CN101596841B

CN101596841B - 充气轮胎

Info

Publication number: CN101596841B
Application number: CN2009100153896A
Authority: CN
Inventors: 孙淑梅; 郝树德; 林向阳; 李勇
Original assignee: Qingdao Doublestar Tire Industry Co Ltd
Current assignee: Qingdao Doublestar Tire Industry Co Ltd
Priority date: 2009-06-04
Filing date: 2009-06-04
Publication date: 2010-12-29
Anticipated expiration: 2029-06-04
Also published as: CN101596841A

Abstract

本发明公开一种充气轮胎，包括一胎面部分，一对胎侧部分，垫胶部分，内衬层部分，胎体帘布层部分，胎圈部分及带束层部分；带束层部分包括带束过渡层与带束工作层，在所述带束工作层的一端设置有第一环状增强带束条，另一端设置有第二环状增强带束条；各环状增强带束条中的组成钢丝分别沿周向重叠缠绕至少两圈以上，各环状增强带束条中各组成钢丝所形成钢丝圈之间的排列间距由内至外依次增大。本发明能较好地适应带束层承受内应力从胎冠中心部位向胎肩部位依次减小之情形，在宽度方向上的弯曲刚度随之产生相应变化，能够克服轮胎在带束层端部发生疲劳损坏和热破坏等现象。

Description

充气轮胎

技术领域

本发明涉及一种充气轮胎，更具体地讲，其涉及一种适用于以减少因胎肩部位的应力集中所引起的脱层，提高使用性能及延长使用寿命的充气轮胎。

背景技术

对于充气轮胎-特别是载重汽车子午线轮胎，带束层是主要的受力部件，在很大程度上决定着充气轮胎的形状及轮胎各部位由内压引起的初始应力，载重子午线轮胎带束层承受总应力的60～75％。带束层的帘线层数、帘线角度、密度与排列方式，带束层的厚度、宽度与长度，以及所采用的帘线结构与类型等都决定了带束层的刚性，直接影响子午线轮胎的使用性能。根据轮胎的规格和使用条件，带束层结构设计已呈多样化的趋势。国内最普遍的是在钢丝帘布带束层边部覆盖由两层沿周向排列重叠缠两圈而组成的环状增强带束条。但是带束层帘线承受内压引起的应力，在带束层全宽范围内是不均匀的，从胎冠中心部位向胎肩部位依次减小，普通的钢丝帘布带束层边部覆盖由两层沿周向排列重叠缠两圈而组成的环状增强带束条在宽度方向上的弯曲刚度不变，不能适用应力的变化，容易在带束层端部产生疲劳损坏和热破坏。

发明内容

本发明的任务在于解决现有技术存在的上述技术缺陷，提供一种充气轮胎。

其技术解决方案是：

一种充气轮胎，其包括：

一胎面部分，由胎面冠部与胎面基部组成；

一对胎侧部分；

垫胶部分，包括带束层垫胶与胎肩垫胶；

内衬层部分，包括内衬过渡层与气密层；

胎体帘布层部分，在两胎圈之间的胎体帘布层从轮胎内侧绕过胎圈反包向外侧，形成胎体帘布层的一对反包部分以及位于其之间的胎体帘布层的主体部分；

胎圈部分，包括三角胶芯、钢丝圈、钢丝圈包胶及胎圈包布；

带束层部分，包括带束过渡层与带束工作层；

在上述带束工作层的一端设置有第一环状增强带束条，另一端设置有第二环状增强带束条；各环状增强带束条中的组成钢丝分别沿周向重叠缠绕至少两圈以上，各环状增强带束条中各组成钢丝所形成钢丝圈之间的排列间距由内至外依次增大。

