Борт шины со сниженной массой

Изобретение относится к пневматической шине с радиальным усилительным слоем каркаса для установки шины на ободе колеса большой грузоподъемности, имеющим высокие бортовые закраины. В шине Р посадочные поверхности образуют с осью вращения угол, находящийся в диапазоне между 0° и 6°. Шина содержит радиальный усилительный слой каркаса, прикрепленный внутри каждого борта к проволочному сердечнику борта и образующий таким образом заворот. Проволочный сердечник борта оканчивается в радиальном направлении одним профилем из резиновой смеси, расположенным вдоль оси между основной частью усилительного слоя и его заворотом и имеющим, по существу, треугольную форму и повышенную твердость, выражаемую в единицах шкалы А по Шору - 85 единиц. Внешняя в осевом направлении поверхность каждого борта имеет меридиональный профиль, состоящий из первой криволинейной части, предназначенной для вступления в постоянный контакт с бортовой закраиной и сохранения этого контакта, и образующий резкий разрыв кривизны на стыке со второй криволинейной частью. Профиль из резиновой смеси имеет высоту и расположен в радиальном направлении так, что упомянутый профиль в осевом направлении находится в контакте по всей его высоте с заворотом усилительного слоя каркаса и отделен от основной части усилительного слоя профилем из резиновой смеси низкой твердости, равной 60 единицам. Третий профиль из резиновой смеси низкой твердости, проходит в осевом направлении наружу от заворота усилительного слоя каркаса между протектором, который покрывает борт в осевом направлении наружу, и заворотом. Изобретение позволяет повысить износостойкость борта шины и долговечность борта шины. 1 ил.

 

Изобретение относится к шине с радиальным усилительным слоем каркаса, а более конкретно - предназначенной для установки на ободе колеса «автомобиля большой грузоподъемности», посадочные поверхности которого наклонены относительно оси вращения под углом α, который является таким, что находится в диапазоне 0°≤α≤6°.

Особенностью упомянутых ободов является наличие относительно высоких бортовых закраин ободов в соответствии с действующими стандартами (TRA, ETRTO, JATMA), а шины, в которых такие обода используются, обычно являются шинами, устанавливаемыми с камерой, оснащенной ободной лентой, расположенной между внутренними стенками обоих бортов шины.

Каждый из упомянутых бортов в известных технических решениях содержит проволочный сердечник борта, в общем случае - «плетеного» типа, вокруг которого закреплен посредством обматывания усилительный слой каркаса, состоящий из металлических усилительных элементов и образующий заворот, высота которого, измеренная относительно основания борта, больше, чем высота бортовой закраины обода. Заворот усилен вдоль оси в направлении наружу дополнительным усилительным слоем металлических элементов, ориентированных относительно окружного направления под небольшим углом, который может находиться в диапазоне между 5° и 30°. Усилительный слой намотан вокруг закрепляемого проволочного сердечника борта и образует две жилы: внешнюю в осевом направлении жилу, конец которой расположен в радиальном направлении несколько выше конца заворота усилительного слоя каркаса, и внутреннюю в осевом направлении жилу, конец которой в общем случае расположен ниже прямой линии, параллельной оси вращения, и проходит по выпуклости бортовой закраины обода.

Основное назначение дополнительного усилительного слоя состоит в том, чтобы минимизировать пространственное перемещение, с одной стороны, конца усилительного слоя каркаса, а с другой стороны, защитного слоя резиновой смеси, также известного как протектор, который окружает поверхность борта, которому приходится вступать в контакт с рабочим ободом.

Любая усилительная арматура, выполненная из металлических элементов или других элементов, стоит дорого, поэтому было проведено много исследований, направленных на то, чтобы исключить бортовую усилительную арматуру и при этом избежать негативного воздействия на фундаментальные свойства борта шины, т.е. гарантировать, что упомянутая шина будет оставаться на своем рабочем ободе при любых условиях движения автомобиля и в течение как можно более длительного периода времени, для чего любое предлагаемое решение должно обладать долговечностью и износостойкостью обода.

Проблема износостойкости бортовой закраины обода, возникающая в результате повторяющегося изгиба шины и относительного перемещения между бортами и бортовыми закраинами ободов, может быть решена за счет того, что для внешней поверхности борта предусматривается подходящий меридиональный профиль, состоящий из первой криволинейной части, которой приходится вступать в постоянный контакт с поверхностью бортовой закраины обода и оставаться в этом контакте, причем первая часть имеет в своем сопряжении со второй криволинейной частью резкий излом с изменением кривизны, а меридиональный профиль второй части таков, что она ни в коем случае не может вступать в контакт с поверхностью бортовой закраины обода. Если смотреть в меридиональном сечении, то излом между двумя кривыми можно геометрически охарактеризовать как происходящий под острым углом, образованным касательными к обеим кривым, соответственно проведенными в точке сопряжения. Излом является резким, если упомянутый угол равен, по меньшей мере, 35°. Такое решение предложено и описано в патенте FR 2406530. Однако этого решения недостаточно для компенсирования дефицита износостойкости, проявляемого бортом и обусловленного отсутствием дополнительной бортовой усилительной арматуры.

