ПРОТЕКТОР ШИНЫ Российский патент 2005 года по МПК B60C11/13 B60C11/04 

Изобретение касается шин, более конкретно, протекторов шин грузовых автомобилей, предназначенных для рейсов на большие расстояния по автостраде.

Езда по автостраде в длительных рейсах обычно вызывает небольшой износ шин грузовика, поскольку грузовик проезжает большие расстояния по существу прямо, при относительно небольшом количестве поворотов. Однако обнаружилось, что используемые на автострадах шины подвергаются чрезмерному износу, который имеет три различные формы. Одна форма, называемая "рельсовый износ" возникает там, где кромка продольного ребра протектора изнашивается иначе, чем основная часть продольного ребра протектора, и выглядит как неглубокие выемки или рубцы в кромках или вблизи кромок продольного ребра протектора, которые постепенно проходят на продольное ребро и поперек него. Вторая форма, называемая "плоские участки", обычно происходит по поверхности продольного ребра протектора и приводит к образованию плоского участка в обычно изогнутой поверхности ребра. Третья форма необычного износа приводит к оседанию поверхности продольного ребра по всей окружности шины. Среди прочих проблем чрезмерный износ может вызывать шум и вибрации, которые могут передаваться через подвеску транспортного средства водителю.

Считается, что напряжение, сконцентрированное на кромке продольного ребра протектора, способствует возникновению чрезмерного износа. Соответственно полагают, что выполнение кромок продольного ребра менее жесткими, чем остальная часть ребра, поможет устранить чрезмерный износ. Согласно одному решению проблемы, между продольными ребрами следует выполнить канавки со стенками, имеющими отрицательный угол уклона, то есть канавки, расширяющиеся от поверхности протектора к дну канавки. Сложность такого решения заключается в том, что эти канавки имеют тенденцию захватывать и удерживать камни, которые могут вдавливаться в канавку и разрушать корпус шины.

Настоящее изобретение предлагает решение проблемы чрезмерного износа в протекторе, которое может быть использовано для новых шин или для шин с восстанавливаемым протектором.

Согласно изобретению протектор шины имеет, по меньшей мере, одну канавку, расположенную по окружности шины, при этом канавка имеет боковые стенки, которые выполнены с выступами и углублениями, которые чередуются в направлении по окружности вдоль поверхностей стенок. Вершины выступов и углублений расположены между верхней поверхностью протектора и дном канавки, так что соответствующие опорные плоскости окружают выступы и углубления. Опорные плоскости, в основном, совмещаются с средней плоскостью, перпендикулярной стенке дна канавки и проходящей через соответствующие верхние кромки канавки.

Особым признаком предпочтительного примера реализации является то, что выступы и углубления боковой стенки выступают и углубляются относительно средних плоскостей. Этот признак способствует тому, что под кромками продольного ребра протектора по всей окружности протектора существует пространство, обеспечивающее гибкость кромкам продольного ребра протектора.

Согласно изобретению боковые стенки канавки могут также быть образованы профилем, включающим волны, расположенные в шахматном порядке относительно друг друга. На дне канавки боковые стенки повторяют первую волну, а между дном канавки и верхней поверхностью протектора боковые стенки повторяют вторую волну, причем первая и вторая волны находятся не в фазе или смещены в шахматном порядке относительно друг друга. Вторая волна предпочтительно расположена на половине глубины канавки, то есть на середине между верхней поверхностью протектора и дном канавки.

Под волной подразумевается профиль, имеющий отклонения от прямой линии, включая изгибы или углы, или их сочетание. Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения волнообразные формы являются правильными геометрическими формами, включая форму синусоиды, форму зуба пилы или зигзага, ступенчатых волн и т.д.

Предпочтительно, первая и вторая волны на боковой стенке сдвинуты по фазе на 180°, то есть выступы одной волны вертикально совмещаются с углублениями другой волны. Кроме того, амплитуда и промежуток волн могут изменяться относительно друг друга.

Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения, первая и вторая волны являются одинаковыми, например обе имеют синусоидальную волнообразную форму. В качестве альтернативы, первая и вторая волны могут иметь различные формы, например первая волнообразная форма является синусоидальной волной, а вторая волнообразная форма является зигзагом.

Согласно предпочтительному варианту реализации, волны на боковых стенках канавки сдвинуты по фазе на 180° относительно друг друга, причем выпуклость на одной стенке находится напротив полости на противоположной стенке для образования промежуточного пространства, повторяющего рисунок волнообразной формы. В качестве альтернативы, волны на противоположных боковых стенках могут иметь другое расположение относительно друг друга.

Согласно другому аспекту изобретения, кромки стенок канавки на верхней поверхности выполнены как линейные в направлении по окружности.

В качестве альтернативы и согласно особенно предпочтительному варианту реализации изобретения, верхние кромки стенок канавки могут быть выполнены с третьей волнообразной формой, причем третья волна находится не в фазе со второй волной.

Изобретение может также быть использовано в протекторе шины с направленными вбок канавками.

Протектор шины может включать щелевидные дренажные канавки в боковых кромках продольных ребер, а также щелевидные дренажные канавки могут быть выполнены на верхних поверхностях волнообразных форм боковых стенок.

Изобретение целесообразно обеспечивает гибкость кромкам продольных ребер, предотвращая концентрации напряжений, которые приводят к чрезмерному износу, что достигается обеспечением полостей под кромками продольных ребер. Кроме того, форма пространства канавки помогает предотвращать попадание в нее камней.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Изобретение будет более понятно из последующего подробного описания, данного со ссылкой на чертежи, на которых:

Фиг.1 - вид в перспективе протектора шины;

Фиг.2 - вид сверху части протектора шины, перпендикулярно внутрь полости канавки, изображающий первый пример реализации изобретения;

Фиг.3 - более подробное изображение протектора шины по Фиг.2;

Фиг.4 - вид в разрезе протектора шины по Фиг.2 по линиям 4-4;

Фиг.5 - вид в разрезе протектора шины по Фиг.2 по линиям 5-5;

Фиг.6 - вид сверху части протектора шины согласно альтернативному примеру реализации изобретения;

Фиг.7 - вид в разрезе протектора шины по Фиг.6 по линиям 7-7;

Фиг.8 - вид в разрезе протектора шины по Фиг.6 по линиям 8-8;

Фиг.9 - частичный вид сверху протектора шины согласно другому альтернативному примеру реализации изобретения;

Фиг.10 - вид в разрезе протектора шины по Фиг.9 по линиям 10-10;

Фиг.11 - вид в разрезе протектора шины по Фиг.9 по линиям 11-11;

Фиг.12 - вид сверху части протектора шины согласно еще одному примеру реализации изобретения;

Фиг.13 - вид в разрезе протектора по Фиг.12 по линиям 13-13; и

Фиг.14 - вид в разрезе протектора шины по Фиг.12 по линиям 14-14.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

На Фиг.1 в перспективе показана шина грузового автомобиля. Шина 10 включает участок 12 опорного борта шины, боковые стенки 14 и протектор 20, закрепленный на самом верхнем слое 16 поверхности. Протектор 20 расположен по окружности шины. Протектор 20 имеет верхнюю поверхность 22, которая включает множество направленных по окружности продольных ребер 26, разделенных канавками 24. Канавки 24 и ребра 26, показанные на Фиг.1, выполнены с кромками, проходящими по прямой и расположенными по окружности в верхней поверхности 22. Как объясняется ниже, в качестве альтернативы, кромки канавок могут иметь контуры, например, в виде зигзагов или изгибов в верхней поверхности 22.

Изобретение касается формы стенок канавки. Для простоты в последующем описании будет описана одна канавка; однако, изобретение может быть включено в любую канавку или во все канавки в протекторе. Показанный протектор шины, который предназначен для шины, приведен для примера. Как станет понятно специалистам, изобретение может быть включено в любой тип шины. Канавка, используемая здесь, отличается от щелевидной дренажной канавки протектора шины или насечки, как это понимают специалисты в данной области. Канавка выполняется достаточно широкой, так что в нормальных условиях ее обращенные друг к другу боковые стенки не входят в контакт.

