Шина и способ изготовления кольцевого каркаса шины - RU2728496C2

Чертежи

Показать все 7 чертежа(ей)

Описание

Область техники

Настоящее изобретение относится к пневматическим шинам. Настоящее изобретение относится к способам изготовления пневматических шин.

Уровень техники

Пневматические шины обычно используются в транспортных средствах. Качество шины можно описать несколькими характеристиками, к которым относятся, в частности, сопротивление качению, износостойкость, общая прочность, управляемость и аквапланирование. Некоторые из этих свойств могут быть улучшены путем использования определенных типов резины, усиливающих конструкций и/или протекторных рисунков.

Сущность изобретения

Было обнаружено, что многие свойства, в частности управляемость, сопротивление качению и прочность, могут быть улучшены путем усиления боковин и/или бортовых областей шины. Кроме того, было обнаружено, что такое усиление может быть достигнуто расположением слоев каркаса, усиливающим эти области. В частности, каркасные слои обычно содержат усиливающий корд. При расположении каркасных слоев таким образом, чтобы в бортовой области каждый каркасный слой располагался перекрестно с его соседними слоями (или соседним слоем, если речь идет о крайнем внутреннем или крайнем наружном слое), слои образуют жесткую конструкцию боковины. Кроме того, размер такой области должен быть достаточно большим, чтобы усилить шину. Далее, чтобы получить достаточно большую область и, в то же время, использовать лишь сравнительно малое количество сырья, размеры и расположение элементов выбирают для конкретной шины и соответствующего способа ее изготовления.

Способ изготовления шины раскрыт в независимом п. 1 формулы изобретения. Шина, изготовленная этим способом, раскрыта в независимых пп. 8 и 9.

Предпочтительные варианты осуществления раскрыты в зависимых пп. 2-7 и 10-15.

Краткое описание графических материалов

На фиг. 1 показана половина разреза шины, причем плоскость разреза проходит через ось вращения шины;

на фиг. 2а1 и 2а2 показана намотка каркасного материала на сборочный барабан;

на фиг. 2b показан трубчатый каркас на сборочном барабане; на фиг. 2с показан разрез трубчатого каркаса;

на фиг. 2d показан кольцевой каркас, образованный расширением трубчатого каркаса на сборочном барабане, и кольцевая поясная конструкция на кольцевом каркасе;

на фиг. 2е показан разрез другого трубчатого каркаса;

на фиг. 3а показаны бортовая область и боковина шины или кольцевого каркаса согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 3b показаны бортовая область и боковина шины или кольцевого каркаса примера для сравнения;

на фиг. 3c показаны корды двух соседних каркасных слоев в бортовой области и боковине;

на фиг. 4а показаны на виде сверху шина и корды ее различных каркасных слоев;

на фиг. 4b показано взаиморасположение каркасных материалов в процессе изготовления шины с двумя слоями каркасного материала

на фиг. 4с показано взаиморасположение каркасных материалов в процессе изготовления шины с тремя слоями каркасного материала;

на фиг. 5а показаны бортовая область и боковина шины или кольцевого каркаса с тремя каркасными слоями;

на фиг. 5b показаны бортовая область и боковина другой шины или другого кольцевого каркаса с тремя каркасными слоями, и

на фиг. 6 показаны бортовая область и боковина шины или кольцевого каркаса с четырьмя каркасными слоями.

Подробное раскрытие изобретения

На фиг. 1 показан разрез шины 100. Шина содержит каркас 130 с каркасными слоями 712, 722 и протектор шины, радиально окружающий каркас. Каркас 130 содержит в качестве крайнего внутреннего слоя внутреннюю обкладку 131, в типовом случае изготовленную только из полимера. В отличие от внутренней обкладки 131, не содержащей корда, каркасные слои 712, 722 содержат корд, как будет подробнее раскрыто ниже. Протектор выполнен для осуществления контакта при качении с опорой в процессе движения. Центр протектора шины обычно называют коронной областью 191.

На фиг. 2а1 и 2а2 показано, что пневматическая шина 100 обычно изготавливается намоткой первого и второго каркасных материалов 812 и 822 на сборочный барабан 300, для формирования первого и второго каркасных слоев 712 и 722, соответственно. Как показано на фиг. 2а1, первый каркасный материал 812 и второй каркасный материал 822 могут наматываться, по существу, одновременно. Как показано на фиг. 2а2, первый каркасный материал 812 может наматываться на второй каркасный материал 822 после намотки второго каркасного материала 822. Указанной намоткой формируют трубчатую заготовку 400 каркаса, как показано на фиг. 2b.

