арматура гребня пневматической шины для большегрузных транспортных средств
Классы МПК: | B60C9/22 кордные нити во всех элементах ориентированы по окружности шины |
Автор(ы): | КЛЮЗЕЛЬ Ги (FR) |
Патентообладатель(и): | КОМПАНИ ЖЕНЕРАЛЬ ДЕЗ ЭТАБЛИССМАН МИШЛЕН-МИШЛЕН Э КО. (FR) |
Приоритеты: |
подача заявки:
1998-10-27 публикация патента:
27.05.2003 |
Пневматическая шина (Р) с радиальной арматурой каркаса, имеющей максимальную осевую ширину S0, содержащая арматуру гребня, образованную по меньшей мере двумя рабочими слоями гребня, сформированными из нерастяжимых подкрепляющих элементов, перекрещивающихся от одного слоя к другому и образующих с окружным направлением углы в диапазоне от 10 до 45o. Рабочие слои имеют осевую ширину, составляющую по меньшей мере 80% от ширины S0. В радиальном направлении между рабочими слоями расположен дополнительный слой, сформированный из подкрепляющих элементов, параллельных окружному направлению. Рабочие слои имеют ширину, превышающую ширину дополнительного слоя по меньшей мере на 16% максимальной ширины S0. По одну и по другую стороны от экваториальной плоскости в осевом продолжении дополнительного слоя рабочие слои соединены на осевом расстоянии, составляющем по меньшей мере 3% от ширины S0, а затем разъединены при помощи профилированных элементов из каучуковой смеси, имеющих толщину, по меньшей мере равную 2 мм. В результате повышается стойкость арматуры гребня пневматической шины. 10 з.п. ф-лы, 3 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Формула изобретения
1. Пневматическая шина Р с радиальной арматурой каркаса 1, имеющей максимальную осевую ширину Sо, содержащая арматуру гребня 3, образованную по меньшей мере двумя рабочими слоями гребня 32, 34, сформированными из нерастяжимых подкрепляющих элементов, перекрещивающихся от одного слоя к другому и образующих с окружным направлением углы в диапазоне от 10 до 45o, причем рабочие слои имеют значения осевой ширины L32 и L34, составляющие по меньшей мере 80% от максимальной ширины So, а также расположенный в радиальном направлении между рабочими слоями дополнительный слой 33, сформированный из подкрепляющих элементов, по существу параллельных окружному направлению, отличающаяся тем, что рабочие слои 32, 34, имеющие ширину L32, L34, превышают ширину L33 дополнительного слоя 33 по меньшей мере на 16% от ширины Sо, при этом по одну и по другую стороны от экваториальной плоскости и в непосредственном осевом продолжении дополнительного слоя 33 рабочие слои соединены между собой на осевом расстоянии l, составляющем по меньшей мере 3,5% от осевой ширины Sо, а затем разъединены при помощи профилированных элементов (4) из каучуковой смеси по меньшей мере на оставшейся общей ширине двух рабочих слоев 32, 34. 2. Пневматическая шина по п. 1, отличающаяся тем, что профилированные элементы (4) имеют на уровне краев наименее широкого рабочего слоя 32, 34 толщину, составляющую по меньшей мере 2 мм. 3. Пневматическая шина по п. 2, отличающаяся тем, что рабочие слои 32, 34 арматуры гребня имеют различную осевую ширину, причем наружный в радиальном направлении рабочий слой 34 является менее широким в осевом направлении, чем внутренний в радиальном направлении рабочий слой 32, при этом арматура гребня 3 содержит также снаружи в радиальном направлении слой 35, сформированный из эластичных подкрепляющих элементов, ориентированных по отношению к окружному направлению под углом в диапазоне от 10 до 45o и имеющих то же направление, что и угол, образованный нерастяжимыми подкрепляющими элементами наименее широкого рабочего слоя 34, причем слой 35, являющийся защитным, имеет осевую ширину L35, меньшую, чем осевая ширина L34 наименее широкого рабочего слоя 34. 