Фиг.2 является местным видом в плане протектора, показывающим канавку 24 согласно изобретению. Для ясности Фиг.2 показана без скрытых линий, однако Фиг.3 изображает вид согласно Фиг.2, включая детали. Фиг.4 и 5 являются изображениями в разрезе по линиям 4-4 и 5-5, соответственно, на Фиг.2.

Канавка 24 включает противоположные кромки 30, 32 на верхней поверхности 22. Боковые стенки 34, 36 канавки 24 проходят к стенке дна 38 перпендикулярно под верхней поверхностью 22. Согласно изобретению, боковые стенки 34, 36, каждая, выполнены так, чтобы иметь первую волнообразную форму 40 в стенке дна 38 канавки и вторую волнообразную форму 42, которая не в фазе с первой волнообразаной формой, на уровне между стенкой дна канавки и верхней поверхностью 22. Под "волнообразной формой" подразумевается профиль, который включает изгибы или углы. "Не в фазе" означает, что волнообразные формы смещены одна относительно другой в направлении по окружности. Согласно предпочтительному примеру реализации изобретения, волнообразные формы находятся не в фазе на 180°, так что вершина или пик одной волнообразной формы совмещается перпендикулярно с углублением другой.

Согласно предпочтительному примеру реализации изобретения, изгибы или углы являются регулярно повторяющимися элементами, образующими, например, синусоидальные волны, волны в форме зуба пилы, зигзаги или ступенчатые волны. Конкретный предпочтительный пример реализации изобретения, использующий синусоидальную волнообразную форму, показан на Фиг.2 и 3. На чертежах идентичные волнообразные формы используются для первой 40 и второй 42 волнообразных форм, например они обе являются синусоидальными, как показано на Фиг.2 и 3. В качестве альтернативы для первой и второй волнообразных форм могут быть использованы разные волнообразные формы.

Как видно, в частности, на Фиг.3, 4 и 5, волнообразные формы, образованные в боковых стенках 34, 36, представляют собой участки, которые поочередно выступают и углубляются относительно средних плоскостей R, перпендикулярных стенке дна 38 и соответствующим верхним кромкам 30, 32 канавки. Выступы, то есть участки, выступающие в канавку, целесообразно сужают отверстие канавки, предотвращая попадание камней в канавку. Углубления профиля, участки, которые углублены относительно средних плоскостей R, обеспечивают гибкость соответствующей верхней кромке 30, 32, образуя вогнутость перпендикулярно под соответствующей кромкой, что предоставляет некоторую свободу верхней кромке перемещаться вертикально под воздействием нагрузки. Каждый выступ и каждое углубление образуют вершину, определяемую второй волнообразной формой, в точке, отстоящей от соответствующей верхней кромки и стенки дна канавки. Таким образом, каждый выступ и углубление окружены опорной плоскостью, от которой поверхности боковых стенок наклонны к соответствующей вершине.

Согласно предпочтительному примеру реализации, показанному на Фиг.2-5, выступы проходят вбок или поперек, по меньшей мере, к расположенной по окружности осевой линии или средней точки канавки, и наиболее предпочтительно, проходят поперек канавки по ширине. Выступы в нормальных условиях не должны входить в контакт с противоположной стенкой, чтобы не нарушать гибкости, обеспечиваемой соответствующей верхней кромкой стенки канавки.

