БОРТ ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ ШИНЫ Российский патент 2005 года по МПК B60C15/06 

Настоящее изобретение касается пневматической шины с радиальной каркасной арматурой и, в частности, конструкции бортов указанной пневматической шины. Оно, в частности, касается пневматической шины, по меньшей мере, один из бортов которой имеет конструкцию, обеспечивающую изменение затягивания борта на ободе в зависимости от напряжения каркасной арматуры и, в частности, усиление затягивания при увеличении давления накачки до номинального значения.

Известна пневматическая шина, благодаря которой решается проблема проворачивания на ободе и которая при этом легко поддается монтажу и демонтажу, например описанная в патенте FR 2716645. Указанная пневматическая шина, смонтированная на ободе и накачанная до рабочего давления, содержит радиальную каркасную арматуру, в меридиональном сечении заведенную, по меньшей мере, в одном борту, по меньшей мере, за одно бортовое кольцо, покрытое резиновой смесью, начиная от пятки борта, образуя загиб, выполненный в профиле резиновой смеси в виде клина, образованного двумя сторонами, исходящими из вершины, расположенной под сечением обрезиненного бортового кольца, при этом радиально внешняя сторона образует с параллельной с осью вращения прямой, проходящей через указанную вершину, острый угол φ1, радиально открытый наружу, а резиновая смесь образует профиль, аксиально смежный с бортовым кольцом и имеющий жесткость по Шору А, превышающую жесткость по Шору А резиновых смесей, находящихся аксиально и радиально над бортовым кольцом и профилем.

Хотя описанное и заявленное в указанном патенте изобретение может применяться независимо от наклона посадочного места борта, оно наиболее применимо в случае посадочных мест, наклоненных наружу пневматической шины, при этом носки борта находятся снаружи.

При этом загиб каркасной арматуры предпочтительно имеет длину, при которой он соприкасается с полным периметром профиля или клина; таким образом, он образует две стороны, радиально внешнюю и радиально внутреннюю, резинового профиля, а также сторону, противоположную вершине или центру указанного профиля, а его край расположен аксиально за пределами точки пересечения двух сторон - внешней и внутренней. Часть загиба, непосредственно смежная с частью указанного загиба, заведенной за бортовое кольцо, может сначала образовать радиально внешнюю сторону профиля или клина, затем сторону, противоположную вершине указанного профиля, и, наконец, радиально внутреннюю сторону указанного профиля, заканчиваясь за точкой пересечения двух сторон - внешней и внутренней. Она может также образовать сначала радиальную внутреннюю сторону профиля или клина, затем сторону, противоположную вершине указанного профиля, а затем радиально внешнюю сторону указанного профиля, заканчиваясь так же, как и в предыдущем случае.

Операции монтажа и демонтажа таких пневматических шин с наклоненными наружу посадочными местами бортов требуют использования монтажных и/или демонтажных рычагов, при этом такое использование приводит к разрывам защитной резиновой смеси бортов, в частности, в зоне посадочных мест бортов. При движении эти разрывы распространяются к усилительным элементам каркасной арматуры, что приводит к оголению и к разрывам указанных элементов. Во многих случаях происходят разрывы самих усилительных элементов. В любом случае разрушение усилительных элементов приводит к попаданию в них газа накачки, воздуха и влаги, вследствие чего происходит отклеивание усилительных элементов от покрывающего их резинового каландрового слоя, что проявляется в образовании на боковинах пневматической шины более или менее значительных карманов.

Задачей настоящего изобретения является создание пневматической шины, обеспечивающей устранение вышеперечисленных недостатков.

