Пневматическая шина и способ производства

Пневматическая шина и способ производства

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Объект изобретения по настоящему описанию в широком смысле относится к области пневматических шин и, более конкретно, к пневматическим шинам, включающим элементы усиления борта, которые по меньшей мере частично образуют из углеродных волокон, а также к способам производства пневматических шин с использованием таких элементов усиления борта.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Пневматические шины, как правило, включают каркас шины с боковыми стенками, которые проходят радиально внутрь от коронной части и прерываются в областях борта. В установленном состоянии пневматической шины области борта располагаются на соответствующих посадочных полках борта связанного колеса или вдоль таких посадочных полок. Области борта имеют размеры, обеспечивающие прочное зацепление с посадочными полками борта. Таким образом, можно образовать по существу герметичный узел из пневматической шины и связанного колеса. При этом можно образовать узел, состоящий из пневматической шины и колеса, способный удерживать некоторое количество воздуха при повышенном уровне давления в течение продолжительного периода времени.

Дополнительно зацепление между областями борта пневматической шины и соответствующими посадочными полками борта связанного колеса должно быть достаточно надежным, чтобы передавать максимальный крутящий момент, действующий на пневматическую шину, не допуская относительного перемещения между пневматической шиной и связанным колесом. По существу крутящий момент, действующий на пневматическую шину, формируется во время эксплуатации автомобиля вследствие передачи усилий между связанным колесом и дорожным покрытием. Следует понимать, что такой крутящий момент может создаваться во время как ускорения, так и замедления автомобиля.

В большинстве случаев колеса производят по размерам, определяемым отраслевыми стандартами, причем колеса включают посадочные полки борта, имеющие установленные конфигурации и/или конструкции. Для того чтобы обеспечить образование надежного взаимного соединения между пневматической шиной и связанным колесом, области борта пневматических шин имеют размеры, обеспечивающие радиальное прижимание части каучука, образующей области борта, вдоль посадочных полок борта в установленном состоянии. По существу нерастяжимые элементы усиления, как правило, внедряют в области борта таким образом, чтобы части каучука, прижимаемые вдоль посадочных полок борта, были размещены радиально внутри относительно элементов усиления. Такие нерастяжимые элементы усиления, как правило, принимают форму бесконечных кольцевых прочных на разрыв элементов, которые в данной области техники обычно называют «сердечниками борта».

В установленном состоянии пневматической шины сердечники борта находятся под натяжением вследствие, по меньшей мере частично, сжатия частей каучука, размещенных радиально внутри относительно сердечников борта и зацепляющих посадочные полки борта соответствующего колеса. Для создания и поддержания надежного зацепления между пневматической шиной и связанным колесом сердечники борта создают по существу нерастяжимыми под действием растягивающих усилий, возникающих во время установки и применения.

Как правило, сердечники борта изготавливают из одной или более стальных проволок, расположенных в круговой конфигурации, например, в форме кольца, причем они могут иметь поперечное сечение любой из множества известных форм, такой как круглая, квадратная, прямоугольная, трапециевидная, шестиугольная форма или их вариации. В некоторых случаях сердечники борта образуют из относительно короткого отрезка проволоки или стержня, противолежащие концы которого сваривают или иным образом соединяют вместе с образованием сплошного кольца. В других случаях сердечники борта образуют из одного или более удлиненных отрезков проволоки меньшего диаметра, которые сматывают и сворачивают в кольцо.

Хотя известные конструкции пневматических шин по существу работают удовлетворительно, требуется улучшить характеристику пневматических шин и уменьшить массу и/или стоимость производства пневматических шин по сравнению с известными конструкциями. В связи с этим цель объекта изобретения по настоящему описанию представляет собой обеспечение этих и/или других преимуществ и/или улучшений по сравнению с известными конструкциями пневматических шин.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Один из примеров пневматической шины в соответствии с объектом изобретения по настоящему описанию может включать эластомерный каркас шины, который проходит по периферии вокруг оси вращения. Эластомерный каркас шины может включать коронную часть, которая проходит по существу в осевом направлении. Противолежащие боковые стенки могут быть размещены относительно друг друга на расстоянии вдоль оси и могут проходить радиально внутрь от коронной части к соответствующим областям борта. Можно обеспечить множество элементов усиления борта так, чтобы в каждую из областей борта был внедрен по меньшей мере один из элементов усиления борта. Элементы усиления борта можно по меньшей мере частично образовать из углеродных волокон.

