專利名稱：降低重量的航空輪胎的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及具有胎體和帶束層加強結構的充氣輪胎，更具體地涉及諸如用于航空器上的高速重負荷輪胎。
背景技術：
用于高速應用的充氣輪胎在輪胎進入和離開胎印區(qū)域時在輪胎的胎冠區(qū)域經歷高度的撓曲。該問題對于輪胎在起飛和降落時能夠達到超過200mph的速度的航空輪胎尤
其嚴重。當輪胎以非常高速旋轉時，由于高的角加速度和速度，胎冠區(qū)域的尺寸可能會增大，可能使胎面區(qū)域徑向向外拉伸。抵消這些カ是僅支撐在輪胎的已知為胎印區(qū)域的小區(qū)域中的交通工具的負荷。 當前輪胎設計的驅動カ在于獲得高速、高負荷和降低重量的航空輪胎。在現有技術中已知在航空輪胎中使用鋸齒帶束層，諸如Watanabe的美國專利No. 5427167中公開的。鋸齒帶束層具有減少在帶束層組合件的外橫向邊緣的露邊帶束層邊緣的優(yōu)點。鋸齒帶束層的內在易彎性還幫助改善所提到的力。然而，設計帶有鋸齒帶束層的輪胎不能夠承受當前商業(yè)航空器設計要求所需要的重負荷。另外，通常在負荷能力和重量之間存在折中。因此，需要ー種改善的航空輪胎，其能夠滿足高速度、高負荷并且具有降低的重量。

發(fā)明內容
“胎體”是指除帶束層結構、胎面、底胎面以及簾布層上的側壁橡膠之外但是包括胎圈的輪胎結構?！爸芟颉笔侵秆刂h(huán)形胎面的表面的周邊延伸的與軸向方向垂直的線或者方向?！昂熅€”是指加強絞線中的一股，輪胎中的簾布層由簾線形成?！俺嗟烂?EP)”是指垂直于輪胎的旋轉軸線并且穿過其胎面的中心的平面?！昂煵紝印笔侵高B續(xù)的ー層涂覆有橡膠的平行簾線。“徑向”和“徑向地”是指徑向地朝向或離開輪胎的旋轉軸線的方向?！白游缇€輪胎”是指具有帶束層或者周向受限的充氣輪胎，其中從胎圈到胎圈延伸的簾布層簾線相對于輪胎的赤道面以65°和90°之間的簾線角度布置?！敖孛鎸挾取笔钱敵錃獾筋~定壓カ并且不載荷時在輪胎的最寬部分測量的輪胎側壁間的距離?！颁忼X帶束層加強結構”指的是至少兩層簾線或在每個帶中具有I至20條簾線的平行簾線帶，并且以交替的圖案布置，以帶束層的橫向邊緣之間5°至30°的角度延伸。本發(fā)明還涉及以下技術方案。I. ー種具有胎體和帶束層加強結構的充氣輪胎，所述帶束層加強結構包括
第一帶束層以及鋸齒帶束層加強結構，所述第一帶束層具有以相對于中間周向平面成
10度或更小角度布置的簾線，所述鋸齒帶束層加強結構定位在所述第一帶束層的徑向外偵牝所述鋸齒帶束層加強結構形成兩層簾線，這兩層簾線相對于輪胎的中心平面以5至30度傾斜，交替地延伸至每個橫向邊緣的轉向點，其特征在于，所述第一帶束層比所述鋸齒帶束層加強結構更寬，并且其中，在額定的壓カ下，輪凸緣之間的寬度WBF與充氣的輪胎截面寬度W之比WBF/W在約O. 65至約O. 7的范圍內。2.如技術方案I所述的充氣輪胎，還包括第二帶束層，所述第二帶束層具有以相對于所述中間周向平面成10度或更小角度布置的簾線，其特征在于，所述第二帶束層的寬度比所述鋸齒帶束層結構更窄。3.如技術方案2所述的充氣輪胎，其特征在于，所述第二帶束層的寬度小于所述
