RU2219073C2

RU2219073C2 - Борт пневматической шины с окружными подкрепляющими элементами

Info

Publication number: RU2219073C2
Application number: RU2000121067/11A
Authority: RU
Inventors: Паскаль ОКСЕРР (FR); Паскаль ОКСЕРР
Original assignee: Компани Женераль Дез Этаблиссман Мишлен-Мишлен э Ко
Priority date: 1998-01-12
Filing date: 1998-12-16
Publication date: 2003-12-20
Also published as: KR20010034045A; CA2318333C; US6463975B1; JP2002500121A; BR9814586A; KR100697969B1; CN1284030A; CN1129532C; EP1047565A1; CA2318333A1; JP4564653B2; FR2773518A1; WO1999034989A1

Abstract

Изобретение относится к автомобильному транспорту, предпочтительно большой грузоподъемности. Пневматическая шина содержит радиальную арматуру каркаса, закрепленную в каждом борту на двух бортовых кольцах с формированием оборота. В меридиональном сечении дополнительная арматура подкрепления образована по меньшей мере одним слоем окружных подкрепляющих элементов, расположенных по меньшей мере в осевом направлении изнутри и вдоль упомянутой арматуры каркаса в области борта. В результате повышается прочность и надежность шин. 10 з.п.ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение касается пневматической шины с радиальной арматурой каркаса, предназначенной для перевозки тяжелых грузов, а более точно, данное изобретение касается пневматической шины типа "Poids-Lourds", предназначенной для оснащения тяжелых автодорожных транспортных средств типа грузовиков большой грузоподъемности, автодорожных тягачей, автобусов, прицепов и других транспортных средств, конкретнее - новой конструкции подкрепления бортов таких пневматических шин.

Пневматическая шина рассматриваемого здесь типа содержит арматуру каркаса, образованную по меньшей мере одним слоем металлических кордных нитей, закрепленных в каждом борту на одном бортовом кольце, формируя оборот.

Поверх арматуры каркаса в радиальном направлении располагается арматура гребня, которая содержит по меньшей мере два слоя металлических кордных нитей, перекрещивающихся от одного слоя к другому и образующих с окружным направлением углы, величина которых находится в диапазоне от 10^o до 45^o.

Обороты арматуры каркаса обычно усилены по меньшей мере одним слоем подкрепления борта, сформированным из металлических кордных нитей, ориентированных под небольшим углом к окружному направлению, величина которого находится в диапазоне от 10^o до 30^o.

Упомянутый слой подкрепления борта располагается обычно снаружи в осевом направлении вдоль оборота арматуры каркаса, и его верхний в радиальном направлении конец располагается выше или ниже верхнего в радиальном направлении конца оборота арматуры каркаса.

Что касается нижнего в радиальном направлении конца слоя подкрепления, он располагается обычно ниже прямой, которая параллельна оси вращения, и проходит приблизительно через центр тяжести меридионального сечения бортового кольца закрепления арматуры каркаса.

Известное техническое решение касается исключения отклонения от радиального направления кордных нитей оборота арматуры каркаса, а также минимизации радиальной и окружной деформации, которым подвергается конец оборота и наружный слой резины, покрывающий данный борт и обеспечивающий его связь с ободом.

Продолжительность срока службы пневматических шин типа "Poids-Lourds" для тяжелых автодорожных транспортных средств вследствие достигнутого прогресса в данной области техники и вследствие того, что некоторые условия езды становятся менее запретительными для износа беговой дорожки протектора, стала недостаточной, поэтому необходимо в еще большей степени повысить стойкость или срок службы бортов пневматических шин.

Усовершенствование касается предохранения от разрушения слоев резины на уровне концов оборота арматуры каркаса и наружных в радиальном направлении концов слоев подкрепления бортов. Более конкретно, для пневматических шин, подвергающихся продолжительному качению, длительная езда вызывает повышение температуры бортов вследствие нагрева монтажных ободов. При этом резиновые смеси, находящиеся в контакте с ободом, подвергаются более или менее медленному окислению, при этом уменьшается их жесткость.

Вследствие этого возникает ярко выраженная тенденция к разматыванию арматуры каркаса вокруг бортового кольца под действием внутреннего давления накачивания несмотря на наличие одного или нескольких слоев подкрепления борта. В этом случае возникают движения бортового кольца и деформации сдвига на всех концах слоев, которые в конечном счете приводят к разрушению данного борта.

Упомянутое усовершенствование должно также касаться второй возможности предохранения от разрушения борта пневматической шины.

Для повышения стойкости зоны бортов пневматической шины, несущей большие нагрузки, в патенте US 3301303 предлагается арматура каркаса, которая наматывается вдоль определенной траектории вокруг двух бортовых колец, практически примыкающих друг к другу в осевом направлении.

