Пневматическая шина с одним прерывистым слоем каркаса (варианты) - RU2410243C1

Чертежи

Описание

Настоящее изобретение относится к пневматической шине и, в частности, к конструкции слоев каркаса для пневматической шины.

В обычной пневматической шине может использоваться конструкция радиальных слоев снаружи внутрь, которая способствует закреплению борта шины на ободе колеса, на котором смонтирована шина, и обеспечивает возможность создания ободом большей опоры для шины. Размер борта может быть уменьшен, что позволяет уменьшить количество резины и наполнителя вокруг борта и над бортом.

Обычная радиальная шина со спущенным давлением и двухслойным каркасом может иметь брекерный конструктивный элемент, конструкцию из слоев каркаса, два нерастяжимых борта и две усиленные боковины с клинообразными вставками. Наружный слой может быть усилен легким арамидным наполнителем с высоким модулем упругости. Арамидный усиливающий материал наружного слоя каркаса может быть зажат вокруг бортов. Наружный слой каркаса может быть предварительно напряжен за счет растягивающего напряжения во время изготовления шины. Получающаяся в результате шина может быть легкой по весу и может обладать стойкостью к изгибанию протектора вверх во время эксплуатации со спущенным давлением.

Другая обычная пневматическая шина может содержать слой каркаса, проходящий между участками бортов и верхним слоем резины. Верхний слой резины может быть обращен к внутренней стороне шины и может быть выполнен из соединения бутилкаучука, содержащего, по меньшей мере, десять весовых частей бутилкаучука или производного соединения бутилкаучука. Данная шина дополнительно может включать в себя брекерный пояс, расположен в радиальном направлении снаружи каркаса под частью протектора. Брекерный пояс может содержать, по меньшей мере, один слой кордов из мононитей, уложенных под углом, составляющим от 10 до 40 градусов, относительно направления вдоль окружности шины, при этом каждый из кордов из мононитей состоит из одной нити. Брекерный пояс дополнительно может содержать один слой кордов из комплексных нитей или один слой кордов из мононитей. Высота верхушки борта, которая расположена между загнутой вверх частью слоя каркаса и основной частью слоя каркаса на каждом участке борта, может быть уменьшена до интервала от 10 до 20 мм. Таким образом, загнутая вверх часть слоя каркаса может проходить в радиальном направлении наружу за наружный в радиальном направлении конец верхушки борта так, что она будет примыкать к основной части слоя каркаса.

Обычная пневматическая шина с радиальными слоями каркаса и спущенным давлением может иметь каркас с бортовой частью, каркасной усиливающей конструкцией и сердечником борта шины. Каркасная усиливающая конструкция может иметь, по меньшей мере, два слоя каркаса с кордами, проходящими до каждого борта. Каркас может включать в себя эластомерные первый и второй наполнители. Первый наполнитель может быть размещен между первым слоем каркаса и внутренним герметизирующим слоем шины. Второй наполнитель может быть размещен между первым и вторым слоями каркаса. Первый и второй наполнители могут придавать жесткость боковинам каркаса для обеспечения возможности эксплуатации шины, когда она не накачана. Шина может дополнительно включать в себя арамидный верхний слой, расположенный в радиальном направлении снаружи брекерного конструктивного элемента.

Еще одна обычная пневматическая шина с радиальными слоями каркаса может иметь каркас с первым непрерывным радиальным слоем, с плечевыми участками и боковым краевыми участками, второй прерывистый радиальный слой и третий прерывистый радиальный слой. Коронная часть каркаса может иметь первый край и второй край. Второй прерывистый радиальный слой может иметь правую сторону, проходящую приблизительно от первого края коронной части каркаса приблизительно до области вокруг сердечника первого борта, и левую сторону, проходящую приблизительно от второго края коронной части каркаса приблизительно до области вокруг сердечника второго борта. Третий прерывистый радиальный слой может иметь правую сторону, проходящую приблизительно от первого края коронной части каркаса приблизительно до области вокруг сердечника первого борта, и левую сторону, проходящую приблизительно от второго края коронной части каркаса приблизительно до области вокруг сердечника второго борта. Третий радиальный слой наложен на второй радиальный слой.

