Покрышка пневматической шины Советский патент 1981 года по МПК B60C9/18 

Изобретение относится к конструкции покрышек: пневматических шин для транспортных средств. Известны покрышки пневматических шин, выполненные с арматурой, содержащей верхний усилительный слой брекер l. Обычно такое дополнительное уснпе ние или верхняя арматура, независимо от типа применяемого каркаса (перекрестного или радиального) имеет своей целью усиление протектора для сопротивления деформациям. По этой причине обычно верхняя арматура имеет осевую ширину близкую ширине ходовой поверхности, т.е. поверхности качения шины независимо от ширины этой поверхности по отношению к максимальному расстоянию между осями двух боковин покрышки. Известны покрыйки с протектора- ; ми 1,2 , В этом случае выступающая часть протектора используется для за щиты от повреждений твердыми, режущими предметами боковин покрышки, а также для дополнительного сцепления и уменьшения давления пневмошины на грунт. Однако верхняя арматура, хотя она и способствует усилению выступаю щей части, имеет ширину заметно мень шую нежели ширина поверхности качения. Главным недостатком известных конструкций является то, что они не вносят никаких ослаблений напряжений при срезании в краевые зоны слоев верхней арматуры, где из-за этих напряжений происходит отделение слоев. Наоборот некоторые конструкции увеличивают напряжения при срезе между верхними слоями краевых зон, что приводит к ослаблению покрышки.; Известны также покрышки пневматической шины с выпуклыми боковинами и протектором, ширина профиля которой по боковинам превышает ширину протектора, содержащая расположенную под протектором усилительную арматуру брекера, с углом наклона корда не более к меридионал ному напргшпению, имеющую меридиональную кривизну меньшую, чем ее кривизна по окружности , по ширине превышающую ширину протектора и образующую выступы, охваченный резиной, радиально углубленной с наружной стороны относительно протектора, а с внутренней стороны - сопряженной вогнутой поверхностью с боковиной 3.

Последнее из описанных технических решений является наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сути.

Недостатком известной покрышки является незначительный срок ее службы. Цель изобретения - повышение срока службы путем снижения касательных напряжений в краевой зоне брекера.

Это достигается тем, что арматура брекера выполнена в виде двух слоев проволоки или тросов, параллельно расположенных в каждом слое и пересекающихся от одного слоя к другому, а выступ имеет высоту равную 4-10% от половины ширины протектора.

При этом та часть, которая выступает из верхней арматуры, не подвергается сжатию и сдавливанию, вызываемых прилегающими частями (протектора и боковины) пневмошины. Следовательно эта выступатацая часть не подвергается напряжениям при срезе между краями верхних слоев обычной ширины, а также не подвергается нагреву, отрицательно влияющему на выносливость связующей резины. Более того, выступающая часть создает элемент способный уменьшать температуру работы других зон верхней арматуры, в частности, когда имеются элементы усиления, хорошо проводящие тепло.

Кроме того, сумма половины ширины верхней арматуры и выступа состгшляет 45-60% от максимальной наружной ширины покрышки, измеряемой на уровне боковин.

Толщина резины, охватывающей выступ с наружной стороны в аксиальном направлении, составляет 1-10% от половины ширины протектора, замеренной в месте выступа.

Резина,покрывакщая внутреннюю часть выступа, имеет модуль 80-100 г/мм 2 при 100% удлинении, а также имеет ребра, разделенные радиальными желобками

Целесообразно, когда между концами верхних слоев арматуры проложены полосы резины.

В.ряде случаев выступ арматуры может быть выполнен только с одной стороны покрышки.

На фиг. 1 изображена предлагаемая пневматическая шина, радиальный разрез} на фиг. 2 - фрагмент шины с разрезом в месте выступа арматуры; на фиг.3 - радиальный разрез шины с односторонним выступом; на фиг. 4 то же, в другом исполнении; на фиг.5, б, Л различные варианты выполнения выступов, на фиг. 8 - разрез шины в зоне контакта с опорной поверхность

В радиальном разрезе пневмошина 1 имеет каркасную арматуру 2, верхнюю арматуру из двух слоев 3 и 4 проволок .или тросов, концы ко торых 5 и б (см. фиг. 2), выступают из видимого контура 7 протектора 8. На фиг. 1 также представлена максимальная осевая

ширина 5 , достигаемая наружной поверхностью боковины, осевая ширина В протектора на уровне поверхности соприкасающейся с грунтом, как показаko на фиг. 8, ширина Е (фиг. 2) выступающей части верхней арматуры, причем эта ширина измеряется от точки L Е в которой эта арматура пересекает линию L/ указанную ниже, осевая толщина е части 9 наружной по оси резины, покрывающей эту выступающую часть 9, и линия Х-X экваториальной плоскости пневмошины. Как видно на чертеже края верхней арматуры 3,4 покрыты резиной. Резина 10,радиально расположенная снаружи выступающей части 9 верхней арматуры, имеет такой профиль что она не контактирует с грунтом (см., фиг. 8). Этот профиль может быть вогнутым (фиг. 1,2,3,4 и 8), прямолинейным (фиг. 5), выпуклым (фиг. 6), синусоидальным (фиг. 7) и т.п.

