RU156037U1 - Конструкция покрышки бескамерной пневматической шины - Google Patents

Abstract

1. Конструкция покрышки бескамерной пневматической шины, отличающаяся тем, что каркас, технологическая прослойка и гермослой выполнены в виде детали из полимерной высокорастяжимой пленки с низкой воздухопроницаемостью, армированной плоскими полимерными нитями.2. Конструкция покрышки бескамерной пневматической шины по п. 1, отличающаяся тем, что деталь из полимерной высокорастяжимой пленки с низкой воздухопроницаемостью, армированная плоскими полимерными нитями, образована из нескольких слоев пленки.3. Конструкция покрышки бескамерной пневматической шины по п. 1, отличающаяся тем, что полимерная высокорастяжимая пленка с низкой воздухопроницаемостью выполнена толщиной 50-250 мкн.4. Конструкция покрышки бескамерной пневматической шины по п. 1, отличающаяся тем, что плоские полимерные нити выполнены толщиной 0,1-0,4 мм, шириной 1-7 мм.5. Конструкция покрышки бескамерной пневматической шины по п. 1, отличающаяся тем, что плоские некрученые полимерные нити каркаса расположены между слоями полимерной высокорастяжимой пленки с низкой воздухопроницаемостью.6. Конструкция покрышки бескамерной пневматической шины по п. 1, отличающаяся тем, что плоские некрученые нити каркаса расположены на слое полимерной высокорастяжимой пленки с низкой воздухопроницаемостью.

Description

Полезная модель относится к транспортным средствам, в частности к конструкции покрышек автомобильных пневматических шин с каркасом из текстильного корда.

Полезная модель может быть использовано для электромобилей.

Современная конструкция бескамерных покрышек пневматических шин состоит из следующих основных деталей - гермослой, каркас, бортовые кольца с наполнительным шнуром, боковины, брекер (обычно из нескольких слоев), протектор, резиновые прослойки.

Одной из основных деталей покрышки является каркас - торообразная силовая основа шины состоящая из резино-кордных слоев, обычно содержащих текстильные (или м/к) нити. Каркас, являясь основной силовой частью покрышки, ограничивает объем накаченного воздуха и воспринимает нагрузки, действующие на шину. Основной нагрузкой на шину является собственный вес автомобиля и вес перевозимого груза. Каркас должен обладать значительной прочностью, а так же определенной эластичностью. Он состоит из одного или нескольких наложенных друг на друга слоев прорезиненного корда и резиновых прослоек - сквиджей. Поскольку большинство производимых шин являются бескамерными, то каркас также должен обеспечивать герметичность, то есть отсутствие утечек накачанного внутрь воздуха в течении длительного времени. Так как используемые при производстве каркаса каучуки не могут обеспечить достаточную герметичность, используется специальная деталь, расположенная на внутренней поверхности каркаса - гермослой. Гермослой изготавливается на основе специального каучука - бутилового или хлорбутилового. Данный тип каучука весьма дорог, в связи, с чем используется тонкий слой толщиной (0,75-1,5 мм) (часто переменной толщины по профилю каркаса), который для обеспечения механической стабильности дублируется (изготавливается) вместе с технологической резиновой прослойкой толщиной также 0,7-1,5 мм.

При сборке шины на сборочный барабан последовательно накладывается гермослой сдублированный с технологической резиновой прослойкой (при одностадийной сборке дополнительно агрегатированный с боковинами), затем накладываются слои каркаса, устанавливаются так называемые «крылья» - бортовые кольца вместе с наполнительным шнуром. Затем производится формование каркаса, заключающееся в завороте слоев вокруг бортовых колец и приданию каркасу торообразной формы. Известен также вариант сборки каркаса шины на дорне - жесткой оправке имеющей форму шины в готовом виде. В этом случае гермослой и каркас накладываются полосами.

Материалом корда каркаса могут служить нити из полимерных волокон (капрон, лавсан и т.д.), а также трос из стальной латунированной проволоки (металлокорд). Прочность покрышки определяется прочностью каркаса и главным образом зависит от прочности корда, так как модуль его упругости на несколько порядков больше модуля упругости резины. Каждая кордная нить каркаса изолирована от соседних и в то же время связана с ними резиной. Резина предохраняет кордные нити от влаги, перетирания и способствует равномерному распределению нагрузок между ними.

Существует целый ряд различных вариантов исполнения каркаса покрышек шин на основе текстильных кордных материалов. Как правило, все они имеют одно общее свойство - в них используется крученый из одиночных нитей текстильный корд [1-8]. Известные конструкции каркасов для пневматических шин выполнены с использованием текстильных материалов на основе скрученных нитей диаметром от 0,4 до 1,2 мм, что и определяет вместе с покровной резиной толщину каркасной детали в шине. В зоне боковины покрышка шины состоит из гермослоя, технологической резиновой прослойки, слоя каркаса и резины боковины, (см. В.В. Рагулин «Технология шинного производства», Химия, 1970)

Так же существует техническое решение направленное на снижение толщины каркаса - изготавливать нити каркаса из плоских монофиламентных полимерных нитей (лент), что позволяет снизить толщину каркаса и соответственно количество резины, что положительно влияет на свойства шины [9].

