Брекер покрышки грузовой пневматической шины 9.00 Р 20

Полезная модель относится к области автомобильных шин, в частности к конструкции брекера грузовых радиальных шин 9.00Р20 нормой слойности 12 (с максимально допустимой нагрузкой для одинарных колес 2240 кгс при внутреннем давлении в шинах 6,7 кгс, далее- 9.00Р20 н.с.12).
Известны грузовые радиальные шины, содержащие каркас из обрезиненного текстильного корда и брекер из обрезиненного металлокорда, протектор и бортовые кольца (авторские свидетельства СССР №1028532, №1593979, №1298100, патенты РФ №2168418 публ.10.06.2001, №2247662 публ. 10.03.2005, №2247663 публ. 10.03.2005, №2247664 публ. 10.03.2005, №2048991 приоритет от 07.08.1991, №2013216 приоритет от 12.08.1991, №2088424 приоритет от 31.10.1995).
Недостатком указанных конструкций покрышек пневматических шин является неуказание всех вариантов исполнения.
По патентному документу №2013216, приоритет от 12.08.1991, брекер выполнен комбинированным из трех обрезиненных слоев, средний из которых - металлокордный, остальные - вискозные. Недостатком данной конструкции является невысокая работоспособность.
По патентному документу №2669326, публ. 10.10.2018, пневматическая шина радиальной конструкции содержит брекер, состоящий по меньшей мере из трех слоев. Каждый слой брекера содержит элементы жесткости, состоящие из одного или нескольких стальных нитей. Элементы жесткости в каждом слое брекера соответственно расположены параллельно друг другу и находятся на расстоянии друг от друга. Стальные нити элементов жесткости защитного слоя, наиболее удаленного от центра шины, имеют диаметр нити от 0,10 мм до 0,35 мм. Диаметр корда составляет от 0,20 мм до 0,85 мм. Каждый элемент жесткости защитного слоя обладает прочностью на разрыв от 15 кН/дм до 95 кН/дм. Элементы жесткости расположены в защитном слое с плотностью от 50 до 120 нитей на дециметр (нитей/дм), отличающаяся тем, что элементы жесткости защитного слоя представляют собой стальные корды, состоящие из скрученных друг с другом стальных нитей, которые предпочтительно имеют структуру 2×0,30; 2+2×0,32; 2+2×0,28; 2×0,15 или 3×0,10.
Недостатком данной конструкции является повышенная материалоемкость, так как все слои брекера изготовлены из металлокордов, нет дополнительной защиты протектора от перетирания нитей металлокорда.
Известно техническое решение покрышки грузовой радиальной шины, изготавливаемой по патенту РФ №2247662, кл. В60С 9/20, публ. 10.03.2005, содержащей протектор, каркас, боковины, бортовые кольца, брекер, в котором диаметр металлокорда составляет 1,14-1,26 мм, сам металлокорд выполнен из металлических нитей одинакового диаметра, причем отношение диаметра металлической нити к диаметру металлокорда составляет 0,253-0,298; отношение шага металлокорда в брекере к диаметру металлокорда составляет 1,9-2,25, а линейная плотность металлокорда лежит в диапазоне 5,0-5,5 г/м, при этом отношение толщины каждого обрезиненного слоя металлокорда в брекере к диаметру металлокорда составляет 1,35-1,49, а разрывная прочность металлокорда не ниже 1715±5 Н.
Известно техническое решение покрышки грузовой радиальной шины, изготавливаемой по патенту РФ №2247664, кл. В60С 9/20, публ. 10.03.2005, содержащей протектор, каркас, боковины, бортовые кольца, брекер, состоящий из металлокордных и текстильных слоев, диаметр металлокорда составляет 0,83-0,91 мм, сам металлокорд выполнен из металлических нитей одинакового диаметра, причем отношение диаметра металлической нити к диаметру металлокорда составляет 0,280-0,331; отношение шага металлокорда в брекере к диаметру металлокорда составляет 1,978-2,168, а линейная плотность металлокорда лежит в диапазоне 2,64-2,96 г/м, при этом отношение толщины каждого обрезиненного слоя металлокорда в брекере к диаметру металлокорда составляет 1,538-1,839, а разрывная прочность металлокорда не ниже 855±5 Н.
Данные решения не раскрывают все варианты исполнения брекера грузовых покрышек.
Наиболее близким техническим решением является покрышка грузовой радиальной шины, изготавливаемая по патенту РФ №2247663, кл. В60С 9/20, публ. 10.03.2005. Покрышка пневматической шины радиальной конструкции по данному техническому решению содержит протектор, каркас, боковины, бортовые кольца, брекер, в котором диаметр металлокорда составляет 0,87-0,97 мм, сам металлокорд выполнен из металлических нитей одинакового диаметра, причем отношение диаметра металлической нити к диаметру металлокорда составляет 0,242-0,293; отношение шага металлокорда в брекере к диаметру металлокорда составляет 1,85-2,07, а линейная плотность металлокорда лежит в диапазоне 2,84-3,16 г/м, при этом отношение толщины каждого обрезиненного слоя металлокорда в брекере к диаметру металлокорда составляет 1,62-1,85, а разрывная прочность металлокорда не ниже 955±5 Н. По описанию и поясняющим чертежам брекер шины содержит 4 слоя металлокордного корда
Недостатком прототипа является неуказание всех вариантов исполнения шин, отсутствие резиновой прослойки, снижающей сдвиговые напряжения на кромках брекера.
