EA017810B1

EA017810B1 - Самонесущая шина, имеющая дополнительный усилитель боковины

Info

Publication number: EA017810B1
Application number: EA201070979A
Authority: EA
Inventors: Франсуа Оттебар
Original assignee: Компани Женераль Дез Этаблиссман Мишлен; Мишлен Решерш Э Текник С.А.
Priority date: 2008-02-21
Filing date: 2009-02-18
Publication date: 2013-03-29
Also published as: EP2247454B1; US20110056605A1; BRPI0908155A8; JP2011512297A; JP5548140B2; US8763663B2; EP2247454A1; EA201070979A1; FR2927845B1; CN101945775B; BRPI0908155A2; CN101945775A; WO2009103733A1; FR2927845A1

Abstract

Предложена самонесущая шина (11), содержащая коронную зону, содержащую усилитель (21, 22) коронной зоны, на котором размещен протектор (30); две боковины (40), проходящие от коронной зоны в радиальном направлении внутрь; два борта (50), которые расположены в радиальном направлении внутри по отношению к боковинам и каждый из которых содержит кольцевой усилительный конструктивный элемент (60); по меньшей мере один каркасный усилитель (71, 72), закрепленный в каждом из бортов и проходящий от бортов через боковины по направлению к коронной зоне; и по меньшей мере одну вставку (80) боковины, расположенную в аксиальном направлении внутри по отношению к каркасному усилителю и содержащую по меньшей мере одну полимерную композицию; при этом по меньшей мере одна боковина шины дополнительно содержит по меньшей мере один дополнительный усилитель (90) боковины, содержащий усилительные элементы, расположенный в аксиальном направлении снаружи по отношению к каркасному усилителю, при этом радиально внутренний конец (91) дополнительного усилителя боковины находится, в любом радиальном сечении, в радиальном направлении внутри по отношению к аксиальной прямой линии (100), которая проходит через те точки на боковинах, в которых каркасный усилитель имеет наибольшую ширину в аксиальном направлении, когда шина смонтирована на ободе; и слой (110) полимерной композиции, расположенный между дополнительным усилителем боковины и каркасным усилителем по меньшей мере на части дополнительного усилителя боковины.

Description

Область техники

Изобретение относится к самонесущим шинам, снабженным самонесущими боковинами.

Уровень техники

В течение ряда лет производители шин предпринимают значительные усилия для разработки новых решений проблемы, которая восходит к самому началу использования колес, снабженных шинами накачиваемого типа, то есть проблемы, связанной с тем, как обеспечить возможность продолжения движения транспортного средства, несмотря на значительную или полную потерю давления в одной или нескольких шинах. В течение десятилетий запасное колесо рассматривалось как единственное и универсальное решение.

Затем, в более позднее время появились значительные преимущества, связанные с исключением запасного колеса. Была развита идея пролонгированной подвижности. Соответствующие технологии обеспечивают возможность продолжения движения транспортного средства без снятия шины, даже после прокола или значительной потери давления, при условии, что соблюдаются определенные правила. Это, например, означает, что можно будет добраться до станции обслуживания без необходимости в остановке для установки запасного колеса при обстоятельствах, которые часто являются опасными.

В настоящее время существуют два основных типа технологий, связанных с ненакачанными шинами. С одной стороны, имеются колеса, снабженные опорами, способными обеспечить опору для внутренней стороны протектора шины, когда боковины сплющиваются после потери давления. Данное решение предпочтительно сочетается с шиной, которая имеет нижнюю зону, способную минимизировать риски соскальзывания шины с обода. Данное решение имеет преимущество, заключающееся в том, что эксплуатационные характеристики шины при нормальных условиях очень близки к эксплуатационным характеристикам обычной шины.

Напротив, оно имеет недостаток, связанный с необходимостью использования дополнительного компонента, а именно опоры, для каждого из колес транспортного средства.

С другой стороны, существуют шины самонесущего типа (часто известные по их аббревиатуре на английском языке ΖΡ, что означает /его ртеззите (нулевое давление)). Такие самонесущие шины способны обеспечить опору для значительной нагрузки при сниженном давлении или даже при отсутствии давления, поскольку они имеют боковины, которые усилены обычно посредством резиновых вставок, предусмотренных в боковинах. Для простоты данные шины в дальнейшем будут названы самонесущими шинами.

Шины, подобные этой, известны, например, из патентов США №№ 4067347, 4779658, 5511599, 5769980,5795416,6022434 и 7093633.

Несмотря на то, что данные шины обеспечивают удовлетворительную эксплуатацию при их ненакачанном состоянии, они имеют недостаток при нормальном движении (то есть в том случае, когда они накачаны до их рабочего давления или давления, близкого к данному рабочему давлению), связанный с тем, что они имеют худшие эксплуатационные характеристики по сравнению с обычными шинами, в частности, в отношении комфорта во время движения и сопротивления качению. Снижение уровня комфорта может быть объяснено тем, что дополнительная жесткость, обеспечиваемая усиленными боковинами, приводит к снижению упругости при качении шины, что делает вождение неприятным. Увеличенное сопротивление качению, со своей стороны, является результатом добавления материала к боковинам; данные материалы вследствие их деформации и гистерезисных потерь способствуют повышению сопротивления шины качению.