В патенте США № 6305452 раскрыта обычная пневматическая шина с радиальными слоями каркаса и спущенным давлением, имеющая каркас с бортовой частью, каркасной усиливающей конструкцией и сердечником борта шины. Каркасная усиливающая конструкция имеет единую конструкцию слоев с кордами, проходящими к каждому борту и вокруг него. Такая единая конструкция имеет два прерывистых участка, каждый из которых проходит от бортовой части к местоположению по радиусу внутри брекерной конструкции шины.

Техническим результатом заявленного изобретения является создание пневматической шины, имеющей три слоя в зонах боковин, так что такая шина при движении в условиях бездорожья имеет бóльшее сопротивление прокалыванию, разрезам и разрывам боковин по сравнению с обычной двухслойной шиной. Кроме того, когда третий слой загнут вверх вокруг бортов, каркасу придается бóльшая прочность по сравнению с каркасом с «плавающим» третьим слоем, не загнутым вокруг бортов. Когда третий слой является прерывистым или разделенным также под коронной зоной, коронная зона имеет бóльшую гибкость, в результате чего повышается сцепление (тяга) в условиях бездорожья и преодоление препятствий, в то время как два непрерывных слоя по-прежнему сохраняют достаточное сопротивление прокалыванию в коронной зоне (то есть бóльшую прочность на прокол по сравнению с обычной конструкцией с двумя разделенными слоями). Кроме того, уменьшение количества материала, обеспечиваемое за счет разделенного третьего слоя, позволяет уменьшить стоимость и вес по сравнению с непрерывным третьим слоем.

Каркас для пневматической шины в соответствии с настоящим изобретением включает в себя первый кольцевой борт, второй кольцевой борт, первый непрерывный радиальный слой, второй непрерывный радиальный слой и третий прерывистый радиальный слой. Первый радиальный слой имеет две плечевые части и две боковые краевые части. Одна боковая краевая часть первого слоя проходит от одной плечевой части первого слоя в радиальном направлении внутрь до места, находящегося вблизи первого кольцевого борта. Другая боковая краевая часть первого слоя проходит от другой плечевой части первого слоя в радиальном направлении внутрь до места, находящегося вблизи второго кольцевого борта. Второй непрерывный радиальный слой имеет две плечевые части и две боковые краевые части. Одна боковая краевая часть второго слоя проходит от одной плечевой части второго слоя в радиальном направлении внутрь до места, находящегося вблизи первого кольцевого борта. Другая боковая краевая часть второго слоя проходит от другой плечевой части второго слоя в радиальном направлении внутрь до места, находящегося вблизи второго кольцевого борта. Третий прерывистый радиальный слой имеет первую часть и вторую часть, отдельную и отличную от первой части. Первая часть третьего слоя проходит от места, находящегося вблизи одной плечевой части второго слоя, до места, находящегося вблизи первого кольцевого борта. Вторая часть проходит от другой плечевой части второго слоя до места, находящегося вблизи второго кольцевого борта.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения первая часть третьего слоя проходит вокруг первого кольцевого борта, и вторая часть третьего слоя проходит вокруг второго кольцевого борта.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения одна боковая краевая часть первого слоя проходит вокруг первого кольцевого борта, и другая боковая краевая часть первого слоя проходит вокруг второго кольцевого борта.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения одна боковая краевая часть второго слоя проходит вокруг первого кольцевого борта, и другая боковая краевая часть второго слоя проходит вокруг второго кольцевого борта.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения первый слой содержит корды, ориентированные под углом, составляющим пять градусов, относительно радиусов пневматической шины. Кроме того, второй слой может содержать корды, ориентированные под углом, составляющим минус пять градусов, относительно радиусов пневматической шины. Кроме того, первая и вторая части третьего слоя могут обе содержать корды, ориентированные под углом, составляющим пять градусов, относительно радиусов пневматической шины.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения первый слой содержит корды, ориентированные под углом, составляющим пятнадцать градусов, относительно радиусов пневматической шины. Кроме того, второй слой может содержать корды, ориентированные под углом, составляющим минус пятнадцать градусов, относительно радиусов пневматической шины. Кроме того, первая и вторая части третьего слоя могут обе содержать корды, ориентированные под углом, составляющим пятнадцать градусов, относительно радиусов пневматической шины.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения первый слой расположен в радиальном направлении внутри по отношению к второму слою. Кроме того, как первый слой, так и второй слой могут быть расположены в радиальном направлении внутри по отношению к третьему слою.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения третий слой расположен в радиальном направлении внутри по отношению к первому слою. Кроме того, второй слой может быть расположен в радиальном направлении внутри по отношению как к первому слою, так и к третьему слою.