Гибкость также придается верхним кромкам 30, 32 для участков боковых стенок, которые включают выступы, вследствие того, что первая волнообразная форма 40, которая образует нижнюю поверхность выступа, располагается в поперечном направлении снаружи от канавки 24 относительно соответствующей верхней кромки. На пересечении со стенкой дна 38 боковые стенки 34, 36 повторяют первую волнообразную форму 40 в углублении под выступом. Боковые стенки 34, 36 проходят в поперечном направлении наружу от центра канавки за плоскость, образованную соответствующими верхними кромками 30, 32, таким образом подрезая верхние кромки. Углубленные участки стенки канавки, формируемые первой волнообразной формой, образуют вогнутость непосредственно под соответствующей верхней кромкой. Вогнутость придает гибкость верхней кромке, обеспечивая некоторое вертикальное перемещение кромки под воздействием нагрузки.

Считается, что волнообразные формы согласно изобретению обеспечивают по существу равномерную гибкость верхним кромкам по окружности протектора. Это, как полагают, в свою очередь, исключает или по меньшей мере задерживает возникновение чрезмерного износа ввиду того, что предотвращаются большие напряжения на кромках.

Амплитуда выступов и углублений, то есть расстояние в поперечном направлении, в котором выступы и углубления отходят от средней плоскости, может выбираться таким образом, чтобы регулировать степень гибкости, придаваемой верхним кромкам. Соответственно, амплитуды выступов и углублений могут отличаться для одной волнообразной формы, и амплитуды выступов и углублений для первой и второй волнообразной формы также могут быть различными,

Протектор 22 включает щелевидные дренажные канавки 28, выполненные в верхней поверхности 22 и в самых верхних частях выступающих участков боковых стенок 34, 36. Согласно показанному примеру реализации на Фиг.4 и 5, щелевидные дренажные канавки проходят вниз от верхней поверхности 22 протектора приблизительно на половину глубины канавки, приблизительно до уровня второй волнообразной формы. По мере износа протектора эффективная длина щелевидной дренажной канавки будет увеличиваться, как будет понятно из чертежей, что способствует сохранению рабочего состояния протектора.

Фиг.6 изображает альтернативный пример реализации изобретения, в котором боковые стенки 134, 136 выполнены с расположенными со смещением в шахматном порядке или не в фазе волнообразными формами, которые имеют форму зуба пилы или зигзага. Как показано на фиг.7 и 8, которые изображают канавку 24 по фиг.6 в разрезе, первая 140 и вторая 142 синусоидальные волнообразные формы смежно соединены для обеспечения чередующихся выступов и углублений в виде вогнутых и выпуклых углов в боковых стенках.

Фиг.7 и 8 показывают, что выпуклым выступам придана гибкость расположением первой волнообразной формы 140 дальше от канавки, чем соответствующая верхняя кромка 30, 32, описанная выше в связи с фигурами 4 и 5.

Пример реализации, показанный на Фиг.6, 7 и 8, изображает выступы второй волнообразной формы 142, проходящей меньше, чем на половину ширины канавки, как альтернатива волнообразным формам Фиг.2-5, проходящим по существу на полную ширину канавки. Несмотря на то, что на Фиг.6, 7 и 8 они не показаны, щелевидные дренажные канавки также могут быть обеспечены в поверхности протектора и выступающих участках боковых стенок, как показано на Фиг.2.

Фиг.9 изображает другой пример реализации изобретения, в котором первая волнообразная форма 240 и вторая волнообразная форма 242 являются ступенчатыми волнами или волнами в виде блоков. Фиг.10 является видом в разрезе примера реализации Фиг.9 по линиям 10-10, а Фиг.11 является видом в разрезе по линиям 11-11 Фиг.9. Оба вида в разрезе показывают, что в профиль первая 240 и вторая 242 волнообразные формы смежно соединены для образования зигзагов, подобным форме, показанной на Фиг.7 и 8. Первая волнообразная форма 240 в зоне, где вторая волнообразная форма 242 образует выступ, проходит в поперечном направлении наружу от осевой линии канавки для образования полости под соответствующей верхней кромкой 30, 32 подобно тому, как описано выше.