上述带束层部分，包括下方钢丝帘布层、中间钢丝帘布层与上方钢丝帘布层，其中下方钢丝帘布层与中间钢丝帘布层组成带束过渡层，上方钢丝帘布层作为带束工作层。

上述下方钢丝帘布层、中间钢丝帘布层与上方钢丝帘布层中，各钢丝帘线走向与胎面冠部的中心赤道线成5～30°夹角，且相邻钢丝帘布层中的钢丝帘线走向相反；上述下方钢丝帘布层与中间钢丝帘布层之间、中间钢丝帘布层与上方钢丝帘布层之间，以及下方钢丝帘布层与上方钢丝帘布层之间的宽度具备5～20毫米的差级，且下方钢丝帘布层的宽度小于中间钢丝帘布层的宽度，上方钢丝帘布层的宽度小于下方钢丝帘布层的宽度；第一环状增强带束条与上方钢丝帘布层的左侧衔接，第二环状增强带束条与上方钢丝帘布层的右侧衔接，各环状增强带束条缠绕在中间钢丝帘布层对应边侧上。

上述各环状增强带束条中，钢丝圈之间的排列间距由内至外从0.2mm逐渐过渡到2.5mm。

上述各环状增强带束中，组成钢丝的直径为1.02～1.80mm，组成钢丝的扯断伸长率在4％～8％之间，扯断强度为800～2600N。

上述各环状增强带束条的宽度为20～50mm。

上述各环状增强带束条中，组成钢丝的走向与胎面冠部的中心赤道线成0°夹角。

上述各环状增强带束条的头尾裁断角度在30°～45°之间，搭接长度为5～15mm。

本发明采取在带束工作层两端分别设置有环状增强带束条、环状增强带束条中钢丝圈之间的排列间距由内至外依次增大等技术方式，能较好地适应带束层承受内应力从胎冠中心部位向胎肩部位依次减小之情形，在宽度方向上的弯曲刚度随之产生相应变化，能够克服轮胎在带束层端部发生疲劳损坏和热破坏等现象。使轮胎中胎圈耐久性和高速性能得以提高的，轮胎的侧向刚性、耐磨性和操纵稳定性也能得以进一步提高。

