ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА С АСИММЕТРИЧНЫМИ ЗАКРАИНАМИ Российский патент 2015 года по МПК B60C3/06 B60C15/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к туристическим пневматическим шинам и системам пневматическая шина - колесо, содержащим туристические пневматические шины.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Поведение автомобиля, снабженного туристическими пневматическими шинами, зависит от множества параметров, одновременно автомобиля и систем пневматическая шина - колесо. В числе параметров имеется смещение колес относительно автомобиля. Изменяя это смещение, можно оказывать значительное влияние на поведение автомобиля и на ощущение водителем этого поведения. Можно изменять это смещение, изменяя модель колеса или используя прокладки, размещаемые между колесом и ступицами.

В контексте разработки пневматической шины для заданного автомобиля изменение модели колеса или использование таких прокладок не всегда представляется возможным. Действительно, различные типы или марки пневматических шин обычно могут монтироваться на такой автомобиль. Таким образом, смещение колес, позволяющее добиться заданного поведения, может быть различным в зависимости от типа или марки пневматической шины.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Одной из задач настоящего изобретения является обеспечение изменения смещения системы пневматическая шина - колесо относительно автомобиля без изменения колеса или использования прокладок.

Эта задача решается изменением закраин пневматических шин, используемых в таких системах, для достижения бокового смещения протектора шины.

Точнее говоря, задача решается использованием пневматической шины, предназначенной для установки на полый монтажный обод в соответствии с нормами ETRTO (Европейская организация шин и ободьев) и имеющей индекс диаметра, превышающий или равный 10 или меньший или равный 20, и реборды типа «В» или «J» с высотой G реборды с радиусом кривизны R1, и накачиваемой газом накачки, причем пневматическая шина содержит: первую и вторую закраины, при этом обе закраины предназначены для контакта с упомянутым монтажным ободом, каждая закраина имеет наружную поверхность, контактирующую с атмосферным воздухом, и внутреннюю поверхность, контактирующую с газом накачки пневматической шины, причем каждая закраина содержит, по меньшей мере, кольцевую усилительную структуру, при этом радиальная усилительная структура по всему радиальному сечению имеет, по меньшей мере, одну радиально наиболее низкую точку, причем радиальное расстояние между радиально наиболее низкой точкой кольцевой усилительной структуры и монтажным ободом обозначено позицией А; две боковины продолжают закраины радиально вверх; обе боковины соединяются в вершине, которая содержит вершинную арматуру, покрытую сверху протектором; а также каркасную арматуру, простирающуюся от закраин через боковины до вершины, при этом каркасная арматура содержит множество каркасных усилительных элементов, закрепленных в обеих закраинах оборотом вокруг кольцевой усилительной структуры и образующих в каждой закраине входные и выходные ветви.

В пневматической шине по изобретению первая закраина имеет толщину ЕВ1 и вторая закраина имеет толщину ЕВ2, при этом толщины ЕВ1 и ЕВ2 определены «i» как расстояние, отделяющее точку входной ветви каркасной арматуры, отстоящую на расстояние R от упомянутой радиально наиболее низкой точки кольцевой поверхности усиления закраины, где R=G+R1/2-А, и «ii» - точка наружной поверхности закраины, расположенная на том же расстоянии R от упомянутой точки, радиально наиболее низкой от кольцевой структуры усиления закраины, причем эти расстояния измеряют, когда пневматическая шина смонтирована на упомянутом монтажном ободе и накачана до рабочего давления.

В пневматической шине по изобретению абсолютная величина разности между толщинами ЕВ1 и ЕВ2 превышает или равна 1 мм, и предпочтительно превышает или равна 3 мм. Предпочтительно, разность между толщинами ЕВ1 и ЕВ2 меньше или равна 8 мм, еще более предпочтительно меньше или равна 6 мм.

Заявитель обнаружил, что при использовании таких пневматических шин можно получить смещения протектора пневматической шины относительно автомобиля, эквивалентные смещениям, полученным в системе пневматическая шина - колесо с прокладками толщиной в несколько миллиметров. Такой результат оказался неожиданным, так как ожидалось, что положение протектора пневматической шины относительно его монтажного обода определялось бы, прежде всего, геометрией ее каркасной арматуры вследствие эффекта давления накачки, и что толщина закраин не играет решающей роли при осевом позиционировании протектора.

