具有多个圆周不对称的轮胎胎面的制作方法

具有多个圆周不对称的轮胎胎面
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年11月4日提交的美国临时专利申请no.63/109,862的权益，所述美国临时专利申请通过引用全部并入本文中。
技术领域
3.本文中描述的实施例通常涉及轮胎，并且更具体地，涉及具有适合于高速、长距离拖运的构造的卡车轮胎。


背景技术：

4.商业卡车运输运营商比以往任何时候都更期望在使用其轮胎的该类工作条件下有较长的胎面寿命。轮胎的胎面寿命依赖于无数因素，包括胎面的材料成分、轮胎的散热能力、胎面图案即花纹、以及轮胎胎面和外胎的总体构造。
5.此外，胎面寿命依赖于轮胎的设计和构造与轮胎经历的使用类型相对应的程度。例如，用于不良路面和不规则负载实践的轮胎往往针对耐用性进行优化，而用于良好路面和高速的轮胎往往针对散热进行优化。此外，用于更高速使用的轮胎更容易受到可能显著影响其胎面寿命的某些其它因素的影响。更高的速度可能加剧不期望的机械效应，诸如由轮胎胎面或整个轮胎构造中固有的重复图案导致的谐波振荡，所述谐波振荡可能导致不均匀的磨损特性，这进而进一步加速胎面磨损。