Следует понимать, что изображения в разрезе, показанные на чертежах, не имеют в виду образования конкретной волнообразной формы, требующей соответствия с показанным профилем в разрезе. Специалисты в данной области поймут, например, что форма зигзага фигуры 6 может включать изогнутый профиль в разрезе, как на Фиг.4 и 5. Другие примеры реализации волнообразной формы также могут быть выполнены с любым профилем в разрезе.

Согласно другому аспекту изобретения, показанному на Фиг.12, верхние кромки 330, 332 стенок канавки также выполнены с волнообразной формой в направлении по окружности. Фиг.12 изображает канавку, в которой верхние кромки 330, 332 выполнены с зигзагообразными волнообразными формами, а боковые стенки 334, 336 также выполнены с расположенными в шахматном порядке зигзагообразными волнообразными формами 340, 342. Щелевидные дренажные канавки 28 выполнены в верхней поверхности 22 и в верхних частях боковых стенок 334, 336 подобно тому, что показано на фигуре 2. Волнообразная форма верхних кромок 330, 332 расположена в шахматном порядке или не в фазе относительно второй волнообразной формы 342, что является предпочтительным расположением контуров. Волнообразная форма верхних кромок 330, 332 может избирательно находиться в фазе с первой волнообразной формой 340, как показано на Фиг.12.

Верхние кромки стенок канавки могут быть выполнены другой формы, например с синусоидальными волнами или ступенчатыми волнами, не обязательно такими же, как волнообразные формы, выполненные в боковых стенках канавки. Например, канавка может быть выполнена с зигзагообразными верхними кромками и синусоидальными контурами боковых стенок.

Контуры расположенных в шахматном порядке волнообразных форм боковых стенок могут быть выполнены также в расположенных в поперечном направлении канавках.

Изобретение было описано на основании предпочтительных принципов конструкции и предпочтительных примеров реализации изобретения. Специалисты в данной области поймут, что в описываемой конструкции допустимы изменения, не выходящие за рамки объема изобретения, определенного последующей формулой изобретения.