Сущность изобретения

Одна из целей изобретения состоит в решении данных проблем посредством создания шины самонесущего типа, обеспечивающей возможность движения в ненакачанном состоянии, которая позволяет повысить комфорт при движении и характеризуется уменьшением сопротивления качению при одновременном обеспечении тех же эксплуатационных характеристик в ненакачанном состоянии, что и известные самонесущие шины.

Данная цель достигается в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения, направленного на самонесущую шину, содержащую:

коронную зону, содержащую усилитель коронной зоны, на котором размещен протектор;

две боковины, проходящие от коронной зоны в радиальном направлении внутрь;

два борта, которые расположены в радиальном направлении внутри по отношению к боковинам и каждый из которых содержит кольцевой усилительный конструктивный элемент;

по меньшей мере один каркасный усилитель, закрепленный в каждом из бортов и проходящий от бортов через боковины по направлению к коронной зоне; и, по меньшей мере одну вставку боковины, расположенную в аксиальном направлении внутри по отношению к каркасному усилителю, предназначенную для усиления боковины, содержащую по меньшей мере одну полимерную композицию, при этом каждая вставка боковины способна выдерживать нагрузку, соответствующую части веса транспортного средства, в ситуации, в которой внутреннее давление в шине существенно снижено или равно нулю.

Шина в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения дополнительно содержит:

- 1 017810 по меньшей мере один дополнительный усилитель боковины, содержащий усилительные элементы, расположенный в аксиальном направлении снаружи по отношению к каркасному усилителю, при этом радиально внутренний конец дополнительного усилителя боковины находится, в любом радиальном сечении, в радиальном направлении внутри по отношению к аксиальной прямой линии, которая проходит через те точки на боковинах, в которых каркасный усилитель имеет наибольшую ширину в аксиальном направлении, когда шина смонтирована на ободе; и слой полимерной композиции, расположенный между дополнительным усилителем боковины и каркасным усилителем по меньшей мере на части дополнительного усилителя боковины.

Данная конструкция обеспечивает возможность улучшения эксплуатационных характеристик шины при нормальных условиях движения при одновременном сохранении ее эксплуатационных характеристик при движении в ненакачанном состоянии.

Можно понять, что данное улучшение достигается за счет следующего. При накачивании шины до ее рабочего давления дополнительный усилитель боковины растягивается в незначительной степени, если вообще это имеет место, в частности вследствие того, что он расположен в аксиальном направлении снаружи по отношению к каркасному усилителю, который поглощает большую часть растягивающей нагрузки, создаваемой внутренним давлением в шине. Данное уменьшенное растяжение означает то, что резина, которая расположена между каркасным усилителем и дополнительным усилителем боковины, подвергается воздействию незначительного сжимающего напряжения или не подвергается воздействию никакого сжимающего напряжения, когда шина нагружена, и, следовательно, вызывает незначительное увеличение жесткости шины, если вообще это имеет место.

Следовательно, эксплуатационные характеристики шины в соответствии с изобретением при нормальных условиях движения сравнимы с эксплуатационными характеристиками шины, которая не имеет дополнительного усилителя боковины и не имеет слоя полимерной композиции.

Однако при условиях движения с ненакачанной шиной дополнительный усилитель боковины растягивается, в частности, в результате:

малого или нулевого растяжения каркасного усилителя, которое обусловлено отсутствием внутреннего давления в шине;

большей кривизны боковины шины и того, что дополнительный усилитель боковины расположен в аксиальном направлении снаружи.

Следовательно, дополнительный усилитель боковины способствует обеспечению жесткости шины, что создает возможность сжатия двух серповидных элементов из резины, а именно вставки боковины, расположенной в аксиальном направлении внутри по отношению к каркасному усилителю, и серповидного элемента из резины, который расположен между каркасным усилителем и дополнительным усилителем боковины. Следовательно, эксплуатационные характеристики шины в соответствии с изобретением эквивалентны эксплуатационным характеристикам шины с малой толщиной вставки боковины, к которой добавлен слой полимерной композиции, расположенный между дополнительным усилителем боковины и каркасным усилителем. За счет соответствующего выбора материалов и относительных толщин вставки боковины и слоя полимерной композиции, расположенного между дополнительным усилителем боковины и каркасным усилителем (данный выбор находится в рамках компетентности специалистов в данной области техники), можно обеспечить эксплуатационные характеристики шины согласно изобретению при движении в ненакачанном состоянии, которые будут эквивалентны эксплуатационным характеристикам контрольной шины. Вследствие малой толщины вставки боковины повышается комфорт при движении и сопротивление качению при нормальных условиях движения.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления по меньшей мере один дополнительный усилитель боковины содержит радиальные усилительные элементы. Альтернативно, дополнительный усилитель боковины может содержать усилительные элементы, которые образуют угол, составляющий менее 65°, относительно направления вдоль окружности. Усилительные элементы могут быть расположены в виде одного или нескольких слоев. Если предусмотрено несколько слоев, усилительные элементы соседних слоев могут перекрещиваться друг относительно друга.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления дополнительный усилитель боковины проходит от одной боковины до другой. Данный вариант осуществления имеет преимущество, заключающееся в большой простоте реализации. В качестве предпочтительного решения дополнительный усилитель боковины вставлен в коронной зоне между каркасным усилителем и усилителем коронной зоны. Таким образом, он не мешает функционированию усилителя коронной зоны. В равной степени возможно проложить дополнительный усилитель боковины между двумя усилителями коронной зоны или уложить его в радиальном направлении снаружи по отношению к ним. Если шина также содержит окружной усилитель, образованный из усилительных элементов, направленных вдоль окружности и намотанных по спирали, и данный окружной усилитель расположен в радиальном направлении снаружи по отношению к усилителю коронной зоны, то может быть предусмотрен дополнительный усилитель боковины, подлежащий вставке в коронной зоне между усилителем боковины и окружным усилителем. В альтернативном варианте может быть предпочтительно расположить дополнительный усилитель боковины таким образом, чтобы он проходил в коронной зоне в радиальном направлении снаружи по отно- 2 017810 шению к окружному усилителю.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления указанный по меньшей мере один дополнительный усилитель боковины состоит из двух отдельных частей, при этом указанные части расположены в разных боковинах. Радиально наружный конец каждого дополнительного усилителя находится в аксиальном направлении снаружи по отношению к соседнему аксиальному концу усилителя коронной зоны. Это обеспечивает возможность уменьшения количества материала и, следовательно, общей массы дополнительного усилителя боковины, в результате чего уменьшается вес шины. Кроме того, высота дополнительного усилителя боковины и расстояние между ним и усилителем каркаса создают для конструктора шин некоторую степень свободы при конструировании.

