СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОКРЫШКИ ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ ШИНЫ Российский патент 2006 года по МПК B29D30/08 B29K21/00 

Изобретение относится к транспортным средствам, в частности к способам изготовления покрышек автомобильных пневматических шин с брокером, содержащим слои с металлокордными и текстильными нитями.

Шина, монтируемая на автомобильный обод, состоит из покрышки, которая в зависимости от конструкции может быть бескамерной или комплектоваться ездовой камерой и ободной лентой.

Покрышка автомобильной шины представляет собой эластичную прочную резиново-кордную оболочку, изготавливаемую путем последовательной сборки деталей на сборочным барабане, их технологической обработки и последующей вулканизации в пресс-формах. Сборка может происходить в одну или несколько стадий.

Одной из деталей покрышки является брекер - резиново-кордные слои, обычно содержащие металлокордные и текстильные нити, расположенные между каркасом и протектором шины.

Брекер - одна из важных деталей покрышки, так как именно в нем возникают самые высокие напряжения и развивается наиболее высокая температура в шине при ее эксплуатации. Он служит для смягчения толчков и ударов, передаваемых от протектора к каркасу покрышки. Конструкция брекера бывает разной и зависит от типов и размеров покрышки. Брекер может состоять из двух или более прорезиненных слоев высокопрочного корда (обычно металлокорда). В современных конструкциях брекера шин, особенно эксплуатирующихся с высокими скоростями, в дополнение к металлокордным слоям, применяются «защитные» слои с текстильными нитями, обеспечивающими повышение прочности, каркасности, ограничение растяжения металлокордных слоев и деформации протектора шин.

Основной тканью для текстильных слоев брекера покрышек является уточный корд. Уточный корд - ткань, состоящая из частых прочных продольных нитей - основы и поперечных, более редких нитей - утка, предназначенных для фиксации нитей основы. Нити основы располагаются в ткани корда равномерно и густо от 46 до 140 штук на 100 мм. Нити корда должны выдерживать большие нагрузки и обладать необходимой эластичностью и прочностью при многочисленных циклических (переменных) деформациях.

Для повышения прочности связи нитей корда с резиной, текстильную кордную ткань предварительно пропитывают на специальных пропиточных линиях.

Далее, в связи с тем, что давление в процессе вулканизации не может обеспечить необходимое качество затекания резиновой смеси между частыми нитями корда, в качестве отдельной технологической операции перед сборкой производится обрезинивание кордной ткани. Процесс обрезинивания состоит в наложении на кордную ткань резиновых прослоек на специальном оборудовании - каландрах. Сущность процесса обкладки корда резиной заключается в том, что при прохождении кордной ткани в зазоре между валками каландра резиновая смесь под давлением (прессовкой) покрывает с двух сторон тонким слоем нити корда и заполняет пространство между нитями. В результате каждая нить корда хорошо изолируется резиновой смесью.

Обрезинивание предотвращает перетирание нитей корда во время эксплуатации и обеспечивает соединение деталей при изготовлении покрышек.

Далее обрезиненную кордную ткань раскраивают на полосы, ширина которых зависит от конструкции и размера покрышек. Раскроенные ленты обрезиненной кордной ткани подаются на сборку для изготовления заготовок покрышек.

Известен способ изготовления брекера пневматических шин, при котором производится предварительное обрезинивание ткани для металлокордных и текстильных слоев брекера шин, затем их раскрой по размерам ширины слоев брекера конкретного размера шин и подача обрезиненных и раскроенных слоев на сборку для наложения на шинную заготовку либо послойно, либо в виде предварительно сформированного брекерно-протекторного браслета (см. В.В.Рагулин «Технология шинного производства», Химия, 1970).

Известен также способ изготовления шин, при котором на сборке производится формирование слоев брекера путем навивки непрерывной нити на шинную заготовку (см., например, патент РФ №2123427 от 20.12.1998 г.) и ее последующее обрезинивание путем наложения на сборке дополнительных резиновых прослоек.

Ближайшим по своей технической сущности к предлагаемому способу является «Способ изготовления покрышек пневматических шин (Варианты)», патент РФ №2134199 от 10.08.1999 г.; В 29 D 30/06.