第一帶束層。4.如技術方案2所述的充氣輪胎，其中，所述第一和第二帶束層通過螺旋地纏繞簾線形成兩個盤旋層而形成。
5.如技術方案I所述的充氣輪胎，其特征在于，所述第二帶束層的寬度W2與所述第一帶束層的寬度Wl之比大約在以下的范圍內0. 4〈W2/W1〈0.6。6.如技術方案I所述的充氣輪胎，其中，所述帶束層中的ー個或多個包括由尼龍制成的簾線。7.如技術方案I所述的充氣輪胎，其中，至少ー個帶束層的簾線的斷裂伸長率小于約26%，斷裂強度大于約400N。8.如技術方案I所述的充氣輪胎，其中，簾布層的ー個或多個層包括由尼龍制成的簾線。9. ー種具有胎體和帶束層加強結構的充氣輪胎，所述帶束層加強結構包括
第一帶束層以及鋸齒帶束層加強結構，所述第一帶束層具有以相對于中間周向平面成
10度或更小角度布置的簾線，所述鋸齒帶束層加強結構定位在所述第一帶束層的徑向外偵牝所述鋸齒帶束層加強結構形成兩層簾線，這兩層簾線相對于輪胎的中心平面以5至30度傾斜，交替地延伸至每個橫向邊緣的轉向點，其特征在于，所述第一帶束層比所述鋸齒帶束層加強結構更寬，并且其中，輪凸緣之間的寬度WBF與帶束層的寬度BW之比WBF/BW在約O. 85至約0.9的范圍內。10. ー種具有胎體和帶束層加強結構的充氣輪胎，所述帶束層加強結構包括 第一帶束層和第二帶束層以及鋸齒帶束層加強結構，所述第一帶束層和第二帶束層各
具有以相對于中間周向平面成10度或更小角度布置的簾線，所述鋸齒帶束層加強結構定位在所述第一帶束層的徑向外側，所述鋸齒帶束層加強結構形成兩層簾線，這兩層簾線相對于輪胎的中心平面以5至30度傾斜，交替地延伸至每個橫向邊緣的轉向點，其特征在干，所述第一帶束層比所述鋸齒帶束層加強結構更寬，并且其中，所述第二帶束層的寬度W2與所述第一帶束層的寬度Wl之比大約在以下的范圍內0. 4〈W2/W1〈0.6。11.如技術方案10所述的充氣輪胎，還包括定位在所述第一和第二盤旋帶束層徑向內側的第三盤旋帶束層，其中，所述第三盤旋帶束層的寬度小于所述第一帶束層和所述第二帶束層。12.如技術方案I所述的充氣輪胎，其特征在于，輪凸緣之間的寬度與最寬的帶束層的寬度之比WBF/BW在約O. 84至約I的范圍內。13.如技術方案I所述的充氣輪胎，其特征在于，輪凸緣之間的寬度與最寬的帶束層的寬度之比WBF/BW在約O. 86至約O. 95的范圍內。14.如技術方案I所述的充氣輪胎，其特征在于，輪凸緣之間的寬度與最寬的帶束的層寬度之比WBF/BW在約O. 88至約O. 9的范圍內。15.如技術方案11所述的充氣輪胎，其中，所述第一、第二和第三帶束層的寬度從徑向最內層至徑向最外層增加。


圖I是根據本發(fā)明的輪胎的一半的第一實施例的示意性橫截面 圖2是在構造中間的鋸齒帶束層的示意性透視圖；
圖3是輪胎的復合帶束層組合件的一半的第一實施例的示意性放大橫截面圖，示出了帶束層構造；
圖4是復合帶束層組合件的第二實施例的示意性放大橫截面圖，示出了帶束層構造； 圖5是復合帶束層組合件的第三實施例的示意性放大橫截面圖，示出了帶束層構造； 圖6是復合帶束層組合件的第四實施例的示意性放大橫截面圖，示出了帶束層構造； 圖7是復合帶束層組合件的第五實施例的示意性放大橫截面圖，示出了帶束層構造； 圖8是復合帶束層組合件的第六實施例的示意性放大橫截面圖，示出了帶束層構造； 圖9是復合帶束層組合件的第七實施例的示意性放大橫截面圖，示出了帶束層構造； 圖10是復合帶束層組合件的第八實施例的示意性放大橫截面圖，示出了帶束層構造。
