ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2019 года по МПК B60C19/08 

Изобретение относится к пневматической радиальной шине транспортного средства, содержащей протектор, каркас, неэлектропроводные боковины и по меньшей мере один электропроводный компонент или элемент в области борта, который входит в контакт с ободом колеса, когда шина установлена на нем, при этом либо протектор является электропроводным, либо в области протектора предусмотрен по меньшей мере один электропроводный компонент, который перекрыт снаружи боковинами и пребывает в электропроводном соединении с наружной поверхностью протектора; при этом по меньшей мере в одной области боковины вставлены нити, снабженные электропроводным покрытием, покрытие которых образует электропроводные каналы между протектором или компонентом и по меньшей мере одним электропроводным компонентом или элементом в области борта.

Известно, что компоненты шины, в частности протектор и боковины, могут быть изготовлены из наполненных диоксидом кремния резиновых смесей для уменьшения сопротивления качению. Однако резиновые смеси, содержащие диоксид кремния, придают изготовленным из них резиновым компонентам такое высокое электрическое сопротивление, что они больше не являются электропроводными, поэтому необходимо принять соответствующие меры для рассеивания электростатических зарядов, возникающих в процессе движения. Электропроводность также слишком мала в случае компонентов шин, изготовленных из тех резиновых смесей, которые содержат технический углерод в очень малых количествах и/или технический углерод, имеющий низкую активность/низкую удельную поверхность по БЭТ.

Шина упомянутого во введении типа известна, например, из документа DE 10 2010 017 444 A1. Шина имеет каркас, на одной из сторон которого расположены нити из хлопка или PET, имеющие электропроводное покрытие. Нити, в частности, предназначены для удаления воздуха, зажатого между каркасом и примыкающими компонентами шины (внутренним слоем и/или боковиной) во время изготовления шины.

В документе DE 10 2010 037 004 A1 раскрыта пневматическая шина транспортного средства, боковины которой состоят из неэлектропроводного резинового материала. Вокруг боковин наматывается по спирали электропроводный элемент в виде нити, троса или полосы. Электропроводный элемент представляет собой металлическую нить, кордную нить, состоящую из того же самого, или полосу, изготовленную из электропроводной резиновой смеси.

Из документа DE 10 2013 104 114 A1 известна пневматическая шина транспортного средства, содержащая каркас, к которому примыкает нанесенный слой, изготовленный из электропроводной резиновой смеси. Нанесенный слой проходит от электропроводного профиля основания борта до верхней части шины.

Задачей изобретения является обеспечение возможности рассеивания электростатических зарядов в указанной в самом начале шине через боковины, которые соответственно содержат «основные пути проводимости», посредством очень простых, легко воспроизводимых мер.

Поставленная задача согласно настоящему изобретению достигается тем, что нити так расположены на внутренней стороне боковины и по меньшей мере одного электропроводного компонента или элемента в области борта, что электропроводное покрытие нитей образует вулканизированные электропроводные каналы как в области границы между боковиной и по меньшей мере одним электропроводным компонентом или элементом в области борта, так и в области границы между боковиной и протектором или компонентом, находящимся в электропроводном соединении с наружной поверхностью протектора.

Таким образом, шины, выполненные согласно настоящему изобретению, благодаря покрытию нитей имеют электропроводные каналы, которые образованы в областях их боковин, вулканизированы и поэтому долговечны. Покрытые нити можно просто расположить на еще не вулканизированных, «необработанных», соответствующих компонентах. Эта мера может быть эффективно интегрирована в существующие процессы изготовления шин.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения электропроводные каналы образованы из электропроводного покрытия нитей, каждая из которых расположена с непрерывным прохождением по внутренней части боковины и контактированием по меньшей мере с одним электропроводным компонентом или элементом в области борта. Расположение нитей, содержащих электропроводное покрытие, на внутренней стороне боковины может быть особенно легко интегрировано в традиционный процесс изготовления шин.

В альтернативном варианте осуществления изобретения, который также обеспечивает возможность простого получения электропроводных каналов, электропроводные каналы образованы из покрытия нитей, которые расположены на каркасе в радиально наружной концевой части боковины, в радиально внутренней части боковины, а также в контакте по меньшей мере с одним электропроводным компонентом или элементом в области борта и также в области между радиально наружной концевой частью боковины и радиально внутренней концевой частью боковины.

