Пневматическая шина, содержащая протектор с повышенным сцеплением

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ Дата публикации и выдачи патента Пневматическая шина (1), содержащая по меньшей мере одну усиливающую структуру (15) каркасного типа, закрепленную с каждой стороны упомянутой пневматической шины в закраине,основание которой предназначено для монтажа на посадочном месте обода, при этом каждая из закраин продолжается, по существу, радиально снаружи боковыми поверхностями (2), причем боковые поверхности поднимаются радиально к верхней части протектора пневматической шины,при этом усиливающая структура каркасного типа расположена по окружности от закраины упомянутой боковой части до арматуры вершины, причем каждая из закраин дополнительно содержит, кроме того, зону (4) закрепления для удержания усиливающей структуры (15),отличающаяся тем, что упомянутый протектор содержит внутренний слой (8), по существу, из несжимаемого резинового материала и внешний слой (6) из сжимаемой губчатой резины, в которой коэффициент расширения губки составляет от 110 до 400% и предпочтительно от 120 до 350%, и еще более предпочтительно от 135 до 300%, толщина слоя превышает 2,0 мм и предпочтительно 4 мм.(71)(73) Заявитель и патентовладелец: СОСЬЕТЕ ДЕ ТЕКНОЛОЖИ МИШЛЕН (FR); МИШЛЕН РЕШЕРШ Э ТЕКНИК С.А. (CH) 015381 Изобретение касается пневматической шины с оптимальными характеристиками сцепления и шума. В последнее время производители пневматических шин уделяют повышенное внимание развитию оригинальных решений, позволяющих получить пневматические шины, характеристики сцепления которых превосходят характеристики классических изделий. Поиск преимуществ, связанных с повышенным сцеплением, осуществляется обычно в ущерб другим характеристикам пневматической шины. Действительно, многочисленные технические характеристики этого изделия зачастую противоречат друг другу,то есть улучшение одной или двух характеристик осуществляется в ущерб другим характеристикам. Многие виды рабочих характеристик позволяют наглядно проиллюстрировать это правило. Хорошим примером является сцепление с дорогой. Для повышения степени сцепления изделия принято использовать двухслойную конфигурацию протектора с внешним слоем, твердость которого ниже твердости внутреннего слоя. Известно несколько типов решений для получения внешнего слоя с уменьшенной твердостью по сравнению с внутренним слоем. Например, классически к слою материала с малой твердостью по Шору предъявляются жесткие требования для эффективной промышленной эксплуатации, так как технология производства является сложной, а материал является прилипающим. Он липнет к оборудованию и машинам, серьезно мешая их работе. С другой стороны, в документе EP 0873884 описано решение, в котором коэффициент расширения составляет от 1 до 100%. В этом документе уточнено, что коэффициент расширения, превышающий 100%, вызывает различные крупные нежелательные последствия, такие как уменьшение сопротивления износу и трудности достижения стабильной формы при изготовлении пневматической шины. Документ FR 2860184 описывает протектор из губчатой резины с существенно малой твердостью с коэффициентом расширения, превышающим 500%. Данный протектор шины предназначен для пневматических шин тяжелых транспортных средств, для ограничения нагрузки на землю. Указанные транспортные средства перемещаются, кроме того, с существенно малыми скоростями. Для сглаживания вышеупомянутых нежелательных последствий в настоящем изобретении предлагается пневматическая шина, содержащая по меньшей мере одну усиливающую структуру каркасного типа, закрепленную с каждой стороны упомянутой пневматической шины в закраине, основание которой предназначено для монтажа на посадочное место обода, при этом каждая из упомянутых закраин расположена, по существу, радиально снаружи в форме боковых поверхностей, причем боковые поверхности радиально снаружи доходят до протектора шины, при этом усиливающая структура каркасного типа размещена по окружности от закраины к упомянутой боковой поверхности и арматуре вершины, причем каждая из боковых частей дополнительно содержит зону крепления для удержания усиливающей структуры, отличающаяся тем, что упомянутый протектор шины содержит внутренний слой, по существу, из несжимаемой губчатой резины и внутренний слой