Если каждая боковина снабжена ее собственным дополнительным усилителем боковины, то предпочтительно, чтобы расстояние в радиальном направлении между радиально наружным концом каждого дополнительного усилителя боковины и аксиальными концами усилителя коронной зоны составляло более 6 мм. Таким образом, концы усилителя коронной зоны будут находиться достаточно далеко от концов каждого дополнительного усилителя боковины, в результате чего обеспечивается возможность повышения устойчивости в отношении производственных допусков и предотвращения какого-либо снижения долговечности/износостойкости в плечевой зоне шины.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления расстояние в радиальном направлении между радиально внутренним концом дополнительного усилителя боковины и самой близкой к центру в радиальном направлении точкой соответствующего кольцевого усилительного конструктивного элемента (то есть кольцевого усилительного конструктивного элемента, расположенного с той же стороны шины) больше или равно 20 мм. Следовательно, это позволяет избежать ситуации, в которой радиально внутренний конец дополнительного усилителя боковины входит в ту зону шины, которая оказывается заклиненной между кольцевым усилительным конструктивным элементом борта и ребордой обода, на котором смонтирована шина. Это тем более важно, если шина содержит каркасный усилитель, загнутый вверх вокруг кольцевого усилительного конструктивного элемента, а загнутая вверх часть расположена между кольцевым усилительным конструктивным элементом и ребордой обода. Поскольку дополнительный усилитель боковины не входит в данную чувствительную зону, износостойкость рассматриваемого борта повышается.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления расстояние в аксиальном направлении между, по меньшей мере, одним из радиальных концов дополнительного усилителя боковины и каркасным усилителем составляет менее 2 мм. Данный вариант осуществления имеет преимущество, заключающееся в охватывании некоторым образом слоя полимерной композиции между усилителями, в результате чего ограничивается возможность его смещения в условиях движения при ненакачанной шине, когда дополнительный усилитель боковины растягивается. Если слой полимерной композиции является несжимаемым, что характерно для подавляющего большинства невспененных полимерных материалов, результатом ограничения возможности его смещения является получение очень жесткой боковины. Если данное явление должно быть еще больше усилено, то предпочтительно, чтобы расстояние в аксиальном направлении между двумя радиальными концами дополнительного усилителя боковины и каркасным усилителем составляло менее 2 мм. (Если каркасный усилитель и дополнительный усилитель боковины армированы нитями, то данное расстояние измеряют от задней стороны нити до задней стороны нити).

Может быть предпочтительно удерживать большую часть дополнительного усилителя боковины как можно дальше от каркасного усилителя, чтобы избежать растягивания дополнительного усилителя боковины за счет поглощения сил, возникающих при накачивании. Данная цель может быть достигнута, в частности, посредством использования толстого слоя полимерной композиции. Действительно, толщина резины между каркасным усилителем и дополнительным усилителем боковины играет свою роль при обеспечении жесткости при движении с ненакачанной шиной и, следовательно, создает возможность уменьшения толщины вставки при заданной жесткости при движении с ненакачанной шиной. Тщательный выбор толщины вставки и толщины слоя полимерной композиции обеспечивает возможность точной настройки баланса между низкой жесткостью в накачанном состоянии и высокой жесткостью в условиях движения с ненакачанной шиной.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления максимальная, определяемая в аксиальном направлении толщина слоя полимерной композиции, расположенного между дополнительным усилителем боковины и каркасным усилителем, больше или равна 10% от максимальной, определяемой в аксиальном направлении толщины боковины шины в радиальной зоне, через которую проходит дополнительный усилитель боковины. В более общем случае и независимо от размера шины предпочтительно обеспечить то, чтобы максимальная, определяемая в аксиальном направлении толщина слоя полимерной композиции, расположенного между дополнительным усилителем боковины и каркасным усилителем, превышала или была равна 2 мм.

