本發(fā)明涉及輪胎生產(chǎn)領域，尤其涉及一種用于低斷面載重子午線輪胎。

背景技術：

帶束層是子午線輪胎的主要受力部件，其剛度和強度在很大程度上決定著輪胎的充氣形狀和胎冠區(qū)域的抗沖擊能力。目前，載重子午線輪胎普遍采用三層零度結構或四層結構。這些結構在普通規(guī)格輪胎中發(fā)揮的作用已經(jīng)比較充分，但在不斷優(yōu)化升級以及朝向低斷面、寬基化發(fā)展的全鋼子午線輪胎中，這些結構的劣勢正逐漸表現(xiàn)出來。低斷面、寬基化輪胎帶束層的環(huán)箍作用力在胎面橫向上分布不均，胎肩區(qū)域的徑向擴張相對較大。在高速行駛過程中，周向變形較大，由胎冠中心的蠕變而帶動的帶束層間相互應力提高，生熱較高，易造成脫層撕裂，從而影響輪胎的使用壽命。

為了約束輪胎在使用中的周向變形，watanabe提出了采用之字形(zigzag)帶束層結構(pat.no.5427167)。這種結構不僅可以約束輪胎的周向變形，同時消除了帶束層橫向的切割邊緣。但是“之”字形纏繞交織形成的網(wǎng)狀結構在成型充氣膨脹和硫化膠囊充氣定型時會發(fā)生拉伸變形，易導致網(wǎng)狀結構的不規(guī)整或簾線排列混亂，降低了輪胎的耐用性。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對上述問題，提供一種用于低斷面載重子午線輪胎，避免在充氣時造成的網(wǎng)狀結構的不規(guī)整或簾線混亂，增加了帶束層的抗沖擊性能，改善了輪胎的均勻性，提高了輪胎的耐久、高速、負荷性能。整個帶束結構鋼絲接頭少，可以有效約束輪胎在使用中的周向變形，優(yōu)化帶束層應力分布，降低胎冠區(qū)域的生熱，減少早期脫層撕裂出現(xiàn)的幾率。

為了實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用了以下的技術方案：

一種用于低斷面載重子午線輪胎，該輪胎包括胎體、胎面和帶束層，帶束層包括1#帶束層、2#帶束層、3#帶束層和4#帶束層，1#帶束層、2#帶束層、3#帶束層和4#帶束層依次纏繞設置在胎體上，所述的3#帶束層為整齊有序的交叉網(wǎng)狀結構，采用簾布條按“之”字形纏繞；4#帶束層設置在3#帶束層的上方，4#帶束層采用簾布條連續(xù)平行螺旋纏繞，4#帶束層用于約束和保護網(wǎng)狀結構。

所述1#、2#帶束層為鋼絲結構，是輪胎帶束層結構的工作層。作為優(yōu)選，1#帶束層與2#帶束層傾斜方向相反，傾斜角度大小相同。角度選擇在15°～50°之間。

3#帶束層采用單根簾布條纏繞，簾布條寬度在2～40mm之間，優(yōu)選6～20mm，簾線根數(shù)為2-20根，優(yōu)選3～9根；相鄰平行簾布條間距可在0～20mm之間，優(yōu)選1～4mm；帶束層兩側邊緣點均勻錯開分布，數(shù)量相同，一側邊緣點數(shù)優(yōu)選6～24。簾布條方向回轉處過渡段的長度為1-400mm，優(yōu)選10～100mm。3#帶束層寬度大于1#、2#帶束層。所述的帶束層可由鋼絲、芳綸、芳綸/尼龍復合簾線制成。“之”字形纏繞開始點應避開帶束邊緣點，優(yōu)選胎面中心線上的點。

“之”字纏繞層作為所述整個輪胎帶束結構的加強層。纏繞層消除了在帶束層橫向邊緣處的切割帶束層邊緣，大大減少了鋼絲接頭數(shù)量，提高輪胎均勻性，顯著減少應力集中和周向最大應力應變，提高了輪胎使用壽命。同時，纏繞層具有彈性，有利于提高輪胎的回轉力和操控性。

在“之”字纏繞層之上是采用單根簾布條平行連續(xù)螺旋纏繞的4#帶束層，作為約束層和保護層。4#帶束層的寬度在所有帶束層中最寬。簾布條與輪胎周向夾角不大于3°。相鄰簾布條之間的間隙為0.5～3mm。簾線根數(shù)可以根據(jù)需要選擇1-12根。對現(xiàn)有成型技術而言，螺旋纏繞層如果采用鋼絲材料，充氣定型膨脹存在較大難度。故為不影響輪胎的成型過程，螺旋纏繞層宜采用具有彈性的纖維材料，優(yōu)選芳綸、尼龍、芳綸/尼龍混紡材料。

