Способ изготовления пневматической шины для тяжелых автомобилей

Номер патента: 17823

Опубликовано: 29.03.2013

Авторы: Доминго Ален, Джонсон Филипп

Есть еще 2 страницы.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Способ изготовления пневматической шины с радиальной каркасной арматурой, содержащей вершинную арматуру, образованную по меньшей мере двумя вершинными рабочими слоями нерастягивающихся усилительных элементов, перекрещивающимися от одного слоя к другому, образуя с окружным направлением углы, составляющие от 10 до 45°, при этом шина снабжена радиальным протектором, соединенным с двумя закраинами посредством двух боковин, причем вершинная арматура содержит по меньшей мере один слой окружных усилительных элементов, размещенных радиально между двумя вершинными рабочими слоями, при этом вершинные рабочие слои, соседние со слоем окружных усилительных элементов, размещены с обеих сторон экваториальной плоскости и в аксиальном продолжении слоя окружных усилительных элементов, соединенных по аксиальной ширине для последующего разделения профилями из каучуковой смеси, по меньшей мере, на оставшейся части общей ширины двух упомянутых рабочих слоев, отличающийся тем, что слой полимерной смеси толщиной, превышающей 1,5 мм, на аксиальной ширине, превышающей 0,1´d, наносят аксиально между аксиально внешним концом слоя окружных усилительных элементов и аксиально внутренним концом зоны соединения рабочих вершинных слоев, соседних со слоем окружных усилительных элементов, при этом расстояние d является аксиальным расстоянием, разделяющим конец слоя окружных усилительных элементов и конец вершинного рабочего слоя, расположенный рядом с наиболее узким слоем усилительных окружных элементов, причем пластичность по Муни упомянутого не сетчатого слоя полимерной смеси превышает пластичность по Муни прокатанной не сетчатой смеси вершинных рабочих слоев, соседних со слоем окружных усилительных элементов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный слой полимерной смеси наносят так, что он имеет аксиальную ширину, меньшую 0,5´d, при этом расстояние d является аксиальным расстоянием, разделяющим конец слоя окружных усилительных элементов и конец вершинного рабочего слоя, расположенный рядом с наиболее узким слоем усилительных окружных элементов.

3. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что слой усилительных окружных элементов выполняют с аксиальной шириной, превышающей 0,4´S, при этом S представляет собой максимальную аксиальную ширину пневматической шины, когда последняя смонтирована на ободе и надута до рекомендуемого давления.

4. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере два вершинных рабочих слоя выполняют с различной аксиальной шириной, причем разность между аксиальной шириной вершинного рабочего слоя, аксиально наиболее широкого, и аксиальной шириной вершинного рабочего слоя, аксиально наименее широкого, составляет от 10 до 30 мм.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что вершинный рабочий слой, аксиально наиболее широкий, размещают радиально внутри других вершинных рабочих слоев.

6. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что усилительные элементы по меньшей мере одного слоя окружных усилительных элементов являются металлическими усилительными элементами, имеющими секущий модуль в 0,7% удлинения, составляющий от 10 до 120 ГПа, и максимальный касательный модуль, меньший 150 ГПа.

7. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что усилительные элементы по меньшей мере одного слоя окружных усилительных элементов являются металлическими усилительными элементами, которые вырезают таким образом, чтобы образовать усеченные конусы длиной, меньшей окружности наименее длинного слоя, но превышающей в 0,1 раза упомянутую окружность, при этом разрезы между усеченными конусами аксиально разносят относительно друг друга.

8. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что усилительные элементы по меньшей мере одного слоя окружных усилительных элементов выполняют металлическими волнообразными, при этом отношение α/l амплитуды волны к длине волны l равно, самое большее, 0,09.

9. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что угол, образованный усилительными элементами вершинных рабочих слоев в окружном направлении меньше 30° и предпочтительно меньше 25°.

10. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что вершинные рабочие слои выполняют с усилительными элементами, перекрещивающимися от одного слоя к другому, которые образуют с окружным направлением переменные углы в аксиальном направлении.

11. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что вершинную арматуру дополняют радиально снаружи по меньшей мере одним дополнительным слоем, называемым защитным, при этом усилительные элементы, называемые эластичными, ориентируют относительно окружного направления под углом, составляющим от 10 до 45°, в том же направлении, что и угол, образованный нерастягивающимися элементами соседнего рабочего слоя, который является радиально соседним с ним.

12. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что вершинную арматуру дополняют слоем, называемым триангуляционным, при этом металлические усилительные элементы образуют с окружным направлением углы, превышающие 60°.

13. Способ по п.1, отличающийся тем, что пластичность по Муни упомянутого не сетчатого слоя полимерной смеси превышает 90 UM и предпочтительно превышает 95 UM.

