пневматическая шина с усовершенствованным бортовым конструктивным элементом

Формула изобретения

1. Пневматическая шина (10; 20) транспортных средств, содержащая: бортовой конструктивный элемент (14), содержащий два отстоящих по оси сердечника (13) бортов; каркасную конструкцию (11), содержащую, по меньшей мере, один слой (12) каркаса, проходящий между сердечниками бортов и прикрепленный на противоположных по оси концевых частях к соответствующему одному из сердечников бортов, при этом каждая осевая концевая часть завернута вверх вокруг сердечников бортов; протекторный браслет (16), проходящий в направлении по окружности вокруг каркасной конструкции; брекерный конструктивный элемент (18), расположенный по окружности между каркасной конструкцией и протекторным браслетом; и, по меньшей мере, одну пару боковин (17), наложенных на каркасную конструкцию в противоположных по оси местах; при этом каждый сердечник борта содержит: множество витков, по меньшей мере, одной металлической проволоки (25), наложенных в радиальном направлении друг на друга и расположенных в осевом направлении бок о бок относительно друг друга, и удерживающий элемент (26), охватывающий множество витков и содержащий множество, по существу, взаимно параллельных удлиненных усилительных элементов (27), причем удлиненные усилительные элементы содержат, по меньшей мере, один предварительно отформованный нитевидный металлический элемент (200), имеющий диаметр в диапазоне от 0,05 до 0,25 мм.

2. Шина (10; 20) по п.1, в которой каждый удлиненный усилительный элемент (27) представляет собой металлический корд, содержащий множество нитевидных элементов, при этом, по меньшей мере, один (200) из которых является предварительно отформованным.

3. Шина (10; 20) по п.2, в которой все нитевидные элементы (200) удлиненных усилительных элементов (27) являются предварительно отформованными.

4. Шина (10; 20) по п.1, в которой, по меньшей мере, один нитевидный элемент (200) предварительно отформован деформацией копланарного типа.

5. Шина (10; 20) по п.4, в которой, по меньшей мере, один нитевидный элемент (200) предварительно отформован так, чтобы он имел форму волнообразного типа.

6. Шина (10; 20) по п.5, в которой волнообразная форма представляет собой форму, по существу, синусоидального типа.

7. Шина (10; 20) по п.6, в которой, по существу, синусоидальная форма имеет длину (Р) волны, составляющую от 2,5 до 30 мм.

8. Шина (10; 20) по п.6, в которой, по существу, синусоидальная форма имеет амплитуду (Н) волны, составляющую от 0,12 до 1 мм.

9. Шина (10; 20) по п.5, в которой волнообразная форма представляет собой форму спиралеобразного типа.

10. Шина (10; 20) по п.1, в которой, по меньшей мере, один металлический нитевидный элемент состоит из стали.

11. Шина (10; 20) по п.1, в которой, по меньшей мере, один металлический нитевидный элемент имеет покрытие, выбранное из группы, состоящей из латуни, цинка, цинк-марганцевых сплавов, цинк-кобальтовых сплавов, цинк-кобальт-марганцевых сплавов.

12. Шина (10; 20) по п.2, в которой число металлических нитевидных элементов составляет от 2 до 5.

13. Шина (10; 20) по п.2, в которой шаг скручивания металлических нитевидных элементов составляет от 2,5 до 25 мм.

14. Шина (10; 20) по п.1, в которой плотность удлиненных усилительных элементов (27) составляет от 40 кордов на дециметр до 160 кордов на дециметр.

15. Шина (10; 20) по п.1, в которой сердечник (13) борта получен посредством спиральной намотки множества покрытых резиной проволок, при этом каждая проволока намотана в радиальном направлении на саму себя для образования столбчатого элемента из наложенных друг на друга в радиальном направлении намотанных витков.

16. Шина (10; 20) по п.1, в которой сердечник (13) борта получен посредством спиральной намотки множества непокрытых резиной проволок, при этом каждая проволока намотана в радиальном направлении на саму себя для образования столбчатого элемента из наложенных друг на друга в радиальном направлении намотанных витков.

17. Шина (10; 20) по п.16, в которой непокрытые резиной проволоки имеют, по существу, прямоугольное поперечное сечение.

18. Шина (10; 20) по п.16, в которой непокрытые резиной проволоки имеют, по существу, шестиугольное поперечное сечение.

19. Шина (10; 20) по п.1, в которой сердечник (13) борта имеет поперечное сечение многоугольной формы.

20. Шина (10; 20) по п.1, в которой сердечник (13) борта представляет собой однопроволочный сердечник борта.

21. Шина (10; 20) по п.1, в которой сердечник (13) борта представляет собой сердечник конструкции Alderfer.

22. Шина (10; 20) по п.1, в которой сердечник (13) борта дополнительно содержит множество стопорных элементов, периодически наложенных по периферии сердечника борта.

23. Шина (10; 20) по п.16, в которой сердечник (13) борта дополнительно содержит эластомерный слой, расположенный между множеством витков и удерживающим элементом (26).

24. Шина (10; 20) по п.1, в которой удлиненные усилительные элементы (27) заделаны в эластомерный материал.

25. Шина (10; 20) по п.24, в которой эластомерный материал содержит добавку, усиливающую адгезию.

26. Шина (10; 20) по п.1, дополнительно содержащая бортовую ленту (28), которая содержит множество, по существу, параллельных металлических удлиненных усилительных элементов.

27. Шина (10; 20) по п.26, в которой удлиненные усилительные элементы бортовой ленты (28) содержат, по меньшей мере, один предварительно отформованный нитевидный элемент.

28. Шина (10; 20) по п.26, в которой бортовая лента (28) расположена по оси снаружи по отношению к, по меньшей мере, одному слою (12) каркаса.

29. Шина (10; 20) по п.1, в которой удерживающий элемент (26) выполнен в виде непрерывной ленты, которая намотана по спирали вокруг множества витков сердечника (13) борта.

30. Шина (10; 20) по п.29, в которой лента спирально намотана под углом закручивания, находящимся в диапазоне от 50 до 70°.

31. Шина (10; 20) по п.1, в которой удерживающий элемент (26) наложен в виде листа, который завернут вокруг окружного наружного профиля множества витков сердечника (13) борта.

32. Шина (10; 20) по п.31, в которой удлиненные усилительные элементы (27) расположены под углом относительно радиальной плоскости шины, находящимся в диапазоне от 15 до 60°.

33. Шина (10; 20) по п.1, в которой отношение Н/С составляет менее 1.

34. Шина (10; 20) по п.33, в которой отношение Н/С составляет менее 0,9.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к пневматической шине, пригодной для использования в грузовых автомобилях или грузовиках и, в частности, предназначенной для транспортных средств средней/большой грузоподъемности.

В частности, настоящее изобретение относится к пневматической шине с усовершенствованным бортовым конструктивным элементом, который способствует повышению геометрической стабильности, а также стойкости к локальным деформациям бортовой зоны шины.

Шина, как правило, содержит: каркасную конструкцию, содержащую, по меньшей мере, один слой каркаса, концы которого завернуты в обратном направлении или прикреплены к двум кольцевым усилительным элементам, то есть к так называемым «сердечникам бортов»; протекторный браслет; брекерный конструктивный элемент, размещенный между каркасной конструкцией и протекторным браслетом; и две боковины, наложенные на каркасную конструкцию в противоположных по оси местах.