Изобретение касается также системы пневматическая шина - колесо, содержащей такую пневматическую шину, то есть системы пневматическая шина - колесо, содержащей: колесо, включающее полый монтажный обод в соответствии с нормами ETRTO и имеющее индекс диаметра, превышающий или равный 10 и меньший или равный 20, и реборды типа «В» или «J» с высотой G реборды и радиусом кривизны R1; пневматическая шина предназначена для монтажа на упомянутом монтажном ободе и накачивается накачивающим газом, при этом пневматическая шина содержит: первую и вторую закраины, причем обе закраины предназначены для контакта с упомянутым монтажным ободом, каждая закраина имеет наружную поверхность, контактирующую с атмосферным воздухом, и внутреннюю поверхность, контактирующую с газом накачки пневматической шины, каждая закраина содержит, по меньшей мере, кольцевую усилительную структуру, имеющую во всем радиальном сечении, по меньшей мере, одну наиболее низкую точку, причем радиальное расстояние между радиально наиболее низкой точкой кольцевой усилительной структуры и монтажным ободом обозначено позицией А; две боковины продолжают закраины радиально вверх и обе боковины объединяются в вершине, содержащей вершинную арматуру, покрытую снаружи протектором; каркасная арматура простирается от закраин через боковины до вершины, причем каркасная арматура содержит множество каркасных усилительных элементов и закреплена в обеих закраинах оборотом вокруг кольцевой усилительной структуры так, чтобы образовать в каждой закраине входную ветвь и выходную ветвь; при этом первая закраина имеет толщину ЕВ1 и вторая закраина имеет толщину ЕВ2, причем толщины ЕВ1 и ЕВ2 определены как расстояние «i», отделяющее точку входной ветви каркасной арматуры на расстояние R от упомянутой радиально наиболее низкой точки кольцевой усилительной структуры закраины, где R=G+R1/2-A, а точка «ii» наружной поверхности закраины расположена на том же расстоянии R от упомянутой радиально наиболее низкой точки кольцевой усилительной структуры закраины, и в которой абсолютная величина разности между толщинами ЕВ1 и ЕВ2 превышает или равна 1 мм и, предпочтительно, превышает или равна 3 мм.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

В дальнейшем изобретение поясняется нижеследующим описанием, не являющимся ограничительным, со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:

Фиг. 1 изображает пневматическую шину по известному уровню техники.

Фиг. 2 изображает частичный вид в изометрии пневматической шины по известному уровню техники.

Фиг. 3 изображает в радиальном разрезе часть системы пневматическая шина - колесо, содержащей указанную шину с симметричными закраинами.

Фиг. 4 и 5 изображают в радиальном разрезе часть системы пневматическая шина - колесо, содержащей пневматическую шину по изобретению.

Фиг. 6 представляет выдержку из «Инструкции по применению стандарта 2010» ETRTO.

Фиг. 7-9 изображают результат от использования пневматической шины по изобретению.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

При использовании термина «радиальный» следует различать несколько различных значений слова специалистом. Первоначально выражение относится к радиусу пневматической шины. Именно в этом смысле говорят о точке Р1, которая является «радиально низкой» относительно точки Р2 (или «радиально ниже» точки Р2), если она ближе к оси вращения, чем точка Р2. Напротив, точку Р3 называют «радиально внешней» относительно точки Р4, если она более удалена от оси вращения пневматической шины, чем точка Р4. Говорят, что приближают «радиально внутрь (или наружу)», когда перемещают в направлении меньших (или больших) радиусов. Когда речь идет о радиальных расстояниях, этот термин также используется.

Напротив, нить или арматуру называют «радиальной», когда нить или усилительные элементы арматуры образуют с окружным направлением угол, превышающий или равный 80° и меньший или равный 90°. Уточним, что в настоящем документе термин «нить» должен восприниматься в общем смысле и касается нити в форме моноволокон, многожильных волокон, троса, скрученных нитей или эквивалентных соединений независимо от материала, образующего нить, или от обработки поверхности для улучшения ее связи с резиной.

Наконец, под «радиальным моментом» или «радиальным сечением» понимают в данном случае момент или сечение в плоскости, которая содержит ось вращения пневматической шины.

«Осевым» направлением является направление, параллельное оси вращения пневматической шины. Точка Р5 является так называемой «аксиально низкой» относительно точки Р6 (или «аксиально ниже» точки Р6), если она находится ближе к медианной плоскости пневматической шины, чем точка Р6. Напротив, точка Р7 является так называемой «аксиально наружной» относительно точки Р8 (или «аксиально снаружи» точки Р8), если она более удалена от медианной плоскости пневматической шины, чем точка Р8. «Медианной плоскостью» пневматической шины является плоскость, которая перпендикулярна оси вращения пневматической шины и которая расположена на равном расстоянии от кольцевых усилительных структур каждой закраины. Когда говорят, что медианная плоскость разделяет по всему радиальному сечению пневматическую шину на две «половины» пневматической шины, это не говорит о том, что медианная плоскость обязательно образует плоскость симметрии пневматической шины. Выражение «половина пневматической шины» является в данном случае более широким понятием и означает часть пневматической шины, имеющей аксиальную ширину, близкую к половине аксиальной ширины пневматической шины.

