ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ШИНЫ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
PNEUMATIC TIRES OF VEHICLE

Изобретение относится к пневматической шине транспортного средства, имеющей протектор с выступами профиля, например, рядами блоков профиля или лентами профиля, которые отделены друг от друга каналами, например, окружными каналами, поперечными каналами, наклонными каналами и т. п., при этом в предложенных выступах профиля с шипами, расположенными в отверстиях для шипов, выполнены неглубокие и удлиненные углубления в качестве карманов для сбора ледяной крошки, которая образуется при царапании шипом по льду, таким образом, что они проходят в обоих направлениях вдоль окружности, отходя от шипа.
Для пневматических шин транспортного средства известна и общепринята тенденция оснащать их шипами с целью увеличения мощности, передаваемой от шины к покрытому снегом и/или обледенелому дорожному полотну в зимних условиях движения. Общее действие шипованных шин в этом случае основано на нескольких эффектах. Во-первых, шипы проникают в лед, находящийся на дорожном полотне, и механически сцепляются с ним. Кроме того, во время процессов торможения и приложения тягового усилия между пневматической шиной транспортного средства и обледенелым дорожным полотном происходят относительные перемещения (проскальзывание), во время которых шипы втискиваются в лед и в процессе этого прорезают каналы на поверхности льда. Ледяная крошка («ледяная пыль»), образующаяся в процессе, обычно собирается вокруг соответствующего шипа, в результате чего ухудшается как сцепление шипа со льдом, так и сцепление со льдом резинового материала протектора, окружающего шип.
Известно, что для нейтрализации неблагоприятных эффектов, вызванных ледяной крошкой, неглубокие углубления должны быть расположены в непосредственной близости от шипа в качестве отводящих каналов или карманов для сбора крошки. Такие отводящие каналы или углубления известны из ряда вариантов осуществления.
3
2
3
Шина упомянутого во введении типа известна, например, из документа WO 2009/147047 A1. Протектор указанной пневматической шины транспортного средства имеет блоки профиля, которые снабжены шипами, причем в области размещения каждого шипа выполнено по меньшей мере одно локальное каналоподобное углубление. В каждом случае углубления заканчиваются в пределах блока профиля, причем каждое углубление имеет зазор не более 1,0 см от отверстия для шипа. Сумма объемов в мм углублений, предусмотренных вокруг шипа, больше или равна произведению минимальной площади поперечного сечения в мм той части стержня шипа, которая выступает за поверхность протектора, и длины углубления. Объемы составляют, например, в каждом случае 70 мм. Углубления могут иметь прямую или изогнутую конструкцию, при этом площадь поперечного сечения каждого углубления может изменяться вдоль профиля углубления, и площадь поперечного сечения предпочтительно в каждом случае имеет наименьшее значение возле шипа.
Пневматическая шина транспортного средства, очень похожая на раскрытую в документе WO 2009/147047 A1, известна из документа WO 2009/147046 A1. Блоки профиля протектора имеют отверстия для шипов, вокруг которых в каждом случае предусмотрены каналоподобные углубления, причем каждое каналоподобное углубление сообщается с каналом, который ограничивает соответствующий блок профиля. Сумма средних площадей поперечного сечения предусмотренных углублений больше или равна минимальной площади поперечного сечения той части стержня шипа, которая выступает за пределы поверхности протектора.
Еще одна пневматическая шина транспортного средства с шипованным протектором известна из документа WO 2014/123181 A1. Вокруг каждого отверстия для шипа, предусмотренного в протекторе, в каждом случае выполнено два дугообразно проходящих углубления, каждое из которых ограничено двумя радиусами, относящимися к оси шипа. Кроме того, вокруг каждого отверстия для шипа предусмотрено третье углубление с дугообразным участком, на конце которого каждое углубление соединено коротким прямым участком, который сообщается в каждом случае с поперечным каналом, который ограничивает профильный блок.