具體實施例方式圖I示出了本發(fā)明的徑向航空輪胎10的一半的橫截面圖。輪胎關于中間周向平面是對稱的，因此僅示出了一半。如圖所示，航空輪胎包括一對胎圈部分12，每個胎圈部分12包含嵌入其中的胎圈芯14。適用于航空輪胎的胎圈芯的一個例子示于美國專利No. 6571847中。胎圈芯14優(yōu)選在由多個鋼護套線15圍繞的中心部分13中具有鋁、鋁合金或其它輕重量合金。本領域技術人員可以理解的是，還可以使用其它的胎圈芯。航空輪胎還包括沿輪胎的徑向方向從每個胎圈部分12基本上向外延伸的側壁部分16，以及在側壁部分16的徑向外端之間延伸的胎面部分20。輪胎顯示為安裝在輪輞凸緣上，該輪輞凸緣具有從ー個胎圈延伸到另ー個胎圈的輪輞凸緣寬度，在圖I中以Wbf表示。輪胎的截面寬度在圖I中表示為W，是當充氣到額定壓カ并且不載荷時在最寬部分的輪胎橫截面寬度。本發(fā)明的航空輪胎優(yōu)選是WBF/W的比率在約O. 65至約O. 7的范圍、更優(yōu)選是在約O. 65至約O. 68的范圍內的H類型額定輪胎。此外，優(yōu)選的是，輪輞凸緣寬度與最大帶束層寬度的比率Wbf/BW在約O. 84至約I的范圍，更優(yōu)選在約O. 86至O. 92的范圍內，最優(yōu)選在約O. 88至約O. 9的范圍內。此外，輪胎10以從ー個胎圈部分12至另ー個胎圈部分12環(huán)形地延伸的胎體22來加強。胎體22包括內胎體簾布層24和外胎體簾布層26，它們優(yōu)選定向在徑向方向。在這些胎體簾布層中，通常四個內簾布層24從輪胎的內側朝向其外側地圍繞胎圈芯14纏繞，以形成反包部分，而通常兩個外簾布層26沿著內胎體簾布層24的反包部分的外側向下延伸到胎圈芯14。這些胎體簾布層24、26中的每ー個可以包括基本垂直于輪胎的赤道面EP延伸(即，沿輪胎的徑向方向延伸)的任何適當簾線，典型地是諸如尼龍6，6簾線的尼龍簾線。優(yōu)選地，尼龍簾線具有1890旦/2/2或1890旦/3的結構。一個或多個胎體簾布層24、26還可以包括芳綸和尼龍簾線結構，例如，ー種混合簾線、高能量簾線或合并簾線。在美國專利No. 4893665、美國專利No. 4155394或美國專利No. 6799618中描述了適當的簾線的例子。優(yōu)選地，簾布層簾線具有大于8%并小于30%以及更優(yōu)選地大于9%并小于28%的斷裂伸長率。航空輪胎10還包括布置在胎體22和胎面橡膠28之間的帶束層組合件40。圖3示出了適用于航空輪胎中的帶束層組合件40的一半的第一實施例。帶束層組合件40關于中間周向平面是對稱的，因此僅示出了一半的帶束層組合件。所示的帶束層組合件40包括鄰近胎體定位的第一帶束層50。第一帶束層50優(yōu)選由相對于中間周向平面具有10度或更小角度的簾線形成，并且更優(yōu)選地由相對于中間周向平面具有5度或更小角度的簾線形成。