шина с низким загибом для транспортного средства и способ ее изготовления

Формула изобретения

1. Шина (18) транспортного средства, содержащая радиальный каркас (19), имеющий две боковые стороны (21), каждая из которых содержит сердечник (22) борта, кольцеобразный наполнитель (23) борта, проходящий радиально наружу от сердечника (22) борта, слой (26) каркаса, загнутый вверх относительно сердечника (22) борта и содержащий внешний кольцеобразный загнутый участок (27), и слой (30) покрытия, содержащий внутренний участок (31), непроницаемый для воздуха, промежуточный абразивный участок (32), загнутый вверх относительно сердечника (22) борта, и внешний участок (33), определяющий боковину соответствующей боковой стороны (21), причем промежуточный абразивный участок (32) имеет внутренний участок (32а), расположенный в осевом направлении с внутренней стороны от сердечника (22) борта, а загнутый участок (27) и внутренний участок (32а) имеют сходную ширину, отличающаяся тем, что каждый кольцеобразный наполнитель (23) борта содержит первый кольцеобразный элемент (24) наполнителя, контактирующий с соответствующим сердечником (22) борта, и второй кольцеобразный элемент (29) наполнителя, расположенный радиально снаружи от соответствующего первого кольцеобразного элемента (24) наполнителя, причем каждый кольцеобразный загнутый участок (27) загнут вверх вокруг соответствующего сердечника (22) борта и соответствующего первого кольцеобразного элемента (24) наполнителя и вставлен между соответствующими первым и вторым кольцеобразными элементами (24, 29) наполнителя, причем промежуточный абразивный участок (32) и внешний участок (33), определяющий боковину боковой стороны, содержащий слой (30) покрытия, содержат одну полосу (34) покрытия и выполнены из единой смеси.

2. Шина по п.1, отличающаяся тем, что каждый кольцеобразный загнутый участок (27) имеет свободный кольцеобразный край (28), вставленный в соответствующий кольцеобразный наполнитель (23) борта.

3. Шина по любому из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что каждый кольцеобразный загнутый участок (27) имеет ширину 15-20 мм.

4. Шина по любому из пп.2 и 3, отличающаяся тем, что каждый кольцеобразный наполнитель (23) борта содержит усиливающую ленту (25), расположенную в контакте с соответствующими первым и вторым кольцеобразными элементами (24, 29) наполнителя и в осевом направлении внутри них, причем свободный кольцеобразный край (28) соответствующего загнутого участка (27) расположен между вторым кольцеобразным элементом (29) наполнителя и усиливающей лентой (25).

5. Шина п.1, отличающаяся тем, что каждая полоса (34) покрытия и соответствующий второй кольцеобразный элемент (29) наполнителя образованы посредством совместной экструзии или каландрования.

6. Шина по п.1, отличающаяся тем, что каждая полоса (34) покрытия и соответствующий кольцеобразный наполнитель (23) борта выполнены из одного материала.

7. Шина по п.6, отличающаяся тем, что этот материал является смесью с удлинением при разрыве, составляющем 400-550%.

8. Шина по п 6, отличающаяся тем, что материал является смесью с пределом прочности на растяжение, составляющем 18-22 МПа.

9. Шина по любому из пп.6-8, отличающаяся тем, что этот материал является смесью со 100%-ным растяжением при нагрузке 3-4 МПа и 200%-ным растяжением при нагрузке 8-10 МПа.

10. Шина по любому из пп.6-8, отличающаяся тем, что этот материал является смесью с твердостью "А" по Шору, составляющей 60-70.

