Пневматична шина

1. Пневматична шина, що включає протектор з плечовою зоною, борти, радіальний каркас, боковини, брекер, що має металокордні і щонайме C2 1 3 78287 4 кції що містить протектор, каркас і брекер, який вищує опір каркаса механічним пошкодженням. має шари металокорда, щонайменше з одного Від міцності і якості брекера залежать експлуатабоку яких розташований один або декілька захисційно-технічні характеристики шини, а, отже, і авних шарів з текстильного корду [див. СРСР, а.с. томобіля в цілому. №1421545, 1988г.; а.с. №1648806,1991г.]. Пропоновані співвідношення між діаметрами Найближчою за технічним рішенням до запрониток текстильного і металокордного шарів брекепонованого винаходу є конструкція пневматичної ра і відстані між ними зумовлені вимогою комплекрадіальної шини, що містить каркас, борти, бокосної оптимізації напружено - деформованого стану вини і брекер, що складається з двох шарів погуосновного армуючого елемента сучасної конструкмованих металокордних ниток і кільцевих проклації шини - брекера, і забезпечення технологічних док з обрезиненого текстильного корду. В даному показників при виготовленні шин. технічному рішенні відстань між нитками металоПрийняте в сучасному масовому виробництві корду верхнього шару і нитками текстильної прозастосування в брекері шин захисних текстильних кладки брекера не перевищує суми діаметрів нишарів з рівномірним розташуванням ниток в шарі ток в цих шарах, [див. СРСР, а.с. «пневматична не є оптимальним, оскільки у разі потреби підвирадіальна шина для вантажних автомобілів» щення міцності захисного шару необхідно збіль№1661000, 1991г.]. шувати кількість ниток, яка досягнувши певної веДо недоліків даної конструкції відноситься відличини, через зниження змісту гуми між нитками сутність оптимального співвідношення параметрів захисного шару негативно впливає на міцність металокорду і ниток текстильного корду. зв'язку між металокордними і текстильними шараЯк показує досвід, співвідношення параметрів ми брекера та між текстильними шарами брекера і ниток металокорду і текстильного корду впливає протектором шин. на експлуатаційні характеристики шини. Спроба підсилити міцність брекера за рахунок Задачею винаходу є поліпшення експлуатазбільшення кількості ниток захисного шару брекеційних властивостей шини за рахунок отримання ра може привести до збільшення маси бігової часоптимізованого напружено-деформованого стану в тини і шини в цілому, знизити її швидкісну працешині, підвищення загальної працездатності і швиздатність. Крім того, чим тісніше розташовані дкісної витривалості шин, і, як наслідок, поліпшеннитки в текстильному захисному шарі брекера, тим ня керованості автомобіля, а також зниження маси менше між ними проникає гуми при погумуванні, і, при зниженні трудомісткості і підвищенні технолояк наслідок, у результаті знижується міцність зв'язгічності виготовлення шини. ків між окремими нитками і шарами корду. Суть винаходу полягає в тому, що нитки тексПідвищення міцності шару за рахунок збільтильного корду захисного шару брекера пневмашення товщини нитки текстильного корду також тичної шини, що містить протектор, плечову зону з призводить до збільшення маси. При цьому вжибоковинами, брекер, каркас і борт, розташований вання корду з нитками більшої жорсткості знижує в окружному напрямі, згруповані попарно. Відстань технологічність і якість виробництва через утрудміж сусідніми групами текстильних ниток складає нену обробку шарів брекера в зоні його кромок. 1,0-4,0 величини діаметра текстильної нитки, а Виконання захисного текстильного шару бревідношення між діаметром ниток в захисному текскера з окружними нитками розташованими зі змінтильному шарі брекера і діаметром ниток в суміжним кроком (наприклад, збільшення густини ниток ному з ним металокордному шарі - складає в зоні кромок брекера порівняно з центральною 0,35-1,15. зоною) знижує міцність зв'язку між шарами в діляПри цьому товщина гумового прошарку між тенці особливого навантаження шини - по краях брекстильними і металокордними нитками в суміжних кера, що негативно відображається на працездатшарах переважно складає 0,1-0,4мм. ності шин. Крім того, реалізація такого технічного Шари брекера з нитками текстильного корду рішення збільшує втрати від браку і знижує продуможуть бути також виконані у вигляді окремих проктивність через необхідність частого перелаштукладок, розташованих у зонах кромок металокордвання устаткування для забезпечення необхідного них шарів брекера. розташування нитки на розкроєних шарах для коЗахисні текстильні шари брекера можуть бути жного конкретного розміру шин. розташовані з двох сторін металокордних шарів на Поставлена технічна