Один из примеров элемента усиления борта в соответствии с объектом изобретения по настоящему описанию, имеющий размеры, обеспечивающие его применение в образовании области борта связанной пневматической шины, может включать кольцевой корпус, имеющий внешнюю поверхность и направленный по периферии вокруг оси вращения. Кольцевой корпус можно по меньшей мере частично образовать из множества углеродных волокон и некоторого количества матричного материала.

Один из примеров способа производства пневматической шины в соответствии с объектом изобретения по настоящему описанию может включать ориентирование по меньшей мере одного слоя материала, образованного из каучука, вдоль связанного станка для сборки шин. Способ может также включать обеспечение элемента усиления борта, образованного из множества углеродных волокон, и расположение элемента усиления борта вдоль по меньшей мере одного слоя материала. Способ может дополнительно включать крепление по меньшей мере одного слоя материала к элементу усиления борта. Способ может также включать расположение брекерного пакета и протектора вдоль по меньшей мере одного слоя материала с образованием неотвержденного узла шины. Способ может также включать отверждение узла с образованием пневматической шины.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ РИСУНКОВ

На ФИГ. 1 представлен схематический вид сбоку одного из примеров узла, состоящего из шины и колеса, включающего пневматическую шину в соответствии с объектом изобретения по настоящему описанию.

На ФИГ. 2 представлен схематический вид в поперечном сечении узла, показанного на ФИГ. 1, выполненный вдоль линии 2-2 на этой Фигуре.

На ФИГ. 3 представлен увеличенный вид части узла, показанного на ФИГ. 1 и 2, которая обозначена как «Деталь 3» на ФИГ. 2 и представляет собой один из примеров области борта, включающей элементы усиления борта, в соответствии с объектом изобретения по настоящему описанию.

На ФИГ. 4 представлен увеличенный вид части узла, показанного на ФИГ. 1-3, которая представляет собой другой пример области борта, включающей элемент усиления борта, в соответствии с объектом изобретения по настоящему описанию.

На ФИГ. 5 представлен увеличенный вид части узла, показанного на ФИГ. 1-3, которая представляет собой еще один пример области борта, включающей элемент усиления борта, в соответствии с объектом изобретения по настоящему описанию.

На ФИГ. 6 представлен увеличенный вид части узла, показанного на ФИГ. 1-3, которая представляет собой дополнительный пример области борта, включающей элементы усиления борта, в соответствии с объектом изобретения по настоящему описанию.

На ФИГ. 7 представлен увеличенный вид части узла, показанного на ФИГ. 1-3, которая представляет собой еще один дополнительный пример области борта, включающей элемент усиления борта, в соответствии с объектом изобретения по настоящему описанию.

На ФИГ. 8 представлен увеличенный вид части узла, показанного на ФИГ. 1-3, которая представляет собой другой пример области борта, включающей элемент усиления борта, в соответствии с объектом изобретения по настоящему описанию.

На ФИГ. 9 представлен увеличенный вид части узла, показанного на ФИГ. 1-3, которая представляет собой еще один пример области борта, включающей элемент усиления борта, в соответствии с объектом изобретения по настоящему описанию.

На ФИГ. 10 представлен увеличенный вид части узла, показанного на ФИГ. 1-3, которая представляет собой другой пример области борта, включающей элемент усиления борта, в соответствии с объектом изобретения по настоящему описанию.

На ФИГ. 11 представлен увеличенный вид части узла, показанного на ФИГ. 1-3, которая представляет собой дополнительный пример области борта, включающей элемент усиления борта, в соответствии с объектом изобретения по настоящему описанию.

На ФИГ. 12 представлен увеличенный вид части узла, показанного на ФИГ. 1-3, которая представляет собой еще один дополнительный пример области борта, включающей элемент усиления борта, в соответствии с объектом изобретения по настоящему описанию.

На ФИГ. 13 представлен увеличенный вид части узла, показанного на ФИГ. 1-3, которая представляет собой еще один дополнительный пример области борта, включающей элемент усиления борта, в соответствии с объектом изобретения по настоящему описанию.