11. Способ изготовления шины транспортного средства, при котором изготавливают радиальный каркас (19) с двумя боковыми сторонами (21), на каждой из которых устанавливают сердечник (22) борта, имеющий кольцеобразный наполнитель (23), расположенный радиально наружу от сердечника (22) борта, заворачивают слой (26) каркаса вокруг сердечника (22) борта с образованием кольцеобразного загнутого участка (27), помещают слой (30) покрытия с внутренним участком (31) непроницаемым для воздуха, помещают промежуточный абразивный участок (32), который загибают вверх вокруг сердечника (22) борта, и помещают внешний участок (33), определяющий боковину каждой из боковых сторон (21), при этом промежуточный абразивный участок (32) выполняют с внутренним участком (32а), который располагают в осевом направлении с внутренней стороны от сердечника (22) борта, при этом кольцеобразный загнутый участок (27) и внутренний участок (32а) выполняют сходной ширины, отличающийся тем, что заворачивают каждый кольцеобразный загнутый участок (27) вверх вокруг соответствующего первого кольцеобразного элемента (24) наполнителя, образующего часть соответствующего кольцеобразного наполнителя (23) борта и расположенного контактирующим с соответствующим сердечником (22) борта, затем располагают радиально снаружи от каждого первого кольцеобразного элемента (24) наполнителя соответствующий второй кольцеобразный элемент (29) наполнителя, также образующий часть соответствующего кольцеобразного наполнителя (23) борта, для зажима каждого кольцеобразного загнутого участка (27) между соответствующими первым и вторым кольцеобразными элементами (24, 29) наполнителя, и образуют промежуточный участок (32) и внешний участок (33) каждого слоя (30) покрытия из одной полосы (34) покрытия, выполненной из единой смеси.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что каждый кольцеобразный загнутый участок (27) выполняют со свободным кольцеобразным краем (28), и вставляют в соответствующий кольцеобразный наполнитель (23) борта, при размещении соответствующего второго кольцеобразного элемента (29) накопителя.

13. Способ по п.11, отличающийся тем, что каждый кольцеобразный загнутый участок (27) имеет ширину 15-20 мм.

14. Способ по любому из пп.12 и 13, отличающийся тем, что каждый кольцеобразный наполнитель (23) борта, содержащий усиливающую ленту (25), располагают в контакте и направляют по оси внутрь соответствующих первого и второго кольцеобразных элементов (24, 29) наполнителя, причем свободный кольцеобразный край (28) соответствующего загнутого участка (27) зажимают между вторым кольцеобразным элементом (29) наполнителя и усиливающей лентой (25) при размещении второго кольцеобразного элемента (29) наполнителя.

15. Способ по п.11, отличающийся тем, что дополнительно формируют каждую полосу (34) покрытия и соответствующий второй кольцеобразный элемент (29) наполнителя посредством совместной экструзии.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение касается шины с низким загибом для транспортного средства.

Более конкретно, настоящее изобретение касается шины с низким загибом транспортного средства типа шины, которая содержит радиальный каркас, имеющий две боковые стороны, каждая из которых содержит сердечник борта, кольцеобразный наполнитель борта, проходящий радиально наружу от упомянутого сердечника борта, слой каркаса, загнутый вверх относительно упомянутого сердечника борта и содержащий внешний кольцеобразный загнутый участок, и слой покрытия, содержащий внутренний участок, непроницаемый для воздуха, промежуточный абразивный участок, загнутый вверх относительно упомянутого сердечника борта, и внешний участок, определяющий боковину соответствующей боковой стороны; причем промежуточный абразивный участок имеет внутренний участок, расположенный в осевом направлении с внутренней стороны от сердечника борта, а загнутый участок и внутренний участок имеют сходную ширину.

В известных шинах описанного выше типа каждый кольцеобразный загнутый участок, уменьшенная ширина которого гарантирует относительно низкие вес материала и сопротивление качению, загнут как относительно соответствующего сердечника борта, так и относительно соответствующего кольцеобразного наполнителя борта, и зажат между кольцеобразным наполнителем борта и соответствующим слоем покрытия, при этом промежуточный участок и внешний участок которого определены соответственно абразивной полосой и боковиной, более мягкой, чем абразивная полоса, соединенными друг с другом внахлестку.

