RU2048991C1

RU2048991C1 - Radial-ply tyre breaker

Info

Publication number: RU2048991C1
Authority: RU
Inventors: Н.А. Франков; В.В. Торухнов; В.М. Воронов; В.В. Грошков; М.А. Евдокимов; Н.К. Розова; Г.М. Галыбин; Н.Л. Сергеева; Т.Л. Соловьева
Original assignee: Ярославский шинный завод
Priority date: 1991-08-07
Filing date: 1991-08-07
Publication date: 1995-11-27

Abstract

FIELD: tyre industry; automotive tyres. SUBSTANCE: cord auxiliary layer 4 is arranged between main layers 3 in zone of neutral axis of breaker cross section. Number of cord threads in auxiliary layer is 1.3-2.0 times greater than number of threads in main layers and gauge of threads in auxiliary layer is 0.6-1.5 of gauge of main layer threads. EFFECT: enhanced quality of tyre breaker. 3 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к шинной промышленности, а именно к пневматическим шинам, применяющимся на различных движительных установках. The invention relates to the tire industry, namely to pneumatic tires used in various propulsion systems.

Известна пневматическая шина с брекером, состоящим из основных и вспомогательных слоев, причем основные слои брекера с углом наклона нитей 60-85^о расположены между вспомогательными с углом наклона нитей 0-35^о. Такое расположение обеспечивает снижение касательных напряжений на границе каркас-брекер, но при эксплуатации в тяжелых и климатических условиях шины преждевременно выходят из строя, недолговечны и неремонтопригодны.Known pneumatic tire with a breaker, consisting of the main and auxiliary layers, and the main layers of the belt with an angle of inclination of threads 60-85 ^about located between the auxiliary with an angle of inclination of threads 0-35 ^about . This arrangement provides a reduction in tangential stresses at the frame-breaker boundary, but when operating in harsh and climatic conditions, the tires fail prematurely, are short-lived and are not repairable.

Известна пневматическая шина, имеющая основные и вспомогательные слои брекера, но вспомогательные слои брекера выполнены из разреженного обрезиненного полиамидного корда, причем вспомогательный слой, расположенный на границе с каркасом, выполнен уширенным. Данная пневматическая шина отличается улучшенной работоспособностью и ремонтопригодностью (прототип). A pneumatic tire is known having the main and auxiliary layers of the breaker, but the auxiliary layers of the breaker are made of a sparse rubberized polyamide cord, and the auxiliary layer located at the border with the carcass is broadened. This pneumatic tire is characterized by improved performance and maintainability (prototype).

Недостатком указанной пневматической шины является снижение боковой жесткости шины в поперечном направлении относительно качения шины вследствие того, что вспомогательные слои с углом наклона нитей 0-35^о выполнены из относительно мягкого полиамидного корда, что приводит в конечном итоге к снижению устойчивости и управляемости автомобиля, показателя N 1 эксплуатационных качеств всех движительных установок по обеспечению активной безопасности движения, особенно на высоких скоростях. Применение разреженного полиамидного корда снижает стойкость к механическим повреждениям. Имеет место тот парадоксальный случай в современной практике создания пневматических шин, отвечающих многим требованиям машиностроения с целью обеспечения конкурентноспособности, когда желание усилить один из показателей шины приводит к снижению другого.The disadvantage of this is to reduce the tire lateral rigidity in the tire width direction relative to the rolling tire because the auxiliary layers with an inclination angle ^of 0-35 filaments are made of a relatively soft polyamide cord, which leads eventually to a decrease in the stability and drivability, index N 1 operational qualities of all propulsion systems to ensure active traffic safety, especially at high speeds. The use of a thin polyamide cord reduces the resistance to mechanical damage. There is that paradoxical case in modern practice of creating pneumatic tires that meet many requirements of mechanical engineering in order to ensure competitiveness, when the desire to strengthen one of the tire performance leads to a decrease in the other.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков и повышение как боковой жесткости шины, так и ее долговечности и ремонтопригодности. The aim of the invention is to remedy these disadvantages and increase both the lateral stiffness of the tire, and its durability and maintainability.