Пневматическая шина в соответствии с настоящим изобретением содержит первый кольцевой борт, второй кольцевой борт, первый непрерывный радиальный слой каркаса, второй непрерывный радиальный слой и один третий прерывистый радиальный слой. Первый непрерывный радиальный слой имеет две плечевые части и две боковые краевые части. Одна боковая краевая часть первого слоя проходит от одной плечевой части первого слоя в радиальном направлении внутрь до места, находящегося вблизи первого кольцевого борта. Другая боковая краевая часть первого слоя проходит от другой плечевой части первого слоя в радиальном направлении внутрь до места, находящегося вблизи второго кольцевого борта. Второй непрерывный радиальный слой имеет две плечевые части и две боковые краевые части. Одна боковая краевая часть второго слоя проходит от одной плечевой части второго слоя в радиальном направлении внутрь до места, находящегося вблизи первого кольцевого борта. Другая боковая краевая часть второго слоя проходит от другой плечевой части второго слоя в радиальном направлении внутрь до места, находящегося вблизи второго кольцевого борта. Третий прерывистый радиальный слой имеет первую часть и вторую часть, отдельную и отличную от первой части. Первая часть проходит от места, находящегося вблизи одной плечевой части второго слоя, до места, находящегося вблизи первого кольцевого борта. Вторая часть проходит от другой плечевой части второго слоя до места, находящегося вблизи второго кольцевого борта.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения пневматическая шина дополнительно содержит верхний слой, расположенный в радиальном направлении снаружи первого слоя, второго слоя и третьего слоя.

Изобретение может принимать материальный вид в определенных частях и схемах расположения частей, примеры которых будут описаны подробно в данном описании и проиллюстрированы на прилагаемых чертежах, которые образуют часть описания и на которых:

фиг.1 - вид в сечении приведенной в качестве примера шины, созданной в соответствии с настоящим изобретением; и

фиг.2 - вид сверху приведенного в качестве примера каркаса, предназначенного для использования вместе с приведенной в качестве примера шиной по фиг.1.

Нижеприведенные термины могут быть использованы во всем описании, представленном здесь, и они по существу должны иметь нижеприведенное значение, если этому не противоречит приведенное здесь описание или если приведенное здесь описание не вызывает изменения указанных значений.

Термины «аксиальный (осевой)» и «в аксиальном (осевом) направлении» означают линии или направления, которые параллельны оси вращения шины.

Термин «каркас» означает конструкцию шины за исключением брекерного конструктивного элемента, протектора, подпротекторного слоя шины и резины боковин поверх слоев, но включающую в себя сердечники бортов.

Термин «коронная часть каркаса» означает часть каркаса, над которой размещена коронная часть протектора.

Термин «корона» или «корона шины» означает протектор, плечевые зоны протектора и части боковин, непосредственно примыкающие к ним.

Термин «внутренний», как правило, означает внутреннюю поверхность шины.

Термин «наружный», как правило, означает наружную поверхность шины.