В документе DE 10 2009 044 547 A1 раскрыта еще одна пневматическая шина транспортного средства с шипованным протектором. Блоки профиля протектора имеют углубление, которое в форме кольца окружает шип, и от которого проходят другие каналоподобные углубления к поперечным каналам, которые ограничивают блок профиля. Каждое каналоподобное углубление имеет ширину от 1,0 мм до 5,0 мм и глубину от 0,5 мм до 1,5 мм. В каждом случае между каналоподобными углублениями выполнено одно ребро, принадлежащее блоку профиля. Еще одна пневматическая шина транспортного средства, протектор которой имеет шипы с окружающими в форме кольца углублениями, известна из документа WO 2013/092434 A1.
Если предусмотренные углубления не могут вместить все количество ледяной крошки, которая образуются, ледяная крошка собирается между протектором и дорожным полотном, в результате чего функция сцепления шипов со льдом не выполняется оптимально, и сцепление со льдом, соответственно, ухудшается. С другой стороны, чрезмерно большой объем предусмотренных углублений оказывает неблагоприятное влияние на характеристики сцепления со льдом выступов профиля протектора, поскольку углубления с чрезмерно большим объемом значительно уменьшают резиновую поверхность выступов профиля. Поскольку, в зависимости от типа относительного перемещения между шиной транспортного средства и обледенелым дорожным полотном, как указано во введении, шипы, в зависимости от нагрузки и направления нагрузки, прорезают каналы разной длины на поверхности льда, приводя к образованию разного количества ледяной крошки, отводящие каналы или углубления, предусмотренные в области размещения шипов известных пневматических шин транспортного средства, обладают потенциалом для усовершенствования.
Следовательно, в случае шины упомянутого во введении типа, целью настоящего изобретения является приспособление углублений, предусмотренных вокруг шипов и служащих в качестве карманов для льда, к разным нагрузкам во время приложения тягового усилия, во время торможения и во время действия поперечных сил максимально эффективным образом.
Указанной цели достигают согласно настоящему изобретению, в котором углубления, которые проходят в обоих направлениях вдоль окружности, имеют согласующуюся конструкцию, и в котором по меньшей мере одно дополнительное углубление проходит в осевом направлении, отходя от шипа, при этом по меньшей мере одно дополнительное углубление имеет, в случае нескольких углублений, в сумме меньший объем по сравнению с углублением (углублениями), проходящим (проходящими) в каждом из направлений вдоль окружности, при этом углубления, проходящие в обоих направлениях вдоль окружности, и по меньшей мере одно углубление, проходящее в осевом направлении, представляют собой единственные углубления на один шип.
Средние расстояния скольжения в условиях приложения тяговых усилий и во время передачи усилий торможения с ABS относительно велики, таким образом, при условиях передачи данных усилий каналы, образованные на поверхности льда шипами, являются самыми длинными. Поскольку шина может быть установлена на транспортном средстве в соответствии с двумя направлениями качения во время движения вперед, углубления, которые проходят в обоих направлениях вдоль окружности, имеют согласующуюся конструкцию. Шипы характеризуются в среднем короткими расстояниями скольжения по поверхности льда во время относительных перемещений, которые возникают в результате поперечного проскальзывания при передаче поперечных сил. Согласно настоящему изобретению по меньшей мере одно углубление, следовательно, проходит от шипа в осевом направлении, при этом по меньшей мере одно углубление, в случае нескольких углублений, в сумме имеет меньший объем для сбора по сравнению, в каждом случае, с углублением (углублениями), проходящим (проходящими) в одном из направлений вдоль окружности.
В случае, когда углубления имеют одинаковую конструкцию во всех направлениях, будет доступен слишком большой объем, и мощность трения резиновой поверхности будет уменьшена в слишком значительной степени. В случае углублений, выполненных согласно настоящему изобретению, объемы оптимально приспособлены к количествам ледяной крошки, которая образуется в результате различных относительных перемещений между шипом и обледенелым дорожным полотном.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения протектор выполнен таким образом, что он может быть установлен на транспортном средстве при любом желаемом положении оси и при любом желаемом направлении качения. В случае данного варианта осуществления преимущественно, если углубления, проходящие в осевом направлении, проходят, в каждой половине протектора, в каждом случае в направлении плечевой зоны шины, размещенной ближе всего к соответствующему шипу.
