УСТРОЙСТВО, СЛУЖАЩЕЕ ОПОРОЙ ДЛЯ ШИНЫ В СЛУЧАЕ ВЫПУСКА ВОЗДУХА ИЗ НЕЕ, И ШИНА В СБОРЕ С ТАКИМ УСТРОЙСТВОМ Российский патент 2010 года по МПК B60C17/02 

Изобретение относится к шинам, в частности к устройствам, ограничивающим потерю давления в результате прокола указанных шин.

Как можно отметить, при использовании автомобиля, который оборудован установленными на ободах шинами, накаченными до их внутреннего давления, прокол боковины шины вызывает очень быструю потерю внутреннего давления накаченной шины, причем указанный прокол происходит в результате, например, напряжения, вызванного предметом снаружи шины, или разрыва самой структуры шины.

Разработаны сборки из шин и ободов (см., в частности, патенты США 6092575, 6418992, 5634993, 5785781), которые в такой ситуации обеспечивают действие, сравнимое с действием накаченной шины, таким образом давая возможность пользователю продолжать движение, по меньшей мере, на минимальное расстояние; кроме того, в автомобиле, оснащенном такими сборками, предусмотрены устройства для предупредительной сигнализации о выпуске воздуха из шины для того, чтобы предупреждать пользователя о потери давления в шине.

Другая альтернатива состоит в модификации конструкции шин для того, чтобы они могли выдерживать нагрузку, эквивалентную их номинальной нагрузке, даже в спущенном состоянии без значительного изменения их эксплуатационных качеств, по меньшей мере, на минимальном расстоянии их использования.

Однако в настоящее время такими сборками или шинами оснащены не все автомобили и, в особенности, не все тяжелые автомобили. Одной задачей настоящего изобретения является уменьшение влияния прокола на шины обычного типа.

Чтобы задержать как можно дольше результат прокола на шины обычного типа, согласно предшествующему уровню техники были предложены технические решения, которые состоят, например, в размещении внутри каждой шины обычного типа другой шины с такими размерами, чтобы в случае прокола шины или потери давления в ней, внутренняя шина могла бы служить в качестве опоры для наружной шины. Однако различие в поведении между первоначальным состоянием накаченной шины и состоянием шины, поддерживаемой внутренней шиной, является очень значительным (дальше функционирует не наружная шина, а внутренняя шина) и может затруднить адаптирование водителя в такой ситуации.

Кроме того, известны устройства, которые помещают в шину и которые, хотя и не накаченные при обычном использовании, могут уменьшить потерю давления в шине в случае прокола последней. Такое устройство описывается в документе, опубликованном под номером США 2002/0121325. Это устройство представляет собой тороидальную камеру размером меньше, чем объем полости шины, для того, чтобы по возможности дольше предотвращать взаимодействие между шиной и камерой при нормальной работе (т.е. при накаченной шине), при этом камера снабжена, по меньшей мере, одним отверстием для сообщения между полостью, ограниченной камерой, и полостью шины, в которой помещена камера. В случае прокола шины сбрасывается внутреннее давление в накаченной полости, ограниченной шиной и тороидальной камерой, в то время как в указанной камере, содержащей только небольшое отверстие, сохраняется по существу не изменившееся давление, по меньшей мере, достаточно долго, чтобы водитель мог достигнуть пункта ремонта. Действие давления в камере с размерами, соответствующими размерам шины, внутри которой она расположена, вызывает ее прилегание к бортам шины, результатом чего является прижатие бортов шины к бортам обода и ограничение потери давления в камере.

Однако, хотя легко обеспечить прилегание камеры к бортам, если используются шины с отношением высоты профиля шины к его ширине, равным, по меньшей мере, 0,80, но этого нельзя сделать при использовании шины с «небольшим отношением», т.е. с отношением меньше чем 0,80, так как при накачивании камера обязательно принимает равновесную форму, которая является чисто пневматической и стремится к отделению указанной камеры от шины.

Наконец, указанная камера не дает возможности предотвращать изменение в поведении шины, так как имеется сравнительно длительный промежуток между началом потери давления в полости, образованной между шиной и камерой, и временем, в котором сама камера вступает в действие в качестве опоры. Наконец, когда шина поддерживается накаченной внутренней камерой, форма шины изменяется довольно значительно по сравнению с формой, которую та же самая шина принимает в накаченном и не проколотом состоянии.

