Результат интеллектуальной деятельности: Брекер покрышки пневматической шины

Изобретение относится к области автомобильных шин, в частности к конструкции брекера грузовых радиальных шин.

Известны грузовые радиальные шины, содержащие каркас из обрезиненного текстильного корда и брекер из обрезиненного металлокорда, протектор и бортовые кольца (авторские свидетельства СССР №1028532, №1593979, №1298100, патенты РФ №2247662 публ. 10.03.2005, №2048991 приоритет от 07.08.1991, №2013216 приоритет от 12.08.1991, №2088424 приоритет от 31.10.1995).

Недостатком указанных конструкций покрышек пневматических шин является невысокая работоспособность, повышенная материалоемкость и трудоемкость их изготовления.

По патентному документу №2013216, приоритет от 12.08.1991, брекер выполнен комбинированным из трех обрезиненных слоев, средний из которых - металлокордный, остальные - вискозные. Недостатком данной конструкции является невысокая работоспособность.

По патентному документу №2669326, публ. 10.10.2018, пневматическая шина радиальной конструкции содержит брекер, состоящий по меньшей мере из трех слоев. Каждый слой брекера содержит элементы жесткости, состоящие из одного или нескольких стальных нитей. Элементы жесткости в каждом слое брекера соответственно расположены параллельно друг другу и находятся на расстоянии друг от друга. Стальные нити элементов жесткости защитного слоя, наиболее удаленного от центра шины, имеют диаметр нити от 0,10 мм до 0,35 мм. Диаметр корда составляет от 0,20 мм до 0,85 мм. Каждый элемент жесткости защитного слоя обладает прочностью на разрыв от 15 кН/дм до 95 кН/дм. Элементы жесткости расположены в защитном слое с плотностью от 50 до 120 нитей на дециметр (нитей/дм).

Недостатком данной конструкции является повышенная материалоемкость.

Наиболее близким техническим решением является покрышка грузовой радиальной шины, изготавливаемая по патенту РФ №2247662, кл. В60С 9/20, публ. 10.03.2005. Покрышка пневматической шины радиальной конструкции по данному техническому решению содержит протектор, каркас, боковины, бортовые кольца, брекер, в котором диаметр металлокорда составляет 1,14-1,26 мм, сам металлокорд выполнен из металлических нитей одинакового диаметра, причем отношение диаметра металлической нити к диаметру металлокорда составляет 0,253-0,298; отношение шага металлокорда в брекере к диаметру металлокорда составляет 1,9-2,25, а линейная плотность металлокорда лежит в диапазоне 5,0-5,5 г/м, при этом отношение толщины каждого обрезиненного слоя металлокорда в брекере к диаметру металлокорда составляет 1,35-1,49, а разрывная прочность металлокорда не ниже 1715±5 Н.

Недостатком прототипа является повышенная масса покрышки, материалоемкость, энергоемкость и трудоемкость изготовления покрышки пневматической шины.

Задачей данного изобретения является разработка конструкции покрышки грузовой пневматической радиальной шины с таким соотношением конструктивных параметров брекера, которое бы позволило при сохранении общей работоспособности и эксплуатационных характеристик пневматической шины снизить ее массу за счет снижения массы брекера, материалоемкость, трудоемкость изготовления и стоимость, расширить арсенал технических средств.

Для достижения технического результата в покрышке пневматической шины радиальной конструкции, содержащей протектор, брекер, каркас, боковины, бортовые кольца, согласно изобретению брекер выполнен из от двух до четырех слоев обрезиненного металлокорда и экранирующего текстильного слоя брекера, либо брекерной прослойки, диаметр металлокорда в брекере составляет 1,16±0,06 мм, сам металлокорд выполнен из металлических нитей одинакового диаметра 0,3±0,01 мм, причем отношение диаметра металлической нити к диаметру металлокорда составляет 0,258, отношение шага металлокорда в брекере к диаметру металлокорда составляет 1,956, а линейная плотность металлокорда составляет 4,33±0,20 г/м, при этом отношение толщины каждого обрезиненного слоя металлокорда в брекере к диаметру металлокорда составляет 1,422, частота нитей металлокорда в слое составляет 44 нитей/100 мм, а разрывное усилие металлокорда не ниже 1400 Н, при этом в слое брекера нити металлокордных слоев имеют одинаковые углы раскроя (20±1°), в соседних слоях направлены в противоположные стороны.

