一种轮胎及带束层设计结构的制作方法

本发明涉及载重轮胎技术领域，特别涉及一种轮胎及带束层设计结构。

背景技术：

现有超载市场载重轮胎多采用3层带束层+零度缠绕的倍耐力带束层设计，该设计要求零度带束外端点和1#带束层边缘宽度一致，以便控制高气压条件下胎肩位置充气膨胀，限制轮胎使用过程中胎肩印痕长度增长，以便延长轮胎使用寿命。

为了与硫化定型时的胎胚外直径增长相匹配，零度缠绕多采用高伸长帘线，以便利用帘线本身的低应力伸长特性，使得轮胎可以在较低帘线张力下完成胎胚定型，减小胎里不平风险。

由于常规带束层贴合鼓是平面鼓，而轮胎模型行驶面具有一定弧度，胎冠高伸长帘线伸张是不均匀的，如为预防胎里不平问题，就需要控制胎冠靠冠中位置高伸长帘线伸张率，以便降低定型时冠中位置高伸长帘线张力，如此靠近胎肩位置的高伸长帘线伸张率不足，难以控制高气压条件下胎肩位置充气膨胀，使得零度带束胎肩位置行驶面出现不均匀充气膨胀,造成接地印痕压力分布不均匀，引起滚阻以及耐久性能的降低。且如果不均匀充气膨胀发生在肩部沟槽位置，则会促使沟槽底裂口增长速度加快，带来轮胎耐边沟裂口性能的降低。

使用零度单丝缠绕并配合曲面带束层贴合鼓，虽然可以控制轮胎冠部充气不均匀变形问题，但上述方法需要对成型设备进行改造，且对模具胎冠弧线设计有要求，难以进行推广。

技术实现要素：

本申请的一些实施例中，提供一种轮胎，该带束层设计由1#带束层、2#带束层、3#带束层以及零度带束层组成，以解决零度带束胎肩位置行驶面出现不均匀充气膨胀,造成接地印痕压力分布不均匀，引起滚阻以及耐久性能的降低的问题和轮胎耐边沟裂口性能的降低的问题。

本申请的一些实施例中，公开了一种轮胎，其包括：胎冠、胎体和四层带束层，四层带束层设置在胎冠和胎体之间，四层带束层包括：设置于轮胎胎冠中部的1#带束层、2#带束层和3#带束层以及两个对称设置于轮胎肩部的零度带束层，其中，1#带束层、2#带束层和3#带束层在胎冠中部沿径向由胎体向胎冠方向依次贴合连接，零度带束层设置于3#带束层的轴向两端且与2#带束层压合连接，本法发明用以改善轮胎接地性能、滚阻性能以及耐久性能和对耐边沟裂口性能，利用带束层型胶或者胶片的调整，调节零度带束位置硫化定型的伸张率，诣在使得零度带束位置硫化定型伸张率均匀化，优化轮胎胎冠充气膨胀。

本申请的一些实施例中，为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：2#带束层延伸到胎肩点到轮胎主帘布层的垂直线上，2#带束层外端点到1#带束层外端点的距离设为a，1#带束层外端点到零度带束内端点距离设为b，2#带束层外端点到零度带束外端点距离设为c，零度带束层宽度设为d，其中，20mm≤a≤25mm，8mm≤c≤12mm，25mm≤d≤34mm，b和d的比值满足：0.5≤b/d≤0.66，该带束层设计可在不改造成型设备的情况下，使得零度带束位置硫化定型的伸张率均匀化，优化轮胎冠部充气膨胀，进而改善轮胎接地性能、滚阻性能以及耐久性能，且对耐边沟裂口性能有所改善。同时也增大了轮胎设计的自由度。

本申请的一些实施例中，所述1#带束层贴合设置于所述胎体上，且与所述胎体之间设置有主帘布层，所述2#带束层贴合于所述1#带束层上端面，且所述2#带束层的宽度大于所述1#带束层的宽度，所述3#带束层设置于所述2#带束层上，所述3#带束层的宽度小于所述3#带束层的宽度；

所述轮胎的两个轮胎肩部均设置有一层所述零度带束层或沿径向由内向外依次设置的两层所述零度带束层，所述零度带束层均沿所述胎肩部周向环绕，所述3#带束层和两个所述轮胎肩部的所述零度带束层均铺设于2#带束层的外表面。

