Арматура борта пневматической шины, содержащая разрывные подкрепляющие элементы

Пневматическая шина предназначена для тяжелых транспортных средств большой грузоподъемности. Шина содержит, по меньшей мере, в одном борту дополнительную арматуру подкрепления, состоящую из множества разрывных подкрепляющих элементов, причем эти разрывные подкрепляющие элементы ориентированы в окружном направлении вдоль множества окружностей, концентрических по отношению к оси вращения этой пневматической шины, установленной на своем монтажном ободе. Каждая окружность определяется средним радиусом, измеренным по отношению к упомянутой оси вращения. В результате повышаются эксплуатационные характеристики шины. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Изобретение относится к пневматической шине с радиальной арматурой каркаса, предназначенной для оснащения тяжелых транспортных средств, несущих большую нагрузку, и, в частности, для оснащения тяжелой колесной дорожно-строительной техники или грузовых автомобилей большой грузоподъемности.

Пневматическая шина с радиальной арматурой каркаса содержит зону гребня, поверх которой снаружи в радиальном направлении располагается беговая дорожка протектора, предназначенная для вхождения в непосредственный контакт с грунтом или дорогой в процессе качения этой пневматической шины, две зоны боковин, продолжающие зону гребня в осевом направлении и в радиальном направлении по одну и по другую стороны от нее и завершающиеся зонами, образующими борта пневматической шины. Затем эта пневматическая шина устанавливается на монтажный обод, содержащий посадочные места обода, имеющие коническую или цилиндрическую форму, которые могут быть продолжены (или не продолжены) круговыми выступами в соответствии с типом используемой пневматической шины, причем эти посадочные места или круговые выступы (когда они имеются на данном ободе) продолжаются закраинами или крючками обода, имеющими по существу круговую форму.

Борта пневматической шины опираются на посадочные места и крючки этого монтажного обода. Арматура каркаса пневматической шины состоит из множества подкрепляющих элементов (типа кордных нитей или проволок, главным образом металлических), залитых в, по меньшей мере, одну каучуковую смесь, причем подкрепляющие элементы ориентированы по существу в меридиональном направлении (то есть в направлении, составляющем с окружным направлением на данной пневматической шине угол, близкий к 90°). Для того чтобы надежно закрепить подкрепляющие элементы в бортах пневматической шины, предусматривается, по меньшей мере, одна арматура борта, образующая круговой подкрепляющий элемент: при этом подкрепляющие элементы каркаса могут быть обернуты вокруг этой арматуры борта для того, чтобы сформировать оборот или осевую накладную зону против упомянутой арматуры.

Под влиянием комбинированного воздействия нагрузки, которая приложена к данной пневматической шине, и усилий, возникающих вследствие ее качения по грунту, части боковин пневматической шины, располагающиеся в непосредственной близости от зоны соприкосновения этой пневматической шины с грунтом, подвергаются циклическим изменениям их кривизны. В этой области пневматической шины ее боковины подвергаются изгибам относительно крючков монтажного обода в меридиональной плоскости (то есть плоскости, проходящей через ось вращения этой пневматической шины). Кроме того, сплющивание пневматической шины порождает чередующиеся и циклические движения подкрепляющих элементов арматуры каркаса в окружном направлении в ее боковинах, которые приводят к более или менее значительному относительному перемещению бортов пневматической шины по отношению к крючкам монтажного обода. Эти движения в еще большей степени усиливаются в том случае, когда нагрузка на пневматическую шину увеличивается. То же самое происходит и в случае увеличения размеров пневматической шины, а также в случае, когда коэффициент формы данной пневматической шины является относительно небольшим (Н/S < 1, где Н представляет собой высоту поперечного сечения пневматической шины и S представляет собой ширину этого поперечного сечения).

Под действием этих чередующихся движений в круговом и в меридиональном направлениях, борта пневматической шины из-за трения о крючки монтажного обода подвергаются износу. Для уменьшения износа в настоящее время известны приемы, которые подразумевают, помимо использования каучуковой смеси, в меньшей степени подверженной износу в результате трения, размещение в каждом борте и на той или иной высоте (в направлении по радиусу к внешней его части) в верхней части боковин пневматической шины, по меньшей мере, одну дополнительную арматуру подкрепления, образованную множеством подкрепляющих элементов (кордных нитей или металлических проволок), располагающихся рядом друг с другом и ориентированных под нулевым углом или под малым углом по отношению к круговому направлению (причем в данном случае под нулевым или малым углом следует понимать угол, имеющий величину в диапазоне от 0° до 15°).

Эти подкрепляющие элементы могут быть сплошными, то есть образующими, по меньшей мере, один полный оборот, или прерывистыми, то есть могут быть выполнены проходящими в некоторой угловой части полного переворачивания, имеющего величину менее 360°. Эта дополнительная арматура подкрепления может быть размещена изнутри в осевом направлении или снаружи в осевом направлении от арматуры каркаса, либо может быть размещена против упомянутого оборота арматуры каркаса, или может быть размещена в осевом направлении против упомянутого оборота в том случае, когда арматура каркаса закреплена при помощи переворачивания вокруг бортового кругового кольца борта пневматической шины.

В том случае, когда используются подкрепляющие элементы, проходящие на протяжении некоторого углового сектора, величина которого составляет менее 360° (эти подкрепляющие элементы в дальнейшем будут называться "разрывными подкрепляющими элементами"), проблемы продолжительности срока службы, связанные с распределением концов разрывных подкрепляющих элементов, могут внезапно проявляться с учетом повторяющихся циклов нагружения в процессе качения пневматической шины, как об этом уже было сказано выше.

