ПОКРЫШКА ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ ШИНЫ И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
PNEUMATIC TIRE AND METHOD OF ITS PRODUCTION

Изобретение относится к транспортным средствам, в частности к покрышкам автомобильных пневматических шин с экранирующим слоем из текстильного корда.
Известны пневматические шины, включающие экранирующий слой, выполненный из армированных деталей, состоящих из предварительно обрезиненных (каландрированных) полос текстильной кордной ткани необходимой ширины.
Известна пневматическая шина, в частности ее армированные детали, получаемая из предварительно обрезиненной (каландрированной) текстильной кордной ткани, разрезанной на полосы необходимой ширины. (см. В.В.Рагулин «Технология шинного производства», Химия, 1970). Пневматическая шина состоит из обрезиненных слоев - каркаса, брекера с наложенным на них экранирующим слоем необходимой ширины. Способ изготовления такой шины состоит в наложении (намотке) в процессе сборки шины на брекерный барабан последовательно обрезиненных слоев брекера, на который накладывают экранирующий слой необходимой ширины. (а.с. СССР №1421545, 1988 г.; №1648806, 1991 г.). Однако в настоящее время такие способы применяется только при использовании старого оборудования и изготовлении низкоскоростных шин. При изготовлении высокоскоростных шин с жесткими требованиями по однородности для изготовления экранирующего слоя используют узкую армированную ленту, накладываемую намоткой на верхний слой брекера. Узкую армированную обрезиненную ленту получают из разрезанного исходного обрезиненного рулона кордной ткани (ширина 1350-1500 мм) на ленты шириной 40-60 мм, которые в дальнейшем разрезают на ленты шириной 10-14 мм (производится в 2 этапа). При производстве получается большой процент брака, т.к. сложно сделать разрез, не задевая основные нити, которые не видны в обрезиненном состоянии, кроме того, намотанная на бобины узкая лента из невулканизированной резины не может храниться более 2-3 дней. Также приходится часто останавливать линию раскроя экранирующего слоя для смены режущих ножей, срок службы которых ограничен, что в конечном итоге ведет к удорожанию и усложнению процесса производства шин.
Известны пневматические шины, содержащие экранирующий слой из обрезиненных лент, полученных из монокорда. Обрезиненные ленты изготовляют на специальном каландре из одиночного пропитанного и термообработанного корда. В этом случае отходы существенно меньше, но монокорд имеет значительно более высокую стоимость, чем кордная ткань в полотне, в связи с чем заметно возрастает себестоимость шин (Патент ФРГ №2853006, 1978 г.).
Известна пневматическая шина, имеющая экранирующий слой брекера из необрезиненного клейкого материала, образованного из предварительно пропитанных и термообработанных сдвоенных кордных нитей. Этот слой изготавливается практически без отходов, и материал для брокера имеет длительный срок хранения (патенты РФ №2242372, 2004 г.; №2269419, 2004 г.). Использование сдвоенных нитей указанного материала ограничивает возможность получения материала высокой жесткости, необходимой для шин с высокой разрешенной скоростью (210 км/ч и более), и невозможно для текстильных материалов с очень жесткими нитями (например, для арамидных нитей).
Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в возможности использования в экранирующем слое нитей любой жесткости, в том числе арамидных при одновременном снижении массы беговой части шины за счет уменьшения количества используемой резиновой смеси.
Поставленная техническая задача решается тем, что в качестве экранирующего слоя брекера используют необрезиниваемый текстильный материал, изготавливаемый на традиционном ткацком оборудовании для производства текстильных тканей для шинной промышленности, состоящий из основной и уточной нитей, не связанных друг с другом. Полученный текстильный материал (ленту) покрывают клейким составом, который склеивает нити утка и основную нить между собой и обеспечивает клейкость к невулканизованной резине (фиг.1). Ширина ленты может изменяться в пределах 7-20 мм в зависимости от конструкции шины. Покрытие клейким составом производится либо одновременно с пропиткой пропиточным составом, либо отдельной операцией прохождения материала через жидкую среду клейкого состава. Прочность приклеивания нитей должна обеспечить необходимую прочность для операций разрезки ткани из ленты и нанесения (намотки) в процессе изготовления экранирующего слоя покрышки шины.