Описанный в данном патенте способ изготовления покрышек пневматических шин, при котором отдельно от заготовки каркаса шины путем навивки одиночной нити или наложения предварительно обрезиненных и раскроенных слоев на жесткую оправу изготавливается брекерный браслет. Изготовленный брекерный браслет помещается в пресс-форму для формирования протектора шины, причем в местах последующего соединения брекера с каркасной заготовкой сформированного брекерно-протекторного браслета сохраняются зоны необрезиненной одиночной нити, формирующей внутренний слой брекера. Затем в пресс-форму с коаксиальным зазором от брекерно-протекторного браслета устанавливается каркасная заготовка, а в образовавшийся коаксиальный зазор заливается композиция, формирующая соединительный слой-прослойку между каркасом и брекером.

Недостатком известного способа является относительно низкая производительность и технологичность производства, обусловленные большим количеством операций.

Кроме того, предлагаемый способ требует применения специального оборудования, т.к. для него невозможно использование сборочного оборудования для массового производства шин, имеющееся на шинных заводах.

Целью предлагаемого изобретения является повышение технологичности производства и снижение массы шин при одновременном повышении их скоростной выносливости.

Поставленная цель достигается тем, что при изготовлении покрышек пневматических шин предварительно подготавливают и раскраивают армирующие слои каркаса и брекера, далее осуществляют сборку покрышки, в ходе которой осуществляют формировку заготовки из слоев каркаса, наложение на заготовку металлокордных и текстильных слоев брекера, боковины и протектора, формование и вулканизацию покрышки. Для повышения технологичности сборки нити основы текстильных слоев брекера предварительно группируют как минимум по две, текстильные слои раскраивают необрезиненными, необрезиненные текстильные слои брекера накладывают на заготовку покрышки, далее накладывают протектор, осуществляют формование заготовки и ее вулканизацию. Необрезиненные слои брекера можно накладывать и на резиновые прослойки, помещенные на каркас.

Текстильные слои брекера выполняют из кордной ткани с нитями основы, сгруппированными как минимум по две, раскроенной на ленты, размеры которых необходимы для конкретных размеров шин и накладываемых на заготовку покрышки без предварительного обрезинивания. Группировка нитей осуществляется за счет переплетения между собой продольных нитей (основы), при этом общее число нитей основы в кордном полотне равно числу нитей основы в кордном полотне «стандартной» конструкции. Выполнение текстильного слоя брокера из кордной ткани со сгруппированными в пучки нитями основы позволяет при сохранении стандартной плотности нитей в полотне и общей прочности текстильного слоя брекера получить текстильный слой с увеличенным расстоянием между нитями, сгруппированными в «пучки», обеспечить благоприятные условия для более полного проникновения резиновой смеси во все части брекера при вулканизации и/или механического сдавливания частей покрышки без нагрева, обеспечить необходимую прочность связи между слоями брекера в готовой шине и исключить операцию предварительного обрезинивания текстильного слоя брекера.

Исключение операции предварительного обрезинивания текстильных слоев брекера снижает количество краевых отходов, неизбежных при обрезинивании кордной ткани, и в конечном итоге уменьшает себестоимость продукции.

В зависимости от конструкции шины текстильные слои брекера могут располагаться как поверх обрезиненных металлокордных слоев, так и между ними, а также между металлокордными слоями брекера и каркасом шины. В последнем случае необрезиненные текстильные слои брекера в зависимости от конструкции шин могут накладываться как непосредственно на слои каркаса, так и на резиновые прослойки, наложенные перед этим на слои каркаса.

Выполняться текстильные слои брекера могут как целиковым слоем, сопоставимым по ширине с металлокордными слоями брекера (обычно равной или несколько большей, чем ширина металлокордных слоев), либо в виде слоев, более узких по сравнению с шириной металлокордных слоев и располагающихся в зоне расположения кромок металлокордных слоев брекера.

Кроме того, в зависимости от имеющегося на шинном производстве технологического процесса наложение необрезиненного текстильного слоя брекера может производиться как единым слоем или отдельными ленточками длиной, равной или несколько больше длины окружности заготовки шины на сборочном барабане, так и спиральной или кольцевой навивкой непрерывной ленточки.

После наложения на заготовку покрышки металлокордных и текстильных слоев брекера поверх них производится наложение протектора. Затем собранная заготовка после технологической обработки (формовка, при необходимости опрессовка и промазка) передается на вулканизацию в пресс-форме шины.

В качестве примера конкретного выполнения можно привести процесс изготовления покрышки бескамерной пневматической шины легкового автомобиля 175/70R13 с одним слоем текстильного корда 13А в каркасе, двумя металлокордными слоями из корда 3л30 и одним «защитным» текстильным слоем типа 11А в брекере.