Объектом предлагаемого изобретения является пневматическая шина, предназначенная для тяжелых транспортных средств и содержащая зону гребня, продолженную в осевом направлении и в радиальном направлении боковинами, причем сами боковины продолжаются бортами этой пневматической шины, предназначенными для вхождения в механический контакт с монтажным ободом пневматической шины, причем этот монтажный обод содержит часть, образующую посадочное место обода, продолженное в радиальном направлении наружу крючком обода, имеющим по существу круглый наружный профиль, причем боковины пневматической шины усилены при помощи радиальной арматуры каркаса, и эта радиальная арматура каркаса продолжается в бортах пневматической шины с возможностью закрепления на круговой подкрепляющей арматуре борта. Кроме того, пневматическая шина содержит, по меньшей мере, в одном своем борту дополнительную подкрепляющую арматуру, содержащую множество разрывных подкрепляющих элементов относительно небольшой длины L0, причем эти разрывные подкрепляющие элементы располагаются по существу в окружном направлении вдоль множества концентрических окружностей С, каждая из которых имеет некоторый средний радиус R, измеренный по отношению к оси вращения пневматической шины. Каждый разрывный подкрепляющий элемент, имеющий длину L0, располагается на окружности С, имеющей радиус R, и механически связан на длине или протяженности соединения L11 и L12, соответственно, с двумя разрывными подкрепляющими элементами, располагающимися на окружности С1, имеющей радиус R1, величина которого меньше величины радиуса R, причем упомянутая окружность непосредственно примыкает к окружности С, а пневматическая шина отличается тем, что длины соединений L11 и L12, причем расстояние L11 принимается равным или превышающим расстояние L12, удовлетворяют следующему соотношению:

1,5 ≤ К ≤ 4,

где:

Соблюдая это соотношение для всех разрывных подкрепляющих элементов всех окружностей, получают оптимальное распределение концов этих разрывных подкрепляющих элементов, что позволяет устранить проблемы, имеющие место в существующем уровне техники в данной области.

Это оптимальное распределение может быть реализовано путем размещения дополнительной арматуры в заготовке пневматической шины, сформированной в виде тора, или же на барабане сборки перед созданием упомянутой арматуры.

Это соотношение применяется независимо от того, будет или не будет длина L0 идентичной для всех кордных нитей.

Еще более предпочтительно, чтобы коэффициент К удовлетворял соотношению: 2 ≤ К ≤ 2,5.

Под утверждением о том, что сплошные подкрепляющие элементы располагаются на концентрических окружностях, следует понимать, что эти подкрепляющие элементы могут быть размещены на спиральных витках и что каждый подкрепляющий элемент располагается на кривой, которая может быть уподоблена дуге окружности.

В соответствии с вариантом осуществления предлагаемого изобретения, где все кордные нити имеют одну и ту же длину L0, пневматическая шина отличается тем, что:

- каждый разрывный подкрепляющий элемент, имеющий длину L0 и располагающийся на окружности с радиусом R, механически соединен на длинах соединения L11 и L12 соответственно с двумя разрывными подкрепляющими элементами, располагающимися на окружности С1, имеющей радиус R1, меньший, чем радиус R, причем упомянутая окружность непосредственно примыкает к окружности С и длина соединения L11 имеет величину в диапазоне от 55% до 75% от величины L0, а длина соединения L12 имеет величину в диапазоне от 10% до 30% от длины L0;

- каждый разрывный подкрепляющий элемент одной и той же окружности С, имеющей радиус R, механически соединен на длинах соединения L21 и L22 соответственно с двумя разрывными подкрепляющими элементами, располагающимися на окружности С2, имеющей радиус R2 и непосредственно примыкающей к окружности С1, причем радиус R2 имеет величину меньше, чем радиус R1, и длина соединения L21 имеет величину в диапазоне от 20% до 40% от длины L0, а длина соединения L22 имеет величину в диапазоне от 45% до 65% от длины L0.

Понятно, что эти соотношения механического соединения применяются между разрывными подкрепляющими элементами всех окружностей за исключением двух последовательно расположенных окружностей, ближайших в радиальном направлении к оси вращения данной пневматической шины.

Предпочтительным образом разрывные подкрепляющие элементы имеют среднюю длину, заключенную в диапазоне от 1/3 до 1/12 от окружной длины окружной арматуры борта, взятой в точках этой арматуры, наиболее внутренних в радиальном направлении.

Если обозначить как D0 и М0 соответственно среднее расстояние, разделяющее концы двух подкрепляющих элементов на окружности С и середину дуги между этими концами, и обозначить как D1 и М1, соответственно, среднее расстояние, разделяющее концы двух подкрепляющих элементов на окружности С1, примыкающей к окружности С, и середину дуги между этими концами, можно констатировать, что было бы предпочтительным, чтобы упомянутые середины М0 и М1 отстояли друг от друга, по меньшей мере, на длину дуги, превышающую половину длины дуги, разделяющей наиболее удаленные концы на одной и той же окружности. Таким образом, получают окружное распределение дуг окружности без подкрепляющих элементов, которое является оптимальным с точки зрения усталостных характеристик дополнительной арматуры, реализуя структуру, жесткость которой является однородной в окружном направлении. Для измерения длины дуги между средними точками М0 и М1 проектируют в радиальном направлении наиболее внутреннюю точку на окружность, которой принадлежит наиболее наружная в радиальном направлении точка. Предпочтительным образом длина между средними точками М0 и М1 превышает 30% от L0.