技术实现要素：

6.本公开的一些方面涉及减少胎面磨损并提高轮胎的使用寿命的轮胎胎面构造。在一些实施例中，胎面的构造包括多个圆周不对称即周向不对称。在这种实施例的示例中，质数值用于(a)节距的数目(其中节距是围绕轮胎胎面的圆周重复的单个图案)；(b)用于形成整个轮胎胎面的模制部的区段的数目；(c)节距的长度的变化数目；或(d)区段的长度的变化数目。
7.例如，给定轮胎可以具有m个节距、n个区段、p个不同的区段长度和q个不同的节距长度，其中m、n、p和q各自是大于2的质数。在相关示例中，m、n、p和q中的至少三个参数是大于2的质数。
附图说明
8.图1是图示出根据一些实施例的具有外胎和形成在外胎上的胎面的驱动轮胎的一部分的透视图。
9.图2是根据相关实施例的具有外胎和形成在外胎上的胎面的非驱动轮胎的透视图。
10.图3是图示出根据示例的图1的轮胎的单个节距的图。
11.图4是图示出根据示例的图2的轮胎的单个节距的图。
12.图5是图示出根据一些示例的用于形成作为轮胎的一部分的胎面的制造装置的简化图。
13.图6是图示出根据一些实施例的轮胎胎面的特定实施例的一组示例参数的图。
14.图7是将图6中所示的胎面映射成用于进一步说明的二维表示的图。
具体实施方式
15.实施例的一个方面涉及一种卡车轮胎，所述卡车轮胎具有针对牵引卡车的驱动轮位置进行了优化的构造。另一方面涉及一种卡车轮胎，所述卡车轮胎具有针对牵引卡车的非从动轮位置进行了优化的构造。相关方面涉及轮胎的各种结构特征，这些结构特征用于在轮胎使用时减少或消除所述轮胎的谐波振荡。虽然这些结构特征在本公开中是在卡车轮胎的情境下进行描述的，但是应理解，相同或相似的特征可以适当地适用于在乘用车轮胎、轻型卡车轮胎、性能轮胎和其它类型的轮胎上使用。
16.图1是图示出具有外胎120和形成在外胎120上的胎面300的驱动轮胎100的一部分的透视图。外胎120包括未具体示出的常规特征，诸如包括一层或更多层织物帘线的车身帘布层、一对胎圈，每个胎圈包括缠绕在车身帘布层的环中的高强度钢丝的环、侧壁加强件、和由钢帘线制成的一组加强带，所有这些都被封装在橡胶轮胎本体中。根据示例性实施例，胎面300具有针对驱动位置轮进行了优化的图案。
17.图2是具有外胎120和形成在外胎120上的胎面400的非驱动轮胎200的透视图。根据示例性实施例，胎面300具有针对非驱动位置轮进行了优化的图案。
18.图3是图示出轮胎胎面300的单个节距302的图。节距302具有绕轮胎的圆周重复的胎面图案的一部分。图4是图示出轮胎胎面400的单个节距402的图。在一些实施例中，轮胎胎面300、400由一定数量个节距m组成，其中m为大于2的质数。在一些示例中，m为大于22且小于98的质数。在一些这样的示例中，m为大于36且小于64的质数。
19.在一些相关示例中，轮胎胎面300、400具有数量为q个的不同节距长度。在一些这样的示例中，q为大于2的质数。例如，在一些实施例中，q为大于2且小于14的质数。
20.图5是图示出用于形成作为轮胎100、200的一部分的胎面300或胎面400的制造装置的简化图。模具502包括圆周区段502a至502l，每个圆周区段都在内表面上具有胎面图案的相应部分。在制造期间，多层轮胎结构(包括将要形成为胎面的未固化的“生”橡胶成分)在模具502的经组装的圆周区段502a至502l内被压制和加热以被成形和固化。
21.作为使用模具502的多个圆周区段502a至502l的不期望的结果，胎面300或400具有与圆周区段的位置相对应的物理变化。当轮胎在路面上滚动时，这些物理变化可能引起与路面的相应的相互作用。如果在这些变化中存在重复图案，则可能发生谐波共振，这可能导致不均匀的胎面磨损。在类似的原理中，在某些条件下，节距的胎面图案中的重复图案也可能导致发生谐波共振。
22.在一些实施例中，不对称被设计到胎面中以避免这种谐波振荡。在一些示例中，圆周区段502a至502l具有各种不同的长度。在一个这样的实施例中，模具502具有数量为p个的不同长度的轮胎区段。在相关实施例中，p为大于2的质数。例如，在一些实施例中，p为大于2且小于14的质数。在图5中示出的示例中，有12个区段。在其它实施例中，区段的数量n为大于2的质数。在一些这样的示例中，n为大于6且小于18的质数。
23.图6是图示出胎面600的特定实施例的一组示例参数的图。如所描绘的，胎面600由具有数量为n个的模制部区段的模制部形成，这些区段被标记为s1至s11。在这个示例中，n为11。同样，如所描绘的，胎面600由数量为m个的节距组成，其中m为47并且节距被编号为1至47。如所示出的，区段边界不一定与节距边界对齐。例如，区段s4的边界落在节距13和17内。
24.图7是将胎面600映射成用于进一步说明的二维表示的图。区段s1至s11如所指示的被示出，其中添加了边界线以示出它们的位置和长度。区段长度702表示两个相邻区段边界线之间的距离。还示出了节距1至47，以及它们自己相应的边界线。节距长度704表示两个相邻节距边界线之间的距离。在该示例中，胎面600具有p＝5个不同的区段长度，其中各个区段长度围绕胎面600的圆周(或长度)分布。胎面600具有q＝3个不同的节距长度，其中不同的节距长度围绕胎面600的圆周(或长度)分布。
25.在相关实施例中，区段长度围绕胎面600的圆周(或长度)大致均匀地分布。在相关实施例中，节距长度围绕胎面600的圆周(或长度)大致均匀地分布。
26.在这些示例中，在胎面600的整个圆周或长度上使用质数个且大体上均匀分布的各种区段长度和各种节距长度以用于避免在轮胎周围的重复图案(当轮胎以任何特定车速滚动时，这些重复图案可能建立谐波共振)。
27.下面的表1图示出根据一些实施例的参数值的各种组合。
28.表1
[0029][0030]
在表1的实施例的类型a至e中，m、n、p和q的四个值中的至少三个是大于2的质数。
[0031]
额外的说明和示例：
[0032]
