EA019625B1 - Шина для большегрузных транспортных средств, содержащая по меньшей мере два дополнительных слоя в бортах - Google Patents

Abstract

Объектом настоящего изобретения является шина с радиальной каркасной арматурой (7), содержащая арматуру гребня, покрываемую в радиальном направлении протектором, при этом упомянутый протектор соединяют с двумя бортами через две боковины, при этом каркасная арматура (7) закреплена в каждом из бортов, образуя зону крепления. Согласно изобретению шина дополнительно содержит по меньшей мере в части каждой из зон крепления по меньшей мере два слоя (11), выполненных путем окружного наматывания составной полосы (1), образованной двумя слоями (2, 3), состоящими из непрерывных усилительных элементов (4), проходящих от одного слоя к другому, при этом упомянутые усилительные элементы (4) являются параллельными в одном слое и перекрещиваются от одного слоя к другому с идентичными по абсолютной величине углами относительно окружного направления. Упомянутую составную полосу (1) выполняют при помощи способа, согласно которому сплющивают трубу, содержащую усилительные элементы (4).

Description

Настоящее изобретение касается пневматической шины с радиальной каркасной арматурой и, в частности, шины, предназначенной для транспортных средств, перевозящих тяжелые грузы и движущихся на поддерживаемой скорости, например, таких как грузовики, тягачи, прицепы, автобусы дальнего следования, метропоезда, сельскохозяйственные машины или дорожно-строительные машины, самолеты, другие транспортные или погрузочно-разгрузочные средства.

Усилительную арматуру или усиление шин и, в частности, шин для большегрузных транспортных средств в настоящее время чаще всего выполняют путем укладки друг на друга одного или нескольких пластов, обычно называемых каркасными пластами, пластами гребня и т.д. Такое обозначение усилительных арматур связано со способом изготовления, который состоит в выполнении ряда полуфабрикатов в виде пластов, которые содержат нитевые усиления, чаще всего продольные, и которые впоследствии собирают или укладывают друг на друга для получения заготовки шины. Пласты выполняют плоскими и большого размера, а затем разрезают в зависимости от размеров данного продукта. Сборку пластов на первом этапе тоже выполняют, по существу, на плоскости. Полученную таким образом заготовку затем формуют для придания ей обычного тороидального профиля шин. После этого на заготовку наносят полуфабрикаты, называемые чистовыми, чтобы получить продукт, готовый для вулканизации.

Такой тип классического способа предполагает, в частности, для фазы изготовления заготовки шины использование элемента крепления (как правило, бортового кольца), применяемого для обеспечения крепления или удержания каркасной арматуры в зоне бортов шины. Таким образом, при таком типе способа, осуществляют загибание участка всех (или только части) пластов, образующих каркасную арматуру, вокруг бортового кольца, находящегося в борту шины. Таким образом, получают крепление каркасной арматуры в борту.

Широкое промышленное распространение этого классического способа, несмотря на многочисленные варианты выполнения пластов и осуществления сборки, привело к использованию специалистами выражений, скопированных с этого способа: отсюда общепринятая терминология, содержащая, в частности, термины пласты, каркас, бортовое кольцо, формование для обозначения перехода от плоского профиля к тороидальному профилю и т.д.

В настоящее время существуют шины, которые не содержат собственно пластов или бортовых колец, соответствующих предыдущим определениям. Например, в документе ЕР 0582196 описаны пневматические шины, получаемые без использования полуфабрикатов в виде пластов. Например, усилительные элементы различных усилительных структур накладывают непосредственно на смежные слои резиновой смеси, затем все это укладывают последовательными слоями на тороидальный сердечник, форма которого позволяет получать напрямую профиль, близкий к конечному профилю шины в процессе изготовления. Таким образом, в данном случае больше нет полуфабрикатов, пластов, бортовых колец. Базовые продукты, такие как резиновые смеси и усилительные элементы в виде нитей или волокон, укладывают непосредственно на сердечник. Поскольку этот сердечник имеет тороидальную форму, то нет нужды в формовании заготовки для перехода от плоского профиля к профилю в виде тора.

Кроме того, описанные в этом документе шины не проходят традиционного этапа загибания каркасного пласта вокруг бортового кольца. Этот тип крепления заменен компоновкой, в которой смежно с указанной усилительной структурой боковины располагают окружные нити и затем все это погружают в крепежную или соединительную резиновую смесь.