При этом арматура каркаса сначала закрепляется посредством выполнения оборота вокруг наиболее внутреннего в осевом направлении бортового кольца, проходя в радиальном направлении снаружи внутрь, а потом в осевом направлении изнутри наружу так, чтобы пройти затем ниже второго бортового кольца, располагающегося снаружи в осевом направлении, и после этого обертывается вокруг второго бортового кольца, проходя в радиальном направлении изнутри наружу, а потом в осевом направлении снаружи внутрь, чтобы сформировать оборот, возвращающийся в радиальном направлении под упомянутое первое бортовое кольцо, и оборачивающийся, в случае необходимости, вокруг этого первого бортового кольца, чтобы затем располагаться вдоль наружной в осевом направлении стороны данного слоя арматуры каркаса.

Арматура каркаса радиальной пневматической шины, смонтированной на эксплуатационном ободе и накачанной до рекомендованного внутреннего давления, имеет в боковине равномерно выпуклый меридиональный профиль, располагающийся приблизительно между зонами соединения, с меридиональным профилем арматуры гребня, а с другой стороны - с соответствующим бортом.

Начиная с радиуса, где арматура каркаса подвергается влиянию слоев подкрепления бортов, она имеет в борту меридиональный профиль либо по существу прямолинейный, либо искривленный в направлении, противоположном направлению его кривизны в упомянутых боковинах, то есть по существу параллельный кривизне круговых выступов обода, начиная от точки перегиба, располагающейся в радиальном направлении приблизительно на уровне верхнего в радиальном направлении конца слоя подкрепления борта, размещенного вдоль оборота арматуры каркаса.

Такое техническое решение, объединяющее наличие двух бортовых колец в одном борту с меридиональным профилем, представляющим точку перегиба в области борта, существенным образом повышает стойкость бортов в случае движения пневматической шины на нагревающемся или горячем ободе. Однако оно становится недостаточным в тех случаях, когда движение осуществляется с превышением номинальных нагрузок или при пониженных внутренних давлениях накачивания по отношению к рекомендованным значениям, то есть при движении в таких условиях, когда величина отношения высоты на ободе Н к максимальной осевой ширине S для данной пневматической шины становится меньше 0,8.

Исследования, проведенные заявителем, позволили прийти к выводу, что меридиональный профиль арматуры каркаса в области изменения его кривизны в борту должен быть усилен при помощи по меньшей мере одной арматуры подкрепления борта.

Чтобы увеличить срок службы бортов пневматической шины, имеющей коэффициент формы H/S, величина которого составляет менее 0,8, и предназначенной для оснащения автодорожного транспортного средства большой грузоподъемности, пневматическая шина в соответствии с предлагаемым изобретением содержит по меньшей мере одну радиальную арматуру каркаса, образованную по меньшей мере одним слоем нерастяжимых подкрепляющих элементов и закрепленную в каждом борту В на по меньшей мере двух бортовых кольцах, располагающихся рядом друг с другом, обернутую вокруг первого бортового кольца и затем обмотанную вокруг второго бортового кольца для формирования оборота.

Пневматическая шина характеризуется тем, что в меридиональном сечении дополнительная арматура подкрепления, образованная по меньшей мере одним слоем окружных подкрепляющих элементов, размещена вдоль арматуры каркаса по меньшей мере изнутри от нее в осевом направлении и в той области данного борта, где траектория меридионального профиля арматуры каркаса изменяет свою кривизну, чтобы стать прямолинейной или вогнутой вплоть до точки Т ее касания с квазикруглым защитным слоем первого бортового кольца закрепления, причем нижний в радиальном направлении конец арматуры подкрепления борта расположен в радиальном направлении ниже прямой D', параллельной оси вращения и проходящей через точку защитного слоя покрытия первого бортового кольца закрепления, наиболее удаленную в радиальном направлении от оси вращения, но выше прямой D, параллельной оси вращения и проходящей через точку защитного слоя покрытия первого бортового кольца закрепления, наиболее близкую в радиальном направлении к оси вращения.

Верхний в радиальном направлении конец дополнительной арматуры подкрепления в предпочтительном варианте реализации расположен на радиальном расстоянии от прямой D, находящемся в диапазоне между величиной, равной половине радиального расстояния между прямыми D и D'', увеличенной на половину радиального расстояния между прямыми D и D', и величиной, равной половине радиального расстояния между прямыми D и D'', уменьшенной на половину радиального расстояния между прямыми D и D', причем прямая D'' представляет собой линию наибольшей осевой ширины.

Прямая D'' наибольшей осевой ширины параллельна оси вращения и проходит через точку меридионального профиля арматуры каркаса, соответствующую точке наибольшей осевой ширины в том случае, когда пневматическая шина смонтирована на эксплуатационном ободе, накачана до рекомендованного давления и не нагружена.

Элементы дополнительной арматуры подкрепления представляют собой так называемые окружные подкрепляющие элементы в том случае, если угол, который они образуют с окружным направлением, находится в диапазоне от +5^o до -5^o.