示例1是一种轮胎，包括：外胎；和形成在所述外胎上的模制胎面，所述胎面已经形成有作为多个的n个模制部区段，所述胎面包括作为多个的m个节距，其中所述m个节距中的每个节距是沿所述轮胎的圆周重复的胎面图案的一部分；其中所述n个模制部区段中的每个模制部区段具有相应的区段长度，并且所述m个节距中的每个节距具有节距长度；其中所述作为多个的n个模制部区段包括具有作为多个的p个不同长度的模制部区段；其中所述作为多个的m个节距包括q个不同长度的节距；并且其中m、n、p和q中的至少三个是大于2的质数值。
[0033]
在示例2中，示例1的主题包括，其中m为大于22且小于98的质数。
[0034]
在示例3中，示例2的主题包括，其中m为大于36且小于64的质数。
[0035]
在示例4中，示例3的主题包括，其中m为47。
[0036]
在示例5中，示例1至4的主题包括，其中n为大于6且小于18的质数。
[0037]
在示例6中，示例5的主题包括，其中n为11。
[0038]
在示例7中，示例1至6的主题包括，其中p为大于2且小于14的质数。
[0039]
在示例8中，示例7的主题包括，其中p为5。
[0040]
在示例9中，示例1至8的主题包括，其中q为大于2且小于14的质数。
[0041]
在示例10中，示例9的主题包括，其中q为3。
[0042]
在示例11中，示例1至10的主题包括，其中m为47，n为11，p为5，并且q为3。
[0043]
在示例12中，示例1至11的主题包括，其中m为47，n为12，p为5，并且q为3。
[0044]
在示例13中，示例1至12的主题包括，其中，所述n个模制部区段中的每个模制部区段具有沿所述胎面的所述圆周的区段边界，并且其中所述m个节距中的每个节距具有沿所述胎面的圆周的节距边界；并且其中所述区段边界中的至少一个区段边界位于两个相邻节距边界之间；并且其中所述节距边界中的至少一个节距边界位于两个相邻区段边界之间。
[0045]
在示例14中，示例1至13的主题包括，其中所述节距长度围绕所述胎面的圆周大致均匀地分布。
[0046]
示例15是一种轮胎，包括：外胎；和形成在所述外胎上的模制胎面，所述胎面已经形成有作为多个的n个模制部区段，所述胎面包括作为多个的m个节距，其中所述m个节距中的每个节距是沿所述轮胎的圆周重复的胎面图案的一部分；其中所述n个模制部区段中的每个模制部区段具有相应的区段长度，并且所述m个节距中的每个节距具有节距长度；其中所述作为多个的n个模制部区段包括具有作为多个的p个不同长度的模制部区段；并且其中m、n和p各自是大于2的质数值。
[0047]
在示例16中，示例15的主题包括，其中m为大于22且小于98的质数。
[0048]
在示例17中，示例16的主题包括，其中m为大于36且小于64的质数。
[0049]
在示例18中，示例17的主题包括，其中m为47。
[0050]
在示例19中，示例15至18的主题包括，其中n为大于6且小于18的质数。
[0051]
在示例20中，示例19的主题包括，其中n为11。
[0052]
在示例21中，示例15至20的主题包括，其中p为大于2且小于14的质数。
[0053]
在示例22中，示例21的主题包括，其中p为5。
[0054]
在示例23中，示例15至22的主题包括，其中m为47，n为11，并且p为5。
[0055]
在示例24中，示例15至23的主题包括，其中，所述n个模制部区段中的每个模制部区段具有沿所述胎面的所述圆周的区段边界，并且其中所述m个节距中的每个节距具有沿所述胎面的圆周的节距边界；并且其中所述区段边界中的至少一个区段边界位于两个相邻节距边界之间；并且其中所述节距边界中的至少一个节距边界位于两个相邻区段边界之间。
[0056]
在示例25中，示例15至24的主题包括，其中所述节距长度围绕所述胎面的圆周大致均匀地分布。
[0057]
示例26是包括指令的至少一个机器可读介质，所述指令当由处理电路执行时，使所述处理电路执行实现示例1至25中任一项所述的操作。
[0058]
示例27是包括用于实施示例1至25中的任一项的装置的设备。
[0059]
示例28是用于实施示例1至25中的任一项的系统。
[0060]
示例29是用于实施示例1至25中的任一项的方法。
[0061]
以上详细描述包括对随附附图的参考，所述随附附图形成详细描述的一部分。附
图通过图示的方式示出了可以实践的具体实施例。这些实施例在本文中也被称为“示例”。这样的示例可以包括除了所示出或描述的之外的元件。然而，也考虑到包括所示出或描述的元件的示例。此外，还考虑到使用所示出或描述的那些元件(或其一个或更多个方面)的任何组合或排列的示例，或者相对于特定示例(或其一个或更多个方面)进行了考虑，或者相对于本文中示出或描述的其它示例(或其一个或更多个方面)进行了考虑。
[0062]
在本文献中，如专利文献中常见的，术语“一”或“一个”被用于包括一个或一个以上，这独立于“至少一个”或“一个或更多个”的任何其它实例或用法。在本文献中，术语“或”被用于指代非排他性或，使得“a或b”包括“a但不包括b”、“b但不包括a”以及“a和b”，除非另有说明。在所附权利要求中，术语“包括”和“其中”被用作相应的术语“包含”和“在其中”的简明英语等价物。此外，在随附的权利要求中，术语“包括”和“包含”是开放式的，即，包括除了在权利要求中这样的术语之后列出的那些元件之外的元件的系统、装置、物品或过程仍然被认为落入该权利要求的范围内。此外，在随附的权利要求中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标签，并不旨在暗示其对象的数字顺序。
[0063]
以上描述旨在是说明性的，并且不是限制性的。例如，上文描述的示例(或其一个或更多个方面)可以与其它示例结合使用。在回顾上文的描述后，其它实施例例如可以由本领域普通技术人员使用。摘要是为了让读者快速确定本技术公开的性质。提交摘要时应理解，即它不会用于解释或限制权利要求的范围或含义。此外，在上文的具体实施方式中，可以将各种特征组合在一起以简化本公开。然而，权利要求书可以不阐述本文中公开的每个特征，因为实施例可以以所述特征的子集为特征。此外，实施例可以包括比特定示例中公开的那些特征更少的特征。因此，随附的权利要求由此被合并到具体实施方式中，其中权利要求本身作为单独的实施例存在。本文中公开的实施例的范围将参考所附权利要求以及这些权利要求所享有的等同物的全部范围来确定。