Зона шины, которая содержит сердечник борта, известна как «борт шины» и выполняет функцию фиксации шины на соответствующем ободе. В частности, сердечник борта служит в качестве средства для закрепления слоя или слоев каркаса и, кроме того, он оказывает противодействие силам, действующим со стороны каркаса под действием давления внутри шины, а также деформациям, возникающим в результате движения шины. Кроме того, сердечник борта обеспечивает передачу продольных усилий и, в случае бескамерных шин, обеспечивает уплотнение между шиной и ободом колеса, при этом обод колеса выполнен в соответствии с местом установки борта и содержит две по существу конические коаксиальные поверхности, которые служат в качестве опорного основания для бортов шины. Указанные поверхности, как правило, заканчиваются ребордой, выступающей в радиальном направлении наружу, которая служит опорой поверхности борта, наружной в осевом направлении, и на которую опирается поверхность борта под действием давления внутри шины. Надлежащее размещение борта в заданном положении на поверхности посадки борта на ободе колеса обеспечивается за счет конической формы поверхности посадки борта на ободе колеса во взаимодействии с металлическим сердечником борта.

Как правило, борт дополнительно содержит в месте, находящемся радиально снаружи по отношению к сердечнику борта, резиновую ленту, обычно называемую «наполнителем борта» или «вершиной борта», имеющую по существу треугольное поперечное сечение и проходящую по радиусу наружу от соответствующего сердечника борта.

В данной области техники известны различные типы сердечников бортов.

Например, типовая конструкция сердечника борта представляет собой так называемую конструкцию "Alderfer", которая имеет конфигурацию типа "m × n", где "m" указывает на число проволок или кордов, соседних в осевом направлении (полученных посредством скручивания, по меньшей мере, одной пары проволок или кордов), и "n" указывает на число наложенных друг на друга в радиальном направлении слоев из указанных проволок (или кордов). Данную конструкцию получают посредством использования прорезиненной ленты, содержащей заданное число текстильных или металлических проволок или кордов, и посредством наматывания прорезиненной ленты по спирали (в виде витков) вокруг ее самой с тем, чтобы образовать заданное число слоев, расположенных так, что они будут наложены в радиальном направлении один поверх другого. Данный способ создания позволяет образовать контуры сердечника борта в поперечном сечении, которые образуют по существу четырехугольную форму. Примерами конструкции Alderfer фактически являются конструкции 4×4, 5×5 или 4×5.

Дополнительной обычной конструкцией борта шины является так называемый «однопроволочный сердечник борта». Он образован из одной покрытой резиной проволоки (или корда), которая намотана по спирали так, чтобы образовать первый слой из витков, затем радиально снаружи по отношению к указанному первому слою ту же проволоку (или корд) дополнительно наматывают, чтобы образовать второй слой радиально снаружи по отношению к первому слою, и так далее, с тем, чтобы образовать несколько слоев, наложенных друг на друга в радиальном направлении. Следовательно, посредством варьирования числа витков в каждом слое можно получить контуры поперечного сечения сердечника борта с разными геометрическими формами, например поперечное сечение с формой шестиугольника. Сердечник борта в виде правильного шестиугольника может быть образован, например, посредством 19 витков, расположенных в конфигурации: 3-4-5-4-3. Данная последовательность чисел указывает, что отдельную покрытую резиной проволоку (или корд) наматывают так, чтобы образовать сначала три витка, расположенных рядом друг с другом в осевом направлении для образования первого слоя; затем четыре витка, расположенных рядом друг с другом в аксиальном направлении, образуют последовательно для образования второго слоя, наложенного на первый слой в радиальном направлении, после чего образуют пять витков, расположенных рядом друг с другом в аксиальном направлении для образования третьего слоя, наложенного на второй слой в радиальном направлении, затем образуют четыре витка, расположенных в аксиальном направлении рядом друг с другом для образования четвертого слоя, наложенного в радиальном направлении на третий слой, и в завершение образуют три витка, соседних друг с другом в аксиальном направлении для образования пятого слоя, наложенного на четвертый слой в радиальном направлении.

Дополнительную обычную конструкцию сердечника борта получают посредством использования множества покрытых резиной проволок (или кордов), при этом каждую отдельную проволоку (или корд) наматывают в радиальном направлении на ее саму с тем, чтобы образовать столбчатый элемент из наложенных друг на друга в радиальном направлении, намотанных витков. Таким образом, несколько элементов из витков, возможно, с разной протяженностью в вертикальном направлении (а именно, с разным числом намотанных витков, наложенных в радиальном направлении друг на друга), расположенных рядом друг с другом в аксиальном направлении, образуют вышеупомянутый сердечник борта. Предпочтительно, указанные проволоки имеют заданные поперечные сечения (например, по существу шестиугольное поперечное сечение), так что проволоки витков, соседних в осевом направлении, могут быть соединены вместе с образованием комплекта (то есть сердечника борта), который образован одинаковыми и отдельными элементами (модульными элементами) и который выполнен с компактным поперечным сечением, то есть данное поперечное сечение не содержит полых пространств или зон натяга и имеет площадь, соответствующую сумме площадей сечений отдельных элементов.

В том случае, когда сердечник борта образован посредством спиральной намотки одной проволоки (для образования упомянутого выше «однопроволочного сердечника борта») или множества проволок (для образования множества столбчатых элементов из наложенных друг на друга намотанных витков, при этом каждый столбчатый элемент образован одной отдельной проволокой), некоторые проблемы, как правило, возникают во время процесса изготовления сердечника борта (особенно в том случае, когда используемая проволока не покрыта резиной), а также тогда, когда производят готовое изделие, при удерживании нескольких витков, лежащих в виде упорядоченных витков и слоев.

Как правило, проволоки, образующие сердечники бортов шин, покрыты резиновой смесью. Поскольку монтаж шины на ободе колеса и снятие шины с него требуют того, чтобы борт шины «перешагивал» через реборду обода, при этом реборда обода имеет диаметр, превышающий внутренний по радиусу диаметр сердечника борта, сердечник борта необходимо деформировать с тем, чтобы он принимал эллиптическую конфигурацию (подвергался овализации) для обеспечения возможности выполнения вышеупомянутых операций (монтажа на ободе колеса и снятия с обода колеса). Однако, особенно в том случае, если рассматриваются бескамерные шины большого размера (например, шины для грузовиков), если сердечник борта шины изготовлен из покрытых резиной проволок, после вулканизации сердечник борта становится жестким и уплотненным, в результате чего вряд ли он будет гибким. Чтобы решить подобную проблему, были предусмотрены сердечники бортов, образованные из оголенных проволок (то есть не покрытых резиной проволок), которые способны смещаться в направлении по окружности друг относительно друга и, таким образом, обеспечить возможность требуемого деформирования (овализации) сердечника борта, даже в невулканизованной шине. Однако сердечники бортов, образованные из не покрытых резиной проволок, не обладают достаточной стабильностью геометрической формы и прочностью при кручении, чтобы выдерживать напряжения, действующие на сердечники бортов как при изготовлении шины (особенно при вулканизации и формовании шины), так и при эксплуатации шины.

Следует отметить, что данный аспект является даже еще более критичным, поскольку поверхность посадки борта на ободе колеса обычно наклонена относительно оси вращения шины, при этом данное обстоятельство неизбежно способствует отрицательному влиянию на стабильность геометрической формы витков сердечника борта.

В данной области техники известны некоторые технические решения, направленные на придание кольцевой формы сердечнику борта и на то, чтобы способствовать поддержанию заданной формы как при изготовлении шины, так и при ее использовании, так что может быть уменьшено неравномерное смещение витков проволок, и витки проволок будут удерживаться вместе для обеспечения правильного выравнивания витков и их хорошего фрикционного контакта.