Существуют также способы сборки на тороидальном сердечнике, использующие полуфабрикаты, специально выполненные с возможностью быстрой, эффективной и простой укладки на центральный сердечник. Наконец, можно также использовать смешанный способ, в котором одновременно используют некоторые полуфабрикаты для реализации некоторых архитектурных аспектов (такие как пласты, бортовые кольца и т.д.), тогда как другие аспекты реализуют путем прямого наложения смесей и/или усилительных элементов.

Чтобы учитывать недавние технологические достижения как в области изготовления, так и при разработке изделий, в настоящем документе классические термины, такие как пласты, бортовые кольца и т.д., заменены нейтральными терминами или терминами, не зависящими от используемого типа способа. Так, термин усиление каркасного типа или усиление боковины можно использовать для обозначения элементов усиления каркасного пласта в классическом способе и соответствующих элементов усиления, как правило, наносимых на уровне боковин, для шин, получаемых согласно способу без полуфабрикатов. Термин зона крепления, в свою очередь, может обозначать как традиционное загибание каркасного пласта вокруг бортового кольца из классического способа, так и комплекс, образованный окружными усилительными элементами, резиновой смесью и смежными участками усиления боковины нижней зоны, получаемой при помощи способа наложения на тороидальный сердечник.

В целом, в пневматических шинах типа шин для грузовиков каркасную арматуру крепят с двух сторон в зоне борта и в радиальном направлении накрывают арматурой гребня, образованной по меньшей мере двумя наложенными друг на друга слоями, образованными текстильными или металлическими кордными нитями, параллельными в каждом слое. Она может также содержать слой текстильных нитей или металлических кордных нитей с незначительной растяжимостью, образующих с окружным направлением угол от 45 до 90°, причем этот пласт, называемый триангуляционным, находится в радиальном

- 1 019625 направлении между каркасной арматурой и первым пластом гребня, называемым рабочим пластом, образованным параллельными нитями или кордными нитями, имеющими углы не более 45° по абсолютной величине. Триангуляционный пласт образует, по меньшей мере, с упомянутым рабочим пластом триангуляционную арматуру, которая под действием различных напряжений претерпевает мало деформаций, при этом основной функцией триангуляционного пласта является восприятие поперечных усилий сжатия, которым подвергаются все усилительные элементы в зоне гребня шины.

Арматура гребня содержит по меньшей мере один рабочий слой; если упомянутая арматура гребня содержит по меньшей мере два рабочих слоя, их выполняют из нерастяжимых металлических усилительных элементов, параллельных между собой в каждом слое и перекрещивающихся от одного слоя к следующему, образуя с окружным направлением углы от 10 до 45°. Упомянутые рабочие слои, образующие рабочую арматуру, можно также накрыть по меньшей мере одним так называемым защитным слоем, образованным предпочтительно металлическими и растяжимыми усилительными элементами, называемыми эластичными.

В случае пневматических шин для большегрузных транспортных средств обычно используют только один защитный слой, и в большинстве случаев его защитные элементы ориентированы в том же направлении и под тем же углом по абсолютной величине, что и усилительные элементы рабочего слоя, находящегося радиально наиболее снаружи и, следовательно, являющегося радиально смежным. В случае пневматических шин для дорожно-строительной техники, предназначенных для движения по более или менее неровной поверхности, предпочтительно наличие двух защитных слоев, при этом усилительные элементы перекрещиваются от одного слоя к следующему, и усилительные элементы радиально внутреннего защитного слоя перекрещиваются с нерастяжимыми усилительными элементами радиально наружного рабочего слоя, смежного с упомянутым радиально внутренним защитным слоем.

Такие шины обычно на уровне бортов содержат один или несколько слоев усилительных элементов, называемых элементами жесткости. Эти слои чаще всего состоят из усилительных элементов, ориентированных относительно окружного направления под углом менее 45°, чаще всего менее 25°. Эти слои усилительных элементов предназначены, в частности, для ограничения продольных смещений материалов, образующих борт, по отношению к ободу колеса с целью ограничения преждевременного износа упомянутого борта.

Кроме того, в случае крепления арматуры гребня вокруг бортового кольца путем загибания, по меньшей мере частично, каркасной арматуры вокруг бортового кольца в каждом из бортов с образованием загиба, проходящего более или менее высоко в боковину, слои усилительных элементов или элементы жесткости позволяют ограничить появление отслаивания между загибом каркасной арматуры и материалами на основе полимерных смесей, окружающими упомянутый загиб. Действительно, этот тип крепления между каркасной арматурой и бортовым кольцом в некоторых условиях эксплуатации может привести к риску отслаивания между загибом каркасной арматуры и материалами на основе полимерных смесей, окружающими упомянутый загиб.