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемая полезная модель, является упрощение конструкции, уменьшение количества резины в готовой покрышке, снижение количества деталей шины, что улучшает ее эксплуатационные технические характеристики, в частности благоприятно сказывается на снижении температуры при качении и соответственно снижении сопротивления качению, повышению однородности шины и повышению долговечности конструкции. Также снижение количества деталей позволяет повысить производительность труда и снизить объем предварительных операций по смешению резины, выпуску резиновых деталей и каландрованию. Использование предлагаемой конструкции может найти широкое применение в электромобилях, для которых существенным является снижение веса, в том числе и покрышек.

Технический результат, достигаемый реализацией всей заявляемой совокупностью существенных признаков, состоит в:

- снижении массы конструкции покрышки шины;

- повышения однородности готового изделия и стабильности размеров в эксплуатации,

- повышение долговечности в эксплуатации,

- снижении рабочих температур и соответственно снижении потерь на качение, под которыми понимается стандартное испытание шин на оценку величины рассеивания энергии при качении из-за гистерезиса резины.

- снижении трудоемкости изготовления шины за счет снижения количества деталей и использования готового к применению на сборочном станке каркасного материала.

Поставленная техническая задача решается благодаря выполнению каркаса, технологической прослойки и гермослоя в виде детали из полимерной высокорастяжимой пленки с низкой воздухопроницаемостью, армированной плоскими полимерными нитями. При этом деталь из полимерной высокорастяжимой пленки с низкой воздухопроницаемостью, армированной плоскими полимерными нитями может быть образована из нескольких слоев пленки, между которыми или сверху которых помещаются плоские полимерные нити. Полимерная высокорастяжимая пленка с низкой воздухопроницаемостью может быть выполнена толщиной 50-250 микрон. Плоские полимерные нити могут быть выполнены толщиной 0,1-0,4 мм, шириной 1-7 мм. Плоские некрученые полимерные нити каркаса могут быть расположены между слоями полимерной высокорастяжимой пленки с низкой воздухопроницаемостью, а плоские некрученые нити каркаса могут быть расположены на слое полимерной высокорастяжимой пленки с низкой воздухопроницаемостью. Конструкция покрышки пневматической шины может дополнительно содержать самозаклеивающийся слой.

В зависимости от технических характеристик, обеспечиваемых покрышкой плоские некрученые полимерные нити каркаса могут быть расположены на слое полимерной высокорастяжимой пленки с низкой воздухопроницаемостью, а также могут быть расположены между слоями полимерной высокорастяжимой пленки с низкой воздухопроницаемостью. При испытании покрышек оценка воздухопроницаемости осуществляется по методике ИР-5Р-82 (НИИШП) или DIN 53536 или аналогичным методикам.

Полимерная высокорастяжимая пленка с низкой воздухопроницаемостью исполняет роль как связующего армирующих нитей, образуя каркас, так и роль гермослоя. То есть вместо трех различных по функциям деталей традиционной конструкции (обрезиненный каркас - придает требуемую прочность, технологическая прослойка предохраняет кордные нити от влаги, перетирания и способствует равномерному распределению нагрузок между ними, гермослой является обеспечивающим герметичность изолирующим элементом) используется одна деталь, состоящая из одного или нескольких, например, двух, слоев полимерной пленки. Полимер пленки должен обеспечивать при определенных процедурах образование связи с резиновыми деталями. Для этого пленку покрывают составом обеспечивающим липкость к резине для процесса сборки шины. Также полимер пленки должен иметь низкую воздухопроницаемость на уровне резин, используемых для изготовления гермослоя покрышки. В качестве такой полимерной пленки может быть использована, к примеру, полиамидная (анидная, найлон 66) пленка, пропитанная составом аналогичным пропиточному составу анидных кордных тканей и покрытая клейким составом на основе латекса. Толщина используемой пленки зависит от размера покрышки и составляет 50-250 микрон, монофиламентные армирующие нити имеют ширину 1-7 мм и толщину 0,1-0,4 мм. Толщина плоской монофиламентной нити при равной прочности меньше традиционно используемой нити, выполненной из крученого волокна в 2÷4 раза, что позволяет соответственно уменьшить толщину каркасной детали, (для легковых однослойных шин с традиционным кордным материалом толщина обрезиненного каркаса от 0,9 до 1,4 мм).