В соответствии с настоящим изобретением, пневматическая шина, содержащая, по меньшей мере, одно посадочное место борта, наклоненное наружу, и радиальную каркасную арматуру, заведенную в борту вокруг бортового кольца, начиная от пятки к носку борта, образуя загиб, край которого в меридиональном сечении находится на радиально внешней стороне профиля резиновой смеси, аксиально и внешне смежного бортовому кольцу и имеющего в меридиональном сечении каплевидную форму с вершиной, расположенной под сечением бортового кольца, и имеющего жесткость по Шору А, превышающую жесткость по Шору А резиновых смесей, расположенных аксиально и радиально над узлом "бортовое кольцо-профиль", отличается тем, что загиб каркасной арматуры продолжен усилительной арматурой, окружающей указанный профиль и заведенной вокруг бортового кольца, при этом загиб каркасной арматуры и указанная усилительная арматура перекрывают друг друга на расстоянии, по меньшей мере, равном половине аксиальной ширины посадочного места борта, а радиальное расстояние между усилительными элементами соответственно двух арматур, по меньшей мере, равно 0,6 мм.

Под каплевидной формой следует понимать геометрическую форму, близкую к форме сектора круга, то есть сектора, образованного двумя сторонами или радиусами, исходящими из вершины или центра сектора, при этом два конца двух сторон определяют третью круговую сторону, противоположную вершине. Каплевидная форма отличается от теоретической формы такого сектора тем, что исходящие из вершины две стороны могут быть криволинейными, причем круговая сторона, противоположная вершине, является касательной к двум другим сторонам, то есть соединенной с двумя другими сторонами касательными дугами окружности. Каплевидный профиль расположен между двумя полупрямыми, касательными к крепежному бортовому кольцу, покрытому резиновой смесью, и к каркасной арматуре: первая полупрямая образует с параллельной оси вращения прямой радиально открытый наружу угол, который может составлять от 40° до 80°, тогда как вторая полупрямая образует с параллельной оси вращения прямой открытый вовнутрь угол, который может составлять от 0° до 30°, и обе полупрямые являются секущими в точке, являющейся вершиной профиля каплевидной формы.

Конструкция усилительной арматуры профиля может отличаться от конструкции каркасной арматуры и может быть получена различными способами, при этом отличие будет заключаться, например,

• в количестве слоев, образующих соответственно две арматуры: усилительная арматура профиля содержит большее количество слоев;

• в использовании различных усилительных элементов в усилительных слоях профиля: использование текстильных элементов в каркасной арматуре и упругих металлических элементов в усилительной арматуре борта;

• в выполнении промежутков между различными смежными усилительными элементами для двух арматур: усилительные элементы усилительного слоя профиля расположены ближе друг к другу, чем элементы каркасной арматуры;

• в использовании для каландра усилительных элементов соответственно обеих арматур резиновых смесей, отличающихся по своему составу и/или по модулю упругости, например, при напряжении на сдвиг;

• в ориентировании усилительных элементов обеих арматур по отношению к круговому направлению.

Предпочтительно резиновая смесь, образующая профиль каплевидной формы, аксиально смежный к бортовому кольцу, должна иметь жесткость по Шору А, по меньшей мере, равную 65 (измеренную в соответствии со стандартом ASTM D.67549T).

В предпочтительном варианте указанное бортовое кольцо является бортовым кольцом плетеного типа, то есть бортовым кольцом, содержащим сердечник, вокруг которого намотано/ы моноволокно/а или нить/и в один или несколько пластов. Как известно, пласт/ы моноволокна/он или нити/ей выполнены с возможностью загибания вокруг сердечника.

Над бортовым кольцом, усиливающим борт, радиально снаружи установлен по существу треугольный профиль из резиновой смеси, предпочтительно имеющей жесткость по Шору А ниже 50. Пространство, с одной стороны, радиально смежное к профилю, находящемуся радиально над бортовым кольцом, и, с другой стороны, радиально смежное к профилю или клину, находящемуся аксиально сбоку от бортового кольца, заполнено третьей резиновой смесью по существу треугольной формы, при этом указанная смесь также имеет жесткость по Шору ниже 50.

Усилительная арматура профиля огибает указанный профиль и заведена вокруг бортового кольца, которое уже покрыто каркасной арматурой; предпочтительно радиальное расстояние между усилительными элементами двух смежных слоев соответственно двух арматур под бортовым кольцом должно быть, по меньшей мере, равным 0,9 мм, при этом данная дополнительная толщина обеспечивает дополнительную защиту каркасной арматуры.

