close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY 09062

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 9062
(13) C1
(19)
(46) 2007.04.30
(12)
7
(51) B 60C 9/18
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА
BY 9062 C1 2007.04.30
(21) Номер заявки: a 20040885
(22) 2004.09.20
(31) 2004102582/11 (32) 2004.01.29 (33) RU
(43) 2006.04.30
(71) Заявитель: Общество с ограниченной ответственностью "Холдинговая Компания "ЛОйл НЕФТЕХИМ"
(RU)
(72) Авторы: Андреев Михаил Юрьевич;
Кавторев Николай Дмитриевич; Кудрявцев Евгений Павлович; Ненахов
Александр Борисович; Сердюк Александр Владимирович (RU)
(73) Патентообладатель: Общество с ограниченной ответственностью "Холдинговая Компания "ЛОйл НЕФТЕХИМ"
(RU)
(56) SU 1661000 A1, 1991.
SU 1648806 A2, 1991.
SU 1421545 A2, 1988.
JP 60-94803 A, 1985.
(57)
1. Пневматическая шина, включающая протектор с плечевой зоной, борта, радиальный
каркас, боковины, брекер, имеющий металлокордные и, по меньшей мере, один защитный
текстильный слой, отличающаяся тем, что нити защитного текстильного слоя брекера,
расположенные в окружном направлении, сгруппированы попарно, причем расстояние
между соседними группами текстильных нитей составляет 1,0-4,0 величины диаметра текстильной нити, а отношение между диаметром текстильных нитей в защитном слое брекера и диаметром нитей в смежном с ним металлокордном слое составляет 0,35-1,15.
2. Пневматическая шина по п. 1, отличающаяся тем, что толщина резиновой прослойки между текстильными и металлокордными нитями в смежных слоях составляет 0,10,4 мм.
3. Пневматическая шина по п. 1, отличающаяся тем, что защитные текстильные слои
брекера выполнены в виде отдельных прокладок, расположенных в зонах кромок металлокордных слоев брекера.
4. Пневматическая шина по п. 1, отличающаяся тем, что защитные текстильные слои
расположены с двух сторон металлокордных слоев брекера.
Фиг. 1
BY 9062 C1 2007.04.30
Изобретение относится к транспортным средствам, в частности к конструкциям пневматических шин.
Шина, монтируемая на плоский обод, состоит из покрышки, камеры и ободной ленты.
Автомобильная покрышка представляет собой эластичную прочную резиново-тканевую
оболочку. Для прочности при изготовлении покрышек наряду с тканевыми используются
и металлические нити. Покрышки собирают путем последовательного наложения деталей
на жесткий сборочный барабан, их подгонки, обработки, прессовки и прикатки. Сборка
может происходить в одну или несколько стадий. Одной из деталей покрышки является
брекер - резиновые или резиново-тканые слои, расположенные между каркасом и протектором шины. Брекер (подушечный слой) - одна из важных деталей покрышки, так как
именно в нем возникают самые высокие напряжения и развивается температура до 120 °С.
Он служит для смягчения толчков и ударов, передаваемых от протектора к каркасу покрышки. Строение брекера бывает разным и зависит от типов и размеров покрышки. Брекер может состоять только из резинового слоя либо из одного или нескольких прорезиненных слоев корда с резиновыми прослойками.
При изготовлении покрышек для повышения прочности, каркасности, ограничения
растяжения и деформации шин используются различного рода текстильные и металлические корды и технические ткани полотняного переплетения. Основной тканью для покрышек является уточный корд. Уточный корд - ткань, состоящая из прочных нитей - основы и слабых редких нитей - утка, предназначенных для фиксации нитей основы. Нити
основы располагаются в ткани корда равномерно и густо от 46 до 140 штук на 100 мм.
При этом каждая нить основы изготавливается методом двойного кручения из 2-х и более
нитей-филаментов. Нити корда должны выдерживать большие нагрузки и обладать необходимой эластичностью и износостойкостью при многочисленных деформациях (Рагулин В.В. Технология шинного производства. - М.: Химия, 1970).
Известна пневматическая шина радиальной конструкции, содержащая протектор,
каркас и брекер, имеющий слои металлокорда, по меньшей мере с одной стороны которых
расположен один или несколько защитных слоев из текстильного корда (а.с. СССР
1421545, 1988; а.с. 1648806, 1991).