Изобретение иллюстрируется чертежом, на котором изображено меридиональное сечение покрышки пневматической шины в 5 вариантах исполнения (фиг. 1 - фиг. 5) и сечение металлокордного слоя брекера (фиг. 6).

Покрышка пневматической шины радиальной конструкции содержит протектор 1, брекер 2, каркас 3, выполненный из нескольких слоев корда 5, 6, боковины 4, бортовые кольца 9, наполнительные шнуры 7, крыльевые ленты 8. Брекер 2 состоит из от двух до четырех слоев обрезиненного металлокорда 10, экранирующего тестильного слоя или брекерной резиновой прослойки 11, со стороны протектора. Металлокорд 12 с диаметром D выполнен из восьми металлических нитей 13 одинакового диаметра d. Каждый обрезиненный слой брекера 10 содержат металлокорд 12 с шагом L и выполнен толщиной h.

В варианте 1 - приведена конструкция брекера, состоящего их двух слоев металлокорда 10 и экранирующего слоя брекера 11, в варианте 2 - из трех слоев металлокорда 10 и экранирующего слоя 11, в варианте 3 и 5 - из четырех слоев металлокорда 10 и экранирующего слоя 11, в варианте 4 - из четырех слоев металлокорда и брекерной прослойки 15. В 3 варианте исполнения покрышки для увеличения ходимости протектора края слоев металлокорда 10 сдублированы с резиновыми ленточками 14, расположенными между слоями металлокорда.

Шины по настоящему изобретению изготавливаются по стандартной технологии с использованием стандартного оборудования.

По предлагаемому изобретению были изготовлены опытные шины 8.25Р20, 10.00Р20, 11.00Р20, 12.00Р20, 390/95Р20, 395/80Р20.

Слои брекера изготовлены из обрезиненного металлокорда 8Л30 толщиной 1,65±0,05 мм, что составляет 1,422 диаметра D металлокорда. Металлокорд применялся диаметра 1,16±0,06 мм, состоящим из 8 проволок, каждая из которых имела диаметр, равный 0,3±0,01 мм, что составляет 0,258 диаметра D металлокорда, частота нитей металлокорда в слое брекера 44 нитей/100 мм, шаг металлокорда составлял 1,956 диаметра D металлокорда, разрывное усилие металлокорда не менее 1400 Н, угол закроя слоев обрезиненного металлокорда 20°±1°, в соседних слоях направлены в противоположные стороны.

Далее представлена таблица исполнения покрышек в части брекера по настоящему изобретению и прототипу, сравнения их характеристик.

Основным отличием настоящего изобретения в сравнении с прототипом является изменение угла закроя слоев металлокорда в брекере, толщины обрезиненного корда, применение в слоях брекера металлокорда с более низкой прочностью нити с увеличением частоты нитей металлокорда в слое брекера в комбинации с выбором определенной марки металлокорда с разрывной прочностью 1400 Н (разрывное усилие не более 1400 Н/нить) взамен не менее 1710±5 кгс/нить, что обеспечивает снижение материалоемкости, трудоемкости изготовления шин и ее стоимости, а также применение поверх слоев металлокорда экранирующего текстильного слоя брекера, либо брекерной прослойки для защиты беговой части протектора.

Испытания опытных покрышек пневматических шин, изготовленных с использованием предлагаемого технического решения, показали их надежную работоспособность, успешно прошли эксплуатационные испытания, эксплуатационные характеристики соответствуют нормативно установленным для данных шин.

При этом масса брекера покрышки, в результате уменьшения металлосодержания и резиносодержания в брекере, трудоемкость и энергоемкость изготовления предложенных покрышек и их стоимость ниже, чем у прототипа.

Таким образом, данное изобретение позволяет достигнуть заявляемый технический результат, а именно снизить стоимость изготовления шины, материалоемкость и трудоемкость ее изготовления при сохранении общей работоспособности и эксплуатационных характеристик покрышек пневматических грузовых шин.