Поскольку напряжение, передаваемое кольцеобразными загнутыми участками окружающим материалам, увеличивается при уменьшении ширины кольцеобразных загнутых участков, могут возникнуть серьезные проблемы, когда такая ширина снижена до такой степени, что становится подобной ширине внутреннего участка абразивной полосы, то есть, в общем, меньше, чем расстояние между каждым из вышеупомянутых соединений внахлестку и соответствующим сердечником борта, а конец каждого кольцеобразного загнутого участка непосредственно контактирует с внутренней поверхностью соответствующей абразивной полосы. Такой контакт, из-за твердости абразивных полос, фактически может приводить к отсоединению абразивных полос от слоя каркаса и к быстрому распространению через абразивные полосы любых трещин, образующихся из-за концентраций напряжений, обусловленных различием в жесткости материалов, в поверхности раздела между абразивными полосами и соответствующими кольцеобразными загнутыми участками слоя каркаса.

В известных шинах описанного выше типа эту проблему обычно решают посредством присоединения каждой абразивной полосы к соответствующей боковине с помощью L-образного соединения внахлестку, в котором обеспечивают кольцеобразный выступ, проходящий радиально внутрь от внутреннего кольцеобразного края соответствующей боковины, для поглощения напряжения, передаваемого соответствующим кольцеобразным загнутым участком, вставленным между соответствующим кольцеобразным загнутым участком и соответствующей абразивной полосой.

Однако L-образное соединение внахлестку вышеупомянутого типа является относительно сложным и дорогостоящим, и для изготовления его должным образом обычно требуется ручное вмешательство.

Целью настоящего изобретения является обеспечить шину с низким загибом транспортного средства, предназначенную для преодоления вышеупомянутых недостатков.

Более конкретно, целью настоящего изобретения является обеспечить шину с низким загибом транспортного средства, которая является дешевой и легкой для изготовления, и которая сконструирована так, чтобы минимизировать не только напряжение, передаваемое кольцеобразными загнутыми участками слоя каркаса окружающему материалу, но также и скорость распространения через окружающий материал каких-либо трещин или аналогичных повреждений, производимых таким напряжением.

Согласно настоящему изобретению предложена шина транспортного средства, содержащая радиальный каркас, имеющий две боковые стороны, каждая из которых содержит сердечник борта, кольцеобразный наполнитель борта, проходящий радиально наружу от сердечника борта, слой каркаса, загнутый вверх относительно сердечника борта и содержащий внешний кольцеобразный загнутый участок, и слой покрытия, содержащий внутренний участок, непроницаемый для воздуха, промежуточный абразивный участок, загнутый вверх относительно сердечника борта, и внешний участок, определяющий боковину соответствующей боковой стороны, причем промежуточный абразивный участок имеет внутренний участок, расположенный в осевом направлении с внутренней стороны от сердечника борта, а загнутый участок и внутренний участок имеют сходную ширину, отличающаяся тем, что каждый кольцеобразный наполнитель борта содержит первый кольцеобразный элемент наполнителя, контактирующий с соответствующим сердечником борта, и второй кольцеобразный элемент наполнителя, расположенный радиально снаружи от соответствующего первого кольцеобразного элемента наполнителя, причем каждый кольцеобразный загнутый участок загнут вверх вокруг соответствующего сердечника борта и соответствующего первого кольцеобразного элемента наполнителя и вставлен между соответствующими первым и вторым кольцеобразными элементами наполнителя, причем промежуточный абразивный участок и внешний участок, определяющий боковину боковой стороны, содержащей слой покрытия, содержит одну полосу покрытия из единой смеси.

Предпочтительно, каждый кольцеобразный загнутый участок имеет свободный кольцеобразный край, вставленный в соответствующий кольцеобразный наполнитель борта.

Предпочтительно, каждый кольцеобразный загнутый участок имеет ширину 15-20 миллиметров.

Предпочтительно, каждый кольцеобразный наполнитель борта содержит усиливающую ленту, расположенную в контакте с соответствующими первым и вторым кольцеобразными элементами наполнителя и в осевом направлении внутри них, причем свободный кольцеобразный край соответствующего загнутого участка расположен между вторым кольцеобразным элементом наполнителя и усиливающей лентой.

Предпочтительно, каждая полоса покрытия и соответствующий второй кольцеобразный элемент наполнителя образованы посредством совместной экструзии или каландрования.

Предпочтительно, каждая полоса покрытия и соответствующий кольцеобразный наполнитель борта выполнены из одного материала.

Предпочтительно, этот материал является смесью с удлинением при разрыве, составляющем 400-550%.

