ШИНА ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2018 года по МПК B60C13/00 B60C1/00 C08K7/02 

[001] Настоящее изобретение относится к шине для транспортного средства, содержащей

- протектор, предназначенный для контакта качения с поверхностью, причем указанный протектор выполнен с протекторным рисунком, содержащим кольцевые канавки и поперечные канавки для удаления воды из пятна контакта между данной поверхностью и шиной,

- каркас шины, содержащий по меньшей мере один каркасный корд и поясную конструкцию,

- область борта, содержащую проволочный сердечник борта, накладное кольцо и конек,

- боковину, содержащую наружный слой боковины, косой восходящий участок накладного кольца, каркасный корд, и внутреннюю обкладку.

[002] При эксплуатации транспортного средства шина подвергается разнообразным нагрузкам, которые не должны приводить к ее повреждению. Один из видов такой нагрузки - колющее или режущее воздействие на боковину шины, которое может явиться результатом, например, контакта транспортного средства с бордюрным камнем или с валяющимся на дороге предметом, ударившим в бок шины. Бок шины может также пострадать от вандализма. Цель настоящего изобретения - сделать шину способной насколько возможно противостоять этим механизмам повреждения, а также уберечь шину от критического повреждения.

[003] Жесткость и состав боковины шины оказывают наибольшее влияние на характеристики управляемости шины. С точки зрения управляемости нужен 25 достаточно жесткий состав, но с другой стороны, чрезмерно жесткий состав приведет к реакции транспортного средства на малые неровности поверхности и тем самым создаст неудобства для пассажира. Опять-таки с другой стороны, шина, удачная с точки зрения удобств пассажира, может ухудшить управляемость и привести к "инертности", которая воспринимается в процессе вождения как боковая вибрация или недержание дороги. Должен быть найден соответствующий компромисс, учитывающий эти взаимно противоречивые требования.

[004] Из уровня техники известен документ US 2006/0060284 А1, который раскрывает в одном из вариантов осуществления конструкцию шины, в которой внутренний слой боковины, охватываемый наружным слоем, содержит в качестве усиления короткие волокна технического углерода и арамида, ориентированные однонаправленно относительно друг друга и периферически относительно шины. Внутренний слой боковины содержит 100 phr (частей на 100 частей каучука) резины и 55-80 phr усиливающего наполнителя, включая примерно 1-12 phr арамидного волокна.

[005] Цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить шину для транспортного средства с боковиной повышенной стойкости к проколам и порезам и, с другой стороны, шину, сопротивление качению которой может сохраняться на низком уровне.

[006] Шина согласно настоящему изобретению отличается тем, что представлено в отличительной части пункта 1 формулы изобретения.

[007] Шина для транспортного средства согласно настоящему изобретению содержит

- протектор, предназначенный для контакта качения с поверхностью, причем указанный протектор выполнен с протекторным рисунком, содержащим кольцевые канавки и поперечные канавки для удаления воды из пятна контакта между поверхностью и шиной,

- каркас шины, содержащий по меньшей мере один каркасный корд и поясную конструкцию,

- область борта, содержащую проволочный сердечник борта, накладное кольцо, и конек, и

- боковину, содержащую наружный слой боковины, косой восходящий участок накладного кольца, каркасный корд и внутреннюю обкладку, при этом

- наружный слой боковины, выполнен из резиновой смеси, содержащей 0,2-0,5 весовых % арамидного волокна с длиной волокна 1-5 мм.

[008] Раскрытое решение достигает указанной цели и обеспечивает повышенную стойкость к проколам и порезам по сравнению со стандартной шиной. Кроме того, слегка уменьшается гистерезис шины, тем самым снижая также сопротивление качению. С другой стороны, это решение значительно не изменяет прочие свойства шины.

[009] Ниже настоящее изобретение раскрывается более подробно со ссылкой на сопровождающую фиг. 1.

[010] На фиг. 1 показана в поперечном разрезе половина шины для транспортного средства, т.е. на чертеже показаны только одна боковина и половина протектора. На чертеже показана шина 1 для транспортного средства, содержащая

- протектор 2, предназначенный для контакта качения с поверхностью, причем указанный протектор 2 выполнен с протекторным рисунком 20, содержащим кольцевые канавки 25 и поперечные канавки 26 для удаления воды из пятна контакта поверхности с шиной 1 (для ясности изображения эти кольцевые и поперечные канавки, образующие протекторный рисунок, не показаны на чертеже),

- каркас 3 шины, содержащий по меньшей мере один каркасный корд 30 и поясную конструкцию 32,

- область 5 борта, содержащую проволочный сердечник 50 борта, накладное кольцо 52 и конек 54,

- боковину 4, содержащую наружный слой 41 боковины, косой восходящий участок накладного кольца 52, каркасный корд 30 и внутреннюю обкладку 31, при этом

- наружный слой 41 боковины выполнен из резиновой смеси, содержащей 0,2-0,5 весовых % арамидного волокна с длиной волокна 1-5 мм.