4. Пневматическая шина по п. 2, отличающаяся тем, что рабочие слои 32, 34 арматуры гребня имеют различную осевую ширину, причем наружный в радиальном направлении рабочий слой 34 является менее широким, чем рабочий слой 32, расположенный изнутри в радиальном направлении, при этом арматура гребня 3 содержит также снаружи в радиальном направлении, слой 35 из эластичных подкрепляющих элементов, ориентированных по отношению к окружному направлению под углом в диапазоне от 10 до 45o, имеющим то же направление, что и угол, образованный нерастяжимыми элементами наименее широкого рабочего слоя 34, причем слой 35, являющийся защитным, имеет такую осевую ширину L35, которая перекрывает в радиальном направлении края наименее широкого рабочего слоя 34, затем в осевом продолжении соединяется с наиболее широким рабочим слоем гребня 32 на осевом расстоянии, составляющем по меньшей мере 2% от осевой ширины So, а снаружи в осевом направлении разъединяется наиболее широким рабочим слоем 32 при помощи профилированных элементов (4), имеющих толщину, составляющую по меньшей мере 2 мм. 5. Пневматическая шина по п. 4, отличающаяся тем, что защитный слой 35, сформированный из эластичных подкрепляющих элементов, разъединен с краями упомянутого наименее широкого рабочего слоя 32 при помощи профилированных элементов, имеющих толщину, по существу меньшую, чем толщина профилированных элементов 4, разделяющих края двух рабочих слоев 32, 34. 6. Пневматическая шина по любому из пп. 1-5, отличающаяся тем, что арматура гребня 3 дополнительно содержит изнутри в радиальном направлении между арматурой каркаса 1 и внутренним в радиальном направлении рабочим слоем 32 слой 31, сформированный из нерастяжимых подкрепляющих элементов, образующих с окружным направлением угол, превышающий 60o и имеющий то же направление, что и угол, образованный подкрепляющими элементами рабочего слоя 32, и имеющий осевую ширину L31, меньшую, чем осевая ширина L32 наиболее широкого рабочего слоя 32. 7. Пневматическая шина по п. 5, отличающаяся тем, что арматура гребня 3 дополнительно содержит изнутри в радиальном направлении и между арматурой каркаса 1 и внутренним в радиальном направлении рабочим слоем 32 слой 31, сформированный из нерастяжимых подкрепляющих элементов, образующих с окружным направлением угол, превышающий 60o и имеющий то же направление, что и угол, образованный подкрепляющими элементами рабочего слоя 32, и имеющий осевую ширину L31, превышающую ширину наиболее широкого рабочего слоя, причем защитный слой 35, соединенный с наиболее широким рабочим слоем 32, имеет такую ширину L35, достаточную для соединения в непосредственном осевом продолжении наиболее широкого рабочего слоя 32 с триангуляционным слоем 31 на осевом расстоянии l составляющем по меньшей мере 0,02 от ширины So арматуры каркаса 1, а затем разъединен снаружи в осевом направлении с краями триангуляционного слоя 31 при помощи профилированных элементов (4), толщина которых составляет по меньшей мере 2 мм. 8. Пневматическая шина по п. 2, отличающаяся тем, что рабочие слои 32, 34 арматуры гребня 3 имеют различную осевую ширину, причем наиболее наружный в радиальном направлении рабочий слой 34 имеет в осевом направлении и большую ширину, чем рабочий слой 32, расположенный изнутри в радиальном направлении, при этом арматура гребня (3) содержит также слой 31, сформированный из нерастяжимых подкрепляющих элементов, образующих с окружным направлением угол, превышающий 60o и имеющий то же направление, что и угол, образованный подкрепляющими элементами наименее широкого рабочего слоя 32, и осевая ширина L31 которого меньше осевой ширины L32 наименее широкого рабочего слоя 32. 