Шина с повышенной силой сцепления Российский патент 2018 года по МПК B60C11/113 

Настоящее изобретение относится к шине с повышенной силой сцепления.

В частности, настоящее изобретение разработано для шин транспортных средств, используемых в сельском хозяйстве, строительстве и в лесном хозяйстве, но предлагаемое техническое решение также может быть использовано в шинах для любого вида транспортных средств, в которых необходимо повышение силы сцепления в критических условиях местности, где эксплуатируют транспортное средство.

Известно, что к шинам для сельскохозяйственных транспортных средств предъявляют требования, отличные от требований к обычным шинам, учитывая, что очень часто требуется сила сцепления как с рыхлым, так и твердым грунтом.

В частности, конструкция традиционного протектора шины для сельскохозяйственных транспортных средств имеет недостаток - затрудненное перемещение на вязкой (грязь или снег) или скользкой местности, или на мокром газоне. Традиционно данную проблему решают посредством увеличения ширины протектора или увеличения числа ребер (обычно называемых грунтозацепами) для сцепления с грунтом.

Ширина протектора очень часто ограничена правилами дорожного движения, предусматривающими максимальные пределы, которые должны соблюдаться для всех транспортных средств, движущихся по асфальтовому дорожному покрытию. Это накладывает ограничение, особенно для крупных габаритов, на максимальную ширину шины, которой можно достичь.

Что касается альтернативной конструкции протектора, не всегда существует возможность ее изменить или адаптировать. Увеличение полезной поверхности сцепления фактически может вызывать другие проблемы для шины, связанные с самоочисткой и проникновением мягкого грунта.

Увеличение силы сцепления необходимо не только с точки зрения улучшения ходовых характеристик, а также из-за осознания того, что в будущем возникнет необходимость учета всех экономических и экологических факторов, на которые воздействуют шины на протяжении их срока эксплуатации. Фактически, снижение скольжения на почве позволяет обеспечить снижение потребления топлива.

Также предпочтительно обеспечивать увеличение силы сцепления без значительного снижения массы продукта и без ущерба для других ходовых характеристик шины.

Наконец, необходимое увеличение эффективной силы сцепления не должно сопровождаться слишком значительными изменениями размера и конструкции шины.

В этой связи, предложено техническое решение в соответствии с настоящим изобретением, целью которого является обеспечение шины, позволяющей увеличить эффективную силу сцепления для таких же габаритных размеров и с минимальным изменением конструкции шины в целом.

Эти и другие результаты получают в соответствии с настоящим изобретением, в котором предложена шина, включающая ребра с передним профилем, измененным таким образом, как описано далее.

Таким образом, целью настоящего изобретения является обеспечение шин с увеличенной силой сцепления, которые позволяют преодолеть недостатки известных шин и получить вышеописанный технический результат.

Другой целью изобретения является то, что указанные шины могут быть изготовлены при значительно сниженных затратах, как в отношении производственных затрат, так и в отношении административных расходов.

Еще одной целью изобретения является обеспечение шины, которая является простой, безопасной и надежной.

Таким образом, в настоящем изобретении предложена шина, содержащая протектор, включающий основную поверхность и ребра, причем каждое ребро имеет переднюю стенку и заднюю стенку, и на передней стенке ребра, под верхней частью передней стенки, обеспечен фасонный профиль, с основанием в области протектора, расположенной между передней стенкой ребра и соседним ребром, высотой, равной части общей высоты передней стенки ребра, и длиной, проходящей в поперечном направлении относительно высоты ребра, где указанный фасонный профиль имеет сечение, определяющее по меньшей мере одну плоскую поверхность фасонного профиля, которая параллельна или наклонена под углом α вплоть до 20° относительно поверхности верхушки ребра и соединена с указанной верхней частью передней стенки ребра посредством соединительной поверхности; по меньшей мере один острый угол фасонного профиля и по меньшей мере одну переднюю стенку фасонного профиля, соединенную с указанной основной поверхностью протектора посредством соединительной поверхности.

В частности, согласно настоящему изобретению, указанная плоская поверхность фасонного профиля больше, чем центральная часть ребра.

Предпочтительно, согласно изобретению, указанная верхняя часть передней стенки ребра наклонена под углом β, составляющим от 10° до 30° относительно радиального направления.

В частности, согласно изобретению, указанная плоская поверхность указанного фасонного профиля расположена на высоте, составляющей от 1 мм до 9/10 от общей высоты ребра, и предпочтительно высота составляет от 1/4 до 3/4 от общей высоты ребра, тогда как ширина указанного фасонного профиля составляет от 1 мм до 9/10 от расстояния между передней стенкой ребра и задней стенкой соседнего ребра и предпочтительно от 1/2 до 1/8 от ширины верхушки ребра.

Кроме того, согласно настоящему изобретению, указанный фасонный профиль имеет сечение со ступенями, т.е. сечение определяет множество плоских поверхностей, соответствующее множество острых углов и передних стенок, и указанные ступени имеют одинаковые или различные высоту и ширину.

Наконец, согласно изобретению, поверхность указанного фасонного профиля может иметь цвет, отличный от цвета остальной шины.