[011] Стрелками на фиг. 1 примерно указаны зоны, которые можно считать входящими в область 5 борта, боковину 4 и протектор 2. Указание стрелками зон не абсолютно точно, и в разных конструкциях шин места расположения зон могут слегка варьироваться. Из каркаса 3 на чертеже показан только один компонент, однако каркас проходит почти через всю площадь поперечного сечения шины.

[012] В одном из предпочтительных вариантов осуществления арамидные волокна имеют длину 3±1 мм, предпочтительно 3±0,5 мм. Далее, в одном из предпочтительных вариантов осуществления, арамидное волокно имеет диаметр 5-30 мкм. Наличие отдельных прядей арамидного волокна в пределах диапазона, определенного этими размерами, дало особенно хорошие результаты при исследовании шин.

[013] В варианте осуществления, показанном на фиг. 1, указанный наружный слой 41 боковины шины для транспортного средства - это слой, расположенный снаружи каркасного корда 30. В таком решении возможный колющий или режущий предмет, ударяющий в бок шины, прежде всего встретит слой с повышенными защитными свойствами против проколов и порезов благодаря арамидному волокну. Но именно этот слой не очень чувствителен к повреждениям, и внешний вид шины остается неизменным. Не происходит и начального повреждения шины, которое могло бы постепенно прогрессировать из исходного повреждения. Наружный слой 41 боковины вышеуказанного типа также защищает каркасный слой 30 корда от повреждения, предотвращая тем самым возникновение механизма аналогичного постепенно прогрессирующего повреждения и разрыва кордной проволоки каркаса.

[014] В одном из вариантов осуществления наружный слой 41 боковины шины для транспортного средства приспособлен также для защиты области 5 борта. В этом варианте осуществления наружный слой 41 боковины "протянут", в сравнении с тем, что показано на фиг. 1, дальше по направлению к области борта 5, и даже на все расстояние спуска к мыску (не показано на чертеже). Это обеспечивает шине защиту от колющего или режущего удара, направленного, в частности, на обод шины и закраину обода. Далее, в другом направлении, т.е. в направлении протектора, конструкция может предусматривать продолжение наружного слоя 41 боковины до нижележащего протектора 2 таким образом, чтобы указанный наружный слой 41 боковины и поясная конструкция 32 частично перекрывались. Таким образом, защита будет обеспечена также и в плечевой области шины.

[015] В некоторых случаях заплечик протектора также может изготавливаться из того же материала, что и наружный слой боковины, однако так же возможно изготавливать заплечик протектора из материала, отличающегося от материала наружного слоя боковины. Это требует рассмотрения с других точек зрения, которые должны быть учтены и которые могут быть более важны, чем достигаемая способность противостоять проколам и порезам.

[016] В одном из предпочтительных вариантов осуществления наружный слой боковины обычных автомобильных шин имеет толщину 1,5-5 мм, однако там, где он выполнен имеющим клиновидную форму, его толщина слоя находится в пределах диапазона 0-10 мм. В особенности, в подшинных областях боковины, т.е. вблизи плечевой области шины и вблизи области борта, компоненты конструкции шины клиновидны в поперечном сечении и имеют меняющуюся толщину, благодаря чему такие клиновидные компоненты могут изготавливаться как единое целое с наружным слоем боковины.

[017] Далее, в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения шина для транспортного средства имеет наружный слой боковины, выполненный из резиновой смеси с содержанием технического углерода 10-40 весовых %. Такое содержание технического углерода оказывает позитивное воздействие на гистерезис шины, снижая тем самым сопротивление качению. Также наличие технического углерода способствует прочному связыванию арамидных волокон с окружающим материалом, что увеличивает разрывную прочность состава. Наиболее очевидная технология изготовления наружного слоя боковины включает экструзионный процесс, в котором сырье пропускают сквозь матрицу для производства компонента шины или полуфабриката какой-то ее части. Указанное арамидное волокно ориентируется при экструзии, по существу, в боковой плоскости шины, однако ориентация волокон в указанной плоскости произвольна, что создает соответствующую структуру сетчатого типа. Таким образом, в плоскости боковины получают более или менее однородные прочностные свойства по всем направлениям, что отвечает соответствующим потребностям.