Предпочтительным образом наружная в радиальном направлении граница дополнительной арматуры подкрепления заключена в угловом секторе, открытом в осевом направлении внутрь и в радиальном направлении наружу, образуя угол α, не превышающий 90°, с направлением, параллельным осевому направлению, в том случае, когда пневматическая шина в соответствии с предлагаемым изобретением установлена на свой монтажный обод, причем этот угловой сектор измеряется от прямой, проходящей через центр среднего профиля крючка обода и параллельной оси вращения.

В случае установки данной пневматической шины на обод, содержащий посадочные места, продолженные круговыми выступами, которые сами завершаются крючками, предпочтительно, чтобы угол α не превышал 80°.

Эта граница позволяет разумным образом установить пределы циклов усилий в подкрепляющих элементах упомянутой арматуры, а также максимальных деформаций, испытываемых подкрепляющими элементами в процессе возможных в эксплуатации ударов.

В качестве подкрепляющих элементов дополнительной арматуры подкрепления можно использовать так называемые "одномодульные" металлические кордные нити, то есть кордные нити, имеющие кривую усилие-удлинение с одним единственным средним наклоном (соответствующим по определению модулю упругости данной кордной нити) или так называемые "двухмодульные" кордные нити, то есть кордные нити, имеющие кривую усилие-удлинение, представляющую, по меньшей мере, два различных наклона по одну и по другую стороны от точки перехода (кривая усилие-удлинение представляет два различных наклона, причем наклон в начале кривой и при небольших значениях удлинения имеет меньшую величину, чем наклон этой кривой для больших значений удлинения).

В применениях предлагаемого изобретения для пневматических шин, устанавливаемых на монтажный обод, посадочные места которого непосредственно продолжаются крючками, и когда в качестве подкрепляющих элементов дополнительной арматуры подкрепления используют разрывные одномодульные кордные нити, предпочтительно, чтобы наружная в радиальном направлении граница упомянутой арматуры была заключена в угловом секторе, открытом в осевом направлении внутрь и в радиальном направлении наружу, образуя угол α, не превышающий 75°, с направлением, параллельным осевому направлению, в том случае, когда пневматическая шина в соответствии с предлагаемым изобретением установлена на свой монтажный обод, причем этот угловой сектор измеряется от прямой, проходящей через центр среднего профиля крючка обода и параллельной оси вращения. Для этих же типов пневматических шин наружная в радиальном направлении граница упомянутой арматуры заключена в угловом секторе, открытом в осевом направлении внутрь и в радиальном направлении наружу, образуя угол α, не превышающий 75°, с направлением, параллельным осевому направлению, в благоприятных условиях использования упругих разрывных кордных нитей (двухмодульных).

В случаях применения предлагаемого изобретения к очень большим пневматическим шинам (предназначенным, в частности, для колесной дорожно-строительной техники), устанавливаемым на монтажный обод, имеющий круговые выступы, продолженные крючками, и в том случае, когда в качестве подкрепляющих элементов дополнительной арматуры подкрепления используют разрывные одномодульные кордные нити, предпочтительно, чтобы наружная в радиальном направлении граница упомянутой арматуры была заключена в угловом секторе, открытом в осевом направлении внутрь и в радиальном направлении наружу, образуя угол α, не превышающий 45°, с направлением, параллельным осевому направлению, в том случае, когда пневматическая шина в соответствии с предлагаемым изобретением установлена на свой монтажный обод, причем этот угловой сектор измеряется от прямой, проходящей через центр среднего профиля крюка обода и параллельной оси вращения. Для этих же типов пневматических шин, предназначенных, в частности, для колесной дорожно-строительной техники, наружная в радиальном направлении граница упомянутой арматуры заключена в угловом секторе, открытом в осевом направлении внутрь и в радиальном направлении наружу, образуя угол α, не превышающий 75°, с направлением, параллельным осевому направлению, в благоприятных условиях использования упругих разрывных кордных нитей (двухмодульных).

В то же время, предпочтительно использовать в толще одного и того же слоя дополнительной арматуры подкрепления или в двух различных и располагающихся один над другим слоях для формирования одной и той же дополнительной арматуры разрывные кордные нити различного характера (а именно, одномодульные или двухмодульные). В таком случае предпочтительно, чтобы разрывные одномодульные и двухмодульные кордные нити были ограничены в угловых секторах, соответствующих секторам, которые были описаны выше. Предпочтительным образом внутренняя граница располагается в угловом секторе, образующем угол, не превышающий 45°, с тем же направлением, причем каждый из упомянутых секторов имеет свою вершину в центре наружного профиля крючка обода.

Дополнительная арматура подкрепления борта в соответствии с предлагаемым изобретением может содержать несколько слоев разрывных подкрепляющих элементов, причем эти слои размещаются:

- либо с одной и той же стороны от арматуры каркаса (изнутри или снаружи в осевом направлении);

- либо с одной и той же стороны от оборота арматуры каркаса (изнутри или снаружи в осевом направлении);

- либо с одной и с другой стороны от арматуры каркаса или от оборота арматуры каркаса (изнутри или снаружи в осевом направлении);

- либо снаружи в осевом направлении от арматуры каркаса и изнутри в осевом направлении от оборота арматуры каркаса;

- либо изнутри в осевом направлении от арматуры каркаса и снаружи в осевом направлении от оборота арматуры каркаса.