Наиболее близкой по техническому решению к предложенному изобретению является
конструкция пневматической радиальной шины, содержащая каркас, борта, боковины и
брекер, состоящий из двух слоев обрезиненных металлокордных нитей и кольцевых прокладок из обрезиненного текстильного корда. В данном техническом решении расстояние
между нитями металлокорда верхнего слоя и нитями текстильной прокладки брекера не
превышает суммы диаметров нитей в этих слоях (а.с. СССР 1661000, 1991).
К недостаткам данной конструкции относится отсутствие оптимального соотношения
параметров металлокорда и нитей текстильного корда.
Как показывает опыт, соотношение параметров нитей металлокорда и текстильного
корда оказывает влияние на эксплуатационные характеристики шины.
Задачей изобретения является улучшение эксплуатационных свойств шины за счет
получения оптимизированного напряженно-деформированного состояния в шине, повышения общей работоспособности и скоростной выносливости шин и, как следствие, улучшение управляемости автомобиля, а также снижение массы при снижении трудоемкости и
повышении технологичности изготовления шины.
Сущность изобретения состоит в том, что нити текстильного корда защитного слоя
брекера пневматической шины, содержащей протектор, плечевую зону с боковинами,
брекер, каркас и борт, расположенные в окружном направлении, сгруппированы попарно.
Расстояние между соседними группами текстильных нитей составляет 1,0-4,0 величины
диаметра текстильной нити, а отношение между диаметром нитей в защитном текстильном слое брекера и диаметром нитей в смежном с ним металлокордном слое составляет
0,35-1,15.
2
BY 9062 C1 2007.04.30
При этом толщина резиновой прослойки между текстильными и металлокордными
нитями в смежных слоях преимущественно составляет 0,1-0,4 мм.
Слои брекера с нитями текстильного корда могут быть также выполнены в виде отдельных прокладок, располагающихся в зонах кромок металлокордных слоев брекера.
Защитные текстильные слои брекера могут быть расположены с двух сторон металлокордных слоев на границах между протектором и каркасом шины.
Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, заключается в
обеспечении оптимизированного напряженно-деформированного состояния в шине, что
ведет к повышению общей работоспособности и скоростной выносливости при снижении
массы шины и, как следствие, к улучшению управляемости автомобиля. При этом также
достигается снижение трудоемкости и повышение технологичности изготовления шины.
Брекер - часть шины, состоящая из слоев корда и расположенная между каркасом и
протектором шины. Она служит для обеспечения необходимых габаритов в процессе эксплуатации, улучшения износостойкости и управляемости шин, повышает сопротивление
каркаса механическим повреждением. От прочности и качества брекера зависят эксплуатационно-технические характеристики шины, а следовательно, и автомобиля в целом.
Предлагаемые соотношения между диаметрами нитей текстильного и металлокордного слоев брекера и расстояния между ними обусловлены требованием комплексной оптимизации напряженно-деформированного состояния основного армирующего элемента современной конструкции шины - брекера и обеспечения технологических показателей при
изготовлении шин.
Принятое в современном массовом производстве применение в брекере шин защитных текстильных слоев с равномерным расположением нитей в слое не является оптимальным, так как в случае необходимости повышения прочности защитного слоя требуется увеличивать количество нитей, что после определенной величины из-за снижения
содержания резины между нитями защитного слоя негативно сказывается на прочности
связи между металлокордными и текстильными слоями брекера и между текстильными
слоями брекера и протектором шин.
Попытка усилить прочность брекера за счет увеличения количества нитей защитного
слоя брекера может привести к увеличению массы беговой части и шины в целом, снизить
ее скоростную работоспособность. Кроме того, чем теснее расположены нити в текстильном защитном слое брекера, тем меньше между ними проникает резины при обрезинивании, и, как следствие, в итоге меньше прочность связей между отдельными нитями и
слоями корда.
Повышение прочности слоя за счет увеличения толщины нити текстильного корда
также приводит к увеличению массы. При этом применение корда с нитями большей жесткости снижает технологичность и качество производства из-за затрудненной обработки
слоев брекера в зоне кромок брекера.
Выполнение защитного текстильного слоя брекера с окружными нитями, расположенными с переменным шагом (например увеличение плотности нитей в зоне кромок брекера
в сравнении с центральной зоной), снижает прочность связи между слоями в особо нагруженной зоне шины - по краям брекера, что негативно отражается на работоспособности
шин. Кроме того, реализация такого технического решения увеличивает потери от брака и
снижает производительность из-за необходимости частой перенастройки оборудования
для обеспечения необходимого расположения нитей на раскроенных слоях для каждого
конкретного размера шин.
