CN114714821B - 一种改善耐久性能的充气子午线轮胎 - Google Patents

一种改善耐久性能的充气子午线轮胎 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种改善耐久性能的充气子午线轮胎，涉及轮胎领域，本发明结构简单，通过将轮胎胎翼调整为宽大胎翼，使胎翼端点下移，避开胎侧曲挠区，延伸至下胎侧区域，不仅能够提升轮胎的耐久性能，而且经过调整后的轮胎结构形式，能够通过TOS工艺成型宽大胎翼，降低了胎侧开发和生产复杂度，提高了成型效率；同时采用宽大翼胶的胎面设计，使胎翼代替了部分胎侧功能，为简化成型时贴合胎侧垫胶工艺，将胎侧垫胶部分复合到带束层下端形成带束层包胶，减少生产步骤，同时形成的带束层包胶能够有效降低轮胎结构生热；另外为配合调整后的轮胎结构形式，本发明适应性调整了轮胎压合处理步骤，进一步提升轮胎的耐久性能。

Description

一种改善耐久性能的充气子午线轮胎
技术领域
本发明涉及轮胎领域，具体是一种改善耐久性能的充气子午线轮胎。
背景技术
现有高性能轮胎的成型方式有冠盖侧(TOS)和侧盖冠(SOT)，其中SOT成型方式工艺复杂，效率低；TOS成型方式，由于UHP轮胎性能需求带束层宽，易造成打压困难，且胎翼端点处易出现耐久故障。
现有高性能轮胎：采用TOS成型方式的轮胎，其胎翼端点在胎侧的上曲挠区，对于UHP轮胎扁平率低于45％的轮胎，采用TOS成型方式的轮胎，在上胎侧区域带束层、胎翼、冠带层等集中在一个狭窄的区域，易产生开裂等造成失效；采用SOT成型方式的轮胎，生产效率低下。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改善耐久性能的充气子午线轮胎，通过对胎翼尺寸的限定，使其形成宽大胎翼，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种改善耐久性能的充气子午线轮胎，包括胎翼以及两层带束层，所述胎翼端点位于轮胎SW线的轮胎径向内侧，胎冠端点到胎冠胶端点沿胎面径向的距离为上胎翼宽度A，所述上胎翼宽度A的取值范围为8mm～12mm，所述胎翼端点延伸至下胎侧区，所述胎冠胶端点到胎翼端点沿胎面径向的距离为下胎翼宽度B，下胎翼宽度B＝(SH-TTM-SDH+2+a)/b，所述SH为轮胎断面高、所述TTM为轮胎胎冠厚度、所述SDH为轮胎下断面水平轴高度，所述a满足0≤a≤SDH/2，所述b满足1.05≤b≤1.15。
作为本发明进一步的方案：所述胎翼表面形成胎翼减薄拐点D，所述胎冠胶端点与胎翼减薄拐点沿轮胎径向的距离C＝PDW-TDW-A+3，所述PDW为轮胎花纹轴向展开宽度，所述TDW为轮胎接地宽度。
作为本发明进一步的方案：胎翼端点处的胎翼沿轮胎径向的厚度为H，H的取值范围为0.6mm～1.0mm。
作为本发明进一步的方案：所述轮胎通过TOS工艺成型，且轮胎打压段不少于4段。
作为本发明进一步的方案：所述轮胎包括第一带束层和第二带束层，所述第一带束层沿轮胎径向的两端均形成有带束层包胶。
作为本发明进一步的方案：所述带束层包胶沿轮胎径向向外一端的上胶边宽度为M＝(WG1B–WG2B)/2+K，所述WG1B为第一带束层沿轮胎轴向的宽度，所述WG2B为第二带束层沿轮胎轴向的宽度，所述K为上胶片宽度系数，其取值范围满足10≤K≤25mm。