Технической задачей изобретения стало создание размещаемого в шине устройства, которое дает возможность одновременно уменьшать потерю внутреннего давления в проколотой шине и сохранять первоначальную форму накаченной шины. Другая задача - это ограничить продолжительность промежуточной фазы, во время которой шина переходит от накаченного состояния, в котором никакое устройство не взаимодействует с шиной, к состоянию, в котором вступает в действие устройство согласно изобретению.

Согласно изобретению предлагается сборка из обода и бескамерной шины, которая имеет два борта, предназначенные для взаимодействия с установочным ободом с закраинами для ограничения осевого расстояния между бортами шины, коронную часть и боковины, соединяющие борта с коронной частью, причем эта шина вместе с установочным ободом образует полость. Внутри этой полости помещено устройство тороидальной формы, и когда шина накачена, оно образует полость внутри устройства и наружную полость с шиной; внутренняя и наружная полости сообщаются между собой таким образом, что устройство при нормальном использовании (т.е. шина накачена до давления ее использования) не подвергается никакому усилию от внутреннего давления в накаченной шине.

Это устройство содержит оболочку, которая может легко деформироваться под действием внутреннего давления; эта оболочка изготовлена из эластомерного материала и усилена усилительным каркасом, прикрепленным к двум нерастяжимым окружным усилительным структурам, внутренний диаметр которых меньше, чем максимальный диаметр обода (соответствует диаметру самых наружных по радиусу точек закраин обода); этот усилительный каркас выполнен с возможностью выдерживать силы, приложенные внутренним давлением, соответствующим номинальному внутреннему давлению в накаченной шине, внутри которой помещено устройство; при этом согласно изобретению в случае прокола шины оболочка указанного устройства гибко деформируется, по меньшей мере, в определенном месте и фактически мгновенно для того, чтобы закупорить, по меньшей мере, временно указанный прокол и, таким образом, ограничить, по меньшей мере, временно потерю внутреннего давления накаченной шины в наружной полости между шиной и устройством, обеспечивая, таким образом, «плавный» переход к состоянию равновесия, в котором устройство деформировано и служит в качестве опоры для шины после полной потери давления в наружной полости.

Под термином «гибкая оболочка» следует понимать оболочку, имеющую очень низкую или фактически нулевую структурную жесткость за исключением жесткости ее усиления при растяжении. Такая оболочка, имеющая форму тора, теряет свою тороидальную форму, когда она расположена на плоской поверхности без поддерживающих элементов.

Для достижения искомого результата предпочтительно, чтобы усилительные структуры устройства примыкали к бортам шины из первоначального состояния (состояния, в котором накачена шина с помещенным в нее устройством) так, чтобы посредством осевого разделения под действием давления во внутренней полости устройства иметь соприкосновение с бортами шины, поддерживая соприкосновение последних с бортами установочного обода. Как предполагается, при этом контакте между частями устройства и внутренней стороной шины площадь поверхности зон контакта между устройством и шиной должна увеличиваться по сравнению с поверхностью контакта, которая существует при нахождении шины в первоначальном состоянии.

Как предполагается, эти дополнительные поверхности контакта предпочтительно могут обеспечить надлежащее уплотнение между шиной и устройством для того, чтобы как можно дольше поддерживать давление в этом устройстве, между тем как поверхности в контакте с шиной в первоначальном состоянии содержат средство для обеспечения прохождения вдуваемого воздуха между устройством и шиной. Устройство предпочтительно имеет лишь очень небольшие поверхности контакта с шиной при нормальном использовании (т.е. при накаченной, не проколотой шине), так чтобы исключить взаимодействие между шиной и устройством (фрикционный контакт между обоими).

Для того чтобы получить желаемый эффект, устройство под действием даже низкого внутреннего давления (т.е. равного 0,1 бара или меньше) должно в определенном месте и фактически мгновенно принимать форму, подходящую для уплотнения проколотой шины. С этой целью объем внутренней полости устройства в накаченной шине должен быть подходящим для обеспечения эффективного действия низкого давления. В частности, устройство может в своей полости содержать каркас, который является независимым от указанного устройства и который выполнен для придания устройству такой формы, чтобы объем внутренней полости был равен, по меньшей мере, одной трети максимального объема полости шины.