Эти слои усилительных элементов или элементы жесткости чаще всего расположены в осевом направлении снаружи загиба каркасной арматуры и проходят в боковину по высоте, превышающей высоту загиба, в частности, чтобы покрывать свободные концы усилительных элементов упомянутого загиба.

Кордные нити называют нерастяжимыми, когда упомянутые кордные нити под действием усилия растяжения, равного 10% усилия разрыва, показывают удлинение, не превышающее 0,2%.

Кордные нити называют эластичными, когда упомянутые кордные нити под действием усилия растяжения, равного нагрузке разрыва, имеют относительное удлинение, по меньшей мере, равное 4%.

Окружное направление пневматической шины или продольное направление является направлением, соответствующим периферии шины и определенным направлением качения шины.

Поперечное или осевое направление шины параллельно оси вращения шины.

Радиальное направление является направлением, секущим ось вращения шины и перпендикулярным к этой оси.

Ось вращения шины является осью, вокруг которой она вращается при штатном использовании.

Радиальная или меридиональная плоскость является плоскостью, которая содержит ось вращения шины.

Окружная центральная плоскость или экваториальная плоскость является плоскостью, перпендикулярной к оси вращения шины и делящей шину пополам.

Некоторые пневматические шины, называемые шинами для дальних пробегов, предназначены для движения на большой скорости и на все более дальние расстояния в силу постоянного улучшения и развития автомобильных дорог в мире. Совокупность условий, в которых такая шина должна работать, вне всякого сомнения обеспечивает больший пробег при меньшем износе шины; с другой стороны, происходит снижение усталостной прочности этой шины.

Действительно, выявилось, что в некоторых условиях движения в частях шины, окружающих борта, отмечается усталостный износ полимерных масс, требующий замены шин.

Цель изобретения - предоставить пневматические шины для большегрузных транспортных средств, характеристики усталостной прочности которых, в частности, связанные с зонами бортов шины, являют

- 2 019625 ся более высокими по сравнению с обычными шинами.

Эта цель достигается согласно изобретению посредством шины с радиальной каркасной арматурой, содержащей арматуру гребня, покрываемую в радиальном направлении протектором, при этом упомянутый протектор соединяют с двумя бортами при помощи двух боковин, при этом каркасная арматура закреплена в каждом из бортов, образуя зону крепления, при этом упомянутая шина дополнительно содержит в части, по меньшей мере, каждой из зон крепления по меньшей мере два слоя, выполненные путем окружного наматывания составной полосы, образованной двумя слоями, состоящими из непрерывных усилительных элементов, проходящих от одного слоя к другому, при этом упомянутые усилительные элементы являются параллельными в одном слое и перекрещиваются от одного слоя к другому с идентичными по абсолютной величине углами относительно окружного направления.

Испытания, проведенные на полученных шинах в соответствии с настоящим изобретением, показали, что характеристики усталостной прочности шины повысились по сравнению с шинами более традиционного выполнения, содержащими элементы жесткости, как было указано выше, состоящие из одного или нескольких слоев усилительных элементов. Анализ этих результатов позволяет отметить, что дополнительная составная полоса и, в частности, усилительные элементы дополнительной составной полосы позволяют ограничить появление и распространение возможных трещин на конце загиба слоя каркасной арматуры и что, кроме того, отсутствие свободных концов слоев составной полосы, которые соответствуют концам обрезанных кордных нитей обычных слоев усилительных элементов, позволяет избежать возможного повреждения полимерных смесей.

Выполненная таким образом шина в соответствии с настоящим изобретением и, в частности, составная полоса, которая дополнительно содержит слои усилительных элементов, параллельных в одном слое и перекрещивающихся от одного слоя к другому, которые не имеют концов на своих краях, отличается относительно быстрым выполнением; действительно, два слоя получают одновременно путем окружного наматывания полуфабриката, образующего составную полосу. Окружное наматывание является техникой относительно простого осуществления, который можно осуществлять с высокой скоростью; кроме того, как было указано выше, по меньшей мере два слоя выполняют одновременно.

Окружное наматывание соответствует наматыванию составной полосы таким образом, чтобы получаемые витки имели угол с окружным направлением, меньший 8°.

Согласно предпочтительному варианту выполнения изобретения радиальное расстояние между соответствующими усилительными элементами каждого из слоев гребня, образующих составную полосу, меньше толщины слоя гребня и предпочтительно меньше половины толщины слоя гребня.

