Результат интеллектуальной деятельности: Покрышка пневматической шины

Изобретение относится к области автомобильных шин, в частности к конструкции покрышек грузовых пневматических радиальных шин, может быть использована в шинной промышленности для покрышек грузовых пневматических шин 12.00 Р 20 нормой слойности 18 (с максимально допустимой нагрузкой 3750 кгс на одинарную шину при внутреннем давлении в шине 8,7 кгс/см²), 12.00 Р 20 нормой слойности 16 (с максимально допустимой нагрузкой 3350 кгс на одинарную шину при внутреннем давлении в шине 7,7 кгс/см²), 11.00 Р20 нормой слойности 16 (с максимально допустимой нагрузкой 3350 кгс на одинарную шину при внутреннем давлении в шине 8,4 кгс/см²).

Известны покрышки пневматических радиальных шин, содержащие каркас из обрезиненного корда с резиновыми прослойками, брекер, протектор и бортовые кольца: патенты РФ RU 2400374 дата публикации 27.09.2010, RU 90739 дата публикации 20.01.2010, RU 90738 дата публикации 20.01.2010, RU 2401748 дата публикации 20.10.2010, RU 108345 дата публикации 20.09.2011, RU 2463172 дата публикации 10.10.2012, RU 2666977 дата публикации 13.09.2018, RU 2359841 дата публикации 27.06.2009, RU 2022807 дата публикации 15.11.1994, RU 3911 дата публикации 16.04.1997, RU 2191705 дата публикации 27.10.2002, RU 2525344 дата публикации 10.08.2014.

Конструкции покрышек, описанные в патентах, предназначены для шин разных типоразмеров, максимально допустимых нагрузок, отличаются характеристиками примененных кордов каркаса, их количеством, различной материалоемкостью шин, схемами сборки каркаса шин.

По патенту RU 2401748, кл. В60С 15/00, В60С 9/08 известно техническое решение покрышки пневматической шины радиальной конструкции с максимально допустимой нагрузкой на одинарную шину 3350 кгс, содержащей протектор, брекер, боковины, каркас, борт, состоящей из наружной и внутренней групп слоев обрезиненного корда, бортовые кольца, отличающейся тем, что каркас выполнен из слоев корда с разрывной прочностью нити не менее 30 и не более 45 кгс/нить и суммарной частотой нитей корда не менее 280 и не более 420 штук на длине 100 мм и состоит из не менее трех и не более четырех слоев обрезиненного корда, а суммарная толщина слоев обрезиненного корда каркаса, расположенных под брекером не менее 3,3 и не более 5,2 мм±0,3, при этом количество слоев корда каркаса внутренней группы не менее двух и не более трех, причем не менее одного слоя каркаса наружной группы завернуто под бортовое кольцо, при этом суммарная толщина слоев корда каркаса под бортовым кольцом не менее 2,3 и не более 5,2 мм±0,3, причем борт выполнен с одним бортовым кольцом.

Недостатком данного решения является применимость его только к шине 11.00Р20 нормой слойности 16 (с максимально допустимой нагрузкой 3350 кгс), указание только суммарной частоты нитей в слоях корда без конкретизации количества слоев с большей и меньшей частотой нитей в слоях, их схемой сборки.

Известна покрышка пневматической шины радиальной конструкции с посадочным диаметром 20 дюймов с максимально допустимой нагрузкой 3750 кгс, изготавливаемой по патенту RU 2400374, содержащая протектор, брекер, боковины, каркас, борт, состоящий из наружной и внутренней групп слоев обрезиненного корда, бортовые кольца, отличающаяся тем, что каркас выполнен из не менее четырех и не более пяти слоев обрезиненного корда и содержит не менее одной внутренней и одной наружной группы слоев каркаса, причем количество слоев корда каркаса наружной группы не менее одного и не более двух, при этом каркас выполнен из слоев корда с разрывной прочностью нити не менее 30 и не более 35 кгс/нить и суммарной частотой нитей корда не менее 375 и не более 514 штук на длине 100 мм, причем суммарная толщина слоев корда каркаса под брокером не менее 4,4 и не более 5,8 мм±0,3, при этом борт содержит не менее одного и не более двух бортовых колец, выполненных из бортовой проволоки с разрывной прочностью не менее 150 кгс, причем не менее одного слоя каркаса наружной группы завернуто под бортовое кольцо, при этом наружная группа слоев каркаса выполнена из корда с частотой нитей не более 90 штук на длине 100 мм, а внутренняя группа слоев каркаса выполнена из корда с частотой нитей не более 110 штук на длине 100 мм. В данном решении не раскрыты все варианты исполнения каркаса шины 12.00 Р 20 нормой слойности 18, в нем указана только суммарной частота нитей в слоях корда без конкретизации количества слоев с большей и меньшей частотой нитей в слоях, их схемой сборки.