При любой траектории, которую может описывать арматура каркаса для ее закрепления на двух бортовых кольцах борта при траектории, предложенной в патенте US 3301303 и уже подробно описанной выше, или траектории, определяемой первым оборотом вокруг бортового кольца, наиболее внутреннего в осевом направлении, и проходящей здесь в направлении изнутри наружу, затем в осевом направлении между двумя бортовыми кольцами, затем в радиальном направлении выше наиболее наружного в осевом направлении бортового кольца, и затем вокруг второго бортового кольца, проходя в радиальном направлении сверху вниз и в осевом направлении снаружи внутрь, после чего в радиальном направлении ниже наиболее внутреннего бортового кольца. Предпочтительно, чтобы конец оборота арматуры каркаса был расположен в радиальном направлении под бортовым кольцом, наиболее внутренним в осевом направлении.

Модификация полученного таким образом борта заключается в том, что прямая, соединяющая два центра тяжести поперечных сечений бортовых колец, не параллельна оси вращения, а образует с этой осью угол β, открытый в осевом направлении и в радиальном направлении наружу, величина которого находится в диапазоне от 20^o до 60^o.

Эта конструкция позволяет частично воспринимать растягивающие усилия, воздействию которых подвергается арматура каркаса, и минимизировать возможную деформацию оборота арматуры каркаса при любых условиях движения шины.

Восприятие усилий будет тем более значительным, чем более многочисленными будут подкрепляющие элементы дополнительной арматуры подкрепления. В предпочтительном варианте реализации они будут представлять собой металлические подкрепляющие элементы, изготовленные из стали и примыкающие друг к другу по всей длине слоя подкрепления.

Подкрепляющие элементы примыкают друг к другу в том случае, если в направлении, перпендикулярном этим элементам, расстояние, разделяющее два смежных элемента, уменьшено в максимально возможной степени.

Восприятие усилий меридионального растяжения арматуры каркаса известно в технике.

Так, в патенте FR 750726 раскрыто приклеивание слоев арматуры каркаса к вспомогательным арматурам, каждая из которых образована спирально намотанной проволокой и обладает значительной гибкостью в поперечном направлении. Склеивание выполняется таким образом, что два слоя арматуры каркаса сжимают одну вспомогательную арматуру, причем сжатие осуществляется в отсутствие бортового кольца и оборота арматуры каркаса.

В патенте FR 1169474 также предлагается выполнить замену обычно используемого бортового кольца небольшими слоями металлических кордных нитей или проволок, наклоненных к параллели зацепления, причем угол наклонения может доходить до 5^o, и один или несколько слоев арматуры каркаса содержат оборот или не содержат оборота.

В патенте FR 1234995 предусматривается замена обычно косых подкрепляющих элементов одного или нескольких слоев подкрепления борта, предназначенных для уменьшения движений зацепления за круговой выступ обода, при помощи окружных элементов, причем подкрепляющая арматура может быть расположена между главной частью арматуры каркаса и оборотом арматуры или в осевом направлении снаружи от оборота арматуры каркаса.

Такая же арматура подкрепления борта, содержащая окружные подкрепляющие элементы, раскрыта в патенте FR 1256432, причем подкрепляющие элементы предназначены для восприятия в совокупности усилий растяжения арматуры каркаса, и у легковых автомобилей в пневматических шинах отсутствуют бортовые кольца закрепления или любой другой подкрепляющий слой.

В патенте FR 2055988 описаны возможные применения арматуры подкрепления борта с окружными элементами, в частности, использование арматуры подкрепления вместо и на месте обычной арматуры с косыми элементами, располагающейся в осевом направлении снаружи от оборота арматуры каркаса.

Упомянутые выше проблемы стойкости или продолжительности срока службы, на которые влияет температура функционирования бортов, были частично решены посредством так называемой утонченной конструкции борта, получаемой с использованием средств, описанных в патенте FR 2451016.

В этом документе предлагается придать наружной стенке пневматической шины, заключенной между точкой, где стенка выходит из контакта с ободом, и точкой, где стенка достигает своего максимального удаления по отношению к экваториальной плоскости, относительно большую вогнутость в том случае, когда пневматическая шина установлена на эксплуатационный обод и накачана до рекомендованного давления.

Арматура каркаса, чтобы в максимально возможной степени уменьшить объем бортов, должна быть сформирована из подкрепляющих элементов, изготовленных из текстильного материала, что позволяет без затруднений реализовать обертывание этой арматуры вокруг бортовых колец закрепления.

Однако в ряде случаев требуется обязательное наличие металлической арматуры каркаса в зонах расположения гребня и боковин пневматической шины.

Задачей предлагаемого изобретения является создание пневматической шины, оснащенной арматурой каркаса, состоящей из трех частей: из первой части, сформированной из металлических подкрепляющих элементов и проходящей по меньшей мере под арматурой гребня и в боковинах пневматической шины, и из двух других частей, образованных текстильными подкрепляющими элементами, которые оборачиваются и обматываются вокруг двух бортовых колец закрепления в каждом борту.