В рамках изобретения радиальное расстояние между соответствующими усилительными элементами каждого из слоев гребня измеряют в радиальном направлении между соответственно верхней и нижней образующими упомянутых усилительных элементов радиально внутреннего и радиально наружного слоев гребня. Толщину слоя гребня тоже измеряют в радиальном направлении.

Предпочтительно, поскольку каждый из слоев образован усилительными элементами между двумя каландрированными прослойками полимерной смеси, каждая из которых образует толщину соответственно радиально снаружи и радиально внутри относительно упомянутых усилительных элементов, радиальное расстояние между соответствующими усилительными элементами каждого из слоев гребня, по существу, эквивалентно сумме толщины полимерной смеси каландрированной прослойки радиально снаружи усилительных элементов радиально внутреннего слоя гребня и толщины полимерной смеси каландрированной прослойки радиально внутри усилительных элементов радиально наружного слоя гребня.

Составную полосу можно предварительно получить при помощи способа, согласно которому сплющивают трубу, которую выполнили путем наматывания, - в виде прилегающих витков под заданным углом относительно продольного направления трубы, - полоски, в которой усилительные элементы параллельны между собой и продольному направлению упомянутой полоски и покрыты полимерной смесью. Ширину полоски подбирают в зависимости от угла, под которым наматывают витки, таким образом, чтобы витки прилегали друг к другу.

Во время сплющивания упомянутой трубы, поскольку витки идеально прилегают друг к другу, полученная составная полоса состоит из двух слоев непрерывных усилительных элементов, проходящих от одного слоя к другому, при этом упомянутые усилительные элементы являются параллельными в одном слое и перекрещиваются от одного слоя к другому с идентичными по абсолютной величине углами относительно окружного направления. Выполнение трубы с прилегающими друг к другу витками позволяет получить линейные усилительные элементы в каждом из слоев, за исключением осевых концов каждого из слоев, на уровне которых усилительные элементы образуют петли для обеспечения непрерывности от одного слоя к другому.

Эта линейность усилительных элементов в каждом из слоев позволяет придать постоянную продольную жесткость и жесткость сдвига по ширине упомянутых слоев, образующих составную полосу.

Сплющивание упомянутой трубы позволяет также получить такое соединение слоев, при котором радиальное расстояние между соответствующими усилительными элементами каждого из слоев, по существу, эквивалентно сумме толщины полимерной смеси каландрированной прослойки радиально снаружи усилительных элементов радиально внутреннего слоя гребня и толщины каландрированной про

- 3 019625 слойки полимерной смеси радиально внутри усилительных элементов радиально наружного слоя гребня, при этом упомянутые каландрированные прослойки входят в контакт друг с другом.

Такое соединение двух слоев гребня способствует повышению продольной жесткости и жесткости сдвига. Косвенно достигают облегчения шины, которое потребовало бы нескольких толщин составной полосы, если бы образующие ее слои были недостаточно связаны между собой, чтобы получить желаемую продольную жесткость и жесткость сдвига.

Согласно предпочтительному варианту выполнения усилительные элементы упомянутой составной полосы образуют угол с окружным направлением в пределах от 10 до 45°.

Как было указано выше, угол, образованный усилительными элементами с окружным направлением, соответствует углу, который образуют витки трубы с продольным направлением трубы перед ее расплющиванием. Меньшие углы облегчают выполнение составной полосы при помощи описанного выше способа.

Согласно первой версии выполнения составную полосу наматывают в окружном направлении с радиальным перекрыванием, предпочтительно равным, по меньшей мере, половине ширины упомянутой составной полосы. Радиальное перекрывание позволяет избежать образования зон, в которых присутствует меньше усилительных элементов. Радиальное перекрывание, по меньшей мере, по половине ширины составной полосы позволяет одновременно получать четыре рабочих слоя, в которых усилительные элементы перекрещиваются от одного слоя к другому, при этом углы усилительных элементов идентичны по абсолютной величине в каждом из слоев.

Радиальное перекрывание, по меньшей мере, равное двум третям ширины составной полосы, позволяет одновременно получать по меньшей мере шесть рабочих слоев.

Согласно другой версии выполнения изобретения составную полосу наматывают в окружном направлении с образованием примыкающих друг к другу витков. Такой вариант выполнения позволяет получать два рабочих слоя без образования утолщения.

Согласно первому варианту выполнения изобретения усилительные элементы составной полосы являются металлическими.