9. Пневматическая шина по п. 2, отличающаяся тем, что рабочие слои 32, 34 арматуры гребня 3 имеют различную осевую ширину, причем наиболее наружный в радиальном направлении рабочий слой 34 имеет в осевом направлении большую ширину, чем рабочий слой 32, расположенный изнутри в радиальном направлении, при этом арматура гребня (3) содержит также триангуляционный слой 31, сформированный из нерастяжимых подкрепляющих элементов, образующих с окружным направлением угол, превышающий 60o и имеющий то же направление, что и угол, образованный подкрепляющими элементами наименее широкого рабочего слоя 32, и имеющий ширину L31, превышающую ширину L32 наименее широкого рабочего слоя 32, причем рабочий слой 34 имеет наибольшую ширину L34 в непосредственном осевом продолжении рабочего слоя 32 и соединен с триангуляционным слоем 31 на осевом расстоянии l1, составляющем по меньшей мере 0,02% от ширины Sо арматуры каркаса 1, а затем разъединен с краями триангуляционного слоя 31 при помощи профилированных элементов из каучуковой смеси, имеющих толщину, по меньшей мере равную 2 мм. 10. Пневматическая шина по любому из п. 8 или 9, отличающаяся тем, что арматура гребня 3 содержит снаружи в радиальном направлении от наиболее широкого рабочего слоя 34 защитный слой 35, сформированный из эластичных подкрепляющих элементов, ориентированных по отношению к окружному направлению под углом, имеющим величину в диапазоне от 10 до 45o и то же направление, что и угол, образованный нерастяжимыми подкрепляющими элементами наиболее широкого рабочего слоя 34. 11. Пневматическая шина по п. 10, отличающаяся тем, что арматура каркаса 3 содержит снаружи в радиальном направлении от наиболее широкого рабочего слоя 34 защитный слой 35, сформированный из эластичных подкрепляющих элементов, ориентированных по отношению к окружному направлению под углом от 10 до 45o, имеющим то же направление, что и угол, образованный нерастяжимыми подкрепляющими элементами наиболее широкого рабочего слоя 34, причем защитный слой 35 имеет такую осевую ширину L35, которая перекрывает в радиальном направлении концы наиболее широкого рабочего слоя 34, и в непосредственном осевом продолжении наименее широкого рабочего слоя 32 соединен с внутренним в радиальном направлении слоем 31, сформированным из нерастяжимых подкрепляющих элементов, сильно наклоненных на осевой ширине l2, составляющей по меньшей мере 2% от ширины Sо, и затем разъединен с краями триангуляционного слоя при помощи каучуковых профилированных элементов, имеющих толщину, составляющую по меньшей мере 2 мм.Описание изобретения к патенту
Изобретение касается пневматической шины с радиальной арматурой каркаса, закрепленной с одной и с другой стороны на по меньшей мере одном бортовом кольце и имеющей арматуру вершины или гребня, образованную по меньшей мере двумя так называемыми рабочими слоями, уложенными друг на друга и сформированными из проволок или кордных нитей, параллельных друг другу в каждом слое и перекрещивающихся от одного слоя к другому, образуя при этом с окружным направлением пневматической шины углы, составляющие не более 45o по абсолютной величине. Более конкретно, предлагаемое изобретение касается пневматической шины типа "Poids-Lourds", для которой отношение высоты на ободе Н к максимальной ширине S в осевом направлении имеет величину не более 0,8 и которая предназначена для использования на транспортных средствах средней или большой грузоподъемности, таких, например, как грузовые автомобили, автобусы, прицепы и т.п. Некоторые современные так называемые "дорожные" пневматические шины предназначены для движения транспортного средства на больших скоростях и на все более дальние расстояния вследствие совершенствования автодорожной сети и роста ее протяженности во всем мире. Совокупность условий, при которых такая пневматическая шина называется дорожной или предназначенной для быстрой и продолжительной езды, без всякого сомнения позволяет обеспечить увеличение ее пробега при уменьшении износа. Но при этом снижается продолжительность срока службы пневматической шины, в частности, срока службы арматуры ее гребня. В патенте Франции FR 2419185 указано, что рассматриваемый тип пневматической шины, характеризующийся относительно небольшой величиной отношения H/S, хотя и обладает многочисленными преимуществами, но имеет ряд недостатков, например, посредственное закрепление