Электропроводный компонент в области борта может предпочтительно представлять собой резиновый компонент, присутствующий в области борта, в частности профиль основания борта, который находится в контакте с ободом колеса в области борта и обычно состоит из электропроводной резиновой смеси.

Как дополнительный признак изобретения электропроводные каналы в пневматической шине транспортного средства могут проходить по меньшей мере по существу в радиальном направлении или же под углом, в частности до 60°, относительно радиального направления. Количество электропроводных каналов, предусмотренных в шине, выполненной согласно настоящему изобретению, может оставаться относительно небольшим. Предпочтение отдается варианту осуществления, в котором электропроводные каналы проходят на расстоянии от 5 см до 15 см друг от друга.

Особенно просто можно получать такие электропроводные каналы, которые либо образованы из покрытия нитей переплетения, либо образованы из покрытия нитей, которые расположены случайным образом с взаимным контактом.

Компонент, находящийся в электропроводном соединении с наружной поверхностью протектора, в предпочтительном варианте осуществления изобретения представляет собой подканавочный слой протектора, который входит в контакт по меньшей мере с одной углеродной центральной полоской или подобным, которая проникает в беговую дорожку протектора.

Подходящие нити в контексте настоящего изобретения содержат разное электропроводное покрытие. Предпочтение отдается нитям, содержащим электропроводное покрытие, содержащее электропроводные частицы, например частицы технического углерода, частицы графита или углеродные нанотрубки, или содержащим электропроводное покрытие, состоящее из таких частиц. Электропроводное покрытие может также состоять из эластомерного материала, например из активатора склеивания, предпочтительно состава для окунания на основе RFL.

Нити дополнительно содержат неэлектропроводные несущие нити, которые содержат соответствующее покрытие и, в частности, состоят из вискозы, полиэфира, полиамида или арамида.

Дополнительные признаки, преимущества и особенности изобретения далее описаны более подробно на основании графических материалов, которые схематически показывают иллюстративные варианты осуществления изобретения. На фигурах показано:

на фиг. 1 показан поперечный разрез половины пневматической шины транспортного средства согласно одному варианту осуществления изобретения; и

на фиг. 2-6 показан один вид каждой части соэкструдированного профиля боковины/основания борта согласно разным вариантам осуществления изобретения.

Автомобильные шины, выполненные согласно настоящему изобретению, могут быть шинами для легковых автомобилей, фургонов, легких грузовиков или транспортных средств общего назначения.

На фиг. 1 показаны стандартные компоненты пневматической радиальной шины легкового автомобиля: протектор 1, многослойный брекер 2, проходящий радиально внутри протектора 1, каркас 3, усиленный усиливающими элементами, воздухонепроницаемый внутренний слой 4, бортовое кольцо 5, наполнительный шнур 6 бортового крыла на бортовом кольце 5, боковина 7 и профиль 8 основания борта. Вторая половина пневматической шины транспортного средства, не показанная на фиг. 1, предпочтительно выполнена в соответствии c тем, что показано на фиг. 1.

Протектор 1 в показанном варианте осуществления имеет двухслойную конструкцию в радиальном направлении и состоит из беговой дорожки 9 протектора, содержащей рисунок, и подканавочного слоя 10 протектора, который проходит радиально внутри беговой дорожки 9 протектора, при этом подканавочный слой 10 протектора проходит в осевом направлении по всей ширине беговой дорожки 9 протектора.

Подканавочный слой 10 протектора изготовлен по меньшей мере из одной резиновой смеси, содержащей такую долю технического углерода в качестве наполнителя, что он является электропроводным и, следовательно, состоит из электропроводного резинового материала, имеющего электрическое сопротивление <1×10⁸ Ом. Беговая дорожка 9 протектора изготовлена по меньшей мере из одной резиновой смеси, содержащей в качестве наполнителя диоксид кремния (тонкоизмельченный диоксид кремния), и, соответственно, состоит из неэлектропроводного резинового материала.

Между подканавочным слоем 10 протектора и наружной поверхностью протектора обеспечивается электропроводное соединение, при этом предпочтительно, как показано в рабочем примере, наличие в беговой дорожке 9 протектора электропроводной резиновой полосы 11, проходящей в окружном направлении, называемой углеродной центральной полоской, которая проходит по существу в радиальном направлении до наружной поверхности протектора и может быть изготовлена из резиновой смеси подканавочного слоя 10 протектора.