Полученную клейкую кордную ленту накладывают непосредственно в процессе выполнения экранирующего слоя на сборочном станке путем намотки (навивки) его на верхней слой брекера шины. После этого на необрезинненый клейкий кордный текстильный слой накладывают заготовку протектора и осуществляют вулканизацию.
Затекание резины между нитями и формирование связи резина-корд происходит непосредственно в процессе вулканизации резиной прилегающих деталей шины за счет давления диафрагмы в пресс-форме и высокой температуры. Полностью исключаются какие-либо операции по подготовке материала для экранирующего слоя брекера на шинном производстве (обрезинивание текстильного материала, разрезка обрезиненного материала на ленты за два этапа, транспортировка между технологическими операциями).
Технический результат, достигаемый реализацией всей заявляемой совокупностью существенных признаков, состоит в:
- возможности использования в экранирующем слое нитей любой жесткости, в том числе арамидных, что обеспечивает стабильность брекера для высокоскоростных шин. Для шин, рассчитанных на скорость выше 210 км/час, чтобы удержать края брекера, которые выгибаются под действием центробежной силы, требуется окружная намотка из малорастяжимых (жестких) нитей, (чем выше скорость - тем жестче);
- снижении массы шины за счет исключения веса резиновой смеси, которая шла на обрезинивание текстильного материала экранирующего слоя (150-500 г в зависимости от размера шины);
- повышении однородности готового изделия (снижении силовой и геометрической неоднородности шины за счет снижения массы беговой части шины);
- снижении рабочей температуры брекерно-протекторной зоны за счет снижения массы беговой части шины;
- снижении потерь на качение и расхода топлива за счет снижения массы резины беговой части шины;
- упрощении процесса изготовления экранирующего слоя шин, благодаря использованию материала, готового к применению на сборочном станке. (Это достигается за счет возможности исключения операций обрезинивания и предварительного раскроя резино-кордного материала);
- обеспечивается механическая прочность ленты для экранирующего слоя, достаточная для производства шин за счет склеивания между собой нитей утка и основных нитей при малом количестве клейкого материала, при обеспечении адгезии резины к текстильному материалу (в процессе намотки лента движется по сложной системе направляющих роликов с высокой скоростью и ускорением);
- текстильный необрезиниваемый материал для экранирующего слоя может производиться на традиционных для шинных материалов ткацких станках.
Достигаемый положительный эффект заключается также в повышении эффективности производства за счет экономии энерго- и трудоресурсов и снижения амортизационных отчислений ввиду исключения операций обрезинивания и раскроя резино-кордного материала при снижении расхода резины и, соответственно, снижении веса шины и повышении потребительских качеств готового изделия. Кроме того, за счет использования традиционных для шинных текстильных материалов ткацких станков не требуется смена станочного парка для производства данного материала, при его применении не возникает проблем с усталостной адгезионной прочностью за счет малой толщины клейкого вещества.
Сущность изобретения поясняется рисунком, где на фиг.1 представлена структура армированной ленты с уточной нитью и клейким веществом со следующими позициями:
1 - кордные нити основы;
2 - нить утка;
3 - клейкое покрытие.
В таблице 1 приведены данные испытаний шины 195/55VR15, изготовленной существующим и предлагаемым способами.
Таблица 1.
Показатели шины 195/55VR15 с различной конструкцией экранирующего слоя (расчет).
Показатель
Существующая конструкция
Предлагаемая конструкция
Конструкция брекера
2 слоя м/к - 2×0,30НТ + намотка 2 слоя ленты обрезиненного анидного корда НА (1400×1)
2 слоя м/к - 2×0,30НТ + намотка 1 слоя ленты необрезиненного клейкого анидного материала с основной нитью 1800×1
Вес шины, кг
8,33
7,8
Максимальная скорость
240 км/ч
240 км/ч
Потери на качение
100%
95%
Максимальная температура в угловой зоне шины при 260 км/ч (расчет)
123 град.
118 град.