На ФИГ. 14 представлен вид в перспективе секции элемента усиления борта, приведенного в качестве примера, в соответствии с объектом изобретения по настоящему описанию, поверхностная обработка которого представлена вдоль его внешней поверхности.

На ФИГ. 15 представлено графическое изображение одного из примеров способа производства пневматической шины в соответствии с объектом изобретения по настоящему описанию.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Применяемые в настоящем документе термины, такие как «волокно», «нить» и т.п., взаимозаменяемо используют в отношении материала, имеющего малый размер поперечного сечения, такой как размер поперечного сечения в диапазоне, например, от приблизительно 1 мкм до приблизительно 25 мкм, и неограниченно протяженную длину. В предпочтительной конструкции материал волокна может иметь размер поперечного сечения в диапазоне от приблизительно 4 мкм до приблизительно 10 мкм.

Применяемые в настоящем документе термины, такие как «углеродное волокно», «углеродная нить» и т.п., взаимозаменяемо используют в отношении материала с вышеупомянутыми размерами поперечного сечения и длиной, образованного путем карбонизации заготовки волокна. В некоторых случаях углеродные волокна, подходящие для применения в соответствии с объектом изобретения по настоящему описанию, могут обладать модулем упругости при растяжении в диапазоне от приблизительно 50 ГПа до приблизительно 350 ГПа, могут обладать размером поперечного сечения в диапазоне от приблизительно 4 мкм до приблизительно 10 мкм и/или обладать относительным удлинением при растяжении 2,5 процента или ниже.

Дополнительно, применяемые в настоящем документе термины, такие как «волокна», «нити», «углеродные волокна», «углеродные нити» ит.п., могут относиться к двум или более отдельным отрезкам материала. В некоторых случаях такие термины могут относиться к большим количествам материала (например, тысячам волокон, сотням тысяч волокон, миллионам волокон, десяткам миллионов волокон), которые могут быть ориентированными (т.е. по существу выровненными или иным образом свободно организованными) или неориентированными (т.е. расположенными произвольным образом во множестве направлений).

Применяемые в настоящем документе термины, такие как «жгут», «пучок» и т.п., используют в отношении множества волокон, такого как, например, одна тысяча или более волокон, которые укладывают, скручивают и/или иным образом группируют вместе в непрерывную удлиненную прядь неограниченной длины. В качестве одного из примеров жгут может включать количество волокон в диапазоне от приблизительно 1000 волокон до приблизительно 500000 волокон.

Применяемые в настоящем документе термины, такие как «корд» и т.п., используют в отношении продукта, состоящего из одного или более жгутов, которые могут уложить, скрутить или иным образом сгруппировать вместе в непрерывную удлиненную прядь неограниченной длины. В некоторых случаях один или более жгутов могут обработать связующим веществом, адгезивом и/или матричным материалом.

Возвращаясь к рисункам, приведенным в целях пояснения примеров осуществления объекта изобретения по настоящему описанию и не имеющим ограничительного характера, на ФИГ. 1 представлен узел 100, состоящий из шины и колеса, который включает пневматическую шину 102, установленную на стандартное колесо 104 способом, допускающим эксплуатацию и применение пневматической шины в накачанном состоянии. В примере конструкции, представленном на ФИГ. 1 и 2, показано, что колесо 104, которое может иметь любые подходящие тип, род, конструкцию и/или конфигурацию, включает монтажную втулку 106, имеющую множество монтажных отверстий 108, соответствующих подходящей схеме расположения отверстий. Также показано, что колесо 104 включает противолежащие стенки 110 и 112 диска (ФИГ. 2), которые прерываются на соответствующих фланцах 114 и 116. Как показано на ФИГ. 2, посадочные полки 118 и 120 борта образованы соответственно вдоль стенок 110 и 112 диска смежно с фланцами 114 и 116.

Шина 102 проходит продольно вокруг оси АХ (ФИГ. 1) и включает эластомерный каркас 122 (ФИГ. 2), который имеет коронную часть 124 и находящиеся на расстоянии вдоль оси боковые стенки 126 и 128, проходящие радиально внутрь от коронной части 124. Коронная часть включает внешнюю поверхность 130 и внутреннюю поверхность 132, которые по меньшей мере частично образуют внутреннюю полость 134 шины. Вдоль внешней поверхности 130 коронной части 124 можно обеспечить канавки 136 в соответствии с любой требуемой схемой или конфигурацией с образованием протектора шины, как хорошо известно в данной области техники.