Указанная цель достигается тем, что в известной пневматической шине, имеющей не менее трех слоев обрезиненного материала, два слоя основные с углом наклона нитей 60-85^о, один слой (не менее) вспомогательный с углом наклона нитей 0-35^о. Вспомогательный слой, выполненный из обрезиненного материала с превышающими упругожесткостными характеристиками, чем в основных слоях, расположен между основными слоями в непосредственной близости от нейтральной оси поперечного сечения многослойного брекера. Для раскрытия и правильного понимания существа изобретения необходимо деформационное состояние брекера сравнить с деформацией бруса под действием изгибающего момента по схеме из теории сопротивления материалов: одна поверхность бруса претерпевает деформацию сжатия, противоположная поверхность деформацию растяжения, средняя часть, совпадающая с нейтральной осью поперечного сечения бруса, остается при изгибе без изменения.This object is achieved in that in a known tire having at least three layers of rubberized material with two layers of basic yarns 60-85 angle of inclination ^of one layer of (at least) an auxiliary yarn with an inclination angle ^of 0-35. The auxiliary layer, made of rubberized material with superior elastic and stiffness characteristics than in the main layers, is located between the main layers in the immediate vicinity of the neutral axis of the cross section of the multilayer breaker. To disclose and correctly understand the essence of the invention, it is necessary to compare the deformation state of the breaker with the deformation of the beam under the influence of bending moment according to the scheme from the theory of resistance of materials: one surface of the beam undergoes compression deformation, the opposite surface is tensile deformation, the middle part coinciding with the neutral axis of the cross-section of the beam remains when bending unchanged.

В случае брекера пневматической шины, слабонагруженной от внутреннего давления воздуха вспомогательный слой с углом нитей 0-35^о, расположенный в непосредственной близости от нейтральной оси поперечного сечения многослойного брекера, при деформации пневматической шины остается практически без изменения относительного положения, тем самым достигается высокая долговечность брекера и ремонтопригодность пневматической шины в целом при эксплуатации в любых дорожных и климатических условиях, а за счет применения обрезиненного материала с превышением упругожесткостных характеристик в сравнении с основными слоями, увеличивается боковая жесткость пневматической шины.In the case of the belt of the tire, lightly loaded from internal air pressure, the auxiliary layer with an angle of ^about 0-35 filaments disposed in the vicinity of the neutral axis of the cross section of the laminated belt at tire deformation remains essentially unchanged relative position, thereby achieving a high durability of the belt and maintainability of the pneumatic tire as a whole during operation in any road and climatic conditions, and due to the use of rubberized material with excess elastic-stiffness characteristics in comparison with the main layers, the lateral stiffness of the pneumatic tire increases.

Допустимость применения во вспомогательном слое обрезиненного материала с превышением упругожесткостных характеристик, в сравнении с основными слоями, без ухудшения долговечности и ремонтопригодности пневматической шины, также комфортабельности при обтекании неровностей дорожного покрытия, обеспечивается тем же самым благоприятным положением вспомогательного слоя в непосредственной близости от нейтральной оси поперечного сечения многослойного брекера без его изменения относительного положения при деформации пневматической шины. Благодаря изобретению удается увязать трудносовместимые важнейшие характеристики брекера пневматической шины: жесткость и изгибоустойчивость для обеспечения устойчивости и управляемости движительных установок, комфортабельности езды, долговечности пневматических шин. В качестве обрезиненного материала для основных слоев брекера могут применяться вискоза, ароматический полиамидный корд СВМ; вспомогательного слоя металлокорд и капроновая мононить (типа рыболовной лески). The admissibility of the use of rubberized material in the auxiliary layer with an excess of elastic-stiffness characteristics, in comparison with the main layers, without impairing the durability and maintainability of the pneumatic tire, as well as comfort when flowing around road surface irregularities, is ensured by the same favorable position of the auxiliary layer in the immediate vicinity of the neutral axis of the cross section multilayer breaker without changing its relative position during deformation of the pneumatic tire us. Thanks to the invention, it is possible to combine the most incompatible essential characteristics of a pneumatic tire breaker: rigidity and flexural stability to ensure stability and controllability of propulsion systems, ride comfort, and durability of pneumatic tires. As a rubberized material for the main layers of the breaker, viscose, aromatic polyamide cord CBM can be used; the auxiliary layer is metal cord and nylon monofilament (such as fishing line).