Настоящее изобретение будет более понятно из нижеследующего описания неограничивающих примеров выполнения и из прилагаемых чертежей.

Фиг.1 - схематическое изображение в меридиональном сечении борта пневматической шины согласно первому варианту выполнения в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.2 - схематическое изображение борта пневматической шины согласно второму варианту выполнения в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.3 - схематическое изображение борта пневматической шины согласно третьему варианту выполнения в соответствии с настоящим изобретением.

Борт В пневматической шины легкового автомобиля в соответствии с настоящим изобретением, показанный на фиг.1, содержит покрытое резиновой смесью 20 бортовое кольцо 2 “плетеного” типа, вокруг которого заведена каркасная арматура 1, образуя загиб 10, при этом каркасная арматура в представленном примере состоит только из одного слоя радиальных текстильных нитей вискозного волокна, уложенных в количестве 120 нитей на дециметр. Меридиональный профиль среднего волокна каркасной арматуры (1) (показана пунктирной линией) является касательным к обрезиненному бортовому кольцу 2 в точке Т, а касательная ТТ’ образует с прямой, параллельной оси вращения пневматической шины, угол α, открытый радиально и аксиально наружу, равный 85°. Контур борта В содержит аксиально внутри стенку 440, по существу перпендикулярную оси вращения и опирающуюся на аксиально внутреннюю закраину монтажного обода J. Этот обод является ободом, описанным в патенте FR 2699121, то есть содержащим, по меньшей мере, одно посадочное место, наклоненное наружу, при этом посадочное место продолжено аксиально внутри либо закраиной обода, либо основанием обода, на которое установлена опорная подушка протектора, при этом боковую сторону опорной подушки используют как закраину обода, и аксиально снаружи - ребордой или выступом небольшой высоты. Стенка 440 борта В продолжена аксиально снаружи образующей 430 усеченного конуса, образующей с прямой, параллельной оси вращения, угол 45°, открытый аксиально вовнутрь и радиально наружу. Сама образующая 430 продолжена аксиально снаружи второй образующей 420 усеченного конуса посадочного места борта, образующей с направлением оси вращения угол α, равный 15°, открытый аксиально вовнутрь и радиально наружу. Указанную образующую называют наклоненной наружу, так как ее аксиально внешний конец находится на окружности с диаметром, меньшим диаметра окружности, на которой находится ее аксиально внутренний конец. Контур основания борта В дополняет образующая 410 усеченного конуса, продолжающая аксиально снаружи образующую 420 и расположенная под углом β, равным 45°, открытым аксиально и радиально наружу, к оси вращения. Контур борта В дополняет стенка 450, криволинейная в данном примере и имеющая основное направление, по существу перпендикулярное оси вращения обода. В то время как образующая 420 опирается на посадочное место обода, наклоненное наружу, образующая 410 опирается на аксиально внутреннюю стенку реборды или выступа, наклоненную под тем же углом β, что и образующая 410. Участок борта, смежный со стенкой 440 и с образующей 420, образует в меридиональном сечении пятку борта В. Участок борта, смежный с образующей 420, с образующей 410 и по существу со стенкой 450, образует носок борта В.

Каркасная арматура 1 заведена вокруг покрытого резиновой смесью 20 бортового кольца 2, начиная от пятки к носку борта В, образуя криволинейный загиб 10, частично образующий радиально внешнюю стенку профиля 3, расположенного аксиально снаружи крепежного бортового кольца 2 каркасной арматуры 1. Этот профиль 3 имеет каплевидную форму, близкую к геометрической форме по существу кругового сектора с вершиной или центром А, расположенным радиально под бортовым кольцом 2, с двумя сторонами или радиусами 31 и 32, исходящими из вершины А и являющимися криволинейными, и с третьей стороной 30, противоположной вершине А. Вершина А определяется как пересечение двух полупрямых D и D’, при этом прямая D, с одной стороны, является касательной к бортовому кольцу 2, покрытому резиновой смесью 20, и с другой стороны, образует с параллельной оси вращения прямой, проходящей через А, угол φ1, равный 65°, в то время как прямая D’, с одной стороны, является касательной к бортовому кольцу 2 и, с другой стороны, образует с параллельной оси вращения прямой угол φ2, равный 15°. Радиально внешняя сторона или радиус 31 является участком окружности, касательным к прямой D, тогда как радиально внутренняя сторона или радиус 32 тоже является дугой окружности, касательной к прямой D’, при этом сторона 30 является третьей дугой окружности, касательной к другим сторонам 31 и 32. Профиль с определенным таким образом контуром выполнен из резиновой смеси, имеющей в вулканизированном виде жесткость по Шору А, равную 94.