В примере конструкции, представленном на ФИГ. 1 и 2, пневматическая шина 102 включает области 138 борта (которые в некоторых случаях могут альтернативно называть «монтажные борта» или «монтажные области борта»), которые образуют проходящие радиально внутрь боковые стенки 126 и 128. Области борта имеют подходящие размеры или иным образом выполнены с возможностью образования герметичного соединения вдоль посадочных полок 118 и 120 борта в установленном состоянии пневматической шины 102 на колесе 104. При этом после монтажа на колесе пневматическую шину 102 можно накачать через стандартный клапан (не показан), который функционально соединяют с внутренней полостью 134 шины, например, через одну из стенок 110 и 112 диска колеса 104. Дополнительно следует понимать, что разработаны области борта, имеющие широкое разнообразие комбинаций форм, размеров, деталей и элементов, которые можно включить в пневматическую шину 102. Не имеющие ограничительного характера примеры таких деталей и элементов включают элементы носка борта, элементы пятки борта, усилительные ленты борта, защищающие от порезов вставки борта и износостойкие прокладки.

Независимо от одной или более других деталей и/или элементов, которые можно включить в области борта или расположить вдоль областей борта пневматической шины в соответствии с объектом изобретения по настоящему описанию, области борта пневматической шины также включают по меньшей мере один элемент усиления борта (например, сердечник борта и/или вкладыш борта), включающий углеродные волокна или в иных случаях по меньшей мере частично образованный из них. В примере конструкции, представленном на ФИГ. 1-3, например, каждая из областей 138 борта пневматической шины 102 включает элементы усиления борта в формах сердечника 140 борта и вкладыша 142 борта.

Как хорошо известно в данной области техники, пневматические шины, такие как, например, пневматическая шина 102, также включают один или более слоев, содержащих множество близко расположенных радиальных усиливающих кордов или проволок, которые проходят через коронную часть каркаса шины и радиально внутрь, вдоль боковых стенок каркаса шины. В примере конструкции, представленном на ФИГ. 1 и 2, показан каркас 122 шины (ФИГ. 2), усиленный безуточным радиальным слоем 144, который проходит через коронную часть 124 и вдоль боковых стенок 126 и 128 в направлении областей 138 борта. Дополнительное усиление шины можно обеспечить одним или более кольцевыми брекерами, такими как, например, брекеры 146, которые проходят продольно вдоль коронной части 124. Радиальный слой 144 и брекеры 146 можно производить из любого подходящего материала или комбинации материалов, таких как, например, стальные проволоки или подходящие текстильные волокна, как хорошо известно в данной области техники.

Сердечники 140 борта имеют форму по существу нерастяжимых бесконечных колец, которые можно внедрять в области 138 борта. Одна из функций элементов усиления борта (например, сердечников 140 борта) представляет собой установление и поддержание размера поперечного сечения областей 138 борта и отверстий, образованных с возможностью монтирования пневматической шины вдоль соответствующих посадочных полок борта связанного колеса (например, посадочных полок 118 и 120 борта колеса 104), как могут устанавливать отраслевые стандарты и нормы.

Другая функция элементов усиления борта (например, сердечников 140 борта) представляет собой крепление радиальных слоев, таких как, например, радиальный слой 144, проходящих через каркас шины между противолежащими областями борта. Следует понимать, что такие радиальные слои можно закреплять с помощью сердечников 140 борта любым подходящим способом. Например, радиальный слой 144, показанный на ФИГ. 2 и 3, проходит вдоль боковых стенок 126 и 128 в направлении областей 138 борта. Радиальный слой 144 проходит в радиальном направлении внутрь, вдоль боковины сердечника 140 борта, направленной в осевом направлении внутрь, и через отверстие, образованное сердечником борта. Внешние концы 148 радиального слоя 144 изгибаются вверх, вдоль боковины сердечника 140 борта, направленной в осевом направлении наружу, и затем поворачиваются под прямым углом в радиальном направлении наружу, вдоль боковых стенок 126 и 128. Показано, что вкладыши 142 борта размещены смежно с сердечниками 140 борта в области между радиальным слоем 144 и внешними концами 148 и могут эксплуатироваться таким образом, чтобы по меньшей мере частично заполнять любой зазор между радиальным слоем 144 и внешним концом 148, и/или эксплуатироваться таким образом, чтобы обеспечивать дополнительную жесткость и/или прочность области борта. Однако следует понимать, что можно альтернативно применять другие конструкции и/или конфигурации и что показанные конструкции представлены только в качестве примера.

