EA011659B1

EA011659B1 - Шина, функционирующая со спущенным давлением

Info

Publication number: EA011659B1
Application number: EA200701823A
Authority: EA
Inventors: Эльдад Рубин
Original assignee: Эльдад Рубин
Priority date: 2005-02-28
Filing date: 2006-02-28
Publication date: 2009-04-28
Also published as: DE602006010344D1; EP1863654A4; EA200701823A1; KR20070118609A; EP1863654A2; CN101137520B; AU2006217422B2; ES2336598T3; WO2006090399A2; ATE448095T1; KR101207689B1; MX2007010533A; JP2008531393A; CN101137520A; US7882873B2; CA2599132A1; BRPI0607599A2; WO2006090399A3; CA2599132C; JP4842978B2

Abstract

Шина, функционирующая со спущенным давлением, с улучшенной нагрузочной способностью после прокола имеет две расположенные вдоль окружности боковые стенки (14, 16), по меньшей мере одну расположенную вдоль окружности промежуточную стенку (138), установленную между боковыми стенками (14, 16) и расположенное поперечно основание (19), продолжающееся от одной боковой стенки (14, 16) до другой, и образующее отсек (22, 24) между боковой стенкой (14, 16) и расположенной рядом с ней промежуточной стенкой (138) или между двумя соседними промежуточными стенками (138). Каждый отсек (22, 24) выполнен с возможностью принимать расширенную симметричную конфигурацию в случае прокола соседней боковой стенки (14, 16) или промежуточной стенки (138). Участок каркаса предусмотрен в каждой боковой стенке (14, 16), в каждой промежуточной стенке (138) и в основании (19). Средство поглощения ударов предусмотрено в непосредственной близости к соединению, соединяющему каждую промежуточную стенку (138) с основанием (19). Уплотнительный элемент закреплен на участке внутренней подкладки, нанесенной на заворот борта каждой промежуточной стенки (138).

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к области автомобильных шин. Более конкретно, изобретение относится к новой конфигурации шины, которая позволяет продолжить движение автомобиля на существенное расстояние без снижения скорости после прокола шины.

Уровень техники

Производители шин разрабатывают шины для моторных транспортных средств, которые позволяют функционировать после прокола так, что такие шины могут продолжить поддерживать нагрузку транспортного средства в течение короткого периода времени. Шины такого типа ниже называются шинами, функционирующими со спущенным давлением.

Одна из шин, работающих со спущенным давлением, предшествующего уровня техники состоит из более чем одного расположенных рядом друг с другом отсеков, которые изолированы друг от друга разделительной стенкой так, что один отсек может продолжать нести нагрузку транспортного средства, даже после прокола другого отсека и его конструктивного отказа. Однако промежуточные разделительные стенки обычно выполнены без усиления, и поэтому стенка, которая выполнена без усиления, перегревается и деформируется в точках концентрации большого напряжения. Следовательно, такие шины пригодны только для таких транспортных средств, как джип или вильчатый погрузчик, которые перемещаются с относительно низкой скоростью и в которых образуются относительно малая концентрация напряжения.

Компания Сотрадше Оеиега1е б'ЕйаЫккетеий Мюйе1ш, город Клермон-Ферран, Франция, разработала шину, функционирующую со спущенным давлением, выполненную так, что кольцо из твердой резины закреплено на ободе колеса. В случае конструктивного отказа шины после прокола кольцо входит в контакт с расположенной под ним поверхностью дороги и несет нагрузку транспортного средства. При этом не обеспечивается плавное движение транспортного средства, когда его поддерживает кольцо, из-за малой эластичности кольца. Кроме того, транспортное средство не может быстро перемещаться, поскольку кольцо проявляет тенденцию перегрева и разрыва. Помимо этого, замена шины затрудняется в результате добавления кольца, которое требует использования специального устройства для операции замены.

Раскрытие изобретения

Задачей настоящего изобретения является создание шины, функционирующей со спущенным давлением, которая позволяет, после прокола шины, продолжить движение автомобиля на значительные расстояния, например 200 км, без существенного уменьшения скорости.

Кроме того, задача настоящего изобретения состоит в создании шины, функционирующей со спущенным давлением, которая обеспечивает плавное движение автомобиля после прокола шины.

Задача настоящего изобретения также состоит в создании шины, функционирующей после прокола, которая изготовлена из тех же материалов и с теми же размерами, что и шины предшествующего уровня техники.

Другие задачи и преимущества изобретения будут очевидны из следующего описания.