Что касается резины 11, радигшьно расположенной внутри выступанлцей части 9, то ее профиль вогнутый и доходит до контура 12 боковины 13 по траектории, которая по отношению к мнимой линии L , соединяющей край поверхности протектора 8 с точкой р , в которой пневмошина смонтированная на своём ободе, надуваемая, но не нагруженная, имеет максимальную ширину, проходит либо полностью наружу, либо полностью внутрь, либо пересекает эту линию по крайней мере в одной точке, как показано штриховой линией фиг. 2. Край протектора может определяться как состоящий из боковой образованной в точке D , где встречается радиальная наружная сторона пневмошины, наружная осевая сторона пневмошины и наружная осевая сторона зоны боковины, прилегакяцая к укаэайной наружной радиальной стороне. Если (фиг. 7) это ребро не ясно обозначено, точка D определяется путем установки на горизонтальной плоский грунт надуваемой шины, несущей номинальную нагрузку. Точка Р при этом находится на расстоянии от экваториальной плоскости X - X пневмошины, равном половине максимальной ширины участка соприкасания протектора с грунтом. В то время, как верхняя арматура, пред:ставленная на фиг. 1 и 8, имеет две выступающие части 9, арматура 14, представленная в разрезе фиг. 3, имеет всего одну выступающую часть 15. В той части, где она не выступает из протектора 8, верхняя арматура 14 имеет обычное строение, наоборот, протектор имеет блоковое удлинение 16. Вариант, показанный на фиг. 3, является I подходящим для пневмошин, передвигамцкхся не по дороге, например на аемляных работах.

У вар ианта, представленного на фиг. 4 на стороне выхода верхней арматуры, между концами 17 и 18 с одНОЙ стороны и 18 и 19 с другой стороны слоев, образующих эту арматуру, имеется узкая резиновая полоса 20. Модуль этой резины по крайней мере решен резины, образующей протектор. С той же стороны, покрышка пневмошины снабжена боковым усилением с радиальными желобками, разгра ничивалощими радиальные ребра 21 в ре ,зине, радиально расположенной внутри выступающей части слоев 17, 18 и 19. Плоскость чертежа проходит через одну из этих радиальных желобков Для арматуры, у которой оба края выступают из.протектора, общая ширина этой арматуры предпочтительно составит от 90 до 120% максимальной осевой ширины боковин. Покрышка пневматической шины относится ко всем верхним арматурам взаимодействующим со следующими типа ми каркасных арматур: пересекающимися скрещивающихся, РСЩИальных или частично радиальных и с перекрестными слоями. Изобретение применимо также к пневмошинам, не снабженным каркасной арматурой , а имеющим верхнюю арматуру. Оно также относится к верхним арматурам со слоями обычной ширины или частью этой ширины, с отогнутыми или не отогнутыми секциями независимо от меридианной кривизны этих арматур. Они также хорошо подходят к верхним, цилиндрическим арма турам, т.е. к таким, у которых меридианная кривизна меньше продольной кривизны. Действительно, такие верхние арматуры, имеющие обычную ширину постоянно подвергаются краевым напряжениям, влияющим на их выносли.вость, несмотря на относительно значительное расстояние их краев от ней тральной жилы каркаса пневмошины. в случае, если пневмошины применяются на каменистых грунтах, скальных породах и т.п., рекомендуется, чтобы концевые части верхних арматур предусматривались с резиновыми полосами небольшой ширины с модулем упру гости в 100% соответствующего удлинения, вставленными между концами слоев, составляющих эти верхние арматуры. Желательно, чтобы эта ширина не превышсша ширину выступающей час ти. Также рекомендуется, чтобы масса резины, покрывающая радиальную внутреннюю CTOjpOHy выступающей части верхней арматуры, имела бы меридианный профиль, вогнутость которого была бы обращена наружу. Такой вариант выполнения позволяет с максимальной эффективностью изолировать выступающ краевые зоны верхних арматур от реакций боковин пневмошин и даже умень шить ширину выступающих зон. Также возможно заполнить вогнутость между радиальной внутренней стороной выступающей зоны верхней арматуры и боковиной резиной с модулем от 80 до 20 г/мм до 100% удлинения. Протектор пневмошины снабжен вогнутыми и выпуклыми элементами в зависимости от назначения пневмошины. Резина, покрывающая с ргщиальной наружной стороны выступающую часть верхней арматуры, может быть гладкой или снабженной вогнутыми или выпуклыми элементами, например, для усиления жесткости выступающей части или для отвода тепла, накопленного концом выступающей части. Резина, покрывающая выступающую часть, имеет толщину, (измеряемую в направлении оси) равную половины осевой ширины протектора в том месте, в котором верхняя арматура выступает из протектора. Хотя более экономична применение покрывающей выступакяцую часть верхней арматуры такой же резины, как тл, которая применялась для протектора или для покрытия, или защиты соответствующей боковины, возможно также применение для той же цели резины для каландирования верхних слоев или резины, которая проложена между концами верхних слоев. Комбинация верхней арматуры по настоящему изобретению с протектором, у которого имеется плечо, выступающее из максимальной -осевой ширины пневмошины, также обеспечивает хорошие результаты. В случае, когда верхняя арматура имеет лишь одну выступающую, часть, пневмсяцины выступакядей частью устанавливают обращенной внутрь использующего транспортного средства. Такое выполнение считается благоприятным независимо от грунта (дорога, шоссе, рабочая строительная площадка, открытая горная выработка и т.п., по которому движется транспортное средство. Было установлено, что именно край верхней арматуры, направленный внутрь транспортного средства, чаще всего подвергается недостатку отделения верхних слоев, или повреждениям вызванным наружными воздействиями, например камни,.куски породы и т.п. Для пневмошии, перемещаемах хотя бы частично вне полотна дороги, рекомендуется применять сообща, как выполнение на стороне пневмошины внутри транспортного средства так и выполнение по французскому патенту № 1452787 на стороне пневмошины, расположенной снаружи транспортного средства. Такое выполнение при монтаже пневмошин с одной стороны, только частью, выступгиощей из верхней арматуры применима также для пневмошии спаренных на одной ступице, хотя выполнение с двумя выступающими частями обеспечивает в этом случае лучшие результаты.

