|
|
больше ...
Термины запроса в документе
Реферат
[**] 1. Шина для большегрузного транспортного средства типа дорожно-строительной техники, содержащая два борта, предназначенных для вхождения в контакт с ободом, каркасную арматуру, содержащую по меньшей мере один слой (1, 21) каркасной арматуры, состоящий из металлических усилительных элементов, при этом слой каркасной арматуры содержит главную часть (1а, 21а) каркасной арматуры, завернутую в каждом борту изнутри наружу шины вокруг бортового кольца (2, 22), образуя оборот (1b, 21b) каркасной арматуры, при этом каждый борт содержит наполнительный элемент (3, 23), продолжающий радиально наружу бортовое кольцо, при этом наполнительный элемент имеет в любой меридиональной плоскости, по существу, треугольное сечение и образован по меньшей мере двумя наполнительными полимерными материалами, при этом первый наполнительный полимерный материал (3a, 23а) является радиально наиболее внутренним и входит в контакт с бортовым кольцом, второй наполнительный полимерный материал (3b, 23b) является радиально наружным относительно первого наполнительного полимерного материала и имеет модуль упругости при 10%-ном удлинении, меньший модуля упругости при 10%-ном удлинении первого наполнительного полимерного материала, отличающаяся тем, что переходный элемент (24), состоящий из переходного полимерного материала, имеет постоянную толщину (е), входит в контакт своей радиально внутренней стороной (24а) с первым наполнительным полимерным материалом (23а) и входит в контакт своей радиально наружной стороной (24b) с вторым наполнительным полимерным материалом (23b), и тем, что модуль упругости при 10%-ном удлинении переходного полимерного материала является промежуточным между соответствующими модулями упругости при 10%-ном удлинении первого и второго наполнительных полимерных материалов. 2. Шина по п.1, отличающаяся тем, что толщина (е) переходного элемента (24) равна по меньшей мере 0,1 расстояния (d) между концом (E 21 ) оборота (21b) каркасной арматуры и главной частью (21а) каркасной арматуры. 3. Шина по любому из пп.1 или 2, отличающаяся тем, что толщина (е) переходного элемента (24) не превышает 0,5 расстояния (d) между концом (Е 21 ) оборота (21b) каркасной арматуры и главной частью (21а) каркасной арматуры. 4. Шина по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что модуль упругости при 10%-ном удлинении переходного полимерного материала (24), по меньшей мере, равен 0,9 и не превышает 1,1 среднего арифметического соответствующих модулей упругости при 10%-ном удлинении первого и второго наполнительных полимерных материалов (23а, 23b). 5. Шина по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что радиально внутренняя сторона (24а) переходного элемента (24) находится в непрерывном контакте с главной частью (21а) каркасной арматуры между первой точкой контакта (Е 24 ) и последней точкой контакта (Е' 24 ), которая является радиально наиболее наружной точкой переходного элемента (24). 6. Шина по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что расстояние (а) между первой точкой контакта (Е 24 ) и последней точкой контакта (Е' 24 ) радиально внутренней стороны (24а) переходного элемента (24) с главной частью (21а) каркасной арматуры, по меньшей мере, равно расстоянию (d) между концом (E 21 ) оборота (21b) каркасной арматуры и главной частью (21а) каркасной арматуры. 7. Шина по любому из пп.1-6, отличающаяся тем, что расстояние (а) между первой точкой контакта (Е 24 ) и последней точкой контакта (Е' 24 ) радиально внутренней стороны (24а) переходного элемента (24) с главной частью (21а) каркасной арматуры не превышает 3-кратного расстояния (d) между концом (E 21 ) оборота (21b) каркасной арматуры и главной частью (21а) каркасной арматуры.