Изобретение относится к автомобильной промышленности и предназначено преимущественно для грузовых автомобилей. Протектор содержит расположенные по окружности канавки, боковые стенки которых снабжены верхними и нижними волнообразными областями, которые расположены в шахматном порядке относительно друг друга или не в фазе. Боковые стенки имеют чередующиеся выступы и углубления относительно перпендикулярной средней линии, проходящей через верхние кромки канавки. Под кромками канавки для всей окружности протектора выполнена полость, которая придает гибкость и помогает предотвратить возникновение “рельсового износа”. В результате уменьшается износ шин. 2 с. и 22 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Протектор шины, на верхней поверхности которого выполнена, по меньшей мере, одна расположенная по окружности шины канавка, профиль которой ограничен стенкой ее дна и боковыми стенками, причем профиль каждой боковой стенки по отношению к стенке дна имеет форму первой волны, проходящей в направлении по окружности, а на уровне между верхней поверхностью и стенкой дна он имеет форму второй волны, проходящей по окружности, причем первая волна и вторая волна находятся взаимно не в фазе, так что каждая боковая стенка имеет профиль чередующихся выступающих и углубленных участков при этом вторая волна образует вершины выступающих и углубленных участков.2. Протектор шины по п.1, отличающийся тем, что кромки канавки в верхней поверхности выполнены линейными в направлении по окружности.3. Протектор по п.1, отличающийся тем, что первая волна и вторая волны являются синусоидальными волнами.4. Протектор по п.1, отличающийся тем, что первая волна является волной с синусоидальным, зигзагообразным или ступенчатым профилем.5. Протектор по п.4, отличающийся тем, что вторая волна является волной с синусоидальным, зигзагообразным или ступенчатым профилем.6. Протектор по п.1, отличающийся тем, что в каждом из выступающих участков каждой боковой стенки ее нижняя кромка расположена в поперечном направлении снаружи от центра канавки дальше, чем соответствующая верхняя кромка указанной боковой стенки.7. Протектор по п.1, отличающийся тем, что в верхней поверхности протектора выполнены щелевидные дренажные канавки, проходящие к верхним кромкам канавки и в выступающие участки боковых стенок.8. Протектор по п.1, отличающийся тем, что противоположные кромки канавки в верхней поверхности имеют форму третьей волны, причем третья волна и вторая волна находятся не в фазе в направлении по окружности.9. Протектор по п.8, отличающийся тем, что третья волна является волной с синусоидальным, зигзагообразным или ступенчатым профилем.10. Протектор по п.1, отличающийся тем, что первая и вторая волны имеют различные амплитуды относительно средней линии, перпендикулярной соответствующей верхней кромке канавки.11. Протектор по п.1, отличающийся тем, что выступающие участки второй волны каждой боковой стенки проходят в поперечном направлении за расположенную по окружности осевую линию канавки.12. Протектор по п.1, отличающийся тем, что указанная по меньшей мере одна расположенная по окружности канавка содержит множество проходящих по окружности канавок.13. Протектор по п.1, отличающийся тем, что содержит также, по меньшей мере, одну расположенную под углом, в частности, в поперечном направлении канавку, перпендикулярную верхней поверхности и ограниченную стенкой ее дна и боковыми стенками, причем в стенке дна профили боковых стенок имеют форму первой волны, а на уровне между верхней поверхностью и стенкой дна боковые стенки имеют форму второй волны, причем первая волна и вторая волна находятся не в фазе, так что каждая боковая стенка имеет профиль чередующихся выступающих и углубленных участков, при этом вторая волна образует вершины выступающих и углубленных участков.14. Протектор шины, на верхней поверхности которого выполнена, по меньшей мере, одна расположенная по окружности шины канавка, профиль которой образован стенкой ее дна и боковыми стенками, имеющими верхние кромки в верхней поверхности, при этом каждая боковая стенка имеет участки, которые выступают и углубляются относительно средней линии, перпендикулярной стенке дна и соответствующей верхней кромке боковой стенки, причем указанные выступающие участки и углубленные участки чередуются в направлении по окружности, а кромки канавки в верхней поверхности выполнены в направлении по окружности с зигзагообразным или синусоидальным изгибом.15. Протектор по п.14, отличающийся тем, что кромки канавки в верхней поверхности являются линейными в направлении по окружности.16. Протектор по п.14, отличающийся тем, что в верхней поверхности протектора выполнены щелевидные дренажные канавки, проходящие в верхние кромки канавки и в верхние поверхности выступающих участков боковых стенок.17. Протектор по п.14, отличающийся тем, что боковые стенки канавки выполнены зигзагообразными в направлении по окружности.18. Протектор по п.18, отличающийся тем, что боковые стенки канавки выполнены дугообразными или зигзагообразными в перпендикулярном направлении.19. Протектор по п.14, отличающийся тем, что боковые стенки канавки выполнены в виде синусоидальной волны в направлении по окружности.20. Протектор по п.20, отличающийся тем, что боковые стенки канавки выполнены дугообразными или зигзагообразными в перпендикулярном направлении.21. Протектор по п.14, отличающийся тем, что в выступающих участках боковых стенок нижняя кромка соответствующей стенки расположена в поперечном направлении снаружи центра канавки дальше, чем соответствующая верхняя кромка.22. Протектор по п.14, отличающийся тем, что выступающие участки боковых стенок проходят в поперечном направлении за расположенную по окружности осевую линию канавки.23. Протектор по п.14, отличающийся тем, что указанная, по меньшей мере, одна расположенная по окружности канавка содержит множество проходящих по окружности канавок.24. Протектор по п.14, отличающийся тем, что содержит также расположенную под углом, в частности, в поперечном направлении канавку, ограниченную стенкой ее дна и боковыми стенками, имеющими кромки в верхней поверхности, при этом каждая боковая стенка имеет участки, которые выступают и углубляются относительно средней линии, перпендикулярной стенке дна и проходящей через соответствующую верхнюю кромку боковой стенки, причем указанные выступающие участки и углубленные участки чередуются в направлении по окружности.