Поскольку слой полимерной композиции, расположенный между дополнительным усилителем боковины и каркасным усилителем, в условиях движения с ненакачанной шиной функционирует в очень значительной степени подобно вставке боковины, предпочтительно, чтобы состав полимерной композиции, размещенной между дополнительным усилителем боковины и каркасным усилителем, был иденти

- 3 017810 чен составу полимерной композиции вставки боковины. Данный выбор также обеспечивает уменьшение числа полимерных композиций, используемых при изготовлении шины, и, следовательно, затрат на производство.

Усилительные элементы дополнительного усилителя боковины могут быть металлическими или текстильными (арамидными, нейлоновыми, полиэфирными и т.д.). Они могут иметь линейные или почти линейные кривые сила-относительное удлинение, или, напротив, могут иметь кривые силаотносительное удлинение со значительной нелинейностью. В последнем случае предпочтение может быть отдано использованию усилительных элементов, которые имеют низкую жесткость при малом относительном удлинении (для минимизации жесткости при движении с накачанной шиной) и большую жесткость при большом относительном удлинении (для максимизации жесткости в условиях движения с ненакачанной шиной).

Краткое описание фигур фиг. 1 - вид в радиальном сечении части самонесущей шины в соответствии с предшествующим уровнем техники;

фиг. 2-7 - виды в радиальном сечении части самонесущей шины в соответствии с вариантами осуществления изобретения;

фиг. 8-10 - иллюстрации поведения шины в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения при нормальных условиях движения и при условиях движения с ненакачанной шиной.

Подробное описание изобретения

В контексте данного документа выражения режим движения с ненакачанной шиной или условия движения с ненакачанной шиной означают режим движения, при котором внутреннее давление в шине значительно снижено по отношению к рабочему давлению или даже находится на уровне нулевого давления, например, после серьезного прокола шины. Этот режим движения иногда также называют движением в замедленном режиме. Напротив, данный текст относится к нормальному режиму движения или нормальным условиям движения, когда шина накачана до ее рабочего давления.

При использовании термина радиальный целесообразно провести различие между разными отличающимися вариантами значений, в которых специалисты в данной области техники используют данное слово. Во-первых, термин относится к радиусу шины. Именно в этом смысле утверждается, что точка А находится в радиальном направлении внутри по отношению к точке В (или радиально внутри относительно точки В), если она расположена ближе к оси вращения шины, чем точка В. Напротив, утверждается, что точка С находится в радиальном направлении снаружи по отношению к точке Ό (или радиально снаружи относительно точки Ό), если она расположена дальше от оси вращения шины, чем точка Ό. Продвижение к меньшим (или большим) радиусам будет названо продвижением радиально внутрь (или наружу). Это значение термина также применяется, когда речь идет о расстояниях в радиальном направлении.

Напротив, утверждается, что нить или усилитель является радиальным, когда нить или усилительные элементы усилителя образуют угол, больший или равный 65° и меньший или равный 90°, относительно направления вдоль окружности. Следует уточнить, что в данном документе термин нить следует понимать в его самом широком возможном смысле и что он должен охватывать нити в виде элементарных нитей, комплексных нитей, корда, жгута или эквивалентного комплекта независимо от материала, из которого изготовлена нить, или от обработки поверхности, которая могла быть выполнена для нити для усиления ее адгезионного сцепления с резиной.

В завершение, радиальное сечение или радиальное поперечное сечение должны пониматься здесь как означающие сечение или поперечное сечение в плоскости, содержащей ось вращения шины.

Аксиальное направление представляет собой направление, параллельное оси вращения шины. Утверждается, что точка Е находится в аксиальном направлении внутри по отношению к точке Е (или в аксиальном направлении внутри относительно точки Е), если она расположена ближе к средней плоскости шины, чем точка Е. Напротив, утверждается, что точка О находится в аксиальном направлении снаружи по отношению к точке 1 (или в аксиальном направлении снаружи относительно точки 1). если она расположена дальше от средней плоскости шины, чем точка 1. Средняя плоскость шины представляет собой плоскость, которая перпендикулярна оси вращения шины и которая находится в середине расстояния между кольцевыми усилительными конструктивными элементами каждого борта.

Направление вдоль окружности представляет собой направление, перпендикулярное как к радиусу шины, так и к аксиальному направлению.

Деформацию шины следует понимать как означающую разность радиуса шины в ее ненагруженном состоянии и расстояния в вертикальном направлении между осью вращения шины в ее нагруженном состоянии и грунтом, на котором стоит шина.

Термин вставка в используемом здесь смысле может относиться к элементу, который вставлен в шину после вулканизации. Данный термин также используется в более общем смысле и может относиться к внутреннему конструктивному элементу шины, такому как резиновая деталь шины, которая составляет одно целое с шиной и подвергнута вулканизации вместе с шиной.

