Пневматическая шина для транспортных средств

Изобретение относится к пневматической шине, имеющей радиальную конструкцию. Шина содержит брекерный узел (3), состоящий по меньшей мере из трех слоев (8, 9, 10), в частности двух рабочих слоев (8, 9) и защитного слоя (10), расположенного снаружи в радиальном направлении относительно рабочих слоев (8, 9). Каждый слой (8, 9, 10) брекера содержит элементы (11) жесткости, состоящие из одной или нескольких стальных нитей (12). Элементы (11) жесткости в каждом слое (8, 9, 10) брекера соответственно расположены параллельно друг другу и находятся на расстоянии друг от друга. Стальные нити (12) элементов (11) жесткости защитного слоя (10) имеют диаметр нити от 0,10 мм до 0,35 мм. Диаметр (14) элемента жесткости составляет от 0,20 мм до 0,85 мм. Каждый элемент (11) жесткости защитного слоя (10) обладает прочностью на разрыв от 15 кН/дм до 95 кН/дм. Элементы (11) жесткости расположены в защитном слое (10) с плотностью от 50 до 120 нитей на дециметр (нитей/дм). Технический результат – повышение прочности шины при уменьшении веса. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к радиальной пневматической шине для транспортного средства, в частности к шине безрельсового транспортного средства, содержащей брекерный узел, состоящий по меньшей мере изтрех слоев брекера, из которых два слоя брекера выполнены в виде так называемых рабочих слоев, и из которых слой брекера, наиболее удаленный в радиальном направлении от центра, выполнен в виде так называемого покровного слоя, при этом каждый из этих слоев брекера состоит из элементов жесткости, представляющих собой стальной корд, заключенный в эластомере, и стальные корды каждого слоя брекера соответственно расположены параллельно друг другу и находятся на расстоянии друг от друга.

Шины грузопассажирских транспортных средств с брекерным поясом, содержащим два рабочих слоя и покровный слой, известны специалисту в данной области. Брекерный пояс шин безрельсового транспортного средства обычно содержит четыре слоя, состоящих из стальных кордов, заключенных в резиновых смесях. В случае четырехслойного брекера слой, наиболее приближенный в радиальном направлении к центру, обозначается термином “первый слой брекера” или, согласно его функции, термином “барьерный слой”. Снаружи этого слоя в радиальном направлении расположен второй слой брекера и третий слой брекера, имеющие функцию так называемых “рабочих слоев”. Рабочий слой, наиболее удаленный от центра в радиальном направлении, покрыт четвертым слоем брекера, так называемым “покровным слоем” или “защитным слоем”.

Стальные корды первого слоя брекера обычно имеют угол, равный >45° относительно направления вдоль окружности. Первый слой брекера обозначен как так называемый “барьерный слой” из-за того, что он выполняет функцию барьера, ограждающего рабочие слои, движущиеся в направлении вдоль окружности. Стальные корды двух рабочих слоев обычно имеют идентичный угол, равный от 15° до 30° относительно направления вдоль окружности шины, при этом стальные корды одного рабочего слоя наклонены в направлении, противоположном наклону стальных кордов другого рабочего слоя относительно направления вдоль окружности шины. Следовательно, стальные корды одного рабочего слоя расположены таким образом, чтобы пересекать стальные корды другого рабочего слоя. Рабочие слои воспринимают усилия сдвига и растяжения, несут основную нагрузку в брекерном поясе и, следовательно, особенно важны для прочности брекера.

Четвертый слой брекера выполняет функцию защитного слоя двух рабочих слоев, лежащих под ним, заключающуюся в том, что он образует барьер для камней или других объектов, которые могут проникнуть сквозь протекторный узел. Без защитного слоя корды рабочих слоев повреждались бы проникающими камнями и были бы больше подвержены коррозии, что привело бы к уменьшению рабочей нагрузки, прочности и способности шины к восстановлению протектора, если шина обладает способностью к восстановлению протектора.

Например, известно использование стальных кордов, имеющих структуру 3×0,20+6×0,35, для защитного слоя. Этот стальной корд содержит центральную жилу из трех скрученных вместе стальных нитей диаметром 0,20 мм, которые окружены шестью нитями диаметром 0,35 мм. Также известно использование стальных кордов, имеющих структуру 1×0,40+5×0,40, для защитного слоя. Этот стальной корд содержит центральную нить диаметром 0,40 мм, окруженную пятью нитями диаметром 0,40 мм. Прочность на разрыв вышеупомянутых кордов составляет от 55 до 130 кН/дм.

