СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РАДИАЛЬНЫХ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ ШИН Российский патент 1997 года по МПК B29D30/06 

Изобретение относится к шинной промышленности, в частности к производству радиальных пневматических легковых и грузовых шин, в том числе бескамерных.

Известен способ изготовления покрышек пневматических шин, при котором собирают каркасный браслет, формуют его, накладывают брекер и протектор, а затем вулканизуют покрышку в пресс-форме [1]
Однако известный способ не может обеспечить получение готовой покрышки с толщиной протектора по короне, меньшей толщины протектора в плечевой зоне, и радиусом кривизны в плечевой зоне, значительно меньшим радиуса кривизны по короне в готовой покрышке и в пресс-форме, что ведет к уменьшению общей площади контакта шины с дорогой и не позволяет более равномерно распределить контактные напряжения шины с дорогой при ее эксплуатации.

Известен и другой способ изготовления радиальных пневматических шин, при котором на первом этапе собирают каркас, формуют его, при формовании накладывают слои брекера и протектор, завершают процесс формования и затем на втором этапе вулканизуют заготовку покрышки в пресс-форме [2]
Однако известный способ также не позволяет изготовить покрышку с конфигурацией беговой и плечевой зон, которая обеспечивает увеличение общей площади контакта шины с дорогой, уменьшает удельные давления шины при контакте с дорогой и повышает безопасность шины при ее эксплуатации.

Техническим результатом предложенного способа является получение готовой покрышки, которая обеспечит увеличение общей площади контакта шины с дорогой и позволит более равномерно распределить контактные напряжения шины с дорогой при ее эксплуатации и повысить безопасность шины и ее износостойкость.

Для достижения технического результата на первом этапе протектор накладывают с уменьшающейся от короны к плечам толщиной, определяемой по соотношению
h_n (0,90-0,93)h_k,
где h_n толщина протектора в плечевой зоне;
h_k толщина протектора по короне покрышки,
а на втором этапе заготовку покрышки формуют в пресс-форме с радиусом кривизны протектора, выполненным по гиперболической спирали, описываемой зависимостью

где R_i переменный радиус кривизны, мм;
В ширина профиля покрышки, мм;
Φ_i текущий угол гиперболической спирали, рад.

На втором этапе покрышку формуют в пресс-форме с радиусами кривизны в зоне перехода от боковины к беговой части протектора R1, равным (0,19-0,25)В, и в плечевой зоне R2, равным (0,40-0,50)В, где В ширина профиля покрышки в пресс-форме. Заготовку покрышки формуют с кривизной протектора в пресс-форме, описываемой не менее чем четырьмя радиусами.

На фиг. 1 изображен первый этап изготовления покрышки; на фиг. 2 и 3 - профиль покрышки по пресс-форме, варианты; на фиг. 4 покрышка в пресс-форме на втором этапе.

Способ осуществляется следующим образом.

На первом этапе на сборочный барабан (на фиг. условно не показан) накладывают слои обрезиненного корда 1 в определенной последовательности, прикатывают их и производят посадку крыльев 2. Затем обрабатывают борт и формуют каркас. При формовании каркаса накладывают слои брекера 3 и протектор 4 (фиг. 1). Протектор 4 накладывают с уменьшающейся от короны к плечам толщиной, определяемой по соотношению
h_n (0,90-0,93)h_k,
где h_n толщина проектора в плечевой зоне;
h_k толщина протектора по короне покрышки.

В случае выбора соотношения меньше предложенных пределов увеличится кривизна внутреннего радиуса R_в по плечу, что приведет к появлению трещин между нитями корда каркаса в плечевой зоне.

В случае выбора соотношения больше предложенных пределов увеличится общая толщина покрышки в плечевой зоне, что приведет к повышению теплообразования и преждевременному разрушению кромок брекера.

Затем завершают процесс формования. Собранную покрышку передают на второй этап и вулканизуют ее в пресс-форме 5 (на фиг. 4 пресс-форма показана условно). Формование покрышки в пресс-форме 5 ведут до получения требуемой кривизны протектора, радиус кривизны которого выполнен по гиперболической спирали, описываемой зависимостью

где R_i переменный радиус кривизны, мм;
В ширина профиля покрышки, мм;
Φ_i текущий угол гиперболической спирали, рад.

На фиг. 2 показан профиль легковой радиальной шины, на фиг. 3 профиль грузовой радиальной шины. На указанных фигурах профиль протектора шин описан гиперболической спиралью с центром в точке 0, направлением оси Х спирали под углом (0,04-0,05) радиан к горизонтальной оси профиля шины с переменным радиусом кривизны R и текущим углом спирали.