Фиг. 1 схематически показывает в радиальном сечении самонесущую шину 10 в соответствии с

- 4 017810 предшествующим уровнем техники. Данная шина 10 содержит коронную зону, содержащую усилитель коронной зоны, который образован из двух слоев усилительных элементов 21 и 22 и поверх которого расположен протектор 30. Две боковины 40 представляют собой продолжение коронной зоны в радиальном направлении внутрь. Шина 10 дополнительно содержит два борта 50, которые расположены в радиальном направлении внутри по отношению к боковинам 40 и каждый из которых содержит кольцевой усилительный конструктивный элемент 60, в данном случае бортовую проволоку, и каркасный усилитель, содержащий два слоя усилительных элементов 71 и 72, один из которых прикреплен к каждому из бортов посредством загибания его вверх вокруг бортовой проволоки, при этом каркасный усилитель проходит от бортов 50 через боковины 40 по направлению к коронной зоне. Само собой разумеется, каркасный усилитель шины в соответствии с изобретением необязательно имеет два слоя усилительных элементов. В частности, он может иметь только один слой усилительных элементов. Шина 10 дополнительно содержит две вставки 80 боковин, расположенные в аксиальном направлении внутри по отношению к каркасным усилительным элементам 71 и 72. Данные вставки с их характерным серповидным радиальным поперечным сечением предназначены для усиления боковины. Они содержат, по меньшей мере, одну полимерную композицию, предпочтительно резиновую смесь. В документе \¥О 02/096677, содержание которого включено сюда посредством ссылки, приведены многочисленные примеры резиновых смесей, которые могут быть использованы для образования подобной вставки. Каждая вставка 80 боковины способна выдерживать нагрузку, соответствующую значительной части веса транспортного средства, в ситуации, в которой внутреннее давление в шине значительно снижено или равно нулю.

Фиг. 2 показывает шину 11 в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения, которая отличается от шины 10 по фиг. 1, в частности, тем, что боковины 40 дополнительно содержат дополнительный усилитель 90 боковины, содержащий радиальные усилительные элементы, в данном случае арамидные нити, расположенные в аксиальном направлении снаружи по отношению к каркасному усилителю, образованному слоями усилительных элементов 71 и 72. Радиально внутренний конец дополнительного усилителя 90 боковины в любом радиальном сечении находится в радиальном направлении внутри по отношению к аксиальной прямой линии 100, которая проходит через те точки на боковинах, в которых каркасный усилитель имеет наибольшую ширину в аксиальном направлении, когда шина смонтирована на ободе. Шина 11 дополнительно содержит слой 110 полимерной композиции, расположенный между дополнительным усилителем 90 боковины и каркасным усилителем, образованным слоями усилительных элементов 71 и 72, на всей высоте дополнительного усилителя 90 боковины в радиальном направлении.

Толщина боковин 40 шины 11 по существу идентична толщине боковин 40 шины 10, несмотря на добавление дополнительного усилителя 90 боковины и слоя 110 полимерной композиции. Действительно, толщина вставок 80 была уменьшена, и именно за счет выполнения данного уменьшения может быть достигнуто улучшение эксплуатационных характеристик при нормальных условиях движения (повышение комфорта при движении, уменьшение сопротивления качению), которое обнаруживается у шины в соответствии с данным вариантом осуществления изобретения.

Как утверждалось ранее, когда шина 11 накачана до ее рабочего давления (нормальное движение), дополнительный усилитель 90 боковины воспринимает незначительную растягивающую нагрузку, если вообще он подвергается ее воздействию, и играет незначительную роль, если вообще он играет какую-либо роль, в обеспечении жесткости шины, в частности, в результате (1) растяжения каркасного усилителя, образованного слоями усилительных элементов 71 и 72, которое вызвано внутренним давлением в шине, (2) малой кривизны боковины 40 шины и (3) его положения в аксиальном направлении снаружи по отношению к каркасному усилителю. Фиг. 8 иллюстрирует геометрию шины во время данного вида движения.

В условиях движения с ненакачанной шиной (см. фиг. 9) дополнительный усилитель 90 боковины находится под действием растягивающей нагрузки, в частности, в результате большей кривизны боковины 40 шины 11, вследствие большей деформации и вследствие того, что дополнительный усилитель 90 боковины расположен в аксиальном направлении снаружи.

Фиг. 10 обеспечивает визуальное сравнение между состояниями дополнительного усилителя 90 боковины при нормальных условиях движения (пунктирная линия) и при условиях движения с ненакачанной шиной (сплошная линия).

В условиях движения с ненакачанной шиной дополнительный усилитель 90 боковины играет некоторую роль в обеспечении жесткости шины. В этом случае эксплуатационные характеристики шины в соответствии с изобретением будут эквивалентны эксплуатационным характеристикам шины с малой толщиной вставки 80 боковины, к которой добавлен слой 110 полимерной композиции, расположенный между дополнительным усилителем боковины и каркасным усилителем. За счет соответствующего выбора материалов и относительных толщин вставки боковины и слоя полимерной композиции, расположенного между дополнительным усилителем боковины и каркасным усилителем (данный выбор находится в рамках компетентности специалистов в данной области техники), можно обеспечить эксплуатационные характеристики шины согласно изобретению при движении в ненакачанном состоянии, которые будут эквивалентны эксплуатационным характеристикам контрольной шины.

