ОБОЛОЧКА ПНЕВМАТИКА Российский патент 2003 года по МПК B60C15/05 

Настоящее изобретение относится к оболочкам пневматиков, в частности к оболочкам пневматиков, каждая из закраин которых имеет два бортовых кольца.

Известен способ снабжения оболочек пневматиков двумя бортовыми кольцами, с целью предотвращения вращения оболочки на ободе или для предотвращения устранения заклинивания закраины оболочки при потере давления. Такие способы изготовления описаны, например, в заявках ЕР-А-168754 и JP-A-5 178033.

Оболочка по заявке ЕР-А-168754 предназначена для монтажа на ободе, по меньшей мере, одна из опорных поверхностей закраины которого продолжается в осевом направлении к внутренней части посредством удерживающей осевой реборды (называемой hump - бугорок (англ.). Закраина этой оболочки включает два бортовых кольца, одна из которых расположена рядом с вершиной (центром) закраины у внутренней части оболочки, а другая обеспечивает блокировку первой, в случае значительных осевых нагрузок. Предпочтительно соединение этих двух бортовых колец поверхностью несущей конструкции для улучшения этого взаимодействия. Таким образом, сопротивление расклиниванию осуществляется, в основном, за счет воздействия второго бортового кольца на первое и противорасклинивающее воздействие не всегда достаточно.

В заявке JP-A-5 178033 приводится описание вторичного бортового кольца, прилегающего к ободу под основным бортовьм кольцом или рядом с основным бортовым кольцом для улучшения радиальной однородности, избегая недостатков эксцентричности. Эта заявка не относится к решению задач расклинивания.

Задачей настоящего изобретения является создание оболочки пневматика, применяемой на ободе с бугорком, при этом оболочка позволяет удерживать на месте закраину на опорной поверхности обода в экстремальных условиях руления при низком или нулевом давлении, на прямой или на сильной кривой, эта оболочка позволяет также избежать или значительно уменьшить вращение закраины на ободе в случае прохождения мощного момента.

Оболочка пневматика по изобретению, используемая на ободе с бугорком, состоящая из верхней части, двух фланцев и двух закраин и, по меньшей мере, с одним покрытием несущей конструкции, проходящей от одной закраины к другой, отличающаяся тем, что каждая закраина:
а) имеет основное бортовое кольцо, вокруг которого расположено покрытие несущей конструкции и вторичное бортовое кольцо, расположенное вне покрытия несущей конструкции,
б) внутренний диаметр основного бортового кольца, после монтажа на ободе, больше диаметра верхней части бугорка; внутренний диаметр основного бортового кольца до монтажа на обод является практически таким же, как и после монтажа на обод, и максимальное упругое удлинение основного бортового кольца самое большее равняется 1,5%,
в) до монтажа на обод внешний диаметр вторичного бортового кольца меньше внутреннего диаметра основного бортового кольца; после монтажа на обод внутренний диметр вторичного бортового кольца меньше диаметра верхней части бугорка; внутренний диаметр вторичного бортового кольца после монтажа на обод больше на 1,5-3% внутреннего диаметра вторичной тяги до монтажа на обод и максимальное упругое удлинение вторичного бортового кольца составляет менее 3%.

Суть изобретения будет лучше понята с помощью приведенных ниже примеров и относящихся к этим примерам чертежей.

На фиг. 1 в радиальном разрезе показана оболочка пневматика по изобретению с двумя закраинами,
на фиг. 2 в радиальном разрезе более детально показана закраина оболочки по фиг. 1,
на фиг. 3 в радиальном разрезе показана закраина другой оболочки по изобретению.

На фиг. 1 приведена оболочка 10 пневматика по изобретению. Эта оболочка 10 состоит из верхней части 1, двух фланцев 2 и двух закраин 3. Верхняя часть 1 усилена известной арматурой 4 верхней части, образуемой, например, двумя пересекающимися покрытиями, в целях упрощения не представленными на чертеже. Покрытие несущей поверхности 5 проходит от одной закраины 3 к другой, оборачиваясь в каждой закраине вокруг основного бортового кольца 6. Кроме того, каждая закраина 3 включает вторичное бортовое кольцо 7, расположенное в нижней части этой закраины. Оболочка расположена на ободе 8, включающем два бугорка 9, при этом каждая закраина 3 соприкасается или расположена рядом с бугорком 9. С другой стороны, обод 8 включает желобок 11 и два крюка обода 12.