Полный текст патента
(57) Реферат / Формула:
1. Шина для большегрузного транспортного средства типа дорожно-строительной техники, содержащая два борта, предназначенных для вхождения в контакт с ободом, каркасную арматуру, содержащую по меньшей мере один слой (1, 21) каркасной арматуры, состоящий из металлических усилительных элементов, при этом слой каркасной арматуры содержит главную часть (1а, 21а) каркасной арматуры, завернутую в каждом борту изнутри наружу шины вокруг бортового кольца (2, 22), образуя оборот (1b, 21b) каркасной арматуры, при этом каждый борт содержит наполнительный элемент (3, 23), продолжающий радиально наружу бортовое кольцо, при этом наполнительный элемент имеет в любой меридиональной плоскости, по существу, треугольное сечение и образован по меньшей мере двумя наполнительными полимерными материалами, при этом первый наполнительный полимерный материал (3a, 23а) является радиально наиболее внутренним и входит в контакт с бортовым кольцом, второй наполнительный полимерный материал (3b, 23b) является радиально наружным относительно первого наполнительного полимерного материала и имеет модуль упругости при 10%-ном удлинении, меньший модуля упругости при 10%-ном удлинении первого наполнительного полимерного материала, отличающаяся тем, что переходный элемент (24), состоящий из переходного полимерного материала, имеет постоянную толщину (е), входит в контакт своей радиально внутренней стороной (24а) с первым наполнительным полимерным материалом (23а) и входит в контакт своей радиально наружной стороной (24b) с вторым наполнительным полимерным материалом (23b), и тем, что модуль упругости при 10%-ном удлинении переходного полимерного материала является промежуточным между соответствующими модулями упругости при 10%-ном удлинении первого и второго наполнительных полимерных материалов. 2. Шина по п.1, отличающаяся тем, что толщина (е) переходного элемента (24) равна по меньшей мере 0,1 расстояния (d) между концом (E 21 ) оборота (21b) каркасной арматуры и главной частью (21а) каркасной арматуры. 3. Шина по любому из пп.1 или 2, отличающаяся тем, что толщина (е) переходного элемента (24) не превышает 0,5 расстояния (d) между концом (Е 21 ) оборота (21b) каркасной арматуры и главной частью (21а) каркасной арматуры. 4. Шина по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что модуль упругости при 10%-ном удлинении переходного полимерного материала (24), по меньшей мере, равен 0,9 и не превышает 1,1 среднего арифметического соответствующих модулей упругости при 10%-ном удлинении первого и второго наполнительных полимерных материалов (23а, 23b). 5. Шина по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что радиально внутренняя сторона (24а) переходного элемента (24) находится в непрерывном контакте с главной частью (21а) каркасной арматуры между первой точкой контакта (Е 24 ) и последней точкой контакта (Е' 24 ), которая является радиально наиболее наружной точкой переходного элемента (24). 6. Шина по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что расстояние (а) между первой точкой контакта (Е 24 ) и последней точкой контакта (Е' 24 ) радиально внутренней стороны (24а) переходного элемента (24) с главной частью (21а) каркасной арматуры, по меньшей мере, равно расстоянию (d) между концом (E 21 ) оборота (21b) каркасной арматуры и главной частью (21а) каркасной арматуры. 7. Шина по любому из пп.1-6, отличающаяся тем, что расстояние (а) между первой точкой контакта (Е 24 ) и последней точкой контакта (Е' 24 ) радиально внутренней стороны (24а) переходного элемента (24) с главной частью (21а) каркасной арматуры не превышает 3-кратного расстояния (d) между концом (E 21 ) оборота (21b) каркасной арматуры и главной частью (21а) каркасной арматуры.
Евразийское 020946 (13) B1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента 2015.02.27
(21) Номер заявки 201290467
(22) Дата подачи заявки
2010.12.07
(51) Int. Cl. B60C15/06 (2006.01)
(54) БОРТ ШИНЫ ДЛЯ БОЛЬШЕГРУЗНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА ТИПА ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ
(31) 0958783 (56) US-A-4716950
(32) 2009.12.09 US-A-505(5575
(33) FR
(43) 2012.12.28
(86) PCT/EP2010/069079
(87) WO 2011/070020 2011.06.16
(71) (73) Заявитель и патентовладелец:
КОМПАНИ ЖЕНЕРАЛЬ ДЕЗ ЭТАБЛИССМАН МИШЛЕН (FR); МИШЛЕН РЕШЕРШ Э ТЕКНИК С.А. (CH)
(72) Изобретатель:
Бондю Люсьен (FR)
(74) Представитель:
Медведев В.Н. (RU)
(57) Изобретение касается повышения усталостной стойкости бортов радиальной шины для большегрузного транспортного средства типа дорожно-строительной техники за счет понижения скорости распространения трещин, появляющихся на уровне поверхности контакта между первым, радиально наиболее внутренним наполнительным полимерным материалом (23а), входящим в контакт с бортовым кольцом (22), и вторым наполнительным полимерным материалом (23b), радиально наружным относительно первого наполнительного полимерного материала. Согласно изобретению переходный элемент (24), состоящий из переходного полимерного материала, имеет постоянную толщину (е), входит в контакт своей радиально внутренней стороной (24а) с первым наполнительным полимерным материалом (23а) и входит в контакт своей радиально наружной стороной (24b) с вторым наполнительным полимерным материалом (23b), и модуль упругости при 10%-ном удлинении переходного полимерного материала является промежуточным между соответствующими модулями упругости при 10%-ном удлинении первого и второго наполнительных полимерных материалов.