- 5 017810

Фиг. 5 показывает шину в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения. В отличие от шин по фиг. 2-4 (фиг. 3 и 4 описаны далее) показанная шина имеет дополнительный усилитель боковины, который проходит от одной боковины до другой. В данном случае дополнительный усилитель боковины вставлен в коронной зоне между каркасным усилителем и усилителем коронной зоны. В этом случае конфигурация коронной зоны шины эквивалентна конфигурации шины с тремя усилительными слоями, функционирование которой очень похоже на функционирование коронной зоны с двумя усилительными слоями. Само собой разумеется, также можно предусмотреть дополнительный усилитель боковины, проходящий между двумя слоями усилительных элементов 21 и 22 коронной зоны, или разместить его в радиальном направлении снаружи относительно них, как показано на фиг. 6.

Если шина также снабжена окружным усилителем, может быть предпочтительно предусмотреть дополнительный усилитель боковины, проходящий в радиальном направлении снаружи по отношению к данному окружному усилителю. Данный вариант осуществления показан на фиг. 7. Шина 11 имеет усилитель коронной зоны, образованный из двух слоев усилительных элементов 21 и 22; поверх них в радиальном направлении размещен окружной усилитель 120, образованный из усилительных элементов 121, направленных вдоль окружности и намотанных по спирали, как хорошо известно специалистам в данной области техники и описано, например, в патенте США № 6533012. Дополнительный усилитель 90 боковины проходит в коронной зоне в радиальном направлении снаружи по отношению к окружному усилителю 120.

Однако даже только по соображениям, связанным с весом, может быть предпочтительно, чтобы каждая боковина была снабжена ее собственным отдельным дополнительным усилителем боковины и чтобы дополнительный усилитель боковины не проходил в коронную зону, что имеет место для шины на фиг. 8. В данной конфигурации предпочтительно обеспечить, чтобы радиально наружный конец 92 каждого дополнительного усилителя боковины находился или в аксиальном направлении снаружи, или в аксиальном направлении внутри по отношению к соседнему аксиальному концу усилителя коронной зоны и предпочтительно на расстоянии ΌΆ от него в аксиальном направлении, составляющем, по меньшей мере, 5 мм, чтобы избежать любого контакта, возникающего в результате наличия допусков при укладке, и в более общем случае - какой-либо концентрации напряжений в небольшой зоне, которые могут вызвать проблемы, связанные с долговечностью/износостойкостью.

Для минимизации жесткости дополнительного усилителя при движении с накачанной шиной предпочтительно гарантировать то, чтобы дополнительный усилитель находился в аксиальном направлении снаружи по отношению к усилителям коронной зоны при наличии некоторого расстояния в радиальном направлении между радиально наружным концом дополнительного усилителя и радиально наружным концом блока коронной зоны. В качестве предпочтения, когда шина 11 смонтирована на ободе, расстояние ΌΚΉ в радиальном направлении между радиально наружным концом 92 каждого дополнительного усилителя 90 боковины и аксиальным концом 23 самого дальнего от центра в аксиальном направлении усилителя коронной зоны превышает 6 мм. Данные параметры проиллюстрированы на фиг. 4.

Также предпочтительно удерживать радиально внутренний конец 91 каждого дополнительного усилителя 90 боковины на некотором расстоянии от борта 50. Предпочтительно, чтобы расстояние ΌΚΒ в радиальном направлении между радиально внутренним концом 91 каждого дополнительного усилителя 90 боковины и самой близкой к центру в радиальном направлении точкой 61 соответствующего кольцевого усилительного конструктивного элемента 60 было больше или равно 20 мм (см. фиг. 4). В таком случае это позволяет избежать введения радиально внутреннего конца 91 дополнительного усилителя 90 боковины в ту зону шины, которая заклинена между кольцевым усилительным конструктивным элементом 60 борта 50 и ребордой обода (не показанного на фиг. 4), на котором смонтирована шина. Это тем более важно, когда шина содержит каркасный усилитель, загнутый вверх вокруг кольцевого усилительного конструктивного элемента, при этом загнутая вверх часть также расположена между кольцевым усилительным конструктивным элементом и ребордой обода. Поскольку дополнительный усилитель боковины не входит в данную чувствительную зону, износостойкость рассматриваемого борта повышается.

Следует отметить, что если имеются несколько точек, которые определяются как самая близкая к центру в радиальном направлении точка кольцевого усилительного конструктивного элемента, то можно рассматривать любую из данных точек при определении высот в радиальном направлении.

Что касается расстояний ЭСН и ЭСВ в аксиальном направлении (см. фиг. 4) между радиальными концами 91 и 92 дополнительного усилителя 90 боковины и каркасным усилителем, то существуют два возможных подхода. Или данные радиальные концы размещают вблизи слоя каркаса, при этом ЭСН и/или ЭСВ составляет менее 2 мм, или их удерживают как можно дальше от него.

Фиг. 3 показывает шину 11, в которой оба расстояния ЭСН и ЭСВ в аксиальном направлении составляют менее 2 мм. Данный вариант осуществления имеет преимущество, заключающееся в том, что слой 110 полимерной композиции полностью заключен между дополнительным усилителем 90 боковины и каркасным усилителем, образованным слоями 71 и 72. Если нагрузка будет приложена к данному несжимаемому слою 110, он обеспечивает большое сопротивление деформированию и, таким образом, придает жесткость боковины в условиях движения с ненакачанной шиной.

