CN101172450B - 减少重量的飞机轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有胎体和带加强结构的充气轮胎，带加强结构采用帘线加强层的复合带结构，包括两个径向内螺旋带层、两个径向外螺旋带层、及Z字形带加强结构，Z字形带加强结构形成两个帘线层，帘线相对于轮胎中心面以5度到30度倾斜，交替延伸至各个侧面边缘处的转向点，其中，Z字形带加强结构设置在径向内螺旋带层和径向外螺旋带层之间，径向内螺旋带层中的至少一个比Z字形带加强结构宽。

Description

减少重量的飞机轮胎

技术领域

本发明涉及具有胎体和带加强结构的充气轮胎，更具体地，涉及如那些用于飞机上的高速重负荷轮胎。

背景技术

高速度应用的充气轮胎在轮胎进入和离开接地区块时，轮胎冠部区域经受高程度的弯曲。这个问题在飞机轮胎上有显著的加剧，其中，轮胎在起飞和着陆时可能达到超过200mph的速度。

当轮胎在很高的速度上旋转时，由于高的角加速度和速度，冠部区域趋向于在尺度上增长，趋向于径向向外拉动胎面。抵消这些作用力是车辆的负荷，其仅支承于轮胎的小区域上，公知为接地区块。

当前的轮胎设计驱动器为能够高速度、高负荷及减轻了重量的飞机轮胎。在飞机轮胎上使用Z字形(zigzag)带层已知于先前技术，如公开于Watanabe的美国专利第5,427,167号。Z字形带层具有在带包(beltpackage)的外侧面边缘处消除剪切带边缘的优点。Z字形带层的固有弹性还可有助于改进回转力。然而，具有Z字形带层设计的轮胎不能承载由当前商业飞机设计要求所要求的重负荷。而且，在负荷能力和重量之间通常存在权衡。因此，需要改进的飞机轮胎，其能够符合高速度、高负荷并具有减轻的重量的要求。

发明内容

本发明提供一种具有胎体和带加强结构的充气轮胎，所述带加强结构采用帘线加强层的复合带结构，包括两个径向内螺旋带层、两个径向外螺旋带层、及Z字形带加强结构，Z字形带加强结构形成两个帘线层，帘线相对于轮胎中心面以5度到30度倾斜，交替延伸至各个侧面边缘处的转向点，其中，Z字形带加强结构设置在径向内螺旋带层和径向外螺旋带层之间，径向内螺旋带层中的至少一个比Z字形带加强结构宽。