Изобретение касается радиальной шины, предназначенной для большегрузного транспортного средства типа дорожно-строительной техники.
Хотя данный тип применения и не является ограничительным, изобретение будет описано для радиальной шины, устанавливаемой на самосвале, предназначенном для транспортировки материалов, добываемых из карьеров или поверхностных рудников. В рамках нормы Европейской технической организации по ободьям и покрышкам или ETRTO номинальный диаметр обода такой шины, как минимум, равен 25".
В дальнейшем будут применяться следующие термины: "Меридиональная плоскость": плоскость, содержащая ось вращения шины.
"Экваториальная плоскость": плоскость, проходящая через середину поверхности качения шины и перпендикулярная к оси вращения шины.
"Радиальное направление": направление, перпендикулярное к оси вращения шины.
"Осевое направление": направление, параллельное оси вращения шины.
"Окружное направление": направление, перпендикулярное к меридиональной плоскости.
"Радиальное расстояние": расстояние, измеряемое перпендикулярно к оси вращения шины и начиная от оси вращения шины.
"Осевое расстояние": расстояние, измеряемое параллельно оси вращения шины и начиная от экваториальной плоскости.
"Радиально": в радиальном направлении.
"Аксиально": в осевом направлении.
"Радиально внутренний, соответственно радиально наружный": радиальное расстояние которого меньше, соответственно больше.
"Аксиально внутренний, соответственно аксиально наружный": осевое расстояние которого меньше, соответственно больше.
Шина содержит два борта, обеспечивающие механическое соединение между шиной и ободом, на котором ее монтируют, при этом борта соединены соответственно через две боковины с протектором, который предназначен для вхождения в контакт с дорожным покрытием через поверхность качения.
Радиальная шина содержит, в частности, усилительную арматуру, содержащую арматуру гребня, радиально внутреннюю по отношению к протектору, и каркасную арматуру, радиально внутреннюю по отношению к арматуре гребня.
Каркасная арматура радиальной шины для большегрузного транспортного средства типа дорожно-строительной техники обычно содержит, по меньшей мере, один слой каркасной арматуры, состоящий из металлических усилительных элементов, покрытых оболочковым полимерным материалом. Металлические усилительные элементы, по существу, параллельны между собой и образуют с окружным направлением угол от 85 до 95°. Слой каркасной арматуры содержит главную часть, соединяющую между собой два борта и завернутую в каждом борту вокруг бортового кольца. Бортовое кольцо содержит окружной усилительный элемент, чаще всего металлический, окруженный по меньшей мере одним материалом, не ограничительно являющимся полимерным или текстильным. Завертывание слоя каркасной арматуры вокруг бортового кольца осуществляют изнутри наружу шины для образования оборота каркасной арматуры, содержащего конец. Оборот каркасной арматуры в каждом борту обеспечивает крепление слоя каркасной арматуры на бортовом кольце.
Каждый борт содержит наполнительный элемент, продолжающий радиально наружу бортовое кольцо. В любой меридиональной плоскости наполнительный элемент имеет, по существу, треугольное сечение и состоит по меньшей мере из одного наполнительного полимерного материала. Как правило, наполнительный элемент представляет собой наслоение в радиальном направлении, по меньшей мере, двух наполнительных полимерных материалов, входящих в контакт по поверхности контакта, секущей любую меридиональную плоскость по меридиональной линии сечения. Наполнительный элемент разделяет в осевом направлении главную часть каркасной арматуры и оборот каркасной арматуры.
После вулканизации полимерный материал имеет с механической точки зрения характеристики напряжения-деформации растяжения, определенные в ходе испытаний на растяжение. Специалист производит эти испытания на растяжение на образце при помощи известного метода, например, согласно международному стандарту ISO 37, и в нормальных температурных (23 + или - 2°C) и гигрометрических условиях (50 + или -5% относительной влажности), определенных международным стандартом ISO 471. Модулем упругости при 10%-ном удлинении полимерного материала, выражаемым в мегапаскалях (МПа), называют напряжение растяжения, измеренное при 10%-ном удлинении образца.
После вулканизации полимерный материал характеризуется с механической точки зрения также своей твердостью. Твердость определяют, в частности, как твердость по Шору А согласно стандарту ASTM D 2240-86.
Во время движения транспортного средства шина, установленная на ободе его колеса, накачанная и сплющивающаяся под действием нагрузки транспортного средства, подвергается циклам изгиба, в частности, на уровне свих бортов и своих боковин.
Циклы изгиба приводят, в частности, к напряжениям и деформациям в основном сдвига и сжатия в
наполнительных полимерных материалах по причине изгиба борта на круговом выступе обода.