Настоящее изобретение относится к шине, функционирующей со спущенным давлением, которая содержит две расположенные вдоль окружности боковые стенки, заканчивающиеся заворотом борта на их внутреннем участке; по меньшей мере одну расположенную вдоль окружности промежуточную стенку, установленную между боковыми стенками и заканчивающуюся заворотом борта на ее внутреннем участке; расположенное поперечно основание, продолжающееся от одной боковой стенки до другой, образуя, таким образом, отсек между боковой стенкой и соседней промежуточной стенкой или между двумя соседними промежуточными стенками; усилительный элемент, например, изготовленный из стальной сетки, и дополнительный гибкий усилительный материал такой, как эластомеризованная ткань, ниже называемый каркасом, содержащий участок в каждой из боковых стенок, в каждой промежуточной стенке и в основании; и средство поглощения ударов предусмотренное в непосредственной близости к соединению, соединяющему каждую из указанных промежуточных стенок с указанным основанием. Благодаря конфигурации указанного каркаса и указанного средства поглощения ударов, каждый из указанных отсеков выполнен с возможностью принимать расширенную симметричную конфигурацию в случае прокола соседней боковой стенки или промежуточной стенки.

Одна непрерывная внутренняя подкладка, которая используется как уплотнительное средство, предотвращающее пропускание воздуха из накачанного отсека, нанесена на внутреннюю поверхность боковых стенок и на две поверхности каждой из промежуточных стенок. Средство поглощения ударов предусмотрено между внутренним участком подкладки в непосредственной близости к соединению, которое соединяет каждую из промежуточных стенок с основанием и соответствующим участком каркаса так, что слои корпуса и, в случае необходимости, один дополнительный слой, находящийся в контакте с указанным участком внутренней подкладки, располагается между указанным участком внутренней подкладки и указанным средством поглощения ударов. Используемый здесь термин слой корпуса представляет собой центральный слой, предназначенный для улучшения прочности шины, и дополнительный слой представляет собой гибкий слой, изготовленный из резинового материала, который выполнен с возможностью поддержки или защиты тонкой и подверженной разрыву внутренней подкладки, когда

- 1 011659 она находится в контакте с последним. Каждый слой корпуса и дополнительный слой формируется и закрепляется, как хорошо известно для специалистов в данной области техники, для формирования композитной цельной шины.

Средство поглощения ударов может находиться в контакте с соответствующим участком каркаса, или по меньшей мере один слой корпуса и/или по меньшей мере один дополнительный слой расположен между средством поглощения удара и соответствующим участком каркаса.

В одном предпочтительном варианте выполнения уплотнительный элемент закреплен на внутреннем участке подкладки, нанесенной на заворот борта каждой промежуточной стенки.

Средство поглощения ударов уменьшает концентрацию напряжения в непосредственной близости к соединению, которое соединяет промежуточную стенку с основанием. Уплотнительный элемент уменьшает концентрацию напряжения и прикладываемые силы трения в непосредственной близости к завороту борта. Благодаря уменьшенной концентрации напряжения и симметричной конфигурации, в случае прокола соседней боковой стенки или промежуточной стенки, способность нести нагрузку шины в соответствии с настоящим изобретением после прокола существенно повышается по сравнению с шинами, функционирующими со спущенным давлением, предшествующего уровня техники. Поэтому автомобиль, на котором установлены шины, функционирующие со спущенным давлением, в соответствии с изобретением, может продолжить движение после прокола шины на значительное расстояние, например 200 км, без существенного снижения скорости.

Присутствие средства поглощения ударов в непосредственной близости к соединению, которое соединяет промежуточную стенку с основанием, также уменьшает жесткость в этом месте. Область пониженной жесткости образует промежуточную стенку с увеличенной упругостью, на которую воздействуют изменяющиеся дорожные условия, такие как камни или другие преграды, по которым катится шина.

В предпочтительном варианте выполнения средство поглощения ударов соединяет участок каркаса на промежуточной стенке с участком каркаса на основании.

Участки каркаса могут быть однослойными или двухслойными.

Участок каркаса в боковой стенке раздваивается в его промежуточной точке, и участок каркаса в промежуточной стенке раздваивается в месте заворота ее борта. Поперечный элемент может соединять внутренние концы двух слоев участка каркаса боковой стенки. Множество поперечных элементов могут соединять два слоя участка каркаса в завороте борта промежуточного участка.

Предпочтительным является то, что два участка каркаса продолжаются, по существу, через каждое из оснований боковых стенок и промежуточной стенки, при этом участки каркаса, расположенные в промежуточной стенке, соединены с участком верхнего каркаса основания, и каждый участок каркаса основания объединен с соответствующим участком каркаса в каждой из боковых стенок.

Средство поглощения ударов соединяет участок каркаса промежуточной стенки с участком каркаса основания с использованием Т-образного соединения.

Средство поглощения ударов представляет собой по меньшей мере один уплотнительный элемент, например губку.