Обратимся к фиг. 2b-2d, где на трубчатой заготовке 400 каркаса расположены два кабеля 152, 154, при этом части трубчатой заготовки 400 каркаса, оставшиеся между границей 402, 404 трубчатой заготовки 400 каркаса и одним из двух кабелей 152, 154, ближайшим к соответствующей границе 402, 404 трубчатой заготовки каркаса, загибают вокруг ближайшего кабеля 152, 154 на часть трубчатой заготовки 400 каркаса, оставшуюся между двумя кабелями 152, 154. После этого трубчатую заготовку 400 каркаса расширяют, чтобы получить кольцевой каркас 410 (фиг. 2d). На кольцевом каркасе 410 может быть размещен кольцевой пояс 450 для формирования заготовки 460 шины 100 (часто называемой «сырой шиной»). Как известно специалистам, пневматическая шина 100 может быть изготовлена вулканизацией заготовки 460 шины.

В типовом случае, каркасные слои 712, 722 содержат корд, идущий под малым углом к направлению оси АХ вращения шины. Кроме того, в типовом случае корды соседних каркасных слоев перекрещиваются. Обратимся к фиг. 3b, где пример для сравнения содержит широкий второй каркасный слой 722 и узкий первый каркасный слой 712, причем первый каркасный слой 712 расположен в коронной области 191 шины (см. фиг. 1) снаружи второго каркасного слоя 722. Таким образом, бортовая область 415 включает в себя область «RA» с внутренним слоем 715 и наружным слоем 716 первого каркасного материала 812, а также с внутренним слоем 725 и наружным слоем 726 второго каркасного материала 822. Кроме того, бортовая область 415 включает в себя область «RB» только с внутренним слоем 715 первого каркасного материала 812, а также внутренним слоем 725 и наружным слоем 726 второго каркасного материала 822. Однако вследствие перекрещивания направлений кордов разных каркасных слоев, в области «RB» корд наружного слоя 726 второго каркасного материала 822, по существу, параллелен корду внутреннего слоя 715 первого каркасного материала 812. Только в области «RA» корды внутреннего слоя 715 и наружного слоя 716 первого каркасного материала 812 перекрещиваются относительно друг друга. Здесь позиция 415 относится к бортовой области каркаса 410, тогда как позиции 142, 144 относятся к бортовым областям шины.

Было обнаружено, что, вследствие указанного перекрещивания кордов, область «RA» прочнее области «RB». Поэтому в одном из вариантов осуществления размер области «RА» сделан

Обратимся к фиг. 3а, где в одном из вариантов осуществления наружный слой 716 первого каркасного материала 812 идет в бортовой области 142, 144, 415 вдоль боковины 132, 134 пневматической шины 100 (или каркаса 410) в радиальном направлении + SR наружу от границы 727 наружного слоя 726 второго каркасного материала 822. В таком варианте осуществления область «RB» полностью исключена, и корды всех каркасных слоев расположены с перекрещиванием относительно кордов всех соседних каркасных слоев (одного или двух, в зависимости от того, какой рассматривается каркасный слой и в каком расположении). В результате, каркас 130 жестче, чем в шине согласно примеру для сравнения на фиг. 3b, причем используется, по существу, то же количество материалов. Такая конструкция улучшает многие свойства шины, в том числе управляемость, сопротивление качению и прочность. В частности, при таком исполнении возрастает жесткость шины, благодаря чему шина в целом имеет улучшенные рабочие характеристики и повышенную износостойкость.

Указанная идея воплощена как в способе изготовления части шины (а также, опционально, всей шины), так и в самой получаемой в результате шине и/или промежуточных изделиях.

На фиг. 2а1, 2а2 и 2b-2d показан вариант осуществления способа изготовления кольцевого каркаса 410 пневматической шины 100. На фиг. 4а и 4b даны дальнейшие разъяснения этого способа. Как показано на этих чертежах, способ включает в себя следующее: обеспечивают первое полотно 810 первого каркасного материала 812, причем первое полотно 810 идет в продольном направлении SL с первой шириной W1 в поперечном направлении ST, перпендикулярном продольному направлению SL, и содержит первый корд 814, идущий под первым углом α1, составляющим не менее 0 градусов и не более 10 градусов, к поперечному направлению ST. Этот первый угол α1, например, может составлять от 0,5 до 5 градусов, например - от 1 до 3 градусов. Способ включает в себя также следующее: обеспечивают второе полотно 820 второго каркасного материала 822, причем второе полотно идет в продольном направление SL, имеет вторую ширину W2 в поперечном направлении ST и содержит второй корд 824, идущий под вторым углом α2, составляющим не менее 0 градусов и не более 10 градусов, к поперечному направлению ST. Этот второй угол α2 может составлять, например, от 0,5 до 5 градусов, например, от 1 до 3 градусов. Термин «полотно» здесь относится к обертываемому (т.е. наматываемому) материалу; корд которого не обязательно образует переплетение.