Под «каркасом, не зависимым от указанного устройства», следует понимать либо то, что этот каркас не соединен с указанным устройством, либо то, что он соединен таким образом, но в степени, которая не препятствует изменению формы устройства внутри шины, которая внезапно подвергается проколу.

В варианте осуществления изобретения устройство выполнено в виде открытого тора наподобие шины, который по существу открыт между нерастяжимыми усилительными структурами указанного устройства.

В другом варианте осуществления изобретения устройство выполнено в виде закрытого тора и содержит, по меньшей мере, одно отверстие для сообщения между внутренней и наружными полостями, когда указанное устройство помещено в шину, и в то же самое время для действия по удерживанию внутреннего давления во внутренней полости устройства при проколе шины.

В еще одном варианте осуществления изобретения каркас устройства образован, по меньшей мере, одной тороидальной пружиной, намотанной вокруг обода, и форма, принятая этой пружиной, служит для придания указанному устройству соответствующей формы для того, чтобы оно вместе с ободом ограничивало объем внутренней полости, подходящий для получения желаемого эффекта. Эта пружина может быть спирального типа или, с другой стороны, образована рядом колец, которые могут быть упруго деформированы (т.е. принимать первоначальную форму после деформации).

В дополнительном варианте осуществления изобретения усилительный каркас устройства содержит, по меньшей мере, два слоя, каждый из которых образован из множества усилительных элементов в виде текстильных кордных нитей или волокон, образующих в радиально самой наружной части устройства углы в, по меньшей мере, 25° с окружным направлением, при этом усилительные элементы слоев пересекаются друг над другом. Эти усилительные элементы усилительного каркаса устройства могут быть кордными нитями или волокнами из ароматического полиамида.

Кроме того, для обеспечения лучшего механического сопротивления устройства, когда последнее служит в качестве опоры для шины, устройство может содержать в своей коронной части, т.е. в своей части, расположенной радиально наружу, усилительную структуру, образованную из множества усилительных элементов в виде непрерывных или прерывистых нитей или волокон. Усилительные элементы коронной части преимущественно расположены в направлении, образующем с окружным направлением угол самое большее в 10°.

Согласно изобретению предлагается также устройство, имеющее форму тора, образованного вращением вокруг оси вращения, и предназначенное для размещения внутри шины, так чтобы уплотнять любой прокол, которому может подвергнуться указанная шина, и уменьшать скорость, с которой теряется давление в шине, при этом обеспечивая указанную шину надутой опорой. Это устройство содержит оболочку из упругого эластомерного материала, способного деформироваться, усиленную усилительным каркасом, прикрепленным к двум нерастяжимым окружным усилительным структурам, встроенным в указанную оболочку; эти нерастяжимые структуры имеют внутренний диаметр, меньший, чем максимальный диаметр обода; этот усилительный каркас выполнен с возможностью выдерживать силы, приложенные внутренним давлением, соответствующим номинальному внутреннему давлению в накаченной шине, внутри которой помещено устройство.

Это устройство согласно изобретению под действием местного низкого давления, т.е. близкого к 0,1 бара, по меньшей мере, в определенном месте фактически мгновенно входит в соприкосновение с проколотой боковиной шины, и указанное устройство выполнено с возможностью выдерживать внутреннее давление, равное давлению в шине, в которой оно должно быть размещено.

Выражение «по меньшей мере, в определенном месте» следует понимать как означающее то, что в плоскости, содержащей ось вращения и проходящей через прокол шины, профиль устройства, по меньшей мере, соприкасается с шиной в месте прокола.

Для достижения такого по существу мгновенного действия необходимо подбирать гибкость оболочки таким образом, чтобы она могла достаточно деформироваться, по меньшей мере, в определенном месте для уплотнения прокола.

Устройство согласно изобретению может иметь форму открытого или закрытого тора. В этом последнем случае оно снабжено, по меньшей мере, одним небольшим отверстием; указанное отверстие расположено по радиусу к внутренней стороне нерастяжимых окружных усилительных структур, обеспечивающих крепление для усилительного каркаса.

Каждая нерастяжимая окружная усилительная структура согласно изобретению может быть выполнена в виде бортового сердечника из ароматического полиамида; указанный бортовой сердечник выполнен со способностью выдерживать силы, приложенные внутренним давлением, равным внутреннему давлению в накаченной шине, внутри которой помещено указанное устройство, при этом облегчая установку в определенное положение.