Предпочтительно согласно этому первому варианту выполнения изобретения усилительные элементы составной полосы являются металлическими усилительными элементами с секущим модулем упругости от 10 до 120 ГПа при удлинении 0,7% и с максимальным касательным модулем упругости, меньшим 150 ГПа.

Согласно предпочтительному варианту выполнения секущий модуль усилительных элементов при 0,7% удлинения меньше 100 и больше 20 ГПа, предпочтительно составляет от 30 до 90 ГПа и еще предпочтительнее меньше 80 ГПа.

Предпочтительно максимальный касательный модуль усилительных элементов меньше 130 ГПа и предпочтительно меньше 120 ГПа.

Вышеуказанные модули измеряют на кривой напряжения растяжения в зависимости от удлинения, определенной с предварительным напряжением 20 МПа, приведенным к сечению металла усилительного элемента, при этом напряжение растяжения соответствует измеренному натяжению, приведенному к сечению металла усилительного элемента.

Модули одних и тех же усилительных элементов можно измерить на кривой напряжения растяжения в зависимости от удлинения, определенной с предварительным напряжением 10 МПа, приведенным к общему сечению усилительного элемента, при этом напряжение растяжения соответствует измеренному натяжению, приведенному к общему сечению усилительного элемента. Общее сечение усилительного элемента является сечением композитного элемента, состоящего из металла и резины, причем последняя проникает в усилительный элемент во время фазы термической обработки шины.

Согласно этому определению, касающемуся общего сечения усилительного элемента, усилительные элементы составной полосы являются металлическими усилительными элементами с секущим модулем упругости при 0,7% удлинения, составляющим от 5 до 60 ГПа, и с максимальным касательным модулем меньше 75 ГПа.

Согласно предпочтительному варианту секущий модуль усилительных элементов при удлинении 0,7% меньше 50 и больше 10 ГПа, предпочтительно составляет от 15 до 45 ГПа и еще предпочтительнее меньше 40 ГПа.

Предпочтительно максимальный касательный модуль усилительных элементов меньше 65 ГПа и еще предпочтительнее меньше 60 ГПа.

Согласно предпочтительному варианту выполнения усилительные элементы составной полосы являются металлическими усилительными элементами с кривой напряжения растяжения в зависимости от относительного удлинения, имеющей небольшие наклоны при слабых удлинениях и, по существу, постоянный и большой наклон при больших удлинениях. Такие усилительные элементы дополнительного пласта обычно называют двухмодульными элементами.

Согласно предпочтительному варианту выполнения изобретения, по существу, постоянный и большой наклон появляется, начиная с относительного удлинения, составляющего от 0,1 до 0,5%.

Различные вышеуказанные характеристики усилительных элементов были измерены на усилитель

- 4 019625 ных элементах, взятых с шин в качестве образцов.

Усилительные элементы, предназначенные для выполнения составной полосы в соответствии с настоящим изобретением, представляют собой, например, сборки формулы 21.23, которую можно представить в виде 3х(0,26+6х0,23) 4.4/6.6 88; эта кордная нить с прядями образована 21 элементарной нитью формулы 3х(1+6), с 3 скрученными вместе прядями, каждая из которых состоит из 7 нитей, при этом одна нить образует центральный сердечник диаметром, равным 26/100 мм, и 6 намотанных нитей диаметром, равным 23/100 мм. Такая кордная нить имеет секущий модуль при 0,7%, равный 45 ГПа, и максимальный касательный модуль, равный 98 ГПа, измеренные на кривой напряжения растяжения в зависимости от удлинения, определенной с предварительным напряжением 20 МПа, приведенным к сечению металла усилительного элемента, при этом напряжение растяжения соответствует измеренному натяжению, приведенному к сечению металла усилительного элемента. На кривой напряжения растяжения в зависимости от удлинения, определенной с предварительным напряжением 10 МПа, приведенным к общему сечению усилительного элемента, при этом напряжение растяжения соответствует измеренному натяжению, приведенному к общему сечению усилительного элемента, эта кордная нить формулы 21.23 имеет секущий модуль при 0,7%, равный 23 ГПа, и максимальный касательный модуль, равный 49 ГПа.