優(yōu)選地，第一帶束層50由通過將簾線相對于周向方向盤旋地或螺旋地纏繞而制成的兩個或多個簾線的橡膠條帶43形成。第一帶束層50是帶束層組合件40的最窄的帶束層結構，并且具有在輪輞寬度(凸緣之間的寬度)的約13%至約100%的范圍內的寬度。帶束層組合件40還包括定位在第一帶束層50徑向外側的第二帶束層60。第二帶·束層60優(yōu)選由相對于中間周向平面具有5度或更小角度的簾線形成。優(yōu)選地，第二帶束層60由通過將簾線相對于周向方向盤旋地或螺旋地纏繞而制成的兩個或多個簾線的橡膠條帶43形成。第二帶束層具有在輪輞寬度的約101%至約120%的范圍內的寬度，并且具有大于第一帶束層50的寬度。更優(yōu)選地，第二帶束層60是帶束層組合件40的最寬的帶束層。另外還優(yōu)選的是，最窄的帶束層與最寬的帶束層之比BWs/BW在約O. 3至約O. 6、更優(yōu)選約O. 4至約O. 5的范圍內。帶束層組合件40還包括至少ー個鋸齒帶束層加強結構70。鋸齒帶束層加強結構70包括如圖2所示形成的交織在一起的兩層簾線。鋸齒帶束層結構由ー個或多個簾線的橡膠條帶43形成，該橡膠條帶43大致沿周向方向纏繞，同時傾斜以在輪胎成型鼓49或芯的交替的橫向邊緣44和45之間延伸。該條帶沿著這種鋸齒路徑纏繞很多次，同時條帶43在周向方向位移期望的量以便在相鄰條帶43之間不形成間隙。結果，簾線在周向方向延伸，同時在兩個端部44、45的轉向點改變彎曲方向。當條帶43如上所述地在周向的每360度內在簾布層的兩側端部44和45之間往復至少一次吋，鋸齒帶束層結構的簾線通常以相對于輪胎的赤道面EP的5度至30度的簾線角度A彼此交叉。形成在每個鋸齒帶束層結構中的兩層簾線嵌入在帶束層中并且不可分離，并且其中，在帶束層的外橫向端部沒有露邊的端部(cut end)。優(yōu)選的是，鋸齒帶束層結構70是帶束層組合件40的徑向最外側的帶束層結構。此夕卜，優(yōu)選的是，僅有一個鋸齒帶束層結構。鋸齒帶束層結構70優(yōu)選比第一帶束層結構50更寬，并且更優(yōu)選的是比第一帶束層結構50更寬且寬度小于第二帶束層結構60。鋸齒帶束層寬度BWz與第二帶束層結構寬度BW之比優(yōu)選如下
(I)O. 6 <BWz/BW〈1.0。圖4描述了本發(fā)明的第二實施例。第二實施例與第一實施例相同，除了以下的區(qū)另IJ。帶束層組合件還包括定位在第一帶束層50徑向內側的另外的第三帶束層55。第三帶束層55的寬度優(yōu)選小于所有其他帶束層50、60、70的寬度。更優(yōu)選地，第三帶束層55的寬度在凸緣之間的輪輞寬度的約13%至約47%的范圍內。
圖5描述了本發(fā)明的第三實施例。第三實施例與圖4所示的第二實施例相同，除了以下的區(qū)別。第一帶束層50已經被除去。第二鋸齒帶束層結構90已經被添加到第一鋸齒帶束層結構70的徑向外側。第二鋸齒帶束層結構90的寬度小于第一鋸齒帶束層結構70。鋸齒帶束層結構70、90的寬度小于帶束層60的寬度。圖6示出了類似于圖4的另ー個實施例，除了以下不同。帶束層結構40還包括定位在第一鋸齒帶束層結構70徑向外側的第二鋸齒帶束層結構92。第二鋸齒帶束層結構92的寬度小于第一鋸齒帶束層結構70。