Другие характеристики и преимущества предлагаемого изобретения будут раскрыты в приводимом ниже описании нескольких не являющихся ограничительными примеров его осуществления, со ссылками на чертежи, в числе которых:

Фиг.1 представляет собой схематический вид в меридиональном разрезе борта пневматической шины в соответствии с предлагаемым изобретением с дополнительной арматурой подкрепления, образованной двумя слоями, располагающимися по одну и по другую стороны от арматуры каркаса;

Фиг.2 представляет собой схематический вид, показывающий расположение подкрепляющих элементов одного слоя арматуры подкрепления, используемой в борту, показанном на фиг.1;

Фиг.3 представляет собой схематический вид, показывающий вариант размещения слоев арматуры подкрепления борта;

Фиг.4 представляет собой схематический вид, показывающий третий вариант реализации борта в соответствии с предлагаемым изобретением;

Фиг.5 представляет собой схематический вид, показывающий четвертый вариант реализации борта в соответствии с предлагаемым изобретением;

Фиг.6 представляет собой схематический вид, показывающий вариант реализации борта пневматической шины для тяжелого транспортного средства большой грузоподъемности, установленной на ободе, имеющем посадочные места, продолженные круговым выступом;

Фиг.7 представляет собой схематический вид, показывающий вариант реализации борта пневматической шины для тяжелого транспортного средства большой грузоподъемности, установленной на ободе, имеющем посадочные места, наклоненные на угол 15° по отношению к осевому направлению.

На фиг.1 представлен схематический вид в частичном разрезе пневматической шины типоразмера 45/65 R 45, которая была изготовлена и установлена на монтажный обод 2. На фиг.1 монтажный обод 2 содержит часть, образующую посадочное место 21, продолженное в осевом направлении и в радиальном направлении наружу при помощи кругового выступа 22, перпендикулярного к оси вращения, причем этот круговой выступ 22 продолжается частью, образующей крючок 23, профиль которого является по существу круговым и имеет центр J. На фиг.1 также можно видеть боковину 8, продолженную бортом 1 пневматической шины в соответствии с предлагаемым изобретением, установленной на монтажный обод 2 и накачанной до своего эксплуатационного давления. Эта пневматическая шина содержит арматуру 3 каркаса, усиленную металлическими кордными нитями, состоящими из 68 соединенных бандажами проволок диаметром 0,26 мм, причем эта арматура 3 каркаса обернута в каждом борту вокруг окружной арматуры 4 подкрепления борта; в представленном здесь случае окружная арматуры 4 подкрепления борта представляет собой металлическое бортовое кольцо 4, снабженное по своему периметру слоем резиновой смеси 5 некоторой толщины, предназначенным для исключения непосредственного контакта между подкрепляющими элементами арматуры 3 каркаса и бортовым кольцом 4. Арматура 3 каркаса оборачивается вокруг бортового кольца 4 так, чтобы образовать оборот 6, конец 7 которого предусмотрен для того, чтобы располагаться в боковине, то есть в радиальном направлении дальше точки М крюка 23 монтажного обода 2, являющейся наиболее наружной в радиальном направлении.

В то же время, борт 1 имеет в своем составе дополнительную арматуру подкрепления 9, содержащую два слоя 91 и 92, каждый из которых образован множеством разрывных металлических кордных нитей, ориентированных по существу в окружном направлении и покрытых резиновой смесью. Каждый из этих слоев 91 и 92 размещен против арматуры каркаса 3, то есть против той ее части, которая не обернута вокруг бортового кольца 4, причем один из этих слоев размещен в осевом направлении изнутри от арматуры каркаса, а другой слой размещен в осевом направлении изнутри от этой же самой арматуры каркаса. Каждый из двух этих слоев 91, 92 имеет, на виде в меридиональном разрезе, показанном на фиг.1, соответственно нижний конец 91i и 92i и соответственно верхний конец 91е и 92е, при этом нижние концы 91i и 92i предпочтительным образом располагаются в радиальном направлении ниже прямой D, параллельной оси вращения и проходящей через точку М крючка 23 обода, наиболее наружную в радиальном направлении, а верхние концы 91е и 92е предпочтительным образом смещены по высоте друг относительно друга таким образом, чтобы исключить какую-либо деформацию и механическое напряжение.

Каждый из слоев 91, 92 дополнительной арматуры подкрепления 9 состоит из множества отрезков металлических кордных нитей, изготовленных из двухмодульных кордных нитей, состоящих из 24 проволок диаметром 0,26 мм, имеющих первый модуль упругости при относительно небольших величинах удлинения на уровне 25 GPa и второй модуль упругости при более значительных величинах удлинения на уровне 78 GPa (точка перехода на кривой усилие-удлинение располагается примерно на уровне деформации, составляющей 0,5%). Все эти разрывные кордные нити имеют по существу одинаковую длину L0, составляющую в рассматриваемом здесь случае 676 мм или 67,9% от окружной длины бортового кольца 4 (взятой в точках этого бортового кольца, наиболее внутренних в радиальном направлении). Каучуковая смесь этих слоев 91 и 92 представляет собой каучуковую смесь с модулем, предпочтительным образом не превышающим 1,2 даН/мм².

Предпочтительным образом и как это показано на фиг.1, слой 92 дополнительной арматуры подкрепления 9, наиболее внутренний в осевом направлении данной пневматической шины, представляет собой слой, который проходит наиболее высоко в боковине 8. Верхние концы 91е и 92е слоев дополнительной арматуры подкрепления 9 борта предпочтительным образом располагаются в угловом секторе с углом α, причем этот угловой сектор заключен между прямой J1, проходящей через точку J и параллельной осевому направлению пневматической шины, и прямой J2, проходящей через ту же точку J под углом α, причем указанный угловой сектор является открытым в осевом направлении внутрь и в радиальном направлении наружу с углом, не превышающим 90° (в представленном здесь случае этот угол составляет 65°).