Если загиб 10 покрывает по существу сторону 31 контура профиля 3, то остальная часть контура покрыта усилительной арматурой 11 профиля 3, при этом арматура 11 состоит только из одного слоя радиальных вискозных нитей и с таким же количеством нитей на дециметр, при этом указанные нити каландрированы той же резиновой смесью, что и смесь, используемая для каландра каркасной арматуры 1. Радиальный промежуток между двумя нитями соответственно загиба каркасной арматуры 1 и усилительного слоя 11, смежного с ней на уровне перекрывания двух арматур, составляет 0,9 мм.

Длина 1 перекрывания между загибом 10 каркасной арматуры 1 и усилительным слоем 11 профиля превышает половину аксиальной ширины посадочного места 420 борта, которая может составлять в зависимости от размеров пневматической шины от 10 до 14 мм.

Радиально снаружи над бортовым кольцом 2 установлен профиль 7 из резиновой смеси с жесткостью по Шору А, равной 37. Радиально снаружи от профиля 3 и аксиально снаружи от профиля 7 устанавливают третий профиль 6 из резиновой смеси с жесткостью по Шору А, равной жесткости профиля 7, то есть значительно ниже жесткости смеси профиля 3, что облегчает, во время возрастания напряжения каркасной арматуры, осевое перемещение оплетенного бортового кольца 2 к наружной стороне борта В и обеспечивает сжатие профиля 3 и самозатягивание носка борта на монтажном ободе J, тогда как в описанном случае первоначальное затягивание борта J на ободе является нулевым. Борт В дополнен протектором 5.

Вариант борта, показанный на фиг.2, существенно отличается от варианта, показанного на фиг.1 и описанного выше, тем, что усилительная арматура 11 профиля 3 состоит из двух слоев (111 и 112) нитей, выполненных из волокон алифатического полиамида, параллельных между собой в каждом слое 111, 112, в количестве 90 нитей на дециметр, и пересекающихся от слоя 111 к следующему слою 112, образуя с круговым направлением угол 45°, тогда как слой каркасной арматуры и применяемый каландр нитей остаются такими же, как и в предыдущем варианте.

Вариант, показанный на фиг.3, отличается от двух предыдущих формой профиля 3 и конструкцией усилительной арматуры 11. Профиль 3 имеет форму контура, более близкую к реальному круговому сектору, чем два предыдущих контура, при этом две стороны 31 и 32 хотя и остаются криволинейными, но имеют больший радиус кривизны r, как и круговая сторона 30, противоположная вершине А, при этом стороны 31, 32 соединены со стороной 30 дугами окружности 33 с меньшим радиусом. Что же касается единственного в данном случае усилительного слоя 11, то он образован упругими металлическими нитями, то есть нитями, которые при напряжении натяжения, равном 10% их усилия разрыва, имеют относительное удлинение, по меньшей мере, равное 2%. Металлические нити уложены с шагом между нитями, равным 1 мм, и, как известно, каландрированы в резиновой смеси, обеспечивающей склеивание с металлом. Наличие металлических нитей обеспечивает лучшую защиту нитей каркасной арматуры, которые расположены радиально над ней на уровне бортового кольца.