Рисунок 1

Текст

Смотреть все

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ ШИНЫ ДЛЯ ТЯЖЕЛЫХ АВТОМОБИЛЕЙ Изобретение касается пневматической шины с каркасной арматурой, содержащей вершинную арматуру, образованную по меньшей мере двумя рабочими вершинными слоями не растягивающихся усилительных элементов, по меньшей мере один слой окружных усилительных элементов, радиально расположенных между двумя вершинными рабочими слоями, при этом вершинные рабочие слои, соседние со слоем окружных усилительных элементов, размещены с обеих сторон экваториальной плоскости и в аксиальном продолжении слоя окружных усилительных элементов, соединенных по аксиальной ширине для последующего разъединения. В соответствии с изобретением слой полимерной смеси толщиной, превышающей 1,5 мм, на аксиальной ширине, превышающей 0,1d, размещен аксиально между аксиально внешним слоем окружных усилительных элементов и аксиально внутренним концом зоны соединения рабочих вершинных слоев.(71)(73) Заявитель и патентовладелец: КОМПАНИ ЖЕНЕРАЛЬ ДЕЗ ЭТАБЛИССМАН МИШЛЕН (FR); МИШЛЕН РЕШЕРШ Э ТЕКНИК С.А. (CH) Изобретение относится к пневматической шине с радиальной каркасной арматурой, и, в особенности, пневматической шины, предназначенной для оснащения большегрузных автомобилей, перемещающихся с высокой скоростью, таких, например, как грузовики, тракторы, прицепы или автобусы дальнего следования. Усилительная арматура или усиление пневматических шин, и, в частности, пневматических шин большегрузных автомобилей в настоящее время - и, наиболее часто - образована складыванием одного или нескольких слоев, обозначаемых обычно как "каркасные слои", "вершинные слои" и т.д. Эти обозначения усилительных арматур происходят из способа изготовления, состоящего в изготовлении серии полуфабрикатов в форме слоев, содержащих проволочные усилительные элементы, часто выполненные в продольном направлении, которые соединены или сложены для изготовления заготовки пневматической шины. Слои выполнены плоскими значительных размеров, и, следовательно, разрезаны в зависимости от размеров заданного изделия. Соединение слоев, таким образом, выполнено, по существу, плоским. Выполненная таким образом заготовка далее формуется для приобретения формы тороидального профиля,типичного для пневматических шин. Полузаконченные изделия, называемые отделочными, накладываются затем на заготовку для получения изделия, готового для вулканизации. Такой тип"классического" способа требует, в частности, в фазе изготовления заготовки пневматической шины, использования крепежного элемента (обычно прутка), используемого для осуществления крепления или удержания каркасной арматуры в зоне закраин пневматической шины. Таким образом,при этом типе способа осуществляют оборачивание всех слоев, составляющих каркасную арматуру (или только часть) вокруг прутка, размещенного в закраине пневматической шины. Таким образом, осуществляют закрепление арматуры каркаса в закраине. Распространение в промышленности этого типа классического способа, несмотря на многочисленные варианты способов изготовления слоев и их соединений, приводит специалиста к использованию одинаковой терминологии относительно способа; отсюда проистекает принятая распространенная терминология, включающая, в частности, термины "слои", "каркас", "пруток", "структура" для описания перехода от плоского профиля к тороидальному профилю и т.д. В настоящее время существуют пневматические шины, которые не содержат, собственно говоря,ранее упомянутых "слоев", или "прутков". Например, документ ЕР 0582196 описывает пневматические шины, изготовленные без применения полуфабрикатов в форме слоев. Например, усилительные элементы различных структур накладываются непосредственно на соседние слои каучуковых смесей, при этом все накладывается последовательными слоями на тороидальный сердечник, форма которого позволяет непосредственно получить профиль, приближающийся к конечному профилю в процессе изготовления. Таким образом, в этом случае не прибегают более ни к "полуфабрикатам", ни к "слоям", ни к "пруткам". Базовые продукты, такие как каучуковые смеси и усилительные элементы в форме проволок или жгутов,непосредственно накладываются на сердечник. Этот сердечник имеет тороидальную форму, больше не нужно формировать заготовку для того, чтобы перейти от плоского профиля к профилю тороидальной формы. Кроме того, пневматические шины, описанные в этом документе, не требуют "традиционного" оборачивания каркасного слоя вокруг прутка. Такой тип крепления заменен компоновкой, в которой рядом с усилительной структурой боковин кольцеобразно располагают проволоки, при этом все погружено в закрепляющую или связывающую каучуковую смесь. Существуют также способы соединения на тороидальном сердечнике с использованием полуфабрикатов, специально предназначенных для быстрой, простой и эффективной установки на центральном сердечнике. Наконец, возможно также использовать смесь, содержащую одновременно определенные полуфабрикаты для осуществления определенных компоновочных аспектов (такие как слои, прутки и т.д.), тогда как другие выполнены путем непосредственного наложения смесей и/или усилительных элементов. В настоящем документе для учета недавних технологических эволюций, как в области изготовления, так и для концепции изделий, классические термины, такие как "слои", "прутки" и т.