Края металлической части арматуры каркаса, которая может совершать оборот вокруг бортовых колец закрепления не совершать такого оборота, представляют вместе с внутренними в осевом направлении краями текстильных частей некоторую общую длину взаимного перекрытия, располагающуюся по меньшей мере в той области борта, где находится дополнительная арматура подкрепления, сформированная из окружных подкрепляющих элементов.

Стойкость бортов пневматической шины в соответствии с предлагаемым изобретением может быть повышена путем уменьшения толщины бортов и придания арматуре каркаса, закрепленной на двух бортовых кольцах в одном борту, меридионального профиля, не содержащего изменения кривизны в области бортов.

В этом случае меридиональный профиль характеризуется тем, что в меридиональном сечении его траектория, заключенная между точкой А наибольшей осевой ширины и первой точкой Т касания с квазикруглым слоем защитного покрытия первого бортового кольца закрепления, является выпуклой и круглой на всей длине, причем центр кривизны располагается на прямой D'' наибольшей осевой ширины, при этом толщина ε борта В, измеренная на перпендикуляре к меридиональному профилю в точке С на высоте h_С, имеющей величину в диапазоне от 30 до 40 мм и измеренной относительно основания борта YY', будет составлять от 2 до 2,5 значений толщины е боковины, измеренной на прямой D'' наибольшей осевой ширины.

Сочетание двух бортовых колец закрепления в каждом борту с арматурой подкрепления борта, сформированной с использованием окружных подкрепляющих элементов и располагающейся, в соответствии с предлагаемым изобретением, изнутри от главной части арматуры каркаса, позволяет не только повысить стойкость или срок службы бортов, но и дополнительно обеспечить, в сочетании с описанным выше полностью выпуклым меридиональным профилем арматуры каркаса, весьма заметное снижение веса пневматической шины, не ухудшая при этом ее характеристик.

Уменьшение веса в предпочтительном варианте реализации может быть еще более усилено путем замены бортовых колец из металлических проволок прямоугольного поперечного сечения, обычно используемых при изготовлении пневматических шин рассматриваемого типа, на более экономичные бортовые кольца плетеного типа, то есть бортовые кольца, сформированные спиральным плетением нескольких металлических проволок, или бортовые кольца пакетного типа с многоугольным поперечным сечением, то есть бортовые кольца, полученные путем намотки на требуемую форму металлической проволоки, приводящей к формированию нескольких слоев различной ширины.

Использование упомянутых выше типов бортового кольца позволяет обеспечить уменьшение габаритных размеров вследствие специфической формы их поперечного сечения, а также возможного уменьшения их поперечных сечений на величину порядка от 30% до 50% для каждого, что позволяет, по сравнению с применением данного изобретения для громоздкого бортового кольца с проволоками прямоугольного поперечного сечения, получить меньшую толщину борта.

Описанная таким образом арматура подкрепления борта может быть реализована отдельно путем ее спиральной намотки на горизонтальное монтажное основание соответствующей формы и последующего ее переноса на заготовку еще невулканизированной пневматической шины.

Изготовление такой пневматической шины будет облегчено путем использования в качестве подкрепляющих элементов отрезков или систем или групп отрезков кордных нитей, окружная длина которых составляет от 0,2 до 0,4 средней окружной длины слоя подкрепления, что позволяет выполнить укладку арматуры подкрепления борта на барабан формирования полой заготовки арматуры каркаса и обеспечить придание тороидальной формы упомянутой заготовке без больших трудностей, причем средняя длина измеряется по укладке на барабане формирования.

Промежутки или разрывы в окружном направлении между разрезанными подкрепляющими элементами в предпочтительном варианте реализации будут смещены относительно друг друга.

Характеристики предлагаемого изобретения будут лучше поняты из приведенного ниже описания вариантов реализации со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:
фиг.1 изображает разрез известной пневматической шины;
фиг. 2 - борт пневматической шины в соответствии с первым вариантом выполнения предлагаемого изобретения;
фиг. 3 - борт пневматической шины в соответствии со вторым вариантом реализации предлагаемого изобретения, где бортовые кольца представляют собой бортовые кольца плетеного типа и данный борт является утонченным;
фиг. 4 - вариант реализации предлагаемого изобретения с использованием арматуры каркаса, состоящей из трех частей, согласно изобретению.

Известная пневматическая шина Р, схематически показанная на фиг.1, представляет собой пневматическую шину типоразмера 205/75 R 17,5, которая предназначена для установки на монтажном ободе, содержащем посадочные места J обода, наклоненные на угол 15^o.

Пневматическая шина содержит беговую дорожку протектора 4, соединенную с двумя бортами В при помощи двух боковин 5. При этом каждый борт В усилен бортовым кольцом 1, образованным намоткой на соответствующую форму проволоки четырехугольного поперечного сечения для получения нескольких расположенных рядом друг с другом в радиальном направлении рядов этих проволок.