Для компенсирования упомянутого дефицита износостойкости шина, которая предназначена для установки на ободе, посадочные поверхности которого образуют с осью вращения угол, находящийся в диапазоне между 0° и 6°, и которая содержит радиальный усилительный слой каркаса, прикрепленный внутри каждого борта к проволочному сердечнику борта и образующий таким образом заворот, причем проволочный сердечник борта оканчивается в радиальном направлении, по меньшей мере, одним профилем из резиновой смеси, расположенным вдоль оси между основной частью усилительного слоя и его заворотом и имеющим, по существу, треугольную форму и повышенную твердость, выражаемую в единицах шкалы А по Шору, отличается тем, что меридиональный профиль внешней в осевом направлении поверхности каждого борта, состоящий из первой криволинейной части, предназначенной для вступления в постоянный контакт с бортовой закраиной и поддержания этого контакта, а также проявляющий со второй криволинейной частью резкий излом с изменением кривизны, сочетается с присутствием профиля из резиновой смеси, имеющего высоту Н_L, расположенного в радиальном направлении над проволочным сердечником борта, а в осевом направлении - между основной частью усилительного слоя каркаса и его заворотом, таким образом, что профиль в осевом направлении находится в контакте по всей его высоте с заворотом усилительного слоя каркаса и отделен от основной части усилительного слоя профилем из резиновой смеси малой твердости, при этом третий профиль из резиновой смеси малой твердости проходит в осевом направлении наружу от заворота усилительного слоя каркаса между протектором, который покрывает борт В в осевом направлении наружу, и заворотом.

Под резиновой смесью повышенной твердости, выражаемой в единицах шкалы А по Шору, понимается смесь, среднее значение твердости которой, по меньшей мере, равно 85 единицам.

Под резиновой смесью низкой твердости, выражаемой в единицах шкалы А по Шору, понимается смесь, среднее значение твердости которой, по большей мере, равно 60 единицам.

В известных технических решениях профиль из резины, расположенный в радиальном направлении поверх проволочного сердечника обода, в общем случае является таким, что его верхний конец прикреплен к основной части усилительного слоя каркаса таким образом, что профиль, по существу, не контактирует с заворотом усилительного слоя. В данном изобретении такое расположение изменено на противоположное, при котором- верхний конец профиля прикреплен к завороту, и такое противоположное расположение профиля из резиновой смеси высокой твердости в комбинации с меридиональным профилем внешней поверхности борта позволяет не использовать обычную дополнительную усилительную арматуру и тем самым снизить стоимость шины не уменьшая долговечность и износостойкость борта шины.

Износостойкость протектора борта и долговечность борта может быть увеличена за счет наличия третьего профиля смеси, имеющей низкую твердость, выражаемую в единицах шкалы А по Шору, причем эта твердость ниже твердости профилей того же типа между усилительным слоем каркаса и заворотом, и она, по большей мере, равна 55 единицам.

Признаки изобретения поясняются в нижеследующем описании со ссылками на прилагаемый чертеж, на котором изображен пример конкретного варианта осуществления, не носящий ограничительный характер, причем на чертеже показана схематично конструкция шины, соответствующей изобретению.