задача розв'язується за межах між протектором і каркасом шини. рахунок того, що пневматична шина включає проТехнічний результат, що досягається при витектор з плечовою зоною, борту, радіальний каркористовуванні винаходу, полягає в забезпеченні кас, боковини, брекер, що має металокордні і, щооптимізованого напружено-деформованого стану в найменше, один захисний текстильний шар. Нитки шині, що веде до підвищення загальної працездазахисного текстильного шару брекера, розташоватності і швидкісної витривалості при зниженні маси ні в окружному напрямі, згруповані попарно, пришини, і, як наслідок, до поліпшення керованості чому відстань між сусідніми групами текстильних автомобіля. При цьому також досягається зниженниток складає 1,0-4,0 величини діаметра текстиня трудомісткості і підвищення технологічності льної нитки, а відношення між діаметром текстивиготовлення шини. льних ниток у захисному шарі брекера і діаметром Брекер - частина шини, що складається з шаниток в суміжному з ним металокордному шарі рів корду і розташована між каркасом і протектоскладає 0,35-1,15. ром шини. Вона служить для забезпечення необТовщина гумового прошарку між текстильними хідних габаритів в процесі експлуатації, і металлокордними нитками в суміжних шарах поліпшення зносостійкості і керованості шин, підбрекера складає 0,1-0,4мм. 5 78287 6 Захисні текстильні шари брекера можуть бути Фіг.1 представлена пропонована схема консвиконані у вигляді окремих прокладок, розташоватрукції брекера шини; них у зонах кромок металокордних шарів брекера. Фіг.2, 3, 4 - те ж, варіанти можливого виконанЗахисні текстильні шари брекера можуть бути ня захисного текстильного шару брекера у вигляді розташовані з двох сторін металокордних шарів окремих прокладок, розташованих в зонах закінбрекера. чення кромок металокордних шарів брекера. Таке технічне рішення зумовлене наступним. Конструкція покришки шини включає каркас 1, Виконання захисного текстильного шару брена якому розташований брекер 2 з шарами, які кера з кроком нитки менше її діаметра (άτ), приутворені металокордними нитками 3, і нитками 4 зводить до зниження вмісту в шарі гуми і падіння захисні текстильні шари, розділеними гумовим міцності зв'язку між суміжними з таким шаром часпрошарком 5. тинами шини (тобто металокордними шарами бреНитки 4 - текстильні шари брекера, розташокера, каркасом і протектором), що знижує швидкісвані в окружному напрямі, згруповані попарно. ну ви тривалість і працездатність шини. Відстань між сусідніми групами окружних текстиЗбільшення кроку нитки в текстильному захисльних ниток складає (1,0-4,0)dт, де dт - діаметр ному шарі брекера на величину перевищуючу 4dт, однієї текстильної нитки 4 основи [мм]. Відношензнижує жорсткість захисного текстильного шару, ня діаметра текстильної нитки 4 основи в захисвнаслідок чого втрачається ефект обмеження пеному текстильному шарі брекера до діаметра нитреміщення металокордних шарів брекера під час ки 3 в суміжному з ним металокордному шарі експлуатації шин, знижується швидкісна витриваскладає 0,35-1,15. лість, довговічність і зносостійкість шини. При цьому товщина гумового прошарку 5 між При співвідношенні між діаметрами ниток тектекстильними нитками 4 і металокордними ниткастильного і металокордного шарів брекера менше ми 3 в суміжних шарах переважно складає 0,10,35, тобто, при вживанні тонкого текстильного 0,4мм. корду в поєднанні з товщим металокордом, захисШари брекера (Фіг.2) з нитками 4, захисні тексний текстильний шар через свою незначну порівтильні шари виконані у вигляді окремих прокладок, няно з металокордом, жорсткість перестає виконурозташованих в зонах кромок металокордних шавати функцію обмеження переміщення кромок рів брекера. ниток металокордних шарів брекера в процесі ексЗахисні текстильні шари, виконані з попарно плуатації шин. В цьому випадку при циклічному згрупованих окружних ниток 4 можуть бути розтанавантаженні шини в процесі експлуатації спостешовані з двох сторін шарів, виконаних з металокорігаються збільшені переміщення ниток як по рдних нитей 3 (Фіг.3). центру, так і по кромках брекера, що збільшує теПри експлуатації відбувається циклічне наванмпературу в шині і втрати на кочення, знижує її таження шин під час їх контакту з поверхнею дорозагальну зносостійкість шини. ги, під час якого спостерігаються переміщення При вживанні корду із співвідношенням діамевнутрішніх елементів шин, величина яких різна трів ниток текстильного і металокордного шарів через кривизну зовнішньої поверхні шин. Для шин брекера більше 1,15 спостерігається зростання радіальної конструкції максимальні переміщення зсувних напруг між текстильними і металокорднирозташовуються в зонах