作为本发明进一步的方案：所述带束层包胶沿轮胎径向向内一端的下胶边宽度满足：10≤N≤20mm，所述带束层包胶厚度满足0.8≤G≤2.0mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结构新颖，通过将轮胎胎翼调整为宽大胎翼，使胎翼端点下移，避开胎侧曲挠区，延伸至下胎侧区域，不仅能够提升轮胎的耐久性能，而且经过调整后的轮胎结构形式，能够通过TOS工艺成型宽大胎翼，降低了胎侧开发和生产复杂度，提高了成型效率；同时采用宽大翼胶的胎面设计，使胎翼代替了部分胎侧功能，为简化成型时贴合胎侧垫胶工艺，将胎侧垫胶部分复合到带束层下端形成带束层包胶，减少生产步骤，同时形成的带束层包胶能够有效降低轮胎结构生热；另外为配合调整后的轮胎结构形式，本发明适应性调整了轮胎压合处理步骤，进一步提升轮胎的耐久性能。
附图说明
图1为一种轮胎横截面的部分结构示意图；
图2为一种轮胎横截面的结构示意图；
图3为一种轮胎区域分布的结构示意图；
图4为现有技术中轮胎横截面的结构示意图；
图5为本申请中轮胎横截面的结构示意图；
图6为轮胎宽大胎翼展开的结构示意图；
图7为轮胎宽大减薄胎翼展开的结构示意图；
图8为轮胎中带束层与包胶的结构示意图。
图中：10-胎冠、11-胎冠端点、12-胎冠胶端点、13-胎翼、14-胎翼端点、21-第一带束层、22-第二带束层、23-带束层包胶。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种改善耐久性能的充气子午线轮胎，包括胎翼13以及两层带束层，所述胎翼13端点位于轮胎SW线的轮胎径向内侧，所述轮胎胎翼设计为宽大胎翼，能够使轮胎胎翼端点避开胎侧曲挠区，延伸至下胎侧区域，提升轮胎的耐久性能。
所述胎冠端点11到胎冠胶端点12沿胎面径向的距离为上胎翼宽度A，所述上胎翼宽度A的范围为8mm～12mm，所述胎翼端点14延伸至下胎侧区，所述胎冠胶端点12到胎翼端点14沿胎面径向的距离为下胎翼宽度B，所述下胎翼宽度满足B＝(SH-TTM-SDH+2+a)/b，所述SH为轮胎断面高、所述TTM为轮胎胎冠厚度、所述SDH为轮胎下断面水平轴高度，所述a满足0≤a≤SDH/2(所述a为胎翼断面在下胎侧区的位置区间)，所述b满足1.05≤b≤1.15。通过改变轮胎胎翼尺寸设计，使轮胎能够采用TOS成型的方式，结合胎翼端点位置的调整，本申请能够有效避免上胎侧区域带束层、胎翼、冠带层等集中在一个狭窄的区域，防止轮胎产生开裂造成失效。
为验证上述公式和a、b的取值范围的有效性以及特殊性，选择两种规格的轮胎，进行耐久性实验。(轮胎规格确定后，上述的SH、TTM、SDH为定值)
得到：
表1
由上述实验数据能够得出：
轮胎规格确定后，上述的SH/TTM/SDH为定值，改变a和b的数值，能够对a和b取值范围的有效性和特殊性进行验证。由实施例1-3和实施例4-6能够得出，a和b处于上述限定的范围内时，胎翼端点位于SW线上或下胎侧区，相较于现有技术，本发明有效提升了轮胎的耐久性能；当超出a和b限定的范围时，胎翼端点进入轮辋保护区，降低了轮胎的耐久性能；当小于a和b限定的范围时，胎翼端点依然位于轮胎上曲挠区，与现有设计相似，无法有效提升轮胎的耐久性能。
综上，下胎翼宽度公式中的a和b只有在限定的范围内时，能够产生提升轮胎耐久性能的效果，再次验证了上述限定范围的有效性和准确性。
所述胎翼13表面形成胎翼减薄拐点D，所述胎冠胶端点12与胎翼减薄拐点沿轮胎径向的距离C＝PDW-TDW-A+3，所述PDW为轮胎花纹轴向展开宽度，所述TDW为轮胎接地宽度。胎翼表面形成胎翼减薄端点，减薄了胎肩部胶料，减薄胎侧壁厚度，增加散热效果，同时能够减轻轮胎重量，提升滚阻性能。
为保证宽大胎翼在压出时不裂边和保证成型过程中胎翼打压平顺，对胎翼端点厚度范围进行限定，胎翼端点太薄易使胎面压出时产生裂边，胎翼端点太厚易在胎胚上出现台阶，硫化出现缺陷，本申请对胎翼端点处的所述胎翼沿轮胎径向的厚度为H，H的取值范围为0.6mm～1.0mm。