экваториальной зоны беговой дорожки протектора или локализация повышенных давлений в области краев беговой дорожки протектора, возникающих вследствие сужения поверхности контакта этой пневматической шины в продольном направлении. Чтобы устранить отмеченные выше недостатки, в упомянутом патенте Франции предлагается размещать между арматурой каркаса и внутренним в радиальном направлении рабочим слоем, в двух зонах, отстоящих на некотором расстоянии от экваториальной плоскости, два ограничительных блока, каждый из которых образован двумя уложенными друг на друга слоями нерастяжимых кордных нитей, перекрещивающихся от одного слоя к другому и образующих с окружным направлением противоположные по направлению углы, не превышающие по абсолютной величине половины наименьшего угла, используемого в рабочих слоях, и отличные от 0o. Применение указанного технического решения, в частности, его применение к пневматической шине с коэффициентом формы H/S, не превышающим 0,80 и, например, не превышающим значения 0,6, предназначенной для использования на большегрузных транспортных средствах, не позволяет обеспечить удовлетворительную продолжительность срока службы арматуры гребня этой пневматической шины. Отсутствие достаточной стойкости касается как усталостной прочности слоев гребня и, в частности, стойкости к разделению между концами этих слоев, так и усталостной прочности кордных нитей участка арматуры каркаса, располагающегося под арматурой гребня, причем первый из этих недостатков подвержен сильному влиянию температуры функционирования пневматической шины, имеющей место на краях рабочих слоев как при движении по прямой линии, так и при движении на поворотах. Цель французской заявки на патент 94/015736 состоит в том, чтобы повысить стойкость арматуры гребня пневматической шины для большегрузных транспортных средств, имеющей коэффициент формы, не превышающий 0,60, причем упомянутая арматура гребня содержит по меньшей мере два рабочих слоя, сформированных из нерастяжимых кордных нитей, перекрещивающихся от одного слоя к другому и образующих с окружным направлением углы в диапазоне от 10 до 45o, и эти слои имеют ширину, составляющую по меньшей мере 80% от максимальной осевой ширины So арматуры каркаса. В этом техническом решении предлагается располагать, с одной стороны, между арматурой каркаса и рабочим слоем, наиболее близким в радиальном направлении к оси вращения, сплошной в осевом направлении слой, сформированный из нерастяжимых металлических кордных нитей, образующих с окружным направлением угол, по меньшей мере равный 60o, причем осевая ширина упомянутого слоя по меньшей мере равна осевой ширине наиболее короткого рабочего слоя гребня, а с другой стороны, располагать между двумя рабочими слоями гребня дополнительный слой, сформированный из металлических подкрепляющих элементов, ориентированных по существу параллельно окружному направлению. При этом осевая ширина упомянутого слоя составляет по меньшей мере 0,7 осевой ширины So и его модуль упругости на растяжение не превышает модуля того же наименования для наиболее растяжимого рабочего слоя. Во французской заявке на патент FR 96/02178, с целью снижения температуры функционирования пневматической шины типа "Poids-Lourds" с радиальной арматурой каркаса и при использовании как весьма эффективного, так и достаточно экономичного технического решения, предлагается присоединять к упомянутой арматуре каркаса арматуру гребня, содержащую по меньшей мере два рабочих слоя гребня, сформированных из нерастяжимых кордных нитей, перекрещивающихся от одного слоя к другому и образующих с окружным направлением углы, величина которых находится в диапазоне от 10 до 45o. Кроме того, арматура гребня в отсутствие любого слоя, сформированного из нерастяжимых кордных нитей, образующих с окружным направлением угол, превышающий 45o, содержит один дополнительный слой, непрерывный в осевом направлении, сформированный