本結構中，4#帶束層對3#帶束層起到保護和約束作用，既可以有效地減緩輪胎在行駛中受到的撞擊和刺扎，保護鋼絲帶束層不受刺扎銹蝕，又作為鋼絲帶束層與胎面的過渡，減緩沖擊。另外，本結構可以有效地約束輪胎在使用過程中的周向變形，增加了胎體強度，提升輪胎耐久、高速和負荷性能；同時，優(yōu)化帶束層應力分布，減少帶束層受力時的變形，降低胎冠區(qū)域的生熱，降低脫層撕裂等早期損壞出現(xiàn)的幾率，增加高扁平、寬基輪胎的使用壽命。改善輪胎接地印痕和壓力分布，提升輪胎磨耗。通過減少形變還可降低輪胎滾動阻力，提升燃油經(jīng)濟性。另外，由于輪胎最外層簾布層采用螺旋纏繞，角度很小，而且1#、2#帶束層角度相同方向相反，因此整個輪胎角度效應力會相對較小，使輪胎具有較好的直線行駛性能，同時，不影響輪胎的翻新。

附圖說明

圖1為帶束增強型載重子午線輪胎斷面圖。1、1#帶束層；2、2#帶束層；3、3#帶束層；4、4#帶束層；5、胎面；6、胎體。

圖2為“之”字纏繞路徑示意圖。

圖3為“之”字纏繞層示意圖。

圖4為增強型帶束結構展開示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明針對上述問題，提供了所述輪胎采用四層帶束層結構。附圖1所示，一種用于低斷面載重子午線輪胎，該輪胎包括胎體6、胎面5和帶束層，帶束層包括1#帶束層1、2#帶束層2、3#帶束層3和4#帶束層4，1#帶束層1、2#帶束層2、3#帶束層3和4#帶束層4依次纏繞設置在胎體6上，3#帶束層3為“之”字形纏繞加強層，設置于2#帶束層上，“之”字纏繞層之上為采用螺旋纏繞結構的4#帶束層4，用于約束和保護網(wǎng)狀結構。

本發(fā)明是一種用于低斷面載重子午線輪胎的增強型帶束結構(附圖1)，為四層帶束層結構。胎體6上依次貼合1#帶束層1、2#帶束層2，3#帶束層3為“之”字形纏繞加強層，位于2#帶束層上層，“之”字纏繞層之上為采用螺旋纏繞結構的4#帶束層4。

1#帶束層與2#帶束層傾斜方向相反，傾斜角度大小相同。角度選擇在15°～50°之間。

3#帶束層為整齊有序的交叉網(wǎng)狀結構，采用單根簾布條按“之”字形纏繞(圖3)。3#帶束層兩側邊緣點均勻錯開分布，數(shù)量相同，邊緣點數(shù)應根據(jù)帶束層寬度和簾布條寬度來確定。

“之”字形纏繞如圖2所示，簾布條通過3#帶束層邊緣點1，與圓周方向成一定角度，沿周向纏繞到另一側邊緣點13，經(jīng)過一定距離沿邊緣過渡后，由點13沿周向纏繞到邊緣點2。再由點2出發(fā)，經(jīng)過數(shù)次交替纏繞，通過每一個邊緣點之后回到開始的出發(fā)點，從而交織形成一層整齊有序的交叉網(wǎng)狀結構(圖3)。當邊緣點數(shù)較多時，為使帶束層邊緣應力更加分散，同時，為了減少該帶束邊緣厚度，點1到胎面中心線的垂直距離與點2到胎面中心線的垂直距離可不同。

3#帶束層寬度w和簾布條寬度為w’；簾布條寬度在2～40mm之間，優(yōu)選6～20mm，簾線根數(shù)為2-20根，優(yōu)選3～9根；相鄰平行簾布條間距為w1，w1可在0～20mm之間，優(yōu)選1～4mm；邊緣點數(shù)n可根據(jù)公式(1)來確定，優(yōu)選6-24個。共纏繞2n圈。

成型時，vl為簾布條纏繞貼合時機頭水平移動速度，vr為帶束層鼓轉動線速度，d為帶束層鼓纏繞時的直徑，成型機速度參數(shù)根據(jù)公式(2)設定。

簾布條方向回轉處過渡段長度為l1，長度為1-400mm，優(yōu)選10～100mm。使用簾布條總長度為l，l可通過式(3)計算(僅供參考)。

所述的3#帶束層可由鋼絲、芳綸、芳綸/尼龍復合簾線制成?！爸弊中卫p繞開始點避開帶束邊緣點，優(yōu)選胎面中心線上的點。由于1#、2#帶束層邊緣處存在橫向切割邊緣，易產(chǎn)生應力集中。而3#帶束層鋼絲接頭不在邊緣處，為分散1#、2#帶束邊緣的應力，可將3#帶束寬度設定寬于1#、2#帶束層。為了減少帶束層間的剪切應力和更好的材料分布及工藝性能，可在帶束層邊緣處加貼一定厚度的膠片或型膠。

4#帶束層為約束和保護層，采用單根簾布條連續(xù)平行螺旋纏繞。4#帶束層的寬度在所有帶束層中最寬。簾布條與輪胎周向夾角不超過3°。相鄰簾布條之間的間隙為0.5～3mm。簾線根數(shù)可以根據(jù)需要選擇1-12根。螺旋纏繞層宜采用具有彈性的纖維材料，優(yōu)選芳綸、尼龍、芳綸/尼龍混紡材料。