Шина Р типоразмера 12 00. R.24 предназначена для установки на обод типоразмера 8.50-24, посадочные поверхности которого наклонены относительно оси вращения обода под углом 5°. Шина содержит беговой слой (не показан), соединенный с двумя бортами В посредством двух боковин 7, и усилена, с одной стороны, усилительным слоем коронной зоны (не показан), а с другой стороны - усилительным слоем каркаса, который в описываемом случае представляет собой одиночный слой 1 металлических проводов, выполненных из стали. Слой 1 закреплен внутри каждого борта В посредством обматывания вокруг проволочного сердечника 2 борта, образуя таким образом заворот 10, конец которого расположен на некотором радиальном расстоянии от основания борта, по существу, равном 30% высоты шины Р (под основанием борта, если смотреть в меридиональном сечении, понимается прямая линия, параллельная оси вращения, проходящей через точку пересечения образующей посадочной поверхности борта и прямой линии бортовой закраины борта, причем упомянутая прямая линия перпендикулярна оси вращения). В радиальном направлении поверх проволочного сердечника 2 борта и в осевом направлении между не завернутой частью слоя 1 каркаса и его заворотом 10 расположен первый профиль 3 из резиновой смеси, имеющей твердость 97 единиц шкалы А по Шору. При наличии, по существу, треугольной формы и высоты H_L, которая измеряется относительно основания борта и заметно больше, чем высота H_R бортовой закраины обода, профиль имеет свой верхний в радиальном направлении конец С, прикрепленный к завороту 10 и поэтому находящийся в контакте с заворотом на всем протяжении своей высоты, причем этот конец С отделен от не завернутой части слоя каркаса вторым профилем 4 из резиновой смеси пониженной твердости, составляющей 56 единиц шкалы А по Шору. Форма профиля 4 такова, что его нижний в радиальном направлении конец D расположен на радиальном расстоянии Н₂ от основания борта, меньшем, чем высота H_R, таким образом, что внутренняя в осевом направлении поверхность профиля 3 находится в контакте, распространенном на очень малую глубину, с не завернутой частью слоя 1 каркаса. Верхний в радиальном направлении конец профиля 3 расположен в радиальном направлении выше конца заворота 10 слоя каркаса. Борт В покрыт снаружи защитным слоем 6 или протектором из очень твердой резиновой смеси, причем этот протектор гарантирует контакт с посадочными поверхностями и бортовой закраиной рабочего обода. Протектор 6 находится в контакте с заворотом 10 слоя 1 каркаса на протяжении высоты H₁, а затем отделяется от заворота третьим слоем 5 из резиновой смеси, имеющей низкую твердость, выражаемую в единицах шкалы А по Шору, по большей мере, равную 55 единицам, а в рассматриваемом случае равную 47 единицам. Имея двояковыпуклую форму, профиль 5 простирается в радиальном направлении на такую высоту, что покрывает конец заворота 10. Меридиональный профиль внешней в осевом направлении поверхности борта В и боковины 7 состоит из прямого сегмента MN, перпендикулярного оси вращения, простирающейся в радиальном направлении наружу, и проходящего по вогнутой дуге NA окружности, и при этом часть МA находится в постоянном контакте с бортовой закраиной обода. Точка А является точкой резкого излома, в которой происходит сопряжение с дугой AR окружности, которая проходит в радиальном направлении наружу от дуги NA, причем дуга AR никогда не вступает в контакт с бортовой закраиной обода. Дуга AR образует касательную, проходящую в радиальном направлении наружу, с выпуклой дугой боковины 7. В точке А касательные соответственно к дугам NA и AR окружностей образуют между собой острый угол β, равный 40°.

1. Шина Р, предназначенная для установки на ободе, посадочные поверхности которого образуют с осью вращения угол, находящийся в диапазоне между 0 и 6°, содержащая радиальный усилительный слой (1) каркаса, прикрепленный внутри каждого борта В к проволочному сердечнику (2) борта и образующий таким образом заворот (10), причем проволочный сердечник (2) борта оканчивается в радиальном направлении, по меньшей мере, одним профилем (3) из резиновой смеси, расположенным вдоль оси между основной частью усилительного слоя (1) и его заворотом (10) и имеющим, по существу, треугольную форму и повышенную твердость, выражаемую в единицах шкалы А по Шору и составляющую, по меньшей мере, 85 единиц, отличающаяся тем, что внешняя в осевом направлении поверхность каждого борта В имеет меридиональный профиль, состоящий из первой криволинейной части NA, предназначенной для вступления в постоянный контакт с бортовой закраиной и сохранения этого контакта, а также образующий резкий разрыв кривизны на стыке со второй криволинейной частью AR, при этом профиль (3) из резиновой смеси имеет высоту H_L и расположен в радиальном направлении таким образом, что упомянутый профиль в осевом направлении находится в контакте по всей его высоте с заворотом (10) усилительного слоя (1) каркаса и отделен от основной части усилительного слоя (1) профилем (4) из резиновой смеси низкой твердости, по большей мере, равной 60 единицам, при этом третий профиль (5) из резиновой смеси низкой твердости, выражаемой в единицах шкалы А по Шору, проходит в осевом направлении наружу от заворота (10) усилительного слоя (1) каркаса между протектором (6), который покрывает борт В в осевом направлении наружу, и заворотом (10).

2. Шина по п.1, отличающаяся тем, что третий профиль (5) из резиновой смеси имеет твердость, выражаемую в единицах шкалы А по Шору, меньшую, чем твердость профилей (3,4) того же типа между усилительным слоем (1) каркаса и заворотом (10), и равную, по большей мере, 55 единицам.