Как отмечалось ранее, пневматическая шина в соответствии с объектом изобретения по настоящему описанию, такая как, например, пневматическая шина 102, может включать любое число из одного или более сердечников борта и/или одного или более вкладышей борта, включающих углеродные волокна, углеволоконные жгуты, углеволоконные корды или любые их комбинации или в иных случаях по меньшей мере частично образованных из них, например, как описано выше в настоящем документе. В некоторых случаях сердечники борта можно образовать из комбинации из множества удлиненных углеродных волокон (в любой из вышеупомянутых форм) и связующего вещества или матричного материала, а вкладыши борта могут иметь стандартную конструкцию, например, их можно образовать из стандартного каучукового материала. В других случаях сердечники борта могут иметь стандартную конструкцию, например, их можно образовать из одной или более стальных проволок, намотанных или иным образом свернутых в известной конфигурации, а вкладыши борта можно образовать из комбинации из множества удлиненных углеродных волокон (в любой из вышеупомянутых форм) и связующего вещества или матричного материала. В других случаях сердечники борта могут иметь размер, форму и/или конфигурацию, подходящие для функционирования в качестве и сердечника борта, и вкладыша борта. В таких случаях можно избежать включения отдельного вкладыша борта.

В варианте осуществления, представленном на ФИГ. 1-3, показано, что и сердечники 140 борта, и вкладыши 142 борта по существу целиком образуют из комбинации из множества углеродных волокон и связующего вещества или матричного материала, причем углеродные волокна принимают форму отдельных углеродных волокон (ориентированных и/или неориентированных), жгутов удлиненных углеродных волокон или любой их комбинации.

Дополнительно следует понимать, что можно применять любую комбинацию из сердечников борта и вкладышей борта в соответствии с объектом изобретения по настоящему описанию. На ФИГ. 3 показано, что сердечники 140 борта включают углеродные волокна 150 и связующее вещество или матричный материал 152 и что вкладыши 142 борта включают углеродные волокна 154 и связующее вещество или матричный материал 156. В некоторых случаях удлиненные углеродные волокна 150 и 154 могут быть по существу идентичны друг другу, а матричные материалы 152 и 156 могут быть по существу идентичны друг другу. В других случаях, однако, удлиненные углеродные волокна и/или матричные материалы в сердечниках борта и вкладышах борта могут отличаться настолько, насколько это может подходить для обеспечения различных эксплуатационных характеристик (например, удлинения, гибкости) между сердечниками борта и вкладышами борта.

Дополнительно следует понимать, что элементы усиления борта (например, сердечники 140 борта и вкладыши 142 борта) могут иметь любые подходящие размер, форму, конфигурацию и/или конструкцию. Сердечники 140 борта, показанные в качестве одного из примеров на ФИГ. 2 и 3, принимают форму бесконечных колец, имеющих внешнюю поверхность или форму 158 с приблизительно круглой формой поперечного сечения. Вкладыши 142 борта, показанные в качестве другого примера на ФИГ. 2 и 3, принимают форму бесконечных колец, имеющих внешнюю поверхность или форму 160, которая проходит в профиле поперечного сечения из конца 162 профиля, направленного радиально внутрь, к концу 164 профиля, направленному радиально наружу. В некоторых случаях внешняя поверхность 160 может включать части 166 и 168 поверхностей противолежащих боковин, которые проходят под некоторым углом друг к другу от концевой части 170 поверхности к периферическому внешнему краю 172. В некоторых случаях одна или более частей поверхностей боковин могут иметь по существу линейный (т.е. приблизительно прямой) профиль поперечного сечения. В других случаях одна или более частей поверхностей боковин могут иметь искривленный профиль поперечного сечения, например такой, как показано на ФИГ. 2 и 3. В конструкции, показанной на ФИГ. 2 и 3, вкладыши 142 борта имеют клиновидную форму поперечного сечения. Однако следует понимать, что можно альтернативно применять другие конфигурации и/или конструкции.