В другом предпочтительном варианте выполнения средство поглощения ударов представляет собой шаровое соединение, выполненное, например, в виде соединения металл-резина, причем указанное шаровое соединение установлено в гнезде, которое соединено с участком каркаса в промежуточной стенке и участком каркаса основания.

Промежуточная стенка без нагрузки выполнена в виде структуры с двойным изгибом. Промежуточная стенка имеет две симметричных выпуклых области, причем каждая из указанных выпуклых областей продолжается в разный отсек, рядом с указанной промежуточной стенкой. Благодаря использованию промежуточной стенки с двойным изгибом, деформация промежуточной стенки при проколе шины, предпочтительно, ограничивается, в результате чего исключается излишний изгиб и повреждение указанной промежуточной стенки.

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение поясняется чертежами, на которых представлено следующее:

фиг. 1 - вид в перспективе участка проколотой шины, функционирующей со спущенным давлением, в соответствии с одним вариантом выполнения настоящего изобретения;

фиг. 2 - вид с увеличением детали А, обозначенной на фиг. 1;

фиг. ЗА - разрез шины, функционирующей со спущенным давлением, в соответствии с другим предпочтительным вариантом выполнения изобретения, схематично;

фиг. ЗВ - разрез шины, функционирующей со спущенным давлением, схематично;

фиг. ЗС - обод с открытой конфигурацией, на котором установлена шина, функционирующая со спущенным давлением, по фиг. ЗА;

фиг. 3Ό - обод с закрытой конфигурацией, на котором установлена шина, функционирующая со спущенным давлением, по фиг. ЗА;

фиг. 4А - разрез шины, функционирующей со спущенным давлением, в соответствии с другим предпочтительным вариантом выполнения изобретения, схематично;

фиг. 4В - вид шины, функционирующей со спущенным давлением, в соответствии с предпочти

- 2 011659 тельным вариантом выполнения изобретения, схематично;

фиг. 5 - разрез шины, функционирующей со спущенным давлением, в соответствии с предпочтительным вариантом выполнения изобретения, схематично;

фиг. 6А и 6В - изменение концентрации напряжения в промежуточной стенке, после прокола боковой стенки, схематично;

фиг. 7 - другой предпочтительный вариант выполнения изобретения, в котором шина имеет двухслойный каркас;

фиг. 8 - шина с двухслойным каркасом, показанным на фиг. 7, с поглотителем ударов;

фиг. 9 - распределение концентрации напряжения вдоль промежуточной стенки при проколе одной из боковых стенок, схематично;

фиг. 10 - разрез шины, функционирующей со спущенным давлением, в соответствии с другим предпочтительным вариантом выполнения изобретения, в котором промежуточная стенка имеет структуру с двойным изгибом; и фиг. 11 - вертикальный разрез шины, функционирующей со спущенным давлением, согласно предшествующему уровню техники.

Осуществление изобретения

Настоящее изобретение относится к новой шине, функционирующей со спущенным давлением, которая имеет участок усиленного каркаса каждой из боковых стенок, промежуточных стенок, и в основании, и средство поглощения ударов, расположенное в непосредственной близости к месту соединения между каждой из промежуточных стенок и основанием. Каждый отсек, образованный боковой стенкой и соседней промежуточной стенкой или двумя соседними промежуточными стенками, выполнен с возможностью принимать расширенную симметричную конфигурацию в случае прокола соседней боковой стенки или промежуточной стенки.

Шина, функционирующая со спущенным давлением, известная из предшествующего уровня техники, представлена на фиг. 11. Известная шина, которая обозначена ссылочной позицией 10, имеет боковые стенки 8 и Т, промежуточную стенку I, расположенную между ними, и поперечное основание В, продолжающееся от боковой стенки 8 до боковой стенки Т, образуя, таким образом, отсеки 3 и 4 между парой соседних стенок. Шина 10 показана установленной на обод К. шины.

В отличие от новой конфигурации шины, функционирующей со спущенным давлением, в соответствии с настоящим изобретением, отсек 3 шины 10 предшествующего уровня техники не принимает симметричную конфигурацию в случае прокола соответствующей боковой стенки Т, и отсек 4 шины 10 предшествующего уровня техники не принимает симметричную конфигурацию в случае прокола соответствующей боковой стенки 8. В шине 10, известной из уровня техники такого типа, который ассоциирован с не усиленной промежуточной стенкой I, то есть в которой не предусмотрен участок каркаса, промежуточная стенка расширится в большей степени, чем усиленная боковая стенка, которая не была проколота. В шине 10 предшествующего уровня техники такого типа, который ассоциирован с чрезмерно усиленной промежуточной стенкой I, например, когда промежуточная стенка I выполнена из двух усиленных стенок, соединенных вместе или соединенных с ободом К, промежуточная стенка будет расширяться в меньшей степени, чем боковая не проколотая стенка, из-за ее повышенной жесткости или в результате взаимного влияния между двумя соединенными стенками, из которых состоит промежуточная стенка. Поскольку расширенный отсек не принимает симметричную конфигурацию, две области такой проколотой шины подвергаются излишней концентрации напряжения в точке между промежуточной стенкой I и основанием В, и в точке контакта между боковой стенкой 8, боковой стенкой Т и промежуточной стенкой I, и соответствующей выемкой обода К. В этих областях большой концентрации напряжений наблюдаются перегрев и деформация, которые часто приводят к излишней концентрации напряжения во всей промежуточной стенке и в боковых стенках, которая превышает 3000 фунтов на квадратный дюйм, в результате чего возникает вероятность разрыва шины. Следовательно, такие шины, функционирующие со спущенным давлением, известные из уровня техники, пригодны только для таких транспортных средств, как джип или вилочный погрузчик, которые перемещаются с относительно малой скоростью и в которых образуется относительно малая концентрация напряжения.