Вокруг бортового кольца 1 закреплена арматура каркаса 2, состоящая из одного слоя кордных нитей, изготовленных из ароматического полиамида.

Арматура каркаса 2 имеет в меридиональном сечении меридиональный профиль между точкой А наибольшей осевой ширины и точкой Т касания профиля с квазикруглым слоем защитного покрытия 10 бортового кольца закрепления 1 (здесь этот слой защитного покрытия назван квазикруглым, поскольку такой слой практически никогда не обладает совершенно круглой формой поперечного сечения), представляющим две области кривизны. Этот профиль является выпуклым от точки А и до точки J перегиба, располагающейся в радиальном направлении выше бортового кольца, и он является вогнутым от точки перегиба до точки Т касания.

Закрепление арматуры каркаса 2 осуществляется при помощи оборота 20 вокруг защитного слоя покрытия 10 из каучуковой смеси, которая покрывает бортовое кольцо 1, причем величина радиального расстояния h, отделяющего верхний в радиальном направлении конец оборота 20 от прямой YY', параллельной оси вращения и определяющей номинальный диаметр борта (который в описываемом здесь случае также представляет собой диаметр обода), в рассматриваемом примере пневматической шины типоразмера 205/75 R 17,5 составляет 25 мм.

Между арматурой каркаса 2 и ее бортом 20 в радиальном направлении над бортовым кольцом 1 располагается утолщение бортового кольца 71, выполненное из каучуковой смеси с обычно высокой твердостью по Шору.

Снаружи от оборота 20 в осевом направлении располагается слой 6 подкрепления, сформированный из металлических нерастяжимых кордных нитей, слабо отклоненных от окружного направления, верхний в радиальном направлении конец которого более удален от оси вращения, чем верхний конец оборота 20 арматуры каркаса 2.

Слой 6 отделен от арматуры каркаса 2 и от утолщения бортового кольца 71 вторым утолщением 72 заполнения и от защитной каучуковой смеси 8, которая охватывает борт, третьим утолщением 73 из каучуковой смеси.

Борт В пневматической шины типоразмера 205/75 R 17,5 в соответствии с предлагаемым изобретением (фиг.2) усилен двумя бортовыми кольцами 11 и 12, причем каждое из бортовых колец, содержащих проволоки прямоугольного поперечного сечения, то есть сформированных намоткой на соответствующую форму проволоки с прямоугольным поперечным сечением вплоть до получения нескольких примыкающих друг к другу в радиальном направлении рядов этих проволок, покрыто каучуковой смесью 110, 120 с высоким модулем удлинения.

Прямая, соединяющая два центра тяжести поперечных сечений бортовых колец 11 и 12, образует с осью вращения угол β, открытый в осевом направлении и в радиальном направлении наружу, который составляет 26^o.

Арматура каркаса 2 в рассматриваемом случае образована единственным слоем, изготовленным из ароматического полиамида, и ее закрепление осуществляется посредством двух бортовых колец 11 и 12.

Как было указано выше, меридиональный профиль арматуры каркаса 2 касается в точке Т квазикруглого защитного слоя 110 покрытия первого бортового кольца 11, наиболее внутреннего в осевом направлении и в радиальном направлении, после чего оборачивается вокруг бортового кольца 11, проходя в радиальном направлении снаружи внутрь и в осевом направлении изнутри наружу, затем продолжается до второго бортового кольца 12 и оборачивается вокруг него, проходя в радиальном направлении изнутри наружу и в осевом направлении снаружи внутрь, и наконец, проходит в радиальном направлении снаружи внутрь, чтобы снова соединиться с первым бортовым кольцом 11 снаружи в осевом направлении и иметь конец в радиальном направлении под первым бортовым кольцом 11.

Расположение утолщений из каучуковой смеси между различными элементами подкрепления изменяется следующим образом: в осевом направлении и в радиальном направлении снаружи от внутреннего в осевом направлении бортового кольца 11 расположено первое утолщение 71, в осевом направлении и в радиальном направлении снаружи от наружного в осевом направлении бортового кольца расположено второе утолщение 72, в радиальном направлении и в осевом направлении изнутри от наружного в осевом направлении бортового кольца 12 расположено третье утолщение 73.

Описанное выше расположение может быть изменено, при этом система, образованная наружным в осевом направлении бортовым кольцом 12, охваченная слоем защитного покрытия 120, и утолщением 73, может быть замещена на единственное утолщение 73 из каучуковой смеси. Предпочтительно, чтобы модуль упругости на растяжение единственного утолщения был достаточно высоким. В предпочтительном варианте реализации модуль, измеренный на уровне относительного удлинения в 1%, составляет по меньшей мере 10 МПа.

Меридиональный профиль арматуры каркаса 2 является выпуклым между точкой А наибольшей осевой ширины и точкой Т касания с защитным покрытием 110 бортового кольца 11, наиболее внутреннего в осевом направлении, не имея точки J перегиба.