Другие отличительные признаки и преимущества изобретения показаны в последующем описании со ссылкой на сопровождающие чертежи, иллюстрирующие в качестве примера варианты осуществления изобретения, на которых

фиг.1 - сборка согласно изобретению, содержащая шину, которая установлена на ее установочном ободе и накачена до давления ее использования и внутри которой помещено устройство;

фиг.2 - часть той же самой сборки, что и на фиг.1, в которой после прокола шины устройство деформировано в определенном месте для уплотнения прокола и уменьшения скорости выпуска воздуха из шины;

фиг.3 - та же самая сборка спустя несколько мгновений после сбрасывания всего давления в шине (наружная полость тогда находится под атмосферным давлением);

Фиг.4 - вариант выполнения каркаса для устройства согласно изобретению, используемого в сборке на фиг.1;

Фиг.5 - вариант согласно изобретению, в котором каркас устройства представляет собой кольцевую тороидальную пружину;

Фиг.6 - вариант каркаса, делающий возможным принятие невспученным устройством формы, которая не является симметричной.

На фиг.1 показана сборка 1 с накаченной шиной, состоящая из шины 10 размером 495/45R22,5 (шина с глубоким ободом), которая установлена на установочном ободе 20 с опорными поверхностями 21, наклоненными под углом 15°. Шина 10 содержит борта 11 в соприкосновении с опорными поверхностями 21 обода 20 и боковины 12, соединенные с коронной зоной 13, чья радиально наружная часть предназначена для вхождения в соприкосновение с проезжей частью дороги во время движения.

Внутри шины 10 установлено устройство 30 тороидальной формы, которое при накаченной шине определяет, с одной стороны, наружную полость Ve, расположенную между шиной и указанным устройством, и, с другой стороны, - внутреннюю полость Vi, расположенную внутри указанного устройства.

Устройство 30 образовано из оболочки 31 в форме открытого тора, которая на каждом из своих краев оканчивается бортом 32. Эта оболочка 31 изготовлена из резины, усиленной усилительным каркасом 311, закрепленным в каждом борте 32 завертыванием вокруг окружной бортовой усилительной структуры 33.

В данном случае усилительный каркас 311 образован из двух слоев, каждый из которых усилен множеством полиамидных усилительных элементов, пересекающихся от слоя к слою. До формирования оболочку 31 изготавливают, например, на цилиндрической форме (не показана), диаметр которой по существу соответствует диаметру окружных бортовых усилительных структур. На эту цилиндрическую форму слои усилительного каркаса укладывают с расположением усилительных элементов указанных слоев под углом, выбранным с учетом окончательного желаемого угла. Были проведены испытания с углами укладки в 55°, 58° и 82° (угол измеряли относительно окружного направления).

После укладки на эту форму формуют оболочку, пока она не примет конфигурацию, показанную на фиг.1; во время этой стадии изготовления, конечно, изменяются углы расположения усилительных элементов в слоях усилительного каркаса (полученными углами являются соответственно 27°, 37° и 78°).

Борта 32 устройства 30 усилены структурами 33, которые представляют собой сердечники из полиамидных усилительных волокон с прочностью, подходящей для выдерживания ими, по меньшей мере, сил, прилагаемых усилительным каркасом 331 оболочки, когда последняя находится под внутренним давлением, равным давлению в шине, которая предназначена для помещения в нее указанного устройства.

Кроме того, устройство 30 внутри оболочки 31 содержит каркас 40, придающий свою форму указанной оболочке 31 тогда, когда она не находится под внутренним давлением. Этот каркас 40 (показан на фиг.4) содержит обруч 41, который выполнен гибким и нерастяжимым по окружности и на котором закреплено множество поперечин 42 таким образом, что указанный обруч 41 по существу равноудален от расположенных по направлению оси концов поперечин 42. В данном случае обруч 41 изготовлен из металлической ленты шириной 55 мм, толщиной 0,8 мм и длиной 2,5 м. Этот нерастяжимый обруч 41 является достаточно гибким, что позволяет его сгибать для уменьшения его объема и, таким образом, делает возможным его введение в оболочку до восстановления им своей первоначальной формы. В случае, показанном на фиг.4, имеется восемь поперечин 42, которые жестко прикреплены к обручу и равномерно распределены по обручу 41 в окружном направлении; каждая поперечина 42 формована с приданием ей подходящей конфигурации и образована из смолы, усиленной усилительными элементами из ароматического полиамида (можно также использовать усилительные элементы из стеклянного или углеродного волокна).