На фиг. 2 более детально показана закраина 3 оболочки 10. Предполагается, что эта закраина смонтирована на ободе 8, с целью упрощения не показанном на чертеже. На фиг. 2 под обозначением D₉ представлен диаметр верхней части 90 бугорка 9 в соприкосновении или рядом с закраиной 3, под обозначением D_e6 представлен внешний диаметр основного бортового кольца 6, под обозначением D_i6 представлен внутренний диаметр этого бортового кольца 6, под обозначением D_e7 представлен внешний диаметр вторичного бортового кольца 7 и под обозначением D_i7 представлен внутренний диаметр этого бортового кольца 7.

Каждый из этих диаметров является диаметром круга, осью которого является ось вращения оболочки 10, и, таким образом, обода 8, при этом указанная ось, в целях упрощения не показанная на чертеже, параллельна прямой D фиг.2.

По изобретению имеем следующие соотношения:
до монтажа на ободе D_i6>D_e7,
до монтажа на ободе D_i6>D₉, D_i7<D₉.

С другой стороны, D_i6 и соответственно D_e6 после установки на обод практически идентичны соответствующим диаметрам основного бортового кольца 6 до его установки на обод 8, то есть это бортовое кольцо практически не испытывает никакого удлинения при установке оболочки 10 на обод 8. Напротив, диаметр D_i7 вторичного бортового кольца 7, установленного на ободе 8, на 1,5-3% больше этого же диаметра до установки оболочки 10 на обод 8, то есть бортовое кольцо 7 подвержено напряжению растяжения после установки. То же самое относится ко всей части закраины, которая окружает это бортовое кольцо, то есть диаметр D_i3, измеренный по оси вращения оболочки, в плоскости, перпендикулярной этой оси и содержащей ось бортового кольца 7, на 1,5-3% больше этого же диаметра до установки на обод 8. Другими словами, после монтажа на обод 8, значения D_i3 и D_i7 равны 1,015-1,030 соответствующих значений этих диаметров до установки. Максимальное упругое удлинение основного бортового кольца 6 составляет самое большее 1,5%, то есть жесткость этого бортового кольца значительна. Напротив, вторичное бортовое кольцо 7 обладает максимальным упругим удлинением по меньшей мере равным 3%, то есть оно достаточно гибкое и может еще удлиняться после установки на обод 8.

Изобретение имеет следующие преимущества.

Жесткое основное бортовое кольцо 6 позволяет осуществить эффективное сцепление покрытия несущего контура в закраине 3 и, таким образом, обеспечить значительную жесткость этой закраины. Вторичное бортовое кольцо 7, подверженное напряжению растяжения при установке оболочки 10 на обод 8, позволяет осуществить эффективное сжатие резины 13, которая окружает его в соприкосновении с ободом 8, и обеспечить, таким образом, эффективную герметичность. С другой стороны, при приложении напряжений к закраине, направленной к внутренней части оболочки, эти напряжения, обозначенные стрелкой F на фиг. 2, вызванные, например, потерей давления и/или значительньми силами отклонения или откоса, приводят к тому, что бортовое кольцо 7, уже подверженное силам растяжения, сопротивляется пересечению бугорка 9 и, таким образом, обеспечивает значительное сопротивление расклиниванию, то есть, закраина 3 не пересекает бугорок 9, чтобы попасть в желобок 11. Действительно, если закраина 3 пересекала бы бугорок 9 и проникала в желобок 11 обода 8, происходило бы расклинивание и диаметрально расположенная часть этой закраины имела бы возможность проходить над крюком обода 12, что приводило бы к выходу из обода.

С другой стороны, относительная гибкость вторичного бортового кольца 7 позволяет увеличить его внутренний диаметр D_i7 с помощью инструмента демонтажа для установки оболочки 10 на ободе 8 или для ее снятия с этого обода при демонтаже. Для этой цели возможно предусмотреть защитный язычок 14 между вторичным бортовым кольцом 7 и внутренней стороной 15 закраины 3, чтобы избежать повреждения инструментом закраины 3. Этот язычок, например, может образовываться покрытием, усиленным металлическими или текстильными нитками и возможно его продолжение к верхней части внутренней стороны закраины для увеличения защиты, как это показано на фиг. 2. Язычок 14 в целях упрощения не показан на фиг. 1.