На фиг. ЗА схематично показан разрез шины, функционирующей со спущенным давлением, в общем обозначенной ссылочной позицией 40, в соответствии с одним вариантом выполнения изобретения. Шина 40, функционирующая со спущенным давлением, имеет боковые стенки 14 и 16, промежуточную стенку 18, расположенную между ними, и поперечное основание 19, продолжающееся от боковой стенки 14 до боковой стенки 16, образуя, таким образом, отсеки 22 и 24 между парой соседних стенок. Боковая стенка 14, боковая стенка 16 и промежуточная стенка 18 заканчиваются на их внутреннем участке (то есть рядом с ободом, на котором установлена шина) заворотами 51, 53 и 54 борта, соответственно. Каждый заворот кромки, который закрывает стальные корды или тому подобное вокруг внутренней окружности шины, соединяется с взаимодополняющими выемками на ободе таким образом, что отсеки 22 и 24 накачивают путем подачи в них воздуха.

Шина 40 усилена однослойным каркасом 45. Каждый участок каркаса 45, в дополнение к стальной сетке, предпочтительно, содержит эластомеризованную ткань такую, как нейлон, полиэстер, вискоза или

- 3 011659 аналогичный усиливающий материал. Например, вискоза особенно пригодна для использования в качестве усиливающего материала для каркаса. Вискозу изготавливают из целлюлозы, и поэтому она обладает высокой устойчивостью к нагреву и к напряжению. В дополнение к участкам 46, 47 и 48, которые предусмотрены в боковой стенке 14, боковой стенке 16 и в основании 19 соответственно, которые повторяют их контур, каркас 45, также имеет участок 49, предусмотренный в промежуточной стенке 18. Участок 49 каркаса внутри промежуточной стенки 18 расположен, по существу, перпендикулярно участку 48 каркаса в основании 19, и соединен с ним, например, с помощью сварки, в точке 55 в виде Т-образного соединения. В дополнение к соответствующему участку каркаса, промежуточная стенка 18, а также боковая стенка 14, боковая стенка 16 и основание 19 изготовлены из множества слоев, включая слои корпуса и/или дополнительные слои, изготовленные так, как хорошо известно специалистам в данной области техники, для формирования составного цельного продукта. Для уменьшения концентрации напряжения в точке 55 соединения до приемлемого уровня, приблизительно 218 фунтов на квадратный дюйм, поглотитель ударов в форме уплотнительных элементов 52 предусмотрен между внутренним участком прокладки в непосредственной близости к соединению, которое соединяет промежуточную стенку 18 с основанием 19, и Т-образным соединением 55 так, что слои корпуса и/или по меньшей мере один дополнительный слой, находящийся в контакте с внутренним участком подкладки, располагаются между внутренним участком прокладки и соответствующим уплотнительным элементом 52. Как показано, по меньшей мере один слой корпуса расположен между уплотнительным элементом 52 и Т-образным соединением 55. В соответствии с этим уплотнительные элементы 52 не обязательно находятся в контакте с точкой 55 соединения, но обеспечивают достаточное уменьшение напряжения во время движения промежуточной стенки 18 в условиях движения по дороге. Уплотнительные элементы 52 имеют переменное треугольное поперечное сечение, которое соответствует переменному поперечному сечению промежуточной стенки 18, как показано на чертеже, или любую другую соответствующую форму.