Это дает диаметр корда, равный приблизительно 1,13 мм и, в виде обрезиненного слоя, толщину, равную приблизительно от 1,60 мм до 1,85 мм. Эти корды расположены в защитном слое с плотностью от 34 до 65 нитей на дециметр (нитей/дм).

Непрерывно предпринимаются попытки улучшения пневматической шины транспортного средства относительно ее прочности и, при дополнительной возможности, снижения ее веса и затрат на ее производство.

Соответственно, цель изобретения заключается в создании шины безрельсового транспортного средства, относящейся к типу, упомянутому в начале, содержащей по меньшей мере трехслойный брекерный узел, таким образом чтобы улучшить ее прочность, уменьшить ее вес и, в дополнение, уменьшить затраты на ее производство.

Данная цель достигается согласно изобретению благодаря стальным нитям элементов жесткости защитного слоя, имеющим диаметр нитей в диапазоне от 0,10 мм до 0,35 мм, благодаря диаметру элемента жесткости, составляющему от 0,20 мм до 0,85 мм, благодаря тому, что каждый элемент жесткости защитного слоя имеет прочность на разрыв от 15 кН/дм до 95 кН/дм, и благодаря тому, что эти элементы жесткости расположены в защитном слое с плотностью от 50 до 120 нитей на дециметр (нитей/дм).

Изобретение предоставляет шину безрельсового транспортного средства, содержащую по меньшей мере трехслойный брекер, обладающий улучшенным защитным слоем применительно к его функции “защиты” слоев, расположенных под ним, от проникания камней или других объектов, путем “перехватывания” этих камней или других объектов, применительно к весу шины, а также применительно к затратам на ее производство.

В защитном слое шины согласно изобретению расположено приблизительно такое же количество стального корда, что и в защитном слое шины известного уровня техники. Тем не менее, количество стали распределено неравномерно: за счет меньшего диаметра кордов каждый корд этого защитного слоя шины согласно изобретению содержит меньшее количество стали, в то время как плотность кордов, тем не менее, увеличивается. Эта мера приводит к увеличению гибкости брекерного пояса, что оказывает положительное воздействие на прочность и сопротивление качению шины. Кроме этого, уменьшается риск возникновения так называемого “растрескивания канавок”, поскольку благодаря защитному слою происходить меньше резких изменений жесткости под соответствующей канавкой.

Более высокая плотность кордов в защитном слое приводит к улучшению защитной функции защитного слоя. Более высокая плотность кордов образует более эффективную "сетку", защищающую от проникновения объектов.

Кроме этого, корд имеет меньший диаметр, чем корд известного уровня техники, таким образом, благодаря более высокой плотности кордов в защитном слое, происходит экономия эластомерного материала, в котором заключены корды.

Прочность на разрыв определена в соответствии с ASTMD 885.

В определенной форме изобретения элементы жесткости защитного слоя представляют собой мононити, имеющие структуру 1×0,30, расположенные в защитном слое с плотностью от 90 до 120 нитей на дециметр (нитей/дм).

В другой форме изобретения элементы жесткости защитного слоя представляют собой стальные корды из стальных нитей, скрученных друг с другом, которые предпочтительно имеют структуру 2×0,30, 2+2×0,32, 2+2×0,28, 2×0,15 или 3×0,10.

Преимущественно, чтобы элементы жесткости защитного слоя состояли из стали, обладающей классом прочности HT (высокопрочная) или выше, благодаря чему достигается наибольшая возможная прочность на объем кордов.

В следующей таблице представлены строения кордов, используемые в покровном слое пневматической шины транспортного средства согласно изобретению (строки 2-6) в сравнении с кордами известного уровня техники (строки 1a и 1b).

	Структура корда	Наружный диаметр корда (мм)нитей/дм	Интервал между кордами (мм)	Интервал между кордами (мм)	Прочность на разрыв (кН/дм)
1a	3×0,20+6×0,35	1,13	60	0,54	100
1b	3×0,20+6×0,35	1,13	34	1,81	57
2	2×0,30	0,60	95	0,46	42
3	2+2×0,32	0,83	56	0,97	53
4	2+2×0,28	0,74	65	0,81	43
5	2×0,15	0,30	110	0,61	15
6	3×0,10	0,22	120	0,62	15

Для каждой структуры корда указаны наружный диаметр этого корда, плотность его размещения в покровном слое, итоговый интервал между кордами и его прочность на разрыв.

Меньшие затраты на материал покровного слоя достигаются благодаря меньшему диаметру кордов и, как следствие, меньшей плотности слоя, одновременно с меньшим интервалом между кордами.