Чтобы исключить область «RB» (см. выше) из бортовой области, вторую ширину W2, т.е. ширину полотна 820 второго каркасного материала 822, делают меньше первой ширины W1, т.е. ширины полотна 810 первого каркасного материала 812 (т.е. W2

Обратимся к фиг. 2а1 и 2а2; где один из вариантов осуществления содержит такую намотку, по меньшей мере, слоя первого каркасного материала 812 и слоя второго каркасного материала 822 на сборочный барабан 300, что поперечное направление ST оказывается параллельно оси АХ вращения сборочного барабана 300. Кроме того, чтобы исключить область «RB» (фиг. 3b), первый каркасный материал 812 радиально окружает второй каркасный материал 822. Далее, для повышения прочности каркасные слои располагают взаимно перекрестно. Иначе говоря, - см фиг. 4а и 4b - по месту, направление прохождения второго корда 824 второго каркасного материала, образует третий угол α3 к направлению первого корда 814 первого каркасного материала 812, причем третий угол α3 больше, чем второй угол α2. Кроме того, как показано на фиг. 4b, в направлении оси АХ вращения (которое параллельно поперечному направлению ST), с обеих сторон, первый каркасный материал 812 идет в направлении оси АХ вращения наружу от границы 826, 828 второго каркасного материала 822.

На фиг. 2b и 2с показано, как указанной намоткой формируют трубчатую заготовку 400 каркаса. На фиг. 2с показано, что первый каркасный материал 812 радиально окружает второй каркасный материал 822. В одном из вариантов осуществления первый каркасный материал 812 в коронной области 191 следует в радиальном направлении за вторым каркасным материалом 822. В одном из вариантов осуществления первый каркасный материал 812 контактирует со вторым каркасным материалом 822 таким образом, что никакой другой материал, содержащий корд, например, другой каркасный материал, не окажется между первым каркасным материалом 812 и вторым каркасным материалом 822.

На фиг. 2а1 и 2а2 показано, что материалы 812, 822 каркасных слоев можно наматывать последовательно таким образом, что сначала наматывают второй каркасный материал 822, а первый каркасный материал 812 наматывают на второй каркасный материал. Альтернативно, оба этих каркасных материала можно наматывать одновременно в виде слоя, содержащего оба каркасных материала. После намотки материала на трубчатой заготовке 400 каркаса размещают два кабеля 152, 154.

Как было раскрыто выше, каркасные материалы могут быть обеспечены или в виде единого полотна, или полотна для каждого каркасного материала, от которого отрезают куски нужной длины. Альтернативно, каркасный материал может быть обеспечен в виде заранее нарезанных лент. В обоих случаях первый каркасный материал 812 трубчатой заготовки 400 каркаса везде радиально окружает второй каркасный материал 822, как показано на фиг. 2b и 2с.

Первый каркасный материал 812 содержит резину в качестве матриксного материала и первый корд 814, заделанный в матрикс. Первый корд 814 может содержать по меньшей мере одно из хлопка, вискозного волокна, полиамида (нейлона), полиэфира, полиэтилентерефталата и/или полипарафенилен-терефталамида (кевлара). Такой корд усиливает каркасный слой.

Второй каркасный материал 822 содержит резину в качестве матриксного материала и второй корд 824, заделанный в матрикс. Второй корд может содержать по меньшей мере одно из хлопка, вискозного волокна волокна, полиамида (нейлона), полиэфира, полиэтилентерефталата и/или полипарафенилен-терефталамида (кевлара). Второй корд 824 может быть изготовлен из того же материала, что и первый корд 814. Для второго каркасного материала 822 может быть использована такая же резина, как и для первого каркасного материала 812.

Часть трубчатой заготовки 400 каркаса, остающуюся между границей 402 трубчатой заготовки 400 каркаса и кабелем 152 - одним из двух кабелей 152, 154, ближайшим к границе 402 трубчатой заготовки каркаса, загибают вокруг ближайшего кабеля 152 на часть трубчатой заготовки 400 каркаса, расположенную между двумя кабелями 152, 154. Таким образом формируют бортовую область 415 (соответствующую бортовой области 142 на фиг. 3а и 1). Кроме того, часть трубчатой заготовки 400 каркаса, остающуюся между границей 404 трубчатой заготовки 400 каркаса и кабелем 154 - одним из двух кабелей 152, 154, ближайшим к границе 404 трубчатой заготовки каркаса, загибают вокруг ближайшего кабеля 154 на часть трубчатой заготовки 400 каркаса, остающуюся между двумя кабелями 152, 154. Таким образом формируют другую бортовая область 415 (соответствующую области 144 на фиг. 1). На фиг. 2d показано, что трубчатую заготовку 400 каркаса расширяют, чтобы образовать кольцевой каркас 410.

