РАДИАЛЬНАЯ ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА Российский патент 1994 года по МПК B60C9/18 

Изобретение относится к шинной промышленности, в частности к производству пневматических шин для грузовых автомобилей и автобусов.

Известны пневматические радиальные шины с каркасом из нескольких слоев обрезиненного корда. В этих шинах нити корда одного слоя отделены от нитей другого прослойкой резины. Расстояние между центрами нитей корда соседних слоев (средняя толщина слоя) больше толщины нити корда.

Для описания конструкции многослойного каркаса принято применять коэффициент межслойного резиносодержания - отношение расстояния между центрами нитей корда соседних слоев (средней толщины слоя) t к толщине нити d. Увеличение t/d снижает напряжения сдвига между слоями каркаса при изгибе стенки. Однако при этом повышается толщина шины, ухудшается тепловой режим работы элементов, растет масса шины и ее себестоимость. Общепринято [1] , что t/d находится в пределах 1,1-2,2. Меньшие значения принимаются для шин меньшей слойности, при использовании резин и корда с высокими усталостными свойствами и высокой прочностью связи, для шин, работающих на усовершенствованных дорогах.

Нижний предел этого общепринятого соотношения подтверждается изучением характеристик легкогрузовых тонкостенных малослойных шин, изготовленных из корда и резин с высокими физико-механическими показателями, по данным лаборатории Смизерс, (США), проводящей анализы конструкции и материалов шин ведущих фирм мира.

Шина фирмы Гудрич имеет трехслойный каркас, шина фирмы Гудьир - двухслойный каркас. Приведенные значения средней толщины слоя каркаса и толщины нитей корда дают значения t/d= 1,1-1,2. Следует отметить, что эти значения несколько занижены из-за принятого лабораторией Смизерс способа измерений, когда в общую толщину каркаса не включается резина ниже нитей первого и выше нитей последнего слоев. Таким образом, даже в самых тонкостенных шинах при существующей конструкции каркаса толщина слоя не меньше толщины нитей корда, т. е. между нитями корда соседних слоев имеется резиновая прослойка.

Недостатком такой конструкции являются повышенные толщина каркаса и масса шины, что приводит к увеличению ее стоимости и ухудшению теплового режима работы элементов. Повышенные деформации сдвига в межслойной резине могут приводить к ускоренному разрастанию первичных микрорасслоений.

Цель изобретения - повышение работоспособности радиальных шин с многослойным каркасом.

Цель достигается тем, что за счет проникновения нитей одного слоя в другой по крайней мере по короне и в плечевой зоне расстояние между центрами нитей корда соседних слоев меньше толщины нити.

На фиг. 1 показана шина, сечение профиля; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Пневматическая шина состоит из протектора 1, брекера 2, каркаса 3 и бортов 4. Разрез стенки шины в плечевой зоне (фиг. 2) включает резиновую боковину 5, внутренний резиновый защитный или герметизирующий слой 6. Каркас 3 состоит из нескольких (не менее двух) слоев обрезиненного корда. В каждом из слоев нити корда 7 лежат в меридиональном направлении, не перекрещиваясь между собой. Нить имеет толщину d. В соседних слоях нити корда смещены.

За счет проникновения нитей одного слоя в другой расстояние t между центрами нитей соседних слоев меньше толщины нити d. В этом случае каркас теряет ясно выраженную слоистую структуру, в результате чего уменьшается его общая толщина, улучшается тепловой режим работы элементов. За счет повышения жесткости каркаса снижаются сдвиговые деформации в резине и тем уменьшается скорость разрастания возможных микроpасслоений между резиной и кордом.

Межслойное резиносодержание один из существенных признаков конструкции многослойной системы, так как определяет напряженное деформированное состояние материалов.

Изобретение может быть эффективно использовано в шинах грузовых автомобилей и автобусов при применении корда повышенной прочности. В этом случае может быть применено для всех слоев разреженное кордное полотно, обрезиненное до минимальной (по технологическим соображениям) величины.

П р и м е р. Шина 12,00Р20 модели И-332 имеет каркас из 5 слоев капронового корда с прочностью нити 345Н, толщиной 0,8 мм и частотой по короне 52 нити на 100 мм. Толщина слоев каркаса (без внутреннего защитного слоя резины) 3,5 мм. Средняя толщина слоя каркаса 0,7 мм, т. е. меньше толщины нити (t/d= 0,87).

Шина - эталон этой же модели - имеет 5 слоев капронового корда прочностью 245Н, толщиной 0,8 мм и частотой 72 нити на 100 мм.

Толщина слоев каркаса - 5 мм, средняя толщина слоя 1 мм, т. е. больше толщины нити корда (t/d= 1,25).

Шины обеих конструкций подвергали стендовым испытаниям по принятой в шинной промышленности методике 32-85 М, характеризующей общую работоспособность. Методика предусматривает обкатку шин на барабане с постоянной скоростью 50 км/ч и ступенчатым повышением нагрузки. До пробега 2500 км шины работали под нагрузкой по ГОСТ 5513-86 31, 88КН, затем нагрузку повышали на 25% через каждые 500 км пробега до разрушения шин.

Пробег шин, изготовленных в соответствии с данным изобретением, находится в пределах 3490-6170 (средний пробег 4950 км). Пробег эталонных шин 3600-4050 км (средний пробег 3800 км), т. е. шины изготовленные в соответствии с изобретением, имели преимущества по общей работоспособности по сравнению с аналогичными шинами при существующей конструкции каркаса. (56) Цукерберг С. М. Гордон Р. К. , Нейенкирхен Ю. Н. , Пращикин В. Н. Пневматические шины, М. : Химия, 1973, с. 169.

Использование: в шинной промышленности, в частности, в производстве шин для грузовых автомобилей и автобусов. Цель изобретения - повышение работоспособности радиальных шин с многослойным каркасом. Сущность изобретения: за счет проникновения нитей корда одного слоя в другой расстояние между центрами нитей соседних слоев меньше толщины нити. Каркас теряет ясно выраженную слоистую структуру, в результате чего улучшается тепловой режим работы элементов, снижаются сдвиговые деформации в резине. Радиальная пневматическая шина с таким каркасом обладает повышенной работоспособностью. 2 ил.

РАДИАЛЬНАЯ ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА, содержащая каркас из слоев обрезиненного корда, отличающаяся тем, что слои каркаса выполнены из разреженного корда, а нити корда по крайней мере по короне и в плечевой зоне каждого слоя пропущены в смежный слой, при этом расстояние между центрами нитей корда смежных слоев меньше толщины нити.