На фиг.2 схематически представлено расположение подкрепляющих элементов одного и того же слоя дополнительной арматуры подкрепления 9, структура которой показана на фиг.1, на трех соседних окружностях С, С1 и С2, причем каждая из этих окружностей центрирована на оси вращения смонтированной системы (то есть пневматической шины, установленной на монтажном ободе). Здесь все подкрепляющие элементы имеют по существу одну и ту же длину, равную в представленном здесь случае 676 мм.

Разрывные подкрепляющие элементы также могут представлять собой текстильные подкрепляющие элементы.

Шаг между соседними окружностями С, С1 и С2, на которых располагаются разрывные подкрепляющие элементы, равен диаметру этих подкрепляющих элементов, увеличенному, по меньшей мере, на 0,5 мм.

На фиг.2 частично представлен слой 92, причем ось вращения пневматической шины перпендикулярна плоскости чертежа. Здесь можно видеть, что подкрепляющий элемент 920, имеющий длину L0 и располагающийся на окружности С радиуса R, соединен на дуговых длинах L11 и L12 с двумя подкрепляющими элементами 921, располагающимися на окружности С1, имеющей радиус R1 (причем радиус R1 меньше радиуса R) и примыкающей к окружности С, и тот же подкрепляющий элемент 920, имеющий длину L0 и располагающийся на окружности С радиуса R, соединен на дуговых длинах L21 и L22 с двумя подкрепляющими элементами 922, располагающимися на окружности С2, имеющей радиус R2 и примыкающей к окружности С1. В представленном здесь случае величины длин соединения выражаются следующими соотношениями:

L11 = 446 мм (или 66% от длины L0)

L12 = 108 мм (или 16% от длины L0)

L21 = 190 мм (или 28% от длины L0)

L22 = 351 мм (или 52% от длины L0)

Эти длины соединений подтверждают соотношение:

1,5 ≤ К ≤ 4

Действительно, величина, взятая для К, составляет 2,47 в том случае, когда рассматривают величины соединения между подкрепляющим элементом 920 длиной L0, располагающимся на окружности С, и подкрепляющим элементом 921, располагающимся на окружности С1, имеющей радиус R1 (причем радиус R1 меньше радиуса R), примыкающей к окружности С.

В то же время, средние дуговые длины, ограниченные располагающимися друг против друга концами двух последовательно расположенных подкрепляющих элементов одной и той же окружности С, С1 и С2, имеют величину, составляющую, соответственно, примерно 104 мм, 95 мм и 86 мм. Середины дуг, разделяющих располагающиеся друг против друга концы двух подкрепляющих элементов 920, 921, 922, последовательно располагающихся на одной и той же окружности С, С1 и С2, обозначены, соответственно, позициями М0, М1, М2. Для пневматической шины в соответствии с предлагаемым изобретением длина дуги М0М′1 превышает длину дуги D0 между располагающимися друг против друга концами двух последовательно расположенных подкрепляющих элементов одной и той же окружности С (точка М′1 соответствует точке пересечения с окружностью С радиуса, проходящего через точку М1 и продолженного вплоть до окружности С). Кроме того, длина дуги М1М′2 превышает длину дуги D1 между располагающимися друг против друга концами двух последовательно расположенных подкрепляющих элементов окружности С1 (точка М′2 соответствует точке пересечения с окружностью С1 радиуса, проходящего через точку М2 и продолженного вплоть до окружности С1).

На фиг. 3, 4 и 5 схематически представлены три варианта реализации конструкции борта, имеющего в своем составе дополнительную арматуру подкрепления 9, причем упомянутая арматура содержит два слоя разрывных подкрепляющих элементов; для удобства восприятия цифровые позиции, используемые на этих фигурах, идентичны цифровым позициям на фиг. 1 и 2 в том случае, когда они обозначают идентичные компоненты. Для этих трех вариантов реализации, показанных в положении установки данной пневматической шины на ободе 2, борта 1 содержат бортовое кольцо 4, вокруг которого обернута арматура каркаса 3, проходя при этом в осевом направлении изнутри наружу; снаружи в радиальном направлении от бортового кольца 4 располагается профилированный элемент 10, изготовленный из каучуковой смеси и имеющий по существу треугольное поперечное сечение, вершина 101 которого, наиболее удаленная от бортового кольца 4, располагается в осевом направлении ближе к арматуре каркаса 3, чем к ее обороту 6. Другая каучуковая смесь заполнения 10′ предусмотрена, в то же время, между профилированным элементом 10 и упомянутым оборотом 6.

Как можно видеть на фиг.3, два слоя 91 и 92 дополнительной арматуры подкрепления 9 размещены друг против друга и снаружи в осевом направлении от арматуры каркаса 3 между упомянутым профилированным элементом из каучуковой смеси и арматурой каркаса. В этом варианте реализации каждый слой 91 и 92 состоит из двух различных подкрепляющих элементов, а именно, из разрывных одномодульных металлических кордных нитей и из разрывных двухмодульных кордных нитей, аналогичных тем, которые используются в варианте, представленном на фиг.1. Для того чтобы исключить всякую проблему усталостной прочности этих кордных нитей, одномодульные кордные нити представлены только в первом угловом секторе с углом α1, составляющим 45° с осевым направлением, а двухмодульные кордные нити дополняют упомянутый слой в угловом секторе с углом α2, не превышающим 30° и продолжающим упомянутый первый сектор.