Дальнейшие признаки, преимущества и детали изобретения будут описаны более подробно на основании графических материалов, представляющих примерный вариант осуществления, и на которых:

на фиг. 1 изображено частичное поперечное сечение, выполненное через одну половину пневматической шины транспортного средства в области брекерного пояса и протекторной резины;

на фиг. 2 изображено поперечное сечение, выполненное через стальной корд защитного слоя шины по фиг. 1.

На фиг. 1 изображено поперечное сечение, выполненное через протекторную резину и область брекерного пояса пневматической шины безрельсового транспортного средства в общепринятой стандартной конструкции, содержащей каркас 1 со стальными кордами в качестве элементов жесткости, воздухонепроницаемый внутренний слой 2, многослойный брекерный узел 3 и профильную протекторную резину 6.

Брекерный узел 3 содержит четыре слоя 7, 8, 9 и 10 брекера, при этом четвертый, наиболее удаленный от центра в радиальном направлении слой брекера имеет наименьшую ширину из всех слоев и образует так называемый защитный слой 10. Первый слой брекера представляет собой так называемый барьерный слой 7, второй слой брекера и третий слой брекера представляют собой так называемые рабочие слои 8, 9. Наиболее широким слоем брекера является второй слой 8 брекера, соответственно расположенный поверх первого слоя 7 брекера, полностью закрывая его. Третий слой 9 брекера имеет чуть большую или такую же толщину, что и первый слой 7 брекера. Четвертый слой 10 брекера также может быть выполнен с такой же толщиной, что и третий слой 9 брекера. Все слои 7, 8, 9, 10 брекера состоят из элементов жесткости, представляющих собой стальной корд, заключенный в резиновой смеси, смеси для обрезинивания брекера, при этом стальные корды расположены параллельно друг другу и находятся на расстоянии друг от друга.

На фиг. 2 изображено поперечное сечение, выполненное через защитный слой 10 шины по фиг. 1. Защитный слой 10 содержит стальные корды 11, обладающие классом прочности HT, заключенные в резиновую смесь 15. Стальные корды 11 расположены в этом защитном слое 10 параллельно друг другу и находятся на расстоянии друг от друга. Стальные корды 11 имеют структуру 3×0,10, что означает, что три стальные нити 12 скручены друг с другом. Диаметр 13 нити составляет 0,10 мм. Диаметр 14 элемента жесткости составляет 0,22 мм. Его прочность на разрыв составляет 15 кН/дм. Элементы 11 жесткости расположены в защитном слое 10 с плотностью, равной приблизительно 120 нитей на дециметр (нитей/дм).

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

1 каркас

2 внутренний слой

3 брекерный узел

6 протекторная резина

7 барьерный слой (первый слой брекера)

8 рабочий слой (второй слой брекера)

9 рабочий слой (третий слой брекера)

10 защитный слой (четвертый слой брекера)

11элемент жесткости/стальной корд

12 нить

13 диаметр нити

14 диаметр корда

1. Радиальная пневматическая шина транспортного средства, в частности шина безрельсового транспортного средства, имеющая брекерный узел (3) по меньшей мере из трех слоев(8, 9, 10) - двух рабочих слоев(8, 9) и защитного слоя(10), расположенного снаружи в радиальном направлении относительно рабочих слоев (8, 9), при этом каждый слой (8, 9, 10) брекера имеет элементы (11) жесткости, содержащие одну или несколько стальных нитей (12), при этом элементы (11) жесткости в каждом слое (8, 9, 10) брекера соответственно расположены параллельно друг другу и находятся на расстоянии друг от друга,

причем стальные нити (12) элементов (11) жесткости защитного слоя (10) имеют диаметр (13) нити от 0,10 мм до 0,35 мм, причем диаметр (14) элемента жесткости составляет от 0,20 мм до 0,85 мм, причем защитный слой (10) обладает прочностью на разрыв от 15 кН/дм до 95 кН/дм и причем эти элементы (11) жесткости расположены в защитном слое (10) с плотностью от 50 до 120 нитей на дециметр (нитей/дм),

отличающаяся тем, что элементы (11) жесткости защитного слоя (10) представляют собой стальные корды (11), состоящие из скрученных друг с другом стальных нитей (12), которые предпочтительно имеют структуру 2×0,30, 2+2×0,32, 2+2×0,28, 2×0,15 или 3×0,10.

2. Пневматическая шина транспортного средства по п. 1, отличающаяся тем, что нити (12) состоят из стали, имеющей класс прочности HT или выше.