Очевидна эффективность шины по настоящему изобретению, которая позволяет повысить эффективность действия каждого ребра или грунтозацепа, обеспечивая приложение нагрузки к площади передней стенки грунтозацепа, которая иначе была бы недостаточно и слабо нагружена. Такая модификация конструкции также позволяет разгрузить основание грунтозацепа как такового, что повышает сопротивление усталости.

Наличие дополнительного угла на передней части ребра или грунтозацепа повышает сцепление, ввиду использования принципа концентрации усилий на указанном углу.

Дополнительная параллельная плоская поверхность также обеспечивает более высокую плавучесть на мягком грунте, уменьшая уплотнение последнего.

Наличие фасонного профиля на передней стенке ребра или грунтозацепа, создавая неоднородность на передней поверхности ребра, позволяет улучшить функцию самоочистки от почвы и грязи в протекторе шины для сельскохозяйственных транспортных средств.

Далее, с целью иллюстрации, а не для ограничения, настоящее изобретение описано в соответствии с его предпочтительным воплощением, с конкретными ссылками на сопровождающие чертежи, где:

- на Фиг. 1 представлен вид в перспективе части шины известного уровня техники,

- на Фиг. 2 представлен вид в перспективе части шины согласно настоящему изобретению,

- на Фиг. 3 представлен вид в разрезе ребра шины согласно Фиг. 2, наложенный для сравнения на вид в разрезе ребра шины известного уровня техники,

- на Фиг. 4 представлен вид сверху части шины согласно Фиг. 2, и

- на Фиг. 4А, 4B, 4С представлены виды в разрезе ребра шины согласно Фиг. 4 по линиям сечения А, В и С, показанным на Фиг. 4, соответственно.

Как показано на чертежах, шина 10 включает протектор 11, на котором обеспечены ребра 12. Каждое ребро 12 имеет переднюю стенку 13 и заднюю стенку 25, расположенные на соответствующих концах так называемой верхушки 16 ребра, причем передняя стенка 13 представляет собой стенку, которая при качении шины первой вступает в контакт с грунтом.

В соответствии с настоящим изобретением, традиционный профиль 12 ребра 12 шины 10 модифицирован путем добавления фасонного профиля 15 на передней стенке 13 ребра 12. Сечение указанного фасонного профиля 15 может иметь прямоугольную, трапециевидную или другую форму, с плоской поверхностью 17, по существу параллельной или наклоненной под углом α вплоть до 20° относительно поверхности верхушки 16 ребра 12, соединенной с верхней частью 13' передней стенки ребра 12 посредством изогнутой соединительной поверхности 18; острым углом 19 фасонного профиля 15 для улучшенного врезания в грунт, и передней стенкой 23 фасонного профиля 15, соединенной с основной поверхностью 14 протектора 11 посредством изогнутой соединительной поверхности 21.

Во многих случаях фасонный профиль 15 или по меньшей мере его поверхность изготавливают из материала, отличающегося по цвету от остальной шины или по меньшей мере от остальной части ребра 12.

Общая высота 24 фасонного профиля 15 может составлять от 1 мм до 9/10 от высоты ребра или грунтозацепа 12, из тех соображений, что фасонные профили 15 менее 1 мм не приведут к заметному эффекту, а фасонные профили более 9/10 от высоты ребра 12 приведут к простому увеличению размера ребра. Предпочтительно, для получения лучших результатов с точки зрения силы сцепления шины, высота фасонного профиля 15 может составлять от 1/4 до 3/4 от общей высоты ребра 12.

Ширина 22 фасонного профиля 15 может составлять от 1 мм до 9/10 от расстояния между передней стенкой 13 ребра 12 и задней стенкой 25 соседнего ребра 12, с точки зрения того, что фасонные профили 15 менее 1 мм не приведут к заметному эффекту, а фасонные профили более 9/10 от пространства между двумя ребрами или грунтозацепами закроют пространство, предназначенное для выпуска грунта. Предпочтительно, для получения лучших результатов в показателях силы сцепления шины, ширина фасонного профиля 15 может составлять от 1/2 до 1/8 от ширины верхушки 16 ребра 12.

Как конкретно показано на Фиг. 4, 4А, 4В, 4С, ширина 22 фасонного профиля 15, и более конкретно, ширина плоской поверхности 17 фасонного профиля 15 больше, чем центральная часть ребра 12.

В случае, когда указанный фасонный профиль 15 имеет сечение со ступенями, указанные ступени могут иметь равные или различные высоту и ширину, всегда в пределах общих ограничений, отмеченных выше.