Выражение «подходящая конфигурация поперечины» следует понимать как означающее поперечную конфигурацию (т.е. в направлении оси вращения сборки из шины и обода), которая подходит для придания оболочке формы в среднем меридиональном сечении так, чтобы она могла определять внутреннюю и наружную полости. В частности, каждая поперечина 42 на каждом из своих расположенных по направлению оси концов содержит закругленную часть 421 для предотвращения повреждения оболочки 31 указанными концами.

Общая длина поперечин 42 составляет 396 мм.

В состоянии, показанном на фиг.1, шина 10 накачена через единственный вентиль (не показан); предусмотрены средства (например, отверстия на бортах устройства) для того, чтобы устанавливалось одинаковое внутреннее давление как во внутренней полости Vi, так и в наружной полости Ve.

В данном случае окружная длина обруча 41 каркаса 40 выбрана таким образом, чтобы устройство не соприкасалось с шиной, когда последняя накачена и несет свою номинальную нагрузку, за исключением бортов 32 устройства 30, которые находятся в соприкосновении с бортами 11 шины 10.

Окружную длину обруча 41 предпочтительно выбирают таким образом, чтобы объем внутренней полости Vi был равен, по меньшей мере, половине объема наружной полости Ve.

В этом состоянии важно, чтобы устройство 40 не подвергалось внутреннему давлению, так чтобы оно могло эффективно действовать так, как это теперь будет описано со ссылкой на фиг.2.

На фиг.2 показан частичный разрез шины 10 в тот момент времени, когда боковина 12 подверглась проколу 100 после приложения к шине внешнего усилия. Через прокол 100 фактически мгновенно начинает выходить накаченный воздух, находящийся в наружной полости Ve, и давление в наружной полости Ve стремится уменьшаться в определенном месте (по крайней мере, на первой фазе). Это местное изменение во внутреннем давлении в наружной полости Ve создает неуравновешенность между давлениями в наружной полости Ve и внутренней полости Vi. Из этого следует, что оболочка 31 затем мгновенно и в определенном месте подвергается этому перепаду в давлении; благодаря большой гибкости оболочки она в определенном месте деформируется до тех пор, пока она не уплотнит прокол 100.

Благодаря этому первому механизму действия можно уменьшить скорость утечки накаченного воздуха из наружной полости Ve.

Несмотря на уменьшение скорости утечки накаченного воздуха, падение давления в наружной полости Ve в те моменты времени, которые следуют за этим промежуточным состоянием, будет, тем не менее, влиять на всю указанную полость. Во время этого падения давления вся оболочка 31 постепенно вспучивается и, наконец, принимает форму, показанную на фиг.3, при этом борта 32 устройства опираются на борта шины.

Кроме того, перепад в давлении между наружной полостью Ve и внутренней полостью Vi вызывает более плотное прилегание бортов 32 устройства 30 к бортам 11 шины 10, что обеспечивает удержание бортов 11 шины на ободе. Это означает, что допускаемое внутреннее давление шины может быть с пользой рассчитано на его сохранение во время этого контакта под повышенным давлением, чтобы ограничить потерю давления вследствие утечки между устройством 30 и шиной. Следует отметить, что даже если существует утечка, она остается незначительной, и устройство 30 согласно изобретению дает возможность предотвращать внезапную и мгновенную потерю эксплуатационных качеств шины.

На фиг.3 показана проколотая шина 10 после того, как давление в наружной полости Ve достигло значения, равного атмосферному давлению. В этом состоянии оболочка 31 (не выполненная за одно целое с каркасом 40) настолько деформирована, что она занимает большую часть внутреннего пространства шины 10. Давление во внутренней полости Vi и в этом случае является достаточным для поддержания формы шины, довольно близкой к ее форме до прокола. Это является достаточным для предотвращения резкого выпуска воздуха из шины и мгновенной потери ее эксплуатационных качеств во время движения. Как можно видеть на этой фиг.3, поперечины 42 могут быть согнуты оболочкой 31, что оправдывает наличие закругленных частей 421, предназначенных для предотвращения повреждения оболочки концами указанных поперечин.