Наиболее близким техническим решением является покрышка пневматической шины, раскрытой в патентном документе RU 2525344, включающая протектор, боковины, брекер, бортовое кольцо и каркас из текстильного обрезиненного корда в виде слоев с различной плотностью нитей в слоях и разрывной прочностью нитей более 35 кгс/нить, отличающаяся тем, что соотношение между толщиной нитей текстильного обрезиненного корда и величиной разрывной плотности нитей меньше 0,021, при этом по меньшей мере в одном слое каркаса плотность нитей меньше на 25-30%, а резиносодержание в 1,6-3,5 раза больше, чем в других слоях каркаса. В данном патенты раскрыты несколько способов сборки слоев каркаса:

- слой каркаса с меньшей плотностью нитей расположен с наружной стороны каркаса и выполнен без заворота вокруг бортового кольца.

- слой каркаса с меньшей плотностью нитей расположен с наружной стороны каркаса и выполнен с заворотом вокруг бортового кольца.

- слой каркаса с меньшей плотностью нитей расположен с внутренней стороны каркаса и выполнен с заворотом вокруг бортового кольца.

- при наличии в каркасе двух или более слоев с меньшей плотностью нитей один из названных слоев расположен с наружной стороны каркаса, а другой - с его внутренней стороны, при этом по меньшей мере один из названных слоев выполнен с заворотом вокруг бортового кольца.

В описании и на поясняющих чертежах раскрыты варианты шин со схемами сборки слоев каркаса 3x1, 2x1, 1x1, 1x1x1.

Недостатком данного технического решения является неуказание всех вариантов способов сборки слоев каркаса, имеющих слои с большей и меньшей частотой нитей в слоях.

Задачей данного изобретения является разработка конструкции покрышки грузовой пневматической радиальной шины с таким соотношением конструктивных параметров каркаса и борта, которое бы позволило при сохранении общей работоспособности и эксплуатационных характеристик пневматических шин упростить технологических процесс сборки шин, расширить арсенал технических средств.

Для достижения технического результата разработана покрышка грузовой пневматической шины радиальной конструкции шины, содержащая протектор, брекер, боковины, каркас, состоящий из наружной и внутренней групп слоев обрезиненного корда, наполнительных шнуров, бортов, выполненные с одним бортовым кольцом, отличающаяся тем, что каркас содержит 4 слоя обрезиненного анидного корда, выполненного из нитей корда с прочностью 450 Н (45,9 кгс/нить), резиновую прослойку, сдублированную с первым слоем корда, второй слой корда может содержать резиновую прослойку в области крыла, при этом внутренняя группа слоев каркаса состоит из двух слоев корда с большей частотой нитей от 83±4 штук на 100 мм до 70+4 штук на 100 мм, завернутых на бортовое кольцо, а наружная группа слоев каркаса состоит из двух слоев корда с пониженной частотой нитей от 60±4 штук на 100 мм до 65±4 штук на 100 мм, из которых не менее одного слоя завернуто под бортовое кольцо, суммарная толщина обрезиненных слоев корда каркаса (с учетом резиновой прослойки) от 6,0 до 6,7±0,4 мм.

Изобретение иллюстрируется чертежами (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3), на которых изображены меридиональные сечение покрышки пневматической шины в нескольких вариантах исполнения. На фиг. 1 в наружной группе слоев каркаса оба завернуты под бортовое кольцо. На фиг. 2 в наружной группе слоев каркаса один наружный слой завернут под бортовое кольцо. На фиг. 3 изображен вариант конструкции шины, где второй слой каркаса дополнительно содержит в области крыла резиновую прослойку для уменьшения сдвиговых напряжений в бортовой зоне.