Предпочтительно, материал является смесью с пределом прочности на растяжение, составляющем 18-22 МПа.

Предпочтительно, этот материал является смесью со 100%-ным растяжением при нагрузке 3-4 МПа и 200%-ным растяжением при нагрузке 8-10 МПа.

Предпочтительно, этот материал является смесью с твердостью "А" по Шору, составляющей 60-70.

Согласно настоящему изобретению также предложен способ изготовления шины транспортного средства, при котором изготавливают радиальный каркас с двумя боковыми сторонами, на каждой из которых устанавливают сердечник борта, имеющий кольцеобразный наполнитель, расположенный радиально наружу от сердечника борта, заворачивают слой каркаса вокруг сердечника борта с образованием кольцеобразного загнутого участка, помещают слой покрытия с внутренним участком непроницаемым для воздуха, помещают промежуточный абразивный участок, который загибают вверх вокруг сердечника борта, и помещают внешний участок, определяющий боковину каждой из боковых сторон, при этом промежуточный абразивный участок выполняют с внутренним участком, который располагают в осевом направлении с внутренней стороны от сердечника борта, при этом кольцеобразный загнутый участок и внутренний участок выполняют сходной ширины, отличающийся тем, что заворачивают каждый кольцеобразный загнутый участок вверх вокруг соответствующего первого кольцеобразного элемента наполнителя, образующего часть соответствующего кольцеобразного наполнителя борта и расположенного контактирующим с соответствующим сердечником борта, затем располагают радиально снаружи от каждого первого кольцеобразного элемента наполнителя соответствующий второй кольцеобразный элемент наполнителя, также образующий часть соответствующего кольцеобразного наполнителя борта, для зажима каждого кольцеобразного загнутого участка между соответствующими первым и вторым кольцеобразными элементами наполнителя, и образуют промежуточный участок и внешний участок каждого слоя покрытия из одной полосы покрытия, выполненной из единой смеси.

Предпочтительно, каждый кольцеобразный загнутый участок выполняют со свободным кольцеобразным краем, и вставляют в соответствующий кольцеобразный наполнитель борта при размещении соответствующего второго кольцеобразного элемента накопителя.

Предпочтительно, согласно способу, каждый кольцеобразный загнутый участок имеет ширину 15-20 миллиметров.

Предпочтительно, каждый кольцеобразный наполнитель борта, содержащий усиливающую ленту, располагают в контакте и направляют по оси внутрь соответствующих первого и второго кольцеобразных элементов наполнителя, причем свободный кольцеобразный край соответствующего загнутого участка зажимают между вторым кольцеобразным элементом наполнителя и усиливающей лентой при размещении второго кольцеобразного элемента наполнителя.

Предпочтительно, согласно способу, дополнительно формируют каждую полосу покрытия и соответствующий второй кольцеобразный элемент наполнителя посредством совместной экструзии.

Теперь изобретение будет описано посредством примеров со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:

фиг.1 показывает схематический частичный вид в осевом разрезе известной обычной шины;

фиг.2 - схематический вид в осевом разрезе предпочтительного варианта осуществления шины в соответствии с настоящим изобретением;

фиг.3 - такой же вид, как на фиг.1, модификации шины по фиг.2;

фиг.4 - развернутый поперечный разрез компонента по фиг.2;

фиг.5 - график скорости распространения трещин, наряду с изменениями в напряжении, через различные компоненты шины по фиг.1 и через компонент по фиг.4.

Ссылочный номер 1 на фиг.1 обозначает в целом известную шину транспортного средства, содержащую две боковые стороны 2 (показана только одна), каждая из которых, в свою очередь, содержит сердечник 3 борта, имеющий кольцеобразный наполнитель 4 борта по существу треугольного сечения, сформированный кольцеобразным элементом 5 наполнителя, проходящим радиально наружу от сердечника 3 борта, и усиливающей лентой 6, выполненной из того же материала, что и кольцеобразный элемент 5 наполнителя, и расположенный так, что она контактирует с внутренней в осевом направлении поверхностью кольцеобразного элемента 5 наполнителя и проходит вдоль боковой стороны 2 радиально наружу от внешней вершины кольцеобразного элемента 5 наполнителя.

