航空轮胎及制造方法技术

本发明专利技术公开了一种航空轮胎及制造方法。充气轮胎包括带束层结构和具有第一内半径和外半径的环型胎体，其中，该胎体包括三层或更多的帘布层，其中每层帘布层都是由含一根或多根帘线的覆胶条带组成，条带以短程线的方式进行缠绕，帘线以下面的路径从第一胎肩延伸经过胎体到达第二胎肩，所述路径具有至少一个点与轮胎的胎圈区域内的所述第一内半径相切。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及具有胎体和带束层加强结构的充气轮胎，尤其涉及诸如那些在航空飞 行器上使用的高速重载轮胎。
技术介绍
当轮胎进入和离开接触印痕时，用于高速应用的充气轮胎的胎冠区域要承受很大 程度的弯曲。这一问题对于航空轮胎而言尤为严重，在起飞和降落时轮胎可以达到超过 200mph的速度。当轮胎以非常高的速度旋转时，由于高的角加速度和速度的影响，胎冠区域容易 在尺寸上增长，从而容易导致胎面区域向外径向拉伸。要靠运载工具的载荷来抵消这些力， 而所述载荷仅仅在被称为接触印痕的轮胎的小块区域上获得支撑。目前的轮胎设计驱动者是能够承受高速、重载并且重量较轻的航空轮胎。现有技 术中已知的是在航空轮胎中采用曲折带束层，例如在Watanabe的美国专利No. 5427167中 所公开的那样。曲折带束层具有消除了在带束层组件的外侧横向边缘处的划破带束层边缘 的优点。曲折带束层固有的弹性也有助于提高侧偏力。但是，设计有曲折带束层的轮胎不 能够承受现今商用航空器设计所要求的重载。更进一步的，通常在承载能力和重量之间有 权衡。因此，需要能够承受高速、重载并且重量较轻的改进的航空轮胎。定义“高宽比”指轮胎断面高度和轮胎断面宽度的比值。“轴向，，和“轴向地”指与轮胎的旋转轴线平行的线或方向。“胎圈”或“胎圈芯”通常指包括环形张力部件的轮胎部分，径向内侧的胎圈将轮胎 保持到轮辋上，轮辋被帘布层帘线包裹并成型，且具有或不具有其他的加强元件，例如胎圈 芯包布、切片包布、三角胶或填料、护趾胶和胎圈包布。“带束层结构”或“加强带束层”指位于胎面下方的、由平行帘线构成的至少两个环 形层，其经过编织或未经编织，不固定到胎圈，同时具有相对于轮胎赤道面17度至27度范 围内的左和右帘线角。“斜交轮胎”意味着胎体帘布层中的加强帘线从胎圈到胎圈斜着通过轮胎延伸，帘 线与轮胎赤道面呈约25度到65度的交角，交替的帘布层中帘布层帘线以相反角度延伸。“缓冲层”或“轮胎缓冲层”和带束层或带束层结构或加强带束层意思相同。“胎体”指轮胎帘布层材料层和其他轮胎部件。附加的部件可以在胎体硫化制成模 制轮胎前添加到胎体。“周向”指沿着垂直于轴向方向的环形胎面的表面的周长方向延伸的线或方向；其还可以指各组相邻的环形曲线的方向，如截面图中所显示的，这些环形曲线的半径确定了 胎面的轴向曲率。“帘线”指包括纤维的加强线绳单体，其被用来加强帘布层。“内衬层”指形成无内胎轮胎的内表面且容纳轮胎内部的膨胀流体的一层或多层 的弹性体或其他材料。“垫片”指通常用来加强泄气保用型轮胎胎侧壁的加强物，其也指胎面下的弹性垫 片。“帘布层”指弹性体包覆的帘线组成的帘线加强层。“径向的”和“径向地”指径向地朝向轮胎的旋转轴线或远离轮胎的旋转轴线的方向。 “胎侧壁”指轮胎的胎面和胎圈之间的部分。“层叠结构”指由一层或多层轮胎或弹性体部件，例如内衬层、胎侧壁和可选的帘 布层，组成的非硫化结构。附图说明将结合实施例并参考附图对本专利技术进行说明，其中图1是具有短程线(测地线)帘线(geodesic cord)的轮胎胎体的立体图；图2是轮胎胎体的胎冠区的帘线的近视图；图3是轮胎胎体的胎圈区的帘线的近视图；图4A显示了以短程线方式缠绕在轮胎胚体的最初帘线；图4B显示了多次缠绕后的缠绕在图4A的轮胎胚体上的帘线；图5显示了不同的短程线曲线；图6显示了具有根据本专利技术的短程线帘线的轮胎胎体的正视图；图7显示了图6中的胎体的侧视图；图8和图9显示了图7中的胎体的胎圈区的近视立体图；图10和图11显示了用于轮胎胚体上敷设帘布层的设备的第一实施方式；图12显示了用于轮胎胚体上敷设帘布层的设备的第二实施方式；以及图13显示了航空轮胎的截面图。具体实施例方式图13显示了根据本专利技术的航空轮胎300的截面图。如图所示，该航空轮胎包括一 对相对的胎圈区312，每个胎圈区包含一个或多个嵌入到其中的柱胎圈320。本专利技术并不局 限于此，本领域技术人员可以知晓的是，也可以采用其他的胎圈芯。航空轮胎300进一步包 括胎侧壁部316，其从各个胎圈部312出发沿着轮胎的径向方向大致向外延伸。胎面部320 在胎侧壁部316的径向外端之间延伸。进一步的，轮胎300通过胎体340来加强，胎体340 从一个胎圈部312环形地延伸至另一个胎圈部312。在胎体340和胎面之间安置有带束层 组件330。这些带束层组件可以是本领域技术人员熟知的传统形式，或可包括短程线带束 层。下面将详细的对胎体340和短程线带束层组件进行说明。