В частности, на уровне поверхности контакта между двумя наполнительными полимерными материалами циклы изгиба приводят к появлению трещин, которые распространяются в радиально наиболее наружном наполнительном полимерном материале и со временем могут привести к деградации шины, требующей ее замены.
Как установили авторы изобретения, трещины появляются в результате градиента значений жесткости между радиально наиболее внутренним наполнительным полимерным материалом, входящим в контакт с бортовым кольцом, наполнительным полимерным материалом, являющимся радиально наружным по отношению к нему и смежным вдоль поверхности контакта. Недостаточное сцепление между двумя наполнительными полимерными материалами вдоль их поверхности контакта является фактором начала трещинообразования.
Скорость распространения трещин зависит, с одной стороны, от амплитуды и от частоты циклов напряжений и деформаций и, с другой стороны, от соответствующих значений жесткости наполнительных полимерных материалов. Например, модуль упругости при 10%-ном удлинении наполнительного полимерного материала, являющегося радиально наиболее внутренним и входящим в контакт с бортовым кольцом, может быть равен 3-кратному модулю при 10%-ном удлинении являющегося наиболее наружным и смежным к нему наполнительного полимерного материала.
Авторы изобретения поставили перед собой задачу повышения усталостной стойкости бортов радиальной шины для большегрузного транспортного средства типа дорожно-строительной техники за счет уменьшения скорости распространения трещин, которые появляются на уровне поверхности контакта между первым наполнительным полимерным материалом, являющимся радиально наиболее внутренним и входящим в контакт с бортовым кольцом, и вторым наполнительным полимерным материалом, ради-ально наружным относительно первого наполнительного полимерного материала.
В связи с этим объектом изобретения является:
шина для большегрузного транспортного средства типа дорожно-строительной техники, содержащая два борта, предназначенных для вхождения в контакт с ободом, каркасную арматуру, содержащую по меньшей мере один слой каркасной арматуры, состоящий из металлических усилительных элементов;
при этом слой каркасной арматуры содержит главную часть каркасной арматуры, завернутую в каждом борту изнутри наружу шины вокруг бортового кольца, образуя оборот каркасной арматуры;
при этом каждый борт содержит наполнительный элемент, продолжающий радиально наружу бортовое кольцо;
при этом наполнительный элемент имеет в любой меридиональной плоскости, по существу, треугольное сечение и образован по меньшей мере двумя наполнительными полимерными материалами;
при этом первый наполнительный полимерный материал является радиально наиболее внутренним и входит в контакт с бортовым кольцом;
при этом второй наполнительный полимерный материал является радиально наружным относительно первого наполнительного полимерного материала и имеет модуль упругости при 10%-ном удлинении, меньший модуля упругости при 10%-ном удлинении первого наполнительного полимерного материала;
при этом переходный элемент, состоящий из переходного полимерного материала, входит в контакт своей радиально внутренней стороной с первым наполнительным полимерным материалом и своей ради-ально наружной стороной с вторым наполнительным полимерным материалом;
при этом модуль упругости при 10%-ном удлинении переходного полимерного материала является промежуточным между соответствующими модулями упругости при 10%-ном удлинении первого и второго наполнительных полимерных материалов.
Согласно изобретению предпочтительно предусматривают переходный элемент, состоящий из переходного полимерного материала, который имеет постоянную толщину и входит в контакт своей ради-ально внутренней стороной с первым наполнительным полимерным материалом и своей радиально наружной стороной с вторым наполнительным полимерным материалом.
Переходный элемент является элементом, помещенным между первым наполнительным полимерным материалом и вторым наполнительным полимерным материалом.
Чаще всего переходный элемент состоит только из одного переходного полимерного материала. Однако он может быть образован наслоением в радиальном направлении переходных полимерных материалов, соответствующие модули упругости при 10%-ном удлинении которых являются промежуточными между соответствующими модулями упругости при 10%-ном удлинении первого и второго наполнительных полимерных материалов и уменьшаются, когда радиальное расстояние переходных полимерных материалов увеличивается.
Толщиной переходного элемента называют толщину переходного элемента, измеряемую за пределами зон контакта соответственно с главной частью каркасной арматуры и оборотом каркасной арматуры, в которых переходный элемент имеет заострения соответственно до радиально наружного и ради-ально внутреннего концов переходного элемента. В случае переходного элемента, образованного наслоением в радиальном направлении переходных полимерных материалов, толщина переходного эле
мента является общей толщиной наслоения в радиальном направлении переходных полимерных материалов.