Каждая боковая сторона 2 также содержит соответствующую часть слоя 7 каркаса, который загнут вверх вокруг соответствующего сердечника 3 борта и соответствующего кольцеобразного элемента 5 наполнителя, образуя кольцеобразный загнутый участок 8, свободный край 9 которого расположен соприкасающимся с внешней в осевом направлении поверхностью соответствующего кольцеобразного элемента 5 наполнителя, и на расстоянии 15-20 см от внутреннего края соответствующего сердечника 3 борта.

Каждая боковая сторона 2 также содержит слой 10 покрытия, содержащий, в свою очередь, внутренний участок, определенный непроницаемой для воздуха внутренней оболочкой 11, промежуточный участок, загнутый вокруг сердечника 3 борта и определенный абразивной полосой 12, и внешний участок, определенный боковиной 13, обычно изготавливаемой из более мягкого, более упругого соединения, чем абразивная полоса 12. Абразивная полоса 12 включает внутренний участок 12а, расположенный в осевом направлении с внутренней стороны от сердечника 3 борта и имеющий ширину, подобную ширине загнутого участка 8, и внешний участок 12b, расположенный в осевом направлении снаружи от сердечника 3 борта, превышающий внутренний участок 12а и имеющий внешний край 14, расположенный радиально снаружи от соответствующего свободного края 9 соответствующего кольцеобразного загнутого участка 8, и соединенный с внутренним краем 15 соответствующей боковины 13 посредством L-образного соединения внахлестку 16, в котором соответствующий внешний край 14 соединен непосредственно с соответствующим внутренним краем 15, а внешний концевой участок внешнего участка 12b соответствующей абразивной полосы 12 опирается и соприкасается с кольцеобразным выступом 17, который выступает радиально внутрь от соответствующего внутреннего края 15 и выполнен для того, чтобы действовать в качестве амортизатора, между абразивной полосой 12 и соответствующим кольцеобразным загнутым участком 8.

Для устранения конструктивных и монтажных проблем, относящихся к описанному выше L-образному соединению внахлестку 16 (которые обоснованы в шине 1 необходимостью предотвратить прямой контакт соответствующего загнутого участка 8, в частности его свободного края 9, с внутренней поверхностью абразивной полосы 12), шина 18, как показано на фиг.2, содержит радиальный каркас 19, центральный кольцеобразный участок которого закрыт снаружи протектором 20, а два боковых участка которого определяют соответствующие боковые стороны 21 шины 18.

В шине 18 каждая боковая сторона 21 содержит сердечник 22 борта, имеющий кольцеобразный наполнитель 23 борта по существу треугольного сечения, в свою очередь, содержащий внутренний кольцеобразный элемент 24 наполнителя, проходящий радиально наружу от сердечника 22 борта и выполненный с ним за одно целое. Кольцеобразный наполнитель 23 борта также содержит усиливающую ленту 25, которая сделана из такого же материала, что и внутренний кольцеобразный элемент 24 наполнителя, расположенную так, что контактирует с внутренней в осевом направлении поверхностью внутреннего кольцеобразного элемента 24 наполнителя, и проходящую вдоль боковой стороны 21 радиально наружу от внешней вершины внутреннего кольцеобразного элемента 24 наполнителя.

Каждая боковая сторона 21 также содержит соответствующий участок слоя 26 каркаса, который загнут вверх относительно сердечника 22 борта и внутреннего кольцеобразного элемента 24 наполнителя для образования кольцеобразного загнутого участка 27, свободный край 28 которого расположен радиально снаружи от внешней вершины внутреннего кольцеобразного элемента 24 наполнителя, соприкасающегося с внешней в осевом направлении поверхностью усиливающей ленты 25, и на расстоянии 15-20 см от внутреннего края соответствующего сердечника 22 борта.