Например, в документах US 2149079, US 1503883 и US 4561919 раскрыто использование текстильной ленты (обертки из ткани), которая намотана вокруг витков нитевидных элементов.

В документе GB 2123360 раскрыт сердечник борта, содержащий проходящее в направлении по окружности кольцо из материала, имеющее карман с U-образным поперечным сечением, по меньшей мере, частично охватывающий окружной виток из армирующего материала, имеющего высокую прочность на растяжение. Карман с U-образным поперечным сечением может быть закрыт так, чтобы он полностью охватывал виток (витки) из материала с высокой прочностью на растяжение, или может быть открытым и охватывать только часть поперечного сечения витка (витков) из материала с высокой прочностью на растяжение. Материал кольца предпочтительно представляет собой металл, такой как сталь, и он может быть оцинкован или покрыт латунью с тем, чтобы способствовать креплению к резине борта шины.

В документе US 4938437 раскрыт не имеющий резины комплект для борта шины, содержащий или один проволочный элемент, или множество проволочных элементов, намотанных вокруг оси для создания множества витков проволочного(-ых) элемента(-ов) для образования обруча борта, и сохраняющие форму элементы, сцепляющиеся с обручем борта вокруг окружной периферии обруча борта для удерживания бортового комплекта в плоской конфигурации. В соответствии с данным документом указанные сохраняющие форму элементы включают использование металлических зажимных элементов, применяемых в нескольких местах вокруг окружной периферии борта, а также металлических стяжек, пружинных зажимов, спирально намотанных тканей или проволок вокруг всей или части окружной периферии борта, точечной пайки, пайки твердым припоем или сварки периодически расположенных мест вокруг окружной периферии борта, использование покрытой мягким припоем проволоки в бортовых проволоках, приклеивание или использование клеев, нанесение плавкого полимерного материала периодически или везде вокруг окружной периферии борта, погружение бортовых комплектов в клеящее покрытие и использование элементов в виде миниатюрных зажимов шланга, которые прочно захватывают, по меньшей мере, часть витков одной проволоки для удерживания бортового комплекта. Например, на фиг.7 показан металлический зажимной элемент, намотанный вокруг плотно «упакованного» однопроволочного комплекта борта шины; на фиг.10 показан спиральный удерживающий зажим или пружинный обертывающий элемент, который охватывает по окружности завершенный узел борта шины для удерживания бортового комплекта в плоскости, перпендикулярной к оси вращения борта.

В документе US 3949800 раскрыта пневматическая шина, борта которой выполнены с бортовыми кольцами уплотнительного типа, имеющими повышенную стабильность формы, при этом уплотнительное кольцо образовано из одной или нескольких проволок, имеющих четырехугольное сечение, по меньшей мере, с двумя параллельными противоположными сторонами, при этом примыкающие витки проволок касаются друг друга как в радиальном направлении, так и в осевом направлении вдоль их обращенных друг к другу поверхностей. В соответствии с данным документом сердечник борта предпочтительно окружен покрытием, которое содержит вставку из набивочной резины, находящуюся в контакте с сердечником борта, и резиновую оболочку, которая охватывает набивку, зажимая ее.

В документе US 4406317 раскрыта пневматическая шина, содержащая сердечники бортов, образованные из слоев проволоки, намотанных с обеспечением размещения их один поверх другого и состоящих из проволок, имеющих угловое поперечное сечение. Для того, чтобы избежать мест разрыва каркаса у краев сердечника борта, которые могут возникать вследствие периодически изменяющихся напряжений в шине при движении, обычной практикой было формование смесей, предназначенных для получения твердой резины, вокруг сердечников бортов. В этом случае для экономии затрат предпочтительным было обертывание сердечников бортов защитными лентами, которые по существу «приспосабливаются» к контуру сердечников бортов и окружают их углы посредством их скругления.

Что касается упомянутых выше известных решений, то необходимо повышение стабильности геометрической формы бортовой зоны шины и ее конструктивной прочности, в частности, ее стойкости к локальным деформациям как при эксплуатации (то есть при круговом вращении шины по грунту), так и при изготовлении шины после изготовления и установки сердечника борта в конструкции шины.

В частности необходимо повышение стойкости борта шины к локальным деформациям без отрицательного влияния на гибкость борта шины, которая, как было упомянуто выше, предпочтительно требуется, например, при монтаже шины на ободе колеса и при снятии шины с него.

Следует отметить, что указанные локальные деформации, которые воздействуют на витки проволоки (проволок), образующие сердечники бортов шины, в основном обусловлены следующими факторами.

Во-первых, указанные деформации обусловлены концентрациями напряжений, возникающими в бортовой зоне шины вследствие существующей соответствующей нагрузки, которую несет транспортное средство, при этом указанные напряжения заставляют борт шины выпучиваться в боковом направлении за край обода. Это особенно характерно для случая использования транспортных средств большой грузоподъемности и предназначенных для тяжелых условий работы, которые должны выдерживать нагрузки и иногда перегрузки большой величины.

Во-вторых, указанные деформации, как правило, также обусловлены операциями изготовления шины, следующими за операцией изготовления борта шины, в частности, операциями вулканизации и формования, выполняемыми на готовой невулканизованной шине. Следует отметить, что операции вулканизации и формования могут вызвать смещение витков проволоки (проволок) друг относительно друга в поперечном сечении сердечников бортов в такой степени, что могут возникнуть заметные различия в натяжении проволоки (проволок). Данные различия могут привести к существенному уменьшению стойкости указанных элементов, к разрушению. Кроме того, заметная деформация (перекашивание) витков проволоки (проволок) в поперечном сечении сердечников бортов шины и имеющее место в результате этого образование их неплоской конфигурации неизбежно приводят к получению сердечника борта с искаженной геометрией и/или к потере точного положения борта в вулканизованной шине.

Кроме того, необходимость повышения стабильности геометрической формы бортовой зоны шины особенно предпочтительна не только в том случае, когда сердечник борта образован из не покрытой(-ых) резиной проволоки (проволок), но также в случае, когда резиновое покрытие имеется вокруг каждой проволоки. Действительно, даже если наличие подобного резинового покрытия оказывает положительное влияние на удерживание витков проволоки (проволок) вместе благодаря свойству адгезионности невулканизованной резины, в некоторых обстоятельствах, особенно в случаях шин для грузовых автомобилей, стабильность геометрической формы борта шины не гарантируется. Следовательно, при традиционных процессах изготовления шин обычной практикой является выполнение частичной вулканизации сердечника борта для повышения стабильности его геометрической формы, особенно во время изготовления.

Таким образом, все усилия сосредоточены на модификации конструкции бортовой зоны шины для получения заданной конструкционной прочности в сочетании с такой степенью гибкости, которая может обеспечить легкий монтаж/демонтаж шины на ободе колеса/с обода колеса при одновременном обеспечении равномерного и надлежащего контакта (сцепления) бортовой зоны шины с ребордой обода вдоль всего окружного профиля борта шины.

Установлено, что указанные результаты могут быть достигнуты посредством выполнения борта шины с сердечником борта, который содержит удерживающий элемент, который охватывает множество витков металлических проволок, образующих указанный сердечник борта, при этом удерживающий элемент содержит множество удлиненных усилительных элементов, которые содержат, по меньшей мере, один предварительно отформованный нитевидный металлический элемент, при этом последний имеет диаметр в диапазоне от приблизительно 0,05 мм до приблизительно 0,25 мм.