«Окружное» направление является направлением, которое перпендикулярно одновременно радиусу пневматической шины и осевому направлению.

В рамках этого документа выражение «резиноподобная композиция» означает резиновую композицию, содержащую, по меньшей мере, эластомер и наполнитель.

Фиг. 1 схематично изображает пневматическую шину 10 из известного уровня техники. Пневматическая шина 10 имеет вершину, содержащую вершинную арматуру (невидимую на фиг. 1), на которой размещен протектор 30, две боковины 40, продолжающие вершину радиально внутрь, а также две закраины 50 радиально внутренние относительно боковин 40.

Фиг. 2 схематично представляет частичный вид в изометрии другой пневматической шины 10 из известного уровня техники и изображает различные составные части пневматической шины. Пневматическая шина 10 содержит каркасную арматуру 60, образованную нитями 61, покрытыми резиноподобной композицией, и две закраины 50, каждая из которых содержит окружные усилительные арматуры (в данном случае пруты), которые удерживают пневматическую шину 10 на ободе (не изображенном на чертеже). Каркасная арматура 60 закреплена в каждой из закраин 50. Пневматическая шина содержит, кроме того, вершинную арматуру, включающую два слоя 80 и 90. Каждый из слоев 80 и 90 усилен проволочными усилительными элементами 81 и 91, которые параллельны в каждом слое и расположены под углом в одном слое относительно другого слоя, образуя с окружным направлением углы, составляющие от 10° до 70°. Пневматическая шина 10 содержит также бандажную арматуру 100, расположенную радиально снаружи вершинной арматуры, эта бандажная арматура образована усилительными элементами 101, ориентированными по окружности и намотанными спирально. Протектор 30 расположен на бандажной арматуре; именно протектор 30 обеспечивает контакт пневматической шины 10 с дорогой. Представленная пневматическая шина 10 является «бескамерной» шиной: она содержит «внутренний резиновый слой» 110 из резиноподобной композиции, непроницаемой для газа накачки, покрывающей внутреннюю поверхность пневматической шины.

Фиг. 3 изображает в радиальном разрезе часть системы пневматическая шина - колесо, содержащей рассматриваемую пневматическую шину. Пневматическая шина установлена на полом монтажном ободе 6 в соответствии с нормами ETRTO (Europian Tyre and Rim Technical Organisation; Европейская техническая организация шин и ободьев). Речь идет о полом ободе, имеющем индекс диаметра, превышающий или равный 10 и меньший или равный 20 («индекс диаметра 10-20 Drop Centre Rim»), как представлено в «Инструкции по применению стандарта 2010» ETRTO на страницах R8 и последующих. Рассматриваемый обод имеет реборды с высотой G реборды и радиусом кривизны R1. Точное определение этих параметров дано на фиг. 6, взятой со стр. R8 «Инструкции по применению стандарта 2010». Для понимания разности между ребордами типа «В» и «J» следует обратиться к таблице на стр. R9 «Инструкции по применению стандарта 2010» ETRTO.

Пневматическая шина содержит две симметричных закраины 50, предназначенных для контакта с упомянутым монтажным ободом 6, при этом каждая закраина 50 имеет внешнюю поверхность 50, предназначенную для контакта с атмосферным воздухом, и внутреннюю поверхность, предназначенную для контакта с газом накачки пневматической шины. Каждая закраина 50 содержит, по меньшей мере, кольцевую усилительную структуру 70, при этом кольцевая усилительная структура по всему радиальному сечению имеет, по меньшей мере, наиболее низкую точку 71. Уточним, что когда закраина содержит несколько кольцевых усилительных структур 70, точка 71 будет рассматриваться как наиболее низкая в системе, образованной различными кольцевыми усилительными структурами. Когда несколько точек усилительной кольцевой структуры (структур) 70 имеют одинаковое минимальное радиальное расстояние от оси вращения пневматической шины, будем рассматривать любую из этих точек.

Пневматическая шина содержит также две боковины 40, радиально продолжающих закраины наружу, при этом обе боковины объединяются в вершине, содержащей вершинную арматуру, образованную слоями 80 и 90, сверху которых расположена бандажная арматура 100 и протектор 30. Медианная плоскость пневматической шины обозначена позицией 200.

