ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2013 года по МПК B60C11/16 

Изобретение относится к пневматической шине транспортного средства, в частности, для использования при условиях движения в зимнее время с беговой дорожкой протектора, с выполненными с помощью окружных канавок и поперечных канавок шашками рисунка протектора, которые снабжены соответственно множеством проходящих параллельно относительно друг друга прорезей, которые ориентированы в поперечном направлении протектора или по существу в этом направлении, при этом предусмотрены шашки рисунка протектора, соединенные друг с другом с помощью мостиков, и при этом в беговых дорожках протектора в предварительно определенных положениях установлены шипы противоскольжения.

В пневматических шинах транспортного средства принято для улучшения ходовых качеств на зимних дорогах, в частности характеристик сцепления с покрытым снегом или льдом основанием, увеличивать количество прорезей и длину кромок шашек рисунка протектора. Такие меры приводят к снижению окружной жесткости беговых дорожек протектора, и поэтому они отрицательно влияют на ходовые качества шины на сухом основании. Пониженную окружную жесткость рисунка протектора можно в определенной мере компенсировать за счет выполнения прорезей с участками, которые проходят на различную глубину, а также за счет изгибания под углом прорезей в окружном направлении. В автомобильных шинах с шипами противоскольжения шипы размещают в предварительно заданном положении в шашки рисунка протектора. Отверстия для шипов выполняют с помощью устанавливаемых в форму для вулканизации шин штифтов для предварительного формования. Для обеспечения надежного крепления шипов в беговых дорожках протектора необходимо предусматривать определенную зону вокруг отверстий для шипов без наличия прорезей. Уменьшенная в результате этого плотность размещения прорезей приводит неизбежно к ухудшению ходовых качеств на зимних дорогах.

Из описания изобретения к ЕР-А-1088685 известна зимняя шина, которая представляет собой шину с высокими тягово-сцепными свойствами для большегрузных транспортных средств, шашки протектора которой в прилегающих рядах шашек смещены относительно друг друга в окружном направлении. Каждые две шашки протектора из различных и смежных друг с другом рядов шашек протекторов связаны через мостики друг с другом. Через мосты проходят сквозные прорези. Предусмотренные шипы установлены в предварительно заданных положениях в пределах шашек протектора в зонах без прорезей.

В основу изобретения положена задача обеспечить улучшение в шине уже указанного типа ходовых качеств на зимних дорогах без ухудшения управляемости и, соответственно, ходовых качеств шины на сухих дорогах. В частности, шипы должны располагаться таким образом, чтобы можно было не снижать плотность расположения прорезей и, соответственно, количество прорезей.

Поставленная задача решается согласно изобретению тем, что мостики соединяют друг с другом шашки рисунка протектора в пределах ряда шашек протектора и шипы позиционированы в мостиках, при этом между этими шашками рисунка протектора остается, по меньшей мере, один участок с поперечными канавками.

Мостики между шашками рисунка протектора обеспечивают повышение окружной жесткости протектора и, тем самым, улучшение управляемости и, соответственно, ходовых качеств шины на сухих дорогах. Так как место расположения шипов перемещено из шашки рисунка протектора в мостики, в шашках рисунка протектора уже отпадает необходимость в размещении зон без прорезей для обеспечения удерживающей силы для шипов. По этой причине возникающее при обычном расположении шипов ухудшение характеристик зацепления с покрытой снегом дорогой в выполненных согласно настоящему изобретению беговых дорожках протектора уже не имеет места. Повышенную окружную жесткость беговой дорожки протектора можно использовать для того, чтобы предусмотреть большее количество шашек рисунка протектора в ряду шашек и/или использовать большую плотность расположения прорезей, чтобы таким образом улучшить ходовые качества беговой дорожки протектора на зимних дорогах. При этом влияние мостиков на окружную жесткость выполненной согласно настоящему изобретению шины можно использовать для того, чтобы сбалансировать ходовые качества на зимних дорогах и соответственно характеристики зацепления с дорогой с ходовыми качествами на сухих дорогах. Расположение мостиков в плечевых рядах шашек беговой дорожки, а также взаимосвязанная с этим возможность увеличения количества шашек протектора по окружности шины, оказывает положительное влияние на шум качения шины.