Уплотнительные элементы 52 также способствуют уменьшению жесткости в непосредственной близости к соединению промежуточной стенки 18 с основанием 19. Эта область пониженной жесткости, которая обозначена на фиг. 10, обеспечивает промежуточной стенке 18 повышенную устойчивость к изменяющимся условиям во время движения по дороге таким, как воздействия камней или других препятствий, по которым катится шина, и поэтому уменьшает концентрацию напряжения в Т-образном соединении 55. Пониженная жесткость в непосредственной близости к соединению 55 снижает увеличение концентрации напряжения в этом месте. Если бы жесткость промежуточной стенки 18 в непосредственной близости 55 была бы высокой, аналогично высокой жесткости заворота 54 борта, как показано на фиг. 10, и боковых стенок 14 и 16, то шина испытывала бы большое сопротивление дорожным условиям, включая препятствия, по которым катится шина, в результате чего, увеличился бы риск перегрева с возможным повреждением промежуточной стенки 18 под нагрузкой. Концентрация напряжения в боковых стенках 14 и 16 значительно ниже, чем в промежуточной стенке 18, поскольку, только один компонент силы, образующейся в результате соответствующего давления внутри отсека, воздействует на соответствующую боковую стенку, в то время как два противоположных компонента силы, направленные из двух отсеков 22 и 24, соответственно, воздействуют на промежуточную стенку 18 и поэтому вызывают увеличение концентрации напряжения в последней.

Для снижения концентрации напряжения в завороте 54 борта промежуточной стенки 18, на внутреннюю подкладку заворота 54 борта нанесен уплотнительный элемент 58. Уплотнительный элемент 58 заворота 54 борта также уменьшает силы трения, воздействующие на поверхность раздела между заворотом 54 борта и ободом шины. Было определено, что концентрация напряжения в завороте 54 борта составляет 500 фунтов на квадратный дюйм без уплотнительного элемента 58, в то время как уплотнительные элементы 52 были добавлены в точке 55 соединения. Благодаря закреплению уплотнительных элементов 58 на завороте 54 борта, концентрация напряжения в нем была уменьшена до 204 фунтов на квадратный дюйм в состоянии без прокола боковой стенки и до 360 фунтов на квадратный дюйм при проколе боковой стенки.

На фиг. 3В схематично иллюстрируется вид в разрезе другой шины 130, работающей со спущенным давлением, в относительно нормальных дорожных условиях. Боковые стенки 14 и 16 показаны симметричными, изогнутыми наружу. Промежуточная стенка 138 показана с 8-образной конфигурацией. Концентрация напряжения в непосредственной близости к точке 55 соединения была определена равной 218 фунтов на квадратный дюйм, и в завороте 54 борта составила 204 фунта на квадратный дюйм.

На фиг. 3С-Э иллюстрируется крепление шины 40 на ободе 150. На фиг. 3С показан обод 150 с открытой конфигурацией, и на фиг. 3Ό показан обод 150 с закрытой конфигурацией. Завороты 51, 53 и 54 бортов шины 40 установлены во взаимодополняющей выемке 151, 153 и 154 на ободе 150. Расположенные рядом друг с другом фланцы 160 и 161, которые заканчиваются изогнутыми стенками 170 и 171, соответственно, отделены друг от друга. Когда множество болтов 165 завинчены по резьбе в соответствующие гнезда 168, как показано на фиг. 3Ό, фланцы 160 и 161 соединяются вместе и примыкают друг к другу, и изогнутые стенки 170 и 171 удерживают заворот 54 борта промежуточной стенки в фиксированном положении с возможностью разъединения.

В варианте выполнения, показанном на фиг. 4А, каркас шины 60 аналогичен каркасу шины 40 по

- 4 011659 фиг. 3А, в котором только однослойные участки 46, 47 и 48 каркаса предусмотрены в боковой стенке 14, боковой стенке 16 и в основании 19, соответственно, которые следуют их контуру. Однослойный участок 62 каркаса в промежуточной стенке 18 отделен от участка 48 каркаса в основании 19, но соединен с ним с помощью поглотителя ударов, который выполнен в виде шарового соединения 64. Шаровое соединение 64 установлено в гнездо 66, которое закреплено на основании 19 и на участке 62 каркаса в промежуточной стенке 18. В качестве альтернативы, как показано на фиг. 4В, шаровое соединение 64 может быть соединено с участком 48 каркаса основания 19 с помощью дополнительного участка 69 каркаса.

На фиг. 5 иллюстрируется другой предпочтительный вариант выполнения изобретения. Каркас 85 шины 80 выполнен с участками двухслойного каркаса в боковых стенках 14 и 16, и в промежуточной стенке 18 так, что он следует их контуру, и с участком 48 однослойного каркаса в основании 19. Участки каркаса в боковых стенках 14 и 16 выполнены зеркально симметричными, в то время как участок 82 однослойного каркаса продолжается от участка 48 каркаса основания 19 до точки 88 раздвоения, расположенной в центре соответствующей боковой стенки. Участок 82 каркаса разделяется на двухслойные участки 83 и 84, которые соединены поперечным элементом 89 на их внутреннем конце. Участок 91 однослойного каркаса в промежуточной стенке 18 расположен, по существу, перпендикулярно участку 48 каркаса основания 19 и соединен с ним, например, посредством сварки, в точке 55 с получением Тобразного соединения. Участок 91 каркаса продолжается от точки 55 соединения до точки 93 раздвоения, расположенной в завороте 54 борта, в которой участок каркаса разделяется на двухслойные участки 94 и 95. Участки 94 и 95 каркаса соединены тремя поперечными элементами 98, в то время, как их внутренние концы не соединены. Поглотитель ударов в форме уплотнительных элементов 52 предусмотрен между каждой внутренней прокладкой промежуточной стенки 18 и точкой 55 соединения. Для снижения концентрации напряжения в завороте 54 борта промежуточной стенки 18, уплотнительный элемент 58 закреплен на внутренней прокладке заворота 54 борта.