д., предпочтительно заменены нейтральными терминами или независимыми от типа используемого способа. Такимобразом, в пневматической шине, изготавливаемой в соответствии со способом без полуфабрикатов,термины "усиление каркасного типа" или "усиление боковины" являются приемлемыми для описания усилительных элементов каркасного слоя в классическом способе, а также соответствующие усилительные элементы, обычно используемые в области боковин. Термин "зона крепления", со своей стороны,может обозначать также "традиционное" оборачивание каркасного слоя вокруг прутка в классическом способе, так что комплекс, образованный окружными усилительными элементами, каучуковая смесь и соседние усилительные части боковин низкой зоны выполнены в соответствии со способом наложения на тороидальный сердечник. Обычно в большегрузных пневматических шинах каркасная арматура закрепляется с обеих сторон закраин и радиально поднята арматурой вершины, образованной, по меньшей мере, двумя слоями, перекрещивающимися и образованными проволоками или кордами, параллельными в каждом слое и перекрещивающимися между слоями и образующими с окружным направлением углы, составляющие от 10 до 45. Упомянутые рабочие слои, образующие рабочую арматуру, могут быть покрыты также, по меньшей мере, так называемым защитным слоем, и образованы предпочтительно металлическими и растягивающимися эластичными, усилительными элементами. Они могут также содержать слой проволок или металлического корда с малой растягиваемостью, образующей с окружным направлением угол, составляющий от 45 до 90, при этом этот слой, называемый триангуляционным, размещен радиально между каркасной арматурой и первым вершинным слоем, называемым рабочим, образованным проволоками или параллельным кордом, образующим углы, самое большее равные 45 в абсолютном значении. Триангуляционный слой образует, по меньшей мере, с упомянутым рабочим слоем триангуляционную арматуру, которая имеет, при различных напряжениях, которые она испытывает, небольшие деформации,причем основной ролью триангуляционного слоя является воспроизведение усилий поперечного давления, объектом которых является комплекс усилительных элементов в зоне вершины пневматической шины. В случае пневматических шин для большегрузных грузовиков обычно имеется единственный защитный слой и его защитные элементы, в большинстве случаев, ориентированы в одинаковом направлении и с тем же абсолютным значением угла, что и параметры усилительных элементов рабочего слоя,радиально наиболее близкие к наружной части и, таким образом, радиально близкие. В случае пневматических шин "Genie Civil", предназначенных для езды на более или менее опасных дорогах, предпочтительно наличие двух защитных слоев, при этом усилительные элементы переходят с одного слоя на другой и усилительные элементы радиально внутреннего защитного слоя перекрещиваются с нерастягивающимися усилительными элементами радиально внешнего рабочего слоя и расположены рядом с радиально внутренним защитным слоем. Корд является нерастягивающимся, когда он при растягивающей силе, равной 10% силы разрыва,имеет относительное удлинение, самое большее равное 0,2%. Корд является эластичным, когда он при растягивающей силе, равной разрывной нагрузке имеет относительное удлинение, по меньшей мере равное 3% с максимальным касательным модулем, меньшим 150 GPa. Окружными усилительными элементами являются усилительные элементы, которые образуют с окружным направлением углы в интервале +2,5, -2,5 вокруг 0. Окружное направление пневматической шины или продольное направление является направлением, соответствующим периферии пневматической шины и определяется направлением качения пневматической шины. Поперечное или аксиальное направление пневматической шины является параллельным оси вращения пневматической шины. Радиальным направлением является направление, секущее ось вращения пневматической шины и перпендикулярное ей. Ось вращения пневматической шины является осью, вокруг которой она вращается при нормальном использовании. Радиальная или меридианная плоскость является плоскостью, в которой находится ось вращения пневматической шины. Окружная меридианная плоскость или экваториальная плоскость является плоскостью, перпендикулярной оси вращения шины и которая разделяет пневматическую шину на две половины. Некоторые существующие пневматические шины, называемые "дорожными", предназначены для езды с высокой скоростью и по все более и более протяженным дорогам вследствие улучшения дорожной сети и расширения автомобильных дорог в мире. Совокупность условий, в которых должна работать шина, позволяет без всякого сомнения увеличить количество километров пробега при наименьшем износе пневматической шины; напротив, износостойкость последней и, в особенности, вершинной арматуры,оказывается в невыгодном положении. Действительно, существуют напряжения на уровне вершинной арматуры и, в особенности, напряжения сдвига между вершинными слоями, связанные с заметным повышением рабочей температуры на уровне аксиально самых коротких концов вершинного слоя, следствием чего является появление и распространение трещин резины на уровне упомянутых концов. Та же проблема существует в случае бортов двух слоев усилительных элементов, при этом упомянутый другой слой не обязательно является радиально смежным с первым. Для увеличения износостойкости вершинной арматуры рассматриваемой пневматической шины уже известны решения, касающиеся структуры и качества слоев и/или профилей каучуковых смесей,которые размещены между и/или вокруг концов слоев и, в особенности, аксиально самого короткого слоя. В патенте FR 1389428 для улучшения сопротивления износу каучуковых смесей, размещенных вблизи вершинных арматурных концов, предлагается использование в комбинации с протектором шины малого гистерезиса каучукового профиля, закрывающего, по меньшей мере, бока и слабые концы вершинной арматуры, и образованного из каучуковой смеси с малым гистерезисом. В патенте FR 2222232 для исключения разделения между вершинными арматурными слоями пред-2 017823 лагается покрывать арматурные концы каучуковым брекером, твердость по Шору А которого отлична от твердости протектора, возвышающегося над указанной арматурой, и превышает твердость по Шору А профиля из каучуковой смеси, расположенной между концами вершинных арматурных слоев и каркасной арматурой. Во французской заявке FR 2728510 предлагается располагать, с одной стороны, между каркасной арматурой и вершинным рабочим арматурным слоем, радиально наиболее близким к оси вращения, аксиально непрерывный слой, сформированный нерастягивающимся металлическим кордом, образующий с окружным направлением угол, по меньшей мере, равный 60, и аксиальная ширина которого, по меньшей мере, равна аксиальной ширине наиболее короткого вершинного рабочего слоя, и, с другой стороны,между двумя вершинными рабочими слоями - дополнительный слой, образованный металлическими