ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА

ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА


RU (11) 2242372 (13) C1

(51) 7 B60C9/18 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 2004102582/11 
(22) Дата подачи заявки: 2004.01.29 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2004.01.29 
(45) Опубликовано: 2004.12.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU 1661000 А, 07.07.1991. SU 1648806 A, 15.05.1991. SU 1421545 A, 07.09.1988. JP 60-94803 A, 28.09.1985. 
(72) Автор(ы): Андреев М.Ю. (RU); Кавторев Н.Д. (RU); Кудрявцев Е.П. (RU); Ненахов А.Б. (RU); Сердюк А.В. (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Общество с ограниченной ответственностью "Холдинговая Компания "ЛОйл НЕФТЕХИМ" (RU) 
Адрес для переписки: 109028, Москва, Б.Трехсвятительский пер., 3/12, к.508, МИЭМ, ООО "НПА", пат.пов. Е.Б.Сулимовой 

(54) ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА

Изобретение относится к автомобильной промышленности. Пневматическая шина включает протектор с плечевой зоной, борта, радиальный каркас, боковины, брекер, имеющий металлокордные и, по меньшей мере, один защитный текстильный слой. Нити защитного текстильного слоя брекера, расположенные в окружном направлении, сгруппированы попарно, причем расстояние между соседними группами текстильных нитей составляет 1,0-4,0 величины диаметра текстильной нити, а отношение между диаметром текстильных нитей в защитном слое брекера и диаметром нитей в смежном с ним металлокордном слое составляет 0,35-1,15. В результате улучшается управляемость шины, повышается ее работоспособность и выносливость. 3 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 табл.






ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к транспортным средствам, в частности к конструкциям пневматических шин.

Шина, монтируемая на плоский обод, состоит из покрышки, камеры и ободной ленты. Автомобильная покрышка представляет собой эластичную прочную резиново-тканевую оболочку. Для прочности при изготовлении покрышек наряду с тканевьми используются и металлические нити. Покрышки собирают путем последовательного наложения деталей на жесткий сборочный барабан, их подгонки, обработки, прессовки и прикатки. Сборка может происходить в одну или несколько стадий. Одной из деталей покрышки является брекер - резиновые или резиново-тканые слои, расположенные между каркасом и протектором шины. Брекер (подушечный слой) - одна из важных деталей покрышки, так как именно в нем возникают самые высокие напряжения и развивается температура до 120°С. Он служит для смягчения толчков и ударов, передаваемых от протектора к каркасу покрышки. Строение брекера бывает разным и зависит от типов и размеров покрышки. Брекер может состоять только из резинового слоя либо из одного или нескольких прорезиненных слоев корда с резиновыми прослойками.

При изготовлении покрышек для повышения прочности, каркасности, ограничения растяжения и деформации шин используются различного рода текстильные и металлические корды и технические ткани полотняного переплетения. Основной тканью для покрышек является уточный корд. Уточный корд - ткань, состоящая из прочных нитей - основы и слабых редких нитей - утка, предназначенных для фиксации нитей основы. Нити основы располагаются в ткани корда равномерно и густо от 46 до 140 штук на 100 мм. При этом каждая нить основы изготавливается методом двойного кручения из 2-х и более нитей-филаментов. Нити корда должны выдерживать большие нагрузки и обладать необходимой эластичностью и износостойкостью при многочисленных деформациях (см. В.В.Рагулин. Технология шинного производства. М.: Химия, 1970).

Известна пневматическая шина радиальной конструкции, содержащая протектор, каркас и брекер, имеющий слои металлокорда, по меньшей мере с одной стороны которых расположен один или несколько защитных слоев из текстильного корда (см. а.с. СССР №1421545, 1988 г.; а.с. №1648806, 1991 г.). 

Наиболее близким по техническому решению к предложенному изобретению является конструкция пневматической радиальной шины, содержащая каркас, борта, боковины и брекер, состоящий из двух слоев обрезиненных металлокордных нитей и кольцевых прокладок из обрезиненного текстильного корда. В данном техническом решении расстояние между нитями металлокорда верхнего слоя и нитями текстильной прокладки брокера не превышает суммы диаметров нитей в этих слоях (см. а.с. СССР “Пневматическая радиальная шина для грузовых автомобилей” №1661000, 1991).

К недостаткам данной конструкции относится отсутствие оптимального соотношения параметров металлокорда и нитей текстильного корда.