本申请的一些实施例中，所述1#带束层边缘使用胶片包边，利用所述胶片以调节所述零度带束位置硫化定型的伸张率。

本申请的一些实施例中，所述2#带束层两端分别延伸到所述轮胎的胎肩点，所述2#带束层两端与所述主帘布层的垂直线对齐。

本申请的一些实施例中，所述零度带束设置为高伸长帘线。

本申请的一些实施例中，所述胎冠外表面沿所述轮胎周向设置有多道向内凹陷的沟槽，所述沟槽的沟底到所述零度带束内端点不小于5mm。

本申请的一些实施例中，一种轮胎带束层设计结构，包括1#带束层、2#带束层、3#带束层和零度带束层，所述1#带束层、2#带束层和3#带束层沿胎径向由内向外依次压合连接所述3#带束层的轴向两端分别铺设有零度带束层，所述零度带束层与所述2#带束层压合连接，所述2#带束层的轴向端点沿背离所述轮胎的中心的方向均突出于所述1#带束层和所述零度带束层，所述2#带束层外端点到所述1#带束层外端点的距离设为a，所述1#带束层外端点到所述零度带束内端点距离设为b，所述2#带束层外端点到所述零度带束外端点距离设为c，所述零度带束层宽度设为d；其中，20mm≤a≤25mm，8mm≤c≤12mm，25mm≤d≤34mm，b和d的比值满足：0.5≤b/d≤0.66。

本申请的一些实施例中，所述1#带束层边缘使用0.6～0.8mm厚度，宽度为20～30mm的胶片包边，在满足上述关系时，轮胎可以获得均匀的零度带束位置硫化定型伸张率且具有足够的工艺性。

当胶片厚度＞0.8mm时,则带束层贴合过程中存在窝气现象，难以满足生产工艺性要求；当胶片厚度＜0.6mm时,则难以获得均匀的零度带束位置硫化定型伸张率。

本申请的一些实施例中，所述零度带束设置为高伸长帘线结构，其特征在于，所述帘线结构伸长率范围为1.5％-2.2％；所述零度带束硫化定型伸张率范围为0.8％～1.3％，在满足上述关系时，零度带束则可在预防胎里不平以及优化轮胎冠部充气膨胀之间取得平衡。

当帘线结构伸长＜1.5％,则在考虑高零度带束加工过程中的拉伸，内侧零度带束层总伸张率会超过其帘线结构伸长，容易出现胎里不平问题；当帘线结构伸长＞2.2％,则会引起外侧零度带束层总伸张率不足，行驶面容易出现不均匀充气膨胀。

当零度带束硫化定型伸张率＜0.8％,则会引起外侧零度带束层总伸张率不足，行驶面容易出现不均匀充气膨胀；当零度带束硫化定型伸张率＞1.3％,则则在考虑高零度带束加工过程中的拉伸，内侧零度带束层总伸张率会超过其帘线结构伸长，容易出现胎里不平问题。

本发明诣在通过轮胎带束层设计调整，使得零度带束位置硫化定型的伸张率均匀化，优化轮胎冠部充气膨胀，进而改善轮胎接地性能、滚阻性能以及耐久性能，且对耐边沟裂口性能无损有所改善。

本发明可在不改造成型设备的情况下，使得零度带束位置硫化定型的伸张率均匀化，优化轮胎冠部充气膨胀，进而改善轮胎接地性能、滚阻性能以及耐久性能，且对耐边沟裂口性能无损有所改善，同时也增大了轮胎设计的自由度。

附图说明

图1是本发明实施例的轮胎径向截面图；

图2是图1所示胎圈部位a的放大图；

图3是本发明实施例的轮胎径向分解截面图；

图中，100、四层束带层；200、胎冠；201、沟槽；300、胎体；

1、1#带束层；2、2#带束层；3、3#带束层；4、零度带束层；5、主帘布层；6、胶片。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

其中，在本申请中，“内”指示的方位或位置关系为基于附图，靠近轮胎几何中心的一侧，“外”指示的方位或位置关系为基于附图，背离轮胎几何中心的一侧。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

当使用术语“径向”时，表述涉及到轮胎的半径方向，如果更接近轮胎的旋转轴线时，则表述为“径向内侧”；当使用术语“周向”时，表述为轮胎滚动方向；当使用术语“胎里”时，表述为轮胎靠近轮胎几何中心的一侧。

当使用术语“轮胎肩部”或“胎肩”时，表述为，轮胎表面轴向具有一定的弧度，轮胎的两侧较低处于轮胎表面弧度的末端位置为“轮胎肩部”或“胎肩”。

下文是结合附图对本发明的优选的实施例说明。

如图1所示，本发明的一种轮胎，包括：胎冠200、胎体300和四层带束层，四层带束层设置在胎冠200和胎体300之间，胎冠200外表面沿轮胎周向设置有多道向内凹陷的沟槽201，用于轮胎的防滑，增大轮胎的抓地力。