本申请通过采用宽大翼胶胎面设计，使得胎翼代替了部分胎侧功能，为简化成型时贴合胎侧垫胶工艺，将胎侧垫胶部分复合到带束层下端形成带束层包胶，减少了生产步骤，同时形成的带束层包胶能够隔绝第一带束层21与第二带束层22、第一带束层21与帘布层，防止生热，具体为：所述轮胎包括第一带束层和第二带束层，所述第一带束层两端均想成有带束层包胶23，所述第一带束层端部设置带束层包胶为了减小带束层端部的生热，同时能够分隔带束层与胎体帘布，防止生热。所述带束层包胶沿轮胎径向向外侧的上包胶将第一带束层和第二带束层隔离开，避免两者之间相互接触产生异常生热，所述包胶宽度需延伸到第二带束层下方10～20mm；所述带束层包胶沿轮胎径向向内侧的下包胶将第一带束层端部和帘布层隔离开，防止摩擦，所述在第一带束层的下方胶片的宽度为10～20mm。所述带束层包胶尺寸太宽会造成材料浪费和轮胎性能下降，所述包胶尺寸太窄则无法防止材料和材料之间的生热，为避免上述情况，本申请对包胶的尺寸进行限定：所述带束层包胶的上胶边宽度为M＝(WG1B–WG2B)/2+K，所述WG1B为第一带束层沿轮胎轴向的宽度，所述WG2B为第二带束层沿轮胎轴向的宽度，所述K为上胶片宽度系数，其满足10≤K≤25mm；所述带束层包胶下胶边宽度满足：10≤N≤20mm，所述带束层包胶厚度满足0.8≤G≤2.0mm。
为验证在第一带束层两端设置包胶的原理和效果的准确性，做出如下验证实验：
表3
根据表3中的实验结果数据能够得出：将胎侧垫胶部分复合到带束层下端形成带束层包胶，同时对包胶相对第一带束层的尺寸进行限定，既能够简化成型时贴合胎侧垫胶工艺，又能够有效提升轮胎的耐久性能。根据实施例1、实施例2、实施例3与对比例1、对比例2实验数据的对比，能够得出：本申请的包胶尺寸在超出或小于10≤K≤25mm、10≤N≤20mm、0.8≤G≤2.0mm时，轮胎性能都存在明显的下降，同时相较于现有轮胎，本申请中改进后的轮胎耐久性能也得到了明显的提升。
本申请通过加宽轮胎胎翼，形成正常宽大胎翼和减薄宽大胎翼，同时对胎翼端点的厚度进行限定，能够使成品轮胎的胎翼端点位于SW线以下以及轮辋保护装置以上的区域，使胎翼端点避开胎侧曲挠区，达到提升轮胎耐久性能的目的。本申请增大了轮胎胎翼，使低扁平率轮胎成型方式能够由复杂的SOT调整为更简单的TOS工艺，采用TOS成型的宽大胎翼，相较于现有技术中的采用SOT成型的方式，本申请有效提升了宽大胎翼的成型效率，同时相较于现有技术中普通胎翼采用TOS成型的方式，本申请避免了上胎侧区域带束层、胎翼和冠带层等集中在一个狭窄的区域，降低了轮胎开裂的可能性，提升了轮胎的耐久性能。
为配合本申请中宽大胎翼的压合成型，将现有技术中成型打压过程进行了调整，将成型打压段由四段调整为五段，同时控制每段打压压力，改善低扁平率规格成型打压困难的问题，进一步提升了轮胎的耐久性能。
上述所述轮胎通过TOS成型且轮胎打压不小于4段，所述一段打压转速范围为：5～12Hz，所述一段压辊压力范围为：1.5～2.5kgf/cm2；所述二段打压转速范围为：5～12Hz，所述二段压辊压力范围为1.5～2.5kgf/cm2；所述三段打压转速范围为：5～12Hz，所述三段压辊压力范围为1.5～2.5kgf/cm2；所述四段打压转速范围为：13～24Hz，所述四段压辊压力范围为2.5～3.5kgf/cm2；所述五段打压转速范围为：25～36Hz，所述五段压辊压力范围为0.5～1.0kgf/cm2。具体如表2所示：
阶段 主轴转速 压辊压力
T0→T1 低速 中压(1.5～2.5kgf/cm2)