鋸齒帶束層結構70、92的寬度小于帶束層60的寬度。圖7示出了類似于圖6的另ー個實施例，除了以下不同。圖7示出了兩個外鋸齒帶束層結構70、92以及三個低角度帶束層60、50、56。帶束層60是帶束層結構40的最寬的帶束層。中間的低角度帶束層50是帶束層組合件40的最窄的帶束層。徑向最內側的帶束層56的寬度大于中間帶束層50和徑向最外側的鋸齒帶束層92。圖8示出了類似于圖6所示的實施例的又ー實施例，除了以下區(qū)別。帶束層組合 件40包括兩個徑向外鋸齒帶束層92、70以及三個低角度帶束層55、60、61。低角度帶束層中的兩個60、61具有相同的寬度，并且是帶束層組合件中最寬的帶束層。帶束層之一的55定位在徑向內側，并且具有最窄的寬度，該寬度在凸緣之間的輪輞寬度的約13%至約47%的范圍內。圖9描述了本發(fā)明的又ー實施例。圖9類似于圖3所示的實施例，除了以下區(qū)別。圖9的實施例包括兩個徑向內側的低角度帶束層50、60。低角度帶束層60是帶束層組合件的最寬的帶束層。該實施例還包括兩個另外的鋸齒帶束層結構68、69，這兩個帶束層結構都定位在第一鋸齒帶束層結構70的徑向外側。帶束層結構68、69、70具有減小的帶束層寬度，使得徑向最內側的帶束層是最寬的帶束層，徑向最外側的帶束層是最窄的。圖10示出了圖9的實施例的變型，其中，第三低角度帶束層51定位在低角度帶束層50的徑向內側，并且其寬度在凸緣之間的輪輞寬度的約13%至約47%的范圍內。在以上所述的實施例的任意ー個中，簾線優(yōu)選從ー個帶束層結構連續(xù)地纏繞到另ー個帶束層結構。以上所述的盤旋或鋸齒帶束層的任意一個的簾線可以是尼龍、尼龍6，6、芳綸、或其組合，包括本領域技術人員已知的合并、混合、高能量結構。適合于帶束層簾線、胎體簾線(或兩者)的簾線結構的ー個示例可以包括芳綸和尼龍的復合物，包含具有6. 7twist、3300dtex結構的聚酰胺(芳纟侖)的兩個簾線，以及具有4. 5twist、1880dtex結構的一個尼龍或尼龍6，6簾線。整體合并的纜線捻數為6. 7。優(yōu)選地，帶束層簾線具有大于約8%并小于約26%的斷裂伸長率以及大于約400N的斷裂強度。更優(yōu)選地，帶束層簾線具有約9%至約25%的范圍內的斷裂伸長率。另外優(yōu)選的是，簾布層簾線的斷裂伸長率大于帶束層簾線的斷裂伸長率。諸如斷裂伸長率、線性密度和抗拉強度的簾線屬性由浸潰之后但輪胎硫化之前的簾線樣品確定。根據本文提供的描述，本發(fā)明可以有各種變型。雖然已經為說明本發(fā)明的目的示出了某些代表性的實施例和細節(jié)，但是本領域技術人員應當理解的是，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下可以進行各種改變和修改。
權利要求
1.一種具有胎體和帶束層加強結構的充氣輪胎，所述帶束層加強結構包括 第一帶束層以及鋸齒帶束層加強結構，所述第一帶束層具有以相對于中間周向平面成10度或更小角度布置的簾線，所述鋸齒帶束層加強結構定位在所述第一帶束層的徑向外偵牝所述鋸齒帶束層加強結構形成兩層簾線，這兩層簾線相對于輪胎的中心平面以5至30度傾斜，交替地延伸至每個橫向邊緣的轉向點，其特征在于，所述第一帶束層比所述鋸齒帶束層加強結構更寬，并且其中，在額定的壓力下，輪凸緣之間的寬度WBF與充氣的輪胎截面寬度W之比WBF/W在約0. 65至約0. 7的范圍內。