Трубчатая заготовка 400 каркаса может быть расширена до того, как будут загнуты краевые части трубчатой заготовки 400 каркаса. Альтернативно, трубчатая заготовка 400 каркаса может быть расширена после того, как будут загнуты краевые части трубчатой заготовки 400 каркаса. Альтернативно, трубчатая заготовка 400 каркаса может быть расширена, по существу, одновременно с загибанием краевых частей трубчатой заготовки 400 каркаса.

На фиг. 3а показана часть кольцевого каркаса 410, изготавливаемого указанным способом. Каркас 410 на фиг. 3а содержит в бортовой области 415 внутренний слой 715 и наружный слой 716 первого каркасного материала 812, а также внутренний слой 725 и наружный слой 726 второго каркасного материала 822.

В показанном на фиг. 3а варианте осуществления используют первый каркасный материал 812 такой ширины W1, что в кольцевом каркасе 410 внутренний слой 715 первого каркасного материала 812 контактирует с наружным слоем 716 первого каркасного материала 812 во всех точках области RA. Кроме того, первый каркасный материал охватывает кабель 152. В одном из вариантов осуществления область RA проходит на первое расстояние d1 вдоль цилиндрической заготовки 400 каркаса в, по существу, радиальном направлении, причем это первое расстояние d1 составляет по меньшей мере 5 мм. Это расстояние может составлять, например, по меньшей мере 10 мм или по меньшей мере 15 мм. Такие значения обеспечивают разумное количество кордов, пересекающих друг с друга в боковине шины.

Как показано на фиг. 3а, в одном из вариантов осуществления у боковины 132, 133 шины 100 внутренний слой 715 первого каркасного материала 812 контактирует с наружным слоем 716 первого каркасного материала 812 во всех точках области RA. В одном из вариантов осуществления область RA проходит в, по существу, радиальном направлении на первое расстояние d1. Причем это первое расстояние d1 может составлять, например, по меньшей мере 5 мм, по меньшей мере 10 мм или по меньшей мере 15 мм.

Пневматическая шина 100 может быть изготовлена с использованием кольцевого каркаса 410. На фиг. 2d показан один из вариантов осуществления, в котором на каркасе 410 предусмотрена кольцевая поясная конструкция 450 для выполнения заготовки 460 шины. Кроме того, как известно специалистам, заготовку 460 шины вулканизируют для получения пневматической шины 100, применяя температуру и время вулканизации, известные специалистам.

Часть поперечного сечения пневматической шины показана на фиг. 1. Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения пневматическая шина 100 может быть (и была) изготовлена раскрытым выше способом. На фиг. 1 показано, что такая шина 100 имеет коронную область 191, боковины 132, 134 и бортовые области 142, 144. Как показано на фиг. 1, пневматическая шина 100 содержит каркас 130. В отличие от каркаса 130 пневматической шины 100, который уже вулканизирован, кольцевой каркас 410 не вулканизируется до вулканизации шины. Каркас 130 шины изготавливают, сформировав кольцевой каркас 410, как раскрыто выше, и проведя вулканизацию. Как было раскрыто выше, пневматическая шина 100 имеет бортовую область 415 соответствующего каркаса 130, 410. Шина 100 выполнена с возможностью вращения вокруг оси АХ вращения в процессе движения.

Каркас 130 шины 100 содержит первый каркасный слой 712 из первого каркасного материала 812 и второй каркасный слой 722 из второго каркасного материала 822, при этом в коронной области 191 первый каркасный материал 812 радиально окружает второй каркасный материал 822. Первый каркасный материал 812 следует за вторым каркасным материалом 822 в радиальном направлении. Коронная область 191 изображена на фиг. 1 и 4а. На фиг. 2с и 2е показано, как различные каркасные материалы 812, 822, 832 и 842 могут окружать друг друга в заготовке 400 каркаса или в коронной области 191 шины 100. Коронная область 191 шины 100 расположена для осуществления контакта при качении с опорой в процессе движения.

Первый каркасный материал 812 содержит первый корд 814, проходящий внутри первого каркасного материала 812 в первом направлении, которое зависит от места расположения внутри шины 100. В точке коронной области 191 указанное первое направление образует первый угол α1 с направлением оси АХ вращения, как показано на фиг. 4а. Второй каркасный материал 822 содержит второй корд 824, проходящий внутри второго каркасного материала 822 во втором направлении, которое зависит от места расположения внутри шины 100. В указанной точке коронной области 191 это второе направление образует второй угол α2 с направлением оси АХ вращения и третий угол α3 с направлением проходящего в этой точке первого корда 814 первого каркасного материала 812. Подразумевается, что указанная точка является точкой коронной области 191, в которой проекции первого корда и проекции второго корда 824 при проецировании на поверхность шины в радиальном направлении шины.