Предпочтительно, каждый удлиненный усилительный элемент удерживающего элемента представляет собой металлический корд, содержащий множество нитевидных элементов (то есть, по меньшей мере, два нитевидных элемента), при этом, по меньшей мере, один из нитевидных элементов является предварительно отформованным.

В настоящем описании термин «удлиненный предварительно отформованный усилительный элемент» используется для обозначения усилительного элемента, содержащего, по меньшей мере, один предварительно отформованный нитевидный элемент.

Было установлено, что свойства, обеспечивающие высокое механическое сопротивление, могут быть приданы сердечнику борта за счет наличия металлических усилительных элементов, при этом свойства, обеспечивающие высокую гибкость, могут быть получены посредством предварительного формования, по меньшей мере, одного нитевидного элемента удлиненных усилительных элементов, причем высокая гибкость характерна для армирующего материала, изготовленного из текстильного материала.

Следовательно, посредством использования удлиненных предварительно отформованных металлических элементов в удерживающем элементе, охватывающем сердечники бортов, можно придать им высокие прочностные свойства, которые характерны для полуфабриката, содержащего металлические усилительные элементы, при одновременном обеспечении соответствующей степени гибкости сердечника борта, которая характерна для полуфабриката, содержащего текстильные усилительные элементы.

Указанный аспект имеет очень важное значение также с точки зрения технологического процесса, поскольку хорошая гибкость удерживающего элемента может обеспечить то, что при изготовлении шины можно будет легко и надлежащим образом выполнить наложение удерживающего элемента, точно повторяющего наружный профиль сердечника борта, на который он наложен.

Действительно, если удерживающий элемент будет слишком жестким и его невозможно будет правильно намотать вокруг сердечника борта, некоторое количество воздуха может остаться захваченным между сердечником борта и удерживающим элементом. Следует избегать наличия воздуха, который может входить в контакт с металлическими усилительными элементами удерживающего элемента, а также с металлической(-ими) проволокой(-ами) сердечника борта, поскольку могут иметь место нежелательные явления коррозии внутри борта шины.

Благодаря гибкости удерживающего элемента могут быть получены дополнительные преимущества: а) процесс изготовления удерживающего элемента может быть выполнен посредством использования тех же устройств для каландрирования и разрезания, которые обычно используются для текстильных материалов; b) операцию наложения удерживающего элемента при изготовлении шины выполняют очень легко благодаря гибкости удерживающего элемента.

Как упомянуто выше, диаметр предварительно отформованных металлических нитевидных элементов удерживающего элемента выбирают таким, чтобы он был небольшим, например, в диапазоне от 0,05 мм до 0,25 мм.

Было установлено, что использование тонких (то есть имеющих очень малые диаметры), предварительно отформованных металлических нитевидных элементов в качестве усилительных элементов для удерживающего элемента особенно предпочтительно, поскольку это позволяет уменьшить массу удерживающего элемента и увеличить его гибкость, в результате чего достигаются упомянутые выше преимущества.

Кроме того, удерживающий элемент согласно настоящему изобретению имеет хорошую липкость в невулканизованном состоянии, которая способствует повышению степени адгезии между невулканизованной резиновой смесью и металлическими нитевидными элементами, образующими удерживающий элемент.

Следовательно, когда данным удерживающим элементом манипулируют при его наложении в процессе изготовления шины, он может быть растянут, в частности, в направлении, поперечном к металлическим нитевидным элементам, без риска отделения усилительных элементов от невулканизованной резины.

Такого отделения следует избегать, поскольку оно может вызвать явления коррозии или привести к образованию критических зон внутри борта шины, в которых металлические элементы, лишенные резинового покрытия, могут выступать из борта, что представляет собой дефект, который может привести к тому, что шина будет отбракована.

Кроме того, удерживающий элемент согласно настоящему изобретению демонстрирует очень хорошую адгезию вулканизованной резиновой смеси к металлическому нитевидному элементу, даже после старения (указанный аспект способствует избежанию возникновения явлений коррозии), и очень хорошее взаимное проникновение предварительно отформованных нитевидных элементов корда (или проникновение не отформованных предварительно нитевидных элементов в предварительно отформованные нитевидные элементы в том случае, если корд выполнен из предварительно отформованных и предварительно не отформованных нитевидных элементов), так что нежелательные явления, такие как изнашивание конца корда или закручивание концевой части корда, не будут иметь места при выполнении разрезания корда.

В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения создана пневматическая шина, содержащая бортовой конструктивный элемент, содержащий два отстоящих по оси сердечника бортов,

каркасную конструкцию, содержащую, по меньшей мере, один слой каркаса, проходящий между сердечниками бортов и прикрепленный на противоположных по оси концевых частях к соответствующему одному из сердечников бортов, при этом каждая осевая концевая часть завернута вверх вокруг сердечников бортов;

протекторный браслет, проходящий в направлении по окружности вокруг каркасной конструкции;

брекерный конструктивный элемент, расположенный по окружности между каркасной конструкцией и протекторным браслетом; и

по меньшей мере, одну пару боковин, наложенных на каркасную конструкцию в противоположных по оси местах,

при этом каждый сердечник борта содержит:

множество витков, по меньшей мере, одной металлической проволоки, наложенных в радиальном направлении друг на друга и расположенных в осевом направлении бок о бок друг относительно друга, и

удерживающий элемент, охватывающий множество витков и содержащий множество по существу взаимно параллельных удлиненных усилительных элементов, причем удлиненные усилительные элементы содержат, по меньшей мере, один предварительно отформованный нитевидный металлический элемент, имеющий диаметр в диапазоне от 0,05 мм до 0,25 мм.

Предпочтительно, каждый удлиненный усилительный элемент представляет собой металлический корд, имеющий, по меньшей мере, один предварительно отформованный металлический нитевидный элемент, в то время как остальные нитевидные элементы, образующие указанный, по меньшей мере, один корд, представляют собой элементы предварительно не отформованного типа.

В дополнительном варианте осуществления каждый удлиненный усилительный элемент представляет собой металлический корд, все нитевидные элементы которого предварительно отформованы. Перед операцией предварительного формования нитевидные элементы имеют прямолинейную конфигурацию.

Предпочтительно, деформации предварительно отформованных нитевидных элементов представляют собой деформации копланарного типа. А именно, каждый предварительно отформованный нитевидный элемент находится в одной плоскости.

Предпочтительно, нитевидные элементы предварительно отформованы таким образом, что они принимают волнообразную конфигурацию, так что они будут по существу лишены острых краев и/или нарушений непрерывности кривизны вдоль их протяженности в продольном направлении. Указанный признак особенно предпочтителен, поскольку отсутствие острых краев/углов приводит к благоприятному увеличению нагрузки, вызывающей разрушение нитевидных элементов.

Особенно предпочтительным является предварительное формование в соответствии с по существу синусоидальными волнообразными элементами. Предпочтительно, синусоидальные волнообразные элементы имеют длину волны, составляющую от 2,5 мм до 30 мм и более предпочтительно - от 5 мм до 25 мм. Предпочтительно, синусоидальные волнообразные элементы имеют амплитуду волны, составляющую от 0,12 мм до 1 мм. Указанные выше диапазоны значений длины волны и амплитуды волны, могут быть определены непосредственно на не покрытом резиной нитевидном элементе перед введением его в шину или на готовой (вулканизованной) шине. Предпочтительно, измерение указанных параметров может быть выполнено на нитевидном элементе посредством использования увеличительной линзы и градуированной шкалы (например, линейки с делениями). Если анализу должна быть подвергнута готовая (или вулканизованная) шина, то необходимо извлечь сердечник борта из шины, отделить удерживающий элемент и удалить с него вещество, обеспечивающее покрытие резиной, посредством использования соответствующих растворителей, например, посредством обработки его дихлорбензолом при 100°С, по меньшей мере, в течение 12 часов.