2.如權利要求I所述的充氣輪胎，還包括第二帶束層，所述第二帶束層具有以相對于所述中間周向平面成10度或更小角度布置的簾線，其特征在于，所述第二帶束層的寬度比所述鋸齒帶束層結構更窄。
3.如權利要求2所述的充氣輪胎，其特征在于，所述第二帶束層的寬度小于所述第一帶束層。
4.如權利要求I所述的充氣輪胎，其特征在于，最寬的帶束層的寬度W2與第一帶束層的寬度Wl之比大約在以下的范圍內0. 4〈W2/W1〈0. 6。
5.一種具有胎體和帶束層加強結構的充氣輪胎，所述帶束層加強結構包括 第一帶束層以及鋸齒帶束層加強結構，所述第一帶束層具有以相對于中間周向平面成10度或更小角度布置的簾線，所述鋸齒帶束層加強結構定位在所述第一帶束層的徑向外偵牝所述鋸齒帶束層加強結構形成兩層簾線，這兩層簾線相對于輪胎的中心平面以5至30度傾斜，交替地延伸至每個橫向邊緣的轉向點，其特征在于，所述第一帶束層比所述鋸齒帶束層加強結構更寬，并且其中，輪凸緣之間的寬度WBF與帶束層的寬度BW之比WBF/BW在約0.84至約1.0的范圍內。
6.一種具有胎體和帶束層加強結構的充氣輪胎，所述帶束層加強結構包括 第一帶束層和第二帶束層以及鋸齒帶束層加強結構，所述第一帶束層和第二帶束層各具有以相對于中間周向平面成10度或更小角度布置的簾線，所述鋸齒帶束層加強結構定位在所述第一帶束層的徑向外側，所述鋸齒帶束層加強結構形成兩層簾線，這兩層簾線相對于輪胎的中心平面以5至30度傾斜，交替地延伸至每個橫向邊緣的轉向點，其特征在于，所述第一帶束層比所述鋸齒帶束層加強結構更寬，并且其中，所述第二帶束層的寬度W2與所述第一帶束層的寬度Wl之比大約在以下的范圍內0. 4<W2/ffl<0. 6。
7.如權利要求I所述的充氣輪胎，其特征在于，輪凸緣之間的寬度與最寬的帶束層的寬度之比WBF/BW在約0. 84至約I的范圍內。
8.如權利要求I所述的充氣輪胎，其特征在于，輪凸緣之間的寬度與最寬的帶束層的寬度之比WBF/BW在約0. 86至約0. 95的范圍內。
9.如權利要求I所述的充氣輪胎，其特征在于，輪凸緣之間的寬度與最寬的帶束層的寬度之比WBF/BW在約0. 88至約0. 9的范圍內。
10.如權利要求6所述的充氣輪胎，還包括定位在所述第一和第二盤旋帶束層徑向內側的第三盤旋帶束層，其中，所述第三盤旋帶束層的寬度小于所述第一帶束層和所述第二帶束層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種充氣輪胎，其具有胎體和帶束層加強結構，其中，帶束層加強結構是具有至少一個徑向內側的盤旋層和定位在所述盤旋層的徑向外側的至少一個鋸齒帶束層加強結構的復合帶束層結構。鋸齒帶束層寬度優(yōu)選比盤旋層更窄。
文檔編號B60C9/18GK102825980SQ201210193480
公開日2012年12月19日 申請日期2012年6月13日 優(yōu)先權日2011年6月13日
發(fā)明者上橫清志 申請人:固特異輪胎和橡膠公司