Кроме того, как показано на фиг.2 и 3, структура оболочки надлежаще усилена для того, чтобы быть в состоянии выдерживать силы, приложенные как в промежуточной фазе уплотнения прокола (очень короткая фаза после прокола), так и в конечной фазе вспучивания оболочки внутри шины.

В качестве варианта выполнения слоев усилительного каркаса можно вместо полиамидных усилительных элементов использовать текстильные усилительные элементы или, с другой стороны, металлические кордные жилы небольшого диаметра (т.е. диаметром самое большее 0,2 мм). Кроме того, можно использовать прерывистые волокна диаметром самое большее 0,2 мм.

Для того чтобы обеспечить хорошее сопротивление устройства внутри накаченной, не проколотой шины, когда шина и устройство подвергаются центробежным силам, полезно усилить радиально самую наружную часть оболочки посредством усиления коронной части, содержащего множество усилительных элементов с соответствующей жесткостью. Например, это усиление может быть образовано из ориентированных по окружности текстильных кордных нитей или волокон (т.е. образующих с окружным направлением угол, равный 10° или меньше). Как для усиления коронной части, так и для усилительного каркаса могут быть также использованы прерывистые усилительные элементы. Для усиления коронной части, кроме того, могут быть использованы волнистые усилительные элементы.

На фиг.5 показан вариант каркаса 400 для устройства 30 согласно изобретению, в котором этот каркас образован из тороидальной кольцевой пружины 401, помещенной внутри оболочки 31 устройства для придания указанному устройству такой формы, чтобы указанное устройство 30 вместе с ободом 20 ограничивало объем внутренней полости, а вместе с шиной 10 - объем наружной полости, при этом указанные полости сообщаются друг с другом. Пружина 401, используемая в этом варианте, имеет преимущество в том, что ее можно вставлять на место в оболочку 31, используя ее упругую деформацию, что облегчает установку устройства в шину. Эта же самая упругая деформация позволяет пружине восстанавливать свою первоначальную форму и, таким образом, придавать устройству желаемую форму после установки на место в шине. Кроме того, в этом варианте устройство содержит коронную часть 34, которая усилена усилительной структурой 341, образованной из множества усилительных элементов в виде непрерывных или прерывистых кордных нитей или волокон. Средний угол указанных усилительных элементов в усилительной структуре коронной части 34 относительно окружного направления предпочтительно равен самое большее 10°.

На фиг.6 показан схематический вид варианта каркаса, позволяющего использовать ненадувное устройство, чья форма в меридиональной плоскости не симметрична относительно срединной плоскости (плоскости, перпендикулярной к оси вращения и простирающейся равноудаленно от бортов устройства, когда последнее помещено в шину). В целях упрощения здесь используются аналогичные номера позиций для обозначения элементов, сравнимых с элементами в варианте, показанном на фиг.1-4.

В данном случае каркас 40 образован из множества гибких поперечин 42, поперечно расположенных и прикрепленных своими расположенными по направлению оси концами к двум нерастяжимым по окружности бортовым проволочным сердечникам 41', 41”, которые по окружной длине отличаются друг от друга. Введение этого каркаса 40 в оболочку 31 устройства 30 соответствующего профиля приводит к получению меридионального профиля, который является асимметричным относительно плоскости, перпендикулярной к оси вращения. Таким образом, можно ближе подвести профиль оболочки 31 к, по меньшей мере, одной боковине шины.

В данном случае термин «гибкая поперечина» следует понимать как обозначающий то, что поперечина может изгибаться под действием незначительной силы, благодаря чему нерастяжимые по окружности бортовые проволочные сердечники могут быть ближе сведены вместе по направлению оси после того, как проколота шина, в которой помещено устройство.

Таким образом, становится возможным еще больше повысить эффективность устройства согласно изобретению благодаря уменьшению времени уплотнения более близкой боковины; эта конструкция может быть полезна в тех случаях, когда известно, что боковина, обращенная наружу автомобиля, наиболее подвержена напряжениям и, таким образом, проколу.