Выпуклость профиля с радиусом R, центр кривизны которой располагается на прямой D'' наибольшей осевой ширины, такова, что толщина ε борта В, измеренная на линии, перпендикулярной меридиональному профилю в точке С на высоте h_C, равной 34 мм и измеренной относительно основания борта YY', будет составлять 19 мм или будет в 2,5 раза превышать толщину е боковины, измеренную на прямой D" наибольшей осевой ширины. Измеренная в тех же условиях толщина борта пневматической шины, показанной на фиг.1, составляет 22 мм.

Предлагаемый борт отличается также наличием арматуры подкрепления 6, образованной одним слоем 61 подкрепления борта, сформированным из металлических окружных элементов, изготовленных из стали, которые представляет собой разрезанные металлические кордные нити 19х28, причем длина упомянутых элементов или отрезков кордных нитей равна четверти окружной длины слоя 61, измеренной на радиусе укладки перед формированием невулканизированной заготовки арматуры каркаса.

Слой 61 размещен в осевом направлении изнутри от арматуры каркаса 2, а не снаружи в осевом направлении от оборота 20 арматуры каркаса 2.

Пространства между концами элементов перед формированием заготовки имеют достаточно малую амплитуду (равную 3 мм) и смещены в окружном направлении друг относительно друга.

Нижний в радиальном направлении конец слоя 61 отстоит от оси вращения пневматической шины на расстояние, равное 227 мм, то есть на расстояние, находящееся в диапазоне между расстоянием в 223 мм, отделяющим от этой оси вращения прямую D, проходящую через точку квазикруглого слоя защитного покрытия 110 первого бортового кольца 11 закрепления, наиболее близкую к оси вращения, и расстоянием в 223 мм, отделяющим от этой оси вращения прямую D', проходящую через точку слоя защитного покрытия 110, наиболее удаленную от оси вращения.

Что касается верхнего в радиальном направлении конца слоя, то в описываемом варианте он расположен в радиальном направлении на расстоянии r_е от оси вращения, составляющем 255 мм.

Величина этого расстояния находится в диапазоне между 265 мм, что равно полусумме, составляющей 260 мм, соответствующих расстояний от оси вращения прямых D и D'' (297+223))/2, причем прямая D'' наибольшей осевой ширины, проходящая через точку А, отстоит на 297 мм от оси вращения, увеличенной на половину радиального расстояния, составляющую 5 мм, между прямыми D и D' (233-223)/2, и величиной 255 мм, которая равна полусумме, составляющей 260 мм, соответствующих расстояний, отделяющих от оси вращения прямые D и D'', уменьшенной на половину радиального расстояния, составляющую 5 мм, между прямыми D и D'.

Борт В пневматической шины, схематически показанный на фиг.3, представляет в меридиональном сечении профиль меридионального сечения арматуры каркаса 2 который, как и в случае, показанном на фиг.2, между точкой А наибольшей осевой ширины и точкой Т касания профиля с окружностью, описывающей защитный слой покрытия 110 первого бортового кольца 11, является непрерывно выпуклым, без точки J перегиба в области борта.

Борт, показанный на фиг. 3, отличается от борта, показанного на фиг.2 тем, что первое бортовое кольцо 11, наиболее внутреннее в осевом направлении и в радиальном направлении, представляет собой бортовое кольцо плетеного типа, которое при площади поперечного сечения, равной площади поперечного сечения бортового кольца с проволоками прямоугольного сечения, позволяет обеспечить в целом меньшие габаритные размеры, и тем, что система, образованная наружным в осевом направлении бортовым кольцом 12 и изготовленным из каучука профилированным элементом, заменена на единственное утолщение 73, что позволяет уменьшить толщину борта и уменьшить вес пневматической шины.

Указанное конструктивное решение позволяет обеспечить толщину ε борта, измеренную на линии, перпендикулярной меридиональному профилю арматуры каркаса в точке С на высоте h_C, измеренной относительно основания борта YY' и составляющей 30 мм, которая равна 17 мм или в 2,2 раза превышает толщину е боковины, измеренную на прямой D'' наибольшей осевой ширины.

Слой 6 подкрепления борта, образованный окружными подкрепляющими элементами, как и в случае, показанном на фиг.2, размещен в осевом направлении изнутри от арматуры каркаса 2, а не снаружи в осевом направлении от оборота 20 арматуры каркаса 2.

Борт В пневматической шины, схематически показанный на фиг.4, отличается от борта, показанного на фиг.3, только тем, что арматура каркаса 2 пневматической шины состоит из первой части 21, образованной металлическими кордными нитями, и второй части 22, образованной текстильными кордными нитями.

Первая часть 21 имеет траекторию меридионального профиля, проходящую под гребнем (на фиг. 4 не показан) и в боковинах данной пневматической шины, и два края 210, частично обернутые вокруг системы, образованной бортовым кольцом закрепления 11 и профилированным элементом 73.