T1→T2 低速 中压(1.5～2.5kgf/cm2)
T2→T3 低速 中压(1.5～2.5kgf/cm2)
T3→T4 中速 高压(2.5～3.5kgf/cm2)
T4→T5 高速 低压(0.5～1.0kgf/cm2)
表2
通过上述对胎翼尺寸范围的限定，改变了胎翼端点的位置，同时通过位置的改变能够使该轮胎采用TOS成型工艺，相较于现有技术中采用SOT成型工艺，能够进一步提升轮胎的成型效率，为克服TOS工艺中产生的轮胎打压困难、成型2nd胎胚打压易造成胎翼打杆，本申请增加了T5打压，同时对起到打压作用辊轴的转速以及打压压力的调整，能够有效提高胎翼端点处的耐久性。
表3
根据上述表3中的实验数据结果，能够得出：本申请中采用宽大胎翼的TOS成型工艺，有效提升了低扁平率轮胎的生产效率。
本发明结构新颖，运行稳定，通过将轮胎胎翼调整为宽大胎翼，使胎翼端点下移，避开胎侧曲挠区，延伸至下胎侧区域，不仅能够提升轮胎的耐久性能，而且经过调整后的轮胎结构形式，能够通过TOS工艺成型宽大胎翼，降低了胎侧开发和生产复杂度，提高了成型效率；同时采用宽大翼胶的胎面设计，使胎翼代替了部分胎侧功能，为简化成型时贴合胎侧垫胶工艺，将胎侧垫胶部分复合到带束层下端形成带束层包胶，减少生产步骤，同时形成的带束层包胶能够有效降低轮胎结构生热；另外为配合调整后的轮胎结构形式，本发明适应性调整了轮胎压合处理步骤，进一步提升轮胎的耐久性能。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种改善耐久性能的充气子午线轮胎，包括胎翼以及两层带束层，其特征在于，所述胎翼端点位于轮胎SW线的轮胎径向内侧，胎冠端点到胎冠胶端点沿胎面径向的距离为上胎翼宽度A，所述上胎翼宽度A的取值范围为8mm～12mm，所述胎翼端点延伸至下胎侧区，所述胎冠胶端点到胎翼端点沿胎面径向的距离为下胎翼宽度B，下胎翼宽度B=（SH-TTM-SDH+2+a）/b，所述SH为轮胎断面高、所述TTM为轮胎胎冠厚度、所述SDH为轮胎下断面水平轴高度，所述a为胎翼断面在下胎侧区的位置区间，所述a满足0≤a≤SDH/2，所述b为修正系数，所述b满足1.05≤b≤1.15。
2.根据权利要求1所述的一种改善耐久性能的充气子午线轮胎，其特征在于，所述胎翼表面形成胎翼减薄拐点D，所述胎冠胶端点与胎翼减薄拐点沿轮胎径向的距离C=PDW-TDW-A+3，所述PDW为轮胎花纹轴向展开宽度，所述TDW为轮胎接地宽度。
3.根据权利要求1或2所述的一种改善耐久性能的充气子午线轮胎，其特征在于，胎翼端点处的胎翼沿轮胎径向的厚度为H，H的取值范围为0.6mm～1.0mm。
4.根据权利要求1或2所述的一种改善耐久性能的充气子午线轮胎，其特征在于，所述轮胎通过TOS工艺成型，且轮胎打压段不少于4段。
5.根据权利要求1或2所述的一种改善耐久性能的充气子午线轮胎，其特征在于，所述轮胎包括第一带束层和第二带束层，所述第一带束层沿轮胎径向的两端形成有带束层包胶。
6.根据权利要求5所述的一种改善耐久性能的充气子午线轮胎，其特征在于，所述带束层包胶沿轮胎径向向外一端的上胶边宽度为M=(WG1B–WG2B)/2+K，所述WG1B为第一带束层沿轮胎轴向的宽度，所述WG2B为第二带束层沿轮胎轴向的宽度，所述K为上胶边宽度系数，其取值范围满足10≤K≤25mm。
7.根据权利要求6所述的一种改善耐久性能的充气子午线轮胎，其特征在于，所述带束层包胶沿轮胎径向向内一端的下胶边宽度满足：10≤N≤20mm，所述带束层包胶厚度满足0.8≤G≤2.0mm。
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