定义

“胎体”指除了带结构、胎面、下胎面、及层上的胎侧胶之外的轮胎结构，但包括胎圈。

“圆周的”指沿垂直于轴线方向的环形胎面的表面的周界延伸的线或方向。

“帘线”指一种加强绳，包括轮胎中的层。

“赤道面(EP)”指垂直于轮胎旋转轴线并穿过其胎面中心的面。

“层”指橡胶涂覆的平行帘线的连续层。

“径向的”或“径向地”指径向朝向或离开轮胎的旋转轴线的方向。

“径向的层轮胎”指被束缚的或周向限制的气胎，其中，从胎圈到胎圈延伸的层帘线位于相对于轮胎的赤道面在65°与90°之间的帘线角度上。

“Z字形带加强结构”指至少两层帘线或平行帘线带，平行帘线带在各个带中具有1至20个帘线，并以交互模式放置，在带层的侧面边缘之间在5°和30°的角度之间延伸。

附图说明

图1为根据本发明第一实施例的示意性截面图；

图2为构成的中间的Z字形带层的示意性透视图；

图3为示出带层配置的复合带包的第一实施例的示意性放大截面图；

图4为示出带层配置的复合带包的第二实施例的示意性的发展的截面图；

图5为示出带层配置的复合带包的第三实施例的示意性的发展的截面图；

图6为示出带层配置的复合带包的第四实施例的示意性的发展的截面图；

图7-图10举例示出了带层的开始及结束带帘线边缘的几个实施例。

具体实施方式

图1举例示出了径向的飞机轮胎10。如图所示，飞机轮胎包括一对胎圈部分12，各包含嵌入其内的胎圈芯14。胎圈芯的一个例子适合用于示于美国专利第6571847号的飞机轮胎中。熟知本技术领域的技术人员可以理解，还可以利用其它胎圈芯。飞机轮胎包括侧壁部分16，自各个胎圈部分12以轮胎的径向方向大致向外延伸，及大致呈圆柱形的胎面部分20，在这些侧壁部分16的径向外端之间延伸。另外，轮胎10用胎体22加强，胎体22自胎圈部分12中的一个环形地延伸至其它胎圈部分12。胎体22包括内胎体层24及外胎体层26。在这些胎体层中，通常四个内层24从轮胎内侧朝向其外侧缠绕于胎圈芯14周围，以形成卷起部分，而通常两个外层26沿内胎体层24的卷起部分的外侧向下延伸至胎圈芯14。各个这些胎体层24，26可以包括任何适合的帘线，通常很多如尼龙-6，6帘线这样的尼龙帘线大致垂直于轮胎的赤道面EP延伸(即，以轮胎的径向方向延伸)。胎面橡胶28以径向方向安置在带40的外侧。一个或多个胎体层24，26还可以包括芳族聚酸胺和尼龙帘线结构，例如，混合帘线、高能量帘线或熔合的帘线。适合的帘线的例子描述于美国专利第4,893,665号、美国专利第4,155,394号或美国专利第6,799,618号。

飞机轮胎10还包括带包40，带包40安置于胎体22和胎面橡胶28之间。图3举例示出了适合用于飞机轮胎的带包40的第一实施例。所示的带包40包括径向内螺旋地缠绕的带层42，其由帘线或者两个或多个帘线的涂胶带43形成，其通过相对于圆周方向在正负5度或更少的角度上螺旋地缠绕帘线而制成。优选地，带包包括两个或多个零度带层。带包40还包括一个或多个Z字形带加强结构50。各个Z字形带加强结构50包括两个帘线层。Z字形带加强结构如图2所示形成。一个或多个帘线46的涂胶带43通常会在圆周的方向上缠绕，同时倾向于在层的侧端或侧面边缘44和45之间延伸，形成如所示的Z字形路径。当在圆周方向以希望的数量移动(shift)带43时，带会沿此路径缠绕很多次，以不会在邻接的带43之间形成间隙。因此，当改变在两端部44，45处的转向点处弯曲的方向时，帘线46以圆周方向基本上Z字形地延伸。如前所述，当带43在层的两侧端部44和45之间在每个360度的圆周内至少往复一次时，Z字形带结构的帘线46以相对于轮胎的赤道面EP通常5度到30度的帘线角度A相互交叉。形成于各个Z字形带结构50的两层帘线46嵌入带层50中且不可分，且其中，带的外侧端处没有切头。

如图3所示，优选的是，Z字形带状结构50位于螺旋带层42的径向外侧。另外优选的是，螺旋带层比Z字形带结构宽。Z字形带宽度Wz与螺旋带宽度的比值优选地为如下：

(1)0.6≤Wz/Ws＜1.0

Z字形带宽度Wz与螺旋带宽度的比值更优选地为如下：

(2)0.5≤Wz/Ws＜0.98

Z字形带结构50和螺旋带层42的两个宽度可以影响转弯(cornering)性能和带边缘的耐久性。如果Z字形带层太窄，转弯性能受损。如果Z字形带层太宽，带边缘的耐用性降低。

图4举例示出了本发明的第二实施例，具有两个内螺旋缠绕层60，61、内Z字形结构62及两个径向外螺旋缠绕带层64，66。径向外螺旋层64，66可以比Z字形带结构62宽。外螺旋缠绕带层64，66可以比内螺旋层60，61宽。Z字形带宽度Wz与最宽的螺旋带Ws宽度的比值可以为如下：

(1)0.6≤Wz/Ws＜1.0

更具体地，Z字形带宽度Wz与最宽的螺旋带宽度的比值可以为如下：

(2)0.5≤Wz/Ws＜0.98

图5举例示出了带层的第三实施例。图5相似于图4的是，具有两个内螺旋层70，71、内Z字形结构72及两个径向外螺旋缠绕带层74，76。另外，径向外带层的带端部围绕Z字形带结构缠绕。图5与图4不同的是，径向内螺旋层70，71比Z字形带结构72宽。在第三实施例中，内螺旋缠绕层70，71比外螺旋层74，76宽。内螺旋层70，71可以为最宽的带层。Z字形带宽度Wz与最宽的螺旋带宽度的比值可以为如下：