В процессе подготовки к сборке шин производится пропитка текстильной кордной ткани из корда для армирования каркаса, ее обрезинивание и раскрой на ленты шириной, равной ширине каркаса шин, дублирование на нее герметизирующего слоя.

Параллельно производится обрезинивание и раскрой металлокордных слоев брекера.

Одновременно производится пропитка специальным составом и раскрой кордной ткани со сгруппированными попарно нитями основы для «защитного» текстильного слоя брекера.

Кроме того, в соответствии с технологическом процессом ведется изготовление других деталей шин, в частности бортовых колец, наполнительного шнура, бортовых лент, боковин и протектора.

После подготовки армирующих слоев и других деталей шин выполняется процесс сборки в 2 стадии. На первой стадии изготавливается каркасная заготовка: на жесткий сборочный барабан производится наложение обрезиненного текстильного корда 13А с дублированным с ним герметизирующим слоем и накладываются бортовые кольца, наполнительный шнур, усиливающие бортовые ленты и боковины, производится формирование бортов шин.

Параллельно на специальной отдельной позиции сборочного станка производится сборка брекерно-протекторного браслета. Брекерно-протекторный браслет изготавливается последовательным наложением на жесткую оправку двух металлокордных обрезиненных и раскроенных слоев брекера, поверх которых в зоне их кромок (окончания слоев по ширине шины) производится наложение окружных ленточек из необрезиненной кордной ткани со сгруппированными попарно нитями основы. После этого производится наложение детали протектора.

На второй стадии сборки производится дублирование каркасной заготовки с брекерно-протекторным браслетом - изготавливается заготовка покрышки, которая после придания ей предварительной формы (формование), промазывается и подается на вулканизацию в пресс-формах для окончательного изготовления.

В таблице 1 приведены экспериментальные данные по легковым шинам, собранным известным способом с использованием предварительно обрезиненных всех слоев брекера как металлокордных, так и текстильного (Эталон) и предлагаемым способом (Опытная) с применением наложения на сборке в качестве «защитного» текстильного слоя брекера необрезиненной кордной ткани со сгруппированными попарно нитями основы.

Таблица 1Наименование
показателейЭталон с обрезиненнным текстильным слоем брекераОпытная с необрезиненным текстильным слоем брекераДиаметр, %100100Ширина, %100100Температура на кромках брекера, %10086,5-87Работоспособность на станках, %100130Скоростная выносливость, %100106-110Масса, %10095

Из результатов экспериментальной проверки качества шин, собранных известным и предлагаемым способами, приведенных в табл.1, видно, что предлагаемый способ изготовления шин позволяет повысить скоростную выносливость и общую работоспособность шин, снизить их массу.

Сравнительный анализ предложенного изобретения с известным позволяет утверждать, что предложенный способ обладает существенными отличительными признаками, позволяющими это техническое решение отнести к разряду изобретений.

Достигаемый положительный эффект заключается в улучшении технических характеристик шин и повышении производительности производства.

Изобретение относится к шинной промышленности и может быть использовано при изготовлении покрышек пневматических шин. В способе изготовления покрышки пневматической шины подготавливают и раскраивают армирующие слои каркаса и брекера, затем осуществляют сборку, включающую формирование заготовки из слоев каркаса, наложение на заготовку металлокордных и текстильных слоев брекера, боковин и протектора, формирование и вулканизацию покрышки. В способе предварительно нити основы текстильных слоев брекера группируют как минимум по две, текстильные слои раскраивают необрезиненными. Необрезиненные текстильные слои брекера накладывают на заготовку покрышки, далее накладывают протектор, осуществляют формование заготовки и ее вулканизацию. Изобретение позволяет снизить массу шин при одновременном повышении их скоростной выносливости. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ изготовления покрышки пневматической шины, характеризующийся подготовкой и раскроем армирующих слоев каркаса и брекера, сборкой, включающей формировку заготовки из слоев каркаса, наложение на заготовку металлокордных и текстильных слоев брекера, боковины и протектора, формирование и вулканизацию покрышки, отличающийся тем, что нити основы текстильных слоев брекера предварительно группируют как минимум по две, текстильные слои раскраивают необрезиненными, необрезиненные текстильные слои брекера накладывают на заготовку покрышки, далее накладывают протектор, осуществляют формование заготовки и ее вулканизацию.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что необрезиненные слои брекера накладывают на резиновые прослойки.