В альтернативном варианте осуществления деформация имеет форму, которая не является формой копланарного типа, но, например, имеет форму спиралеобразного типа.

Для получения предварительно отформованного нитевидного элемента в соответствии с настоящим изобретением можно использовать любой из способов, известных в данной области техники. Например, можно использовать устройства с зубчатыми колесами такого типа, как проиллюстрированные в документе US 5581990, или использовать устройство, описанное в публикации WO 00/39385. Указанное устройство содержит пару шкивов, каждый из которых выполнен с множеством обращенных к другому шкиву выступов, способных входить в зацепление друг с другом на заранее определенном участке с тем, чтобы одновременно вызвать осевую деформацию и изгибную деформацию в нитевидном элементе, который заставляют перемещаться вдоль пространства, находящегося между выступами первого шкива и соответствующими выступами второго шкива. Вышеупомянутое воздействие зацепления может быть осуществлено в результате движения указанной пары шкивов, приводимых во вращение нитевидным элементом.

Предпочтительно, удлиненные усилительные элементы по существу равномерно распределены в удерживающем элементе, то есть осевое расстояние между следующими друг за другом соседними одиночными удлиненными усилительными элементами является по существу постоянным.

Кроме того, предварительно отформованные металлические нитевидные элементы, которые используются в удерживающем элементе в соответствии с настоящим изобретением, имеют широкую область упругих деформации и высокое относительное удлинение при разрыве также после того, как произойдет вулканизация шины.

Предпочтительно, сердечник борта шины согласно настоящему изобретению получают посредством спиральной намотки множества покрытых резиной проволок (или кордов), при этом каждую отдельную проволоку (или корд) наматывают в радиальном направлении на ее саму с тем, чтобы образовать столбчатый элемент из наложенных друг на друга в радиальном направлении намотанных витков.

Альтернативно, указанные проволоки, которые наматывают в радиальном направлении для образования множества соседних в осевом направлении, столбчатых элементов из наложенных в радиальном направлении друг на друга намотанных витков, по существу свободны от резинового покрытия (то есть используются не покрытые резиной проволоки).

Предпочтительно, не покрытые резиной проволоки имеют по существу прямоугольное поперечное сечение, содержащее две проходящие по оси прямолинейные и параллельные противоположные стороны и две проходящие в радиальном направлении непрямолинейные боковые стороны. Предпочтительно, непрямолинейным боковым сторонам придана такая форма, что при укладке двух проволок друг на друга в радиальном направлении их боковые стороны образуют профиль, который является дополняющим по отношению к профилю проволоки, соседней в осевом направлении, которая может сопрягаться с ними. Таким образом, полученный узел будет таким, что только участок боковой стороны одной проволоки будет контактировать только с участком боковой стороны проволоки, соседней в осевом направлении. Предпочтительно, проволоки имеют по существу шестиугольное поперечное сечение. Подобные технические решения раскрыты, например, в документе US 5007471.

Предпочтительно, сердечник борта шины согласно настоящему изобретению имеет поперечное сечение многоугольной формы, как описано, например, в документах US 4192368 и US 4180116.

Альтернативно, сердечник борта шины согласно настоящему изобретению представляет собой однопроволочный сердечник борта.

Альтернативно, сердечник борта шины согласно настоящему изобретению представляет собой сердечник конструкции Alderfer.

Предпочтительно сердечник борта шины согласно настоящему изобретению дополнительно содержит множество стопорных элементов, например, в виде металлических зажимов или лент, которые периодически наложены вдоль окружной периферии сердечника борта с тем, чтобы поддерживать уплотненность витков металлических проволок, образующих сердечник борта.

В том случае, когда сердечник борта шины согласно настоящему изобретению образован из не покрытых резиной проволок, сердечник борта дополнительно содержит эластомерный слой, который расположен между множеством витков, образующих сердечник борта, и удерживающим элементом. Наличие указанного эластомерного слоя способствует повышению способности удерживающего элемента сцепляться с множеством витков из не покрытых резиной металлических проволок.

Предпочтительно, обод колеса, на котором устанавливают шину согласно настоящему изобретению, выполнен с поверхностями посадки борта на ободе колеса, которые наклонены под углом, составляющим приблизительно 15°, относительно оси вращения шины.

Кроме того, следует отметить, что в том случае, когда сердечник борта образован из множества витков покрытых резиной металлических проволок, стабильность геометрической формы шины согласно настоящему изобретению предпочтительно повышается, так что больше не нужно выполнять частичную вулканизацию сердечника борта. Это неизбежно приводит к упрощению процесса изготовления шины и, следовательно, к соответствующей экономии времени и затрат.

Дополнительные признаки и преимущества станут более очевидными после прочтения подробного описания некоторых примеров шины в соответствии с настоящим изобретением. Указанное описание, приведенное ниже, выполнено со ссылкой на прилагаемые чертежи, которые иллюстрируют исключительно неограничивающий пример осуществления изобретения и на которых:

фиг.1 - частичное поперечное сечение шины для грузового автомобиля в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения;

фиг.2 - частичное поперечное сечение шины для грузового автомобиля в соответствии с дополнительным вариантом осуществления настоящего изобретения;

фиг.3 - частичный вид в перспективе сердечника борта шины с фиг.1;

фиг.4 - частичный вид в перспективе сердечника борта шины с фиг.2; и

фиг.5 - предварительно отформованный нитевидный элемент, который может быть использован в удерживающем элементе шины в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг.1 показано частичное сечение шины 10 для грузового автомобиля, выполненной в соответствии с настоящим изобретением и пригодной для монтажа на ободе колеса (не показан). Для простоты на фиг.1 показана только часть шины, при этом остальная часть, которая не представлена, идентична и расположена симметрично относительно экваториальной плоскости шины.

Шина 10 включает в себя каркасную конструкцию 11, содержащую слой 12 каркаса, концы которого соединены с двумя сердечниками 13 бортов (на фиг.1 показан только один).

В соответствии с вариантом осуществления, показанным на фиг.1, слой 12 каркаса отогнут в обратном направлении к соответствующим сердечникам 13 бортов посредством завертывания концов слоя каркаса вверх вокруг указанных сердечников бортов.

Сердечники 13 бортов отстоят по оси друг от друга и встроены в соответствующие борта 14 в месте, находящемся радиально внутри шины.

Помимо сердечника 13 борта, борт 14 дополнительно содержит наполнитель 15 борта, расположенный радиально снаружи по отношению к сердечнику борта.

Слой 12 каркаса, как правило, состоит из множества усилительных элементов, расположенных параллельно друг другу и, по меньшей мере, частично покрытых слоем сшитого эластомерного материала. Данные усилительные элементы обычно изготовлены из стальных проволок, скрученных вместе и покрытых металлическим сплавом (например, медно-цинковым, цинк-марганцевым, цинк-молибдено-кобальтовым сплавами и т.п.), или из текстильных волокон, например, из гидратцеллюлозы, нейлона или полиэтилентерефталата.