Радиальный брекер 2 в протекторе 1 содержит два слоя брекера, имеющие неэлектропроводное резиновое покрытие брекера, содержащее, например, диоксид кремния в качестве наполнителя. Любой предусмотренный бандаж брекера, который предпочтительно выполнен традиционным способом, также имеет неэлектропроводное резиновое покрытие.

Каркас 3 проходит радиально в пределах брекера 2 и вдоль боковин 7 в области бортов, в которых он намотан вокруг соответствующего бортового кольца 5 и образует загиб каркаса. Резиновое покрытие каркаса 3 также является неэлектропроводным.

Каждая боковина 7 проходит от протектора 1 до соответствующего профиля 8 основания борта. Радиально наружная концевая часть каждой боковины 7 снаружи перекрывает подканавочный слой 10 протектора и беговую дорожку 9 протектора и контактирует с ними. Радиально внутренняя концевая часть каждой боковины 7 перекрывает профиль 8 основания борта снаружи. Каждая боковина 7 изготовлена из неэлектропроводной резиновой смеси, содержащей, например, соответствующую долю диоксида кремния в качестве наполнителя. Профили 8 оснований бортов состоят из электропроводного резинового материала. В варианте осуществления, показанном и описанном более подробно, ввиду этого, в качестве примера, профили 8 оснований бортов представляют собой те электропроводные компоненты или элементы в областях бортов, которые входят в контакт с ободом колеса, когда шина установлена на нем. В областях бортов также могут быть предусмотрены другие элементы, компоненты или встроенные компоненты, которые могут устанавливать электропроводное соединение боковин с ободом колеса и могут использоваться для этой цели в контексте настоящего изобретения.

Пневматические шины транспортного средства, выполненные согласно настоящему изобретению, поэтому содержат ряд компонентов, которые являются неэлектропроводными и предпочтительно содержат диоксид кремния в резиновом материале. Как непосредственно известно, эта мера дает преимущества в отношении сопротивления качению шины и сопротивления резанию и растрескиванию соответствующего компонента шины. Чтобы обеспечить рассеивание электростатических зарядов от электропроводных элементов, компонентов или встроенных компонентов, которые находятся в контакте с металлическим ободом колеса в областях бортов, к электропроводному подканавочному слою 10 протектора, в шинах согласно изобретению по меньшей мере в одной из областей боковины предусмотрены электропроводные каналы.

На каждой из фиг. 2-6 показан вид стороны периферической части соэкструдированного профиля боковины/основания борта, который образует внутреннюю часть в готовой шине, при этом невулканизированный профиль боковины в каждом случае обозначен 7', а невулканизированный профиль основания борта в каждом случае обозначен 8'. Согласно настоящему изобретению на внутренней стороне профиля боковины/основания борта расположены нити 12a-12i, которые были снабжены электропроводным покрытием, так что покрытия в готовой, вулканизированной шине образуют электропроводные каналы или соединения.

Электропроводные нити 12а-12i в предпочтительном варианте осуществления состоят из несущей нити, состоящей из неэлектропроводного материала и имеющей внешнее покрытие или оболочку из электропроводного материала. Несущие нити могут состоять, например, из вискозы, полиэфира, полиамида или арамида и могут быть одноволоконной нитью, комплексной нитью или кордной нитью, состоящей из нескольких комплексных нитей. Электропроводное покрытие выполнено, например, на основе суспензии, содержащей латекс или другой эластомер и содержащей электропроводные частицы, например частицы технического углерода или графитовый порошок, что обеспечивает электропроводность покрытия. Это покрытие может быть получено с использованием, например, обычного активатора склеивания, который содержит частицы технического углерода и является жидким настолько, что на несущую нить, состоящую из текстильного материала, покрытие может быть нанесено с помощью операции окунания. В качестве примера можно использовать состав для окунания на основе RFL (состав для окунания на основе латекса, содержащего резорцино-формальдегидную смолу), содержащий частицы технического углерода, в частности частицы N 339 или частицы N 121. Доля электропроводных частиц в суспензии составляет, например, от 10% по весу до 70% по весу, в частности от 30% по весу до 50% по весу. Электропроводное покрытие несущих нитей также может состоять исключительно из электропроводных частиц, например из частиц технического углерода, графитового порошка или углеродных нанотрубок.