Говорят, что переходный элемент входит в контакт своей радиально внутренней стороной с первым наполнительным полимерным материалом, когда радиально внутренняя сторона переходного элемента геометрически совпадает с радиально наружной стороной первого наполнительного полимерного материала, за исключением аксиально внутренней части радиально внутренней стороны переходного элемента, входящей в контакт с главной частью каркасной арматуры.
Принято считать, что переходный элемент входит в контакт своей радиально наружной стороной со вторым наполнительным полимерным материалом, когда радиально наружная сторона переходного элемента геометрически совпадает с радиально внутренней стороной второго наполнительного полимерного материала, за исключением аксиально наружной части радиально наружной стороны переходного элемента, входящей в контакт с оборотом каркасной арматуры.
Предпочтительно, чтобы модуль упругости при 10%-ном удлинении переходного полимерного материала являлся промежуточным между соответствующими модулями упругости при 10%-ном удлинении первого и второго наполнительных полимерных материалов, при этом второй наполнительный полимерный материал имеет модуль упругости при 10%-ном удлинении, меньший модуля упругости при 10%-ном удлинении первого наполнительного полимерного материала. Постепенное уменьшение модулей упругости при 10%-ном удлинении при переходе от первого наполнительного полимерного материала к переходному полимерному материалу, затем к второму наполнительному полимерному материалу обеспечивает понижающийся и постепенный градиент значений жесткости, который позволяет локально снизить напряжения и деформации в зоне перехода между первым и вторым наполнительными материалами и, следовательно, замедлить распространение трещин.
Модуль упругости при 10%-ном удлинении промежуточного переходного полимерного материала тем больше проявляет свой положительный эффект, чем больше разность между соответствующими модулями упругости при 10%-ном удлинении первого и второго полимерных наполнительных материалов. Например, в шине согласно изобретению модуль упругости при 10%-ном удлинении первого наполнительного полимерного материала равен примерно 2,9 модуля упругости при 10%-ном удлинении второго наполнительного полимерного материала.
Предпочтительно, чтобы толщина переходного элемента была равна по меньшей мере 0,1 расстояния между концом оборота каркасной арматуры и главной частью каркасной арматуры.
Расстояние между концом оборота каркасной арматуры и главной частью каркасной арматуры является расстоянием, измеренным вдоль прямой, проходящей через конец оборота каркасной арматуры и перпендикулярной к главной части каркасной арматуры, между аксиально внутренней образующей усилительных элементов оборота каркасной арматуры и аксиально наружной образующей усилительных элементов главной части каркасной арматуры.
Эта минимальная толщина переходного элемента позволяет установить минимальный градиент значений жесткости, позволяющий уменьшить скорость распространения трещин.
Предпочтительно, чтобы толщина переходного элемента не превышала 0,5 расстояния между концом оборота каркасной арматуры и главной частью каркасной арматуры.
Действительно, рассеяние тепла в переходном полимерном материале превышает рассеяние тепла во втором наполнительном полимерном материале за счет его более высокого модуля упругости при 10%-ном удлинении. Следовательно, за пределами максимальной толщины переходного элемента, когда переходный элемент заменяет часть второго наполнительного полимерного материала по сравнению с контрольной шиной, слишком большой объем переходного полимерного материала приводит к повышению температуры борта, снижающему его срок службы, поэтому необходимо ограничивать толщину переходного элемента максимальным значением.
Кроме того, авторы изобретения решили ограничивать толщину переходного элемента, чтобы локально влиять на трещинообразование и одновременно ограничивать влияние переходного элемента на жесткость борта при изгибе. Задачей переходного элемента является не обеспечение изменения жесткости борта при изгибе, а воздействие на скорость распространения трещин между первым и вторым наполнительными полимерными материалами. Иначе говоря, общий изгиб борта на круговом выступе обода имеет один и тот же уровень как при наличии переходного элемента, так и без него.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, модуль упругости при 10%-ном удлинении переходного полимерного материала, по меньшей мере, равен 0,9 и не превышает 1,1 среднего арифметического соответствующих модулей упругости при 10%-ном удлинении первого и второго наполнительных полимерных материалов. Этот интервал значений для модуля упругости при 10%-ном удлинении переходного полимерного материала обеспечивает минимальный градиент значений жесткости при последовательном переходе от первого полимерного материала к переходному полимерному материалу, затем к второму наполнительному полимерному материалу, то есть позволяет существенно снизить скорость распространения трещин.
Предпочтительно, чтобы радиально внутренняя сторона переходного элемента находилась в непрерывном контакте с главной частью каркасной арматуры между первой точкой контакта и последней точ
кой контакта, которая является радиально наиболее наружной точкой переходного элемента. Эта поверхность непрерывного контакта между главной частью каркасной арматуры и переходным элементом позволяет снизить скорость распространения трещин, появляющихся в этой зоне контакта на аксиально наружной стороне главной части каркасной арматуры и распространяющихся в осевом направлении наружу через второй наполнительный полимерный материал.