如图2和图3所示，四层带束层包括：设置于轮胎胎冠200中部的1#带束层1、2#带束层2和3#带束层3以及两个对称设置于轮胎肩部的零度带束层4，1#带束层1贴合设置于胎体300上，且与胎体300之间设置有主帘布层5，1#带束层1、2#带束层2和3#带束层3在胎冠200中部沿径向由胎体300向胎冠200方向依次贴合连接，2#带束层2贴合于1#带束层1上端面，且2#带束层2的宽度大于1#带束层1的宽度，3#带束层3设置于2#带束层2上，3#带束层3的宽度小于2#带束层2的宽度，零度带束层4均沿胎肩部周向环绕，3#带束层3和两个轮胎肩部的零度带束层4均铺设于2#带束层2的外表面，零度带束层4与2#带束层2压合连接，且零度带束层4设置于3#带束层3的轴向两端。

本发明的一种具体实施方式，轮胎的两个轮胎肩部可设置有一层零度带束层4或沿径向由内向外依次设置的两层零度带束层4。

需要说明的是，轮胎胎冠中部设置三层带束层，轮胎肩部均具有零度带束层4，零度带束层4可以提高轮胎肩部强度，可以避免肩空、爆胎问题，同时轮胎胎面平整。

如图1所示，2#带束层2两端分别延伸到轮胎的胎肩点，2#带束层2两端与主帘布层5的垂直线对齐。

需要说明的是，2#带束层2轴向宽度最大，这样设置可以更好的错开1#带束层1及3#带束层3，起抑制生热及加固轮胎作用，同时也可以起到保护下面1#带束层1和胎体300的作用，防止下面带束层的损伤。

如图3所示，1#带束层1边缘使用胶片6包边，利用胶片6以调节零度带束位置硫化定型的伸张率。

需要说明的是，1#带束层1轴向端部包裹住，能够降低轮胎带束层轴向端部的变形，提高轮胎带束层中各层间的贴合性，减小各层间的剪切作用，能够有效缓解肩空、肩裂等现象，提高轮胎的耐久性，延长轮胎的使用寿命，尤其适用于载重轮胎。

本申请技术人员发现，由于轮胎硫化模具行驶面具有一定弧度，在使用常规带束层贴合鼓的情况下，内侧零度带束硫化定型伸张率天然高于外侧内侧零度带束，常规设计会加重这一问题，使得难以获得均匀的零度带束位置硫化定型伸张率，进而使得预防胎里不平以及优化轮胎冠200部充气膨胀之间难以取得平衡。

原因在于：

1.零度带束硫化定型伸张率不足，成品零度带束具有较高的残余结构伸张，零度带束帘线性能未得高充分利用。

2.零度带束硫化定型伸张率不足，造成了零度带束层4位置充气膨胀明显高于冠中位置，且由于此位置位于边沟沟底，带来了边沟沟裂的风险。

3.零度带束层4伸张不均，充气行驶面膨胀不均匀性提高。

4.零度带束硫化定型伸张率均匀性增长，冠中\零度带束位置充气膨胀差异更小，且行驶面胎肩部落下量相对减少，充气行驶面更加平整。

5.内侧零度带束硫化定型伸张率的提高，轮胎印痕压力分布不均匀性增长，进而造成轮胎滚阻性能的损失。

根据本申请技术人员的反复实验，设计出一种轮胎带束层设计结构，如图2所示，带束层结构包括1#带束层1、2#带束层2、3#带束层3和零度带束层4，1#带束层1、2#带束层2和3#带束层3沿胎径向由内向外依次压合连接3#带束层3的轴向两端分别铺设有零度带束层4，零度带束层4与2#带束层2压合连接，2#带束层2的轴向端点沿背离轮胎的中心的方向均突出于1#带束层1和零度带束层4。

2#带束层2外端点到1#带束层1外端点的距离设为a，1#带束层1外端点到零度带束内端点距离设为b，2#带束层2外端点到零度带束外端点距离设为c，零度带束层4宽度设为d；

其中，20mm≤a≤25mm，8mm≤c≤12mm，25mm≤d≤34mm，b和d的比值满足：0.5≤b/d≤0.66。

本发明的一种实施例，如图2所示，胎冠200外表面沿轮胎轴向设置有多道向内凹陷的沟槽201，沟槽201的沟底到零度带束内端点不小于5mm，用以改善对耐边沟裂口性能。