胎体帘布层可包括任何合适的帘线，通常是尼龙，例如尼龙_6，6。帘线也可包括芳4族聚酰胺、或芳族聚酰胺及尼龙帘线结构，例如，复合帘线、高能帘线或熔合帘线。在美国专 利No. 4893665，No. 4155394或No. 6799618中均描述了合适帘线的实例，在此均通过引用将 其内容引入到本申请中。胎体结构图1至图3显示了根据本专利技术的轮胎胎体340，其中帘线被布置在短程线上。如 图2所示，示例性轮胎的胎冠部341具有间隔开的帘布层，具有角度大约为48度(取决于 整体轮胎尺寸而有所变化)。如图3所示，轮胎的胎圈区342具有彼此紧密间隔开的帘线， 且帘线与胎圈相切。因此，帘布层角度从胎圈芯到胎冠持续地变化。任一平面上的短程线 路径是两点间的最短距离或最小曲率。在例如圆环的曲面上，短程线路径是一条直线。一 条真实的短程线帘布层模型准确地遵循以下数学方程式ρ cos α = ρ Ocos α 0其中ρ是给定区域处从芯部的旋转轴线到帘线的径向距离；α是给定区域处帘布层帘线相对于中心周向平面的角度；ρ ^是在该周向平面上从芯部的旋转轴线到胎冠的距离，α ^是帘布层帘线相对于 胎面中心线或中心周向平面的角度。图5显示了具有短程帘线的轮胎的几种不同的帘布层路径曲线。短程线轮胎的一 种公知的实施方式是子午线轮胎且图中用曲线4标示，其中帘线相对于周向平面具有90度 的角度α。图5中的曲线1、2和3也显示出了其他的短程帘线布局。曲线1是短程帘线式 样的一种特殊情况，其中，帘线与胎圈圆相切，本文称之为轨道帘布层。图4Α至图4Β显示 了处于不同的完成阶段的具有轨道帘布层布局的胎体340。对于图5中的曲线1，适用于下 面的方程式当P = P胎圈，角度α为零，因为帘线与胎圈相切。α = cos-Hp 胎圈 / P )图6至图9显示了根据本专利技术的生轮胎胎体的第一实施方式。该胎体的帘线布置 成短程线轨道方式，其中帘线与轮胎的胎圈半径相切。帘线的紧密相邻导致帘线材料在胎 圈区域产生非常严重的堆积。为了克服这一固有的缺陷，专利技术人修改了帘布敷层，下面将进 一步详细的说明。在本专利技术的第一实施方式中，具有短程线胎体的轮胎300是在圆环形芯部或轮胎 胚体52上形成的。该芯部具有外芯面，外芯面可以是圆筒状，例如轮胎成型转鼓、用于将被 翻新的轮胎的磨光的胎体，而且优选的是环面形的以便严格的匹配轮胎的内部形状。如图 10和图11所示，芯部可旋转地围绕其旋转轴线安装。该芯部可以是可拆卸的或者分段成 型从而可以方便地从轮胎上卸除。该芯部还可包括内加热器从而部分地硫化芯部上的内衬 层。该芯部还可以是一次性的。下一步，将内衬层305施加到芯部。内衬层可采用橡胶带或片状的橡胶通过齿轮 本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种充气轮胎，其特征在于：其具有带束层结构和环型胎体，所述环型胎体具有第一内半径和外半径，其中所述胎体包括三层或更多的帘布层，其中每层帘布层由包括一根或多根帘线的覆胶条带形成，所述条带以短程线的方式进行缠绕，其中帘线以下面的路径从第一胎肩延伸通过所述胎体到达第二胎肩，所述路径具有至少一个点与位于轮胎的胎圈区域内的所述第一内半径相切。

【技术特征摘要】
2009.12.23 US 61/289754;2010.11.29 US 12/9551491.一种充气轮胎，其特征在于其具有带束层结构和环型胎体，所述环型胎体具有第 一内半径和外半径，其中所述胎体包括三层或更多的帘布层，其中每层帘布层由包括一根 或多根帘线的覆胶条带形成，所述条带以短程线的方式进行缠绕，其中帘线以下面的路径 从第一胎肩延伸通过所述胎体到达第二胎肩，所述路径具有至少一个点与位于轮胎的胎圈 区域内的所述第一内半径相切。2.如权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于每旋转第N圈时，该条带的起始点移动至 不同的位置，继续以短程线的方式缠绕下一个N圈，其中N是大约5到大约15范围内的整 数。3.如权利要求1所述的充气轮胎，其进一步包括柱胎圈。4.如权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于所述帘线由芳族聚酰胺制成。5.如权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于所述帘线由聚酯纤维制成。6.如权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于所述轮胎具有一个或多个带束帘布层， 其中所述带束帘布层中的至少一个具有帘线，所述帘线由方程式P [coSa]n = K限定，其 中η是0. 1到1之间的正实数，K是常...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·A·罗西，S·P·兰德斯，T·戈比纳思，
申请(专利权)人：固特异轮胎和橡胶公司，
类型：发明
国别省市：US