Покрышка пневматической шины радиальной конструкции содержит протектор 1, брекер 2, каркас 3, состоящий из внутренней 5 и наружной 6 групп слоев обрезиненного корда, боковину 4, борт 7 с одним бортовым кольцом 9, количество бортовых проволок в сечении которого составляет от 120 до 144, наполнительным шнуром и крыльевой лентой 8. Каркас выполнен из 4-х слоев обрезиненного анидного корда, причем первый слой каркаса сдублирован с резиновой прослойкой 10. Второй слой каркаса может дополнительно содержать в области крыла резиновую прослойку 11. Первые два слоя каркаса внутренней группы выполнены из нитей корда с прочностью 450 Н (45,9 кгс/нить), с частотой нитей от 83±4 штук на 100 мм, с углом закроя 90±1°. Последующие два слоя наружной группы выполнены из нитей корда с прочностью 450 Н (45,9 кгс/нить), с частотой нитей 60±4 штук на 100 мм, с углом закроя 90±1°.

Основным отличием настоящего изобретения (покрышка грузовой пневматической шины радиальной конструкции шины) в сравнении с прототипом является выбор оптимальных значений конструктивных параметров каркаса и борта, схемы сборки каркаса, дублирование первого слоя каркаса с резиновой прослойкой, в комбинации с выбором обрезиненного анидного корда, выполненного из нитей корда с прочностью 450 Н (45,9 кгс/нить), что обеспечивает упрощение технологического процесса сборки шин и расширение арсенала технических средств.

Применение в слоях каркаса корда 45 А, 452 А различной частоты нитей для первых двух слоев (83±4 штук на 100 мм) и последующих двух слоев каркаса (60±4 штук на 100 мм) с суммарной частотой нитей 286±16 штук на 100 мм, обеспечивает необходимый запас прочности каркаса, работоспособность шины, повышая технологичность изготовления и улучшая работу слоев каркаса в готовой шине за счет улучшения затекания резины в разреженные слои каркаса с меньшей плотностью нитей марки, соответственно увеличения прочности связи корд-резина в слоях.

Слои каркаса с меньшей плотностью нитей располагаются с наружной стороны каркаса и выполнены с заворотом вокруг бортового кольца, для упрощения технологического процесса сборки шины, облегчения формирование зоны борта шины при заворачивании и обработке кромок слоев каркаса, для эксплуатации шин в тяжелых условиях (например, на стройках или на бездорожье).

Два слоя каркаса с большей плотностью нитей располагаются с внутренней стороны каркаса и выполнены с заворотом вокруг бортового кольца, для обеспечения основной силовой жесткости каркаса шины.

Примененная схема сборки слоев каркаса 2x2 упрощает технологический процесс сборки шины, а заворот всех слоев каркаса вокруг бортового кольца усиливает борт покрышки, обеспечивает основную силовую жесткость каркаса шины.

Первый слой каркаса имеет резиновую прослойку с внутренней стороны каркаса для защиты камеры от перетирания нитями корда.

В настоящем изобретении, раскрывающей конструкцию покрышки грузовой пневматической шины радиальной конструкции шины, в результате опытного подбора (из соображений массы, прочности, резиносодержания в шине, работоспособности, стоимости, технологичности изготовления шины) определено отличное от известных конструкций, сочетание таких конструктивных параметров покрышек грузовых радиальных пневматических шин, как прочность нитей в слоях каркаса, соотношение количества нитей в слоях корда каркаса, количество слоев каркаса, схема сборки слоев каркаса, толщины обрезиненных слоев каркаса, оптимальное количество проволок в бортовом кольце, применение резиновых прослоек.

Техническое решение реализуется в условиях промышленного производства с использованием стандартного оборудования, стандартных материалов и технологии.

По предлагаемой полезной модели были изготовлены опытные шины 12.00R20 нормой слойности 18, 12.00R20 нормой слойности 16 и 11.00R20 нормой слойности 16. Варианты исполнения приведен в таблице 1.

Испытания покрышек пневматических шин 12.00R20 нормой слойности 18, 12.00R20 нормой слойности 16 и 11.00R20 нормой слойности 16, изготовленных с использованием предлагаемого технического решения, показали их надежную работоспособность, успешно прошли эксплуатационные испытания, эксплуатационные характеристики соответствуют нормативно установленным для данных шин. При этом теплообразование, масса предложенной покрышки и соответственно сопротивление качения шины ниже, чем у прототипа в пятислойном исполнении.

Таким образом, данное изобретение при сохранении общей работоспособности и эксплуатационных характеристик покрышки пневматической шины позволяет упростить технологический процесс сборки шин и расширить арсенал технических средств.