- 6 017810

Фиг. 4 показывает шину 11 с высотой Н, для которой расстояния ЭСН и ЭСВ в аксиальном направлении были максимизированы для удерживания радиальных концов 91 и 92 дополнительного усилителя 90 боковины как можно дальше от каркасного усилителя, образованного слоями 71 и 72. В данном случае расстояния ОСН и ЭСВ составляют 7 мм. Данный вариант осуществления предпочтителен в той мере, в какой он позволяет уменьшить риск поглощения дополнительным усилителем 90 боковины растягивающей нагрузки, действующей на каркасный усилитель, когда шина 11 накачана до ее рабочего давления. Само собой разумеется, данное преимущество достигается за счет охватывания слоя 110 полимерной композиции: когда шина движется в условиях движения с ненакачанной шиной и нагрузка действует на слой 110, данный слой может обладать способностью деформироваться со смещением по направлению к остающемуся отверстию между радиальными концами 91 и 92 дополнительного усилителя 90 боковины и каркасным усилителем.

Фиг. 2 показывает промежуточный вариант осуществления, в котором расстояние ΌΟΒ (см. фиг. 4) составляет менее 2 мм, и расстояние ОСН (см. фиг. 4) равно 8 мм.

Слой 110 полимерной композиции, расположенный между дополнительным усилителем 90 боковины и каркасным усилителем, как правило, будет иметь серповидное радиальное сечение. Предпочтительно его максимальная определяемая в аксиальном направлении толщина ЕС больше или равна 10% от максимальной определяемой в аксиальном направлении толщины Е боковины шины в радиальной зоне, через которую проходит дополнительный усилитель боковины. Данные величины проиллюстрированы на фиг. 2. В любом случае и независимо от размера шины предпочтительно обеспечить то, чтобы максимальная определяемая в аксиальном направлении толщина ЕС слоя 110 полимерной композиции, расположенного между дополнительным усилителем 90 боковины и каркасным усилителем, была больше или равна 2 мм. При значениях, которые меньше данной величины, эффект придания жесткости при растягивании дополнительного усилителя боковины является относительно слабым.

Предпочтительно состав полимерной композиции, размещенной между дополнительным усилителем 90 боковины и каркасным усилителем, идентичен составу полимерной композиции вставки боковины. Данный выбор также обеспечивает возможность уменьшения числа полимерных композиций, используемых при изготовлении шины, и, следовательно, затрат на ее изготовление. В документе \¥0 02/096677 представлено несколько примеров резиновых смесей, которые могут быть использованы.

Усилительные элементы дополнительного усилителя 90 боковины могут представлять собой нитевидные элементы. Они могут быть изготовлены из вискозных, арамидных, гибридных арамидных/нейлоновых нитей (для того чтобы воспользоваться преимуществами свойств корда с двумя модулями: низким модулем при малых деформациях (нормальные условия движения), высоким модулем при более значительных деформациях (условия движения с ненакачанной шиной)), полиэфирных, металлических нитей и т.д. С целью уменьшения сложности изготовления дополнительный усилитель боковины может быть изготовлен из тех же материалов, что и каркасный усилитель.

Для простоты все чертежи показывают шины 11, каркасные усилители которых намотаны вокруг бортовой проволоки. Однако это не является признаком, ограничивающим изобретение. Изобретение может быть реализовано независимо от того, как каркасный усилитель закреплен в борте. В частности, оно может быть реализовано для самонесущей шины, в которой каркасный усилитель заклинен между двумя или более комплектами кольцевых усилительных элементов.

В таблице 1 показаны результаты, полученные посредством численного моделирования для шины с размером 245/50 В 18 100 Υ и нагрузки, равной 80% от грузоподъемности шины. Было выполнено сравнение шины с конструкцией по фиг. 2 и шины по предшествующему уровню техники, подобной показанной на фиг. 1. Расчеты были выполнены для шин с радиальными каркасными усилителями, изготовленными из вискозы. Дополнительный усилитель боковины в шинах в соответствии с вариантами осуществления изобретения содержал радиальные нити, изготовленные из вискозы. Тот же материал (с модулем упругости, составляющим 6 МПа, при относительном удлинении 10%) был выбран для вставок боковин и для слоя полимерной композиции, расположенного между дополнительным усилителем боковины и каркасным усилителем.