Точно так же, согласно другому примеру, усилительные элементы представляют собой, например, сборку формулы 21.28, которую можно представить в виде 3х(0,32+6х0,28) 6.2/9.3 88. Эта кордная нить имеет секущий модуль при 0,7%, равный 56 ГПа, и максимальный касательный модуль, равный 102 ГПа, измеренные на кривой напряжения растяжения в зависимости от удлинения, определенной с предварительным напряжением 20 МПа, приведенным к сечению металла усилительного элемента, при этом напряжение растяжения соответствует измеренному натяжению, приведенному к сечению металла усилительного элемента. На кривой напряжения растяжения в зависимости от удлинения, определенной с предварительным напряжением 10 МПа, приведенным к общему сечению усилительного элемента, при этом напряжение растяжения соответствует измеренному натяжению, приведенному к общему сечению усилительного элемента, эта кордная нить формулы 21.28 имеет секущий модуль при 0,7%, равный 27 ГПа, и максимальный касательный модуль, равный 49 ГПа.

Использование таких усилительных элементов в составной полосе позволяет, в частности, достаточно просто получать трубу и производить расплющивание упомянутой трубы согласно описанному выше способу, ограничивая при этом риски разрыва усилительных элементов и повышая способность составной полосы оставаться плоской после ее изготовления, в частности, когда угол между окружным направлением и усилительными элементами двух рабочих слоев гребня превышает 40°.

Предпочтительно металлические элементы являются стальными кордными нитями.

Согласно второму варианту выполнения изобретения усилительные элементы составной полосы выполняют из текстильного материала, такого как материал типа нейлона, арамида, ПЭТ, искусственного шелка, поликетона.

Согласно третьему варианту выполнения изобретения усилительные элементы составной полосы выполняют из гибридного материала. Речь может идти о текстильных гибридных материалах, таких как усилительные элементы, состоящие из арамида и нейлона, описанные в документе \¥О 02/085646, или о гибридных материалах, представляющих собой комбинацию из текстильных материалов и металлических материалов.

Выполнение составной полосы с текстильными или гибридными усилительными элементами позволяет получить преимущества, в частности, в плане усталостной прочности, не слишком увеличивая массу шины, в том числе в сравнении с только одним дополнительным слоем металлических усилительных элементов.

Согласно наиболее предпочтительному варианту выполнения изобретения дополнительная составная полоса является радиально наружной относительно каркасной арматуры. Согласно этому варианту выполнения изобретения дополнительная составная полоса обеспечивает, в частности, функцию защиты борта относительно обода и, в частности, относительно клинчера обода, когда шина смонтирована на ободе.

Предпочтительно поскольку каркасную арматуру крепят в каждом из бортов путем загибания по меньшей мере одного слоя усилительных элементов вокруг бортового кольца с образованием загиба, радиально наружный конец дополнительной составной полосы является радиально наружным относительно конца загиба каркасной арматуры. Согласно такому варианту выполнения, поскольку шина содержит каркасную арматуру, образующую загиб вокруг бортового кольца, дополнительная составная полоса закрывает конец упомянутого загиба, снижая таким образом и даже устраняя влияние наличия концов усилительных элементов каркасной арматуры.

Кроме того, согласно изобретению, поскольку составная полоса не содержит свободных концов усилительных элементов, это позволяет избежать возможного нарушения полимерных смесей.

Согласно предпочтительной версии выполнения изобретения арматура гребня состоит по меньшей мере из двух слоев усилительных элементов, при этом угол, образованный с окружным направлением упомянутыми усилительными элементами, меньше 30° и предпочтительно меньше 25°.

- 5 019625

Согласно еще одному варианту выполнения изобретения арматуру гребня дополняют радиально снаружи по меньшей мере одним дополнительным слоем, называемым защитным слоем из так называемых эластичных усилительных элементов, ориентированных относительно окружного направления под углом, составляющим от 10 до 45° и имеющим такое же направление, что и угол, образованный нерастяжимыми элементами радиально смежного к нему рабочего слоя.

Арматуру гребня можно также дополнить, например, в радиальном направлении между каркасной арматурой и радиально наиболее внутренним рабочим слоем - триангуляционным слоем нерастяжимых усилительных элементов, образующих с окружным направлением угол, превышающий 40° и предпочтительно имеющий то же направление, что и угол, образованный усилительными элементами слоя, радиально наиболее близкого к каркасной арматуре.

Изобретение предусматривает также, чтобы арматура гребня шины дополнительно содержала по меньшей мере один непрерывный слой из окружных усилительных элементов, осевая ширина которого предпочтительно меньше осевой ширины аксиально наиболее широкого рабочего слоя гребня.

Другие детали и предпочтительные отличительные признаки настоящего изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания примеров выполнения изобретения со ссылками на фиг. 1-3, на которых фиг. 1 - внутренний вид в перспективе составной полосы в соответствии с настоящим изобретением;

фиг. 2 - меридиональный вид схемы составной полосы, показанной на фиг. 1;

фиг. 3 - меридиональный вид схемы борта шины, содержащего составную полосу, показанную на фиг. 1, согласно варианту выполнения изобретения.