Каждая вторая часть имеет внутренний в осевом направлении край 220, который включает вместе с соответствующим краем 210 упомянутой первой части некоторую общую длину взаимного перекрытия, чтобы верхний в радиальном направлении конец края располагался в радиальном направлении изнутри от верхнего в радиальном направлении конца дополнительного слоя 61 подкрепления.

Вторая часть слоя обернута вокруг бортового кольца 11, затем вокруг единственного утолщения 73 и представляет второй край, расположенный в радиальном направлении под бортовым кольцом 11.

Пневматические шины Р_АВ указанного выше типоразмера и содержащие борта с двумя бортовыми кольцами плетеного типа, с профилем арматуры каркаса уменьшенной толщины и с дополнительным слоем подкрепления с окружными элементами, располагающимися в осевом направлении изнутри от арматуры каркаса, были сопоставлены:
с известными пневматическими шинами Р_T, то есть с пневматическими шинами, содержащими борта обычной толщины, содержащие только одно бортовое кольцо из проволок прямоугольного поперечного сечения, где слой подкрепления борта представляет собой слой сплошных металлических кордных нитей, ориентированных под углом 22^o по отношению к окружному направлению, располагающийся в осевом направлении снаружи от оборота арматуры каркаса (фиг.1);
с пневматическими шинами Р_А, идентичными упомянутым выше пневматическим шинам Р_Т, но с бортами, содержащими два бортовых кольца закрепления;
с пневматическими шинами Р_В, идентичными пневматическим шинам Р_T, но содержащими борта уменьшенной толщины, бортовое кольцо плетеного типа и дополнительную арматуру подкрепления борта с окружными элементами, располагающуюся в основном направлении изнутри от арматуры каркаса.

Сопоставление осуществлялось по двум критериям качества, являющимся основополагающими для стойкости или продолжительности срока службы бортов пневматических шин - стойкости под воздействием перегрузки и стойкости на нагревающемся или горячем ободе.

В одних и тех же условиях движения для всех протестированных покрышек обычные пневматические шины Р_Т совершили пробег в среднем (по две протестированных пневматические шины в каждой категории) 36 000 км при движении с перегрузкой и 5100 км при движении с нагревающим или горячим ободом.

Пневматические шины Р_А с бортами, содержащими два бортовых кольца, совершили пробег в тех же двух условиях движения соответственно в 27 000 км и 21 000 км, что характеризует существенный выигрыш в стойкости при движении на нагревающемся или горячем ободе.

Пневматические шины Р_B совершили в тех же самых условиях движения и в двух тестах пробег в 72 000 км и 5900 км соответственно, тогда как пневматические шины Р_АВ совершили пробег соответственно в 93 000 км и 31 000 км, что характеризует значительный прогресс.

Пневматические шины Р_С, содержащие борта нормальной толщины, два бортовых кольца закрепления в каждом борту и дополнительную арматуру подкрепления бортов с окружными подкрепляющими элементами, располагающуюся в осевом направлении изнутри от арматуры каркаса, достигли величины пробега в 61 000 км при движении с перегрузкой и 29 000 км при движении на нагревающемся или горячем ободе.

Приведенные выше результаты демонстрируют эффект от наличия двух бортовых колец закрепления в одном борту, благоприятным образом влияющий на поведение стойкости борта при движении на горячем ободе. Зато в случае движения с перегрузкой это наличие двух бортовых колец в одном борту оказывается далеким от того, чтобы быть благоприятным. Оно скорее является вредным для пневматической шины обычной конструкции с обычными значениями толщины и с обычной арматурой подкрепления бортов.

Вредное влияние устраняется для пневматической шины, где обычная арматура подкрепления борта на обороте арматуры каркаса заменена на арматуру подкрепления с окружными подкрепляющими элементами, располагающуюся в осевом направлении изнутри от арматуры каркаса, и дает положительный эффект для пневматической шины, содержащей борта уменьшенной толщины в сочетании с наличием дополнительной арматуры подкрепления с окружными подкрепляющими элементами, располагающейся изнутри от арматуры каркаса. В этом случае продолжительность движения на нагревающемся или горячем ободе еще более повышается, что делает комбинацию Р_АВ особенно эффективной.