Альтернативная конфигурация элемента усиления борта в соответствии с объектом изобретения по настоящему описанию представлена на ФИГ. 4, причем области 138 борта вместо сердечников 140 борта и вкладышей 142 борта включают сердечники 174 борта. Сердечники 174 борта (только один из которых показан на ФИГ. 4) принимают форму бесконечных колец, имеющих внешнюю поверхность или форму 176, которая проходит в профиле поперечного сечения из конца 178 профиля, направленного радиально внутрь, к концу 180 профиля, направленному радиально наружу. В некоторых случаях внешняя поверхность 176 может включать части 182 и 184 поверхностей противолежащих боковин, которые проходят под некоторым углом друг к другу от концевой части 186 поверхности к периферическому внешнему краю 188. В некоторых случаях одна или более частей поверхностей боковин могут иметь по существу линейный (т.е. приблизительно прямой) профиль поперечного сечения. В других случаях одна или более частей поверхностей боковин могут иметь криволинейный профиль поперечного сечения, например такой, как показано на ФИГ. 4.

В конструкции, показанной на ФИГ. 4, сердечники 174 борта имеют каплевидную форму поперечного сечения. Однако следует понимать, что можно альтернативно применять другие конфигурации и/или конструкции. Дополнительно следует понимать, что отдельный вкладыш борта не показан включенным в конструкцию на ФИГ. 4. Вместо этого каждый из сердечников 174 борта может функционировать и как сердечник борта, и как вкладыш борта. Сердечники 174 борта, показанные на ФИГ. 4, образуют из комбинации из множества удлиненных углеродных волокон 190 и связующего вещества или матричного материала 192.

Другая альтернативная конструкция элемента усиления борта в соответствии с объектом изобретения по настоящему описанию представлена на ФИГ. 5, причем области 138 борта вместо сердечника 140 борта и вкладыша 142 борта включают сердечник 194 борта. Сердечники 194 борта (только один из которых показан на ФИГ. 5) принимают форму бесконечных колец, имеющих внешнюю поверхность или форму 196, которая проходит в профиле поперечного сечения из конца 198 профиля, направленного радиально внутрь, к концу 200 профиля, направленному радиально наружу. В некоторых случаях внешняя поверхность 196 может включать части 202 и 204 поверхностей противолежащих боковин, которые проходят под некоторым углом друг к другу от концевой части 206 поверхности к периферическому внешнему краю 208. В некоторых случаях одна или более частей поверхностей боковин могут иметь по существу линейный (т.е. приблизительно прямой) профиль поперечного сечения. В других случаях одна или более частей поверхностей боковин могут иметь криволинейный профиль поперечного сечения, например такой, как показано на ФИГ. 5.

В конструкции, показанной на ФИГ. 5, сердечники 194 борта имеют каплевидную форму поперечного сечения. Однако следует понимать, что можно альтернативно применять другие конфигурации и/или конструкции. Дополнительно следует понимать, что отдельный вкладыш борта не показан включенным в конструкцию на ФИГ. 5. Вместо этого любой из сердечников 194 борта может функционировать и как сердечник борта, и как вкладыш борта. Сердечники 194 борта, показанные на ФИГ. 5, образуют из комбинации из множества удлиненных углеродных волокон 210 и связующего вещества или матричного материала 212.

Сердечники 194 борта, показанные на ФИГ. 5, аналогичны по размеру и форме сердечникам 174 борта, которые описывали ранее в связи с ФИГ. 4. Сердечники 194 борта отличаются от сердечников 174 борта тем, что сердечники 194 борта также включают один или более элементов усиления, внедренных в сердечники борта. В примере конструкции, представленном на ФИГ. 5, показано множество элементов 214 усиления, внедренных в сердечники 194 борта. Следует понимать, что элементы усиления можно располагать в любых подходящих конфигурации и/или конструкции. Например, следует понимать, что элементы 214 усиления, показанные на ФИГ. 5, размещены по существу вдоль конца 198 в направлении концевой части 206 поверхности. Однако следует понимать, что в других конструкциях один или более элементов усиления могут размещаться в направлении конца 200 и/или в ином случае распределяться любым подходящим способом между концами 198 и 200.