本发明的一种实施例，如图2所示，1#带束层1边缘使用0.6～0.8mm厚度，宽度为20～30mm的胶片6包边，由于1#带束层1包边边缘位于零度带束内侧位置，则可在带束层贴合时增大零度带束贴合直径，进而降低内侧零度带束硫化定型伸张率。由于零度带束外侧位置同1#带束层1包边胶片6错开，较常规产品减小零度带束贴合直径，进而提高外侧侧零度带束硫化定型伸张率。由此实施例可以获得较常规产品更加均匀的零度带束硫化定型伸张率。

需要说明的是，实施例带束层的1#带束层1，边缘使用0.6～0.8mm厚度，宽度为20～30mm的胶片6包边。在满足上述关系时，轮胎可以获得均匀的零度带束位置硫化定型伸张率且具有足够的工艺性，当胶片6厚度＞0.8mm时,则带束层贴合过程中存在窝气现象，难以满足生产工艺性要求；当胶片6厚度＜0.6mm时,则难以获得均匀的零度带束位置硫化定型伸张率。

本发明的一种实施例，如图2所示，零度带束设置为高伸长帘线结构，帘线结构伸长率范围为1.5％-2.2％；零度带束硫化定型伸张率范围为0.8％～1.3％，更加均匀的零度带束硫化定型伸张率,不仅胎滚阻性能得到了改善，轮胎耐久性能较对比例亦有明显改善。

实施例带束层的零度带束，其采用高伸长帘线，帘线结构伸长应当为1.5％～2.2％，零度带束硫化定型伸张率保持在0.8％～1.3％。在满足上述关系时，零度带束则可在预防胎里不平以及优化轮胎冠200部充气膨胀之间取得平衡。

当帘线结构伸长＜1.5％,则在考虑高零度带束加工过程中的拉伸，内侧零度带束层4总伸张率会超过其帘线结构伸长，容易出现胎里不平问题；当帘线结构伸长＞2.2％,则会引起外侧零度带束层4总伸张率不足，行驶面容易出现不均匀充气膨胀。

当零度带束硫化定型伸张率＜0.8％,则会引起外侧零度带束层4总伸张率不足，行驶面容易出现不均匀充气膨胀；当零度带束硫化定型伸张率＞1.3％,则则在考虑高零度带束加工过程中的拉伸，内侧零度带束层4总伸张率会超过其帘线结构伸长，容易出现胎里不平问题。

本申请的一种实施例中，在轮胎制造过程中，包括如下步骤：

s1：先在成型机带束层贴合鼓上正常贴合主帘布层5，然后将1#带束层1贴合在主帘布层5上，在1#带束层1两端缠绕胶片6，并将1#带束层1的轴向两端的胶片6分别与主帘布层5搭接。

s2:2#带束层2和3#带束层层3正常贴合在1#带束层1上，在3#带束层层3的向两端分别缠绕两层零度带束层4；

s3：将主帘布层5翻转以使主帘布层5包裹住1#带束层1、2#带束层2和零度带束层4的轴向端部，并使主帘布层5与零度带束层4搭接。

需要说明的是，四层带束层宽度及角度各不相同，每层带束层都有不同作用。在设置好上述带束层之后，再贴合设置其他部件，如胎冠200等。

本发明公开了一种轮胎带束层设计，该带束层设计由1#带束层1、2#带束层2、3#带束层3以及零度带束层4组成。在不改造成型设备的情况下，该带束层设计可以使得零度带束位置硫化定型的伸张率均匀化，优化轮胎冠200部充气膨胀，进而改善轮胎接地性能、滚阻性能以及耐久性能，且对耐边沟裂口性能有所改善，同时也增大了轮胎设计的自由度。

根据本申请的第一构思，本发明2#带束层延伸到胎肩点到轮胎主帘布层的垂直线上；2#带束层到零度带束外端点距离c为8～12mm；2#带束层到1#带束层的距离a为20～25mm；1#带束层到零度带束内端点距离b和零度带束层宽度d应当满足如下关系：0.5≤b/d≤0.66；零度带束层宽度d为25～34mm；花纹沟底到零度带束内端点距离e不小于5mm。

根据本申请的第二构思，零度带束使用高伸长帘线，且零度带束硫化定型的伸张率保持在0.8％～1.3％。

根据本申请的第三构思，1#带束层边缘使用0.6～0.8mm厚度，宽度为20～30mm的胶片包边，利用胶片的调整，调节零度带束位置硫化定型的伸张率，在满足上述关系时，轮胎可以获得均匀的零度带束位置硫化定型伸张率且具有足够的工艺性。

本发明产品经过轮胎室内机床实验以及外部路面测试，确定能更好抑制轮胎变形，以更高的速度行驶。本发明产品易于实现，在不改变现有工装的情况下，就可以进行生产，适用于所有载重型轮胎，尤其适用于兼顾高承载高速行驶的轮式车辆，可以很好的推广利用。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。