ШИНА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
AUTOMOTIVE TIRE

Настоящее изобретение относится к шине транспортного средства, содержащей изнашивающуюся поверхность, предназначенную для контакта с поверхностью опоры при качении, причем в эту изнашивающуюся поверхность вмонтированы шипы.
Шина транспортного средства имеет изнашивающуюся поверхность, которая находится в контакте с опорой, например с дорогой. На изнашивающейся поверхности шин для нормальной эксплуатации сформирован рельеф изнашивающейся поверхности, содержащий канавки, идущие в различных направлениях и на различные глубины, а также элементы рисунка различных форм и размеров. Назначение протекторного рисунка изнашивающейся поверхности - обеспечить настолько хороший и плотный контакт с поверхностью дороги/опоры, насколько это возможно для повышения управляемости и безопасности транспортного средства в различных условиях. Используя протекторный рисунок, можно также улучшить другие эксплуатационные характеристики шины, такие как шум качения шины и ходовые характеристики.
В условиях особенно скользкой дороги, когда характеристики сцепления с дорогой обычных шин уже не достаточны, в дополнение к протекторному рисунку, в качестве одного из известных средств повышения сцепления с дорогой и управляемости используются вмонтированные в шину шипы. Такого рода условия скользкой дороги возникают, например, при обледенении полотна или наличии снежного покрова и т.п. В шипованных шинах обычно используются металлические шипы по причине их хороших характеристик сцепления с дорогой и износостойкости. Однако металлические шипы имеют тот недостаток, что они вызывают износ дорожного полотна на бесснежных/свободных ото льда участках дороги (например, в городах, на автострадах и на дорогах большой грузонапряженности), кроме того, шипованные шины создают шум качения. В опубликованных патентах, известных из уровня техники, сделаны попытки устранения упомянутых недостатков.
В документе KR 100892294 раскрыто решение, направленное на предотвращение повреждения дорожного полотна и на уменьшение шума качения шины. Это решение предусматривает шип, который установлен в гнездо, на дне которого имеется отдельный амортизатор. Этот амортизатор, например пружина, прогибается под нагрузкой, когда шип ударяется в дорожное полотно.
В документе KR 20100065957 раскрыто решение, содержащее шип, который установлен в отдельной раме. Внутри рамы помещен эластомер для подпружинивания шипа.
Из уровня техники известен также документ WO 2011057834. В этом документе раскрыто строение протекторного рисунка вокруг шипа. Шип окружен выемкой, на краю которой гребень чуть выше нормальной изнашивающейся поверхности. Назначение выемки в том, чтобы она работала как ледосборник, или пространство, в котором лед или снег собирается из зоны вокруг шипа. Вокруг внешнего края выемки идет приподнятая уплотняющая стенка, которая предотвращает выход льда из выемки в пространство между изнашивающейся поверхностью и дорогой.
В документе EP 2165859 раскрыты рисунки изнашивающейся поверхности, образованные вокруг шипа. Кольцевые узоры состоят из нескольких возвышений/выступов, образующих прерывистое кольцо вокруг шипа. Цель этого предложения - улучшение обзора мест установки вмонтированных шипов, а также повышение сохранности установленных шипов.
Известные технологические решения имеют ряд недостатков. Один недостаток состоит, например, в том, что предложения документов KR 100892294 и KR 20100065957 содержат отдельные гибкие части или конструкции, вследствие чего строение шипов шипованной шины становится усложненным. Такие решения увеличивают издержки производства и затраты рабочего времени, а характеристики качества и долговечности таких шипов ниже из-за усложненности их конструкции и износа подвижных частей. Кроме того, сцепление с дорогой и ходовые характеристики шипованных шин, снабженных шипами, содержащими гибкие конструкции, несравнимы с характеристиками шипованных шин, содержащих неподвижно закрепленные шипы.
Строения протекторного рисунка вокруг шипов в документах WO 2011057834 и EР 2165859 не направлены на уменьшение шума качения шины или уменьшение износа дорожного полотна или шипов, или износа изнашивающейся поверхности шины, поэтому они не рассматриваются, так как не имеют значения в данном контексте.