Первый угол α1 больше 0 градусов и не превышает 10 градусов. Второй угол α2 больше 0 градусов и не превышает 10 градусов. Другие предпочтительные значения для этих углов указаны выше. Кроме того, корды расположены перекрестно относительно друг друга, т.е. третий угол α3 больше, чем второй угол α2.

В одном из вариантов осуществления шины 100 материал 812 первого каркасного слоя содержит резину и первый корд 814. В одном из вариантов осуществления первый корд 814 содержит по меньшей мере один из хлопка, вискозного волокна, полиамида (нейлона), полиэфира, полиэтилентерефталата и/или полипарафенилен-терефталамида (кевлара). В одном из вариантов осуществления шины материал 822 второго каркасного слоя содержит резину и второй корд 824. В одном из вариантов осуществления второй корд 824 содержит по меньшей мере одно из хлопка, вискозного волокна, полиамида (нейлона), полиэфира, полиэтилентерефталата и/или полипарафенилен-терефталамида (кевлара). Второй корд 824 может быть изготовлен из того же материала, что и первый корд 814. Для материала 822 второго каркасного слоя 722 может быть использована такая же резина, как и для материала первого каркасного слоя 712.

Шина содержит первый кабель 152, расположенный в первой бортовой области 142. Шина содержит второй кабель 154, расположенный во второй бортовой области 144.

На фиг. 3а показан один из вариантов осуществления, в котором у боковины 132 шины 100 внутренний слой 715 первого каркасного материала 812 контактирует с наружным слоем 716 первого каркасного материала 812 во всех точках области RA, причем область RA проходит вдоль бортовой области 142, 144, по существу, радиально, на первое расстояние d1, которое составляет по меньшей мере 5 мм. Термин «по существу, радиально» относится к направлению, параллельному направлению бортовой области 142, 144 и образующему наименьший угол с направлением + SR радиально наружу. Указанное первое расстояние d1 может составлять по меньшей мере 10 мм или по меньшей мере 15 мм. Когда внутренний слой 715 первого каркасного материала 812 контактирует с наружным слоем 716 первого каркасного материала 812, никакой другой материал, содержащий корд, например, другой материал каркасного слоя, не остается между внутренним и наружным слоями (715, 716). Предпочтительно, чтобы в области RA никакой материал не оставался между внутренним и наружным слоями (715, 716).

Как показано на фиг. 3а, в обеих бортовых областях 142, 144 шина 100 содержит (i) внутренний слой 715 первого каркасного материала 812, (ii) наружный слой 716 первого каркасного материала 812, (iii) внутренний слой 725 второго каркасного материала 822 и (iv) наружный слой 726 второго каркасного материала 822. Как было раскрыто выше, материалы и их размеры выбирают таким образом, что наружный слой 716 первого каркасного материала 812 идет вдоль боковины 132, 134 в, по существу, радиальном направлении + SR наружу от границы 727 наружного слоя 726 второго каркасного материала 822. Термин «в, по существу, радиальном направлении наружу» относится к направлению, параллельному направлению боковины 132, 134 и образующему наименьший угол с направлением + SR радиально наружу.

Как показано на фиг. 3а, наружный слой 716 первого каркасного материала 812 проходит на второе расстояние d2 от границы 727 наружного слоя 726 второго каркасного материала 822 вдоль боковины 132 в, по существу, радиальном направлении + SR наружу. Это второе расстояние d2 может быть, по существу, равно половине разности указанных значений ширины, т.е. (W1-W2)/2. Соответственно, как показано на чертеже, расстояние d2 может составлять, например, по меньшей мере 2 мм, по меньшей мере 5 мм, по меньшей мере 10 мм или по меньшей мере 15 мм.

Эффект упрочнения от перекрестных кордов каркасных слоев, в частности, в бортовых областях 142, 144, 415, может наблюдаться, по меньшей мере, в том случае, когда никакой другой кордосодержащий материал не находится между внутренним слоем 715 и наружным слоем 716 первого каркасного материала 812 (см. фиг. 3а). Таким образом, в одном из вариантов осуществления никакой материал, содержащий корд (например, второй каркасный материал 822 или другой материал) не находится между внутренним слоем 715 первого каркасного материала 812 и наружным слоем 716 первого каркасного материала 812 в бортовой области 142, 144, 415.

Как нетрудно понять из вышеизложенного, каркасные слои проходят от наружной стороны каркаса 130, вокруг первого кабеля 152 к коронной области 191 и, далее, вокруг второго кабеля 154 к стороне, противолежащей наружной стороне каркаса 130. Предпочтительно, каркасные слои идут непрерывно, т.е. каждый слой 810, 820 состоит из одного куска материала. Если каркасные слои идут таким образом, то в одном из вариантов осуществления первый каркасный слой 712 (и первый каркасный материал 812) охватывает первый кабель 152 и второй кабель 154. В одном из вариантов осуществления, в котором внутренний слой 715 и наружный слой 716 первого каркасного материала контактируют, первый каркасный слой 712 (и первый каркасный материал 812) полностью охватывает первый кабель 152 и второй кабель 154. В одном из вариантов осуществления первый каркасный слой 712 (и первый каркасный материал 812) идет непрерывно между кабелями 152, 154.