На фиг. 6А и 6В схематично иллюстрируется низкая концентрация напряжения в проколотой шине, работающей со спущенным давлением, в соответствии с настоящим изобретением. Конфигурация каркаса 85 показана в лабораторных условиях, и каркас 85 удержания шины, поэтому, не проявляет нормальную деформацию, возникающую в результате воздействия дорожных условий.

На фиг. 6А два отсека 22 и 24 шины полностью накачаны. Поскольку, давление в отсеках 22 и 24, по существу, равно, участок 91 каркаса в промежуточной стенке 18 остается, по существу, перпендикулярным участкам 48 каркаса основания 19. Концентрация напряжения в непосредственной близости к точке 55 соединения была определена равной 218 фунтов на квадратный дюйм, и в завороте борта была определена равной 204 фунта на квадратный дюйм. На фиг. 6В боковая стенка 16 проколота, и воздух из отсека 24 был выпущен наружу через отверстие прокола. В результате разности давлений между отсеками 22 и 24 промежуточная стенка 18 и участок 91 каркаса, установленный в ней, расширяются, как показано на чертеже, и концентрация напряжения в завороте 54 борта увеличивается до относительно малого значения 239 фунтов на квадратный дюйм в результате соединения с ободом 90. Боковая стенка 14 и промежуточная стенка 18 отсека, в котором находится воздух под давлением, становятся зеркально симметричными, и поэтому концентрация напряжения в непосредственной близости к точке 55 соединения предпочтительно удерживается на низком значении 218 фунтов на квадратный дюйм, что равно напряжению полностью накаченной шины, показанной на фиг. 6А.

На фиг. 7 иллюстрируется другой предпочтительный вариант выполнения изобретения, в котором шина 110 имеет двухслойный каркас 115. Участки каркаса в боковых стенках 14 и 16, имеющих зеркальную симметрию, выполнены двухслойными, и участок каркаса в основании 19 имеет два слоя. Участок 125 каркаса в основания 19 продолжается, по существу, через всю длину основания 19 и объединен с каждым участком 119 каркаса в каждой из боковых стенок. Участок 124 каркаса, расположенный ниже участка 125 каркаса в основании 19, продолжается через всю длину основания 19 и объединен с каждым из участков 118 каркаса в каждой боковой стенке. Участки 118 и 119 каркаса продолжаются через соответствующую боковую стенку и соединены соединительным элементом 121. Параллельные участки 134 и 135 каркаса продолжаются в промежуточную стенку 18 и соединены с участком 125 каркаса в основании 19. Концентрация напряжения в завороте борта составляет 500 фунтов на квадратный дюйм при добавлении уплотнительного элемента. Концентрация напряжения в месте соединения между промежуточной стенкой 18 и основанием 19 составляет 660 фунтов на квадратный дюйм без использования в этом месте уплотнительного элемента, и находится в диапазоне от 580 до 620 фунтов на квадратный дюйм, когда в этом месте используются уплотнительные элементы.

На фиг. 8 иллюстрируется шина 120, имеющая двухслойный каркас, аналогичная шине 110, показанной на фиг. 7, с добавлением поглотителя ударов. Как показано, шина 120 имеет одиночную внутреннюю подкладку 122, которая нанесена на внутреннюю поверхность слоев 140 каркаса и/или дополнительных слоев, сформированных в боковых стенках 14 и 16, и на двух сторонах слоев 140 каркаса, сформированных в промежуточной стенке 18. Когда наносят дополнительный слой резинового материала, его наносят таким способом, чтобы он находился в контакте с внутренней подкладкой 122. Следует понимать, что в других вариантах выполнения изобретения, хотя это и не показано, могут быть предусмотрены внутренняя подкладка, слои каркаса и/или дополнительные слои. Внутренняя подкладка 122 изготов

