CN102275466A - 重量降低的航空器轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明涉及重量降低的航空器轮胎。一种具有胎体和带束加强结构的充气轮胎，其中带束加强结构是复合带束结构，其具有至少一个径向内部的螺旋层和至少一个位于所述螺旋层的径向外部的曲折带束加强结构。曲折带束宽度优选地比螺旋层窄。

Description

重量降低的航空器轮胎

相关申请的交叉引用

本申请要求了2010年6月11日提交的美国临时专利申请No. 61/353,854的权益且通过引用将其合并。

技术领域

本发明涉及一种具有胎体和带束加强结构的充气轮胎，更特定地涉及高速重载轮胎，例如使用在航空器上的轮胎。

背景技术

用于高速应用的充气轮胎当轮胎进入和离开胎迹区域时经受了轮胎的胎冠区域内的高度的弯曲。此问题特别地在航空器轮胎上加剧，其中轮胎可能在起飞和落地时达到超过200 mph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角速度胎冠区域趋向于在尺寸上增加，从而趋向于将胎面区域径向向外拉。抵抗这些力的是运载工具的载荷，所述载荷仅在轮胎的已知为胎迹区域的小区域内被支承。

当前的轮胎设计激励是能够高速、高载荷运行且带有降低的重量的航空器轮胎。在现有技术中已知在航空器轮胎中使用曲折的带束层，例如在Watanabe的美国专利No. 5,427,167中所公开。曲折的带束层具有消除在带束组件的外侧向边缘处切割带束边缘的优点。曲折带束层的固有挠性也有助于改进转弯力。然而，设计有曲折带束层的轮胎不能承载当前商用航空器设计要求中所要求的一样重的载荷。此外，在载荷容量和重量之间一般地存在折衷。因此，需要改进的航空器轮胎，所述轮胎可满足高速、高载荷的要求且带有降低的重量。

发明内容

定义

“胎体”是指除带束结构、胎面、底胎面和帘布层上的侧壁橡胶外的但包括胎圈的轮胎结构。

“周向”指沿环形胎面的表面的圆周的、垂直于轴向方向延伸的线或方向。

“帘线”指形成轮胎内的帘布层的加强束的一个。

“赤道面（EP）”是指垂直于轮胎的旋转轴线并且穿过轮胎胎面中心的平面。

“帘布层”是指由涂有橡胶的平行帘线构成的连续层。

“径向”和“径向地”指径向向着或离开轮胎的旋转轴线的方向。

“子午线轮胎”是指一种带束的或圆向箍紧的充气轮胎，其中从胎圈延伸至胎圈的帘布层帘线相对于轮胎赤道面以65度至90度之间的帘线角度布置。

“曲折带束加强结构”指至少两层帘线或平行帘线的条，每个所述条中具有1至20根帘线，且在带束层的侧向边缘之间以5度至30度之间的角度延伸的交替图案布置。

附图说明

图1是根据本发明的轮胎的一半的第一实施例的示意性横截面视图；

图2是在构造中的曲折带束层的示意透视图；

图3是用于轮胎的复合带束组件的一半的第一实施例的示意性地放大的横截面视图，图中示出了带束层构造；

图4是复合带束组件的第二实施例的示意性放大的横截面视图，图中示出了带束层构造；

图5是复合带束组件的第三实施例的示意性放大的横截面视图，图中示出了带束层构造；

图6是复合带束组件的第四实施例的示意性放大的横截面视图，图中示出了带束层构造；

图7是复合带束组件的第五实施例的示意性放大的横截面视图，图中示出了带束层构造；

图8是复合带束组件的第六实施例的示意性放大的横截面视图，图中示出了带束层构造；

图9是复合带束组件的第七实施例的示意性放大的横截面视图，图中示出了带束层构造；和

图10是复合带束组件的第八实施例的示意性放大的横截面视图，图中示出了带束层构造。

具体实施方式

图1图示了本发明的径向航空器轮胎10的一半的横截面视图。轮胎相对于中央周向平面对称，因此仅图示了一半轮胎。如图所示，航空器轮胎包括一对胎圈部分12，每个胎圈部分包含嵌入在其内的胎圈芯14。适合于使用在航空器轮胎内的胎圈芯的一个示例在美国专利No. 6,571,847中示出。胎圈芯14优选地具有位于由多个钢制护皮线15围绕的中心部分13内的铝、铝合金、或其他轻质合金。本领域一般技术人员可认识到也可利用其他胎圈芯。