Предпочтительно, каркас представляет собой каркас радиального типа и включает в себя усилительные корды, расположенные в направлении, по существу перпендикулярном экваториальной плоскости шины.

Кроме того, шина 10 содержит протекторный браслет 16, расположенный на венце каркаса 11, и две противоположные по оси боковины 17, каждая из которых расположена между соответствующим бортом 14 и протекторным браслетом 16.

Кроме того, между слоем 11 каркаса и протекторным браслетом 16 шина 10 содержит брекерный конструктивный элемент 18, в котором в примере, показанном на фиг.1, предусмотрены два наложенных друг на друга в радиальном направлении слоя 19, 20 брекерного пояса, две боковые усилительные ленты 21 (только одна лента показана на фиг.1) и брекерный слой 22.

При подробном рассмотрении видно, что слои 19, 20 брекерного пояса, которые наложены друг на друга в радиальном направлении, включают в себя множество усилительных кордов, которые, как правило, являются металлическими и ориентированными наклонно относительно экваториальной плоскости шины, параллельны друг другу в каждом слое и пересекаются с усилительными кордами соседнего слоя для образования заданного угла относительно направления по окружности. Как правило, указанный угол составляет от приблизительно 10° до приблизительно 40°; предпочтительно указанный угол составляет от приблизительно 12° до приблизительно 30°.

Как упомянуто выше, брекерный конструктивный элемент 18 дополнительно содержит две боковые усилительные ленты 21, обычно известные как «расположенные под углом ноль градусов усилительные ленты», наложенные в радиальном направлении на наружные по оси края наружного в радиальном направлении слоя 20 брекерного пояса. Указанные усилительные ленты 21, как правило, включают в себя множество усилительных элементов, как правило, металлических кордов с относительным удлинением при разрыве, составляющим от 3% до 10%, предпочтительно от 3,5% до 7%. Указанные усилительные элементы покрыты посредством сшитого эластомерного материала и ориентированы по существу в направлении по окружности, тем самым образуя угол, составляющий очень небольшое количество градусов (то есть 0°), относительно экваториальной плоскости шины. В соответствии с вариантом осуществления, показанным на фиг.1, каждая боковая усилительная лента 21 образована из двух слоев 21а, 21b, наложенных друг на друга в радиальном направлении. Альтернативно, вместо двух боковых усилительных лент 21 может быть предусмотрен непрерывный усиливающий слой (не показан на фиг.1), как правило, включающий в себя множество усилительных элементов такого же типа, как раскрытые выше, который проходит вдоль всей осевой протяженности брекерного конструктивного элемента.

Как упомянуто выше, брекерный конструктивный элемент 18 дополнительно содержит брекерный слой 22, который наложен в радиальном направлении на радиально наружный слой 20 брекерного пояса и расположен между боковыми усилительными лентами 21. Альтернативно, брекерный слой проходит над усилительными лентами 21 (указанный вариант осуществления не показан на чертежах). Брекерный слой 22 выполнен с усилительными элементами, как правило, металлическими кордами, которые покрыты посредством сшитого эластомерного материала и расположены параллельно друг другу и наклонены относительно экваториальной плоскости шины под углом от 10° до 70°, предпочтительно от 12° до 40°. Брекерный слой 22 служит в качестве защитного слоя, защищающего от камней или гравия, которые могут быть захвачены в канавках протектора и которые могут вызвать повреждения слоев 19, 20 брекерного пояса и даже слоя 12 каркаса.

Альтернативно (указанный вариант осуществления не показан), в брекерном конструктивном элементе предусмотрены три слоя брекерного пояса, наложенных друг на друга в радиальном направлении, и брекерный слой, расположенный радиально снаружи по отношению к наложенным друг на друга слоям брекерного пояса.

Альтернативно (указанный вариант осуществления не показан), в брекерном конструктивном элементе предусмотрены два слоя брекерного пояса, наложенных друг на друга в радиальном направлении, одна расположенная под углом ноль градусов боковая усилительная лента, которая наложена в радиальном направлении на наружный по оси край радиально наружного слоя брекерного пояса, и брекерный слой, расположенный радиально снаружи по отношению к усилительной ленте и к радиально наружному слою брекерного пояса (брекерный слой может только частично перекрывать боковую усилительную ленту).

В случае бескамерных шин также имеется прорезиненный слой 23, так называемый герметизирующий слой, который расположен радиально внутри по отношению к слою 12 каркаса, при этом указанный слой 23 обеспечивает необходимую непроницаемость шины 10 для воздуха при ее использовании.

Кроме того, по оси снаружи относительно сгиба каркаса обычно размещают препятствующую абразивному износу ленту 24.

В соответствии с вариантом осуществления, показанным на фиг.1, сердечник 13 борта получен посредством намотки множества не покрытых резиной проволок 25, при этом каждая проволока намотана в радиальном направлении для образования столбчатого элемента из витков, наложенных друг на друга в радиальном направлении. На фиг.1 использованы семь проволок 25 (так что образуются семь соседних в осевом направлении столбчатых элементов), при этом каждая проволока намотана по спирали с образованием шести витков, наложенных друг на друга в радиальном направлении.

В соответствии с настоящим изобретением сердечник 13 борта содержит удерживающий элемент 26, который охватывает множество витков металлических проволок, образующих сердечник борта. Удерживающий элемент содержит множество по существу взаимно параллельных удлиненных усилительных элементов 27, которые содержат, по меньшей мере, один предварительно отформованный нитевидный металлический элемент.

Предпочтительно сердечник 13 борта дополнительно содержит эластомерный слой (не показан на чертежах), который расположен между множеством витков, образующих сердечник борта, и удерживающим элементом 26.

Альтернативно, указанный эластомерный слой отсутствует.

В этом случае эластомерный материал, в который заделаны удлиненные усилительные элементы 27 для образования удерживающего элемента 26, предпочтительно содержит добавку, усиливающую адгезию, так что удерживающий элемент соответствующим образом охватывает металлические проволоки и прилипает к металлическим проволокам (которые предпочтительно оцинкованы), витки которых образуют сердечник 13 борта. Предпочтительно указанная добавка, усиливающая адгезию, выбрана из:

- солей двухвалентного кобальта, которые могут быть выбраны из карбоксилированных соединений с формулой (R-CO-O)₂Co, в которой R - алифатическая или ароматическая группа с С ₆-С₂₄, например, такая как неодеканоат кобальта;

- металлоорганического комплекса на основе бора и кобальта, при этом последние соединены вместе посредством кислорода (например, комплекса, известного под торговым названием Manobond® 680C от группы OMG);

- системы резорцин/гексаметоксиметиленмеламин (HMMM) или системы резорцин/гексаметилентетрамин (НМТ);

или их смесей. Предпочтительно, используется смесь металлоорганического комплекса на основе бора и кобальта с системой резорцин/гексаметоксиметиленмеламин (НМММ).

Предпочтительно, усиливающая адгезию добавка присутствует в эластомерной композиции в количестве от 0,2 до 3 частей на 100 частей каучука, предпочтительно от 0,5 до 2,5 частей на 100 частей каучука.

В соответствии с вариантом осуществления согласно фиг.1 шина согласно настоящему изобретению дополнительно содержит усиливающий слой 28, который, как правило, известен под термином «бортовая лента» и который имеет функцию повышения жесткости борта.

Бортовая лента 28 содержит множество удлиненных усилительных элементов, которые заделаны в эластомерную матрицу и которые, как правило, выполнены из текстильных материалов (например, из арамида или гидратцеллюлозы) или из металлических материалов (например, стального корда).