Основное бортовое кольцо 6 образуется, например, металлическими укреплениями, а именно проволоками или профилями, при этом это бортовое кольцо может быть, например, "плетеным бортовым кольцом" классического типа или "пакетным бортовым кольцом". Возможно применение прочных неметаллических укреплений.

Относительно гибкое вторичное бортовое кольцо 7 изготавливается предпочтительно из неметаллических укреплений, например, углеродных или органополимерных проволок большой стойкости, а именно арамида. Предпочтительно, чтобы модуль растяжения вторичного бортового кольца 7 был по меньшей мере равен 10000 МПа (мегапаскалей) для обеспечения эффективного сопротивления расклиниванию.

Предпочтительно, чтобы максимальное упругое удлинение вторичного бортового кольца составляло по меньшей мере 4%.

Термин "проволока" должен пониматься в широком смысле, проволока может быть однониточной или многониточной или представлять собой сочетание таких проволок, получаемых плетением и образующих кабель или крученую нить.

Примеры реализации изобретения
Изготавливается радиальная оболочка по изобретению размером 175-70R13.

Характеристики этой оболочки и обода, на котором она монтируется, являются следующими.

Основное бортовое кольцо 6
Это плетеное стальное бортовое кольцо, сопротивление разрыву которого составляет 2 тонны. Его максимальное упругое удлинение составляет 1,4%. Диаметр D_i6 до и после монтажа на ободе 8 составляет соответственно 333,6 и 334,9 мм.

Увеличение диаметра D_i6 после монтажа на ободе 8 составляет 0,4%, то есть является незначительным.

Вторичное бортовое кольцо 7
Это бортовое кольцо образуется накручиванием 11 витков арамидного укрепления. Получаемый таким образом модуль растяжения бортового кольца составляет 20000 МПа. Диаметр D_i6 и диаметр D_i7 этого бортового кольца до монтажа составляет соответственно 331 мм и 323 мм. После монтажа на ободе 7, значения этих величин составляют 337,6 и 329,6 мм. Таким образом, после монтажа на ободе 8, увеличение диаметра D_i7 составляет 2%. Максимальное упругое сопротивление этого вторичного бортового кольца составляет 4%.

Обод 8
Этот обод соответствует названию 5J 13 Европейской технической организации по ободам (European Tyre and Rim Technical Organisation (ETRTO). Значение диаметра D₉ составляет 330,08 мм, а диаметра по месту (символ DH ETRTO) составляет 328,07 мм.

С другой стороны, изготавливается контрольный образец оболочки не по изобретению. Эта оболочка идентична оболочке по изобретению с единственной разницей в том, что она не имеет вторичного бортового кольца 7. Обе эти оболочки имеют одинаковую внешнюю геометрию и, таким образом, значение диаметра D_i3 является одинаковым для обеих оболочек, а диаметр D_i3 контрольной оболочки измеряется в том же месте, что и для оболочки по изобретению. Этот диаметр D_i3 до установки на обод 8 равняется 321 мм и меньше диаметра D_i3 классической оболочки того же размера (325,3 мм), что позволяет сравнивать оболочки с одинаковыми размерами, при этом эти две оболочки испытывают на ободе более выраженное сжатие, чем классическая оболочка того же размера.

Эти оболочки одеваются на один и тот же обод 8. Отметим, что для обеспечения монтажа оболочек, значения давления должны быть следующими:
оболочка по изобретению: 4,4 бар для преодоления бугорка с внешней стороны транспортного средства,
оболочка не по изобретению: 2,6 бар для преодоления бугорка с внешней стороны транспортного средства.

Эти обода крепятся на транспортном средстве, и они передвигаются со скоростью 50 км/час по радиусу 20 м с уменьшением давления при расклинивании. Отметим, что давление расклинивания составляет 0 бар для оболочки по изобретению и 1 бар для контрольной оболочки. Таким образом, оболочка по изобретению испытывает расклинивание только в крайних случаях спуска, когда в оболочке отсутствует давление, в то время как оболочка не по изобретению испытывает расклинивание гораздо раньше, в тот момент, когда в оболочке еще имеется значительное давление, и это происходит, несмотря на более значительное сжатие, чем в классической оболочке, как это отмечалось выше. Таким образом, изобретение позволяет значительно отодвинуть момент появления заклинивания и значительно отодвинуть явление выхода из обода, что значительно повышает надежность оболочки за счет незначительного недостатка, каким является более высокое давление при монтаже оболочки по изобретению.