Предпочтительно также, чтобы расстояние между первой точкой контакта и последней точкой контакта радиально внутренней стороны переходного элемента с главной частью каркасной арматуры было, по меньшей мере, равно расстоянию и не превышало 3-кратного расстояния между концом оборота каркасной арматуры и главной частью каркасной арматуры.
Это расстояние является расстоянием между двумя прямыми, перпендикулярными к главной части каркасной арматуры и проходящими соответственно через первую и последнюю точки контакта ради-ально внутренней стороны переходного элемента с главной частью каркасной арматуры.
Это расстояние обеспечивает зону контакта между переходным элементом и главной частью каркасной арматуры в зоне максимальной кривизны главной части каркасной арматуры, аксиально наружная сторона которой является преимущественной зоной начала образования трещин. Интервал значений этого расстояния, определяемый в зависимости от расстояния между концом оборота каркасной арматуры и главной частью каркасной арматуры, гарантирует присутствие переходного элемента во всей потенциальной зоне начала образования трещин на аксиально наружной стороне главной части каркасной арматуры.
Отличительные признаки изобретения будут более очевидны из описания, приводимого со ссылками на прилагаемые фиг. 1 и 2:
Фиг. 1 изображает вид в разрезе в меридиональной плоскости известного борта шины для транспортного средства типа дорожно-строительной техники.
Фиг. 2 - вид в разрезе в меридиональной плоскости заявленного борта шины для транспортного средства типа дорожно-строительной техники.
Для облегчения понимания фиг. 1 и 2 представлены не в масштабе.
На фиг. 1 показан известный борт шины для транспортного средства типа дорожно-строительной техники, содержащей:
каркасную арматуру, содержащую по меньшей мере один слой 1 каркасной арматуры, состоящий из металлических усилительных элементов;
при этом слой каркасной арматуры содержит главную часть 1а каркасной арматуры, завернутую в каждом борту изнутри наружу шины вокруг бортового кольца 2, образуя оборот 1b каркасной арматуры;
при этом каждый борт содержит наполнительный элемент 3, продолжающий радиально наружу бортовое кольцо 2;
при этом наполнительный элемент имеет в любой меридиональной плоскости, по существу, треугольное сечение и состоит из двух наполнительных полимерных материалов;
при этом первый наполнительный полимерный материал 3 a является радиально наиболее внутренним и входит в контакт с бортовым кольцом;
при этом второй наполнительный полимерный материал 3b является радиально наружным относительно первого наполнительного полимерного материала и имеет модуль упругости при 10%-ном удлинении, меньший модуля упругости при 10%-ном удлинении первого наполнительного полимерного материала.
На фиг. 2 показан заявленный борт шины для транспортного средства типа дорожно-строительной техники, содержащей:
каркасную арматуру, содержащую слой 21 каркасной арматуры, состоящий из металлических усилительных элементов;
при этом слой каркасной арматуры содержит главную часть 21а каркасной арматуры, завернутую в каждом борту изнутри наружу шины вокруг бортового кольца 22, образуя оборот 21b каркасной арматуры;
при этом борт содержит наполнительный элемент 23, продолжающий радиально наружу бортовое кольцо 22;
при этом наполнительный элемент имеет в любой меридиональной плоскости, по существу, треугольное сечение и состоит из двух наполнительных полимерных материалов;
при этом первый наполнительный полимерный материал 23а является радиально наиболее внутренним и входит в контакт с бортовым кольцом;
при этом второй наполнительный полимерный материал 23b является радиально наружным относительно первого наполнительного полимерного материала и имеет модуль упругости при 10%-ном удлинении, меньший модуля упругости при 10%-ном удлинении первого наполнительного полимерного материала;
при этом переходный элемент (24), состоящий из переходного полимерного материала, имеет постоянную толщину (е), входит в контакт своей радиально внутренней стороной (24а) с первым наполнительным полимерным материалом и входит в контакт своей радиально наружной стороной (24b) с вто
рым наполнительным полимерным материалом;
при этом модуль упругости при 10%-ном удлинении переходного полимерного материала является промежуточным между соответствующими модулями упругости при 10%-ном удлинении первого и второго наполнительных полимерных материалов.
Переходный элемент 24 имеет постоянную толщину е за пределами зон контакта соответственно с главной частью каркасной арматуры и оборотом каркасной арматуры, в которых переходный элемент имеет заострения на своих соответственно радиально наружном Е'24 и радиально внутреннем I24 концах, где сходятся радиально внутренняя сторона 24а и радиально наружная сторона 24b переходного элемента 24.