Как показывает опыт, соотношение параметров нитей металлокорда и текстильного корда оказывает влияние на эксплуатационные характеристики шины.

Задачей изобретения является улучшение эксплуатационных свойств шины за счет получения оптимизированного напряженно-деформированного состояния в шине, повышения общей работоспособности и скоростной выносливости шин, и, как следствие, улучшение управляемости автомобиля, а также снижение массы при снижении трудоемкости и повышении технологичности изготовления шины.

Сущность изобретения состоит в том, что нити текстильного корда защитного слоя брекера пневматической шины, содержащей протектор, плечевую зону с боковинами, брекер, каркас и борт, расположенные в окружном направлении, сгруппированы попарно. Расстояние между соседними группами текстильных нитей составляет 1,0-4,0 величины диаметра текстильной нити, а отношение между диаметром нитей в защитном текстильном слое брекера и диаметром нитей в смежном с ним металлокордном слое составляет 0,35-1,15.

При этом толщина резиновой прослойки между текстильными и металлокордными нитями в смежных слоях преимущественно составляет 0,1-0,4 мм.

Слои брекера с нитями текстильного корда могут быть также выполнены в виде отдельных прокладок, располагающихся в зонах кромок металлокордных слоев брекера.

Защитные текстильные слои брекера могут быть расположены с двух сторон металлокордных слоев на границах между протектором и каркасом шины.

Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, заключается в обеспечении оптимизированного напряженно-деформированного состояния в шине, что ведет повышению общей работоспособности и скоростной выносливости при снижении массы шины и, как следствие, к улучшению управляемости автомобиля. При этом также достигается снижение трудоемкости и повышение технологичности изготовления шины.

Брекер - часть шины, состоящая из слоев корда и расположенная между каркасом и протектором шины. Она служит для обеспечения необходимых габаритов в процессе эксплуатации, улучшения износостойкости и управляемости шин, повышает сопротивление каркаса механическим повреждением. От прочности и качества брекера зависят эксплуатационно-технические характеристики шины, а следовательно, и автомобиля в целом.

Предлагаемые соотношения между диаметрами нитей текстильного и металлокордного слоев брекера и расстояния между ними обусловлены требованием комплексной оптимизации напряженно-деформированного состояния основного армирующего элемента современной конструкции шины - брекера и обеспечения технологических показателей при изготовлении шин.

Принятое в современном массовом производстве применение в брекере шин защитных текстильных слоев с равномерным расположением нитей в слое не является оптимальным, так как в случае необходимости повышения прочности защитного слоя требуется увеличивать количество нитей, что, после определенной величины из-за снижения содержания резины между нитями защитного слоя, негативно сказывается на прочности связи между металлокордными и текстильными слоями брекера и между текстильными слоями брекера и протектором шин.

Попытка усилить прочность брекера за счет увеличения количества нитей защитного слоя брекера может привести к увеличению массы беговой части и шины в целом, снизить ее скоростную работоспособность. Кроме того, чем теснее расположены нити в текстильном защитном слое брекера, тем меньше между ними проникает резины при обрезинивании, и, как следствие, в итоге меньше прочность связей между отдельными нитями и слоями корда. 

Повышение прочности слоя за счет увеличения толщины нити текстильного корда также приводит к увеличению массы. При этом применение корда с нитями большей жесткости снижает технологичность и качество производства из-за затрудненной обработки слоев брекера в зоне кромок брекера.

Выполнение защитного текстильного слоя брекера с окружными нитями, расположенными с переменным шагом (например, увеличение плотности нитей в зоне кромок брекера в сравнении с центральной зоной), снижает прочность связи между слоями в особо нагруженной зоне шины - по краям брекера, что негативно отражается на работоспособности шин. Кроме того, реализация такого технического решения увеличивает потери от брака и снижает производительность из-за необходимости частой перенастройки оборудования для обеспечения необходимого расположения нитей на раскроенных слоях для каждого конкретного размера шин.

Поставленная техническая решается за счет того, что пневматическая шина включает протектор с плечевой зоной, борта, радиальный каркас, боковины, брекер, имеющий металлокордные и, по меньшей мере, один защитный текстильный слой. Нити защитного текстильного слоя брекера, расположенные в окружном направлении, сгруппированы попарно, причем расстояние между соседними группами текстильных нитей составляет 1,0-4,0 величины диаметра текстильной нити, а отношение между диаметром текстильных нитей в защитном слое брекера и диаметром нитей в смежном с ним металлокордном слое составляет 0,35-1,15.