закінчення кромок метами шарами брекера, що веде до зниження втомної локордних шарів брекера. працездатності брекера. Крім того під час обертання шини внутрішні Крім того, для наявних сьогодні типів текстиелементи шини, і шари брекера зокрема випробольного корду і металокорду вживання матеріалів із вують дію доцентрових сил, які прагнуть змінити співвідношенням товщини ниток більше 1,15 пригабарити шини. зводить до збільшення маси бігової частини і, відЗахисні шари брекера з текстильними ниткаповідно, всієї маси шини. ми, орієнтованими в окружному напрямі покликані Попарне групування ниток захисного текстимаксимально обмежити переміщення металокордльного шару брекера, розташованих в окружному них шарів брекера, особливо його кромок, і забезнапрямі, дозволяє при збереженні необхідних техпечити збереження необхідних габаритів шин, їх нічних характеристик протектора отримати значні працездатність і швидкісну витривалість. просвіти між нитками, необхідні для проникнення Для конструкції брекера з пропонованими пагумової суміші між ними і забезпечення необхідної раметрами на напружено-деформований стан шиміцності зв'язків між шарами, що у свою чергу зуни впливає товщина гумового прошарку між нитмовлює надійність і еластичність протектора в ками текстильного корду брекера і нитками цілому. Крім того, підвищується технологічність металокорда. виробництва за рахунок виключення операції поВ таблиці 1 представлені показники напружено переднього погумування текстильних шарів бреке- деформованого стану шин розміру 175/70R13 з ра. При цьому знижується кількість відходів, і зрерізною товщиною гумового прошарку між нитками штою, знижується собівартість продукції. текстильного корду брекера і нитками металоВинахід пояснюється кресленнями, де на: корду. 7 78287 8 Таблиця 1 Найменування показників Товщина гумового прошарку між нитками текстильного корду брекера и металлокорду, мм 0,1 0,2 0,25 0,4 0,5 0,55 Відношення діаметра ниток корду текстильного шару і металокорду брекера Довжина контакту % Куто ва жорсткість % Переміщення кромок брекера, % Зусилля в металокордних шарах брекера, % Зусилля в текстильних шарах брекера % Як видно з табл.1 збільшення товщини гумового прошарку понад 0,4мм приводить до різкого збільшення переміщень кромок брекера і зусиль в текстильному захисному шарі брекера. Вживання товщини гумового прошарку менше 0,1мм приводить до низького резиновміщення в шарах і знижує міцність зв'язку між шарами бре 0,46 100 100 100 100 100 99,7 99,7 100 99,9 100 99,5 99,6 100 99,8 102 99,4 99,6 100 99,7 102 99 99,3 117 100,9 118,5 98,7 99 117 100,7 118,5 кера. В таблиці 2 представлені порівняльні результати випробувань шин 195/65R15 з рівномірним (еталон) розташованими і попарно згрупованими окружними текстильними нитками в захисному шарі, розташованому поверх металокордних шарів брекера (досліджувана). Таблиця 2 Найменування показників Розташовує текстильних ниток в додатковому шарі брекера Крок Відношення діаметра ниток корду текстильного шару і металокорду брекера Товщина гумового прошарку між текстильними і металокордними нитками Діаметр % Ширина % Температура на кромках брекера % Працездатність на станках,% Швидкісна витривалість, % Маса, % Порівняльний аналіз запропонованого винаходу з відомими рішеннями показав, що запропонована конструкція дозволяє значно підвищити експлуатаційні характеристики шини, зокрема за рахунок отримання оптимізованого напруженодеформованого стану підвищити швидкісну витривалість і загальну працездатність шини, при одночасному зниженні маси і підвищенні технологічності виготовлення шини. Як приклад конкретного виконання заявленого винаходу може бути запропоновано виконання шини розміру 175/70R13, що включає протектор з плечовою зоною і боковинами, брекер і каркас з бортами. Брекер виконаний у вигляді двох погумованих шарів металокорду марки 4л27 і одного за Еталон Рівномірно 1,1dт Досліджувана Попарно згруповані 2,6dт 0,6 0,6 0,5 0,35 100 100 100 100 100 100 100 100 86,5-87 130 106-110 95 хисного шару, що містить текстильні нитки типу марки 11А. При цьому захисні шари брекера з текстильними нитками виконані у вигляді окремих прокладок із тканини з попарно згрупованими окружними нитками. Відношення діаметрів металокордних ниток в брекері і окружних текстильних ниток в захисному шарі брекера складає 0,48. Товщина гумового прошарку між нитками текстильного корду брекера і суміжними з ними нитками металокорду складає 0,15-0,2мм. Пневматична шина може бути виготовлена на стандартному устаткуванні в умовах масового виробництва. 9 Комп’ютерна в ерстка О.Гапоненко 78287 Підписне 10 Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601