Дополнительный вариант осуществления настоящего изобретения предусматривает пневматическую шину транспортного средства, протектор которой имеет асимметричную конструкцию и имеет определенную внешнюю плечевую зону и определенную внутреннюю плечевую зону, и которая должна быть установлена на транспортном средстве таким образом, чтобы внешняя плечевая зона была размещена с внутренней стороны транспортного средства. В отношении характеристик поперечной управляемости данного варианта осуществления особенно преимущественно, если все углубления, проходящие в осевом направлении, проходят от каждого шипа в направлении внешней плечевой зоны.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения углубления, проходящие в обоих направлениях вдоль окружности, имеют большую длину протяженности по сравнению с углублением (углублениями), проходящим (проходящими) в осевом направлении. Следовательно, также возможно приспосабливать длину углублений к соответствующим расстояниям скольжения шипов при разных условиях нагрузки.
Посредством ряда предпочтительных конструкций углублений поддерживается или обеспечивается оптимальный уровень сбора и сброса ледяной крошки, которая образуется на льду. Эти конструкции включают углубление (углубления), проходящее (проходящие) в одном из направлений вдоль окружности, имеющее (имеющие), в случае нескольких углублений, в сумме объем, составляющий от 12 мм³ до 13,3 мм³. Дополнительная преимущественная мера в этом отношении заключается в том, что углубление (углубления), проходящее (проходящие) в осевом направлении, имеет (имеют), в случае нескольких углублений, в сумме объем, составляющий от 9,5 мм³ до 10,7 мм³.
Как уже было упомянуто, соответствующая длина углублений также имеет важность для оптимального сбора ледяной крошки. В этом контексте особенно преимущественно, если углубление (углубления), проходящее (проходящие) в одном из направлений вдоль окружности, имеет или имеют длину протяженности, составляющую от 4,9 мм до 5,2 мм, и, кроме того, если углубление (углубления), проходящее (проходящие) в осевом направлении, имеет или имеют длину протяженности, составляющую от 3,7 мм до 4,2 мм.
Также особенно предпочтительна конструкция, в которой углубления имеют, по меньшей мере по большей части их протяженности, глубину, составляющую от 0,5 мм до 1,0 мм.
Более того, особенно преимущественно, если углубления, которые проходят в обоих направлениях вдоль окружности, расположены попарно и зеркально симметрично относительно одной и той же оси симметрии, при этом ось симметрии предпочтительно проходит под углом, составляющим от -20° до 20°, относительно направления вдоль окружности.
Также предпочтительна конструкция, в которой углубления, которые проходят от шипа в осевом направлении, расположены попарно и зеркально симметрично относительно оси симметрии.
Особенно рациональным расположением углублений согласно настоящему изобретению является такое, где оси симметрии проходят перпендикулярно друг другу.
Дополнительные признаки, преимущества и подробности настоящего изобретения теперь будут описаны более подробно со ссылкой на чертежи, на которых схематически показаны иллюстративные варианты осуществления настоящего изобретения.
На чертежах:
на фиг. 1 показан вид сверху участка развернутого вида протектора пневматической шины транспортного средства с одним конструктивным вариантом исполнения согласно настоящему изобретению,
на фиг. 2 показан увеличенный вид сверху частичной области блока профиля,
на фиг. 3 показан разрез вдоль линии III-III на фиг. 2, и
на фиг. 4 показан вид сверху участка развернутого вида протектора пневматической шины транспортного средства с дополнительным конструктивным вариантом исполнения согласно настоящему изобретению.
Пневматические шины транспортного средства согласно настоящему изобретению представляют собой зимние шины для легковых автомобилей, фургонов или легких грузовиков, имеющие протекторы, которые не имеют предпочтительного направления качения. Настоящее изобретение может также быть использовано в случае шин с протекторами асимметричной конструкции, которые имеют разные конструкции профиля в половинах протектора, таким образом, протектор имеет одну боковую стенку, которая должна быть установлена с внешней стороны транспортного средства, когда шина установлена на транспортном средстве.