Как можно видеть на фиг.4, первый слой 91 дополнительной арматуры 9 подкрепления размещен снаружи в осевом направлении от арматуры 3 каркаса и против этой арматуры, а второй слой 92 дополнительной арматуры 9 подкрепления размещен снаружи в осевом направлении от оборота 6 и против этого оборота.

В варианте реализации, представленном на фиг.5, первый слой 91 дополнительной арматуры 9 подкрепления размещен снаружи в осевом направлении от арматуры каркаса 3 и против этой арматуры, а второй слой 92 дополнительной арматуры 9 подкрепления размещен изнутри в осевом направлении от оборота 6 и против него.

В этих трех вариантах реализации слои 91 и 92 дополнительной арматуры 9 подкрепления имеют свои наиболее наружные в радиальном направлении концы, располагающиеся в угловом секторе с углом α, не превышающим 75°, и имеют свои наиболее внутренние в радиальном направлении концы, располагающиеся в радиальном направлении ниже прямой D, параллельной оси вращения и проходящей через наиболее наружную в радиальном направлении точку монтажного обода. Определение углового сектора с углом α соответствует определению, которое было дано для варианта реализации, представленного на фиг.1.

Вид в разрезе, представленный на фиг.6, иллюстрирует вариант реализации борта в соответствии с предлагаемым изобретением для пневматической шины типоразмера 10.00 R 20, предназначенной для оснащения тяжелых транспортных средств большой грузоподъемности. Для упрощения чертежа цифровые позиции, используемые на фиг.6, соответствуют цифровым позициям, используемым на других фигурах, с той лишь разницей, что здесь они снабжены символом -′- (так, например, борт, обозначенный позицией 1 для вариантов реализации, показанных на фиг.1-5, в варианте реализации, показанном на фиг.6, обозначен позицией 1′).

Пневматическая шина, показанная на фиг.6, установлена на монтажный обод 2′, посадочные места 21′ которого продолжены круговыми выступами 22′, которые сами в свою очередь завершаются крючками 23′ на изображении обода, используемом для пневматических шин, описанных выше со ссылками на предшествующие фигуры.

В этом примере реализации изнутри в осевом направлении от арматуры 3′ каркаса располагается дополнительная арматура 9′ подкрепления, образованная одним единственным слоем 91′, проходящим между внутренним концом 91i′ и наружным концом 91е′. Этот внутренний конец 91i′ располагается по существу на уровне наиболее наружной в радиальном направлении части бортового кольца 4′ борта 1′, тогда как упомянутый наружный конец 91е′ располагается на наружной в радиальном направлении границе углового сектора с углом α′, составляющим 64°. Этот угловой сектор имеет вершину в точке J′, являющейся геометрическим центром окружности, образующей крючок 23′ обода 2′, и имеет в качестве сторон, с одной стороны, прямую, проходящую через эту точку J′ и параллельную оси вращения пневматической шины, а с другой стороны, прямую, проходящую через эту точку J′ и через наружный конец 91е′.

Слой 91′ подкрепляющих элементов образован множеством металлических кордных нитей, длина которых составляет 251,2 мм и которые располагаются на концентрических окружностях по отношению к оси вращения данной пневматической шины.

Кордные нити, используемые для формирования этого слоя, представляют собой одномодульные кордные нити, имеющие формулу 11-35 (то есть состоящие из 11 элементарных проволок, диаметр которых составляет 0,35 мм).

В то же время и в соответствии с предлагаемым изобретением, длины соединения между кордными нитями удовлетворяют рекомендованным величинам. В частности, для кордных нитей, располагающихся на окружностях наибольшего диаметра в данной пневматической шине, получают следующие длины соединения (с сохранением обозначений, использованных для предшествующих фигур, в частности, для фиг.2):

L11 = 157,4 мм (или 62,7% от длины L0)

L12 = 33,2 мм (или 13,2% от длины L0)

L21 = 64,6 мм (или 25,7% от длины L0)

L22 = 126,3 мм (или 50,3% от длины L0)

В представленном здесь случае соединения между, например, одним разрывным подкрепляющим элементом на одной окружности и двумя подкрепляющими элементами на смежной окружности, соответствующие длинам соединения L11 и L12, удовлетворяют соотношению:

1,5 ≤ К ≤ 4,

поскольку в этом примере К равно 2,32.

Для того чтобы ограничить циклические вращательные движения вокруг бортового кольца 4′ борта пневматической шины под действием циклических изменений натяжения в каркасе, предпочтительным образом используют бортовое кольцо 4′, конструкция которого приводит к повышенной жесткости на кручение (то есть превышающей жесткость на кручение эквивалентного так называемого плетеного кольца для пневматической шины того же размера). Кроме того, соединение между слоем каркаса 3′ и его оборотом 6′ реализуется благодаря использованию двух каучуковых смесей заполнения 10′ и 11′, причем смесь 10′ более высокой твердости, чем смесь 11′, располагается против покрытия 5′ бортового кольца 4′ и в осевом направлении вдоль каркаса 3′ и дополнительного слоя 91′.

На фиг.7 схематически представлен другой вариант реализации предлагаемого изобретения, относящийся к пневматической шине типоразмера 385/65 R 22.5, предназначенной для тяжелых транспортных средств большой грузоподъемности и устанавливаемой на монтажный обод 2′′, каждое посадочное место 21′′ которого наклонено на угол, составляющий примерно 15° по отношению к осевому направлению, и которое непосредственно продолжается крючком 23′′ обода по существу круглой формы.