Дополнительно следует понимать, что элементы 214 могут иметь любые подходящие размер, форму, количество, конструкцию и/или их комбинацию. В некоторых случаях, например, один или более элементов 214 усиления можно образовать из одного или более отдельных отрезков металлической проволоки, таких как, например, в форме конструкций из одножильной или свитой проволоки. В других случаях один или более элементов 214 усиления можно образовать из одного или более удлиненных отрезков неметаллического материала, таких как, например, один или более углеволоконных кордов (например, множество свитых, скрученных или иным образом сгруппированных углеродных волокон или углеволоконных жгутов). В предпочтительной конструкции один или более элементов усиления можно по существу полностью внедрить в сердечник 194 борта. В таких случаях один или более элементов усиления могут не выводиться вдоль внешней поверхности 196 или иным образом не проходить через нее.

Другая альтернативная конструкция элемента усиления борта в соответствии с объектом изобретения по настоящему описанию представлена на ФИГ. 6, причем области 138 борта вместо сердечника 140 борта могут включать сердечник 216 борта и/или вместо вкладыша 142 борта могут включать вкладыш 218 борта. В конструкции, показанной на ФИГ. 6, и сердечники 140 борта, и вкладыши 142 борта заменили сердечником 216 борта и вкладышем 218 борта соответственно. Однако следует понимать, что можно альтернативно применять другие конфигурацию и/или комбинацию компонентов.

Как обсуждалось выше, следует понимать, что можно применять любую комбинацию сердечников борта и/или вкладышей борта в соответствии с объектом изобретения по настоящему описанию для образования области борта пневматической шины. Например, на ФИГ. 6 показаны сердечники 216 борта, включающие удлиненные углеродные волокна в форме углеволоконных кордов 220 и связующее вещество или матричный материал 222, и показаны вкладыши 218 борта, включающие удлиненные углеродные волокна в форме углеволоконных кордов 224 и связующее вещество или матричный материал 226. В некоторых случаях углеволоконные корды 220 и 224 могут быть по существу идентичны друг другу, а матричные материалы 222 и 226 могут быть по существу идентичны друг другу. В других случаях, однако, углеволоконные корды и/или матричные материалы в сердечниках борта и вкладышах борта могут отличаться настолько, насколько это может подходить для обеспечения различных эксплуатационных характеристик (например, удлинения, гибкости) между сердечниками борта и вкладышами борта.

Сердечники 216 борта и вкладыши 218 борта (на ФИГ. 6 показан только один пример каждого элемента) принимают форму бесконечных колец. Сердечники 216 борта и вкладыши 218 борта могут отличаться от сердечников 140 борта и вкладышей 142 борта соответственно тем, что сердечники 216 борта и вкладыши 218 борта включают множество углеродных волокон в форме одного или более углеволоконных пучков или кордов 220 и 224 соответственно вместо удлиненных углеродных волокон или углеволоконных жгутов, как в сердечниках 140 борта и/или вкладышах 142 борта. В некоторых случаях углеволоконные корды могут группировать или иным образом взаимно соединять друг с другом с образованием сердечников 216 борта и/или вкладышей 218 борта без герметизирующего матричного материала. В других случаях один или более углеволоконных кордов могут герметизировать внутри связующего вещества или матричного материала (например, матричного материала 222 и/или 226). В последнем из вышеупомянутых случаев сердечники 216 борта могут иметь внешнюю поверхность или форму 228 и показаны на ФИГ. 6 с приблизительно круглой формой поперечного сечения. Однако следует понимать, что можно альтернативно применять любые другие подходящие форму и/или конфигурацию.

Дополнительно вкладыши 218 борта могут принимать форму бесконечных колец, имеющих внешнюю поверхность или форму 230, которая проходит в профиле поперечного сечения из конца 232 профиля, направленного радиально внутрь, к концу 234 профиля, направленному радиально наружу. В некоторых случаях внешняя поверхность 230 может включать части 236 и 238 поверхностей противолежащих боковин, которые проходят под некоторым углом друг к другу от концевой части 240 поверхности к периферическому внешнему краю 242. В некоторых случаях одна или более частей поверхностей боковин могут иметь по существу линейный (т.е. приблизительно прямой) профиль поперечного сечения. В других случаях одна или более частей поверхностей боковин могут иметь криволинейный профиль поперечного сечения, например такой, как показано на ФИГ. 6. В конструкции, показанной на ФИГ. 6, вкладыши 218 борта имеют клиновидную форму поперечного сечения. Однако следует понимать, что можно альтернативно применять другие конфигурации и конструкции.