Предмет изобретения может быть использован в случае шин обычного типа для легковых автомобилей, грузовых автомобилей, внедорожных автомобилей или самолета. Само собой разумеется, что шины, сконструированные для работы даже в случае полного или частичного выпуска воздуха (в частности, шины со встроенным средством, делающим возможным езду на спущенной шине, или действительно установочные сборки, названные во введении), могут быть действительно снабжены устройством согласно изобретению с целью уменьшения скорости, с которой теряется внутреннее давление в случае прокола.

Изобретение относится к автомобильной промышленности. Шина содержит устройство (30), предназначенное для размещения внутри шины (10), так чтобы уплотнять любой прокол, которому может подвергнуться боковина (12) указанной шины, при этом образуя опору в указанной шине. Указанное устройство (30) содержит гибкую оболочку (31) из упругого эластомерного материала, усиленную усилительным каркасом (311), прикрепленным к двум нерастяжимым окружным усилительным структурам (33), встроенным в указанную оболочку. Этот усилительный каркас (311) может выдерживать силы, прилагаемые внутренним давлением, соответствующим номинальному внутреннему давлению в накаченной шине, внутри которой помещено устройство (30). Сборка включает шину (10), установленную на ободе (20) и снабжена таким устройством (30). Технический результат - повышение безопасности шины. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Сборка, образованная бескамерной шиной, установленной на установочном ободе и имеющей два борта, предназначенных для взаимодействия с установочным ободом, содержащим закраины обода для ограничения осевого расстояния между бортами шины, причем шина дополнительно имеет коронную часть и боковины, соединяющие борта с коронной частью, образуя с установочным ободом полость, внутри которой помещено устройство тороидальной формы, и, когда шина накачена, оно образует полость внутри указанного устройства и наружную полость с шиной, при этом внутренняя и наружная полости сообщаются между собой таким образом, что устройство при нормальном использовании, когда шина накачена до давления ее использования, не подвергается никакому усилию от внутреннего давления в накаченной шине, причем устройство содержит оболочку из упругого деформируемого эластомерного материала, усиленную усилительным каркасом, прикрепленным к двум нерастяжимым окружным усилительным структурам, внутренний диаметр которых меньше, чем максимальный диаметр обода, и при этом усилительный каркас выполнен с возможностью выдерживать силы, приложенные внутренним давлением, соответствующим номинальному внутреннему давлению в накаченной шине, внутри которой помещено устройство, отличающаяся тем, что оболочка выполнена с возможностью деформирования при наличии прокола в шине, по меньшей мере, в определенном месте и фактически мгновенно для, по меньшей мере, временного закупоривания прокола так, чтобы, по меньшей мере, временно ограничить потерю внутреннего давления в накаченной шине в наружной полости между шиной и устройством и обеспечить переход к состоянию равновесия, в котором устройство деформировано и служит в качестве опоры для шины после полной потери давления в наружной полости.

2. Сборка по п.1, отличающаяся тем, что устройство выполнено в виде закрытого тора, снабженного, по меньшей мере, одним отверстием для сообщения между внутренней и наружной полостями.

3. Сборка по п.1, отличающаяся тем, что устройство выполнено в виде тора, который, по существу, открыт по направлению оси между нерастяжимыми окружными усилительными структурами указанного устройства.

4. Сборка по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что усилительный каркас устройства содержит, по меньшей мере, два слоя, каждый из которых образован из множества усилительных элементов в виде текстильных кордных нитей или волокон, образующих в радиально самой наружной части устройства углы в, по меньшей мере, 25° с окружным направлением, при этом усилительные элементы слоев пересекаются друг над другом.

5. Сборка по п.4, отличающаяся тем, что усилительными элементами усилительного каркаса устройства являются кордные нити или волокна из ароматического полиамида.

6. Сборка по п.1, отличающаяся тем, что устройство содержит коронную часть радиально по направлению наружу, при этом указанная коронная часть содержит усилительную структуру, образованную из множества усилительных элементов в виде непрерывных или прерывистых кордных нитей или волокон.

7. Сборка по п.6, отличающаяся тем, что усилительная структура коронной части устройства содержит множество усилительных элементов, расположенных в направлении, образующем с окружным направлением угол самое большее 10°.