элементами, ориентированными, по существу, параллельно окружному направлению. Длительная езда в особенно суровых условиях на изготовленных таким образом пневматических шинах вызывает появление ограничений по износостойкости этих пневматических шин. Для исключения таких недостатков и улучшения износостойкости вершинной арматуры этих пневматических шин было предложено выполнять на углу вершинных рабочих слоев, по меньшей мере, один дополнительный слой усилительных элементов, по существу, параллельных окружному направлению. Заявка на патент WO 99/24269 предлагает, в частности, с обеих сторон экваториальной плоскости и в непосредственном продолжении усилительных элементов, по существу, параллельных окружному направлению, добавлять на определенном аксиальном расстоянии два рабочих вершинных слоя, образованных перекрещивающимися усилительными элементами слоя с последующим их разделением профилями каучуковой смеси, по меньшей мере, на оставшейся части общей ширины упомянутых двух рабочих слоев. Результаты, полученные в отношении износостойкости в процессе длительной езды по дорогам с высокой скоростью, являются удовлетворительными. Во всяком случае, это следует из проведенных испытаний: совокупность пневматических шин, которыми оборудован автомобиль, имеет преимущества в смысле разброса износостойкости; другими словами, если преимущества значительно выше, чем при использовании предыдущих решений, представляется, что полученные результаты не всегда являются одинаковыми по величине, при этом разброс результатов является довольно значительным. Это является верным для различных пневматических шин, последовательно протестированных на одном и том же автомобиле и установленных в одном и том же направлении на этом автомобиле. Целью изобретения является создание пневматических шин для большегрузных автомобилей, преимущества в сроке службы и износе которых сохраняются при использовании на дорогах, и преимущества, в частности, срок службы, являются одинаково воспроизводимыми для всех пневматических шин. Эта цель по изобретению достигается в пневматической шине с радиальной каркасной арматурой,содержащей вершинную арматуру, образованную по меньшей мере двумя вершинными рабочими слоями нерастягивающихся усилительных элементов, перекрещенными между собой и образующими с окружным направлением углы, составляющие от 10 до 45, при этом шина снабжена радиальным протектором, причем упомянутый протектор соединен с двумя закраинами посредством двух боковин, а вершинная арматура содержит по меньшей мере один слой усилительных окружных элементов, радиально размещенный между двумя вершинными рабочими слоями, при этом вершинные рабочие слои размещены вблизи слоя усилительных окружных элементов с обеих сторон экваториальной плоскости и в аксиальном продолжении слоя окружных усилительных элементов, спаренных по аксиальной ширине 1 для последующего разделения с профилями каучуковой смеси, по меньшей мере, на оставшейся части общей ширины на два упомянутых рабочих слоя, причем слой полимерной смеси толщиной, превышающей 1,5 мм на аксиальной ширине, превышающей 0,1d, расположен аксиально между аксиально внешним концом слоя окружных усилительных элементов и аксиально внутренним концом зоны соединения вершинных рабочих слоев, примыкающих с обеих сторон к слою усилительных окружных элементов. Толщина слоя полимерной смеси измерена в радиальном направлении. Аксиальная ширина слоев усилительных элементов и слоев полимерной смеси измерена в поперечном разрезе пневматической шины, при этом пневматическая шина находится в ненадутом состоянии. Расстояние d является аксиальным расстоянием, разделяющим конец слоя окружных усилительных элементов и конец вершинного рабочего слоя, расположенный рядом с наиболее узким слоем усилительных окружных элементов. По существу изобретения вершинные рабочие слои называются соединенными, если усилительные элементы, соответствующие каждому из слоев радиально разделены более чем на 1,5 мм, при этом упомянутая толщина каучука измерена радиально между образующими соответственно верхнего и нижнего из упомянутых усилительных элементов. Наличие соединений между вершинными рабочими слоями, расположенными рядом со слоем окружных усилительных элементов, позволяет уменьшить напряжения давления, воздействующие на окружные элементы, аксиально наиболее близкие к концу и размещенные в непосредственной близости от соединения. Толщина разъединяющих профилей между вершинными рабочими слоями, аксиально внешними относительно зоны соединения, измеренная в направлении наименее широких концов рабочего слоя,будет по меньшей мере равна двум миллиметрам и предпочтительно превышать 2,5 мм. В процессе исследований изобретатели выяснили, что технология изготовления пневматических шин приводит к легким изменениям позиционирования зоны соединения вершинных рабочих слоев, что приводит к местным искривлениям усилительных элементов вершинных рабочих слоев, которые могут изменяться. Наличие слоя полимерной смеси толщиной, превышающей 1,5 мм по аксиальной ширине,превышающей 0,1d, на конце слоя усилительных окружных элементов, позволяет сохранить минимальное расстояние между зоной соединения вершинных рабочих слоев и концом слоя окружных усилительных элементов. Это минимальное расстояние позволяет уменьшить риски появления весьма малых радиусов кривизны усилительных элементов вершинных рабочих слоев, что, как представляется, является по меньшей мере причиной хороших рабочих характеристик пневматических шин по износостойкости при езде. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения слой полимерной смеси, аксиально размещенный между внешним аксиальным концом слоя окружных усилительных элементов и внутренним аксиальным концом зоны соединения вершинных рабочих слоев, расположенных вблизи слоя окружных усилительных элементов, имеет аксиальную ширину, меньшую 0,5d. Этот предпочтительный вариант осуществления изобретения позволяет, в частности, ограничить риски появления воздушного кармана между окружным усилительным слоем и зоной соединения вершинных рабочих слоев. Такой вариант осуществления приводит, в частности, к повышению производительности изготовления, а наличие воздуха может привести к возникновению проблемы с пневматической шиной. Предпочтительный вариант изобретения предусматривает, что пластичность по Муни не сетчатого слоя смеси превышает пластичность по Муни не сетчатой прокатанной смеси вершинных рабочих слоев,размещенных вблизи слоя окружных усилительных элементов. Прокатка вершинных слоев соответствует каучуковой массе, которая окружает усилительные элементы для формирования упомянутого слоя. Для определения пластичности по Муни используют вибрационный консистометр, такой, так описан во французской норме NF Т 43-005 (Ноябрь 1980) . Определение пластичности по Муни производится следующим образом: композицию в сыром состоянии (то есть перед вулканизацией) отливают в цилиндрическую форму, нагретую до 100 С. После одной минуты предварительного нагрева ротор внутри пробы вращают внутри пробы при 2 об./мин и измеряют полезный вращающий момент для поддержания этого движения после 4 мин вращения. Пластичность по Муни (ML 1 + 4) выражена как "единица Муни"(UM, при 1UV=0,83 Ньютон.метр). Предпочтительно, пластичность по Муни слоя не сетчатой смеси превышает 90 UM и, предпочтительно превышает 95 UM. Такой выбор касается слоя полимерной смеси, которая определяет расстояние между зоной соединения вершинных рабочих слоев и концом слоя окружных усилительных элементов, позволяющих упомянутому слою сохранять свою геометрию в процессе изготовления пневматической шины. В соответствии с предпочтительным вариантом изобретения слой усилительных элементов имеет аксиальную ширину, превышающую 0,4S.S представляет собой максимальную аксиальную ширину пневматической шины, когда последняя смонтирована на ободе и надута до рекомендуемого давления. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения по меньшей мере два вершинных рабочих слоя имеют аксиально различную ширину, при этом разность между аксиальной шириной вершинного рабочего слоя аксиально является более широкой и аксиальная ширина вершинного рабочего слоя является аксиально менее широкой и составляет от 10 до 30 мм. Предпочтительно также, вершинный рабочий слой является аксиально более широким и находится радиально внутри других вершинных рабочих слоев. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения, усилительные элементы, по меньшей мере, слоя окружных усилительных элементов, являются металлическими усилительными элементами, имеющими секущий модуль в 0,7% удлинения, составляющий от 10 до 120 GPa, и максимальный касательный модуль, меньший 150 GPa. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления секущий модуль усилительных элементов при 0,7% удлинения меньше 100 GPa и превышает 20 GPa и предпочтительно составляет от 30 до 90 GPa, и предпочтительно меньше 80 GPa. Предпочтительно также, максимальный касательный модуль усилительных элементов меньше 130GPa, и, предпочтительно, меньше 120 GPa. Представленные выше модули измерены по кривой напряжения растяжения в зависимости от удлинения, определяемого с преднапряжением в 20 МРа, приведенному к металлическому сечению усилительного элемента, при этом напряжение растяжения соответствует напряжению, измеренному в металлическом сечении усилительного элемента. Модули тех же усилительных элементов могут быть измерены по кривой напряжения растяжения в зависимости от удлинения, осуществленного с преднапряжением в 10 МРа, приведенным к общему сечению усилительного элемента, при этом напряжение растяжения соответствует измеренному, приведенному к общему сечению усилительного элемента. Общее сечение усилительного элемента является сечением составного элемента, образованного металлом и каучуком, при этом последний проникает в усилительный элемент в процессе фазы вулканизации пневматической шины. В соответствии с этой формулировкой, касающейся общего сечения усилительного элемента, усилительные элементы аксиально внешних частей и центральной части, по меньшей мере, одного слоя окружных усилительных элементов, являются металлическими усилительными элементами, имеющими секущий модуль в 0,7% удлинения, составляющего от 5 до 60 GPa, и касательный модуль, максимально меньший 75 GPa. В соответствии с предпочтительным вариантом реализации секущий модуль усилительных элементов, составляющий 0,7% удлинения, меньше 50 GPa, и превышает 10 GPa, предпочтительно от 15 до 45GPa и предпочтительно ниже 40 GPa. Предпочтительно, также максимальный касательный модуль усилительных элементов ниже 65 GPa и предпочтительно ниже 60 GPa. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления усилительные элементы, по меньшей мере, одного слоя окружных усилительных элементов, являются металлическими усилительными элементами, имеющими кривую напряжения растяжения в зависимости от относительного удлинения, и имеющих малый наклон для малых удлинений и, по существу, постоянный и сильный наклон для больших удлинений. Такие усилительные элементы дополнительного слоя обычно называются "двухмодульными" элементами. В соответствии с предпочтительным осуществлением изобретения, по существу, постоянный и сильный наклон появляется при относительном удлинении, составляющем от 1 до 0,5%. Различные характеристики вышеупомянутых усилительных элементов измерены на усилительных элементах, установленных на пневматических шинах. Усилительные элементы, особенно приспособленные для реализации, по меньшей мере, одного слоя окружных усилительных элементов по изобретению, является, например, сборка формулы 21.23,конструкция которых составляет 3(0,26+60,23)4,4/6,6 SS; при этом крученый шнур образован 21 элементарной проволокой формулы 3(1+6) с 3 косыми скрученными вместе жгутами, каждый из которых образован 7 проволоками, при этом одна проволока образует центральную жилу в 26/100 мм и 6 скрученных проволок с диаметром, равным 23/100 мм. Такой корд имеет секущий модуль в 0,7%, равный 45GPa, и максимальный касательный модуль, равный 98 GPa, измеренный на кривой напряжения растяжения в зависимости от заданного удлинения с преднапряжением в 20 МРа, приведенным к металлу усилительного элемента, при этом напряжение растяжения соответствует измеренному