В этом варианте осуществления второй каркасный слой 722 и второй каркасный материал 822 также охватывают первый кабель 152 и второй кабель 154. Кроме того, второй каркасный слой 722 и второй каркасный материал 822 охватывают первый каркасный материал 812, оставшийся между кабелем (кабелями) и вторым каркасным слоем. Однако, поскольку слои 715, 716 первого каркасного материала 812 остаются между слоями 725, 726 второго каркасного материала 822, второй каркасный слой 722 и второй каркасный материал 822 только частично охватывают кабели 152, 154. Но второй каркасный слой 722 и второй каркасный материал 822 охватывают по меньшей мере 270 градусов каждого из кабелей 152, 154, если смотреть величину охвата в разрезе шины 100 или кольцевого каркаса 410 по плоскости, проходящей через ось АХ вращения (см. фиг. 3а). На фиг. 3а второй каркасный слой 722 и второй каркасный материал 822 охватывают около 350 градусов кабеля 152 (а также другого кабеля 154, хотя это и не показано на чертеже).

Как показано на фиг. 3а, предпочтительно, каркасные слои загнуты на внешнюю сторону каркаса 410 или трубчатого каркаса 400. Соответственно, в одном из вариантов осуществления граница 717 первого каркасного материала 812 и граница 727 второго каркасного материала 822 остаются на внешней стороне каркаса 130 или кольцевого каркаса 410, как показано на фиг. 3а. Аналогично, и на противоположной стороне шины 100 или кольцевого каркаса 410 другие границы каркасных материалов остаются на внешней стороне каркаса 130, как показано на фиг. 3а. Как показано на фиг. 1, на внутренней стороне каркаса 130 может быть размещена внутренняя обкладка 131.

Одна из особенностей упрочнения шины состоит в том, что корды всех соседних каркасных слоев везде проходят перекрестно по отношению друг к другу (сравните фиг. 3а и 3b). Соседними слоями называются слои слоистого материала, непосредственно контактирующие друг с другом, без каких-либо других слоев каркасного материала между ними. На фиг. 3а показано, что бортовая область (шины 100 или каркаса 410) содержит слои каркасного материала. В каком-либо месте один из этих слоев является крайним наружным, а один - крайним внутренним. Например, в каком-то месте слой 726 является крайним наружным слоем, тогда как слой 725 является крайним внутренним. В другом месте, где отсутствует наружный слой 726, крайним наружным слоем является слоем 716. Далее, в еще одном месте, где отсутствуют оба наружных слоя 726 и 716, крайним наружным является слой 715. Такие крайний наружный и крайний внутренний слои имеет только один соседний каркасный слой. Кроме того, некоторые слои являются промежуточными в том смысле, что они имеют два соседних слоя. В зависимости от местоположения, в качестве промежуточных на фиг. 3а могут рассматриваться (i) слои 715 и 716 или (ii) только 715, или (iii) ни один из слоев не может рассматриваться как промежуточный.

В одном из вариантов осуществления во всех местах бортовой области 142, 144, 415 каждый из крайнего наружного и крайнего внутреннего слоев 726, 716, 715, 725 каркасного материала 812, 822 содержит корд, идущий в направлении, которое образует угол αN с направлением корда соседнего слоя (716, 715, 725, 715, соответственно). Как было раскрыто выше, в зависимости от местоположения, слой 716 может рассматриваться как крайний наружный слой или как промежуточный сой. Например, на фиг. 3с, если рассматривать слой 716 как крайний наружный слой, то его корд 814 идет в направлении, образующем угол αN с направлением корда 814 соседнего слоя 715. Этот угол αN больше нуля градусов. Угол αN может составлять, например, по меньшей мере 0,5 градуса или по меньшей мере 1 градус для каждой пары слоев.

В одном из вариантов осуществления во всех точках бортовой области 142, 144, 415 каждый из промежуточных слоев 716, 715 каркасного материала 812 содержит корд, идущий в направлении, которое (i) образует угол αN с направлением корда первого соседнего слоя (726, 716, соответственно) и (ii) образует другой угол с направлением, в котором проходит корд второй соседнего слоя (715, 725, соответственно). Например, на фиг. 3с, если рассматривать слой 716 как промежуточный слой, то его корд 814 проходит в направлении, образующем некоторый угол с направлением корда 814 соседнего слоя 715. Однако, в этой точке промежуточный слой 716 имеет также другой соседний слой, а именно - слой 726, как показано на фиг. 3а. Корд 814 промежуточного слоя идет под другим углом к направлению корда 824 (см. фиг. 4b) соседнего слоя 716. Чтобы получить надлежащий усиливающий эффект от кордов, каждый из вышеуказанных углов должен быть больше нуля градусов. В одном из вариантов осуществления каждый из вышеуказанных углов составляет по меньшей мере 0,5 градуса или по меньшей мере 1 градус.