из сжимаемой губчатой резины, в которой коэффициент расширения губки составляет от 110 до 400% и предпочтительно между 120 и 350%, толщина слоя превышает 2,0 мм и предпочтительно превышает 4 мм. Неожиданно было установлено, что губчатый слой не вызывает значительного ухудшения характеристик пневматической шины. Действительно, при сплющивающих и касательных напряжениях упругость на сдвиг находится в приемлемых границах. Время, необходимое для деформации, не ставит в неблагоприятное положение водителя. Кроме того, наблюдается также увеличение сцепления. С другой стороны, степень износа такой конструкции находится на приемлемом уровне, в особенности, при использовании в городских условиях. Во всяком случае, незначительные ухудшения качественных характеристик и износа с лихвой компенсируются значительным увеличением сцепления. Обычно получение слоя с уменьшенной твердостью обеспечивается введением масла и/или агентов пластификаторов в основу классически относительно твердого материала. Недостаток данного способа уменьшения твердости состоит в том, что материал становится липким и трудным в обработке. В соответствии с изобретением такие агенты не используются. Вместо этого используется измененная структура материала, содержащая ячейки. Пневматическая шина по изобретению предпочтительно используется для оснащения автомобилей или туристических транспортных средств. Предпочтительно, чтобы внешний слой имел твердость по Шору A, меньшую 30 и предпочтительно составляющую от 10 до 20 по Шору A. Классически слой материала с малой твердостью по Шору имеет значительные ограничения для эффективной промышленной эксплуатации, так как внедрение является сложным, кроме того, потому,что материал является особенно липким. Он прилипает к инструментам, машинам, что является весомой причиной затруднений реализации способа. Благодаря использованию в соответствии с изобретением ячеистой структуры, которая позволяет уменьшить твердость вследствие механического или структурного эффекта, вместо слоя материала, твердость которого уменьшается с помощью химических агентов, эти затруднения в настоящее время устранены. Из-за наличия слоя сжимаемого материала в процессе движения сохраняют гранулометрию земли. Этот феномен служит для уменьшения локальных воздействий и улучшает распределение усилия давления. Уровни шума в соответствии с изобретением уменьшаются на 3-4 Дб и более. Эти уровни, кроме-1 015381 того, распределяются по более широкому частотному спектру (например, от 50 до 800 Гц в некоторых испытаниях). Наконец, уровни шума разделяются как на низкочастотные шумы (в зависимости от конструкции автомобиля, примерно до 500 Гц), так и на авиационные шумы (начиная примерно с 500 Гц). Эти уровни вызваны использованием внешнего слоя с уменьшенным модулем. Твердость основы внешнего слоя предпочтительно превышает 55 по Шору A и предпочтительно превышает 65 по Шору A. Упомянутый промежуточный слой имеет предпочтительно коэффициент расширения по меньшей мере на 20% меньший и предпочтительно на 50% меньший коэффициента расширения внешнего слоя. В соответствии с предпочтительным вариантом толщина внешнего слоя меньше глубины элементов рисунка протектора пневматической шины. В соответствии с другим вариантом осуществления толщина внешнего слоя превышает глубину элементов рисунка протектора. Предпочтительно, чтобы внешний слой, в основном, состоял из закрытых ячеек. Упомянутые ячейки являются предпочтительно негерметичными. Предпочтительно, чтобы компоненты резиновых материалов внутреннего слоя и основы внешнего слоя были идентичными. Предпочтительно также, чтобы пневматическая шина содержала защитную зону бордюров внешнего слоя по меньшей мере из материала, коэффициент расширения которого был ниже 10% и предпочтительно ниже 2%, а толщина превышала 0,5 мм. Предпочтительно также, чтобы шина содержала защитную зону бордюров внешнего слоя с добавлением по меньшей мере биэластичной ткани, например лайкры (зарегистрированная торговая марка). Такая ткань может быть размещена в любой точке снаружи внешнего слоя, как, например, на поверхности протектора шины. Преимущество ткани такого типа состоит в том, что ткань принимает все формы элементов рисунка в процессе фазы прессования. Такие элементы защиты являются предпочтительно эффективными для защиты внешнего