Пневматическая шина содержит также каркасную арматуру 60, проходящую от закраин 50 внутри боковин 40 до вершины. Каркасная арматура 60 закреплена в двух закраинах оборотом вокруг кольцевой усилительной структуры 70 так, чтобы образовать в каждой закраине входную ветвь 62 и выходную ветвь 63. В этом случае каркасная арматура 60 содержит, кроме того, второй слой 64, который также проходит от закраин 50 внутри боковин 40 до вершины, но которая не прикреплена оборотом к кольцевой усилительной структуре 70.

Фиг. 4 и 5 представляют в радиальном разрезе часть системы пневматическая шина - колесо, содержащей пневматическую шину по изобретению. Пневматическая шина, изображенная на фиг. 3, являющаяся частью этой системы пневматическая шина - колесо, предназначена для установки на полый монтажный обод 6, соответствующий нормам ETRTO («индекс диаметра от 10 до 20 Drop-Centre Rim») и имеющий обод реборды типа «J» с высотой G реборды и радиусом кривизны R1.

Пневматическая шина содержит первую закраину 51 и вторую закраину 52, при этом обе закраины 51 и 52 предназначены для контакта с упомянутым монтажным ободом 6. Каждая закраина имеет наружную поверхность 53 (см. фиг.5), предназначенную для контакта с атмосферным воздухом, и внутреннюю поверхность 54 (см. фиг. 5), предназначенную для контакта с газом накачки пневматической шины. Каждая закраина содержит, по меньшей мере, кольцевую усилительную структуру 70, имеющую по всему радиальному сечению, по меньшей мере, одну точку 71, радиально наиболее низкую, при этом радиальное расстояние между радиально наиболее низкой точкой 71 кольцевой усилительной структуры и ободом 6 (в его точке 151) обозначено позицией А (см. фиг. 5).

Пневматическая шина содержит также две боковины 40, продолжающие радиально наружу две боковины 40, объединяющиеся в вершине, содержащей вершинную арматуру, включающую два слоя 80 и 90, покрытых бандажной арматурой 100 и протектором 30.

Пневматическая шина содержит, кроме того, каркасную арматуру 60, простирающуюся от закраин 51, 52 и проходящую внутри боковин 40 до вершины. Каркасная арматура 60 закреплена в обеих закраинах путем оборота вокруг кольцевой усилительной структуры 70 так, чтобы образовать в каждой закраине входную ветвь 62 и выходную ветвь 63. В данном случае, каркасная арматура содержит, кроме того, второй слой 64, также простирающийся от закраин 51, 52 внутри боковин 40 до вершины, но не прикрепленных к кольцевой усилительной структуре 70 путем оборота.

Особенность пневматической шины по изобретению состоит в том, что она содержит асимметричные закраины. Первая закраина 51 имеет толщину ЕВ1, а вторая закраина 52 имеет толщину ЕВ2, при этом толщины ЕВ1 и ЕВ2 определены как расстояние «i», отделяющее точку 69 (см. фиг. 5) входной ветви 62 каркасной арматуры 60 на расстояние R от упомянутой радиально наиболее низкой точки 71 кольцевой усилительной структуры закраины, где R=G+R1/2-A, а «ii», отделяющее точку 153 (см. фиг. 5) наружной поверхности закраины, имеет то же расстояние R от упомянутой радиально наиболее низкой точки 71 кольцевой усилительной структуры 70 закраины, причем эти расстояния измерены, когда пневматическая шина установлена на монтажном ободе 6 и накачена до рабочего давления. В пневматической шине по изобретению абсолютная величина разности между толщинами ЕВ1 и ЕВ2 превышает или равна 1 мм: |EB1 - EB2|≥1 мм.

Когда несколько точек входной ветви 62 каркасной арматуры 60 имеют расстояние R от упомянутой радиально наиболее низкой точки 71 кольцевой усилительной структуры закраины, упомянутая точка 69 определена как точка, аксиально наиболее низкая из этих точек.

Уточним, что, если примеры соответствуют пневматическим шинам, называемым «run flat», усиленные боковины которых позволяют ехать, даже когда давление накачивания является слабым или нулевым, изобретение не ограничивается только этими шинами и может быть применено ко всем туристическим пневматическим шинам.

Заявитель констатировал, что, используя пневматические шины с ассиметричными закраинами 51, 52, можно получить смещения протектора относительно автомобиля, эквивалентные смещениям, получаемым с помощью прокладок толщиной в несколько миллиметров. Как было сказано выше, это утверждение является неожиданным, так как ожидалось, что положение пневматической шины относительно монтажного обода было бы, прежде всего, определено геометрией ее каркасной арматуры под действием давления накачки, и что толщина закраин не играет существенной роли в осевом положении протектора.