附图说明

下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步说明：

图1是本发明一种实施方式的整体结构原理示意图，示出横剖面结构。

图2是图1的局部放大示意图，主要示出了环状增强带束条部分。

图3是图1的局部放大示意图，主要示出了环状增强带束条中的组成钢丝部分。

具体实施方式

参看图1、图2及图3，一种充气轮胎1，其包括一胎面部分2、一对胎侧部分5、垫胶部分6、内衬层部分7、胎体帘布层部分8、一对轴向间隔开的胎圈部分3及带束层部分4。其中，胎面部分2由胎面冠部与胎面基部组成；垫胶部分6包括带束层垫胶与胎肩垫胶；内衬层部分7包括内衬过渡层与气密层；胎体帘布层部分8，在两胎圈之间的胎体帘布层从轮胎内侧绕过胎圈反包向外侧，形成胎体帘布层的一对反包部分8b以及位于其之间的胎体帘布层的主体部分8a；胎圈部分3包括三角胶芯、钢丝圈、钢丝圈包胶及胎圈包布；带束层部分4包括带束过渡层与带束工作层，上述带束层部分包括下方钢丝帘布层4a、中间钢丝帘布层4b与上方钢丝帘布层4c，其中下方钢丝帘布层4a与中间钢丝帘布层4b组成带束过渡层，上方钢丝帘布层4c作为带束工作层；上述下方钢丝帘布层4a、中间钢丝帘布层4b与上方钢丝帘布层4c中，各钢丝帘线走向与胎面冠部的中心赤道线成5°、10°、15°、20°或30°夹角，且相邻钢丝帘布层中的钢丝帘线走向相反；上述下方钢丝帘布层4a与中间钢丝帘布层4b之间、中间钢丝帘布层4b与上方钢丝帘布层4c之间，以及下方钢丝帘布层4a与上方钢丝帘布层4c之间的宽度具备5、10、15或20毫米的差级，并且下方钢丝帘布层4a的宽度小于中间钢丝帘布层4b的宽度，上方钢丝帘布层4c的宽度小于下方钢丝帘布层4a的宽度。在上述带束工作层的一端设置有第一环状增强带束条4d，另一端设置有第二环状增强带束条4e，第一环状增强带束条4d与上方钢丝帘布层4c的左侧衔接，且第一环状增强带束条4d缠绕在中间钢丝帘布层4b左边侧上，第二环状增强带束条4e与上方钢丝帘布层4c的右侧衔接，且第二环状增强带束条4e缠绕在中间钢丝帘布层4b右边侧上；第一环状增强带束条4d中的组成钢丝分别沿周向重叠缠绕至少两圈以上(含两圈)，组成钢丝走向与胎面冠部的中心赤道线成0°夹角，组成钢丝的直径选为1.02、1.2、1.5或1.80mm，组成钢丝的扯断伸长率为4％、5％、6％或8％，扯断强度为800、1000、1200、1500、2000或2600N，组成钢丝所形成钢丝圈之间的排列间距由内至外依次增大，诸如钢丝圈之间的排列间距由内至外从0.2mm逐渐过渡到2.5mm；第二环状增强带束条4e中的组成钢丝分别沿周向重叠缠绕至少两圈以上，组成钢丝走向与胎面冠部的中心赤道线成0°夹角，组成钢丝的直径选为1.02、1.2、1.5或1.80mm，组成钢丝的扯断伸长率为4％、5％、6％或8％，扯断强度为800、1000、1200、1500、2000或2600N，组成钢丝所形成钢丝圈之间的排列间距由内至外依次增大，诸如钢丝圈之间的排列间距由内至外从0.2mm逐渐过渡到2.5mm；第一、第二环状增强带束条的宽度均为20、30、35、40或～50mm；第一、第二环状增强带束条的头尾裁断角度均为30°、35°、40°或45°，搭接长度均为5、10、12或15mm。

与上述有关技术内容再进一步说明如下：

上述方式中，胎体帘布层部分由贴胶压延的钢丝帘布构成，相对于轮胎赤道线(面)以90度的经角径向布置，胎体帘布层经过带束层部分和胎侧部分，在两胎圈部分之间延伸，并绕过胎圈部分从轮胎的内侧折向其外侧，从而形成一对反包部分和位于反包部分之间的主体部分。反包部分的径向高度与轮胎截面高度之比应在合理范围之内，即10％～35％之间。

上述方式中，带束层部分是由两层以上相互交叉与轮胎赤道线夹角在10～75度之间的压延钢丝帘布组成。

上述方式中，第一、第二环状增强带束条中组成钢丝排列密度在宽度方向上逐渐变化，以适用轮胎在带束层宽度方向上所受应力的变化，减少带束层边部变形，提高子午线轮胎的胎肩刚性，减少变形生热，保证在高速行驶时具有稳定的尺寸，提高胎面稳定性、减少不均匀磨损。单根组成钢丝直径在1.02～1.80mm，直径过小断裂强度偏小，不能有效减小胎肩部位变形，易使胎肩变形生热损坏；直径过大，钢丝刚度太大，胎肩刚性偏大，易生热肩空；单根钢丝断裂强度最好800～2600N/根，断裂拉伸率在4％～8％之间，即能保证操作工艺要求，又保证产品使用性能。根据第一、第二环状增强带束条中组成钢丝(钢丝帘线)排列尺寸制作压出穿线板和口型板，进行压出。然后在成型机副机上与带束层及胎面等部件附贴，成型胎坯。

对比实验

对比轮胎(现有技术)型号为11.00R20-18PR，与本发明实验例轮胎在第一、第二环状增强带束条方面不同外，其他的结构均相同，所进行的实验如下：

1)操作工艺性实验

在各项成型操作工艺不变得前提下，测量成型副机在成型带束层部分、第一、二环状增强带束条和胎面复合件所需要的时间，在表1中成型该复合件所需要的时间用一个指数来表示，该指数以现有技术生产的轮胎为基准值100，该指数越低，操作工艺性越好。