Кода шина находится в условиях дороги, наличие фасонного профиля 15 оказывает эффект увеличения жесткости на изгиб ребра 12, снижения вибрации самого ребра 12 и эффект механической очистки поверхности контакта, что приводит к увеличению сопротивления износу и повышению комфортности вождения. Когда шина работает в полевых условиях, податливость грунта приводит к проникновению шины глубоко в почву, обеспечивая контакт фасонного профиля 15 ребра 12 с грунтом со следующими преимуществами:

- значительное увеличение плоской поверхности ребра 12, что позволяет увеличить поверхность контакта в направлении ширины самого ребра 12, обеспечивая более высокую плавучесть в мягком грунте, снижая уплотнение последнего;

- возможное увеличение передней поверхности ребра 12, что позволяет увеличить поверхность контакта в направлении по глубине ребра 12;

- значительное увеличение влияния кромки, т.е. концентрации усилий на указанной кромке, что на очень скользком грунте позволяет обеспечить улучшенное «зацепление» шины 10 с грунтом, предоставляя преимущества с точки зрения предела прочности на разрыв и ограничения скольжения. В частности, это является преимуществом на дерне в случае росы, и

- улучшенная самоочистка от почвы и грязи протектора шины для сельскохозяйственных транспортных средств, благодаря неоднородности на передней поверхности ребра.

Настоящее изобретение описано в соответствии с его предпочтительным воплощением с целью иллюстрации, а не для ограничения, но следует понимать, что специалист в данной области техники может внести различные изменения и/или модификации, не выходя за пределы объема защиты изобретения, определенного в прилагаемой формуле изобретения.

Шина (10), содержащая протектор (11), включает основную поверхность (14) и ребра (12), причем каждое ребро (12) имеет переднюю стенку и заднюю стенку, и на передней стенке ребра (12), под верхней частью (13) передней стенки, обеспечен фасонный профиль (15) с основанием в области протектора (11), расположенной между передней стенкой ребра (12) и соседним ребром, высотой, равной части общей высоты передней стенки ребра (12), и длиной, проходящей в поперечном направлении относительно высоты ребра (12). Указанный фасонный профиль (15) имеет сечение, которое определяет по меньшей мере одну плоскую поверхность (17) фасонного профиля (15), которая параллельна или наклонена под углом α вплоть до 20° относительно поверхности верхушки (16) ребра и соединена с указанной верхней частью (13) передней стенки ребра (12) посредством соединительной поверхности (18), по меньшей мере один острый угол (19) фасонного профиля (15) и по меньшей мере одну переднюю стенку (23) фасонного профиля (15), которая соединена с указанной основной поверхностью (14) протектора (11) посредством соединительной поверхности (21). Технический результат – повышение сцепления шины с опорной поверхностью. 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Шина (10) для сельскохозяйственных или лесохозяйственных транспортных средств, содержащая протектор (11), включающий основную поверхность (14) и ребра (12), причем каждое ребро (12) имеет переднюю стенку (13) и заднюю стенку (25), и на передней стенке ребра (12), под верхней частью (13') передней стенки, обеспечен фасонный профиль (15) с основанием в области протектора (11), расположенной между передней стенкой (13) ребра (12) и соседним ребром, высотой, равной части общей высоты передней стенки (13) ребра (12), и длиной, проходящей в поперечном направлении относительно высоты ребра (12), и указанный фасонный профиль (15) не обеспечен на задней стенке (15) ребра (12), при этом указанный фасонный профиль (15) имеет сечение, которое определяет по меньшей мере одну плоскую поверхность (17) фасонного профиля (15), где указанная плоская поверхность соединена с указанной верхней частью (13') передней стенки (13) ребра (12) посредством соединительной поверхности (18), и фасонный профиль (15) дополнительно включает по меньшей мере один острый угол (19) и по меньшей мере одну переднюю стенку (23), которая соединена с указанной основной поверхностью (14) протектора (11) посредством соединительной поверхности (21), отличающаяся тем, что указанная плоская поверхность параллельна или наклонена под углом α вплоть до 20° относительно поверхности верхушки (16) ребра.

2. Шина (10) по п. 1, отличающаяся тем, что указанная верхняя часть (13') передней стенки (13) ребра (12) наклонена под углом β, составляющим от 10° до 30° относительно радиального направления.

3. Шина (10) по п. 1, отличающаяся тем, что указанная плоская поверхность (17) указанного фасонного профиля (15) расположена на высоте, составляющей от 1 мм до 9/10 от общей высоты ребра (12).

4. Шина (10) по п. 3, отличающаяся тем, что указанная плоская поверхность (17) указанного фасонного профиля (15) расположена на высоте, составляющей от 1/4 до 3/4 от общей высоты ребра (12).

5. Шина (10) по п. 1, отличающаяся тем, что ширина указанного фасонного профиля (15) составляет от 1 мм до 9/10 от расстояния между передней стенкой ребра (12) и задней стенкой соседнего ребра (12).

6. Шина (10) по п. 1, отличающаяся тем, что ширина указанного фасонного профиля (15) составляет от 1/2 до 1/8 от ширины верхушки (16) ребра (12).

7. Шина (10) по п. 1, отличающаяся тем, что указанная плоская поверхность (17) фасонного профиля (15) больше, чем центральная часть ребра (12).

8. Шина (10) по п. 1, отличающаяся тем, что указанный фасонный профиль (15) имеет сечение со ступенями, т.е. определяет множество плоских поверхностей фасонного профиля (15), соответствующее множество острых углов и передних стенок, где указанные ступени имеют равные или различные высоту и ширину.

9. Шина (10) по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что поверхность указанного фасонного профиля (15) имеет цвет, отличный от цвета остальной шины.