слоя в случае значительного скольжения и тому подобного. В дальнейшем изобретение поясняется нижеследующим описанием, не являющимся ограничительным, со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых фиг. 1 изображает пример осуществления пневматической шины по изобретению в поперечном разрезе; фиг. 2 изображает в увеличенном виде часть вершины пневматической шины известного типа; фиг. 3-6 изображают в увеличенном виде часть вершины пневматической шины в различных вариантах осуществления. В настоящем изобретении термином "боковые поверхности" обозначают части пневматической шины, наиболее часто имеющие малую твердость на изгиб, размещенные между вершиной и закраинами. "Смешанными боковыми поверхностями" называют резиновые боковые поверхности, размещенные аксиально снаружи относительно проволок усиливающей структуры каркаса и их связующей резины. Эти смешанные боковые поверхности обычно имеют низкий модуль эластичности. Термином "закраина" называют часть пневматической шины, радиально соседнюю изнутри с боковой поверхностью. Терминами "радиально вверх" или "радиально верхний", или "радиально внешний" обозначают самые большие радиусы. Термином "на основе" обозначают известным образом, что образующее вещество композиции является преобладающим. Усиливающая или упрочняющая структура каркасного типа будет называться радиальной, когда ее проволоки расположены под 90, но также, в соответствии с используемой терминологией, под углом,близким к 90. Классически, как изображено на фиг. 1, пневматическая шина содержит усиливающую или упрочняющую структуру 15 каркасного типа, снабженную усиливающими элементами, предпочтительно размещенными, по существу, радиально. Эта структура может быть выполнена непрерывной от одной закраины к другой, проходя через боковые поверхности 2 и вершину 3 пневматической шины, она также может содержать две или несколько частей, выполненных, например, вдоль боковых поверхностей без перекрытия вершины. Возможны два типа крепления 4 усиливающей структуры каркасного типа. Обычно, как изображено на фиг. 1, оборачивание упомянутой структуры 15 вокруг прутка 7 на уровне закраины обеспечивает крепление 4 усиливающей структуры каркасного типа к закраине. Другими словами, функция крепления может быть осуществлена благодаря наматыванию по окружности проволоки вблизи усиливающей структуры 15. Кольцевые проволоки, выполненные, предпочтительно, в виде связки, образуют компоновку проволок крепления, предусмотренную в каждой из закраин. Эти проволоки являются предпочтительно металлическими и, в случае необходимости, покрытыми тонким слоем латуни. Различные варианты предусматривают предпочтительно текстильные нити,-2 015381 например арамидные, нейлоновые, PET, PEN, или гибридные, либо нити из стеклянных волокон. В каждой связке проволоки предпочтительно являются, по существу, концентрическими и наложены с перекрытием. Фиг. 3-6 изображают различные варианты осуществления изобретения. Указанные варианты осуществления изобретения показывают, каким образом можно размещать губчатый слой 6 в зоне вершины пневматической шины. Таким образом, вершина содержит внутренний слой 8 или резиновую смесь вершины, образованной из резинового, по существу, несжимаемого материала и внешнего слоя 6, образованного из сжимаемой губчатой резины. Таким образом, уровни сжимаемости/несжимаемости являются таковыми, что уровень сжимаемости внешнего слоя 6 является, по существу, более высоким, чем уровень сжимаемости внутреннего слоя 8. Вершинная зона, покрытая губчатым слоем, содержит предпочтительно протектор шины в том виде, как он изображен на фиг. 1. Эта зона в различных вариантах может быть более или менее широкой,чем протектор шины. Губчатая резина, используемая для изготовления внешнего слоя 6, имеет предпочтительно коэффициент расширения от 110 до 400% и предпочтительно от 120 до 350%. Толщина внешнего слоя 6 предпочтительно превышает 2,0 мм и предпочтительно превышает 4 мм. Внешний слой 6 имеет твердость по Шору A, меньшую 30, и предпочтительно составляет от 10 до 20 по Шору A. Твердость основы внешнего слоя предпочтительно превышает 55 по Шору A и предпочтительно выше 65 по Шору A. Предпочтительно использовать однородные резиновые компоненты для изготовления, с одной стороны, внутреннего слоя 8, или вершинной резиновой смеси