- 5 011659 лена из резины такого типа, которая выполняет функцию средства уплотнения для предотвращения пропуска воздуха из накаченного отсека. Каркас внедрен в слои корпуса и/или в какой-либо дополнительный слой каждой соответствующей стенки. Средство поглощения ударов выполнено в форме уплотнительных элементов 52, например, в виде треугольных губок, каждая из которых нанесена таким образом, что она находится в контакте с каркасом, или так, что слой корпуса 140 и/или любой дополнительный слой шины 120 располагается между уплотнительным элементом 52 и участком каркаса. Уплотнительные элементы 52 не обязательно должны быть приклеены к каркасу или к слоям корпуса, когда используются слои корпуса, поскольку они удерживаются на месте напряжением, прикладываемым внутренней подкладкой 122. В данном примере концентрация напряжения в месте соединения между промежуточной стенкой 18 и основанием находится в пределах 580-620 фунтов на квадратный дюйм, когда в нем используются уплотнительные элементы.

На фиг. 1, 2, 3В, 9 и 10 иллюстрируется другой вариант выполнения изобретения, в котором промежуточная стенка 138 шины 130 без нагрузки имеет структуру с двойным изгибом. Как показано на фиг. 10, промежуточная стенка 138 изогнута наружу в двух областях 132 и 133, имеющих выпуклую кривизну, при этом область 132, изогнутая в направлении отсека 24, и область 133, изогнутая в направлении отсека 22, симметричны друг другу. Благодаря использованию 8-образной промежуточной стенки с двойным изгибом, деформация промежуточной стенки, предпочтительно, ограничивается, в случае прокола шины 130, что предотвращает повреждение промежуточной стенки 138 в случае ее избыточного изгиба.

На фиг. 1, 2 и 9 иллюстрируется симметричное расширение отсека шины после прокола.

На фиг. 1 и 2 иллюстрируются результаты анализа напряжения конечных элементов, который был проведен для проколотой шины 130 под нагрузкой. На фиг. 2 иллюстрируется вид с увеличением участка шины 10, представленного, как деталь, на фиг. 1. Отсек 22 после прокола боковой стенки 14 показан более деформированным, чем отсек 24. После повреждения боковой стенки 14 промежуточная стенка 138 была вынуждена нести нагрузку транспортного средства. Был выполнен анализ проколотой шины под нагрузкой, который показал, что концентрация напряжения в области 32 в точке соединения между промежуточной стенкой 138 и основанием 19 составила 218 фунтов на квадратный дюйм, и, что концентрация напряжения в области 33 в завороте борта промежуточной стенки 138, который соединен с расположенным рядом с ним ободом колеса, составила 239 фунтов на квадратный дюйм, что меньше, чем максимально допустимый уровень. Следует учесть, что концентрация напряжения, в областях 32 и 33 8образной промежуточной стенки, оказалась равной концентрации в прямой промежуточной стенке, как показано на фиг. 6В. В случае, когда шина продолжает нести нагрузку после прокола боковой стенки 14, благодаря ненарушенному отсеку 24, температура промежуточной стенки 138 незначительно увеличивается с течением времени.

На фиг. 9 схематично иллюстрируется распределение концентрации напряжения вдоль промежуточной стенки, в случае прокола одной из боковых стенок. В разрезе показана резиновая внутренняя подкладка 122, продолжающаяся вправо. Концентрация напряжения в месте соединения между промежуточной стенкой 138 и основанием 155, которое находится в контакте с дорогой 156, также составила 218 фунтов на квадратный дюйм. Концентрация напряжения в завороте борта также была равной 239 фунтов на квадратный дюйм. Шкала концентрации напряжения показана в нижней части чертежа, слева.

В случае прокола боковой стенки 14, давление в отсеке 24 становится большим, чем в отсеке 22. Сила, образующаяся в результате разности давлений между отсеками 22 и 24, в связи с этим, воздействует на промежуточную стенку 138, приводя к расширению области 132, показанной на фиг. 10, наружу, в направлении отсека 22. Из-за нагрузки, прикладываемой весом транспортного средства, поддерживаемым шиной 130, область 133, показанная на фиг. 10, прижимается вниз к поверхности 5 дороги. В результате комбинированного эффекта силы, образующейся из-за давления, действующей в направлении отсека 22, и силы, направленной вниз, возникающей под действием веса, конфигурация промежуточной стенки 138 изменяется из 8-образной, как показано на фиг. 10, в С-образную, как показано на фиг. 2. Поскольку промежуточная стенка 138 имеет С-образную форму, она симметрична боковой стенке 16. Отсек 24, в связи с этим, может принимать симметричную конфигурацию, которая способствует снижению концентрации напряжения.

Хотя, некоторые предпочтительные варианты выполнения изобретения были описаны в качестве иллюстрации, очевидно, что изобретение может быть выполнено на практике с множеством модификаций вариантов и адаптаций, и с использованием множества эквивалентов или альтернативных решений таких, как шина, имеющая больше, чем два отсека, которые находятся в пределах кругозора специалистов в данной области техники, без отхода от сущности изобретения или без выхода за пределы объема формулы изобретения.