В зависимости от размещения и положения мостики оказывают различное воздействие на характеристики беговой дорожки, например на поперечную жесткость и на способность отвода воды. При этом преимущество достигается в том случае, если для максимально эффективного расположения шипов в одной и той же беговой дорожке протектора изменяют положение мостиков в пределах одного ряда шашек протектора. Так, например, в беговой дорожке протектора согласно настоящему изобретению мостики можно расположить примерно в центре между шашками протектора, при этом в данном случае по обе стороны мостика остается участок с поперечными канавками. Следующая возможность заключается в расположении мостиков непосредственно возле окружной канавки. Такое расположение оказывает положительное влияние на характеристики водоотделения беговой дорожкой протектора. В следующем варианте исполнения изобретения мостики располагаются возле беговой дорожки или непосредственно на краю беговой дорожки протектора. При таком варианте исполнения шипы можно размещать с наружной стороны беговой дорожки протектора. Протяженность мостиков в поперечном направлении должна обеспечить необходимую удерживающую силу расположенных в них шипов. По этой причине будет благоприятно, если мостики будут иметь в своем основании протяженность в поперечном направлении от 5% до 20% ширины беговой дорожки протектора.

Конструктивное исполнение боковой поверхности мостика также оказывает влияние на удерживающие силы шипов и воздействует на имеющиеся в распоряжении длины кромок шашек рисунка протектора. Теперь мостики можно выполнить таким образом, что, по меньшей мере, одна из двух боковых поверхностей мостика будет проходить в радиальном направлении или, по существу, в радиальном направлении. Особо предпочтительным для боковых удерживающих сил шипов является исполнение боковых поверхностей мостика ступенчатой формы.

В беговой дорожке протектора согласно настоящему изобретению могут быть предусмотрены также мостики без шипов, чтобы без необходимости не увеличивать количество шипов.

Следующее мероприятие по увеличению окружной жесткости заключается в том, что между мостиком и, по меньшей мере, одной из соединяемых им шашек протектора предусматривается по одной прорези или узкой до 2 мм шириной бороздке. Такие прорези могут, по меньшей мере, участками доходить до максимальной высоты рисунка протектора, глубина бороздок не должна превышать 7 мм.

Далее, в беговой дорожке протектора согласно настоящему изобретению можно предусмотреть отдельные мостики без шипов. Для равномерного воздействия на окружную жесткость, как правило, будет иметь положительное значение, если все шашки рисунка протектора в пределах одного ряда шашек протектора будут соединены мостиками, при этом, однако, не все мостики должны снабжаться шипами.

Шины согласно настоящему изобретению могут иметь беговые дорожки протектора, в которых только, по меньшей мере, один плечевой ряд протекторов снабжается мостиками с установленными в них шипами. Расположение шипов возле плеч в беговой дорожке протектора обладает, прежде всего, преимуществом при торможении, а также оно более щадящее для дорог по сравнению с расположением шипов в области центральной части беговой дорожки протектора.

Концентрированное расположение шипов в средней области беговой дорожки протектора, при котором только, по меньшей мере, средний ряд шашек протектора, проходящий в области беговой дорожки протектора, снабжен мостиками с шипами, имеет особое преимущество для тягово-сцепных свойств шины.

Далее другие отличительные признаки, преимущества и детали изобретения более подробно поясняются со ссылками на чертежи, на которых представлены несколько вариантов исполнения изобретения. На чертежах представлены:

Фиг.1. Вид сверху развернутого участка беговой дорожки протектора согласно настоящему изобретению.

Фиг.1а, фиг.2а и фиг.3а - разрезы по линии А-А на фиг.1, разрезы по линии В-В на фиг.2 и разрезы по линии C-C на фиг.3.

Фиг.2 - фиг.7 вид сверху и фрагменты беговых дорожек протектора с различными вариантами исполнения изобретения.

На фиг.1 позицией А-А обозначен экватор шины, а позицией В - ширина соприкасающейся с дорогой части беговой дорожки протектора. Показанная беговая дорожка протектора снабжена проходящей вдоль экватора А-А шины центральной окружной канавкой 1, к которой примыкает в каждой половине беговой дорожки протектора состоящий из шашек 4, 5 протектора ряд 2, 3 шашек протектора, который в каждом случае отделяется еще одной, проходящей в направлении окружности, широкой окружной канавкой 6, 7 от ряда 8, 9 плечевых шашек протектора, имеющего по одной плечевой шашке 10, 11 протектора. Выполнение центральной окружной канавки 1 из сравнительно коротких, расширяющихся в окружном направлении участков 1а, окружной канавки 6 в зигзагообразном варианте и с попеременно более длинными и более короткими участками 6a, 6b, и окружной канавки 7 из примыкающих друг к другу дугообразных участков 7а не является предметом настоящего изобретения. Окружные канавки 1, 6 и 7 ограничивают шашки 4, 5 протектора в рядах шашек 2, 3 протектора и шашки 10, 11 протектора в плечевых рядах 8, 9 шашек протектора и, тем самым, отображают их специальные формы. Шашки 4, 5 протектора в рядах 2, 3 шашек протектора отделены друг от друга в окружном направлении с помощью поперечных канавок 12, 13, которые примерно под одинаковыми углами α, β порядка величины от 25° до 35° проходят до экватора А-А шины и противоположно наклонены по отношению к экватору А-А шины.

Каждая шашка 4, 5 и 10, 11 пересекается множеством проходящих параллельно друг другу прорезей 16a, 16b, 17a, 17b. Прорези 16a, 16b, 17a, 17b имеют ширину в пределах 0,4 мм - 0,6 мм и могут, по меньшей мере, доходить до максимальной высоты рисунка протектора. В показанной на Фиг.1 правой половине беговой дорожки протектора проходят прорези 16a, 16b, которые имеют на виде сверху волнистую или зигзагообразную форму. Прорези 17a, 17b в другой половине беговой дорожки протектора на виде сверху имеют ступенчатую форму. Прорези 16b, 17b в шашках 10, 11 протектора плечевых рядов 8, 9 шашек протектора проходят параллельно поперечным канавкам 12, 13, прорези 16a, 17a в шашках 4, 5 протектора рядов 2, 3 шашек протектора - по существу в поперечном направлении шашки протектора, однако не параллельно поперечным канавкам 4а, 5а.

Проходящие между плечевыми шашками 10, 11 протектора в рядах 8, 9 плечевых шашек протектора поперечные канавки 12, 13 не образуют сплошного соединения между окружными канавками 6, 7 и соответствующим краем беговой дорожки протектора, а прерваны мостиками 14, которые связывают друг с другом расположенные рядом в окружном направлении шашки 10, 11 протектора. Мостики 14 у своего основания имеют поперечную протяженность или поперечный размер порядка от 5% до 20% ширины В беговой дорожки протектора, в показанном варианте исполнения поперечная протяженность мостиков 14 соответствует примерно одной трети поперечной протяженности плечевых шашек 10, 11 протектора в пределах ширины В. Наружные поверхности мостиков 14 находятся на одной прямой с наружными поверхностями шашек 10, 11 протектора. В средней части предпочтительно каждого мостика 14 установлен и, соответственно, закреплен выполненный, в частности, традиционным способом шип 15. Поэтому шипы 15 смещены из своего обычного положения в пределах шашек 10, 11 протектора.

В показанных на Фиг.1 беговых дорожках протектора положение мостиков 14 изменяется в плечевых рядах 8, 9 шашек протектора по отношению к поперечному направлению беговой дорожки протектора. Здесь показано три различных положения, при этом в одном положении мостики 14 соединяют обе расположенные рядом в окружном направлении шашки 10, 11 протектора примерно в центре, так что по обе стороны мостиков 14 остаются участки 12a, 12b и, соответственно, 13a, 13b поперечных канавок. В следующем положении мостики 14 примыкают непосредственно или по существу непосредственно к окружным канавкам 6, 7, так что к соответствующему мостику 14 с наружной стороны беговой дорожки протектора примыкает участок 12с, 13с поперечной канавки, который проходит за край беговой дорожки протектора. В третьем показанном положении мостики 14 расположены возле краев беговых дорожек протектора или примыкают к ним, так что в пределах ширины В-В беговой дорожки протектора между плечевыми шашками 10, 11 протектора образуются участки 12d, 13d поперечных канавок, которые заходят в кольцевые канавки 6, 7. Как видно на Фиг.1 в сочетании с Фиг.1а, мостики 14 имеют проходящие по-разному боковые поверхности 14a, 14b шашек протектора, при этом боковая поверхность 14а шашки протектора, направленная к центру беговой дорожки протектора, проходит под малым углом менее 20°, в частности до 10° относительно радиального направления или, по существу, в радиальном направлении, а вторая боковая поверхность 14b мостика, направленная к соответствующему краю беговой дорожки протектора, выполнена, в частности, с использованием двух ступенек.

Мостики 14 образуют соединение с силовым замыканием между шашками 10, 11 протектора и, тем самым, обеспечивают повышение окружной жесткости беговой дорожки протектора. В том случае, если не будут приниматься никакие дальнейшие дополнительные мероприятия по воздействию на окружную жесткость, повышенная окружная жесткость приводит в основном к улучшению управляемости шины. Увеличение количества прорезей 16b, 17b в шашках 10, 11 протектора снижает окружную скорость и способствует улучшению ходовых качеств на зимних дорогах, в частности характеристик сцепления на заснеженном и ледовом основании. Плотность расположения прорезей можно за счет вызываемого мостиками 14 повышения окружной жесткости согласовать таким образом, что можно улучшить в равной мере как ходовые качества на зимних дорогах, так и ходовые качества на сухих проезжих частях дороги.

На фиг.2 - фиг.7 показаны другие варианты осуществления изобретения на примере соответственно двух, расположенных рядом в окружном направлении шашек одного ряда шашек протектора.

На фиг.2 показаны две плечевые шашки 11 протектора, которые соединены друг с другом с помощью проходящего по центру и несущего шип 15 мостика 14, боковые стороны 14с мостика которого, как это показано на фиг.2а, проходят, по существу, в радиальном направлении или под небольшими острым углом в несколько градусов относительно радиального направления.

В показанном на фиг.3 варианте исполнения соединяющий две плечевые шашки 11 протектора и несущий шип 15 мостик 14 расположен также по центру между шашками 11 протектора и снабжен по обе стороны боковыми поверхностями 14d шашек протектора, которые выполнены с несколькими ступеньками, как это показано в разрезе на Фиг.3а.

На фиг.4 показан вариант исполнения с мостиком 14 между двумя шашками 4 протектора среднего ряда 2 шашек протектора. Мостик 14 примыкает непосредственно к окружной канавке 6, проходящей со стороны беговой дорожки протектора, так что от поперечной канавки 4а остается участок 4'а поперечной канавки, который заходит в центральную окружную канавку 1. Обе боковые поверхности проходят аналогично фиг.2а главным образом в радиальном направлении. Расположенный по центру шип 15 требует незначительного сокращения нескольких проходящих в шашках 4 протектора прорезей 16а.

Аналогичное фиг.4 расположение мостика 14 между шашками 4 протектора показано на фиг.5. Однако прорези 16'а в шашках протектора 4 направлены параллельно участкам 4'а поперечной канавки.

На фиг.6 показан вариант осуществления мостика 14 между двумя плечевыми шашками 10 протектора. Мостик 14 примыкает непосредственно к окружной канавке 6, при этом повернутая к краю беговой дорожки протектора боковая поверхность мостика выполнена двухступенчатой аналогично тому, как это показано в разрезе на фиг.2а. Между мостиком 14 и, по меньшей мере, одной из плечевых шашек 10 протектора предусмотрена специальная прорезь 18, ширина которой составляет в промежутке от 0,4 мм до 0,6 мм, и проходит параллельно прорезям 16b. Прорезь 18 может, предпочтительно, участками доходить до максимальной высоты рисунка протектора. Однако мостик 14 таким же образом, как и прежде, присоединен к этой шашке 10 протектора.

На фиг.7 показан проходящий по центру между двумя шашками 10 протектора рядов 8 плечевых шашек протектора мостик 14 с проходящей по существу в радиальном направлении боковой поверхностью мостика, и с имеющей две ступеньки боковой поверхностью мостика, аналогично сечению согласно фиг.2а. По меньшей мере, между одной шашкой 10 протектора и мостиком 14 находится бороздка 19 шириной от 0,8 мм до 1 мм, максимальная глубина которой доходит до 7 мм.

Возможно также в рядах шашек протектора соединять между собой попарно каждые две шашки протектора с помощью мостиков 14 и между парами шашек протектора оставлять сплошные поперечные канавки. Однако также и между всеми шашками одного ряда шашек протектора можно предусматривать мостики 14.

В выполненной согласно изобретению беговой дорожке протектора не на всех мостиках необходимо размещать шипы 15. Не занятые, свободные мостики можно снабжать, например, в центре и параллельно прохождению участков поперечных канавок узкой прорезью.

Кроме этого, возможно и сочетание отдельных изображенных и описанных вариантов исполнения в одной и той же беговой дорожке протектора. Сама беговая дорожка протектора может иметь любой профиль и выполняться также и в виде асимметричной беговой дорожки протектора с определенными наружными и внутренними плечами и/или в виде зависимой от направления вращения беговой дорожки протектора. Выполненные согласно изобретению шины представляют собой шины, в частности, для легковых автомобилей, фургонов или внедорожников.

Перечень позиций

А-А - экватор шины

В - ширина

1 - центральная окружная канавка

1а - участки

2 - ряд шашек протектора

3 - ряд шашек протектора

4 - шашка протектора

4а - поперечные канавки

4'а - участки поперечных канавок

4b - поперечные канавки

5 - шашка протектора

6 - окружная канавка

6а - участки

6b - участки

7 - окружная канавка

7а - участки

8 - плечевой ряд шашек протектора

9 - плечевой ряд шашек протектора

10 - шашки протектора

11 - шашки протектора

12 - поперечные канавки

12а - участки поперечных канавок

12b - участки поперечных канавок

12c - участки поперечных канавок

12d - участки поперечных канавок

13 - поперечные канавки

13а - участки поперечных канавок

13b - участки поперечных канавок

13с - участки поперечных канавок

13d - участки поперечных канавок

14 - мостики

14а - боковая поверхность мостиков

14b - боковая поверхность мостиков

14с - боковые поверхности мостиков

14d - боковые поверхности мостиков

15 - шипы

16а - прорезь

16'а - прорезь

16b - прорезь

17а - прорезь

17b - прорезь

18- прорезь

19 - бороздка, узкая

α - угол

β - угол

Пневматическая шина предназначена для использования в зимних условиях. Беговая дорожка протектора выполнена с помощью окружных канавок (1, 10, 6, 7) и поперечных канавок (4а, 4b, 12, 13) шашками (4, 5, 10, 11), которые снабжены соответственно множеством проходящих параллельно друг другу прорезей (16а, 16b, 17a, 17b, 18). При этом предусмотрены шашки (4, 5, 10, 11) рисунка протектора, соединенные друг с другом с помощью мостиков (14). Мостики (14) соединяют друг с другом шашки (4, 5, 10, 11) рисунка протектора в пределах ряда (2, 3, 8, 9). Шипы (15) позиционированы в мостиках (14). Технический результат - улучшение ходовых характеристик шины в зимних условиях. 13 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Пневматическая шина транспортного средства, в частности, для использования при условиях движения в зимнее время, с беговой дорожкой протектора, с образованными с помощью окружных канавок (1, 6, 7) и поперечных канавок (4а, 4b, 12, 13) шашками (4, 5, 10, 11) рисунка протектора, которые снабжены соответственно множеством проходящих параллельно друг другу прорезей (16а, 16b, 17a, 17b, 18), которые ориентированы в поперечном направлении протектора или, по существу, в этом направлении, при этом предусмотрены шашки (4, 5, 10, 11) рисунка протектора, соединенные друг с другом с помощью мостиков (14), и при этом в беговых дорожках протектора в предварительно определенных положениях установлены шипы противоскольжения (15), отличающаяся тем, что мостики (14) соединяют друг с другом шашки (4, 5, 10, 11) рисунка протектора в пределах одного ряда (2, 3, 8, 9) шашек протектора, и шипы (15) позиционированы в мостиках (14), при этом между этими мостиками (14) остается, по меньшей мере, один участок (4'а, 12а, 12b, 12с, 12d; 13a, 13b, 13с, 13d) поперечной канавки.

2. Пневматическая шина транспортного средства по п.1, отличающаяся тем, что мостики (14) расположены примерно в центре между шашками рисунка протектора (10, 11), при этом по обе стороны мостиков (14) проходит по одному участку (12а, 12b, 13a, 13b) поперечной канавки.

3. Пневматическая шина транспортного средства по п.1, отличающаяся тем, что мостики (14) расположены непосредственно возле окружной канавки (6, 7).

4. Пневматическая шина транспортного средства по п.1, отличающаяся тем, что мостики (14) расположены вблизи или непосредственно на краю беговой дорожки протектора.

5. Пневматическая шина транспортного средства по пп.1-4, отличающаяся тем, что мостики (14) в своем основании имеют поперечную протяженность от 5% до 20% ширины (В) беговой дорожки протектора.

6. Пневматическая шина транспортного средства по п.1, отличающаяся тем, что мостики (14) имеют, по меньшей мере, одну боковую поверхность (14а, 14с) мостика, проходящую в радиальном направлении или, по существу, в радиальном направлении.

7. Пневматическая шина транспортного средства по п.1, отличающаяся тем, что мостики (14) имеют, по меньшей мере, одну боковую поверхность (14с, 14d), выполненную со ступеньками.

8. Пневматическая шина транспортного средства по п.1, отличающаяся тем, что предусмотрены не содержащие шипов мостики (14).

9. Пневматическая шина транспортного средства по п.1, отличающаяся тем, что между мостиками (14) и, по меньшей мере, одной из соединенных этим мостиком шашек (10) протектора проходит прорезь (18).

10. Пневматическая шина транспортного средства по п.1, отличающаяся тем, что между мостиками (14) и, по меньшей мере, одной из соединенных этим мостиком шашек (10) протектора проходит узкая бороздка (19) шириной до 2 мм.

11. Пневматическая шина транспортного средства по п.10, отличающаяся тем, что бороздка (19) имеет глубину до 7 мм.

12. Пневматическая шина транспортного средства по п.1, отличающаяся тем, что отдельные мостики (14) представляют собой мостики без шипов.

13. Пневматическая шина транспортного средства по п.1, отличающаяся тем, что только, по меньшей мере, один из рядов (8, 9) плечевых шашек протектора снабжен мостиками (14) с расположенными шипами.

14. Пневматическая шина транспортного средства по п.1, отличающаяся тем, что только, по меньшей мере, один, проходящий в средней области беговой дорожки протектора ряд шашек протектора снабжен мостиками (14) с расположенными в них шипами.