节。

就在说明书或权利要求书中使用术语“包括”或“具有”而言，其旨在以类似于术语“包含”在权利要求中用作过渡词时所理解的方式来具有包容性。此外，就采用术语“或”(例如，A或B)而言，其旨在表示“A或B或两者”。当申请人旨在指示“仅A或B但不是两者”时，则将采用术语“仅A或B但不是两者”。因此，本文中术语“或”的使用具有包容性，不具有排他性用途。参见Bryan A.Garner，A Dictionary of Modern Legal Usage 624(2d.Ed.1995)(《现代法律用语词典》第二版，第624页，1995年)。此外，就在说明书和权利要求书中使用术语“在...中”或“到...中”而言，其旨在另外表示“在...上”或“到...上”。此外，就在说明书或权利要求书中使用术语“连接”而言，其旨在不仅表示“直接连接到”，而且也表示“间接连接到”，诸如通过另外的一个部件或多个部件进行连接。

Claims (15)

1.一种制造轮胎的方法，包括：

提供第一基本上圆形的聚合物材料片；

将第一对增强环放置在所述第一基本上圆形的聚合物材料片上，其中所述第一对增强环包括第一下部环和第一上部环，

其中所述第一下部环与所述第一上部环同轴，

其中所述第一下部环具有第一下部环直径，并且

其中所述第一上部环具有第一上部环直径；

将第二基本上圆形的聚合物材料片放置在所述第一基本上圆形的聚合物材料片上，使得所述第一对增强环夹在所述第一基本上圆形的聚合物材料片和所述第二基本上圆形的聚合物材料片之间；

将第二对增强环放置在所述第二基本上圆形的聚合物材料片上，其中所述第二对增强环包括第二下部环和第二上部环，

其中所述第二下部环与所述第二上部环同轴，

其中所述第二下部环具有第二下部环直径，并且

其中所述第二上部环具有第二上部环直径；

将第三基本上圆形的聚合物材料片放置在所述第二基本上圆形的聚合物材料片上，使得所述第二对增强环夹在所述第二基本上圆形的聚合物材料片和所述第三基本上圆形的聚合物材料片之间；

将另外的基本上圆形的聚合物材料片和另外的成对增强环放置在所述第三基本上圆形的聚合物材料片上，直到构建好轮胎。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括固化所述轮胎。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一下部环直径不同于所述第二下部环直径。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一上部环直径不同于所述第二上部环直径。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括：

将第一附加增强件放置在所述第一对增强环之间；以及

将第二附加增强件放置在所述第二对增强环之间。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述第一附加增强件被放置成在所述第一下部环和所述第一上部环之间摆动的波形态，并且其中所述第二附加增强件被放置成在所述第二下部环和所述第二上部环之间摆动的波形态。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述第一下部环和所述第一上部环之间的区域中在所述第一基本上圆形的聚合物材料片中形成多个空隙。

8.一种轮胎，包括：

中心区域，所述中心区域被构造成安装到车轮；

胎冠区域，所述胎冠区域包括周向胎面和设置在所述周向胎面下方的剪切元件，

其中所述剪切元件包括上部增强层、下部增强层和设置在所述上部增强层和所述下部增强层之间的弹性区域，并且

其中所述上部增强层和所述下部增强层之间的径向距离沿着所述轮胎的轴向宽度变化；和

中间区域，所述中间区域从所述中心区域延伸到所述胎冠区域。

9.根据权利要求8所述的轮胎，其中所述上部增强层和所述下部增强层之间的所述径向距离在所述轮胎的赤道面处最大。

10.根据权利要求8所述的轮胎，其中在所述轮胎的轴向外端处所述上部增强层和所述下部增强层之间的所述径向距离大于在所述轮胎的赤道面处所述上部增强层和所述下部增强层之间的所述径向距离。

11.根据权利要求8所述的轮胎，其中所述轮胎为充气轮胎。

12.根据权利要求8所述的轮胎，其中所述轮胎为非充气轮胎。

13.根据权利要求8所述的轮胎，其中所述轮胎为复合层轮胎。

14.根据权利要求8所述的轮胎，其中所述上部增强层包括多个上部环，并且所述下部增强层包括多个下部环。

15.根据权利要求8所述的轮胎，其中所述上部增强层是设置在围绕所述胎冠区域的螺旋路径中的帘线。