Claims

1. Пневматическая шина с коэффициентом формы H/S менее 0,8 для оснащения транспортного средства большой грузоподъемности, содержащая радиальную арматуру каркаса, образованную по меньшей мере одним слоем нерастяжимых подкрепляющих элементов, закрепленную в каждом борту В на по меньшей мере двух бортовых кольцах, располагающихся рядом друг с другом, обернутую вокруг первого бортового кольца и затем обмотанную вокруг второго бортового кольца для формирования оборота, а также в меридиональном сечении дополнительную арматуру подкрепления, отличающаяся тем, что дополнительная арматура подкрепления образована по меньшей мере одним слоем окружных подкрепляющих элементов, размещена вдоль арматуры каркаса по меньшей мере изнутри от нее в осевом направлении, причем арматура подкрепления имеет нижний в радиальном направлении конец, расположенный ниже прямой D’, параллельной оси вращения и проходящей через точку слоя защитного покрытия первого бортового кольца закрепления, наиболее удаленную от оси вращения, но выше прямой D, параллельной оси вращения и проходящей через точку слоя защитного покрытия первого бортового кольца закрепления, наиболее близкую в радиальном направлении к оси вращения, и верхний в радиальном направлении конец дополнительной арматуры подкрепления, расположенный на радиальном расстоянии от прямой D, находящемся в диапазоне между величиной, равной половине радиального расстояния между прямыми D и D’’, увеличенной на половину радиального расстояния между прямыми D и D’, и величиной, равной половине радиального расстояния между прямыми D и D’’, уменьшенной на половину радиального расстояния между прямыми D и D’, причем прямая D’’ представляет собой прямую, параллельную оси вращения и проходящую через точку А наибольшей осевой ширины меридионального профиля арматуры каркаса в случае, когда пневматическая шина смонтирована на эксплуатационном ободе, накачана до номинального давления и не нагружена.

2. Пневматическая шина по п.1, отличающаяся тем, что в области борта В траектории меридионального профиля арматуры каркаса (2) изменяет свою кривизну на прямолинейную или вогнутую до точки Т касания с квазикруглым слоем защитного покрытия первого бортового кольца (11) закрепления.

3. Пневматическая шина по п.1, отличающаяся тем, что меридиональный профиль арматуры каркаса (2) имеет в меридиональном сечении траекторию, заключенную между точкой А наибольшей осевой ширины и точкой Т касания с квазикруглым слоем защитного покрытия (110) первого бортового кольца (11), выпуклую и круглую по всей длине, причем центр ее кривизны расположен на прямой D’’ так, что толщина ε борта В, измеренная на линии, перпендикулярной меридиональному профилю в точке С на высоте h_c, находящейся в диапазоне от 30 до 40 мм относительно основания борта YY’, будет составлять от 2 до 2/5 значений толщины е боковины, измеренной на прямой D’’.

4. Пневматическая шина по п.2 или 3, отличающаяся тем, что меридиональный профиль арматуры каркаса (2) касается в точке Т защитного слоя покрытия (110) первого бортового кольца (11), наиболее внутреннего в осевом направлении и в радиальном направлении, после чего оборачивается вокруг бортового кольца (11), проходя в радиальном направлении снаружи внутрь и в осевом направлении изнутри наружу, затем продолжается наружу в осевом направлении до второго бортового кольца (12) и оборачивается вокруг второго бортового кольца (12), проходя в радиальном направлении изнутри наружу и в осевом направлении снаружи внутрь для формирования оборота (20), и затем проходит в радиальном направлении снаружи внутрь таким образом, чтобы снова встретиться с первым бортовым кольцом (11) внутри в осевом направлении.

5. Пневматическая шина по п.2 или 3, отличающаяся тем, что конец оборота (20) арматуры каркаса (2) расположен в радиальном направлении под бортовым кольцом (11), наиболее внутренним в осевом направлении и в радиальном направлении.

6. Пневматическая шина по п.2 или 3, отличающаяся тем, что прямая, соединяющая два центра тяжести поперечных сечений бортовых колец (11) и (12), образует с осью вращения угол β, величина которого находится в диапазоне от 20 до 60° и который открыт наружу в осевом направлении и в радиальном направлении.

7. Пневматическая шина по п.2 или 3, отличающаяся тем, что окружные подкрепляющие элементы арматуры подкрепления (6) борта В выполнены металлическими и изготовлены из стали.

8. Пневматическая шина по п.2 или 3, отличающаяся тем, что бортовые кольца (11), (12) закрепления арматуры каркаса (2) представляют собой кольца плетеного типа.

9. Пневматическая шина по п.2 или 3, отличающаяся тем, что подкрепляющие элементы арматуры подкрепления (6) борта В представляют собой отрезки или системы отрезков металлических кордных нитей, окружная длина которых находится в диапазоне от 0,2 до 0,4 окружной длины этой арматуры подкрепления (6), измеренной на радиусе укладки перед формированием заготовки невулканизированной арматуры каркаса.

10. Пневматическая шина по п.2 или 3, отличающаяся тем, что арматура каркаса (2) образована подкрепляющими элементами, изготовленными из текстильных материалов.

11. Пневматическая шина по п.2 или 3, отличающаяся тем, что арматура каркаса (2) выполнена из трех частей, причем первая часть (21) сформирована из металлических подкрепляющих элементов и проходит по меньшей мере под арматурой гребня и в боковинах пневматической шины, а две другие части (22) сформированы из текстильных подкрепляющих элементов, обернутых и обмотанных вокруг двух бортовых колец (11, 12) закрепления каждого борта В, причем каждый край (210) металлической части имеет вместе с каждым внутренним в осевом направлении краем (220) текстильной части общую длину взаимного перекрытия, располагающуюся по меньшей мере в той области, где находится дополнительная арматура (6), сформированная из окружных подкрепляющих элементов.