Кроме того, из уровня техники известна публикация финской патентной заявки FI 20060061, в которой раскрыт изнашивающийся слой подлежащей ошиповке шины транспортного средства, содержащий зоны индикаторов износа, с помощью которых пользователь транспортного средства может непосредственно видеть, произошло ли уже «облысение» шины. Зоны индикаторов износа окружают гнезда шипов, и в высоту этих зон, помимо прочего, входят в качестве индикаторов износа тонкие канавки/тонкие ребра, по износу которых можно видеть, произошло ли уже облысение шины, и тем самым достигается постоянство эксплуатационных характеристик. То есть индикаторы износа работают как визуальные индикаторы вокруг шипов. Однако конструкция индикаторов износа такова, что они не снижают ни шум качения шины, ни износы шипов, изнашивающейся поверхности шины или дорожного полотна.
Таким образом, предложения вышеупомянутых публикаций не устраняют упомянутых недостатков с достаточной эффективностью. Металлические шипы, используемые в шипованных шинах, вызывают износ дорожного полотна на участках дороги, свободных от снега и льда. Кроме того, износ дорожного полотна вместе с износом металлических шипов увеличивают создаваемое движением загрязнение, которое снижает качество воздуха. Далее, шины, снабженные металлическими шипами, создают шум качения вследствие ударов и контакта шипов с дорожным полотном.
Одна из задач настоящего изобретения заключается в том, чтобы ослабить влияние недостатков известных шипованных шин. Одна из задач настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить шину, которая амортизирует удары шипа о дорогу. Другая из задач настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить решение, которое снижает износ дорожного полотна, вызванный шипами. Кроме того, одна из задач заключается в том, чтобы предложить решение, которое снижает износ шипов, а также износ изнашивающейся поверхности в процессе эксплуатации. Далее, одна из задач настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить решение, которое снижает износ изнашивающейся поверхности шины. Кроме того, задача настоящего изобретения заключается в уменьшении шума качения шины, штатно создаваемого применением шипованных шин, и в стабилизации контакта шипа с дорожным полотном при движении.
Вышеописанные недостатки могут быть устранены и вышеупомянутые задачи решены использованием предложений согласно настоящему изобретению, отличающемуся признаками, которые представлены в отличительной части независимого п.1 формулы изобретения. В этом случае изнашивающаяся поверхность содержит, в дополнение к другим элементам протекторного рисунка, амортизационную зону вокруг шипа, содержащую выступы изнашивающейся поверхности, высота которых над изнашивающейся поверхностью не превышает высоты самой дальней выступающей точки вершины шипа, если смотреть в радиальном направлении шины, причем эта амортизационная зона сформирована так, что она амортизирует удары или контакт шипа с дорожным полотном посредством восприятия части нагрузки, распределенной по площади поверхности вершины шипа, и посредством осаживания, или регулирования, выступа шипа в радиальном направлении шины за крайнюю внешнюю часть изнашивающейся поверхности, а также сформирована так, что распределение масс/объемов частей амортизационной зоны более чем на 50% сосредоточено перед шипом в направлении вращения шины.
В одном из решений согласно настоящему изобретению предлагается шина транспортного средства, содержащая изнашивающуюся поверхность, предназначенную для контакта с опорой при качении по опоре, причем в эту изнашивающуюся поверхность вмонтированы шипы, и при этом изнашивающаяся поверхность содержит, в дополнение к другим элементам протекторного рисунка, амортизационную зону вокруг шипа, содержащую выступы изнашивающейся поверхности, высота которых над изнашивающейся поверхностью не превышает высоты самой дальней выступающей точки вершины шипа, если смотреть в радиальном направлении шины, причем эта амортизационная зона сформирована так, что она амортизирует удары или контакт шипа с дорожным полотном посредством восприятия части нагрузки, распределенной по площади поверхности вершины шипа, и посредством осаживания, или регулирования, выступа шипа в радиальном направлении шины за крайнюю внешнюю часть изнашивающейся поверхности, а также сформирована так, что распределение масс/объемов частей амортизационной зоны сосредоточено предпочтительно более чем на 50%, или даже более предпочтительно на 75%, или даже более чем на 90%, перед шипом в направлении вращения шины.
Выступы амортизационной зоны могут образовывать шейку, окружающую шип, или вытянутые гребни, расположенные вокруг шипа, или комбинации этих элементов. Шейка вокруг шипа может быть любой формы, например, какой-либо из известных геометрических форм, или комбинацией этих форм, и/или шейка может образовывать рисунок или часть рисунка. Шейка окружает шип либо частично, либо полностью, вследствие чего шейка может образовывать или замкнутую петлю, или петлю, остающуюся разомкнутой вокруг шипа.