напряжению, приведенному к сечению металла усилительного элемента. На кривой напряжения растяжения в зависимости от удлинения, заданного с преднапряжением в 10 МРа, приведенным к общему-сечению усилительного элемента, напряжение растяжения, соответствует измеренному напряжению, приведенному к общему сечению усилительного элемента, причем корд формулы 21.23 имеет секущий модуль в 0,7%, равный 23GPa, и максимальный касательный модуль, равный 49 GPa. Так же другим примером усилительных элементов является сборка формулы 21.28, конструкция которой составляет 3(0,32+60,28) 6,2/9,3 SS. Этот корд имеет секущий модуль в 0,7%, равный 56 GPa,и максимальный секущий модуль, равный 102 GPa, измеренный по кривой напряжения растяжения в зависимости от удлинения, определяемого при преднапряжении в 20 МРа, приведенным к сечению металла усилительного элемента. На кривой напряжения растяжения в зависимости от удлинения, определяемого с преднапряжением в 10 МРа, приведенному к общему сечению усилительного элемента, этот корд формулы 21.28 имеет секущий модуль в 0,7%, равный 27 GPa, и максимальный касательный модуль, равный 49 GPa. Использование таких усилительных элементов по меньшей мере в одном слое окружных усилительных элементов позволяет, в частности, сохранить удовлетворительную жесткость слоя, в том числе после этапов конформации и вулканизации в способах обычного изготовления. Согласно второму варианту выполнения изобретения усилительные элементы по меньшей мере одного слоя окружных усилительных элементов являются металлическими нерастяжимыми усилительными элементами, вырезанными таким образом, чтобы образовать усеченные конусы длиной, меньшей окружности наименее длинного слоя, но предпочтительно превышающей в 0,1 раза упомянутую окружность, при этом разрезы между усеченными конусами аксиально разнесены относительно друг друга, а модуль эластичности растяжения на единицу ширины дополнительного слоя, предпочтительно, меньше модуля эластичности растяжения, измеренного в тех же условиях наиболее растяжимого рабочего вершинного слоя. Согласно третьему варианту выполнения изобретения усилительные элементы, по меньшей мере,одного слоя окружных усилительных элементов являются металлическими волнообразными усилитель-5 017823 ными элементами, при этом отношение / амплитуды волны к длине волныравен, самое большее,0,09, при этом модуль эластичности растяжения на единицу ширины дополнительного слоя, предпочтительно, меньше модуля эластичности растяжения, измеренного в тех же условиях наиболее растяжимого рабочего вершинного слоя. Металлическими элементами является, предпочтительно, стальной корд. Изобретение, предпочтительно, предусматривает также для уменьшения напряжения, воздействующего на окружные элементы, аксиально наиболее близкие к наружной части, что угол, образованный с окружным направлением усилительными элементами вершинных рабочих слоев, меньше 30 и, предпочтительно, меньше 25. В соответствии с другим предпочтительным вариантом изобретения, вершинные рабочие слои содержат усилительные элементы, в которых один слой перекрещивается с другим, образующие с окружным направлением углы, изменяемые в аксиальном направлении, при этом упомянутые углы больше на аксиальных внешних бортах слоев усилительных элементов по сравнению с углами упомянутых элементов, измеренными на уровне средней окружной плоскости. Такое осуществление изобретения позволяет повысить окружную жесткость в определенных зонах и, напротив, уменьшить ее в других, в частности,для уменьшения компрессионных нагрузок на арматуру каркаса. Предпочтительное осуществление изобретения предусматривает также, что вершинная арматура радиально дополнена снаружи, по меньшей мере, дополнительным слоем, называемым защитным, усилительных элементов, называемых эластичными, ориентированных относительно окружного направления с углом, составляющим от 10 до 45, и в том же направлении, что и угол, образованный нерастягивающимися элементами радиально примыкающего рабочего слоя. Защитный слой может иметь аксиальную ширину, меньшую аксиальной ширины наименее широкого рабочего слоя. Упомянутый защитный слой может также иметь аксиальную ширину, превышающую аксиальную ширину наименее широкого рабочего слоя, такую, которая закрывает боковины наименее широкого рабочего слоя и, в случае радиально внешнего слоя, как наименее широкого, так как он был соединен в аксиальном продолжении дополнительной арматуры с наиболее вершинным рабочим слоем по аксиальной ширине для того, чтобы затем аксиально снаружи разъединить упомянутый наиболее широкий слой профилями толщиной по меньшей мере равной 2 мм. Образованный эластичными усилительными элементами защитный слой может в упомянутом выше случае, при необходимости, быть отделен боковинами упомянутого наименее широкого рабочего слоя профилями толщиной, по существу,меньшей толщины профилей, разделяющих боковины двух рабочих слоев, и иметь, с другой стороны,аксиальную ширину, меньшую или превышающую аксиальную ширину наиболее широкого вершинного слоя. В соответствии с одним из вариантов осуществления упомянутого выше изобретения вершинная арматура может быть дополнена радиально внутри между каркасной арматурой и радиально внутренним рабочим слоем, наиболее близким к упомянутой каркасной арматуре, триангуляционным слоем стальных металлических нерастягивающихся усилительных элементов, образующим с окружным направлением угол, превышающий 60, и в том же направлении, что и направление угла, образованного усилительными элементами радиально наиболее близкого слоя каркасной арматуры. Изобретение предлагает также этап способа изготовления пневматической шины с радиальной каркасной арматурой, включающей вершинную арматуру, образованную по меньшей мере двумя вершинными рабочими слоями нерастягивающихся усилительных элементов, при этом один слой перекрещивается с другим, образуя с окружным направлением углы, составляющие от 10 до 45, и радиально покрытую протектором, при этом упомянутый протектор соединен с двумя закраинами посредством двух боковин, а вершинная арматура содержит по меньшей мере один слой радиально окружных усилительных элементов, размещенных