Задачей данной полезной модели является разработка конструкции покрышки грузовой пневматической радиальной шины 9.00Р20 н.с. 12 с таким соотношением конструктивных параметров брекера, которое бы позволило при сохранении общей работоспособности и эксплуатационных характеристик пневматической шины 9.00 Р20 н.с. 12 расширить арсенал технических средств, повысить прочность брекера и уменьшить сдвиговые напряжения на кромках брекера.
Для достижения технического результата в покрышке грузовой пневматической шины радиальной конструкции 9.00Р20 н.с. 12 (с максимально допустимой нагрузкой для одинарных колес 2240 кгс при внутреннем давлении в шинах 6,7 кгс), содержащей протектор, брекер, каркас, боковины, бортовые кольца, согласно полезной модели брекер выполнен из четырех слоев обрезиненного металлокорда и брекерной резиновой прослойки, расположенной на кромки металлокордных слоев, диаметр металлокорда в брекере составляет 0,90±0,04 мм, сам металлокорд выполнен из металлических нитей одинакового диаметра 0,3±0,01 мм, причем отношение диаметра металлической нити к диаметру металлокорда составляет 0,333, частота нитей металлокорда в слое брекера составляет 55 нитей/100 мм, а линейная плотность металлокорда составляет 2,79±0,14 г/м, при этом толщина каждого обрезиненного слоя металлокорда в брекере 1,50±0,01 мм, а разрывное усилие металлокорда не менее 1000 Н, при этом в слое брекера нити металлокордных слоев имеют одинаковые углы раскроя (20±1°), в соседних слоях направлены в противоположные стороны, брекерные прослойки выполнены толщиной 6,0±0,05 мм.
Полезная модель иллюстрируется чертежом, на котором изображено меридиональное сечение покрышки пневматической шины (фиг. 1) и сечение металлокордного слоя брекера (фиг. 2).
Покрышка пневматической шины радиальной конструкции содержит протектор 1, брекер 2, каркас 3, выполненный из нескольких слоев корда 5, 6, боковины 4, бортовые кольца 9, наполнительные шнуры 7, крыльевые ленты 8. Брекер 2 состоит из  четырех слоев обрезиненного металлокорда 10 и резиновых брекерных прослоек 11, со стороны протектора. Металлокорд 13 с диаметром D выполнен из пяти металлических нитей 13 одинакового диаметра d. Каждый обрезиненный слой брекера 10 содержит металлокорд 12 с шагом L и выполнен толщиной h.
Шины по настоящей полезной модели изготавливаются по стандартной технологии с использованием стандартного оборудования.
По предлагаемой полезной модели (фиг. 1) были изготовлены опытные шины 9.00Р20 н.с. 12. Слои брекера изготовлены из обрезиненного металлокорда 5Л30 толщиной 1,5±0,05 мм. Металлокорд применялся диаметра 0,9±0,04 мм, состоящим из 5 проволок, каждая из которых имела диаметр, равный 0,3±0,01 мм, что составляет 0,333 диаметра D металлокорда, частота нитей металлокорда в слое брекера 55 нитей/100 мм, шаг металлокорда составлял 2,02 диаметра D металлокорда, разрывное усилие металлокорда не менее 1000 Н, угол закроя слоев обрезиненного металлокорда 20°±1°, в соседних слоях направлены в противоположные стороны. Брекер выполнен из четырех слоев металлокорда 10 с частотой нитей 55 шт. /100 мм. На кромки металлокордных слоев наложены брекерные резиновые прослойки толщиной 6,00±0,05 мм.
В таблице представлены исполнения покрышек в части брекера по настоящей полезной модели и прототипу, сравнение их характеристик.
Примененный в брекере металлокорд состоит из 5 металлических нитей латунированного металлокорда одинаковым диаметром 0,30±0,01 мм. Металлокорд конструкции (3+2)*0,30 является многослойной конструкцией со спиральным расположением проволок в слоях. В центре свитая прядь из 3-х проволок с левым (S) направлением свивки. Далее на нее навит слой из двух проволок того же диаметра, с тем же направлением свивки (S).
Так как металлокорд брекера состоит из меньшего числа нитей, а именно 5 нитей, по сравнению с прототипом, содержащего 8 металлических нитей в металлокорде, улучшается адгезия металлокорда к резине за счет лучшего затекания резины между нитями металлокорда, увеличивается резиносодержание обрезиненного слоя металлокорда.
Основным отличием настоящей полезной модели в сравнении с прототипом является применением в слоях брекера металлокорда определенной марки, с разрывным усилием металлокорда не менее 1000 Н/нить, с большим диаметром нитей металлокорда, что обеспечивает повышение прочности брекера, а также применение резиновой прослойки снижающей сдвиговые напряжения на кромках брекера, в комбинации с выбором оптимальных значений угла закроя слоев металлокорда слоя в брекере, толщин обрезиненных слоев корда и брекерных резиновых прослоек, частот нитей в металлокордных слоях брекера.
Испытания опытных покрышек пневматических шин, изготовленных с использованием предлагаемого технического решения, показали их надежную работоспособность, успешно прошли эксплуатационные испытания, эксплуатационные характеристики соответствуют нормативно установленным для данных шин.
Данная полезная модель позволяет достигнуть заявляемый технический результат, а именно при сохранении общей работоспособности и эксплуатационных характеристик покрышек пневматических грузовых шин 9.00Р20 н.с. 12 расширить арсенал технических средств, повысить прочность брекера, снизить сдвиговые напряжения на его кромках.