Для упрощения понимания фигуры представлены не в масштабе.

На фиг. 1 показана внутренняя схема составной полосы 1, образованной двумя слоями 2, 3 усилительных элементов 4, образующих угол с окружным направлением, параллельных в одном слое и перекрещивающихся от одного слоя к другому с углами относительно окружного направления, идентичными по абсолютной величине.

Составную полосу 1 получают при помощи способа, согласно которому сплющивают трубу, которую выполнили путем наматывания, - в виде прилегающих витков под заданным углом относительно продольного направления трубы, - полоски, в которой усилительные элементы параллельны между собой и продольному направлению упомянутой полоски и пропитаны полимерной смесью. Во время сплющивания трубы, поскольку витки идеально прилегают друг к другу, полученная составная полоса состоит из двух слоев непрерывных усилительных элементов, проходящих от одного слоя к другому.

Выполнение трубы с прилегающими друг к другу витками позволяет получить линейные усилительные элементы 4 в каждом из слоев, за исключением осевых концов каждого из слоев, на уровне которых усилительные элементы образуют петли для обеспечения непрерывности от одного слоя к другому.

На фиг. 2 такая составная полоса 1 показана в меридиональном сечении. Из этой фигуры видно, что составная полоса 1 состоит из двух слоев 2, 3 усилительных элементов 4, в которых упомянутые усилительные элементы являются непрерывными от одного слоя к другому.

Преимуществом показанной на фигурах составной полосы 1 является то, что она образует систему из двух слоев усилительных элементов, параллельных между собой и перекрещивающихся от одного слоя к следующему, при этом упомянутые слои не содержат свободных концов усилительных элементов.

Составную полосу 1 выполняют из полоски, состоящей из усилительных элементов диаметром, равным 1,14 мм, погруженных между двумя каландрированными прослойками толщиной 0,11 мм. Таким образом, каждый из слоев имеет толщину 1,36 мм, а составная полоса имеет толщину 2,72 мм, при этом радиальное расстояние между соответствующими усилительными элементами каждого из слоев гребня равно 0,22 мм. Радиальное расстояние между соответствующими усилительными элементами каждого из слоев гребня равно сумме толщины каландрированной прослойки радиально снаружи усилительных элементов радиально внутреннего слоя и толщины каландрированной прослойки радиально внутри усилительных элементов радиально наружного слоя.

На фиг. 3 показана шина 6 размером 295/60 В 22.5 X. Упомянутая шина 6 содержит радиальную каркасную арматуру 7, закрепленную в двух бортах 8. Каркасная арматура 7 состоит только из одного слоя металлических кордных нитей, завернутого вокруг бортового кольца 9 с образованием загиба 10.

Составную полосу 1 укладывают путем окружного наматывания для образования двух слоев усилительных элементов, смежных в осевом направлении относительно загиба 10 каркасной арматуры 7. Согласно этой схеме наматывание осуществляют таким образом, чтобы получить осевое перекрывание половины полосы при каждом обороте. Таким образом, наматывание составной полосы 1 приводит к получению четырех радиально наложенных друг на друга слоев усилительных элементов, параллельных между собой в одном слое и перекрещивающихся от одного слоя к другому, не оставляя свободных концов.

Согласно другим версиям выполнения витки, образующиеся во время наматывания составной полосы, могут примыкать друг к другу, образуя только два радиально наложенных друг на друга слоя элементов. Витки могут также перекрывать друг друга в осевом направлении на 2/3 ширины составной полосы во время наматывания с образованием шести радиально наложенных друг на друга слоев.

Усилительные элементы дополнительной составной полосы являются элементами типа алифатиче

- 6 019625 ского полиамида 140x2.

Окружное наматывание составной полосы 1 осуществляют таким образом, чтобы радиально наружный конец 11 составной полосы был радиально наружным относительно радиально наружного конца 12 загиба 10 каркасной арматуры 7.

Были проведены испытания на шине, выполненной в соответствии с настоящим изобретением, как показано на фиг. 3, и результаты были сравнены с идентичной контрольной шиной, но выполненной согласно обычной конфигурации, то есть не содержащей дополнительной составной полосы, а только один слой металлических усилительных элементов типа 3.18 ΝΡ, образующих с окружным направлением угол 22°.