Каждый борт 1′′ содержит арматуру каркаса 3′′, обернутую вокруг окружного подкрепляющего элемента, образованного бортовым кольцом 4′′ и резиновым покрытием 5′′ для образования оборота.

Кроме того, этот борт 1′′ содержит дополнительную арматуру подкрепления 9′′, содержащую первую серию разрывных кордных нитей 91′′ и вторую серию разрывных кордных нитей 92′′.

Первая серия разрывных кордных нитей 91′′ размещена снаружи в осевом направлении от арматуры каркаса 3′′ и образована двухмодульными металлическими кордными нитями (состоящими из 21 элементарной проволоки, имеющей диаметр 0,28 мм), распределенными на множестве концентрических по отношению к оси вращения окружностей. Наиболее удаленная в радиальном направлении от оси вращения часть этой первой серии разрывных кордных нитей 91′′ располагается в угловом секторе с углом α′′, равным 85°.

Наиболее удаленные от оси вращения кордные нити первой серии разрывных кордных нитей 91′′ со средней длиной, составляющей 274,2 мм, удовлетворяют следующим соотношениям соединения:

L11 = 178,3 мм (65,0%)

L12 = 51,1 мм (18,6%)

L21 = 83,1 мм (30,3%)

L22 = 146,4 мм (53,4%)

Вторая серия разрывных подкрепляющих элементов 92′′ размещена изнутри в осевом направлении от арматуры каркаса 3′′ и образована одномодульными металлическими кордными нитями (состоящими из 11 элементарных проволок, имеющих диаметр 0,35 мм), распределенными на множестве концентрических по отношению к оси вращения окружностей. Наиболее удаленная в радиальном направлении от оси вращения часть этой второй серии разрывных кордных нитей 92′′ располагается в угловом секторе с углом α₁′′, равным 74°.

Наиболее удаленные от оси вращения кордные нити второй серии разрывных кордных нитей 92′′ со средней длиной, составляющей 270,4 мм, удовлетворяют следующим соотношениям соединения:

L11 = 170,5 мм (63,1%)

L12 = 38,3 мм (14,2%)

L21 = 71,7 мм (26,5%)

L22 = 137,5 мм (50,8%)

При этом для обеих серий кордных нитей величина К составляет 2,3.

В представленном здесь варианте реализации нижний конец первой серии разрывных кордных нитей 91′′ (соответствующий окружности расположения наименьшего радиуса) располагается в непосредственной близости от бортового кольца 4′′, тогда как нижний конец второй серии разрывных кордных нитей 92′′ располагается в радиальном направлении выше облицовки 5′′ бортового кольца 4′′.

Пример реализации, представленный на фиг.7, является только одним из возможных вариантов реализации, которые специалист в данной области техники также может использовать, в частности, относительное положение каждой из серий разрывных кордных нитей может быть обратным (при этом одномодульные разрывные кордные нити будут размещаться изнутри в осевом направлении от арматуры каркаса).

1. Пневматическая шина, предназначенная для тяжелых транспортных средств большой грузоподъемности, содержащая зону гребня, продолженную в осевом направлении и в радиальном направлении боковинами (8), причем сами эти боковины продолжаются бортами (1), предназначенными для вхождения в механический контакт с монтажным ободом (2) пневматической шины, содержащим часть, образующую посадочное место (21) обода, продолженное в радиальном направлении наружу крючком (23) обода, имеющим, по существу, круглый профиль, причем боковины (8) этой пневматической шины усилены при помощи радиальной арматуры (3) каркаса, выполненной продолжающейся в бортах (1) пневматической шины с возможностью быть закрепленной на окружной подкрепляющей арматуре (4) борта, причем эта пневматическая шина дополнительно содержит, по меньшей мере, в одном борту дополнительную арматуру (9) подкрепления, состоящую из множества разрывных подкрепляющих элементов (920, 921, 922) длины L0, ориентированных, по существу, в окружном направлении вдоль множества окружностей С, С1, С3, концентрических по отношению к оси вращения этой пневматической шины, установленной на своем монтажном ободе, причем каждая окружность определяется средним радиусом (R, R1, R2), измеренным по отношению к упомянутой оси вращения, причем каждый разрывный подкрепляющий элемент, имеющий длину L0 и располагающийся на окружности С, имеющей радиус R, механически соединен на длинах соединения L11 и L12 соответственно с двумя разрывными подкрепляющими элементами, располагающимися на окружности С1, имеющей радиус R1, величина которого меньше величины радиуса R, причем упомянутая окружность непосредственно примыкает к окружности С, отличающаяся тем, что длины соединений L11 и L12, причем длина L11 принимается превышающей или равной длине L12, удовлетворяют следующему соотношению:

1,5≤К≤4,

где

2. Пневматическая шина по п.1, отличающаяся тем, что

(а) каждый разрывный подкрепляющий элемент (920), имеющий длину L0 и располагающийся на окружности С радиуса R, механически соединен на длинах соединения L11 и L12 соответственно с двумя разрывными подкрепляющими элементами (921), располагающимися на окружности С1, имеющей радиус R1, причем упомянутая окружность непосредственно примыкает к окружности С и длина соединения L11 имеет величину в диапазоне от 55 до 75% от длины L0, а длина соединения L12 имеет величину в диапазоне от 10 до 30% от длины L0;

(b) каждый разрывный подкрепляющий элемент (920) одной и той же окружности С, имеющей радиус R, механически соединен на длинах соединения L21 и L22 с двумя разрывными подкрепляющими элементами (922), располагающимися на окружности С2, имеющей радиус R2 и непосредственно примыкающей к окружности С1, причем длина соединения L21 имеет величину в диапазоне от 20 до 40% от длины L0, а длина соединения L22 имеет величину в диапазоне от 45 до 65% от длины L0.