Как показано на указанных чертежах, в каждом месте каркаса 410, в направлении его толщины, каркас 410 содержит слои 715, 716, 725, 726 каркасного материала. Как показано на указанных чертежах, эти слои могут иметь только один или два соседних слоя.

Как показано, в частности, на фиг. 3а, 5а и 6, в одном из предпочтительных вариантов осуществления каждый такой слой (725, 726) каркасного материала, который имеет только один соседний слой (715, 716) каркасного материала, содержит первый корд, проходящий в некотором месте внутри этого слоя (725, 726) в первом направлении. Кроме того, корд слоя, соседнего для слоя (725, 726) каркасного материала, содержит второй корд, проходящий в указанном месте внутри этого соседнего слоя во втором направлении. Второе направление образует угол с первым направлением. Этот угол предпочтительно составляет по меньшей мере 0,5 градуса или по меньшей мере 1 градус.

Как показано, в частности, на фиг. 3а, 5а и 6, в указанном предпочтительном варианте осуществления каждый такой слой (715, 716) каркасного материала, который имеет только два соседних слоя каркасного материала, содержит первый корд, проходящий в некотором месте внутри первого каркасного материала слоя (715, 716) в первом направлении. На фиг. 3а слои 716 и 725 являются соседними для слоя 715, а слои 726 и 715 - соседними для слоя 716. Это справедливо, в частности, для боковины 132, предпочтительно - для обеих боковин 132, 134 каркаса.

Рассмотрим только слой 715, при этом корд первого соседнего для него слоя 716 каркасного материала, содержит второй корд, проходящий в указанном месте внутри первого соседнего слоя во втором направлении. Далее, корд второго соседнего слоя 725 для слоя 715 каркасного материала содержит третий корд, проходящий в указанном месте внутри второго соседнего слоя в третьем направлении. Как показано на фиг. 3а, в этом месте слой 715 каркасного материала расположен между первым соседним слоем 716 и вторым соседним слоем 725. Далее, второе направление образует угол с первым направлением; этот угол составляет, например, по меньшей мере 0,5 градуса или по меньшей мере 1 градус. Далее, третье направление образует угол с первым направлением, составляющий, например, по меньшей мере 0,5 градуса или по меньшей мере 1 градус. Это справедливо, в частности, для боковины 132, предпочтительно - для обеих боковин 132, 134 каркаса. Кроме фиг. 3а, такие варианты осуществления изображены также на фиг. 5а и 6.

На фиг. 5а показано, что шина 100 и/или кольцевой каркас могут содержать дополнительные каркасные слои, в частности, третий каркасный слой 732 третьего каркасного материала 832. Без потери общности первый каркасный слой 712 может рассматриваться как радиально крайний наружный каркасный слой коронной области 191. Второй каркасный слой 722 может быть соседним для первого каркасного слоя 712. Третий каркасный слой 732 может быть соседним для второго каркасного слоя 722, расположенным радиально ближе к оси вращения, чем второй каркасный слой 722.

На фиг. 4с показан соответствующий вариант осуществления способа изготовления каркаса фиг. 5а, включающий в себя следующее: обеспечивают третье полотно 830 третьего каркасного материала 832, причем третье полотно идет в продольном направление SL, имеет третью ширину W3 в поперечном направлении ST и содержит третий корд 834, проходящий в направлении, образующем четвертый угол α4, составляющий не более 10 градусов, с поперечным направлением ST. Этот вариант осуществления включает в себя также намотку, по меньшей мере, слоя третьего каркасного материала 832 на сборочный барабан 300, при этом

- поперечное направление ST параллельно оси АХ вращения сборочного барабана 300,

- второй каркасный материал 822 радиально окружает третий каркасный материал 832,

- в некотором месте третий корд 834 третьего каркасного материала 832 образует пятый угол α5 с направлением второго корда 824 второго каркасного материала 822, причем пятый угол α5 больше, чем четвертый угол α4.

Как показано на фиг. 4с, в одном из вариантов осуществления, с обеих сторон третьего полотна 830 второй каркасный материал 822 идет в направлении оси АХ вращения наружу от границы (836, 838) третьего каркасного материала 832. Кроме того, в одном из вариантов осуществления второй каркасный материал 822 идет в радиальном направлении за третьим каркасным материалом 832.