В соответствии с настоящим изобретением бортовая лента предпочтительно выполнена с металлическими удлиненными усилительными элементами, которые содержат предварительно отформованные нитевидные элементы малого диаметра, как описано выше со ссылкой на удерживающий элемент 26.

Бортовая лента может быть расположена во множестве мест внутри борта и/или боковины шины. В соответствии с вариантом осуществления, показанным на фиг.1, бортовая лента 28 расположена по оси снаружи относительно слоя 12 каркаса. В том случае, когда шина выполнена с двумя слоями каркаса, бортовая лента может быть расположена между указанными слоями каркаса. Предпочтительно, бортовая лента начинается в месте, соответствующем радиально наружной части сердечника борта, при этом она повторяет периферийный профиль наполнителя борта и заканчивается в месте, соответствующем боковине шины. Альтернативно, бортовая лента может проходить вдоль боковины шины, до концов брекерного конструктивного элемента шины.

В соответствии с вариантом осуществления, показанным на фиг.1, удерживающий элемент 26 выполнен в виде непрерывной ленты, состоящей из эластомерного материала, в который заделаны удлиненные усилительные элементы, при этом указанная лента спирально намотана вокруг множества витков металлических проволок, которые образуют сердечник борта, так, чтобы полностью охватить указанные витки вдоль их периферийного наружного профиля. Предпочтительно, указанную намотку выполняют таким образом, чтобы было обеспечено частичное перекрывание витков, соседних в осевом направлении, как показано на фиг.3.

На фиг.2 показано частичное сечение шины 20 для грузового автомобиля, аналогичной шине с фиг.1. Следовательно, для простоты описания элементы с фиг.2, которые аналогичны или идентичны элементам с фиг.1, будут обозначены в описании теми же ссылочными позициями. Единственное отличие шины 20, показанной на фиг.2, от шины 10, показанной на фиг.1, состоит в том, что удерживающий элемент 26 наложен в виде листа (лист состоит из эластомерного материала, в который заделаны удлиненные усилительные элементы), при этом лист завернут вокруг периферийного наружного профиля множества витков металлических проволок, образующих сердечник борта. Предпочтительно, операцию заворота выполняют так, чтобы обеспечить частичное перекрывание боковых краев листа, как показано на фиг.4. В соответствии с дополнительным вариантом осуществления (не показан) указанный лист заворачивают, по меньшей мере, дважды вокруг окружного наружного профиля множества витков металлических проволок, образующих сердечник борта.

На фиг.5 показан нитевидный элемент 200, которому предварительно придана синусоидальная форма в соответствии с настоящим изобретением.

Как упомянуто выше, указанные деформации, по существу имеющие вид периодических отклонений от прямой линии, могут быть получены с любой известной формой. Предпочтительно, указанные деформации представляют собой деформации копланарного типа. Еще более предпочтительно, если указанные деформации состоят из по существу синусоидальных волнообразных элементов (таких как те, которые проиллюстрированы на фиг.5), имеющих длину Р волны (или шаг) и амплитуду Н волны.

В целях настоящего изобретения «длину Р волны» следует понимать как длину минимального участка, который повторяется периодически, а «амплитуду Н волны» следует понимать как обозначающую удвоенную амплитуду максимального отклонения в поперечном направлении (которая предполагается равной в обоих направлениях) нитевидного элемента от центральной оси S (см. фиг.5).

Как упомянуто выше, предпочтительно длина Р волны (или шаг) составляет от 2,5 мм до 30 мм, более предпочтительно - от 5 мм до 25 мм.

Предпочтительно, амплитуда Н волны составляет от 0,12 мм до 1 мм, более предпочтительно - от 0,14 мм до 0,60 мм.

Как правило, предварительно отформованные нитевидные элементы в соответствии с настоящим изобретением имеют диаметр D, составляющий от 0,05 мм до 0,25 мм, предпочтительно от 0,08 мм до 0,20 мм. Особенно предпочтителен диаметр, составляющий 0,12 мм.

Как упомянуто выше, нитевидные элементы являются металлическими.

Предпочтительно, нитевидные элементы изготовлены из стали. В том случае, когда диаметр нитевидного элемента составляет от 0,4 мм до 0,1 мм, прочность на разрыв стандартной стали обычной прочности находится в диапазоне от приблизительно 2600 Н/мм ² (или 2600 МПа - мегапаскалей) до приблизительно 3200 Н/мм², прочность на разрыв высокопрочной стали (стали с высоким сопротивлением разрыву) находится в диапазоне от приблизительно 3000 Н/мм² до приблизительно 3600 Н/мм², прочность на разрыв стали со сверхвысокой прочностью (сверхвысоким сопротивлением разрыву) находится в диапазоне от приблизительно 3300 Н/мм ² до приблизительно 3900 Н/мм², прочность на разрыв стали с ультравысокой прочностью (ультравысоким сопротивлением разрыву) находится в диапазоне от приблизительно 3600 Н/мм ² до приблизительно 4200 Н/мм². Указанные значения прочности на разрыв зависят, в частности, от количества углерода, содержащегося в стали.

Как правило, указанные нитевидные элементы выполнены с латунным покрытием (Cu - от 60 до 75 вес.%, Zn - от 40 до 25 вес.%), имеющим толщину от 0,10 мкм до 0,50 мкм. Указанное покрытие обеспечивает лучшее прилипание нитевидного элемента к прорезиненной смеси и обеспечивает защиту металла от коррозии как во время изготовления шины, так и во время ее использования. Если возникает необходимость обеспечить более высокую степень защиты от коррозии, указанные нитевидные элементы предпочтительно могут быть выполнены с антикоррозионным покрытием, отличным от латуни, способным обеспечить бтльшую коррозионную стойкость, например, таким как покрытие на основе цинка, цинково-марганцевых (ZnMn) сплавов, цинк-кобальтовых (ZnCo) сплавов или цинк-кобальт-марганцевых (ZnCoMn) сплавов.

Предпочтительно, удерживающий элемент в соответствии с настоящим изобретением получают посредством использования кордов, имеющим структуру типа n×D, где n - число нитевидных элементов, образующих корд, и D - диаметр каждого нитевидного элемента. Предпочтительно, n находится в диапазоне от 2 до 5. Особенно предпочтительно значение n, равное трем.

Предпочтительно, шаг скручивания корда находится в диапазоне от 2,5 мм до 25 мм, более предпочтительно - от 6 мм до 18 мм. Особенно предпочтителен шаг скручивания, составляющий 12,5 мм.

Предпочтительными конструкциями кордов являются, например, следующие: 2х (то есть два нитевидных элемента, скрученных вместе), 3x, 4x, 5x, 2+1 (то есть одна прядь из двух нитевидных элементов и одна прядь из одного нитевидного элемента, при этом указанные две пряди скручены вместе), 2+2, 3+2, 1+4.

Предпочтительно, плотность удлиненных усилительных элементов в удерживающем элементе в соответствии с настоящим изобретением составляет от 40 кордов на дециметр до 160 кордов на дециметр, более предпочтительно она составляет от 80 кордов на дециметр до 120 кордов на дециметр. Особенно предпочтительными являются следующие значения плотности - 85 кордов на дециметр и 105 кордов на дециметр.

Предпочтительно, удлиненные усилительные элементы удерживающего элемента в соответствии с настоящим изобретением ориентированы наклонно относительно радиальной плоскости шины.