Термин «пневматическая шина» означает многослойное механическое устройство по существу тороидальной формы (обычно открытый тор), имеющее сердечники бортов и протектор, изготовленное из резины, химических продуктов, ткани и/или стали и других пригодных материалов. Будучи смонтированной на ободе колеса автомобиля, пневматическая шина посредством ее протектора обеспечивает опору, сцепление с дорогой и удерживание текучей среды, которая выдерживает нагрузку, действующую со стороны транспортного средства.

Термины «радиальный» и «в радиальном направлении» означают направления к или от оси вращения шины и под углом + или -15° относительно оси вращения шины.

Термин «боковина» означает тот компонент, который образует участок наружной поверхности шины, находящийся в радиальном направлении между протектором и бортом.

Если обратиться теперь к чертежам, которые предназначены только для иллюстрации приведенных в качестве примера вариантов осуществления изобретения, а не для ограничения изобретения, то видно, что фиг.1 показывает пневматическую шину 1 с каркасом 10, имеющим коронную часть 14 каркаса (при этом коронная часть каркаса ограничена двумя боковыми краевыми частями 16, 16'), первый радиальный слой 20, второй радиальный слой 21, загнутые вверх концы 22, верхушки 24, плечевые зоны 30 и бортовые зоны 32. Бортовые зоны 32 имеют два разнесенных в аксиальном направлении борта 12, вокруг которых загнуты загнутые вверх концы 22 первого и второго радиальных слоев 20, 21. Верхушки 24 расположены между основной частью радиальных слоев 20, 21 и загнутыми вверх концами 22 радиальных слоев. Каркас 10 окружен в радиальном направлении протектором 26. Пневматическая шина 1 дополнительно имеет усиливающую конструкцию 28 с двойным брокером, расположенную над коронной частью 14 каркаса и под протектором 26.

Первый радиальный слой 20 представляет собой непрерывный слой, проходящий от плечевых зон 30 до бортов 12 и вокруг бортов 12 и заканчивающийся в виде загнутых вверх концов 22. Второй радиальный слой 21 представляет собой непрерывный слой, проходящий от плечевых зон 30 до бортов 12 и вокруг бортов 12 и заканчивающийся в виде загнутых вверх концов 22. Каркас 10 дополнительно включает в себя третий прерывистый радиальный слой 36, имеющий первую часть и вторую часть. Первая часть начинается у первого края 16 коронной части 14 каркаса, при этом она расположена поверх правой стороны второго радиального слоя 21, и проходит в радиальном направлении вниз к правому борту 12 и вокруг правого борта 12 (как показано на фиг.1). Вторая часть третьего радиального слоя 36 начинается у второго края 16' коронной части 14 каркаса, при этом она расположена поверх левой стороны второго радиального слоя 21, и проходит в радиальном направлении вниз к левому борту 12 и вокруг левого борта 12 (как показано на фиг.1). Конфигурация в данном приведенном в качестве примера варианте осуществления иллюстрирует трехслойную конструкцию для боковин пневматической шины 1 с полностью загнутыми вверх концами 22 каждого из радиальных слоев 20, 21, 36.

Фиг.2 показывает второй и третий предусмотренные радиальные слои 21, 36 каркаса 10 сверху и углы наклона усиливающих кордов слоев. Осевая линия 48 показана на чертежах, и угол 40 кордов третьего радиального слоя 36 показан относительно осевой линии 48. В примере по фиг.2 угол 40 кордов третьего радиального слоя 36 показан равным 15°, но может составлять + или -15° относительно осевой линии 48. Угол 42 наклона кордов второго радиального слоя 21 показан равным -15°, но может составлять + или -15° относительно осевой линии 48. Угол 42 наклона кордов второго радиального слоя 21 показан равным -15°, но может составлять + или -15° относительно осевой линии 48. Угол кордов первого радиального слоя 20 (не показано), как правило, составляет 15° в данной приведенной в качестве примера конструкции, но может составлять + или -15° относительно осевой линии 48.