На фиг. 5а показано, что если используется третий каркасный слой 732, то предпочтительно, чтобы ширина W3 полотна ленты, из которой изготавливается третий каркасный слой, была даже меньше, чем ширина W2 полотна ленты, из которой изготавливается второй каркасный слой 722. Это гарантирует, что взаимно перекрёстное расположение корда всех слоев также и в бортовых областях, и в частности, во всех точках бортовой области. В одном из вариантов осуществления третья ширина по меньшей мере на 5 мм или по меньшей мере на 10 мм меньше второй ширины W2, т.е. W2-W3≥5 мм или W2-W3≥10 мм.

На фиг. 4с и 5а показан один из вариантов осуществления шины 100, где каркас дополнительно содержит третий каркасный материал 832 таким образом, что в коронной области 191 второй каркасный материал 822 радиально окружает третий каркасный материал 832 (см. фиг. 5а). Кроме того, третий каркасный материал 832 содержит третий корд 834, идущий внутри третьего каркасного материала 832 в третьем направлении, которое зависит от местоположения внутри шины 100. А в коронной области 191 это третье направление образует четвертый угол α4 с направлением оси АХ вращения и пятый угол α5 с направлением второго корда 824 второго каркасного материала 822, проходящего в этом месте. Четвертый угол α4 не превышает 10 градусов, а пятый угол α5 больше, чем четвертый угол α4. Четвертый угол α4 может составлять, например, от 0,5 до 5 градусов, например, от 1 до 3 градусов.

Третий каркасный материал 832 расположен в радиальном направлении следом за вторым каркасным материалом 822. Таким образом, никакой кордсодержащий материал, такой как другой каркасный материал, не находится между третьим каркасным материалом 832 и вторым каркасным материалом 822.

Третий каркасный материал 832 содержит резину в качестве матриксного материала и третий корд 834, заделанный в матрикс. Третий корд может содержать по меньшей мере одного из хлопка, вискозного волокна, полиамида (нейлона), полиэфира, полиэтилентерефталата и/или полипарафенилен-терефталамида (кевлара). Третий корд 834 может быть изготовлен из того же материала, что и второй корд 824. Для третьего каркасного материала 832 может быть использована такая же резина, как и для второго каркасного материала 822.

Как показано на фиг. 5b, если для третьего слоя используют более широкие полотно или ленту, то может быть образована область типа «RB» (как и показано на чертежах обозначением «RB»). В такой области корды двух соседних слоев идут, по существу, параллельно. В частности, корд наружного слоя 736 материала третьего каркасного слоя 732 может идти, по существу, параллельно кордам наружного слоя 716 материала первого каркасного слоя 712.

На фиг. 6 показано, что шина 100 и/или кольцевой каркас могут содержать дополнительные каркасные слои, в частности, четвертый каркасный слой 742 четвертого каркасного материала 842. Четвертый каркасный слой 742 может быть соседним с третьим каркасным слоем 732 и располагаться радиально ближе к оси вращения, чем третий каркасный слой 732. Как показано на фиг. 6, если используется четвертый каркасный слой 742, то ширина полотна или ленты, из которых изготавливается четвертый каркасный слой, предпочтительно, меньше, чем ширина W3 полотна или ленты, из которых изготавливается третий каркасный слой 732. Кроме того, предпочтительно, ширина W3 полотна или ленты, из которых изготавливается третий каркасный слой 732, даже меньше, чем ширина W2 полотна или ленты, из которых изготавливается второй каркасный слой 722. Это обеспечивает взаимо перекрестное расположение корда всех слоев во всех местах шины.

Реферат

Изобретение относится к автомобильной промышленности. Способ изготовления кольцевого каркаса (410) шины (100) содержит следующее: обеспечивают первый каркасный материал (812), содержащий первый корд (814); обеспечивают второй каркасный материал (822), содержащий второй корд (824); наматывают, по меньшей мере, слой первого каркасного материала (812) и слой второго каркасного материала (822) на сборочный барабан (300) так, что первый каркасный материал (812) радиально окружает второй каркасный материал (822); располагают два кабеля (152, 154) на цилиндрической заготовке (400) каркаса; загибают часть цилиндрической заготовки (400) каркаса вокруг ближайшего кабеля (152, 154) на часть цилиндрической заготовки (400) каркаса, оставшуюся между двумя кабелями (152, 154); и расширяют цилиндрическую заготовку (400) каркаса, чтобы сформировать кольцевой каркас (410), содержащий в бортовой области (415), внутренний слой (715) и наружный слой (716) первого каркасного материала (812), а также внутренний слой (725) и наружный слой (726) второго каркасного материала (822). В предлагаемом способе каркасные материалы (812, 822) расположены таким образом, что их корды (814, 824) расположены перекрестно относительно их соседних каркасных материалов или соседнего каркасного материала, если рассматривается крайний внутренний или крайний наружный слой. Пневматическая шина (100) изготовлена этим способом. Технический результат - улучшение качества шины. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

Формула