Толщина резиновой прослойки между текстильными и металлокордными нитями в смежных слоях брекера составляет 0,1-0,4 мм.

Защитные текстильные слои брокера могут быть выполнены в виде отдельных прокладок, расположенных в зонах кромок металлокордных слоев брекера.

Защитные текстильные слои брекера могут быть расположены с двух сторон металлокордных слоев брекера.

Такое техническое решение обусловлено следующим.

Выполнение защитного текстильного слоя брекера с шагом нити менее ее диаметра (dт) приводит к снижению резиносодержания в слое и падению прочности связи между смежными с таким слоем частями шины (т.е. металлокордными слоями брекера, каркасом и протектором), что снижает скоростную выносливость и работоспособность шины.

Увеличение шага нити в текстильном защитном слое брекера на величину, превышающую 4dт, снижает жесткость защитного текстильного слоя, в результате чего теряется эффект ограничения перемещения металлокордных слоев брекера во время эксплуатации шин, снижается скоростная выносливость, долговечность и износостойкость шины.

При соотношении между диаметрами нитей текстильного и металлокордного слоев брекера менее 0,35, т.е., при применении тонкого текстильного корда в сочетании с более толстым металлокордом, защитный текстильный слой из-за своей незначительной, в сравнении с металлокордом, жесткости перестает выполнять функцию ограничения перемещения кромок нитей металлокордных слоев брекера в процессе эксплуатации шин. В этом случае при циклическом нагружении шины в процессе эксплуатации наблюдаются увеличенные перемещения нитей как по центру, так и по кромкам брекера, что увеличивает температуру в шине и потери на качение, снижает общую износостойкость шины. 

При применении кордов с соотношением диаметров нитей текстильного и металлокордного слоев брекера более 1,15 наблюдается рост сдвиговых напряжений между текстильными и металлокордными слоями брекера, что ведет к снижению усталостной работоспособности брекера.

Кроме того, для имеющихся в настоящее время типов текстильных кордов и металлокорда применение материалов с соотношением толщины нитей более 1,15 приводит к увеличению массы беговой части и, соответственно, всей массы шины. Попарная группировка нитей защитного текстильного слоя брекера, расположенных в окружном направлении, позволяет при сохранении требуемых технических характеристик протектора получить значительные просветы между нитями, необходимые для проникновения резиновой смеси между ними, и обеспечение необходимой прочности связей между слоями, что, в свою очередь, обуславливает надежность и эластичность протектора в целом. Кроме того, повышается технологичность производства за счет исключения операции предварительного обрезинивания текстильных слоев брекера. При этом снижается количество отходов и в конечном итоге понижается себестоимость продукции. 

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена предлагаемая схема конструкции брекера шины; на фиг.2, 3 - то же, варианты возможного исполнения защитного текстильного слоя брекера в виде отдельных прокладок, расположенных в зонах окончания кромок металлокордных слоев брекера.

Конструкция покрышки шины включает каркас 1, на котором расположен брекер 2 со слоями, образованными металлокордными нитями 3, и нитями 4 защитного текстильного слоя, разделенными резиновой прослойкой 5.

Нити 4 текстильного слоя брекера, расположенные в окружном направлении, сгруппированы попарно. Расстояние между соседними группами окружных текстильных нитей составляет (1,0-4,0)dт, где d т - диаметр одной текстильной нити 4 основы [мм]. Отношение диаметра текстильной нити 4 основы в защитном текстильном слое брекера к диаметру нити 3 в смежном с ним металлокордном слое составляет 0,35-1,15.

При этом толщина резиновой прослойки 5 между текстильньми нитями 4 и металлокордными нитями 3 в смежных слоях преимущественно составляет 0,1-0,4 мм.

Слои брекера (фиг.2) с нитями 4 защитного текстильного слоя выполнены в виде отдельных прокладок, расположенных в зонах кромок металлокордных слоев брекера.

Защитные текстильные слои, выполненные из попарно сгруппированных окружных нитей 4, могут быть расположены с двух сторон слоев, выполненных из металлокордных нитей 3 (фиг.3). 

При эксплуатации происходит циклическое нагружение шин во время их контакта с поверхностью дороги, во время которого наблюдаются перемещения внутренних элементов шин, величина которых различна из-за кривизны наружной поверхности шин. Для шин радиальной конструкции максимальные перемещения располагаются в зонах окончания кромок металлокордных слоев брекера.