Частным случаем является формование заготовки шины с кривизной протектора в пресс-форме, описываемой не менее, чем четырьмя радиусами R1, R2, R3, R4 (фиг. 4).

В том случае, если профиль протектора будет описан менее чем четырьмя радиусами кривизны, то не удастся обеспечить плавного изменения кривизны профиля покрышки от короны к плечевой зоне, что ведет к неравномерному распределению напряжений в контакте шины с дорогой и ухудшает эксплуатационные свойства шины такие, как равномерность износа протектора, распределение полей температур, шумообразование и т.д. Оптимальное изменение кривизны профиля протектора достигается при радиусе кривизны протектора R, выполненном по гиперболической спирали с условием ее касания по короне покрышки.

На втором этапе (фиг. 4) покрышку формуют в пресс-форме с радиусами кривизны в зоне перехода от боковины к беговой части протектора R1, равным (0,19-0,25)В, и в плечевой зоне R2, равным (0,40-0,50)В, где В ширина профиля покрышки в пресс-форме.

При выборе соотношений R1 и R2 меньше предложенных пределов возникают концентрации напряжений при контакте плечевой зоны шины с дорогой.

При выборе соотношений R1 и R2 больше предложенных пределов уменьшается общая площадь контакта шины с дорогой, ухудшается сцепление шины с дорогой и повышается интенсивность износа шины.

В таблице приведены сравнительные характеристики профиля известных моделей пневматических шин размера 175/70R13 и пример шины, изготовленной по предложенному способу.

После вулканизации покрышка передается на завершающие операции по ее изготовлению. Далее цикл изготовления покрышек повторяется.

Предложенный способ позволяет изготовить шины с конфигурацией беговой и плечевой зон, уменьшающей удельные давления в контакте с дорогой, и изготовить шины с повышенной износостойкостью и безопасностью.

Использование: в шинной промышленности при изготовлении радиальных пневматических легковых и грузовых шин, в том числе бескамерных. Сущность изобретения: на первом этапе собирают каркас, формуют его, при формовании накладывают слои брекера и протектор, завершают процесс формования. На первом этапе протектор накладывают с уменьшающейся от короны к плечам толщиной, определяемой по соотношению h_п = (0,90-0,93)h_к, где h_п - толщина протектора в плечевой зоне; h_к - толщина протектора по короне покрышки. На втором этапе заготовку покрышки формуют в пресс-форме с радиусом кривизны протектора, выполненным по гиперболической спирали, описываемой зависимостью: R_i = ±(0,45-0,60)В/Φ_i± (0,04-0,05) рад, где R_i - переменный радиус кривизны, мм; В - ширина профиля покрышки, мм; Φ_i - гиперболической спирали, рад. На втором этапе покрышку формуют и вулканизуют в пресс-форме с радиусами кривизны в зоне перехода от боковины к беговой части протектора R1 , равным (0,19-0,25)В, и в плечевой зоне R2, равным (0,40-0,50)В, где В - ширина профиля покрышки в пресс-форме. Заготовку покрышки формуют с кривизной протектора в пресс-форме, описываемой не менее, чем четырьмя радиусами. 2 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

1. Способ изготовления радиальных пневматических шин, при котором на первом этапе собирают каркас, формуют его, при формовании накладывают слои брекера и протектор, завершают процесс формования и затем на втором этапе вулканизуют заготовку покрышки в пресс-форме, отличающийся тем, что на первом этапе протектор накладывают с уменьшающейся от короны к плечам толщиной, определяемой по соотношению h_n=(0,90 0,93) h_k, где h_n - толщина протектора в плечевой зоне, h_k толщина протектора по короне покрышки, а на втором этапе заготовку покрышки формуют в пресс-форме с радиусом кривизны протектора, выполненным по гиперболлической спирали, описываемой зависимостью

где R_i переменный радиус кривизны, мм;
B ширина профиля покрышки, мм;
Φ_i текущий угол гиперболической спирали, рад. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на втором этапе покрышку формуют в пресс-форме с радиусами кривизны в зоне перехода от боковины к беговой части протектора R₁= (0,19 0,25)В, и плечевой зоне R₂=(0,40 0,50)В, где В ширина профиля покрышки в пресс-форме. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что заготовку покрышки формуют с кривизной протектора в пресс-форме, описываемой не менее чем четырьмя радиусами.