из металлических подкрепляющих элементов, ориентированных по существу параллельно окружному направлению, и размещенный в радиальном направлении между рабочими слоями, причем упомянутый дополнительный слой имеет осевую ширину, по меньшей мере в 1,05 раза превышающую осевую ширину наиболее широкого рабочего слоя гребня. Если проблемы, касающиеся разделения между рабочими слоями и усталостной прочности кордных нитей арматуры каркаса, представляются решенными в одном случае, и если температура функционирования оказываются существенно пониженной в другом случае, то продолженная эксплуатация сконструированных таким образом пневматических шин выявляет усталостные разрушения кордных нитей упомянутого дополнительного слоя, точнее говоря, кордных нитей краев этого слоя, независимо от наличия или отсутствия так называемого триангуляционного слоя. В любом случае имеется возможность заменить соответствующие подкрепляющие элементы пневматической шины и, в частности, выбрать кордные нити другой конструкции или кордные нити с более высокой прочностью на разрыв. Описанное выше техническое решение, безусловно простое, но является достаточно дорогостоящим. Задачей настоящего изобретения является устранение отмеченных выше недостатков и удлинение срока службы арматуры гребня пневматической шины рассматриваемого здесь типа без увеличения ее стоимости. Пневматическая шина с радиальной арматурой каркаса с максимальной шириной So в осевом направлении в соответствии с предлагаемым изобретением содержит арматуру гребня, образованную по меньшей мере двумя рабочими слоями, сформированными из нерастяжимых подкрепляющих элементов, перекрещивающихся от одного слоя к другому и образующих с окружным направлением углы, имеющие величину в диапазоне от 10 до 45o, причем упомянутые слои имеют осевую ширину, составляющую по меньшей мере 80% от ширины Sо, а также расположенный в радиальном направлении между упомянутыми рабочими слоями один дополнительный слой, сформированный из подкрепляющих элементов, по существу параллельных окружному направлению, и эта пневматическая шина характеризуется тем, что рабочие слои, ширина которых превышает ширину дополнительного слоя по меньшей мере на 16% от ширины So, по одну и по другую стороны от экваториальной плоскости и в непосредственном продолжении в осевом направлении дополнительного слоя, соединены между собой на осевом расстоянии, составляющем по меньшей мере 3,5% от ширины So, а затем разъединяются при помощи профилированных элементов из каучуковой смеси по меньшей мере на оставшейся части общей ширины двух упомянутых рабочих слоев. Толщина профилированных элементов разъединения между слоями, измеренная на уровне концов наименее широкого рабочего слоя, будет составлять по меньшей мере два миллиметра и в предпочтительном варианте будет превышать 2,5 мм. В данном случае под выражением "соединенные слои" следует понимать слои, соответствующие подкрепляющие элементы которых отделены друг от друга в радиальном направлении расстоянием, не превышающим 1,5 мм, причем толщина каучукового слоя измеряется в радиальном направлении соответственно между верхней и нижней образующими подкрепляющих элементов. Под выражением "нерастяжимый элемент" следует понимать подкрепляющий элемент, то есть кордную нить или моноволокно, который имеет относительное удлинение менее 0,2% в том случае, когда он подвергается воздействию тянущего усилия, составляющего 10% от разрушающей нагрузки. В случае рассматриваемой здесь пневматической шины нерастяжимые подкрепляющие элементы предпочтительно представляют собой металлические нерастяжимые кордные нити, изготовленные из стали. Подкрепляющие элементы, то есть кордные нити или проволоки, ориентированные по существу параллельно окружному направлению пневматической шины, представляют собой элементы, которые образуют с этим окружным направлением углы в диапазоне от +2,5 до -2,5o вокруг 0o. Дополнительный слой предпочтительно имеет модуль упругости под действием усилия растяжения, величина которого не превышает величину модуля упругости для наиболее растяжимого рабочего слоя. Модуль упругости на растяжение слоя кордных нитей проявляется в результате растягивающего механического напряжения, воздействующего в направлении кордных нитей, и необходимого для обеспечения заданной величины относительного удлинения![арматура гребня пневматической шины для большегрузных транспортных средств, патент № 2205107](/images/patents/265/2205083/949.gif)