Изобретением предусматривается соотношение параметров обрезиненного материала вспомогательного и основных слоев: частота нитей, их калибр. Частота нитей материала в вспомогательном слое в 1,3-2 раза больше частоты нитей в основных слоях. Большая частота нитей материала во вспомогательном слое брекера способствует, с одной стороны, повышению боковой жесткости пневматических шин за счет количества материала, с другой стороны, служит надежным экраном для брекера, каркаса, ездовой камеры от механических повреждений, повышая долговечность и ремонтопригодность пневматических шин. The invention provides for the ratio of the parameters of the rubberized material of the auxiliary and the main layers: the frequency of the threads, their caliber. The frequency of the strands of material in the auxiliary layer is 1.3-2 times higher than the frequency of the strands in the main layers. The high frequency of material strands in the auxiliary layer of the breaker helps, on the one hand, increase the lateral stiffness of pneumatic tires due to the amount of material, on the other hand, serves as a reliable screen for the breaker, carcass, and driving chamber from mechanical damage, increasing the durability and maintainability of pneumatic tires.

Снижение резиносодержания во вспомогательном слое от повышения частоты нитей не приведет к расслоению между основными и вспомогательными слоями, так как вспомогательный слой находится в сжатом состоянии между основными слоями из нерастяжимых нитей и не меняет свое относительное положение при деформации пневматической шины. В пределах 1,3-2-кратного превышения выбирается частота нитей во вспомогательном слое в зависимости от размера и назначения пневматической шины. Для выполнения тех же целей, определяемых изобретением, в зависимости от типа пневматической шины калибр нитей обрезиненного материала во вспомогательном слое составляет 0,6-1,5 от калибра нитей обрезиненного материала основных слоев. The decrease in rubber content in the auxiliary layer from increasing the frequency of the threads will not lead to delamination between the main and auxiliary layers, since the auxiliary layer is in a compressed state between the main layers of inextensible threads and does not change its relative position during deformation of the pneumatic tire. Within 1.3-2 times the excess, the frequency of the threads in the auxiliary layer is selected depending on the size and purpose of the pneumatic tire. To achieve the same goals defined by the invention, depending on the type of pneumatic tire, the caliber of the threads of rubberized material in the auxiliary layer is 0.6-1.5 of the caliber of the threads of rubberized material of the main layers.

В зависимости от отношения высоты профиля Н₁ к ширине профиля В₁ (в практике шинного производства применяются шины с отношением 0,5; 0,6; 0,65; 0,7; 0,8; 0,9; 1,0) для выполнения целей, определяемых изобретением, ширина вспомогательного слоя брекера составляет величину 0,6-1,4 от высоты профиля Н₁ по внутреннему контуру пневматической шины.Depending on the ratio of the profile height H ₁ to the profile width B ₁ (in the practice of tire production, tires with a ratio of 0.5; 0.6; 0.65; 0.7; 0.8; 0.9; 1.0 are used) to achieve the goals defined by the invention, the width of the auxiliary layer of the breaker is a value of 0.6-1.4 of the height of the profile H ₁ along the inner contour of the pneumatic tire.

В качестве первого варианта изобретения, решающего одну и ту же задачу принципиально одним и тем же путем, предлагается брекер пневматической шины, в которой вспомогательный слой располагается между основными слоями, каждый из которых состоит из перегнутой полосы с взаимоперекрещивающимися нитями обрезиненного материала. As a first embodiment of the invention, which solves the same problem in essentially the same way, a pneumatic tire breaker is proposed in which the auxiliary layer is located between the main layers, each of which consists of a bent strip with mutually intersecting threads of rubberized material.