Внутренняя часть профиля боковины/основания борта, показанного на фиг. 2, снабжена электропроводными нитями 12а, которые являются непрерывными, то есть через профиль 7' боковины и профиль 8' основания борта все они проходят по существу по прямой линии и по существу параллельно друг другу. Нити 12а расположены друг от друга предпочтительно на расстоянии от 5 см до 15 см.

Внутренняя часть профиля боковины/основания борта, показанного на фиг. 3, была снабжена радиально наружным набором нитей и радиально внутренним набором нитей, каждый из которых состоит из коротких электропроводных нитей 12b, 12c, проходящих по существу по прямой линии и по существу параллельно друг другу. Нити 12b радиально наружного набора нитей расположены в радиально наружной концевой части профиля 7' боковины; нити 12с радиально внутреннего набора нитей расположены таким образом, что они частично проходят в радиально внутренней концевой части профиля 7' боковины и частично в радиально наружной части профиля 8' основания борта. Расстояние между нитями предпочтительно составляет от 5 см до 15 см. Каркас 3 по меньшей мере в той области, которая противоположна зазору между нитями 12b, 12c двух наборов нитей, также снабжен электропроводными нитями, так что взаимный контакт покрытий от обода колеса до подканавочного слоя протектора создает непрерывные электропроводные каналы.

Профиль боковины/основания борта, показанный на фиг. 4, отличается от профиля на фиг. 3 тем, что электропроводные нити 12d, 12е расположены проходящими под углом до 60°, предпочтительно по меньшей мере 20°, к радиальному направлению.

Внутренняя часть профиля боковины/основания борта, показанного на фиг. 5, снабжена переплетением 13, состоящим из электропроводных основных нитей 12f и электропроводных уточных нитей 12g. В показанном рабочем примере ширина переплетения 13 соответствует размерам профиля боковины/основания борта, так что уточная нить 12g проходит через профиль 7' боковины и профиль 8' основания борта по существу в радиальном направлении в виде волны.

Внутренняя часть профиля боковины/основания борта, показанного на фиг. 6, снабжена узким переплетением 14, состоящим из электропроводных основных нитей 12h и электропроводных уточных нитей 12i. В показанном рабочем примере уточная нить 12i немного выступает в профиль 8' основания борта.

В других вариантах осуществления используются части переплетения, отрезанные с соответствующими размерами от такого переплетения.

В еще одном варианте осуществления относительно короткие электропроводные нити вставлены случайным образом, то есть случайно и без ориентации, и с местами взаимного контакта.

Вместо электропроводного подканавочного слоя 10 протектора между боковиной 7 и резиновой полосой 11 также может предусматриваться другой вид электропроводного соединения.

Список номеров ссылочных позиций

1 Протектор

2 Брекер

3 Каркас

4 Внутренний слой

5 Бортовое кольцо

6 Наполнительный шнур бортового крыла

7 Боковина

7' Профиль боковины

8 Профиль основания борта

8' Невулканизированный профиль основания борта

9 Беговая дорожка протектора

10 Подканавочный слой протектора

11 Резиновая полоса

12a-12i Нити

13, 14 Плетение.

Радиальная шина транспортного средства содержит протектор (1), каркас (3), неэлектропроводные боковины (7) и по меньшей мере один электропроводный компонент (8) или элемент в области борта. Этот компонент или элемент входит в контакт с указанным ободом колеса, когда шина установлена на нем, при этом либо протектор (1) является электропроводным, либо в области протектора предусмотрен по меньшей мере один электропроводный компонент (10), который перекрыт снаружи боковинами (7) и пребывает в электропроводном соединении с наружной поверхностью протектора. По меньшей мере в одной области боковины предусмотрены нити, снабженные электропроводным покрытием. Покрытие нитей образует электропроводные каналы между протектором (1) или компонентом (10) и по меньшей мере одним электропроводным компонентом (8) или элементом в области борта. Технический результат - обеспечение возможности рассеивания электростатических зарядов в шине через боковины, которые соответственно содержат «основные пути проводимости», посредством очень простых, легко воспроизводимых мер. 13 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Пневматическая радиальная шина транспортного средства, содержащая протектор (1), каркас (3), неэлектропроводные боковины (7) и по меньшей мере один электропроводный компонент (8) или элемент в области борта, который входит в контакт с ободом колеса, когда шина установлена на нем, при этом либо протектор (1) является электропроводным, либо в области протектора предусмотрен по меньшей мере один электропроводный компонент (10), который перекрыт снаружи боковинами (7) и пребывает в электропроводном соединении с наружной поверхностью протектора; при этом по меньшей мере в одной области боковины расположены нити (12а-12i), снабженные электропроводным покрытием, покрытие которых образует электропроводные каналы между протектором (1) или компонентом (10) и по меньшей мере одним электропроводным компонентом (8) или элементом в области борта;