Claims

1. Шина, функционирующая со спущенным давлением, содержащая две расположенные вдоль окружности боковые стенки, заканчивающиеся заворотом борта на участках, расположенных рядом с обо

- 6 011659 дом шины; по меньшей мере одну расположенную вдоль окружности промежуточную стенку, установленную между боковыми стенками и заканчивающуюся заворотом борта на ее участке, расположенном в непосредственной близости к указанному ободу; расположенное поперечно основание, продолжающееся от одной боковой стенки до другой, образуя отсек между боковой стенкой и соседней промежуточной стенкой или между двумя соседними промежуточными стенками; каркас, содержащий участок, который внедрен в каждую боковую стенку, каждую промежуточную стенку и основание, причем участок каркаса в промежуточной стенке соединен с участком каркаса в указанном основании с помощью Т-образного соединения; и средство поглощения ударов, предусмотренное в непосредственной близости к указанному Т-образному соединению, причем указанное средство поглощения ударов содержит губку, в которой каждый из указанных отсеков выполнен с возможностью принятия расширенной симметричной конфигурации при проколе соседней боковой стенки или промежуточной стенки.

2. Шина по п.1, в которой одна непрерывная внутренняя подкладка нанесена на внутреннюю поверхность боковых стенок и на две внутренние стороны каждой из промежуточных стенок, причем средство поглощения ударов расположено между участком промежуточной подкладки в непосредственной близости к Т-образному соединению и соответствующим участком каркаса Т-образного соединения так, что слои корпуса и, при необходимости, один дополнительный слой, находящийся в контакте с указанным участком внутренней подкладки, располагаются между указанным участком внутренней подкладки и указанным средством поглощения ударов.

3. Шина по п.2, в которой средство поглощения ударов содержит два губчатых материала.

4. Шина по п.2, в которой средство поглощения ударов находится в контакте с соответствующим участком каркаса.

5. Шина по п.2, в которой по меньшей мере один слой корпуса расположен между средством поглощения ударов и соответствующим участком каркаса.

6. Шина по п.2, которая содержит уплотнительный элемент, прикрепленный к завороту борта каждой промежуточной стенки.

7. Шина по п.1, в которой участки каркаса выполнены однослойными.

8. Шина по п.1, в которой участки каркаса выполнены в виде двух разделенных слоев.

9. Шина по п.8, в которой участок каркаса в пределах боковой стенки раздваивается в промежуточной точке стенки.

10. Шина по п.8, в которой участок каркаса в пределах промежуточной стенки раздваивается в пределах заворота борта стенки.

11. Шина по п.10, в которой множество поперечных элементов соединяют два слоя участка каркаса в пределах заворота борта промежуточного участка.

12. Шина по п.8, в которой два участка каркаса продолжаются, по существу, через каждое из основания, боковых стенок и промежуточной стенки, участки каркаса промежуточной стенки соединены с верхним участком каркаса основания и каждый участок каркаса основания объединен с соответствующим участком каркаса каждой из боковых стенок.

13. Шина по п.9 или 12, в которой поперечный элемент соединяет концы двух слоев участка каркаса боковой стенки, который расположен ближе к ободу шины.

14. Шина по п.1, в которой ненагруженная промежуточная стенка имеет структуру с двойным изгибом.

15. Шина по п.14, в которой ненагруженная промежуточная стенка имеет две симметричные выпуклые области, причем каждая из указанных выпуклых областей продолжается в разные отсеки рядом с указанной промежуточной стенкой.

16. Шина, функционирующая со спущенным давлением, содержащая две расположенные вдоль окружности боковые стенки, заканчивающиеся заворотом борта на их внутреннем участке; по меньшей мере одну расположенную вдоль окружности промежуточную стенку, установленную между боковыми стенками и заканчивающуюся заворотом борта на ее внутреннем участке; расположенное поперечно основание, продолжающееся от одной боковой стенки до другой, образуя таким образом отсек между боковой стенкой и соседней промежуточной стенкой или между двумя соседними промежуточными стенками; каркас, содержащий участок, который внедрен в каждую боковую стенку, в каждую промежуточную стенку и в основание; и средство поглощения ударов, предусмотренное в непосредственной близости к соединению, соединяющему каждую из указанных промежуточных стенок с указанным основанием, в которой средство поглощения ударов выполнено в виде шарового соединения, причем указанное шаровое соединение установлено в гнездо, соединенное с участком каркаса в промежуточной стенке и участком каркаса указанного основания, в которой каждый из указанных отсеков выполнен с возможностью принятия расширенной симметричной конфигурации в случае прокола соседней боковой стенки или промежуточной стенки.