Поставленная техническая задача решается за счет того, что пневматическая шина
включает протектор с плечевой зоной, борта, радиальный каркас, боковины, брекер,
имеющий металлокордные и, по меньшей мере, один защитный текстильный слой. Нити
защитного текстильного слоя брекера, расположенные в окружном направлении, сгруппированы попарно, причем расстояние между соседними группами текстильных нитей со3
BY 9062 C1 2007.04.30
ставляет 1,0-4,0 величины диаметра текстильной нити, а отношение между диаметром
текстильных нитей в защитном слое брекера и диаметром нитей в смежном с ним металлокордном слое составляет 0,35-1,15.
Толщина резиновой прослойки между текстильными и металлокордными нитями в
смежных слоях брекера составляет 0,1-0,4 мм.
Защитные текстильные слои брекера могут быть выполнены в виде отдельных прокладок, расположенных в зонах кромок металлокордных слоев брекера.
Защитные текстильные слои брекера могут быть расположены с двух сторон металлокордных слоев брекера.
Такое техническое решение обусловлено следующим.
Выполнение защитного текстильного слоя брекера с шагом нити менее ее диаметра
(dт) приводит к снижению резиносодержания в слое и падению прочности связи между
смежными с таким слоем частями шины (т.е. металлокордными слоями брекера, каркасом
и протектором), что снижает скоростную выносливость и работоспособность шины.
Увеличение шага нити в текстильном защитном слое брекера на величину, превышающую 4dт, снижает жесткость защитного текстильного слоя, в результате чего теряется
эффект ограничения перемещения металлокордных слоев брекера во время эксплуатации
шин, снижается скоростная выносливость, долговечность и износостойкость шины.
При соотношении между диаметрами нитей текстильного и металлокордного слоев
брекера менее 0,35, т.е. при применении тонкого текстильного корда в сочетании с более
толстым металлокордом, защитный текстильный слой из-за своей незначительной, в сравнении с металлокордом, жесткости перестает выполнять функцию ограничения перемещения кромок нитей металлокордных слоев брекера в процессе эксплуатации шин. В этом
случае при циклическом нагружении шины в процессе эксплуатации наблюдаются увеличенные перемещения нитей как по центру, так и по кромкам брекера, что увеличивает
температуру в шине и потери на качение, снижает общую износостойкость шины.
При применении кордов с соотношением диаметров нитей текстильного и металлокордного слоев брекера более 1,15 наблюдается рост сдвиговых напряжений между текстильными и металлокордными слоями брекера, что ведет к снижению усталостной работоспособности брекера.
Кроме того, для имеющихся в настоящее время типов текстильных кордов и металлокорда применение материалов с соотношением толщины нитей более 1,15 приводит к увеличению массы беговой части и, соответственно, всей массы шины. Попарная группировка нитей защитного текстильного слоя брекера, расположенных в окружном направлении,
позволяет при сохранении требуемых технических характеристик протектора получить
значительные просветы между нитями, необходимые для проникновения резиновой смеси
между ними, и обеспечение необходимой прочности связей между слоями, что, в свою
очередь, обуславливает надежность и эластичность протектора в целом. Кроме того, повышается технологичность производства за счет исключения операции предварительного
обрезинивания текстильных слоев брекера. При этом снижается количество отходов и в
конечном итоге понижается себестоимость продукции.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена предлагаемая схема
конструкции брекера шины; на фиг. 2, 3 - то же, варианты возможного исполнения защитного текстильного слоя брекера в виде отдельных прокладок, расположенных в зонах
окончания кромок металлокордных слоев брекера.
Конструкция покрышки шины включает каркас 1, на котором расположен брекер 2 со
слоями, образованными металлокордными нитями 3, и нитями 4 защитного текстильного
слоя, разделенными резиновой прослойкой 5.
Нити 4 текстильного слоя брекера, расположенные в окружном направлении, сгруппированы попарно. Расстояние между соседними группами окружных текстильных нитей
составляет (1,0-4,0)dт, где dт - диаметр одной текстильной нити 4 основы (мм). Отношение
4
BY 9062 C1 2007.04.30
диаметра текстильной нити 4 основы в защитном текстильном слое брекера к диаметру
нити 3 в смежном с ним металлокордном слое составляет 0,35-1,15.
При этом толщина резиновой прослойки 5 между текстильными нитями 4 и металлокордными нитями 3 в смежных слоях преимущественно составляет 0,1-0,4 мм.
Слои брекера (фиг. 2) с нитями 4 защитного текстильного слоя выполнены в виде отдельных прокладок, расположенных в зонах кромок металлокордных слоев брекера.