отличающаяся тем, что

нити (12а-12i) так расположены на внутренней стороне боковины (7) и по меньшей мере одного электропроводного компонента (8) или элемента в области борта, что электропроводное покрытие нитей (12a-12i) образует вулканизированные электропроводные каналы как в области границы между боковиной (7) и по меньшей мере одним электропроводным компонентом (8) или элементом в области борта, так и в области границы между боковиной (7) и протектором (1) или компонентом (10), находящимся в электропроводном соединении с наружной поверхностью протектора.

2. Пневматическая шина транспортного средства по п. 1, отличающаяся тем, что электропроводные каналы образованы из электропроводного покрытия нитей (12а), каждая из которых расположена с непрерывным прохождением по внутренней части боковины (7') и контактированием по меньшей мере с одним электропроводным компонентом (8) или элементом в области борта.

3. Пневматическая шина транспортного средства по п. 1, отличающаяся тем, что электропроводные каналы образованы из покрытия нитей, которые расположены на каркасе (3) в радиально наружной концевой части боковины (7'), в радиально внутренней концевой части боковины, а также в контакте по меньшей мере с одним электропроводным компонентом (8) или элементом в области борта и в области между радиально наружной концевой частью боковины (7') и радиально внутренней концевой частью боковины.

4. Пневматическая шина транспортного средства по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что электропроводный компонент (8) в области борта представляет собой резиновый компонент, в частности профиль основания борта.

5. Пневматическая шина транспортного средства по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что электропроводные каналы проходят по меньшей мере по существу в радиальном направлении.

6. Пневматическая шина транспортного средства по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что электропроводные каналы относительно радиального направления проходят под углом до 60°.

7. Пневматическая шина транспортного средства по любому из пп. 1-6, отличающаяся тем, что расстояние между электропроводными каналами составляет от 5 см до 15 см.

8. Пневматическая шина транспортного средства по любому из пп. 1-7, отличающаяся тем, что электропроводные каналы образованы из покрытия нитей переплетения (13, 14).

9. Пневматическая шина транспортного средства по любому из пп. 1-7, отличающаяся тем, что электропроводные каналы образованы из покрытия нитей, которые вставлены случайным образом с взаимным контактом.

10. Пневматическая шина транспортного средства с протектором, содержащим беговую дорожку (9) протектора и подканавочный слой (10) протектора, по любому из пп. 1-9, отличающаяся тем, что компонент, находящийся в электропроводном соединении с наружной поверхностью протектора, представляет собой подканавочный слой (10) протектора, который контактирует по меньшей мере с одной углеродной центральной полоской, которая пронизывает беговую дорожку (9) протектора.

11. Пневматическая шина транспортного средства по любому из пп. 1-10, отличающаяся тем, что электропроводное покрытие нитей содержит электропроводные частицы, например частицы технического углерода, частицы графита или углеродные нанотрубки, или состоит из них.

12. Пневматическая шина транспортного средства по любому из пп. 1-11, отличающаяся тем, что электропроводное покрытие нитей состоит из эластомерного материала.

13. Пневматическая шина транспортного средства по п. 12, отличающаяся тем, что покрытие представляет собой активатор склеивания, предпочтительно состав для окунания на основе RFL.

14. Пневматическая шина транспортного средства по любому из пп. 1-13, отличающаяся тем, что нити содержат неэлектропроводные несущие нити, которые, в частности, состоят из вискозы, полиэфира, полиамида или арамида.