При сборке шины на сборочный барабан последовательно накладывается в виде рулона полимерная высокорастяжимая пленка с низкой воздухопроницаемостью в один или несколько слоев. Слои пленки перекладываются полимерными изолировочными слоями ткани с низкой адгезией к сырой резине или полимерам. Слои пленки предварительно обрабатывают, например, латексом, на которую накладываются слой монофиламентных армирующих нитей, устанавливается так называемые «крылья» - бортовые кольца вместе с наполнительным шнуром. Затем производится формование собственно каркаса из полимерной пленки с армирующими нитями, заключающееся в завороте слоев вокруг бортовых колец и приданию каркасу торообразной формы. Материалом корда могут служить нити из полимерных волокон (капрон, лавсан и т.д.), а также трос из стальной латунированной проволоки (металлокорд).

На рис. 1а представлен вариант структуры заготовки каркаса покрышки пневматической шины, выполненного из одного слоя полимерной полиамидной (NY66) пленки армированной монофиламентными нитями, где 1в - монофиламентная нить, 2в - полимерная пленка. Параметры монофиламентных нитей определяются необходимой прочностью каркаса и могут быть изготовлены из полиамидов или полиэстера (полиэфира). Другим вариантом исполнения заготовки каркаса является использование двух слоев полимерной пленки с армирующими нитями между ними, рис. 1б.

На рис. 2 представлено сравнение структуры традиционной конструкции шины и предлагаемого решения, где:

1 - протектор покрышки,

2 - подканавка,

3 - экранирующий слой брекера,

4 - боковина,

5 - слои брекера,

6 - гермослой + технологическая прослойка,

7 - обрезиненный каркас,

8 - полимерная армированная пленка (каркас),

9 - наполнительный шнур,

10 - заворот каркаса,

11 - бортовое кольцо,

12 - бортовая резиновая лента.

В качестве примера приведен каркас пневматической шины 195/55R15V, выполненный из двух слоев полимерной полиамидной пленки (NY66) толщиной 80 микрон, армированной монофиламентными полиэфирными нитями, расположенными между слоями пленки. В качестве монофиламентных нитей используется плоская полиэфирная мононить 4400 дтех шириной 2 мм и толщиной 0,2 мм, шаг 4 мм. Результаты сравнения конструкции шины размера 195/55R15V с традиционной конструкцией каркаса и предлагаемого решения приведены в таблице.

В таблице 1 представлены расчетные характеристики шины 195/55R15V с применением в каркасе традиционной кордной ткани 18ПДУ 1440×2 F-114 а также традиционного сдублированного гермослоя и каркаса из полиамидной пленки армированной плоской монофиламентной полиэфирной нитью 4400 дтех шириной 2 мм и толщиной 0,2 мм, шаг 4 мм.

Изготовление пневматических шин с каркасом из полимерной пленки армированной полимерной монофиламентной нитью возможно в условиях массового производства.

Литература

1. Патент РФ 2262453 Покрышка пневматической шины радиальной конструкции (прототип).

2. Патент РФ 2456167 Пневматическая шина.

3. Патент РФ 2467883 Пневматическая шина.

4. Патент РФ 2317212 Покрышка пневматической шины.

5. Патент РФ 2377136 Покрышка пневматической шины.

6. United States Patent 4787200 Rubber-reinforcing aromatic polyamide fiber cords.

7. United States Patent 5759316 Pneumatic tire with double-twisted organic fiber carcass cords.

8. Патент РФ 146247 Каркас покрышки шины.

Claims (6)

1. Конструкция покрышки бескамерной пневматической шины, отличающаяся тем, что каркас, технологическая прослойка и гермослой выполнены в виде детали из полимерной высокорастяжимой пленки с низкой воздухопроницаемостью, армированной плоскими полимерными нитями.

2. Конструкция покрышки бескамерной пневматической шины по п. 1, отличающаяся тем, что деталь из полимерной высокорастяжимой пленки с низкой воздухопроницаемостью, армированная плоскими полимерными нитями, образована из нескольких слоев пленки.

3. Конструкция покрышки бескамерной пневматической шины по п. 1, отличающаяся тем, что полимерная высокорастяжимая пленка с низкой воздухопроницаемостью выполнена толщиной 50-250 мкн.

4. Конструкция покрышки бескамерной пневматической шины по п. 1, отличающаяся тем, что плоские полимерные нити выполнены толщиной 0,1-0,4 мм, шириной 1-7 мм.

5. Конструкция покрышки бескамерной пневматической шины по п. 1, отличающаяся тем, что плоские некрученые полимерные нити каркаса расположены между слоями полимерной высокорастяжимой пленки с низкой воздухопроницаемостью.

6. Конструкция покрышки бескамерной пневматической шины по п. 1, отличающаяся тем, что плоские некрученые нити каркаса расположены на слое полимерной высокорастяжимой пленки с низкой воздухопроницаемостью.

Images