Защитные текстильные слои, выполненные из попарно сгруппированных окружных
нитей 4, могут быть расположены с двух сторон слоев, выполненных из металлокордных
нитей 3 (фиг. 3).
При эксплуатации происходит циклическое нагружение шин во время их контакта с
поверхностью дороги, во время которого наблюдаются перемещения внутренних элементов шин, величина которых различна из-за кривизны наружной поверхности шин. Для
шин радиальной конструкции максимальные перемещения располагаются в зонах окончания кромок металлокордных слоев брекера.
Кроме того, во время вращения шины внутренние элементы шины и слои брекера, в
частности, испытывают действие центростремительных сил, стремящихся изменить габариты шины.
Защитные слои брекера с текстильными нитями, ориентированными в окружном направлении, призваны максимально ограничить перемещения металлокордных слоев брекера, особенно его кромок, и обеспечить сохранение необходимых габаритов шин, их работоспособность и скоростную выносливость.
Для конструкции брекера с предлагаемыми параметрами на напряженно-деформированное состояние шины оказывает влияние толщина резиновой прослойки между нитями
текстильного корда брекера и нитями металлокорда.
В табл. 1 представлены показатели напряженно-деформированного состояния шин
размера 175/70R13 с различной толщиной резиновой прослойки между нитями текстильного корда брекера и нитями металлокорда.
Таблица 1
Толщина резиновой прослойки между нитями
Наименование показателей
текстильного корда брекера и металлокорда, мм
0,1
0,2
0,25
0,4
0,5
0,55
Отношение диаметра нитей корда
текстильного слоя и металлокор0,46
да брекера
Длина контакта, %
100
99,7
99,5
99,4
99
98,7
Угловая жесткость, %
100
99,7
99,6
99,6
99,3
99
Перемещение кромок брекера, %
100
100
100
100
117
117
Усилие в металлокордных слоях
100
99,9
99,8
99,7
100,9
100,7
брекера, %
Усилие в текстильных слоях бре100
100
102
102
118,5
118,5
кера, %
Как видно из табл. 1, увеличение толщины резиновой прослойки свыше 0,4 мм приводит к резкому увеличению перемещений кромок брекера и усилий в текстильном защитном слое брекера.
Применение толщины резиновой прослойки менее 0,1 мм приводит к низкому резиносодержанию в слоях и снижает прочность связи между слоями брекера.
В табл. 2 представлены сравнительные результаты испытаний шин 195/65R15 с равномерно (эталон) расположенными и попарно сгруппированными окружными текстильными нитями в защитном слое, расположенном поверх металлокордных слоев брекера
(опытная).
5
BY 9062 C1 2007.04.30
Таблица 2
Наименование показателей
Расположение текстильных нитей в дополнительном слое брекера
Шаг
Отношение диаметра нитей корда текстильного слоя и металлокорда брекера
Толщина резиновой прослойки между текстильными и металлокордными нитями
Диаметр, %
Ширина, %
Температура на кромках брекера, %
Работоспособность на станках, %
Скоростная выносливость, %
Масса, %
Эталон
1,1 dт
Опытная
попарно
сгруппированные
2,6 dт
0,6
0,6
0,5
0,35
100
100
100
100
100
100
100
100
86,5-87
130
106-110
95
равномерно
Сравнительный анализ предложенного изобретения с известными решениями показал,
что предложенная конструкция позволяет значительно повысить эксплуатационные характеристики шины, в частности, за счет получения оптимизированного напряженнодеформированного состояния повысить скоростную выносливость и общую работоспособность шины, при одновременном снижении массы и повышении технологичности изготовления шины.
В качестве примера конкретного выполнения заявленного изобретения может быть
предложено выполнение шины размера 175/70R13, включающей протектор с плечевой
зоной и боковинами, брекер и каркас с бортами. Брекер выполнен в виде двух обрезиненных слоев металлокорда марки 4л27 и одного защитного слоя, содержащего текстильные
нити типа марки 11А. При этом защитные слои брекера с текстильными нитями выполнены
в виде отдельных прокладок из ткани с попарно сгруппированными окружными нитями.
Отношение диаметров металлокордных нитей в брекере и окружных текстильных нитей в защитном слое брекера составляет 0,48.
Толщина резиновой прослойки между нитями текстильного корда брекера и смежными с ними нитями металлокорда составляет 0,15-0,2 мм.
Пневматическая шина может быть изготовлена на стандартном оборудовании в условиях массового производства.
Фиг. 2
Фиг. 3
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
6
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
121 Кб
Теги
09062, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа