ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2012 года по МПК B60C11/03 B60C11/12 B60C11/13 

Изобретение относится к пневматической шине транспортного средства, в частности для использования при условиях движения в зимнее время, снабженной беговой дорожкой с рисунком протектора с выполненными на максимальной глубине рисунка протектора окружными канавками рисунка протектора наклонными канавками и т.п., а также с поперечными канавками, разграничивающими шашки рисунка протектора, каждая из которых снабжена множеством прорезей, которые ориентированы поперек или, по существу, в поперечном направлении рисунка протектора.

Подобная пневматическая шина транспортного средства известна, в частности, из описания изобретения к документу ЕР-В-0671288. В такой шине выполняется беговая дорожка протектора с ассиметричным рисунком, которая по отношению к автомобилю имеет внутренний участок беговой дорожки и наружный участок беговой дорожки. Граница между элементами рисунками протектора во внутреннем участке беговой дорожки и наружном участке беговой дорожки по отношению к экватору шины в смонтированном состоянии шины смещена к наружному плечу, которое направлено от автомобиля. При этом элементы рисунка протектора во внутреннем участке беговой дорожки и наружном участке беговой дорожки выполнены соответственно повторяющимися по окружности идентичными участками рисунка протектора, соответственно, диаметральными шагами, причем общее количество шагов в наружном участке беговой дорожки меньше, чем во внутреннем участке беговой дорожки, при этом поверхность катания в половинах беговой дорожки протектора является, по меньшей мере, по существу одинаковой. За счет таких мероприятий создается особо пригодная для использования при условиях движения в зимнее время шина, в которой можно использовать преимущества асимметричной беговой дорожки протектора с различным общим количеством шагов во внутреннем участке беговой дорожки и в наружном участке беговой дорожки и одновременно за счет одинаковой большой доли поверхности катания в половинах беговой дорожки протектора должна обеспечиваться сбалансированная жесткость всего рисунка протектора, которая благоприятным образом воздействует на динамические характеристики шины.

Улучшение динамических свойств шины при условиях движения в зимнее время, например по снегу или льду, можно обеспечить конструктивным образом за счет увеличения количества имеющихся в распоряжении кромок сцепления шины с дорогой и поэтому за счет увеличения количества прорезей на шашку рисунка протектора. Однако в результате повышения количества прорезей происходит снижение жесткости шашек протектора, а это отрицательно сказывается на динамических свойств шин во время езды по сухой проезжей части и стимулирует повышенный износ. По этой причине, как правило, нельзя повышать плотность размещения прорезей до такой степени, которая была бы желательна.

Следовательно, в основу изобретения положена задача обеспечения возможности увеличения в шине указанного типа плотности размещения прорезей в большей мере, чем это имеет место на практике для улучшения динамических свойств шины на зимних дорогах без снижения жесткости протектора и, тем самым, без необходимости мириться с динамическими свойствами на сухой проезжей части дороги.

Поставленная задача согласно настоящему изобретению решается тем, что поперечные канавки по своей протяженности имеют меньшую глубину, чем окружные канавки.

По этой причине в пневматической шине, выполненной согласно настоящему изобретению, поперечные канавки в отличие от принятой практики не выполняются с одинаковой или с почти одинаковой глубиной рисунка протектора, как окружные канавки, а выполняются «приподнятыми». Это мероприятие повышает жесткость беговой дорожки протектора, так что плотность размещения прорезей в шашках протектора можно повысить соответствующим образом.

При этом было выявлено преимущество в том случае, если поперечные канавки имеют глубину, которая составляет 30-75% глубины рисунка протектора. Таким образом, в зависимости от выбранной плотности размещения прорезей в шашках рисунка протектора можно повысить жесткость протектора и, соответственно, согласовать соответствующим образом и одновременно сохранять на высоком уровне отвод воды из протектора.

Для способности отвода воды и, соответственно, для характеристики аквапланирования шины имеет благоприятное значение, если поперечные канавки в области беговой дорожки со стороны плечевой зоны будут иметь большую глубину по сравнению с поперечными канавками в средней области беговой дорожки.

Оптимальное соотношение можно обеспечить в том случае, если глубина поперечных канавок в области беговой дорожки со стороны плечевой зоны протектора покрышки будет составлять в пределах 30-60% глубины рисунка протектора и глубина поперечных канавок в средней области беговой дорожки будет составлять в пределах 60-75% глубины рисунка протектора.

Кроме того, дополнительно достигается еще и преимущество в том случае, если по центру дна каждой поперечной канавки будет выполнена в радиальном направлении прорезь, которая проходит по всей длине поперечной канавки. Эти прорези в дне каждой из поперечных канавок обладают эффектом, согласно которому они могут противодействовать возможному сокращению длины отпечатка шины (опорной поверхности колес) - эффект, который мог бы наступить в результате недостаточной глубины поперечных канавок.

В беговых дорожках протектора, выполненных согласно настоящему изобретению, могут быть предусмотрены шашки протектора, в которых прорези проходят параллельно ограничивающим эти шашки поперечным канавкам. В таком конструктивном исполнении будет целесообразно, если расстояние между ограничивающими поперечные канавки кромками шашек и проходящими возле этих кромок прорезями будет меньше по сравнению с взаимным расстоянием между всеми проходящими в шашках рисунка протектора прорезями. За счет такого исполнения жесткость шашки рисунка протектора становится выровненной, так как «приподнятые» поперечные канавки в противном случае повышали бы жесткость краевых участков шашек рисунка протектора, расположенных возле поперечных канавок. Выровненная таким образом жесткость шашек рисунка протектора вызывает при качении шины одинаковое по величине растяжение и, соответственно, «опрокидывание» отдельных частей шашки в отпечатке шины и, таким образом, равномерное распределение давления.

Другие признаки, преимущества и детали изобретения будут более подробно описаны со ссылками на чертежи, на которых схематично изображен пример осуществления изобретения.

На чертежах представлены:

Фиг.1 - вид сверху участка развертки беговой дорожки протектора согласно варианту осуществления изобретения.

Фиг.2 - разрез по линии В-В на фиг.1.

Фиг.3 - разрез по линии С-С на фиг.1.

Фиг.4 - деталь на фиг.1 в увеличенном масштабе.

На фиг.1 линией А-А обозначен экватор шины, а позицией В - ширина соприкасающейся с грунтом части беговой дорожки протектора.

Показанная на фиг.1 беговая дорожка протектора шины легкового автомобиля с зимним рисунком протектора представляет собою асимметрично выполненную беговую дорожку протектора, который имеет определенный наружный участок O и определенный внутренний участок I, так что шину с такой беговой дорожкой протектора необходимо монтировать на автомобиль таким образом, чтобы внутренний участок I был повернут к продольной оси автомобиля. Однако изобретение ни в коем случае не ограничивается асимметричными и/или привязанными к направлению движения беговыми дорожками протектора, и беговая дорожка протектора может быть выполнена любым образом. Показанная в качестве примера беговая дорожка протектора имеет элементы протектора в виде шашек рисунка протектора, которые образованы с помощью прохождения и расположения желобков и канавок, как об этом будет более подробно сказано ниже.

Беговая дорожка протектора согласно фиг.1 снабжена проходящей по окружности, по существу прямо кольцевой канавкой 1, которая по отношению к экватору А-А шины смещена в направлении наружного плеча шины, при этом смещение составляет 5-20% ширины беговой дорожки протектора. Окружная канавка 1 образует границу между наружным участком O и внутренним участком I. В наружном участке O к окружной канавке 1 примыкает проходящий по окружности ряд 3 шашек, который отделен еще одной зигзагообразной окружной канавкой 2 от ряда 5 плечевых шашек. Ряды 3 и 5 шашек состоят из шашек 4, соответственно, 6 которые в каждом ряду 3, 5 шашек отделены друг от друга в окружном направлении с помощью прямых поперечных канавок 7, соответственно, 8. Здесь следует указать на то, что под поперечными канавками следует подразумевать такие канавки, которые точно с поперечным направлением беговой дорожки протектора образуют угол, который составляет ≤45°. Поперечные канавки 7 наклонены к поперечным канавкам 8 в противоположном направлении и образуют с поперечным направлением угол α, который в показанном примере исполнения составляет примерно 10°. Поперечные канавки 7, 8 заходят в области углов зигзагов в окружную канавку 2 и смещены относительно друг друга в направлении окружности.

Во внутреннем участке I беговой дорожки протектора проходят наклонные канавки 9 под углом β примерно 30° относительно направления окружности и заканчиваются каждая вблизи экватора шины А-А в поперечной канавке 10, которая отделяет друг от друга две шашки протектора 12 среднего ряда 11 шашек в окружном направлении. Наклонные канавки 9 заходят при этом в каждую вторую поперечную канавку 10, при этом эти поперечные канавки 10 через заходящую наклонную канавку 9 доходят до следующей наклонной канавки 9 и, таким образом, сообща с поперечными канавками 10 и окружной канавкой 1, определяют конфигурацию шашек 12 протектора. Своими вторыми концами наклонные канавки 9 заходят вблизи внутреннего плеча в поперечные канавки 14, которые проходят между шашками протектора 15 плечевого ряда шашек 16. Наклонные канавки 9 также и здесь заходят только в каждую вторую поперечную канавку 14, при этом эти поперечные канавки 14 проходят за входящую поперечную канавку 9 и доходят до следующей поперечной канавки 9 в виде поперечных канавок 14а. Шашки протектора 15 в плечевом ряду шашек 16 в результате такого исполнения имеют различные размеры. В результате этого между поперечными канавками 9 остаются участки протектора, которые разделяются соответственно на две шашки протектора 17a, 17b, отделенные друг от друга посредством соответствующей поперечной канавки 18. Все поперечные канавки 10, 14, 14а и 18 во внутреннем участке I имеют в показанном варианте исполнения прямое прохождение и в поперечном направлении беговой дорожки наклонены идентичным образом так, что они с поперечным направлением образуют угол γ величины порядка 10°.

Окружные канавки 1, 2, а также наклонные канавки 9 имеют глубину Т (фиг.2, 3), которая соответствует предусмотренной (максимальной) глубине рисунка беговой дорожки протектора.

Шашки 4 и 6 протектора в наружном участке О беговой дорожки протектора снабжены соответственно множеством пересекающих прорезей 19, 20, при этом заходящие в плечевые шашки 6 прорези 19 ориентированы в поперечном направлении беговых дорожек протектора и, по меньшей мере, в своей средней части на виде сверху выполнены волнистыми. Предусмотренные в рядах 3 шашек 4 протектора прорези 20 выполнены аналогичным образом, однако проходят параллельно поперечным канавкам 7. Также и шашки 12, 15, 17a, 17b протектора во внутреннем участке I беговой дорожки протектора снабжены соответственно множеством прорезей 21, 22, которые пересекают шашки 12, 15, 17a, 17b, протектора и, по меньшей мере, в своей средней части выполнены волнистыми, при этом их форма волны имеет меньшую амплитуду и меньшую длину волны по сравнению с формой волны прорезей 19 и 20. Прорези 22 в шашках 15 протектора плечевого ряда 16 проходят в поперечном направлении протектора, прорези 21 в следующих шашках 12, 17a и 17b протектора соответственно - параллельно поперечным канавкам 10, 14а и 18, которые ограничивают эти шашки 12, 17a, 17b протектора.

В показанном варианте осуществления каждая шашка 4, 6, 12, 15, 17a, 17b протектора имеет, по меньшей мере, три проходящие параллельно относительно друг друга прорези 19, 20, 21, 22, которые имеют ширину примерно от 0,4 до 0,6 мм и, по меньшей мере, на отдельных участках доходят до максимальной глубины рисунка протектора Т. Показанная беговая дорожка протектора отличается плотностью размещения прорезей, которая больше по сравнению с остальными плотностями размещения прорезей, в результате чего в значительной мере можно улучшить динамические свойства на зимних дорогах, в частности характеристику сцепления шины с покрытой льдом или снегом дорогой. Однако в результате большой плотности расположения прорезей беговая дорожка протектора становится «нестабильной», то есть жесткость беговой дорожки значительно снижается. Изобретение противодействует такому потенциальному снижению жесткости протектора, за счет того, что, как это показано на фиг.1 и в сечениях на фиг.2 и 3 поперечные канавки 7, 8, 10, 14, 14а и 18 выполнены особым образом.

На фиг.3 показан разрез по линии С-С на фиг.1 и в соответствии с этим также и сечение поперечных канавок 8 в плечевом ряду 5 шашек, а также сечение поперечных канавок 14 в плечевом ряду 16 шашек. Таким образом, поперечные канавки 8 и 14 не доходят до максимальной глубины Т рисунка протектора, а только до глубины Т₁, которая составляет 60-75% от глубины Т рисунка протектора. В показанном примере осуществления изобретения поперечные канавки 8, 14 ограничены боковыми поверхностями 23 канавок, которые проходят под углом примерно в радиальном направлении, соответственно, отклоняются в незначительной мере от радиального направления на величину порядка 5°. Через закругление каждая боковая поверхность 23 канавки переходит в дно канавки. Однако поперечные канавки 8 и 14 на дне канавки не являются сплошными, а снабжены прорезью 24, которая исходит от центра дна канавки, проходит по всей длине поперечных канавок 8 и 14 и в радиальном направлении доходит до глубины Т рисунка протектора. Прорезь 24 имеет ширину, которая находится в пределах 0,5-1 мм.

На фиг.2 показан разрез по линии В-В на фиг.1 и, соответственно, поперечное сечение поперечных канавок 7, 10, 14а и 18, которые проходят в средней части беговой дорожки протектора. Как видно из фиг.2, поперечные канавки 7, 10, 14а и 18 доходят до глубины Т₂, которая составляет 30-60% от глубины рисунка протектора Т. Поперечные канавки 7, 10, 14а и 18 ограничены боковыми поверхностями 25a, 25b канавок, при этом боковые поверхности 25a канавок исходят от поверхности беговой дорожки протектора, проходят, по существу, в радиальном направлении и переходят под тупым углом во вторую боковую поверхность 25b канавки, которая обращена к центру дна канавки. Также и поперечные канавки 7, 10, 14а и 18 не замкнуты по дну канавки, а здесь от центра дна канавки проходит в радиальном направлении узкая прорезь 26 на глубину Т рисунка протектора. Также и прорези 26 имеют ширину, которая находится в пределах от 0,5 до 1 мм и проходят по всей длине поперечных канавок 7, 10, 14а и 18.

Поэтому в показанном предпочтительном варианте осуществления изобретения поперечные канавки 8 и 14 в боковых областях беговой дорожки протектора уменьшены по своей глубине в меньшей мере по сравнению с поперечными канавками 7, 10, 14а и 18 в средней области беговой дорожки протектора. По этой причине глубина поперечных канавок 7, 8, 10, 14, 14а и 18 в беговой дорожке протектора в зависимости от их положения в беговой дорожке протектора снижается в различной степени. Это мероприятие по уменьшению глубины поперечных канавок 7, 8, 10, 14, 14а и 18 по сравнению с максимальной глубиной рисунка протектора приводит к повышению жесткости протектора и поэтому компенсирует потенциальное уменьшение жесткости протектора вследствие увеличения плотности расположения прорезей. Прорези 24, 26, которые предусмотрены в дне каждой из поперечных канавок 7, 8, 10, 14, 14а и 18, обладают эффектом, заключающимся в том, что они противодействуют возможному сокращению длины отпечатка шины - эффект, который мог бы наступить в результате недостаточной глубины поперечных канавок.

На фиг.4 показан вид сверху одной из шашек 17b протектора вместе с обеими примыкающими поперечными канавками 18 и 14а в увеличенном масштабе. Шашка 17b протектора снабжена множеством проходящих параллельно друг другу и поперечным канавкам 18 и 14а прорезей 21. Плотность расположения прорезей большая, так как показанная шашка 17b протектора пересечена шестью прорезями 21. Проходящие возле поперечных канавок 18 и 14а прорези 21 имеют такое расстояние a₁ от кромки шашки, ограничивающей поперечные канавки 18 и 14а, которое меньше по сравнению с взаимным расстоянием а₂, проходящих в пределах этих наружных прорезей 21 дополнительных прорезей 21. По этой причине внутри шашки 17b рисунка протектора прорези 21 разделяют шашки 17b рисунка протектора на элементы шашки 27b, которые по площади больше по сравнению с прилегающими к поперечным канавкам 18 и 14а элементами 27а шашки. Это мероприятие обладает преимущественным эффектом, который заключается в том, что окружная жесткость шашки 17b рисунка протектора усредняется, так как прорези 21 имеют большую глубину по сравнению с поперечными канавками 14а и 18. Идентичное по размеру исполнение элементов 27а шашки и элементов 27b шашки привело бы к неравномерной окружной жесткости элементов 27b шашки. Мероприятие, которое здесь пояснено с помощью шашки 17b рисунка протектора, предпочтительно осуществляется на всех тех шашках рисунка протектора, прорези которых проходят параллельно кромке шашки рисунка протектора, которая ограничивается поперечными канавками. Усредненные таким образом жесткости окружности шашек рисунка протектора приводят при качении шины к равновеликому растяжению, соответственно, «опрокидыванию» отдельных элементов 27а, 27b шашки в длине отпечатка шины и вследствие этого к равномерному распределению давления. В результате этого опорная поверхность отдельных элементов шашки остается максимально большой и, таким образом, поддерживается оптимальная передача силы шины на ровных поверхностях. Упомянутое равновеликое растяжение и соответственно «опрокидывание» отдельных элементов шашки приводит, кроме этого, к равновеликим деформациями проскальзывания и движениям сдвига отдельных элементов шашки в длине отпечатка шины и, тем самым, к равномерному и меньшему износу.

Показанное на чертеже мероприятие, которое заключается в том, чтобы поперечные канавки в боковых областях беговой дорожки протектора были приподняты в меньшей мере по сравнению со средней областью беговой дорожки протектора, представляет собою предпочтительное мероприятие, при этом в зависимости от исполнения рисунка протектора беговая дорожка протектора согласно изобретению может выполняться также и таким образом, чтобы поперечные канавки в средней области беговой дорожки протектора имели большую глубину по сравнению с теми, которые расположены в краевых областях или в области плеч, или чтобы глубины поперечных канавок совпадали. В выполненной согласно настоящему изобретению шине поперечные канавки, шашки протектора в любом случае ограничены высокой плотностью прорезей и выполнены с меньшей глубиной по сравнению с максимальной глубиной рисунка протектора. Эти поперечные канавки выполняются с глубиной, которая соответствует 30-75% максимальной глубины рисунка протектора. В шине с глубиной рисунка протектора 8 мм глубина поперечных канавок в рядах плечевых шашек составляет, например, 6,5 мм, а глубина поперечных канавок в средней области беговой дорожки протектора 3 мм.

Изобретение не ограничивается изображенными и описанными вариантами осуществления. Так, в частности, возможно в беговых дорожках сочетать шашки рисунка протектора или ряды шашек рисунка протектора с проходящими в окружном направлении лентами беговой дорожки протектора.

Перечень позиций

А-А - экватор шины,

В - ширина,

I - внутренняя сторона,

O - наружная сторона,

1 - окружная канавка,

2 - окружная канавка,

3 - ряд шашек рисунка протектора,

4 - шашки рисунка протектора,

5 - плечевой ряд шашек протектора,

6 - шашки рисунка протектора,

7 - поперечная канавка,

8 - поперечная канавка,

9 - наклонные канавки,

10 - поперечная канавка,

11 - средний ряд шашек протектора,

12 - шашки протектора,

14 - поперечная канавка,

14а - поперечная канавка,

15 - шашки рисунка протектора,

16 - плечевой ряд шашек протектора,

17а - шашки рисунка протектора,

17b - шашки рисунка протектора,

α - угол,

β - угол,

18 - поперечная канавка,

19 - прорези,

20 - прорези,

21 - прорезь,

22 - прорезь,

23 - боковая поверхность канавки,

24 - прорезь,

25а - боковая поверхность канавки,

25b - боковая поверхность канавки,

26 - прорезь,

27а - элемент шашки,

27b - элемент шашки,

Т - глубина рисунка протектора,

Т₁ - глубина,

Т₂ - глубина.

Изобретение относится к рисунку протектора шины для использования, преимущественно, в зимнее время. На максимальной высоте рисунка протектора шины выполнены окружные канавки (1, 2), наклонные канавки (9), а также поперечные канавки (7, 8, 10, 14, 14a, 18), которые разграничивают шашки (4, 6, 12, 15, 17a, 17b) рисунка протектора и снабжены, соответственно, множеством прорезей (19, 20, 21, 22), которые ориентированы, по существу, в поперечном направлении рисунка протектора. Поперечные канавки (7, 8, 10, 14, 14a, 18) по своей протяженности имеют меньшую глубину, чем окружные канавки (1, 2). Технический результат - улучшение динамических свойств шины на зимних дорогах без снижения жесткости протектора и тем самым без ухудшения динамических свойств на сухой проезжей части дороги. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Пневматическая шина транспортного средства, в частности, для использования при условиях движения в зимнее время, снабженная беговой дорожкой протектора с рисунком протектора, с выполненными на максимальной глубине рисунка протектора окружными канавками (1, 2), наклонными канавками (9) и подобными элементами, а также поперечными канавками (7, 8, 10, 14, 14a, 18), разграничивающими шашки (4, 6, 12, 15, 17a, 17b) рисунка протектора, каждая из которых снабжена множеством прорезей (19, 20, 21, 22), которые ориентированы, по существу, в поперечном направлении рисунка протектора, причем поперечные канавки (7, 8, 10, 14, 14a, 18) по своей протяженности имеют меньшую глубину, чем окружные канавки (1, 2), отличающаяся тем, что в центре дна каждой из поперечных канавок (7, 8, 10, 14, 14a, 18) в радиальном направлении выполнена прорезь (24, 26), которая проходит по всей длине соответствующей поперечной канавки (7, 8, 10, 14, 14a, 18).

2. Пневматическая шина транспортного средства по п.1, отличающаяся тем, что поперечные канавки (7, 8, 10, 14, 14a, 18) имеют глубину (T₁, T₂), которая составляет 30%-75% от глубины (T) рисунка протектора.

3. Пневматическая шина транспортного средства по п.1, отличающаяся тем, что поперечные канавки (8, 14) в области беговой дорожки протектора со стороны плеча имеют большую глубину (T₁) по сравнению с поперечными канавками (7, 8, 10, 18) в средней области беговой дорожки протектора.

4. Пневматическая шина транспортного средства по п.1, отличающаяся тем, что глубина (T₁) поперечных канавок (8, 14) в области беговой дорожки протектора со стороны плеча составляет 60%-75% от глубины (T) рисунка протектора.

5. Пневматическая шина транспортного средства по п.1, отличающаяся тем, что глубина (T₂) поперечных канавок (7, 10, 14a, 18) в средней области беговой дорожки протектора составляет 30%-60% от глубины (T) рисунка протектора.

6. Пневматическая шина транспортного средства по п.1, отличающаяся тем, что ширина прорези (24, 26) составляет 0,5-1 мм.

7. Пневматическая шина с шашками (4, 12, 17a, 17b) рисунка протектора, в которых проходят, по меньшей мере, три прорези (20, 21) параллельно поперечным канавкам (7, 10, 14a, 18), которые ограничивают эти шашки (4, 12, 17a, 17b) рисунка протектора, отличающаяся тем, что она выполнена по одному из пп.1-6, причем расстояние (a₁) между кромками шашек рисунка протектора, которые ограничивают поперечные канавки (7, 10, 14a, 18), и расположенными возле этих кромок прорезями (20, 21), меньше взаимного расстояния (а₂) между всеми остальными проходящими в шашках рисунка протектора (4, 12, 17a, 17b) прорезями (20, 21).