(1)0.6≤Wz/Ws＜1.0

Z字形带宽度Wz与最宽的螺旋带宽度的比值可以为如下：

(2)0.5≤Wz/Ws＜0.98

图6举例示出了带层的第四实施例。图6相似于图5的是，具有两个径向内螺旋层70，71、两个径向外螺旋层74，76。然而，图6具有代替一个Z字形带结构78的两个Z字形带结构78，80。Z字形带结构78，80可以在宽度上错列，其中，径向内Z字形带结构78比径向外Z字形带结构80宽。Z字形带宽度Wz与最宽的螺旋带宽度的比值可以为如下：

(1)0.6≤Wz/Ws＜1.0

Z字形带宽度Wz与最宽的螺旋带宽度的比值可以为如下：

(2)0.5≤Wz/Ws＜0.98

在任何上述的实施例中，帘线可以为从一层至下层连续地缠绕。

图7至图10举例示出了任何前述的螺旋缠绕带层的各种开始及结束带边缘配置。在图7中，开始的带边缘80和结束的带边缘82在带的中心附近交迭。在交迭的区域，有三层帘线。图8举例示出了螺旋缠绕带层，其中，开始端86和结构带边缘84交迭，且当从带中心测量时，各个带边缘偏移上至1/4带宽度(当从一个带边缘84至另一带边缘86测量时为1/2带宽度)。图9举例示出了开始端88和结构带边缘90大约在相同的位置，并当从中心测量时，自中心偏移的偏移距离为上至1/4带宽度。带端部90中的一个用交迭的条92形成，以使条交迭大约半个条宽度。结果是，交迭区域内具有三个有效帘线层。图10与图9相同，除了带端部94，96从中心偏移上至1/4带宽度之外。因此，有四个有效帘线层。其它的层在产生最大压力的冠部提供加强。

任何上述胎体的帘线，上述螺旋的或Z字形的带层可以为尼龙、尼龙6，6、芳族聚酸胺、或其结合，包括熔合、混合、高能量构造，对本领域那些技术人员来说是已知的。带帘线、胎体帘线(或二者)的适合的帘线结构的一个例子，可以包括芳族聚酸胺和尼龙的合成物，包含聚酰胺(芳族聚酸胺)的两个帘线具有3300dtex和6.7扭力的构造，及一个尼龙或尼龙6，6帘线具有1880dtex(分特克斯)和4.5扭力的构造。总的熔合线缆扭力为6.7。合成帘线在断裂处可以具有大于11％的伸长率，及大于900牛顿的抗拉强度。可选地，初始线密度(linear density)可以大于9000dtex。伸长、断裂、线密度和抗拉强度从浸渍之后但在轮胎硫化之前的帘线样本确定。

在提供于此的详细描述的指引下，本发明的变型是可能的。虽然为了举例说明本主题发明，已示出了某些代表的实施例和细节，显而易见的是，对于本领域的那些技术人员来说，可以做出各种变化和修改而不脱离本主题发明的范围。

Claims (9)

1.一种具有胎体和带加强结构的充气轮胎，其特征在于，所述带加强结构采用帘线加强层的复合带结构，包括两个径向内螺旋带层、两个径向外螺旋带层、及Z字形带加强结构，所述Z字形带加强结构形成两个帘线层，帘线相对于所述轮胎中心面以5度到30度倾斜，交替延伸至各个侧面边缘处的转向点，其中，所述Z字形带加强结构设置在所述径向内螺旋带层和所述径向外螺旋带层之间，所述径向内螺旋带层中的至少一个比所述Z字形带加强结构宽。

2.如权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于：所述Z字形带加强结构宽度Wz与最宽的所述螺旋带层宽度Ws的比值的范围为：

0.6≤Wz/Ws＜1.0。

3.如权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于：所述带加强结构包括两个所述Z字形带加强结构。

4.如权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于：至少一个所述螺旋带层具有帘线，所述帘线在断裂处的伸长率大于11％，且断裂强度大于900N，具有大于9000dtex的初始线密度。

5.如权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于：所述螺旋带层具有位于带中心处或带中心附近的第一带端部和第二带端部。

6.如权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于：所述螺旋带层具有第一带端部和第二带端部，从带中心偏移的距离小于或等于最宽的带宽度的1/4。

7.如权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于：所述带加强结构具有从两个所述径向内螺旋带层到Z字形带加强结构连续缠绕的帘线。

8.如权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于：所述带加强结构具有从一个所述径向内螺旋带层到另一个所述径向内螺旋带层连续缠绕的帘线。

9.如权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于：所述帘线具有聚酰胺纤维和尼龙纤维。

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