Испытания проводились с текстильными усилительными элементами дополнительной составной полосы типа алифатического полиамида 140x2.

Первые испытания на усталостную прочность были проведены при использовании на идентичных транспортных средствах каждой из шин с отслеживанием пробега по прямой для каждого из транспортных средств, при этом шины подвергали действию нагрузки, превышающей номинальную нагрузку, чтобы ускорить испытание этого типа.

Контрольное транспортное средство с обычными шинами подвергали нагрузке на одну шину 3600 кг в начале пробега, меняя ее, чтобы достигнуть нагрузки 4350 кг в конце пробега.

Транспортное средство, содержащее шины в соответствии с настоящим изобретением, подвергали нагрузке на одну шину 3800 кг в начале пробега, меняя ее, чтобы достигнуть нагрузки 4800 кг в конце пробега.

Испытания останавливали, когда шина оказывалась поврежденной и/или больше не работала в нормальном режиме.

Проведенные испытания показали, что транспортное средство, оборудованное шинами в соответствии с настоящим изобретением, прошло расстояние, эквивалентное расстоянию, пройденному контрольными транспортными средствами. Следовательно, шины в соответствии с настоящим изобретением показали лучшие характеристики, чем контрольные шины, поскольку они подвергались действию более значительной нагрузки.

Другие испытания на усталостную прочность были проведены на стенде с чередованием циклов поворота влево, вправо, затем качения по прямой в условиях нагрузки, меняющейся от 60 до 200% от номинальной нагрузки, и интенсивности от 0 до 0,35 прилагаемой нагрузки. Скорость составляла от 30 до 70 км/ч. Испытания останавливали, когда шина оказывалась поврежденной и/или больше не работала в нормальном режиме.

Полученные результаты показывают выигрыш в расстоянии, пройденном шинами в соответствии с настоящим изобретением, превышающем расстояние, пройденное контрольными шинами.

Claims (11)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Шина с радиальной каркасной арматурой, содержащая арматуру гребня, покрываемую в радиальном направлении протектором, при этом упомянутый протектор соединяют с двумя бортами посредством двух боковин, при этом каркасная арматура закреплена в каждом из бортов, образуя зону крепления, отличающаяся тем, что дополнительно содержит в части, по меньшей мере, каждой из зон крепления по меньшей мере два слоя, выполненных путем окружного наматывания составной полосы, с образованием двух слоев, состоящих из непрерывных усилительных элементов, проходящих от одного слоя к другому, при этом упомянутые усилительные элементы являются параллельными в одном слое и перекрещиваются с усилительными элементами другого слоя с идентичными по абсолютной величине углами относительно окружного направления.
2. 2. Шина по п.1, отличающаяся тем, что радиальное расстояние между соответствующими усилительными элементами каждого из слоев гребня, образующих составную полосу, меньше толщины слоя гребня и предпочтительно меньше половины толщины слоя гребня.
3. 3. Шина по п.1 или 2, отличающаяся тем, что усилительные элементы упомянутой составной полосы образуют угол с окружным направлением в пределах от 10 до 45°.
4. 4. Шина по пп.1-3, отличающаяся тем, что составную полосу наматывают в окружном направлении с радиальным перекрыванием, предпочтительно равным по меньшей мере половине ширины упомянутой составной полосы.
5. 5. Шина по пп.1-3, отличающаяся тем, что составную полосу наматывают в окружном направлении с образованием радиально примыкающих друг к другу витков.
6. 6. Шина по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что усилительные элементы составной полосы являются металлическими.
7. 7. Шина по п.6, отличающаяся тем, что усилительные элементы составной дополнительной полосы являются металлическими усилительными элементами с секущим модулем упругости от 10 до 120 ГПа при удлинении 0,7% и с максимальным касательным модулем упругости меньшим 150 ГПа.
8. 8. Шина по одному из пп.1-5, отличающаяся тем, что усилительные элементы дополнительной со

   - 7 019625 ставной полосы выполняют из текстильного материала.
9. 9. Шина по одному из пп.1-5, отличающаяся тем, что усилительные элементы дополнительной составной полосы выполняют из гибридного материала.
10. 10. Шина по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что упомянутая дополнительная составная полоса является аксиально наружной относительно каркасной арматуры.
11. 11. Шина по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что каркасную арматуру крепят в каждом из бортов путем загибания по меньшей мере одного слоя усилительных элементов вокруг бортового кольца с образованием загиба, при этом радиально наружный конец дополнительной составной полосы является радиально наружным относительно конца загиба каркасной арматуры.