На фиг. 3 показан другой способ реализации изобретения. Здесь закраина 3' этой оболочки 10' является идентичной закраине 3 оболочки 10 с той разницей, что закраина 3' представляет область 60, под основным бортовым кольцом 6, средний диаметр которого D₆₀ до монтажа на ободе 8 больше диаметра D₁₃ до монтажа и практически соответствует диаметру классической оболочки, измеренному в том же месте. Этот способ реализации изобретения интересен тем, что давление наддува для перехода бугорка приближается к значению давления для классической оболочки, однако превышая его, что может облегчить монтаж, в сравнении с оболочкой 8, которая не имеет подобной области.

С целью упрощения чертежа для обозначения одних и тех же частей на фиг. 2 и 3 используются одни и те же обозначения.

Разумеется, изобретение не ограничивается приведенными примерами.

Изобретение относится к конструкции автомобильных шин. Оболочка пневматика, используемая на ободе с бугорком, состоит из верхней части, двух фланцев и двух закраин и, по меньшей мере, с одним покрытием несущей конструкции, проходящей от одной закраины к другой. Каждая закраина имеет основное бортовое кольцо, вокруг которого расположено покрытие несущей конструкции, и вторичное бортовое кольцо, расположенное вне покрытия несущей конструкции. Внутренний диаметр основного бортового кольца после монтажа на обод больше диаметра верхней части бугорка, причем внутренний диаметр основного бортового кольца до монтажа на обод является практически таким же, как и после монтажа на обод, и максимальное упругое удлинение основного бортового кольца самое большее равняется max. 1,5%. Внешний диаметр вторичного бортового кольца до монтажа на обод меньше внутреннего диаметра основного бортового кольца, причем после монтажа на обод внутренний диаметр вторичного бортового кольца меньше диаметра верхней части бугорка и внутренний диаметр вторичного бортового кольца после монтажа на обод больше внутреннего диаметра вторичного бортового кольца до монтажа на обод на 1,5-3% и максимальное упругое удлинение вторичного бортового кольца составляет менее 3%. В результате увеличивается надежность и безопасность шины. 3 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Оболочка пневматика, используемая на ободе с бугорком, состоящая из верхней части, двух фланцев и двух закраин и, по меньшей мере, с одним покрытием несущей конструкции, проходящей от одной закраины к другой, отличающаяся тем, что каждая закраина имеет основное бортовое кольцо, вокруг которого расположено покрытие несущей конструкции, и вторичное бортовое кольцо, расположенное вне покрытия несущей конструкции, при этом внутренний диаметр основного бортового кольца после монтажа на обод больше диаметра верхней части бугорка, причем внутренний диаметр основного бортового кольца до монтажа на обод является практически таким же, как и после монтажа на обод, и максимальное упругое удлинение основного бортового кольца самое большее равняется max. 1,5%, а внешний диаметр вторичного бортового кольца до монтажа на обод меньше внутреннего диаметра основного бортового кольца, причем после монтажа на обод внутренний диаметр вторичного бортового кольца меньше диаметра верхней части бугорка и внутренний диаметр вторичного бортового кольца после монтажа на обод больше внутреннего диаметра вторичного бортового кольца до монтажа на обод на 1,5-3% и максимальное упругое удлинение вторичного бортового кольца составляет менее 3%. 2. Оболочка пневматика по п. 1, отличающаяся тем, что максимальное упругое удлинение вторичного бортового кольца по меньшей мере равно 4%. 3. Оболочка пневматика по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что вторичное бортовое кольцо изготавливается обмоткой спиралей укрепляющей проволоки. 4. Оболочка пневматика по одному из пп. 1-3, отличающаяся тем, что закраина оболочки представляет область под основным бортовым кольцом, средний диаметр которого, до монтажа на обод, больше диаметра оболочки под осью вторичного бортового кольца до монтажа на обод.