Радиально внутренняя сторона 24а переходного элемента 24 ограничена соответственно своей ра-диально наиболее внутренней точкой I24, входящей в контакт с оборотом 23b каркасной арматуры, и своей радиально наиболее наружной точкой Е'24, входящей в контакт с главной частью 21а каркасной арматуры.
Радиально наружная сторона 24b переходного элемента 24 ограничена соответственно своей ради-ально наиболее внутренней точкой I24, входящей в контакт с оборотом 23b каркасной арматуры, и своей радиально наиболее наружной точкой Е'24, входящей в контакт с главной частью 21а каркасной арматуры.
Зону непрерывного контакта между переходным элементом 24 и главной частью 21а каркасной арматуры получают вдоль радиально внутренней стороны 24а переходного элемента 24, и она радиально ограничена первой, радиально наиболее внутренней точкой контакта Е24 и последней, радиально наиболее внутренней точкой контакта Е'24, которая является также радиально наружным концом переходного элемента 24.
Зону непрерывного контакта между переходным элементом 24 и оборотом 21b каркасной арматуры получают вдоль радиально наружной стороны 24b переходного элемента 24, и она радиально ограничена первой, радиально наиболее наружной точкой контакта I'24 и последней, радиально наиболее внутренней точкой контакта I24, которая является также радиально внутренним концом переходного элемента 24.
Расстояние d между концом Е21 оборота 21b каркасной арматуры и главной частью 21а каркасной арматуры является расстоянием, измеренным вдоль прямой D, проходящей через конец E21 оборота каркасной арматуры и перпендикулярной к главной части каркасной арматуры, между аксиально внутренней образующей усилительных элементов оборота каркасной арматуры и аксиально наружной образующей усилительных элементов главной части каркасной арматуры.
Расстояние а между соответствующими первой и последней точками контакта радиально внутренней стороны 24а переходного элемента 24 с главной частью 21а каркасной арматуры является расстоянием, измеренным между прямыми D' и D", перпендикулярными к главной части 21а каркасной арматуры соответственно в Е24 и Е'24.
Изобретение было представлено, в частности, для случая шины размером 59/80R63 большегрузного транспортного средства типа самосвала. Согласно норме ETRTO, номинальными условиями эксплуатации такой шины являются давление накачки, равное 6 бар, статическая нагрузка, равная 99 т, и расстояние, проходимое за один час, составляющее от 16 до 32 км.
Шина 59/80R63 была разработана согласно изобретению и схематично показана на фиг. 2.
Толщина е переходного элемента 24 равна 4,5 мм, то есть 0,3 расстояния d между концом E21 оборота каркасной арматуры и главной частью 21а каркасной арматуры, равного 15 мм.
Модули упругости при 10%-ном удлинении первого наполнительного полимерного материала, переходного полимерного материала и второго наполнительного полимерного материала соответственно равны 10 МПа, 6,5 МПа и 3,5 МПа. Следовательно, модуль упругости при 10%-ном удлинении переходного полимерного материала является промежуточным между соответствующими модулями упругости при 10%-ном удлинении первого и второго наполнительных полимерных материалов и равен 0,96 среднего арифметического соответствующих модулей упругости при 10%-ном удлинении первого и второго наполнительных полимерных материалов.
Расстояние а между первой точкой контакта Е24 и последней точкой контакта Е'24 радиально внутренней стороны 24а переходного элемента 24 с главной стороной 21а каркасной арматуры равно 22,5 мм, то есть 1,5 расстояния d между концом E21 оборота 21b каркасной арматуры и главной частью 21а каркасной арматуры.
Было произведено моделирование расчетов по готовым элементам соответственно на контрольной шине, показанной на фиг. 1, и на шине согласно изобретению, показанной на фиг. 2. Для контрольной шины удлинение второго наполнительного полимерного материала 3b вблизи его радиальной внутренней стороны равно 2,5 удлинения первого наполнительного полимерного материала 3а вблизи его ради-ально наружной стороны. Для шины согласно изобретению удлинение переходного полимерного материала 24 вблизи его радиально внутренней стороны 24а равно 1,5 удлинения переходного полимерного материала 24 вблизи его радиально наружной стороны. Точно так же, для шины согласно изобретению, удлинение второго наполнительного полимерного материала 23b вблизи его радиально внутренней стороны 24а равно 1,5 удлинения переходного полимерного материала 24 вблизи его радиально наружной
стороны.