[018] Специалисту понятно, что настоящее изобретение и варианты его осуществления не ограничиваются вышеприведенными для примера вариантами осуществления. Терминология, использованная в формуле изобретения, выражает наличие отличительных особенностей, так, например, выражение "шина содержит протектор", является открытым таким образом, что представление отличительных особенностей не исключает наличия таких иных отличительных особенностей, которые не были представлены в независимых или зависимых пунктах формулы.

Номера позиций, имеющиеся на чертеже

1 шина

2 протектор

20 протекторный рисунок

22 протекторный блок

25 кольцевая канавка

26 поперечная канавка

27 заплечик протектора

3 каркас

30 каркасный корд

32 поясная конструкция

4 боковина

41 наружный слой боковины

5 область борта

50 проволочный сердечник борта

52 накладное кольцо

54 конек

Шина (1) содержит: протектор (2), выполненный с протекторным рисунком (20), содержащим кольцевые канавки (25) и поперечные канавки (26) для удаления воды из пятна контакта между указанной поверхностью и шиной (1), каркас (3) шины, содержащий по меньшей мере один каркасный корд (30) и поясную конструкцию (32), область (5) борта, содержащую проволочный сердечник (50) борта, накладное кольцо (52) и конек (54), и боковину (4), содержащую наружный слой (41) боковины, косой восходящий участок накладного кольца (52), каркасный корд (30) и внутреннюю обкладку (31), при этом наружный слой (41) боковины, выполнен из резиновой смеси, содержащей 0,2-0,5 весовых % арамидного волокна с длиной волокна 1-5 мм. Технический результат – повышение стойкости шины к проколам и порезам при сохранении низкого сопротивления качению. 9 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Шина (1) для транспортного средства, содержащая:

- протектор (2), предназначенный для контакта качения с поверхностью, причем указанный протектор (2) выполнен с протекторным рисунком (20), содержащим кольцевые канавки (25) и поперечные канавки (26) для удаления воды из пятна контакта между указанной поверхностью и шиной (1),

- каркас (3) шины, содержащий по меньшей мере один каркасный корд (30) и поясную конструкцию (32),

- область (5) борта, содержащую проволочный сердечник (50) борта, накладное кольцо (52) и конек (54),

- боковину (4), содержащую наружный слой (41) боковины, косой восходящий участок накладного кольца (52), каркасный корд (30) и внутреннюю обкладку (31),

отличающаяся тем, что

- наружный слой (41) боковины выполнен из резиновой смеси с содержанием технического углерода в пределах 10-40% весовых, содержащей 0,2-0,5% весовых арамидного волокна с длиной волокна 1-5 мм.

2. Шина (1) для транспортного средства по п. 1, отличающаяся тем, что указанный наружный слой (41) боковины шины (1) для транспортного средства является следующим наружным слоем после каркасного корда (30).

3. Шина (1) для транспортного средства по п. 1, отличающаяся тем, что арамидные волокна имеют длину 3±1 мм, предпочтительно 3±0,5 мм.

4. Шина (1) для транспортного средства по п. 1, отличающаяся тем, что наружный слой (41) боковины предназначен также для защиты области (5) борта.

5. Шина (1) для транспортного средства по п. 1, отличающаяся тем, что наружный слой (41) боковины проходит до нижележащего протектора (2) таким образом, что указанный наружный слой (41) боковины и поясная конструкция (32) частично перекрываются.

6. Шина (1) для транспортного средства по п. 1, отличающаяся тем, что заплечик (27) протектора изготовлен из того же материала, что и наружный слой (41) боковины.

7. Шина (1) для транспортного средства по п. 1, отличающаяся тем, что заплечик протектора изготовлен из материала, отличающегося от материала наружного слоя (41) боковины.

8. Шина (1) для транспортного средства по п. 1, отличающаяся тем, что наружный слой (41) боковины имеет толщину 1,5-5 мм, однако там, где он выполнен имеющим клиновидную форму, толщина слоя находится в пределах диапазона 0-10 мм.

9. Шина (1) для транспортного средства по п. 1, отличающаяся тем, что указанное арамидное волокно расположено так, что оно проходит в плоскости боковины (4) шины, однако ориентация волокон в указанной плоскости произвольна.

10. Шина (1) для транспортного средства по п. 1, отличающаяся тем, что указанное арамидное волокно имеет диаметр 5-30 мкм.