2)成品轮胎断面尺寸相符性实验

将实验例轮胎切割成周向断面，并对断面部分进行打磨，测量轮胎胎肩各环状增强带束条部位横断面各尺寸，与设计轮胎方案中对应环状增强带束条横断面设计尺寸(指标参数)进行对比，相符性越高，环状增强带束条质量性能越好。

3)轮胎高速性试验

采用一个轮胎测试鼓，实验例轮胎被安装在一个尺寸为8.0的标准轮辋上，以930KPa的压力充气，并加载35KN的负荷，在38℃的环境温度下，试验转鼓在10min以内以匀加速启动到初始试验速，以初始速度60公里/小时的线速度转动，以2小时为一个速度周期，然后进行70、80、90……公里/小时试验，直到实验例轮胎出现肩部脱空损坏为止。记录轮胎总运行时间。在表1中，实验结果用一个指数表示，该指数以现有技术生产的轮胎为基准值100，该指数越高，轮胎高速性能越好。

4)轮胎成本

轮胎成本用一个指数来代表，该指数以现有技术生产的轮胎为基准值100，该指数越低，轮胎成本越低。

表1

	操作工艺性	胎圈断面尺寸相符性	轮胎高速性	轮胎成本
					对比轮胎	100	100	100	100
实验例轮胎	100	100	125	100

Claims

1.一种充气轮胎，包括：

一胎面部分，由胎面冠部与胎面基部组成；

一对胎侧部分；

垫胶部分，包括带束层垫胶与胎肩垫胶；

内衬层部分，包括内衬过渡层与气密层；

带束层部分，包括带束过渡层与带束工作层；

其特征在于：在所述带束工作层的一端设置有第一环状增强带束条，另一端设置有第二环状增强带束条；各环状增强带束条中的组成钢丝分别沿周向重叠缠绕至少两圈以上，各环状增强带束条中各组成钢丝所形成钢丝圈之间的排列间距由内至外依次增大；所述各环状增强带束条中，钢丝圈之间的排列间距由内至外从0.2mm逐渐过渡到2.5mm；所述各环状增强带束中，组成钢丝的直径为1.02～1.80mm，组成钢丝的扯断伸长率在4％～8％之间，扯断强度为800～2600N。

2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于：所述带束层部分，包括下方钢丝帘布层、中间钢丝帘布层与上方钢丝帘布层，其中下方钢丝帘布层与中间钢丝帘布层组成带束过渡层，上方钢丝帘布层作为带束工作层。

3.根据权利要求2所述的充气轮胎，其特征在于：所述下方钢丝帘布层、中间钢丝帘布层与上方钢丝帘布层中，各钢丝帘线走向与胎面冠部的中心赤道线成5～30°夹角，且相邻钢丝帘布层中的钢丝帘线走向相反；所述下方钢丝帘布层与中间钢丝帘布层之间、中间钢丝帘布层与上方钢丝帘布层之间，以及下方钢丝帘布层与上方钢丝帘布层之间的宽度具备5～20毫米的差级，且下方钢丝帘布层的宽度小于中间钢丝帘布层的宽度，上方钢丝帘布层的宽度小于下方钢丝帘布层的宽度；第一环状增强带束条与上方钢丝帘布层的左侧衔接，第二环状增强带束条与上方钢丝帘布层的右侧衔接，各环状增强带束条缠绕在中间钢丝帘布层对应边侧上。

4.根据权利要求1或3所述的充气轮胎，其特征在于：所述各环状增强带束条的宽度为20～50mm。

5.根据权利要求1或3所述的充气轮胎，其特征在于：所述各环状增强带束条中，组成钢丝的走向与胎面冠部的中心赤道线成0°夹角。