Следовательно, скорость распространения трещины от первого наполнительного полимерного материала 23а к переходному полимерному материалу 24, затем от переходного полимерного материала 24 к второму наполнительному полимерному материалу 23b в случае изобретения меньше, чем скорость распространения трещины от первого наполнительного полимерного материала 3a к второму наполнительному полимерному материалу 3b в случае контрольной шины, так как отношение удлинения переходного полимерного материала 24 к удлинению первого наполнительного полимерного материала 23а, а также отношение удлинения второго наполнительного полимерного материала 23b к удлинению переходного полимерного материала 24 меньше отношения удлинения второго наполнительного полимерного материала 3b к удлинению первого наполнительного полимерного материала 3a.
Изобретение не ограничивается примером, представленным на фиг. 2, и может охватывать другие варианты выполнения, например, но не ограничительно касающиеся числа переходных полимерных материалов, образующих наслоение в радиальном направлении между первым и вторыми наполнительными полимерными материалами, или числа более 2 наполнительных материалов, образующих наполнительный элемент.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Шина для большегрузного транспортного средства типа дорожно-строительной техники, содержащая два борта, предназначенных для вхождения в контакт с ободом, каркасную арматуру, содержащую по меньшей мере один слой (1, 21) каркасной арматуры, состоящий из металлических усилительных элементов, при этом слой каркасной арматуры содержит главную часть (1а, 21а) каркасной арматуры, завернутую в каждом борту изнутри наружу шины вокруг бортового кольца (2, 22), образуя оборот (1b, 21b) каркасной арматуры, при этом каждый борт содержит наполнительный элемент (3, 23), продолжающий радиально наружу бортовое кольцо, при этом наполнительный элемент имеет в любой меридиональной плоскости, по существу, треугольное сечение и образован по меньшей мере двумя наполнительными полимерными материалами, при этом первый наполнительный полимерный материал (3a, 23а) является радиально наиболее внутренним и входит в контакт с бортовым кольцом, второй наполнительный полимерный материал (3b, 23b) является радиально наружным относительно первого наполнительного полимерного материала и имеет модуль упругости при 10%-ном удлинении, меньший модуля упругости при 10%-ном удлинении первого наполнительного полимерного материала, отличающаяся тем, что переходный элемент (24), состоящий из переходного полимерного материала, имеет постоянную толщину (е), входит в контакт своей радиально внутренней стороной (24а) с первым наполнительным полимерным материалом (23а) и входит в контакт своей радиально наружной стороной (24b) с вторым наполнительным полимерным материалом (23b), и тем, что модуль упругости при 10%-ном удлинении переходного полимерного материала является промежуточным между соответствующими модулями упругости при 10%-ном удлинении первого и второго наполнительных полимерных материалов.
2. Шина по п.1, отличающаяся тем, что толщина (е) переходного элемента (24) равна по меньшей мере 0,1 расстояния (d) между концом (E21) оборота (21b) каркасной арматуры и главной частью (21а) каркасной арматуры.
3. Шина по любому из пп.1 или 2, отличающаяся тем, что толщина (е) переходного элемента (24) не превышает 0,5 расстояния (d) между концом (Е21) оборота (21b) каркасной арматуры и главной частью (21а) каркасной арматуры.
4. Шина по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что модуль упругости при 10%-ном удлинении переходного полимерного материала (24), по меньшей мере, равен 0,9 и не превышает 1,1 среднего арифметического соответствующих модулей упругости при 10%-ном удлинении первого и второго наполнительных полимерных материалов (23а, 23b).
5. Шина по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что радиально внутренняя сторона (24а) переходного элемента (24) находится в непрерывном контакте с главной частью (21а) каркасной арматуры между первой точкой контакта (Е24) и последней точкой контакта (Е'24), которая является радиально наиболее наружной точкой переходного элемента (24).
6. Шина по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что расстояние (а) между первой точкой контакта (Е24) и последней точкой контакта (Е'24) радиально внутренней стороны (24а) переходного элемента (24) с главной частью (21а) каркасной арматуры, по меньшей мере, равно расстоянию (d) между концом (E21) оборота (21b) каркасной арматуры и главной частью (21а) каркасной арматуры.
7. Шина по любому из пп.1-6, отличающаяся тем, что расстояние (а) между первой точкой контакта (Е24) и последней точкой контакта (Е'24) радиально внутренней стороны (24а) переходного элемента (24) с главной частью (21а) каркасной арматуры не превышает 3-кратного расстояния (d) между концом (E21) оборота (21b) каркасной арматуры и главной частью (21а) каркасной арматуры.
1.
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
020946
- 1 -
(19)
020946
- 1 -
(19)
020946
- 4 -
(19)
020946
- 7 -
|