Изобретение относится к автомобильной промышленности. Радиальная каркасная арматура, заведенная в борту вокруг бортового кольца, начиная от пятки к носку борта, образует загиб, край которого в меридиональном сечении расположен на радиально внешней стороне профиля из резиновой смеси, аксиально и внешне смежного бортовому кольцу и имеющего в меридиональном сечении каплевидную форму с вершиной, расположенной под сечением бортового кольца, и имеющего жесткость по Шору А, превышающую жесткость по Шору А резиновых смесей, расположенных аксиально и радиально над узлом “бортовое кольцо-профиль”. Загиб каркасной арматуры продолжен усилительной арматурой, окружающей профиль, и заведен вокруг бортового кольца. При этом загиб каркасной арматуры и усилительная арматура перекрывают друг друга на расстоянии, по меньшей мере равном половине аксиальной ширины посадочного места борта, а радиальное расстояние между усилительными элементами соответственно двух арматур, по меньшей мере, равно 0,6 мм. В результате повышается прочность и надежность шины. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Пневматическая шина, содержащая по меньшей мере одно посадочное место борта, наклоненное наружу, и радиальную каркасную арматуру (1), заведенную в борту вокруг бортового кольца (2), начиная от пятки к носку борта В, образуя загиб (10), край которого в меридиональном сечении расположен на радиально внешней стороне (31) профиля (3) из резиновой смеси, аксиально и внешне смежного бортовому кольцу (2) и имеющего в меридиональном сечении каплевидную форму с вершиной А, расположенной под сечением бортового кольца (2), и имеющего жесткость по Шору А, превышающую жесткость по Шору А резиновых смесей (6, 7), расположенных аксиально и радиально над узлом "бортовое кольцо-профиль", отличающаяся тем, что загиб (10) каркасной арматуры продолжен усилительной арматурой (11), окружающей профиль (3) и заведенной вокруг бортового кольца (2), при этом загиб (10) каркасной арматуры и усилительная арматура (11) перекрывают друг друга на расстоянии 1, по меньшей мере, равном половине аксиальной ширины посадочного места (420) борта, а радиальное расстояние между усилительными элементами соответственно двух арматур (10) и (11), по меньшей мере, равно 0,6 мм.2. Пневматическая шина по п.1, отличающаяся тем, что конструкция усилительной арматуры (11) профиля (3) выполнена другой, чем конструкция загиба (10).3. Пневматическая шина по п.1, отличающаяся тем, что конструкция усилительной арматуры (11) профиля (3) выполнена с другим составом усилительных элементов, используемых соответственно в усилительной арматуре (11) и каркасной арматуре (10).4. Пневматическая шина по п.1, отличающаяся тем, что конструкция усилительной арматуры (11) профиля (3) выполнена с другим количеством слоев, используемых соответственно в усилительной арматуре (11) и каркасной арматуре (10), при этом количество слоев больше в усилительной арматуре (11) профиля (3).5. Пневматическая шина по п.1, отличающаяся тем, что конструкция усилительной арматуры (11) профиля (3) выполнена с другим расположением усилительных элементов соответственно усилительной арматуры (11) и каркасной арматуры (10) по отношению к круговому направлению.6. Пневматическая шина по п.1, отличающаяся тем, что резиновая смесь, образующая профиль (3) каплевидной формы, аксиально смежный с бортовым кольцом, имеет жесткость по Шору А, по меньшей мере, равную 65.7. Пневматическая шина по п.1, отличающаяся тем, что крепежное бортовое кольцо (2) каркасной арматуры (1) является бортовым кольцом “плетеного” типа, состоящим из сердечника, вокруг которого намотано/ы моноволокно/на или нить/и в один или несколько пластов.8. Пневматическая шина по п.1, отличающаяся тем, что профили по существу треугольной формы из резиновой смеси, с одной стороны (7) размещенные радиально снаружи над бортовым кольцом (2), с другой стороны (6) заполняющие пространство, радиально смежное с профилем (7), расположенным радиально над бортовым кольцом (2), и радиально смежное с профилем или клином (3), расположенным аксиально сбоку от бортового кольца (2), имеют жесткость по Шору ниже 50.