Брекер по первому варианту предпочтителен для пневматических шин с повышенными техническими характеристиками в части нагрузки на пневматическую шину и скорости эксплуатации. The breaker according to the first embodiment is preferable for pneumatic tires with enhanced technical characteristics in terms of load on the pneumatic tire and operating speed.

В качестве второго варианта изобретения предлагается брекер пневматической шины, в котором вспомогательный слой располагается между основными слоями, каждый из которых состоит из перегнутой не более полуторной полосы с взаимоперекрещивающимися нитями обрезиненного материала. Брекер по второму варианту предпочтителен для пневматических шин с повышенной скоростной характеристикой. As a second embodiment of the invention, there is provided a pneumatic tire breaker in which the auxiliary layer is located between the main layers, each of which consists of a bent no more than one and a half strip with mutually intersecting threads of rubberized material. The breaker in the second embodiment is preferred for pneumatic tires with high speed performance.

На фиг. 1 изображена пневматическая шина с многослойным брекером, поперечный разрез; на фиг. 2 пневматическая шина в плане с частичными вырывами по отдельным слоям брекера; на фиг. 3 пневматическая шина с брекером по первому варианту изобретения, поперечный разрез; на фиг. 4 пневматическая шина с частичными вырывами по отдельным слоям брекера, вид сверху; на фиг. 5 и 6 то же по второму варианту изобретения. In FIG. 1 shows a pneumatic tire with a multilayer breaker, cross section; in FIG. 2 pneumatic tire in plan with partial breakouts in separate layers of the breaker; in FIG. 3 pneumatic tire with a breaker according to the first embodiment of the invention, cross section; in FIG. 4 pneumatic tire with partial breaks in separate layers of the breaker, top view; in FIG. 5 and 6 are the same in the second embodiment of the invention.

Пневматическая шина 1 имеет брекер 2, состоящий из основных слоев 3 и вспомогательного слоя 4, расположенного между основными слоями 3. The pneumatic tire 1 has a breaker 2, consisting of the main layers 3 and the auxiliary layer 4 located between the main layers 3.

Н₁ высота профиля пневматической шины по 1-му слою;
В₁ ширина профиля пневматической шины по 1-му слою;
α₁ угол наклона нитей корда в основных слоях 3 брекера 2 относительно поперечной оси пневматической шины 1, равный 60-85^о;
α₂ угол наклона нитей корда во вспомогательном слое 4 брекера 2 относительно поперечной оси пневматической шины 1, равный 0-35^о.H _{1 the} height of the profile of the pneumatic tire on the 1st layer;
In _{1 the} width of the profile of the pneumatic tire on the 1st layer;
α _{1 the} angle of inclination of the cord threads in the main layers 3 of the belt 2 relative to the transverse axis of the pneumatic tire 1, equal to 60-85 ^about ;
α _{2 the} angle of inclination of the cords in the auxiliary layer 4 of the belt 2 relative to the transverse axis of the pneumatic tire 1, equal to 0-35 ^about .

По первому варианту изобретения брекер 2 пневматической шины 1 имеет вспомогательный слой 4, расположенный между основными слоями 5, каждый из которых состоит из перегнутой полосы с взаимоперекрещивающимися нитями обрезиненного материала. По второму варианту изобретения брекер 2 пневматической шины 1 имеет вспомогательный слой 4, расположенный между основными слоями 6, каждый из которых состоит из перегнутой полосы с взаимоперекрещивающимися нитями обрезиненного материала. According to the first embodiment of the invention, the breaker 2 of the pneumatic tire 1 has an auxiliary layer 4 located between the main layers 5, each of which consists of a bent strip with mutually intersecting threads of rubberized material. According to a second embodiment of the invention, the breaker 2 of the pneumatic tire 1 has an auxiliary layer 4 located between the main layers 6, each of which consists of a bent strip with mutually intersecting threads of rubberized material.