Каждый из протекторов, показанных на фиг. 1 и фиг. 4, имеет два ряда 1, 1' блоков на стороне плечевой зоны, при этом в каждом случае к ним примыкает один средний ряд 2, 2' блоков, и ленту 3 профиля в средней области протектора, которая проходит охватывающим образом в направлении вдоль окружности и которая отделена от средних рядов 2, 2' блоков в каждом случае одним окружным каналом 4, который проходит прямолинейно в показанных иллюстративных вариантах осуществления. В варианте осуществления, показанном на фиг. 1, лента 3 профиля проходит вдоль и симметрично относительно центральной линии протектора, и в варианте осуществления, показанном на фиг. 4, указанная лента профиля проходит со смещением относительно указанной центральной линии. В результате два средних ряда 2, 2' блоков имеют разные осевые длины протяженности, и протектор является «асимметричным», то есть он имеет определенную внешнюю плечевую зону A и определенную внутреннюю плечевую зону I. Шина, имеющая протектор указанного типа, должна быть установлена на транспортном средстве таким образом, чтобы внешняя плечевая зона A была размещена с внешней стороны транспортного средства.
Слегка дугообразные поперечные каналы 5, 5' проходят в обоих половинах протектора согласно вариантам осуществления, показанным на фиг. 1 и фиг. 4, при этом поперечные каналы проходят под углом, составляющим от 30° до 60°, относительно направления вдоль окружности в области, в которой они сообщаются с окружным каналом 4, и проходят, по существу, в осевом направлении в области конца стороны плечевой зоны. Блоки 6a, 6'a профиля рядов 1, 1' блоков стороны плечевой зоны отделены от блоков 6b, 6'b профиля соответствующего примыкающего среднего ряда 2, 2' блоков наклонными каналами 7, 7', которые проходят между поперечными каналами 5, 5', размещенными смежно в направлении вдоль окружности.
Как лента 3 профиля, так и блоки 6a, 6'a, 6b, 6'b профиля рядов 1, 1' и 2, 2' блоков снабжены канавками, которые, в частности, выполнены хорошо известным образом.
В блоках 6a, 6b, 6'a, 6'b профиля рядов 1, 1' и 2, 2' блоков дополнительно выполнено в каждом случае одно отверстие 8 для шипа, в котором вставлен и закреплен в каждом случае один шип 9, который состоит из корпуса шипа и стержня шипа хорошо известным образом. Каждое отверстие 8 для шипа имеет диаметр, приспособленный к соответствующему корпусу шипа.
1
На фиг. 2 показан вид сверху частичной области блока 6a профиля от левого ряда 1 блоков плечевой зоны, показанного на фиг. 1 и фиг. 4. Направление вдоль окружности протектора обозначено двойной стрелкой U. Ось шипа, которая проходит через центр шипа 9 и которая обозначена a, проходит в радиальном направлении.
1
1
Вокруг каждого шипа 9 или каждого отверстия 8 для шипа предусмотрены поверхностно выполненные удлиненные углубления, расположенные попарно - две пары углублений 10, 10' и одна пара углублений 11, 11' - которые служат в качестве карманов для сбора ледяной крошки, которая раскалывается по мере того, как шина катится по обледенелой нижерасположенной поверхности. Предпочтительно, в случае каждого шипа 9 углубления 10, 10' и 11, 11', относящиеся к паре, имеют согласующуюся конструкцию и ориентированы соответствующим образом. Одна пара углублений 10, 10' проходит в одном направлении вдоль окружности, отходя от шипа 9, и вторая пара углублений 10, 10' проходит в другом направлении вдоль окружности. В каждой паре углублений 10, 10' углубления 10, 10' имеют, в сумме, объем V, и каждое углубление 10, 10' имеет в каждом случае длину l.
2
2
1
2
1
2
1
2
1
2
Третья пара углублений 11, 11' проходит от шипа 9 в направлении самой близкой плечевой зоны шины, при этом указанные углубления 11, 11' имеют наименьшую длину l и, в сумме, меньший объем V. Длина l углублений 10, 10' составляет от 4,9 мм до 5,2 мм, и длина l углублений 11, 11' составляет от 3,7 мм до 4,2 мм, где l>l. Общий объем V углублений 10, 10' составляет от 12 мм³ до 13,3 мм³, и общий объем V углублений 11, 11' составляет от 9,5 мм³ до 10,7 мм³, так что V>V.