8. Сборка по п.1, отличающаяся тем, что устройство содержит каркас, помещенный внутри него и не зависимый от указанного устройства, при этом указанный каркас выполнен с возможностью придания устройству формы, определяющей объем внутренней полости, по меньшей мере, равный одной трети максимального объема полости, ограниченной шиной и ее установочным ободом.

9. Сборка по п.8, отличающаяся тем, что каркас содержит, по меньшей мере, один обруч с жесткостью, подходящей для придания устройству окружной длины, соответствующей указанному устройству, при этом с указанным обручем жестко соединено множество поперечин, придающих устройству свою форму в поперечном направлении.

10. Устройство тороидальной формы вокруг оси вращения, предназначенное для размещения внутри сборки, образованной шиной, установленной на установочном ободе, так, чтобы уплотнять любой прокол, которому может подвергнуться указанная шина, и уменьшать скорость, с которой падает давление в шине, образуя в шине надутую опору, причем устройство содержит оболочку из упругого эластомерного материала, усиленную усилительным каркасом, прикрепленным к двум нерастяжимым окружным усилительным структурам, встроенным в указанную оболочку и имеющим внутренний диаметр меньший, чем максимальный диаметр обода, причем усилительный каркас выполнен с возможностью выдерживать силы, приложенные внутренним давлением, соответствующим номинальному внутреннему давлению в накаченной шине, внутри которой помещено устройство, и устройство выполнено таким образом, чтобы под действием местного давления, равного 0,1 бара или меньше, фактически мгновенно входить в соприкосновение с шиной в месте прокола и выдерживать внутреннее давление в накаченной шине, для размещения в которой оно предназначено, при этом устройство выполнено в виде закрытого тора, оболочка которого снабжена, по меньшей мере, одним отверстием, проходящим по радиусу внутрь нерастяжимых окружных усилительных структур, обеспечивая крепление для усилительного каркаса.

11. Устройство тороидальной формы по п.10, которое выполнено в виде тора, открытого по направлению оси между нерастяжимыми окружными усилительными структурами, обеспечивающими крепление для усилительного каркаса.

12. Устройство по п.10 или 11, в котором усилительный каркас устройства содержит, по меньшей мере, два слоя, каждый из которых образован из множества усилительных элементов в виде текстильных кордных нитей или волокон, ориентированных на надутом устройстве в направлениях, образующих углы, по меньшей мере, 25° с окружным направлением, при этом усилительные элементы слоев пересекаются друг с другом.

13. Устройство по п.12, в котором усилительными элементами усилительного каркаса устройства являются кордные нити или волокна из ароматического полиамида.

14. Устройство по п.10, которое содержит коронную часть радиально по направлению наружу, содержащую усилительную структуру, образованную из множества усилительных элементов в виде непрерывных или прерывистых кордных нитей или волокон.

15. Устройство по п.14, в котором усилительная структура коронной части содержит множество усилительных элементов, расположенных в направлении, образующем с окружным направлением угол самое большее в 10°.

16. Устройство по п.10, в котором каждая нерастяжимая окружная усилительная структура выполнена в виде бортового сердечника из ароматического полиамида, обеспечивающего способность выдерживать силы, приложенные внутренним давлением, равным внутреннему давлению в накаченной шине, внутри которой помещено указанное устройство, при этом облегчая установку в определенное положение.

17. Устройство по п.10, в котором средства для придания геометрической формы указанному устройству состоят из каркаса с соответствующей жесткостью, помещенного внутри оболочки и не зависимого от указанной оболочки, причем эта геометрическая форма определяет объем полости, по меньшей мере, равный одной трети внутреннего объема шины, для размещения в которой устройство предназначено.

18. Устройство по п.17, в котором каркас содержит, по меньшей мере, одну окружную структуру с соответствующей жесткостью для придания оболочке данного окружного размера, при этом с указанной окружной структурой жестко соединено множество поперечин, придающих устройству свою форму в поперечном направлении.

19. Устройство по п.17, в котором каркас в двух отдельных по направлению оси точках содержит две окружные структуры с соответствующей жесткостью для придания оболочке данного окружного размера, причем эти две окружные структуры соединены, по меньшей мере, одной поперечиной для удержания указанных двух структур на расстоянии друг от друга по направлению оси.

20. Устройство по п.17, в котором каркас состоит из, по меньшей мере, одной тороидальной кольцевой пружины, придающей оболочке свою тороидальную форму.