3. Пневматическая шина по одному из п.1 или 2, отличающаяся тем, что разрывные подкрепляющие элементы (920, 921, 922) имеют среднюю длину, заключенную в диапазоне от 1/3 до 1/12 окружной длины бортового кольца (4), взятой в точках этого бортового кольца, наиболее внутренних в радиальном направлении.

4. Пневматическая шина по п.1, отличающаяся тем, что дополнительная арматура подкрепления (9) содержит, по меньшей мере, два слоя (91, 92), причем один из упомянутых слоев размещается изнутри в осевом направлении от арматуры каркаса (3) и против этого каркаса.

5. Пневматическая шина по п.4, отличающаяся тем, что дополнительная арматура подкрепления (9) располагается изнутри или снаружи в осевом направлении от оборота (6) каркаса и против него.

6. Пневматическая шина по п.1, отличающаяся тем, что наружные в радиальном направлении концы (91е, 92е) дополнительной арматуры подкрепления (9) располагаются в радиальном направлении ниже прямой J2, проходящей через центр J профиля крючка (23) обода и образующей угол а, открытый внутрь в осевом направлении, наружу в радиальном направлении и не превышающий 90°.

7. Пневматическая шина по п.1, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, одна дополнительная арматура подкрепления (9) содержит двухмодульные разрывные подкрепляющие элементы, то есть элементы, для которых кривая зависимости усилие-удлинение представляет два различных наклона, причем наклон в начале кривой и для малых значений удлинения является меньшим, чем наклон для больших значений удлинения.

8. Пневматическая шина по п.7, отличающаяся тем, что двухмодульные разрывные подкрепляющие элементы проходят не более чем в одном угловом секторе с углом, не превышающим 90°, при этом дополнительная арматура подкрепления (9) содержит дополнительно одномодульные разрывные подкрепляющие элементы, проходящие не более чем в одном угловом секторе с углом, не превышающим 75°, причем упомянутые угловые сектора имеют вершины, располагающиеся в центре наружного профиля крючка обода, а упомянутые углы измеряются между прямой, параллельной оси вращения и проходящей через упомянутый центр в том случае, когда пневматическая шина установлена на свой монтажный обод, и прямой, проходящей через ту же точку.

9. Пневматическая шина по п.8, отличающаяся тем, что она предназначена для установки на монтажный обод, содержащий посадочные места, продолженные круговыми выступами, которые сами в свою очередь завершаются крючками, при этом двухмодульные разрывные подкрепляющие элементы проходят не более чем в одном угловом секторе с углом, не превышающим 80°, а одномодульные разрывные подкрепляющие элементы проходят не более чем в одном угловом секторе с углом, не превышающим 45°.

10. Пневматическая шина, предназначенная для тяжелых транспортных средств большой грузоподъемности, содержащая зону гребня, продолженную в осевом направлении и в радиальном направлении боковинами (8), продолжающимися бортами (1), предназначенными для вхождения в механический контакт с монтажным ободом (2) для этой пневматической шины, содержащим часть, образующую посадочное место (21) обода, продолженное в радиальном направлении наружу крючком (23) обода, имеющим, по существу, круглый профиль, причем боковины (8) этой пневматической шины усилены при помощи радиальной арматуры (3) каркаса, продолжающейся в бортах (1) пневматической шины с возможностью быть закрепленной на окружной подкрепляющей арматуре (4) борта, причем эта пневматическая шина дополнительно содержит, по меньшей мере, в одном борту дополнительную арматуру (9) подкрепления, состоящую из множества разрывных подкрепляющих элементов (920, 921, 922) длиной L0, ориентированных, по существу, в окружном направлении вдоль множества окружностей С, С1, С3, концентрических по отношению к оси вращения этой пневматической шины, установленной на своем монтажном ободе, причем каждая окружность определяется средним радиусом (R, R1, R2), измеренным по отношению к упомянутой оси вращения, причем каждый разрывный подкрепляющий элемент, имеющий длину L0 и располагающийся на окружности С, имеющей радиус R, механически соединен на длинах соединения L11 и L12 соответственно с двумя разрывными подкрепляющими элементами, располагающимися на окружности С1, имеющей радиус R1, величина которого меньше величины радиуса R, причем упомянутая окружность непосредственно примыкает к окружности С, отличающаяся тем, что каждый разрывный подкрепляющий элемент (920), имеющий длину L0 и располагающийся на окружности С радиуса R, механически соединен на длинах соединения L11 и L12 соответственно с двумя разрывными подкрепляющими элементами (921), располагающимися на окружности С1, имеющей радиус R1, причем упомянутая окружность непосредственно примыкает к окружности С и длина соединения L11 имеет величину в диапазоне от 55 до 75% от длины L0, а длина соединения L12 имеет величину в диапазоне от 10 до 30% от длины L0, каждый разрывный подкрепляющий элемент (920) одной и той же окружности С, имеющей радиус R, механически соединен на длинах соединения L21 и L22 с двумя разрывными подкрепляющими элементами (922), располагающимися на окружности С2, имеющей радиус R2 и непосредственно примыкающей к окружности С1, причем длина соединения L21 имеет величину в диапазоне от 20 до 40% от длины L0, а длина соединения L22 имеет величину в диапазоне от 45 до 65% от длины L0.