Как показано на фиг.1-2, слои 20, 21, 36 могут быть выполнены или из аналогичных, или из разнородных материалов, при этом предусмотрено, что тип материала не представляет собой ограничения для данного изобретения. Следует понимать, что слои 20, 21, 36 могут быть выполнены из любого пригодного материала. Также следует понимать, что слои 20, 21, 36 могут иметь любую длину, включая длину, при которой они не проходят до загнутых вверх концов 22, проходит только до загнутых вверх концов 22 и/или проходят до и вокруг загнутых вверх концов 22 (фиг.1) в любой комбинации при условии, что третий радиальный слой 36 является прерывистым, и краевые части 16, 16' не соединены друг с другом. Кроме того, следует понимать, что настоящее изобретение не ограничено тремя слоями, но может быть использовано любое число слоев.

Таким образом, пневматическая шина в соответствии с настоящим изобретением может иметь два или более непрерывных слоев, но только один прерывистый слой. Кроме того, единственный прерывистый радиальный слой в соответствии с настоящим изобретением, может быть самым дальним внутренним в радиальном направлении, самым дальним наружным в радиальном направлении (фиг.1) или может быть расположен между остальными радиальными слоями.

Кроме того, следует понимать, что любой из слоев каркаса может быть не загнут вокруг сердечника 12 борта и «плавать» или проходить только до сердечника 12 борта. Таким образом, слои 20, 21, 36 в любой комбинации могут проходить до сердечника 12 борта, частично вокруг сердечника борта или на всей протяженности вокруг сердечника 12 борта (фиг.1). Кроме того, третий прерывистый слой 36 может начинаться приблизительно у боковых краевых частей 16, 16' (фиг.1) или, альтернативно, проходить по существу за боковые краевые части 16, 16' при условии, что третий слой не становится непрерывным слоем.

Пневматическая шина, имеющая три слоя в зонах боковин, созданная в соответствии с настоящим изобретением, при движении в условиях бездорожья имеет бóльшее сопротивление прокалыванию, разрезам и разрывам боковин по сравнению с обычной двухслойной шиной. Кроме того, когда третий слой загнут вверх вокруг бортов, каркасу придается бóльшая прочность по сравнению с каркасом с «плавающим» третьим слоем, не загнутым вокруг бортов. Когда третий слой является прерывистым или разделенным также под коронной зоной, коронная зона имеет бóльшую гибкость, в результате чего повышается сцепление (тяга) в условиях бездорожья и преодоление препятствий, в то время как два непрерывных слоя по-прежнему сохраняют достаточное сопротивление прокалыванию в коронной зоне (то есть бóльшую прочность на прокол по сравнению с обычной конструкцией с двумя разделенными слоями). Кроме того, уменьшение количества материала, обеспечиваемое за счет разделенного третьего слоя, позволяет уменьшить стоимость и вес по сравнению с непрерывным третьим слоем.

Выше были описаны разные варианты осуществления. Для специалистов в данной области техники будет очевидно, что вышеприведенные способы и устройства могут включать в себя изменения и модификации без отхода от общего объема данного изобретения. Предусмотрено, что оно включает в себя все подобные модификации и изменения в той мере, в какой они находятся в пределах объема притязаний приложенных пунктов формулы изобретения или их эквивалентов.

Реферат

Изобретение относится к автомобильной промышленности. Каркас содержит первый и второй непрерывный радиальный слой с двумя плечевыми частями и двумя боковыми краевыми частями. При этом одна боковая краевая часть каждого слоя проходит от одной плечевой части в радиальном направлении внутрь до места, находящегося вблизи первого кольцевого борта, другая боковая краевая часть проходит от другой плечевой части в радиальном направлении внутрь до места, находящегося вблизи второго кольцевого борта. Предусмотрен также третий прерывистый радиальный слой с первой частью и второй частью, отдельной и отличной от первой части. При этом первая часть проходит от места, находящегося вблизи одной плечевой части второго слоя, до места, находящегося вблизи первого кольцевого борта, а вторая часть проходит от другой плечевой части второго слоя до места, находящегося вблизи второго кольцевого борта. Технический результат - повышение прочности шины. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 2 ил.

Формула