航空器轮胎进一步包括侧壁部分16，所述侧壁部分16从胎圈部分12的每个基本上在轮胎的径向方向上向外延伸，且包括胎面部分20，所述胎面部分20在侧壁部分16的径向外端之间延伸。此外，轮胎10以从胎圈部分12的一个环形延伸到另一个胎圈部分12的胎体22加强。胎体22包括内胎体帘布层24和外胎体帘布层26，优选地所述帘布层在径向方向上定向。在这些胎体帘布层中，典型地四个内帘布层24围绕胎圈芯14从轮胎的内侧向轮胎的外侧缠绕以形成反包部分，而典型地两个外帘布层26沿内胎体帘布层24的反包部分的外侧向下延伸到胎圈芯14。这些胎体帘布层24、26的每个可包括基本上垂直于轮胎的赤道面EP延伸（即在轮胎的径向方向上延伸）的任何合适的帘线，典型地为尼龙帘线，例如尼龙6-6帘线。优选地，尼龙帘线具有1890旦尼尔/2/2，或1890旦尼尔/3的构造。一个或多个胎体帘布层24、26也可包括芳族聚酰胺和尼龙帘线结构，例如混合帘线，高能帘线或汇合帘线。合适的帘线的示例在美国专利No. 4,893,665、No. 4,155,394或No. 6,799,618中描述。

航空器轮胎10进一步包括布置在胎体22和胎面橡胶20之间的带束组件40。图3图示了适合于使用在航空器轮胎内的带束组件40的一半的第一实施例。带束组件40关于中央周向平面对称，使得仅图示了带束组件的一半。所示的带束组件40包括位于邻近胎体的第一带束层50。第一带束层50优选地由具有相对于中央周向平面5度或更小的角度的帘线形成。优选地，第一带束层50由两个或多个帘线的橡胶化的条43形成，这通过将帘线以相对于周向方向正负5度或更小的角度成螺线形地或成螺旋形地缠绕制成。第一带束层50是带束组件40的最窄的带束结构，且具有在轮辋宽度（在凸缘之间的宽度）的大约13％至大约100％的范围内的宽度。

带束组件40进一步包括位于第一带束层50径向外侧的第二带束层60。第二带束层60优选地由具有相对于中央周向平面5度或更小的角度的帘线形成。优选地，第二带束层60由两个或更多个帘线的橡胶化的条43形成，这通过将帘线以相对于周向方向正负5度或更小的角度成螺线形地或成螺旋形地缠绕制成。第二带束层具有在轮辋宽度的大约101％至大约120％的范围内的宽度，且其宽度大于第一带束层50的宽度。更优选地，第二带束层60是带束组件40的最宽的带束层。

带束层40进一步包括至少一个曲折带束加强结构70。曲折带束加强结构70包括两层相互交织在一起形成的帘线，如在图2中所示。曲折带束结构由一个或多个帘线46的橡胶化的条43形成，所述条43大体上沿周向方向缠绕，同时倾斜地在构造轮胎的鼓49或芯的交替的侧向边缘44和45之间延伸。条沿这样的曲折路径缠绕许多次，而条43在周向方向上位移希望的量，以不在相邻的条43之间形成间隙。作为结果，帘线在周向方向上延伸，同时在两个端部44、45处的转折点处改变弯曲方向。当如上所述条43在帘布层的两侧端部44和45之间在每360度的圆周内往复至少一次时，曲折带束结构的帘线相互交叉，典型地以相对于轮胎的赤道平面EP的5度至30度的帘线角度A交叉。形成在每个曲折带束结构内的两层帘线嵌入带束层内且是不可分离的，且其中在带束的外侧向端部处不存在切割端部。

优选地，曲折带束结构70是带束组件40的径向最外的带束结构。另外优选地，存在仅一个曲折带束结构。曲折带束结构70优选地比第一带束结构宽，且更优选地比第一带束结构宽但宽度小于第二带束结构60。曲折带束宽度Wz与第二带束结构宽度Ws的比值如下优选地为：

（1）  0.6<Wz/Ws<1.0

图4图示了本发明的第二实施例。第二实施例与第一实施例相同，区别在于如下差异。带束组件进一步包括位于第一带束层50的径向内侧的另外的第三带束层55。第三带束层55优选地具有比所有其他带束层50、60、70更小的宽度。更优选地，第三带束层55的宽度为凸缘之间的轮辋宽度的大约13％至大约47％的范围。

图5图示了本发明的第三实施例。第三实施例与图4中示出的第二实施例相同，不同在于如下差异。第一带束层50被取消。第二曲折带束结构90已添加到第一曲折带束结构70的径向外部。第二曲折带束结构90的宽度小于第一曲折带束结构70的宽度。曲折带束结构70、90的宽度小于带束层60的宽度。

图6图示了类似于图4的另外的实施例，差异在于如下。带束结构40进一步包括位于第一曲折带束结构70的径向外侧的第二曲折带束结构92。第二曲折带束结构92的宽度小于第一曲折带束结构70的宽度。曲折带束结构70、92的宽度小于带束层60的宽度。