1
2
Объемы V и V углублений 10, 10' и 11, 11', таким образом, приспособлены к количествам ледяной крошки, которая образуется в результате различных относительных перемещений между шипом 9 и обледенелым дорожным полотном, углубления 10, 10' приспособлены к количествам ледяной крошки, которая образуется во время передачи тягового усилия и во время передачи усилий торможения с ABS, и углубления 11, 11' приспособлены к количествам ледяной крошки, которая образуется во время передачи поперечных сил. В конструктивном варианте исполнения, показанном на фиг. 1, углубления 11, 11' в каждой половине протектора проходят в каждом случае в направлении соответственно самой близкой плечевой зоны шины. В варианте осуществления, показанном на фиг. 4, все углубления 11, 11' проходят в направлении внешней плечевой зоны A.
1
1
Все углубления 10, 10', 11, 11', кроме того, имеют, по меньшей мере по большей части их протяженности, глубину T (фиг. 3), составляющую от 0,5 мм до 1,0 мм. Глубина T может увеличиваться или уменьшаться, в частности, непрерывно по длине протяженности углублений 10, 10', 11, 11'.
2
3
В показанных конструктивных вариантах исполнения все углубления 10, 10', 11, 11' примыкают к литой стержневой вставке, полученной в ходе вулканизации, причем между указанной литой стержневой вставкой и углублениями обычно образуется очень тонкая резиновая оболочка. Углубления 10, 10', 11, 11', которые принадлежат паре, выполнены и расположены зеркально симметрично относительно друг друга в отношении осей симметрии a и a, проходящих через центральную точку шипа на виде сверху.
2
2
3
2
В соответствии с их диаметральным расположением два углубления 10, 10', принадлежащие к паре, являются зеркально симметричными относительно одной и той же оси симметрии a. Ось симметрии a проходит, как проиллюстрировано, в направлении вдоль окружности или под углом, составляющим от -20° до 20°, относительно направления U вдоль окружности. Углубления 11, 11', расположенные попарно, проходят зеркально симметрично относительно друг друга в отношении оси симметрии a, которая в показанном предпочтительном варианте конструктивного исполнения проходит перпендикулярно оси симметрии a.
1
2
3
Углубления 10, 10', 11, 11', расположенные в каждом случае попарно, имеют в каждом случае взаимный зазор b, составляющий от 0,4 мм до 0,6 мм, в частности, 0,5 мм, на своих внутренних концевых областях, смежных с шипом 9, причем в показанном конструктивном варианте исполнения взаимный зазор непрерывно увеличивается в сторону наружных концевых областей углублений 10, 10', 11, 11' в каждом случае до 1,0 мм, в частности, до 0,5 мм. Сами углубления 10, 10', 11, 11' имеют в каждом случае ширину b, составляющую от 1,0 мм до 1,5 мм, в частности, 1,25 мм, на своих внутренних концевых областях, расположенных на шипе 9, причем наибольшая ширина b указанных углублений на их наружных концевых областях составляет от 1,5 мм до 2,5 мм.
1
2
В другом конструктивном варианте исполнения, который не показан, вместо пар в каждом случае предусмотрено только одно углубление, причем указанные углубления имеют объемы V и V, аналогичные вышеописанному варианту осуществления. Внешняя форма углублений может также отличаться от показанной.
Список ссылочных позиций
1, 1' Ряд блоков
2, 2' Ряд блоков
3 Лента профиля
4 Окружной канал
5, 5' Поперечный канал
6a, 6b, 6'a, 6'b Блок профиля
7, 7' Наклонный канал
8 Отверстие для шипа
9 Шип
10, 10', 11, 11' Углубление
1
a Ось шипа
2
3
a, a Ось симметрии
1
b Зазор
2
b Ширина
3
b Ширина
1
2
l, l Длина
1
T Глубина
R Радиальное направление
U Направление вдоль окружности
1
2
V, V Объем