Таблица 1

	Жесткость в вертикальном направлении [даН] при давлении 2,5 бар	Сопротивление качению [кг/т] при давлении 2,5 бар	Максимальная температура вставки боковины при 100 км/ч [°С] при давлении 0 бар
Шина по предшествующему уровню техники	38,5	7,4	136,4
Шина согласно изобретению	36,4	7,2	136,7
Разность	-5,5%	-2, 5%	0,4

- 7 017810

Можно наблюдать значительное улучшение с точки зрения жесткости в вертикальном направлении (которая связана с комфортом при движении, ощущаемым пользователем) и с точки зрения сопротивления качению при нормальных условиях движения, при этом автономность при движении с ненакачанной шиной (то есть расстояние, которое может быть покрыто в режиме движения с ненакачанной шиной до того, как шина будет разрушена), оцениваемая посредством использования максимальной температуры вставки боковины, остается практически неизменной.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Самонесущая шина (11), содержащая коронную зону, содержащую усилитель (21, 22) коронной зоны, на котором размещен протектор (30);

две боковины (40), проходящие от коронной зоны в радиальном направлении внутрь;

два борта (50), которые расположены в радиальном направлении внутри по отношению к боковинам и каждый из которых содержит кольцевой усилительный конструктивный элемент (60);

по меньшей мере один каркасный усилитель (71, 72), закрепленный в каждом из бортов и проходящий от бортов через боковины по направлению к коронной зоне; и, по меньшей мере одну вставку (80) боковины, расположенную в аксиальном направлении внутри по отношению к каркасному усилителю и содержащую по меньшей мере одну полимерную композицию, при этом по меньшей мере одна боковина шины дополнительно содержит:

(ί) по меньшей мере один дополнительный усилитель (90) боковины, содержащий радиальные усилительные элементы, расположенный в аксиальном направлении снаружи по отношению к каркасному усилителю, при этом радиально внутренний конец (91) указанного по меньшей мере одного дополнительного усилителя боковины находится в любом радиальном сечении, в радиальном направлении внутри по отношению к аксиальной прямой линии (100), которая проходит через те точки на боковинах, в которых каркасный усилитель имеет наибольшую ширину в аксиальном направлении, когда шина смонтирована на ободе; и (ίί) слой (110) полимерной композиции, расположенный между указанным по меньшей мере одним дополнительным усилителем боковины и каркасным усилителем по меньшей мере на части дополнительного усилителя боковины.
2. Шина по п.1, в которой указанный по меньшей мере один дополнительный усилитель (90) боковины проходит от одной боковины до другой.
3. Шина по п.2, в которой указанный по меньшей мере один дополнительный усилитель (90) боковины вставлен в коронной зоне между каркасным усилителем и усилителем коронной зоны.
4. Шина по п.2, в которой указанный по меньшей мере один дополнительный усилитель (90) боковины проходит в коронной зоне в радиальном направлении снаружи по отношению к усилителю коронной зоны.
5. Шина по п.2, дополнительно содержащая окружной усилитель (120), расположенный в радиальном направлении снаружи по отношению к усилителю коронной зоны, при этом окружной усилитель образован из усилительных элементов (121), направленных вдоль окружности и намотанных по спирали, и указанный по меньшей мере один дополнительный усилитель боковины (90) проходит в коронной зоне в радиальном направлении снаружи по отношению к окружному усилителю.
6. Шина по п.1, в которой указанный по меньшей мере один дополнительный усилитель (90) боковины состоит из двух отдельных частей, при этом указанные части расположены в разных боковинах.
7. Шина по п.6, в которой радиально наружный конец (92) каждой указанной части дополнительного усилителя (90) боковины находится в аксиальном направлении снаружи по отношению к соседнему аксиальному концу (23) усилителя коронной зоны.
8. Шина по п.7, в которой расстояние (ΌΚΗ) в радиальном направлении между радиально наружным концом каждой указанной части дополнительного усилителя (90) боковины и аксиальными концами усилителя коронной зоны превышает 6 мм.
9. Шина по любому из пп.1-8, в которой расстояние (ΌΚΒ) в радиальном направлении между радиально внутренним концом (91) указанного по меньшей мере одного дополнительного усилителя (90) боковины и самой близкой к центру в радиальном направлении точкой (61) соответствующего кольцевого усилительного конструктивного элемента (60) больше или равно 20 мм.
10. Шина по любому из пп.1-9, в которой расстояние (ИСН, ИСВ) в аксиальном направлении между по меньшей мере одним из радиальных концов (91, 92) указанного по меньшей мере одного дополнительного усилителя (90) боковины и каркасным усилителем составляет менее 2 мм.
11. Шина по п.10, в которой расстояние (ИСН, ИСВ) в аксиальном направлении между по меньшей мере двумя радиальными концами указанного по меньшей мере одного дополнительного усилителя боковины и каркасным усилителем составляет менее 2 мм.
12. Шина по любому из пп.1-11, в которой максимальная, определяемая в аксиальном направлении толщина (ЕС) слоя (110) полимерной композиции, расположенного между указанным по меньшей мере

- 8 017810 одним дополнительным усилителем (90) боковины и каркасным усилителем, больше или равна 10% от максимальной, определяемой в аксиальном направлении толщины (Е) боковины шины в радиальной зоне, через которую проходит указанный по меньшей мере один дополнительный усилитель боковины.
13. Шина по п.12, в которой максимальная, определяемая в аксиальном направлении толщина (ЕС) слоя (110) полимерной композиции, расположенного между указанным по меньшей мере одним дополнительным усилителем (90) боковины и каркасным усилителем, больше или равна 2 мм.
14. Шина по любому из пп.1-13, в которой состав полимерной композиции, размещенной между указанным по меньшей мере одним дополнительным усилителем боковины и каркасным усилителем, идентичен составу полимерной композиции вставки боковины.