图7图示了类似于图6的另外的实施例，差异在于如下。图7图示了两个外曲折带束结构70、92和三个低角度带束层60、50、56。带束层60是带束组件40中最宽的带束层。中间的低角度带束层50是带束组件40中最窄的带束层。径向最内的带束56的宽度大于中间带束层50和径向最外的曲折带束92的宽度。

图8图示了类似于图6中示出的实施例的再另外的实施例，差异在于如下。带束组件40包括两个径向外部的曲折带束92、70和三个低角度带束55、60、61。低角度带束中的两个60、61具有相同的宽度，且是带束组件中最宽的带束。一个带束55位于径向内侧且具有最窄的宽度，所述宽度为凸缘之间轮辋宽度的大约13％至大约47％的范围。

图9示出了本发明的再另一个实施例。图9类似于图3中示出的实施例，差异在于如下。图9的实施例包括两个径向内部低角度带束50、60。低角度带束60是带束组件中最宽的带。本实施例进一步包括两个另外的曲折带束结构68、69，其中两个带束结构位于第一曲折带束结构70的径向外侧。带束结构68、69、70具有减小的带束宽度，使得径向最内的带束是最宽的带束，且径向最外的带束是最窄的带束。图10图示了图9的实施例的变体，其中第三低角度带束51位于低角度带束50的径向内侧且其宽度为凸缘之间的轮辋宽度的大约13％至大约47％的范围。

在以上所述的实施例的任何实施例中，帘线优选地从一个带束结构连续缠绕到下一个带束结构。

以上所述的胎体、以上所述的螺旋或曲折的带束层的任何一个的帘线可以是尼龙、尼龙6,6、芳族聚酰胺或它们的组合，包括本领域一般技术人员已知的汇合构造、混合构造、高能构造。用于带束帘线、胎体帘线（或二者）的合适的帘线构造的一个示例可包括芳族聚酰胺和尼龙的复合体，其包括两根构造为带有6.7捻度的3300 dtex的聚酰胺（芳族聚酰胺）的帘线，和一根构造为带有4.5捻度的1880 dtex的尼龙或尼龙6/6帘线。总的汇合缆捻度为6.7。复合体帘线可具有在断裂点大于11％的伸长率，和大于900牛顿的抗拉强度。可选地，原始线密度可大于8500 dtex。伸长率、断裂点、线密度和抗拉强度从帘线样本确定，所述帘线样本在浸入后但在轮胎硫化之前取得。

根据在此提供的描述，本发明的变型是可能的。虽然为了说明本发明的目的已示出了某些代表性实施例和细节，但对于本领域一般技术人员将显见的是可进行多种改变和修改而不偏离本发明的范围。

Claims (10)

1.一种具有胎体和带束加强结构的充气轮胎，所述带束加强结构的特征在于包括，

具有以相对于中央周向平面5度或更小的角度布置的帘线的第一和第二带束层，和位于第一带束层的径向外侧的曲折带束加强结构，所述曲折带束加强结构形成两层帘线，所述帘线相对于轮胎中心面倾斜5度至30度交替延伸到每个侧向边缘处的转折点，其中第一带束层比曲折带束加强结构宽，且第二带束层比曲折带束结构窄。

2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，第二带束层的宽度小于第一带束层。

3.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，曲折带束宽度Wz与最宽带束层宽度Ws的比值在大约如下范围内：0.6<Wz/Ws<1.0。

4.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，带束中的一个或更多个包括由尼龙和芳族聚酰胺混合物制成的帘线。

5.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，进一步包括位于第一和第二带束层的径向内部的第三带束层，其中第三带束层的宽度小于第一带束层的宽度且小于第二带束层的宽度。

6.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，带束结构进一步包括：两个径向内部螺旋形的带束层，两个曲折带束结构，和两个径向外部螺旋形的带束层。

7.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，至少一个带束帘布层具有帘线，所述帘线在断裂点处具有大于大约11％的伸长率，和高于大约900 N的断裂强度，且带有大于大约8500 dtex的原始线密度。

8.一种具有胎体和带束加强结构的充气轮胎，所述带束加强结构的特征在于包括，

具有相对于中央周向平面以5度或更小的角度布置的帘线的第一带束层，位于所述第一带束层的径向内部且其宽度小于第一带束层宽度的第二带束层，和位于所述第二带束层的径向内部且其宽度大于第二带束层宽度的第三带束层，和位于第一带束层径向外部的曲折带束加强结构，所述曲折带束加强结构形成两层帘线，所述帘线相对于轮胎的中心面倾斜5度至30度交替延伸到每个侧向边缘处的转折点，其中第一、第二和第三带束层中的一个比曲折带束加强结构宽。

9.根据权利要求8所述的充气轮胎，其特征在于，第一带束层比曲折带束加强结构宽。

10.根据权利要求8所述的充气轮胎，其特征在于，进一步包括位于第一带束结构径向外部的第二曲折带束结构，且所述第二曲折带束结构的宽度小于第一曲折带束结构的宽度。

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