Другая альтернативная конфигурация элемента усиления борта в соответствии с объектом изобретения по настоящему описанию представлена на ФИГ. 7, причем области 138 борта включают сердечники 244 борта (только один из которых показан на ФИГ. 7) вместо сердечников 140 борта и вкладышей 142 борта. Сердечники 244 борта отличаются от сердечников 140 борта и вкладышей 142 борта тем, что сердечники 244 борта имеют каплевидную форму поперечного сечения. При этом следует понимать, что отдельный вкладыш борта не показан включенным в конструкцию на ФИГ. 7. Вместо этого каждый из сердечников 244 борта может функционировать и как сердечник борта, и как вкладыш борта.

Сердечники 244 борта также отличаются от сердечников 140 борта и вкладышей 142 борта соответственно тем, что сердечники 244 борта включают множество углеродных волокон в форме одного или более углеволоконных пучков или кордов 246 вместо удлиненных углеродных волокон или углеволоконных жгутов, как в сердечниках 140 борта и/или вкладышах 142 борта. В некоторых случаях углеволоконные корды могут группировать или иным образом взаимно соединять друг с другом с образованием сердечников 244 борта без герметизирующего матричного материала. В других случаях один или более углеволоконных кордов могут герметизировать внутри связующего вещества или матричного материала 248. В последнем из вышеупомянутых случаев сердечники 244 борта могут иметь внешнюю поверхность 250. Как показано в примере конструкции на ФИГ. 7, сердечники 244 борта можно образовать из комбинации из одного или более углеволоконных пучков или кордов 246 и связующего вещества или матричного материала 248.

Дополнительно сердечники 244 борта могут принимать форму бесконечных колец, имеющих внешнюю поверхность или форму 250, направленную в профиле поперечного сечения из конца 252 профиля, направленного радиально внутрь, к концу 254 профиля, направленному радиально наружу. В некоторых случаях внешняя поверхность 250 может включать части 256 и 258 поверхностей противолежащих боковин, которые проходят под некоторым углом друг к другу от концевой части 260 поверхности к периферическому внешнему краю 262. В некоторых случаях одна или более частей поверхностей боковин могут иметь по существу линейный (т.е. приблизительно прямой) профиль поперечного сечения. В других случаях одна или более частей поверхностей боковин могут иметь криволинейный профиль поперечного сечения, например такой, как показано на ФИГ. 7. Однако следует понимать, что можно альтернативно применять любые другие подходящие конфигурацию и/или конструкцию.

Как обсуждалось выше, следует понимать, что радиальные слои 144 можно закрепить внутри областей 138 борта любым подходящим способом. В конструкциях, показанных на ФИГ. 2-7, внешние концы 148 радиальных слоев 144 проходят через отверстия (не пронумерованы), образованные элементами усиления борта (например, элементами 140, 142, 174, 194, 216, 218 и 244 усиления борта), и загибаются вверх вокруг них. При этом следует понимать, что части одного или более слоев (например, радиальных слоев 144) можно размещать с зацеплением встык вдоль одной или более частей элементов усиления борта (например, внешних поверхностей 158, 160, 176, 196, 228, 230 и/или 250, частей 166, 168, 182, 184, 202, 204, 236, 238, 256 и/или 258 поверхности боковин и/или концевых частей 170, 186, 206, 240 и/или 260 поверхности). Дополнительно части одного или более слоев можно закрепить или иным образом зафиксировать на одной или более частях элементов усиления борта любым подходящим способом, таким как, например, использование соединительного элемента из отвержденного (например, вулканизированного) материала, адгезивного соединительного элемента и/или механического соединения.

В альтернативных конструкциях, представленных на ФИГ. 8-13, области 138' борта включают элементы усиления борта, которые по меньшей мере частично образуют из углеродных волокон. Варианты осуществления, представленные на ФИГ. 8-13, отличаются от вариантов осуществления, представленных на ФИГ. 2-7, по меньшей мере тем, что конструкции, показанные на ФИГ. 8-13, демонстрируют радиальные слои 144', имеющие внешние