В том случае, когда удерживающий элемент наложен в виде листа, который завернут вокруг периферийного наружного профиля витков сердечника борта, удлиненные усилительные элементы предпочтительно расположены под углом относительно радиальной плоскости шины, находящимся в диапазоне от 15° до 60°, более предпочтительно от 30° до 45°.

Альтернативно, в том случае, когда удерживающий элемент наложен в виде непрерывной ленты, которая намотана по спирали вокруг окружного периферийного наружного профиля сердечника борта, удлиненные усилительные элементы расположены параллельно относительно продольного направления развертывания ленты. Предпочтительно, указанная лента намотана по спирали вокруг витков сердечника борта под углом закручивания, который находится в диапазоне от 50° до 70°.

Предпочтительно, толщина удерживающего элемента, то есть общая толщина, включая диаметр кордов и резиновую смесь, в которую заделан корд, составляет от 0,5 (±0,1) мм до 1,7 (±0,1) мм, более предпочтительно - от 0,8 (±0,1) мм до 1,1 (±0,1) мм.

Предпочтительно, шина для грузового автомобиля согласно настоящему изобретению имеет отношение Н/С, то есть отношение высоты перпендикулярного поперечного сечения к максимальной ширине сечения, составляющее менее 1. Предпочтительно, отношение Н/С меньше 0,9.

Настоящее изобретение относится к пневматической шине, используемой в грузовых автомобилях или грузовиках и, в частности, предназначенной для транспортных средств средней/большой грузоподъемности. Настоящее изобретение также пригодно для таких транспортных средств, как грузовые автомобили малой грузоподъемности.

Для дополнительного описания изобретения ниже приведен иллюстративный пример.

ПРИМЕР 1

Были изготовлены два типа шин (шина А и шина В), имеющих размер 315/80 R22,5.

Шины А и В имели идентичные конструктивные элементы, то есть идентичный каркас (один слой каркаса), два пересекающихся слоя брекерного пояса, две боковые усилительные ленты (усилительные ленты, расположенные под углом ноль градусов и радиально снаружи по отношению к пересекающимся слоям брекерного пояса и образованные из двух слоев, наложенных друг на друга в радиальном направлении, как показано на фиг.1 и 2), брекерный слой (который наложен в радиальном направлении на радиально наружный слой брекерного пояса и расположен между боковыми усилительными лентами), идентичный протекторный браслет.

Шина А (шина в соответствии с настоящим изобретением) дополнительно содержала сердечник борта, подобный тому, который показан на фиг.2, то есть сердечник борта, который был получен посредством намотки по спирали семи не покрытых резиной проволок (при этом каждая проволока имела по существу шестиугольное поперечное сечение и была выполнена из оцинкованного высокопрочного стального материала) с образованием семи соседних по оси столбчатых элементов, при этом каждый столбчатый элемент был образован из шести витков, наложенных друг на друга в радиальном направлении. В соответствии с настоящим изобретением сердечник борта дополнительно содержал удерживающий элемент, который был наложен в виде листа посредством заворота последнего вокруг периферийного наружного профиля множества витков металлических проволок, образующих сердечник борта. Эту операцию выполняли таким образом, чтобы было обеспечено частичное перекрывание боковых краев листа, как показано на фиг.4. Удерживающий элемент состоял из эластомерного материала, в который были заделаны удлиненные усилительные элементы, при этом каждый удлиненный усилительный элемент состоял из корда 3×0,12 из высокопрочной стали (то есть из корда, образованного из трех проволок из высокопрочной стали, имеющих диаметр 0,12 мм). Каждая проволока корда была предварительно отформована в соответствии с по существу синусоидальной волнообразной формой (как показано на фиг.5) с длиной волны (шагом), составляющим 2,200 мм, и амплитудой волны, составляющей 0,345 мм. Удлиненные усилительные элементы в удерживающем элементе были расположены под углом относительно радиальной плоскости шины, составляющим приблизительно 45°. Плотность удлиненных усилительных элементов в удерживающем элементе составляла 105 кордов на дециметр, а толщина удерживающего элемента, то есть общая толщина, включая диаметр корда и резиновую смесь, в которую был заделан корд, составляла приблизительно 0,95 мм.

Шина В (сравнительная) дополнительно содержала сердечник борта, аналогичный сердечнику борта шины А, при этом единственное различие состояло в том, что удерживающий элемент состоял из эластомерного материала, в который были заделаны текстильные удлиненные усилительные элементы. При подробном рассмотрении следует отметить, что удлиненные усилительные элементы состояли из нейлона 940×2, то есть корд был образован из двух элементарных волокон, причем каждое элементарное волокно имело номер 940 дтекс (дтекс представляет собой массу в граммах, соответствующую 10000 м волокна) и крутку, составляющую 48 кручений на 1 метр. Крутка корда составляла 48 кручений на метр. Удлиненные усилительные элементы в удерживающем элементе были расположены под углом относительно радиальной плоскости шины, составляющим приблизительно 45°. Плотность удлиненных усилительных элементов в удерживающем элементе составляла 68 кордов на дециметр, а толщина удерживающего элемента, то есть общая толщина, включая диаметр корда и резиновую смесь, в которую был заделан корд, составляла приблизительно 0,88 мм.

Лабораторные испытания были выполнены на трех шинах А и трех шинах В, так что можно было вычислить среднее значение результатов испытаний.

а) Испытание для определения усталостного напряжения борта шины грузового автомобиля

Шины были установлены на ободе колеса с размером 9,00 дюйма и надуты до давления 135 фунтов на кв.дюйм (9,5 бар). Шины были подвергнуты воздействию нагрузки, составляющей 9220 кгс, то есть воздействию перегрузки, составляющей 240% относительно грузоподъемности (несущей способности) шины. Впоследствии шины вращали на ходовом колесе с постоянной и регулируемой скоростью, составляющей 20 км/ч. Испытание прекращали, когда шины выходили из строя, и определяли момент времени, когда происходил выход шины из строя.

Результаты приведены в таблице 1, из которой можно увидеть, что усталостное напряжение для шины А согласно настоящему изобретению было более чем на 19% больше по сравнению со сравнительной шиной В. Такой результат показывает, что шина согласно настоящему изобретению обеспечивает лучшую стабильность геометрической формы и повышенную целостность бортов при использовании по сравнению с обычными шинами.

Таблица 1
	Образец 1 (ч)	Образец 2 (ч)	Образец 3 (ч)	Среднее значение (ч)
ШИНА А (согласно изобретению)	312	341	354	336
ШИНА В (сравнительная)	273	293	281	282

b) Испытание шины на разрыв под действием внутреннего давления

Шины, нагруженные номинальной рабочей нагрузкой и установленные на соответствующем ободе колеса, постепенно наполняли водой под давлением. Испытание прекращали, когда шина лопалась или когда борт шины соскальзывал с обода, и определяли момент времени, в который происходили указанные явления. Результаты приведены в таблице 2, из которой можно увидеть, что внутреннее давление, при котором шина лопалась, для шины А согласно настоящему изобретению было более чем на 7% выше, чем для сравнительной шины В. Такой результат показывает, что уплотненность, а также стойкость к локальным деформациям сердечника борта шины согласно настоящему изобретению повышаются по сравнению с уплотненностью и стойкостью к локальным деформациям обычных шин.

Таблица 2
	Образец 1 (бар)	Образец 2 (бар)	Образец 3 (бар)	Среднее значение (бар)
Шина А (согласно изобретению)	30	29	30	29,7
Шина В (сравнительная)	27	27	29	27,7