В случае пневмошин, преднаэначенйых для передвижения вне дороги, можно также совмещать на том же крае верней арматуры боковое выступление протектора с выступающей частью верхней арматуры. При этом рекомендуется заменять часть резины бокового выстуfia, расположенную радиально внутри Ьыступагацей части верхней арматуры, радиальными, опорными ребрами для того, чтобы выступающая часть верхней арматуры не подвергалась реакциям боковин пневмсялины.

Описанное техническое решение обеспечивает значительное повышение срока службы шин.

Формула изобретения

1. Покрышка пневматической ишны с выпуклыми боковинами и протектором, ширина профиля которой по боковинам превышает ширину протектора, содержащая расположенную под протектором усилительную арматуру брекера, с углом наклона корда не более 45 к меридиональному направлению, имеющую меридиональную кривизну меньшую,чем ее кривизна по окружности и по ширине превышсшнцую ширину протектора и образующую выступ, охваченный резиной, радиально углубленной с наружной стороны относительно протектора, а с внутренней стороны - сопряженной вогнутой поверхностью с боковиной, о т личающаяся тем, что, с целью повыиения срока службы путем снижения касательных напряжений в краевой зоне брекера, арматура брекера выполнена в виде двух слоев прЬволокиили тросов, паргишельно расположенных в каждом слое и пересекгшхцихся от одного слоя к другому, а выступ имеет высоту, равную 4-10% от половины ширины протектора.

2.Покрышка по п. 1, отличающаяся тем, что сумма половины ширины верхней арматуры и выступа составляет 45-60% от максимальной наружной ширины покрышки, измеряемой на уровне боковин.

3.Покрышка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что толщина резины, охватывакнцеЯ выступ с наружной стороны в аксиальном направлении, составляет 1-10% от половины ширины протектора, замеренной в месте выступа.

4.Покрышка по пп. 1-3, отличающаяся тем, что резина, пог крывающая внутреннюю часть выступа, имеет модуль 8Л-100 г/мм При 100% удлинении.

5.Покрышка по пп. 1-4, отличающаяся тем, что резина, покрывающая внутреннюю часть выступа, имеет ребра, разделенные радиальными желобками.

6.Покрыдка по пп. 1-5, отличающаяся тем, что между концами верхних слоев арматуры проложены полосы резины.

7.Покрьшка по пп. 1-6, о т л ичаюсца.яся тем, что выступ арматуры 9 шолнен только с одной стороны покракакн.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Цикерберг С.М. и др. Пневматические шины, М., Химия, 1973,

с. 9-iO.

2.Патент 1ранции № 1548239, кл. В 60 С, 1967.

3.Патент СМА 3044519, кл. 152-187, 1962 (прототип). S ъ