Фиг. 7-9 иллюстрируют эффект, получаемый вследствие использования пневматической шины по изобретению.

На фиг. 7 наложены один на другой контуры пневматических шин, изображенных на фиг. 3 (пунктирная линия) и 4 (сплошная линия). Констатируют, что асимметрия закраин вызывает эффект смещения вершины пневматической шины.

Фиг. 8 изображает типовую систему пневматическая шина - колесо, где колесо 5 отделено от ступицы 300 прокладкой 350 в несколько миллиметров для получения указанного смещения.

Фиг. 9 изображает систему пневматическая шина - колесо по изобретению, содержащую пневматическую шину, изображенную на фиг. 4. Колесо 5 в данном случае закреплено непосредственно на ступице 300 без какой-либо прокладки. Асимметрия закраин вызывает смещение, по существу, идентичное смещению, получаемому с прокладкой 350.

Изобретение относится к конструкции автомобильной шины, преимущественно для туристических транспортных средств. Шина предназначена для установки на полый монтажный обод (6) с высотой G реборды и радиусом кривизны R1, содержащая первую и вторую закраины (51, 52). Каждая закраина содержит, по меньшей мере, кольцевую усилительную структуру (70), имеющую радиально наиболее низкую точку (71) кольцевой усилительной структуры, и монтажный обод, обозначенный позицией А. Каркасная арматура (60) закреплена в двух закраинах оборотом вокруг кольцевой усилительной структуры, с возможностью формирования в каждой закраине входной ветви (62) и выходной ветви (63). Первая закраина имеет толщину ЕВ1, а вторая закраина - толщину ЕВ2. Толщины ЕВ1 и ЕВ2 определены как расстояние (i), отделяющее точку (69) входной ветви, отстоящей на расстояние R от упомянутой точки (71), где R=G+R1/2-A, и (ii) точки (153) наружной поверхности (53) закраины, отстоящей на то же расстояние R от упомянутой точки (71), и в котором абсолютная величина разности между толщинами ЕВ1 и ЕВ2 больше или равна 1 мм. Технический результат - обеспечение изменения смещения системы пневматическая шина - колесо относительно автомобиля без изменения колеса или использования прокладок. 1 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Пневматическая шина, предназначенная для установки на полый монтажный обод (6), соответствующий нормам ETRTO и имеющий индекс диаметра, превышающий или равный 10 и меньший или равный 20, и реборды типа «В» или «J» c высотой G реборды и радиусом кривизны R1, и накачиваемая с помощью накачивающего газа, содержащая
первую и вторую закраины (51, 52), причем обе закраины предназначены для контакта с упомянутым монтажным ободом, а каждая закраина имеет наружную поверхность (53), предназначенную для контакта с атмосферным воздухом, и внутреннюю поверхность (54), предназначенную для контакта с газом накачки пневматической шины, при этом каждая закраина содержит, по меньшей мере, кольцевую усилительную структуру (70), причем кольцевая усилительная структура по всему радиальному сечению имеет, по меньшей мере, одну радиально наиболее низкую точку (71) кольцевой усилительной структуры, и монтажный обод, обозначенный позицией А;
две боковины (40), продолжающие закраины радиально наружу, при этом обе боковины объединены в вершине, содержащей вершинную арматуру (80, 90), на которой расположен протектор (30);
каркасную арматуру (60), простирающуюся от закраин внутри боковин до вершины,
причем каркасная арматура содержит множество усилительных каркасных элементов (61) и закреплена в двух закраинах оборотом вокруг кольцевой усилительной структуры для образования в каждой закраине входной ветви (62) и выходной ветви (63);
в которой первая закраина имеет толщину ЕВ1, а вторая закраина имеет толщину ЕВ2, при этом толщины ЕВ1 и ЕВ2 определены как расстояние, разделяющее (i) точку (69) входной ветви каркасной арматуры, составляющей расстояние R от наиболее низкой точки (71) кольцевой усилительной структуры закраины, где R=G+R1/2-A, и (ii) точку (153) наружной поверхности (53) закраины, расположенную на том же расстоянии R от упомянутой наиболее низкой точки (71) кольцевой усилительной структуры закраины, причем эти расстояния измерены, когда пневматическая шина установлена на упомянутом монтажном ободе и накачана до рабочего давления, и в которой абсолютная величина разности между толщинами ЕВ1 и ЕВ2 превышает или равна 1 мм.

2. Пневматическая шина по п.1, в которой разность между толщинами ЕВ1 и ЕВ2 равна или превышает 3 мм.