и, с другой стороны, основы внешнего слоя 6. Свойства, отличающие внешний слой, обеспечиваются благодаря специфическому выполнению в форме губки. Указанная губчатая резина в основном образована закрытыми ячейками. Указанные ячейки являются предпочтительно негерметичными. В примере по фиг. 3 губчатый слой имеет толщину, меньшую глубины элементов 5 рисунка протектора пневматической шины. Видно, что щели или углубления 9 рисунка протектора радиально продолжены внутрь по толщине внешнего слоя 6. В примере по фиг. 4 толщина внешнего слоя, по существу, идентична глубине углублений 9. Наконец, в примере по фиг. 5 толщина внешнего слоя 6 превышает глубину углублений 9. Углубления полностью расположены в губке. В такой компоновке исключаются зоны концентрации напряжений и риски образования трещин между внешним и внутренним слоями. Толщина губки под углублениями предпочтительно меньше 1 мм. В примере по фиг. 6 вершина пневматической шины содержит промежуточный слой 10, размещенный между внешним слоем 6 и внутренним слоем 8, при этом промежуточный слой имеет коэффициент расширения, меньший коэффициента расширения внешнего слоя. В этом примере упомянутый промежуточный слой может иметь коэффициент расширения, меньший по меньшей мере на 20% и предпочтительно по меньшей мере на 50% коэффициента расширения внешнего слоя. Наконец, в качестве варианта, вершина зоны может быть снабжена зоной защиты по меньшей мере бордюров внешнего слоя 6 с добавлением, по меньшей мере, биэластичной ткани. Другими словами,можно также предусмотреть зону защиты бордюров внешнего слоя с помощью, по меньшей мере, материала, коэффициент расширения которого ниже 10% и предпочтительно 2% и толщиной, превышающей 0,5 мм. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Пневматическая шина (1), содержащая по меньшей мере одну усиливающую структуру (15) каркасного типа, закрепленную с каждой стороны упомянутой пневматической шины в закраине, основание которой предназначено для монтажа на посадочное место обода, при этом каждая из упомянутых закраин продолжена, по существу, радиально снаружи боковой поверхностью (2), причем боковые поверхности размещены радиально к верхней части протектора шины, а усиливающая структура каркасного типа размещена по окружности от закраины к упомянутой боковой поверхности, при этом арматура вершины(3) каждой из закраин дополнительно содержит зону крепления (4), обеспечивающую удержание усиливающей структуры (15), отличающаяся тем, что упомянутый протектор шины содержит внутренний слой(8) из резинового, по существу, несжимаемого материала и внешний слой (6) из сжимаемой губчатой резины, в котором коэффициент расширения губки составляет от 110 до 400%; толщина слоя превышает 2 мм. 2. Пневматическая шина по п.1, в которой внешний слой имеет твердость по Шору A, меньшую 30 и предпочтительно составляющую от 10 до 20 по Шору A. 3. Пневматическая шина по одному из пп.1 или 2, в которой твердость основы внешнего слоя (6) превышает 55 по Шору A и предпочтительно превышает 65 по Шору A. 4. Пневматическая шина по одному из предыдущих пунктов, в которой компоненты резиновых ма-3 015381 териалов внутреннего слоя и основы внешнего слоя являются идентичными. 5. Пневматическая шина по одному из предыдущих пунктов, в которой внешний слой в основном образован из закрытых ячеек. 6. Пневматическая шина по п.5, в которой упомянутые ячейки не являются герметичными. 7. Пневматическая шина по одному из пп.1-6, содержащая промежуточный слой (10), размещенный между внешним слоем и внутренним слоем, при этом промежуточный слой имеет коэффициент расширения, меньший коэффициента расширения внешнего слоя. 8. Пневматическая шина по п.7, в которой упомянутый промежуточный слой имеет коэффициент расширения, меньший коэффициента расширения внешнего слоя по меньшей мере на 20% и предпочтительно по меньшей мере на 50%. 9. Пневматическая шина по пп.1-8, в которой толщина внешнего слоя меньше глубины элементов(5) рисунка протектора пневматической шины. 10. Пневматическая шина по одному из пп.1-8, в которой толщина внешнего слоя превышает глубину элементов рисунка протектора пневматической шины. 11. Пневматическая шина по одному из пп.1-10, содержащая защитную зону, по меньшей мере,бордюров внешнего слоя с добавлением по меньшей мере одной биэластичной ткани.