между двумя вершинными рабочими слоями, при этом вершинные рабочие слои расположены вблизи слоя окружных усилительных элементов с двух сторон экваториальной плоскости и в аксиальном продолжении слоя окружных усилительных элементов, соединенных по аксиальной ширине с последующим разделением профилями из каучуковой смеси, по меньшей мере, на оставшейся части ширины, общей для упомянутых двух рабочих слоев, в соответствии с которым слой полимерной смеси толщиной, превышающей 1,5 мм по аксиальной ширине, превышающей 0,1d, аксиально накладывается между внешним аксиальным концом слоя окружных усилительных элементов и аксиально внутренним концом зоны соединения рабочих вершинных слоев, соседних со слоем окружных усилительных элементов, при этом пластичность по Муни не сетчатой смеси превышает пластичность по Муни прокатанной не сетчатой смеси вершинных рабочих слоев, соседних со слоем окружных усилительных элементов. Предпочтительно, пластичность по Муни не сетчатого слоя смеси превышает 90 UM и предпочтительно превышает 95 UM. В дальнейшем изобретение поясняется нижеследующим описанием, не являющимся ограничительным, со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых фиг. 1 изображает меридианный вид схемы пневматической шины в соответствии с вариантом осу-6 017823 ществления изобретения,фиг. 2 изображает меридианный вид схемы пневматической шины в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения. Для облегчения понимания чертежи не представлены в масштабе. Чертежи изображают только половину вида пневматической шины, который продолжается симметрично оси XX' и представляет собой окружную медианную плоскость, или экваториальную плоскость пневматической шины. На фиг. 1 пневматическая шина 1 размером 315/60 R 22.5 имеет отношение формы H/S, равное 0,60,где Н является высотой пневматической шины 1 на монтажном ободе и S - ее максимальная аксиальная ширина. Упомянутая пневматическая шина 1 содержит радиальную каркасную арматуру 2, закрепленную в двух закраинах, не представленных на чертеже. Каркасная арматура образована одним слоем металлического корда. Эта каркасная арматура 2 скреплена вершинной арматурой 4, образованной радиально внутри и снаружи: первым рабочим слоем 41, образованным незакрепленным металлическим нерастягивающимся кордом 11.35, непрерывным по всей ширине слоя, ориентированным на угол, равный 18,слоем окружных усилительных элементов 42, образованным стальным металлическим кордом 2128 двухмодульного типа,вторым рабочим слоем 43, образованным незакрепленным металлическим нерастягивающимся кордом 11.35, непрерывным по всей ширине слоя, ориентированным на угол, равный 26, и перекрещивающимся с металлическим кордом слоя 41,защитным слоем 44, образованным эластичным металлическим кордом 1823. Вершинная арматура покрыта протектором 5. Максимальная аксиальная ширина S пневматической шины составляет 319 мм. Аксиальная ширина L41 первого рабочего слоя 41 равна 260 мм. Аксиальная ширина L43 второго рабочего слоя 43 равна 245 мм. Разность между шириной L41 и шириной L43 равна 15 мм. Что касается общей аксиальной ширины L42 слоя окружных усилительных элементов 42, то она равна 200 мм. Последний вершинный слой 44, называемый защитным, имеет ширину L44, равную 180 мм. Оба рабочих слоя 41 и 43 с каждой стороны экваториальной плоскости и аксиально в продолжение слоя окружных усилительных элементов 42 соединены на аксиальной ширине 1, равной 8 мм. Корд первого рабочего слоя 41 и корд рабочего второго слоя 43 на аксиальной ширине соединения двух слоев радиально разделены между собой слоем резины, толщина которой является минимальной и соответствует двойной толщине прокатанного каучукового слоя нескрепленных металлических кордов 11.35, каждый из которых образует рабочий слой 41, 43 или 0,8 мм. На оставшейся общей ширине двух рабочих слоев оба рабочих слоя 41, 43 разделены каучуковым профилем, не представленным на чертеже, при этом толщина упомянутого профиля увеличивается от внешнего аксиального конца зоны соединения к концу наименее широкого рабочего слоя. Упомянутый профиль имеет, предпочтительно, достаточную аксиальную ширину для того, чтобы радиально закрыть более широкий конец рабочего слоя 41, который,в данном случае, является рабочим слоем, радиально наиболее близким к арматуре каркаса. В соответствии с изобретением между концом слоя окружных усилительных элементов 42 и аксиально внутренним концом зоны соединения аксиальной ширины 1 размещен слой каучуковой смеси 6,имеющий пластичность по Муни, равную 95 UM, превышающую пластичность по Муни прокатанных рабочих слоев 41, 43, которые идентичны и равны 90 UM. Слой каучуковой смеси б имеет толщину, превышающую 1,5 мм по ширине D, равной 8 мм, и максимальную толщину Е, равную 2,4 мм. На фиг. 2 пневматическая шина 21 отличается от пневматической шины на фиг. 1, тем, что она содержит слой дополнительных усилительных элементов 45, называемый триангуляционным, шириной, по существу, равной ширине рабочего слоя 243. Усилительные элементы этого слоя 245 образуют угол,примерно, в 60 с окружным направлением и ориентированы в том же направлении, что и усилительные элементы рабочего слоя 241. Этот слой 245 позволяет, в частности, улучшить противодействие усилиям поперечного сжатия, которое оказывается на усилительные элементы в вершинной зоне пневматической шины. Были проведены исследования пневматических шин, выполненных по изобретению в соответствии с фиг. 1, а также шин, называемых образцовыми. Эти образцовые пневматические шины имеют вершинную архитектуру, подобную пневматическим шинам по изобретению, но не содержат слоя каучуковой смеси 6, размещенного между концом слоя окружных усилительных элементов и аксиально внутренним концом зоны соединения вершинных рабочих слоев, соседних со слоем окружных усилительных элементов. Исследования срока службы при прямолинейной езде были осуществлены на тестовой машине,оборудованной шинами, с нагрузкой 3800 кг при скорости 110 км/ч. Исследования были осуществлены для пневматических шин по изобретению в условиях, идентичных условиям для образцовых пневматических шин. Выполненные таким образом исследования показали, что пройденные дистанции в процессе каждого из этих тестов являлись, по существу идентичными для пневматических шин по изобретению и образцовых пневматических шин. Представляется, напротив, что результаты, полученные с пневматическими шинами по изобретению, имеют меньшее расхождение по сравнению с результатами, полученными для образцовых шин. С образцовыми пневматическими шинами наблюдают разброс пройденных расстояний порядка 10%, тогда как разброс с шинами по изобретению составляет порядка 5%. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ изготовления пневматической шины с радиальной каркасной арматурой, содержащей вершинную арматуру, образованную по меньшей мере двумя вершинными рабочими слоями нерастягивающихся усилительных элементов, перекрещивающимися от одного слоя к другому, образуя с окружным направлением углы, составляющие от 10 до 45, при этом шина снабжена радиальным протектором,соединенным с двумя закраинами посредством двух боковин, причем вершинная арматура содержит по меньшей мере один слой окружных усилительных элементов, размещенных радиально между двумя вершинными рабочими слоями, при этом вершинные рабочие слои, соседние со слоем окружных усилительных элементов, размещены с обеих сторон экваториальной плоскости и в аксиальном продолжении слоя окружных усилительных элементов, соединенных по аксиальной ширине для последующего разделения профилями из каучуковой смеси, по меньшей мере, на оставшейся части общей ширины двух упомянутых рабочих слоев, отличающийся тем, что слой полимерной смеси толщиной, превышающей 1,5 мм, на аксиальной ширине, превышающей 0,1d, наносят аксиально между аксиально внешним концом слоя окружных усилительных элементов и аксиально внутренним концом зоны соединения рабочих вершинных слоев, соседних со слоем окружных усилительных элементов, при этом расстояние d является аксиальным расстоянием, разделяющим конец слоя окружных усилительных элементов и конец вершинного рабочего слоя, расположенный рядом с наиболее узким слоем усилительных окружных элементов, причем пластичность по Муни упомянутого не сетчатого слоя полимерной смеси превышает пластичность по Муни прокатанной не сетчатой смеси вершинных рабочих слоев, соседних со слоем окружных усилительных элементов. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный слой полимерной смеси наносят так, что он имеет аксиальную ширину, меньшую 0,5d, при этом расстояние d является аксиальным расстоянием,разделяющим конец слоя окружных усилительных элементов и конец вершинного рабочего слоя, расположенный рядом с наиболее узким слоем усилительных окружных элементов. 3. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что слой усилительных окружных элементов выполняют с аксиальной шириной, превышающей 0,4S, при этом S представляет собой максимальную аксиальную ширину пневматической шины, когда последняя смонтирована на ободе и надута до рекомендуемого давления. 4. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере два вершинных рабочих слоя выполняют с различной аксиальной шириной, причем разность между аксиальной шириной вершинного рабочего слоя, аксиально наиболее широкого, и аксиальной шириной вершинного рабочего слоя, аксиально наименее широкого, составляет от 10 до 30 мм. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что вершинный рабочий слой, аксиально наиболее широкий,размещают радиально внутри других вершинных рабочих слоев. 6. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что усилительные элементы по меньшей мере одного слоя окружных усилительных элементов являются металлическими усилительными элементами, имеющими секущий модуль в 0,7% удлинения, составляющий от 10 до 120 ГПа, и максимальный касательный модуль, меньший 150 ГПа. 7. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что усилительные элементы по меньшей мере одного слоя окружных усилительных элементов являются металлическими усилительными элементами,которые вырезают таким образом, чтобы образовать усеченные конусы длиной, меньшей окружности наименее длинного слоя, но превышающей в 0,1 раза упомянутую окружность, при этом разрезы между усеченными конусами аксиально разносят относительно друг друга. 8. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что усилительные элементы по меньшей мере одного слоя окружных усилительных элементов выполняют металлическими волнообразными, при этом отношение / амплитуды волны к длине волныравно, самое большее, 0,09. 9. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что угол, образованный усилительными элементами вершинных рабочих слоев в окружном направлении меньше 30 и предпочтительно меньше 25. 10. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что вершинные рабочие слои выполняют с усилительными элементами, перекрещивающимися от одного слоя к другому, которые образуют с окружным направлением переменные углы в аксиальном направлении. 11. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что вершинную арматуру дополняют радиально снаружи по меньшей мере одним дополнительным слоем, называемым защитным,-8 017823 при этом усилительные элементы, называемые эластичными, ориентируют относительно окружного направления под углом, составляющим от 10 до 45, в том же направлении, что и угол, образованный нерастягивающимися элементами соседнего рабочего слоя, который является радиально соседним с ним. 12. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что вершинную арматуру дополняют слоем, называемым триангуляционным, при этом металлические усилительные элементы образуют с окружным направлением углы, превышающие 60. 13. Способ по п.1, отличающийся тем, что пластичность по Муни упомянутого не сетчатого слоя полимерной смеси превышает 90 UM и предпочтительно превышает 95 UM.

МПК / Метки

МПК: B60C 9/20

Метки: пневматической, шины, тяжелых, автомобилей, способ, изготовления

Код ссылки

<a href="http://easpatents.com/10-17823-sposob-izgotovleniya-pnevmaticheskojj-shiny-dlya-tyazhelyh-avtomobilejj.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ изготовления пневматической шины для тяжелых автомобилей</a>

Похожие патенты