фиг. 1 изображает разрез по меридианальной плоскости первого предпочтительного варианта реализации арматуры гребня в соответствии с предлагаемым изобретением;
фиг. 2 - разрез второго предпочтительного варианта реализации арматуры гребня в соответствии с предлагаемым изобретением;
фиг.3 - третий вариант реализации изобретения. Пневматическая шина РA (фиг. 1), соответствующая типоразмеру 495/45 R 22.5 X, имеет коэффициент формы H/S, равный 0,45, причем Н - высота пневматической шины РA на ее монтажном ободе, S - максимальная осевая ширина пневматической шины. Пневматическая шина РA содержит радиальную арматуру каркаса 1, закрепленную в каждом борту этой шины на по меньшей мере одном бортовом кольце, совершая оборот вокруг него, и образованную одним слоем металлических кордных нитей. Эта арматура каркаса 1 скреплена снаружи арматурой гребня 3, сформированной в радиальном направлении с внутренней стороны к наружной стороне. Арматура гребня 3 содержит несколько слоев. Первый, так называемый триангуляционный слой 31, сформирован из нерастяжимых металлических кордных нитей, ориентированных по отношению к окружному направлению под углом
![арматура гребня пневматической шины для большегрузных транспортных средств, патент № 2205107](/images/patents/265/2205007/948.gif)
![арматура гребня пневматической шины для большегрузных транспортных средств, патент № 2205107](/images/patents/265/2205001/945.gif)
![арматура гребня пневматической шины для большегрузных транспортных средств, патент № 2205107](/images/patents/265/2205007/948.gif)
![арматура гребня пневматической шины для большегрузных транспортных средств, патент № 2205107](/images/patents/265/2205010/946.gif)
![арматура гребня пневматической шины для большегрузных транспортных средств, патент № 2205107](/images/patents/265/2205001/945.gif)
![арматура гребня пневматической шины для большегрузных транспортных средств, патент № 2205107](/images/patents/265/2205001/945.gif)
![арматура гребня пневматической шины для большегрузных транспортных средств, патент № 2205107](/images/patents/265/2205022/947.gif)
![арматура гребня пневматической шины для большегрузных транспортных средств, патент № 2205107](/images/patents/265/2205010/946.gif)
![арматура гребня пневматической шины для большегрузных транспортных средств, патент № 2205107](/images/patents/265/2205010/946.gif)
![арматура гребня пневматической шины для большегрузных транспортных средств, патент № 2205107](/images/patents/265/2205001/945.gif)
![арматура гребня пневматической шины для большегрузных транспортных средств, патент № 2205107](/images/patents/265/2205010/946.gif)
![арматура гребня пневматической шины для большегрузных транспортных средств, патент № 2205107](/images/patents/265/2205001/945.gif)
![арматура гребня пневматической шины для большегрузных транспортных средств, патент № 2205107](/images/patents/265/2205001/945.gif)
![арматура гребня пневматической шины для большегрузных транспортных средств, патент № 2205107](/images/patents/265/2205022/947.gif)
![арматура гребня пневматической шины для большегрузных транспортных средств, патент № 2205107](/images/patents/265/2205010/946.gif)
![арматура гребня пневматической шины для большегрузных транспортных средств, патент № 2205107](/images/patents/265/2205010/946.gif)
Класс B60C9/22 кордные нити во всех элементах ориентированы по окружности шины