Брекер пневматической шины, имеющий вспомогательный слой с повышенными упругожесткостными характеристиками и расположенный между основными слоями, повышает боковую жесткость пневматической шины, ее долговечность и ремонтопригодность, стойкость к механическим пробоям и проколам, комфортабельность. A pneumatic tire breaker having an auxiliary layer with increased elastic and stiffness characteristics and located between the main layers increases the lateral stiffness of the pneumatic tire, its durability and maintainability, resistance to mechanical breakdowns and punctures, and comfort.

Расположение вспомогательного слоя с направлением нитей обрезиненного материала под углом 0-35о к поперечной оси в непосредственной близости от нейтральной оси поперечного сечения многослойного брекера в отличие от известного брекера пневматической шины обеспечивает одновременно требуемые жесткость и эластичность, что очень важно при эксплуатации пневматической шины в различных дорожных и климатических условиях, т.е. при создании перспективной всесезонной пневматической шины прогрессивной радиальной конструкции. The location of the auxiliary layer with the direction of the rubberized material strands at an angle of 0-35 ° to the transverse axis in the immediate vicinity of the neutral axis of the cross section of the multilayer belt, unlike the known pneumatic tire breaker, provides both the required stiffness and elasticity, which is very important when operating the pneumatic tire in various road and climatic conditions, i.e. when creating a promising all-weather pneumatic tire with a progressive radial design.

Эффективность и необходимость внедрения изобретения можно обосновать на примере широкого применения легковых радиальных шин 165/82Р13 модели ИЯ-170 на автомобилях семейства "Жигули". По многолетним обобщениям на заводе результатов эксплуатации легковых радиальных шин на автомобилях ВАЗ-2102, 2103, 2106 в различных климатических и дорожных условиях страны получен парадоксальный вывод: прогрессивная конструкция легковой радиальной шины приходит в противоречие с реальными условиями эксплуатации, заключающимися в том, что труднодеформируемая радиальная шина при обтекании неровностей дорожного покрытия склонна к механическим повреждениям, преждевременно выходит из строя, вызывая нарекания и жалобы автолюбителей. The effectiveness and necessity of introducing the invention can be justified by the example of the widespread use of passenger radial tires 165 / 82P13 of the IYA-170 model on Zhiguli family cars. According to many years of generalization at the factory, the results of the operation of passenger radial tires on VAZ-2102, 2103, 2106 automobiles in various climatic and road conditions of the country have a paradoxical conclusion: the progressive design of the passenger radial tire conflicts with the actual operating conditions, namely, that the radially difficult to deform the tire is prone to mechanical damage when flowing over irregularities in the road surface, prematurely fails, causing complaints and complaints from motorists.

Брекер пневматической шины согласно изобретению не имеет перечисленных недостатков и принципиально решает проблему создания надежной и долговечной всесезонной пневматической шины. The pneumatic tire breaker according to the invention does not have the listed disadvantages and fundamentally solves the problem of creating a reliable and durable all-weather pneumatic tire.

Предварительные стендовые испытания показали обнадеживающие результаты. Preliminary bench tests have shown encouraging results.

Безопасная скорость повышена со 180 до 190 км/ч, стойкость к продавливанию увеличена на 25% боковая жесткость на 10% ходимость на обкаточном стенде на 15% Safe speed increased from 180 to 190 km / h, punching resistance increased by 25%; lateral stiffness by 10%; walking on the running stand by 15%

Claims

1. RADIAL TIRE BREAKER, comprising layers of rubberized cord, at least two main ones with an angle of inclination of the threads 60 80 ^o to the meridional direction, and one auxiliary with an angle of inclination of the threads 0 - 35 ^o , characterized in that the auxiliary layer is located between the main layers in the zone of the neutral axis of the cross section of the multilayer breaker, and the frequency of the threads in it is 1.3 2.0 times the frequency of the threads in the main layers, and the caliber of the cord is 0.6 1.5 caliber of the cord of the main layers.

2. The breaker under item 1, characterized in that the width of the auxiliary layer is 0.8 to 1.2 the width of the main layers.

3. The breaker according to claims 1 and 2, characterized in that the auxiliary layer is made of rubberized nylon monofilament.