Кроме того, во время вращения шины внутренние элементы шины и слои брекера, в частности, испытывают действие центростремительных сил, стремящихся изменить габариты шины.

Защитные слои брекера с текстильными нитями, ориентированными в окружном направлении, призваны максимально ограничить перемещения металлокордных слоев брекера, особенно его кромок, и обеспечить сохранение необходимых габаритов шин, их работоспособность и скоростную выносливость.

Для конструкции брекера с предлагаемыми параметрами на напряженно-деформированное состояние шины оказывает влияние толщина резиновой прослойки между нитями текстильного корда брекера и нитями металлокорда. 

В таблице 1 представлены показатели напряженно-деформированного состояния шин размера 175/70R13 с различной толщиной резиновой прослойки между нитями текстильного корда брекера и нитями металлокорда. 



Как видно из табл. 1, увеличение толщины резиновой прослойки свыше 0,4 мм приводит к резкому увеличению перемещений кромок брекера и усилий в текстильном защитном слое брекера.

Применение толщины резиновой прослойки менее 0,1 мм приводит к низкому резиносодержанию в слоях и снижает прочность связи между слоями брекера.

В таблице 2 представлены сравнительные результаты испытаний шин 195/65R15 с равномерно (эталон) расположенными и попарно сгруппированными окружными текстильными нитями в защитном слое, расположенном поверх металлокордных слоев брекера (опытная).



Сравнительный анализ предложенного изобретения с известными решениями показал, что предложенная конструкция позволяет значительно повысить эксплуатационные характеристики шины, в частности, за счет получения оптимизированного напряженно-деформированного состояния повысить скоростную выносливость и общую работоспособность шины, при одновременном снижении массы и повышении технологичности изготовления шины.

В качестве примера конкретного выполнения заявленного изобретения может быть предложено выполнение шины размера 175/70R13, включающей протектор с плечевой зоной и боковинами, брекер и каркас с бортами. Брекер выполнен в виде двух обрезиненных слоев металлокорда марки 4л27 и одного защитного слоя, содержащего текстильные нити типа марки 11А. При этом защитные слои брекера с текстильными нитями выполнены в виде отдельных прокладок из ткани с попарно сгруппированными окружными нитями.

Отношение диаметров металлокордных нитей в брекере и окружных текстильных нитей в защитном слое брекера составляет 0,48.

Толщина резиновой прослойки между нитями текстильного корда брекера и смежными с ними нитями металлокорда составляет 0,15-0,2 мм.

Пневматическая шина может быть изготовлена на стандартном оборудовании в условиях массового производства.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


1. Пневматическая шина, включающая протектор с плечевой зоной, борта, радиальный каркас, боковины, брекер, имеющий металлокордные и, по меньшей мере, один защитный текстильный слой, отличающаяся тем, что нити защитного текстильного слоя брекера, расположенные в окружном направлении, сгруппированы попарно, причем расстояние между соседними группами текстильных нитей составляет 1,0-4,0 величины диаметра текстильной нити, а отношение между диаметром текстильных нитей в защитном слое брекера и диаметром нитей в смежном с ним металлокордном слое составляет 0,35-1,15.

2. Пневматическая шина по п.1, отличающаяся тем, что толщина резиновой прослойки между текстильными и металлокордными нитями в смежных слоях составляет 0,1-0,4 мм.

3. Пневматическая шина по п.1, отличающаяся тем, что защитные текстильные слои брекера выполнены в виде отдельных прокладок, расположенных в зонах кромок металлокордных слоев брекера.

4. Пневматическая шина по п.1, отличающаяся тем, что защитные текстильные слои расположены с двух сторон металлокордных слоев брекера.



ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян

Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящиеся к автомобильной промышленности, а именно к устройствам, составам и способам изготовления автомобильных шин (покрышка) и их ремонт: способы изготовления автомобильных шин (покрышка), способы изготовления шипованной шины (покрышка), варианты рисунка протектора автомобильных шин (покрышка), ремонт автомобильных шин (покрышка), специальные автомобильные шины (покрышка) и др..



Автомобильный транспорт и другие наземные транспортные средства




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+протектор -шины".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "протектор" будут найдены слова "протектора", "протектором" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("протектор!").




Рейтинг@Mail.ru