技术特征：
1.一种轮胎，包括：外胎；和形成在所述外胎上的模制胎面，所述胎面已经形成有作为多个的n个模制部区段，所述胎面包括作为多个的m个节距，其中所述m个节距中的每个节距是沿所述轮胎的圆周重复的胎面图案的一部分；其中所述n个模制部区段中的每个模制部区段具有相应的区段长度，并且所述m个节距中的每个节距具有节距长度；其中所述作为多个的n个模制部区段包括具有作为多个的p个不同长度的模制部区段；其中所述作为多个的m个节距包括q个不同长度的节距；并且其中m、n、p和q中的至少三个是大于2的质数值。2.根据权利要求1所述的轮胎，其中，m为大于22且小于98的质数。3.根据权利要求2所述的轮胎，其中，m为大于36且小于64的质数。4.根据权利要求3所述的轮胎，其中，m为47。5.根据权利要求1或2所述的轮胎，其中，n为大于6且小于18的质数。6.根据权利要求5所述的轮胎，其中，n为11。7.根据权利要求1或5所述的轮胎，其中，p为大于2且小于14的质数。8.根据权利要求7所述的轮胎，其中，p为5。9.根据权利要求1、5或7中任一项所述的轮胎，其中，q为大于2且小于14的质数。10.根据权利要求9所述的轮胎，其中，q为3。11.根据权利要求1所述的轮胎，其中，m为47，n为11，p为5，并且q为3。12.根据权利要求1所述的轮胎，其中，m为47，n为12，p为5，并且q为3。13.根据权利要求1所述的轮胎，其中，所述n个模制部区段中的每个模制部区段具有沿所述胎面的所述圆周的区段边界，并且其中所述m个节距中的每个节距具有沿所述胎面的圆周的节距边界；其中所述区段边界中的至少一个区段边界位于两个相邻节距边界之间；并且其中所述节距边界中的至少一个节距边界位于两个相邻区段边界之间。14.根据权利要求1所述的轮胎，其中，所述节距长度围绕所述胎面的圆周大致均匀地分布。15.一种轮胎，包括：外胎；和形成在所述外胎上的模制胎面，所述胎面已经形成有作为多个的n个模制部区段，所述胎面包括作为多个的m个节距，其中所述m个节距中的每个节距是沿所述轮胎的圆周重复的胎面图案的一部分；其中所述n个模制部区段中的每个模制部区段具有相应的区段长度，并且所述m个节距中的每个节距具有节距长度；其中所述作为多个的n个模制部区段包括具有作为多个的p个不同长度的模制部区段；并且其中m、n和p各自是大于2的质数值。16.根据权利要求15所述的轮胎，其中，m为大于22且小于98的质数。
17.根据权利要求16所述的轮胎，其中，m为大于36且小于64的质数。18.根据权利要求17所述的轮胎，其中，m为47。19.根据权利要求15或16所述的轮胎，其中，n为大于6且小于18的质数。20.根据权利要求19所述的轮胎，其中，n为11。21.根据权利要求15或19所述的轮胎，其中，p为大于2且小于14的质数。22.根据权利要求21所述的轮胎，其中，p为5。23.根据权利要求15所述的轮胎，其中m为47，n为11，并且p为5。24.根据权利要求15所述的轮胎，其中，所述n个模制部区段中的每个模制部区段具有沿所述胎面的所述圆周的区段边界，并且其中所述m个节距中的每个节距具有沿所述胎面的圆周的节距边界；其中所述区段边界中的至少一个区段边界位于两个相邻节距边界之间；并且其中所述节距边界中的至少一个节距边界位于两个相邻区段边界之间。25.根据权利要求15所述的轮胎，其中，所述节距长度围绕所述胎面的圆周大致均匀地分布。

技术总结
轮胎胎面构造可以包含多个圆周不对称。质数值用于(a)节距的数目(其中节距是围绕轮胎胎面的圆周重复的单个图案)；(b)用于形成整个轮胎胎面的模制部的区段的数目；(c)节距的长度的变化数目；或(d)区段的长度的变化数目。或(d)区段的长度的变化数目。或(d)区段的长度的变化数目。


技术研发人员：马克
受保护的技术使用者：美国轮胎工程公司
技术研发日：2021.11.03
技术公布日：2023/9/23