Каждый кольцеобразный наполнитель 23 борта также содержит внешний кольцеобразный элемент 29 наполнителя, расположенный радиально снаружи от соответствующего внутреннего кольцеобразного элемента 24 наполнителя и соприкасающийся с внешней в осевом направлении поверхностью усиливающей ленты 25. Внешний кольцеобразный элемент 29 наполнителя выполнен из такого же материала (в дальнейшем упоминаемом как "Смесь А"), что и соответствующий внутренний кольцеобразный элемент 24 наполнителя и соответствующая усиливающая лента 25, и прижимает соответствующий кольцеобразный загнутый участок 27 к соответствующему внутреннему кольцеобразному элементу 24 наполнителя, а соответствующий свободный край 28 к соответствующей усиливающей ленте 25.

Каждая боковая сторона 21 также содержит слой 30 покрытия, в свою очередь, содержащий внутренний участок, определенный внутренней оболочкой 31, непроницаемой для воздуха, промежуточный абразивный участок 32, загнутый вверх относительно соответствующего сердечника 22 борта и включающий внутренний участок 32а, расположенный в осевом направлении с внутренней стороны от сердечника 22 борта и имеющий ширину, подобную ширине загнутого участка 27, и внешний участок 33, определяющий боковину боковой стороны 21.

Участки 32 и 33 определены одной полосой 34 покрытия, сделанной из единой смеси (в дальнейшем упоминаемой как "Смесь В"), характеристики механических свойств которой по существу находятся между характеристиками смеси (в дальнейшем упоминаемой как "Смесь С"), из которой сделана абразивная полоса 12, и смеси (в дальнейшем упоминаемой как "Смесь D"), из которой сделана боковина 13.

Характеристики механических свойств смесей А, В, С и D приведены в представленной ниже таблице.

Характеристики	"А"	"В"	"С"	"D"
Удлинение при разрыве (%)	200-350	400-550	300-450	550-700
Предел прочности при растяжении (МПа)	18-22	18-22	18-22	18-22
100% растяжение при нагрузке (МПа)	10-12	3-4	4-5	1-2
200% растяжение при нагрузке (МПа)	18-19	8-10	10-12	4-5
Твердость "А" по Шору	90-95	60-70	65-75	50-55

Тот факт, что каждый кольцеобразный загнутый участок 27 шины 18 по существу вставлен в соответствующий кольцеобразный наполнитель 23 борта, то есть в однородный относительно твердый материал, обеспечивает по существу равномерно распределяемое напряжение, производимое кольцеобразным загнутым участком 27 в соответствующем кольцеобразном наполнителе 23 борта, и предотвращает концентрированное напряжение, которое может в конечном счете образовывать трещины, передаваемые наружу, то есть к слою 30 покрытия.

Как показано на фиг.5, который изображает график скорости распространения трещин (ось Y) в зависимости от усилия (ось X), на основании результатов динамических испытаний четырех различных смесей: двух смесей D1 и D2 с характеристиками механических свойств на противоположных концах диапазонов, показанных в приведенной выше таблице; смеси В вещества; и смеси С вещества, для значений усилия в точке K, соответствующей нормальному рабочему усилию, скорость распространения трещин через смесь В является очень хорошей и ниже, чем через смесь D2.

Кроме того, в шине 18 каждый слой 30 покрытия можно, очевидно, заменить абразивной полосой 12 и боковиной 13, подобно шине 1, и соединить друг с другом посредством соединения внахлестку (не показанного), которое в этом случае может быть прямым соединением встык. Однако использование однокомпонентного слоя покрытия без соединения внахлестку, типа слоя 30 покрытия, имеет основные практические преимущества при сборке шины 18. То есть, как показано на фиг.4, для совместной экструзии или каландрования вместе и предварительной сборки каждого внешнего кольцеобразного элемента 29 наполнителя с соответствующим слоем 30 покрытия, и для сборки внешних кольцеобразных элементов 29 наполнителя вместе с соответствующими слоями 30 покрытия обеспечивают использование слоя 30 покрытия без промежуточного соединения внахлестку, таким образом упрощая процедуру сборки.

В модификации по фиг.3 на каждой боковой стороне 21 оба кольцеобразных элемента 24 и 29 наполнителя, усилительная лента 25 и слой 30 покрытия все сделаны из одной и той же смеси В с характеристиками механических свойств на верхнем конце диапазонов в вышеупомянутой таблице.