Вытянутые гребни амортизационной зоны могут быть прямыми, изогнутыми или закручивающимися. Эти гребни могут располагаться по отдельности, но предпочтительно гребни располагаются по нескольку в ряд, вблизи друг от друга, с равными или неравными промежутками. Гребни могут быть различных длин или той же длины, что и соседние гребни. Гребни располагаются или внутри, или снаружи шейки при условии, что амортизационная зона также содержит шейку или шейки. Гребни амортизационной зоны могут образовывать рисунок или часть рисунка. Гребни могут, таким образом, располагаться по всей площади амортизационной зоны или только на части амортизационной зоны.
Амортизационная зона сформирована так, что она амортизирует удары шипа о дорогу, распределяя часть нагрузки, действующей на площадь поверхности вершины шипа, на части, образующие амортизационную зону. В дополнение к этому, когда амортизационная зона, окружающая шип, ударяется о дорожное полотно, она подкрепляет и/или подпирает участок изнашивающейся поверхности и шип. В дополнение к этому, амортизационная зона уменьшает и/или регулирует выступ шипа за крайнюю внешнюю точку поверхности шины так, что регулируется проникновение вершины шипа в дорожное полотно. В этом случае, когда шип ударяется о дорожное полотно, удар шипа больше самортизирован и контакт более постоянен. В контексте данной заявки поглощение/амортизация относится не только к шуму, создаваемому в контакте, но также к ударам и к давлению, возникающему в контакте. В этом случае нагрузка на шип снижается и снижается износ шипа, а также износ дорожного полотна. Используя решение согласно настоящему изобретению, износ дорожного полотна можно снизить приблизительно даже на 10%. Кроме того, шип, в свою очередь, защищает окружающую амортизационную зону и снижает износ, по меньшей мере, участка амортизационной зоны. Особенность и преимущество амортизационной зоны заключаются также в том, что амортизационная зона изнашивается параллельно остальной части протекторного рисунка.
Особенность амортизационной зоны, в первую очередь, состоит в том, что она ниже шипа, чтобы амортизационная зона не исключала или не ослабляла нормальной работы шипа. Амортизационная зона и/или шейка и гребни амортизационной зоны могут окружать шип со всех сторон или только частично, но для работы амортизационной зоны самая существенная часть та, которая ударяется о дорожное полотно перед шипом в контакте при качении, или, другими словами, расположена перед шипом, когда шина катится вперед при обычном движении. Поэтому предпочтительно располагать части амортизационной зоны так, чтобы распределение масс/объемов частей было сосредоточено непосредственно перед шипом в направлении вращения шины, вследствие чего большинство частей амортизационной зоны ударяются о дорожное полотно перед шипом. В дополнение к такому асимметричному расположению частей эти части могут располагаться иным способом асимметрично относительно шипа. Если амортизационная зона окружает шип только частично, то в этом случае части амортизационной зоны предпочтительно располагаются перед шипом, ударяясь о дорожное полотно перед шипом при обычном движении. В соответствии с работой амортизационной зоны части амортизационной зоны можно также располагать в конфигурации, вытянутой в направлении движения шины по сторонам шипа, а также, возможно, сзади шипа.
Работа зоны основана на том, что шейка и/или гребни сформированы достаточно тонкими, вследствие чего при контакте с дорожным полотном они упруго изгибаются и отжимаются друг к другу и в стороны. Между гребнями имеется промежуток или зазор, вследствие чего гребни имеют свободное пространство для упругой деформации, когда они прижимаются к дороге. В этом случае износ частей амортизационной зоны значительно снижается. В дополнение к этому износ частей амортизационной зоны снижает защиту, которую шип дает частям амортизационной зоны. Если бы участок, покрытый гребнями амортизационной зоны, был сформирован из отдельной части рисунка, то в этом случае износ этой части рисунка шел бы значительно быстрее и результаты, которых позволяет достичь настоящее изобретение, не были бы получены.
В другом решении согласно настоящему изобретению предлагается шина транспортного средства, содержащая изнашивающуюся поверхность, предназначенную для контакта с опорой при качении по опоре, причем в эту изнашивающуюся поверхность вмонтированы шипы, и при этом изнашивающаяся поверхность содержит, в дополнение к другим элементам протекторного рисунка, амортизационную зону, которая сформирована из шейки и вытянутых гребней, окружающих шип, при этом высота шейки и гребней над изнашивающейся поверхностью не превышает высоты самой дальней выступающей точки вершины шипа, если смотреть в радиальном направлении шины, причем эта амортизационная зона сформирована так, что она амортизирует удары или контакт шипа с дорожным полотном посредством восприятия части нагрузки, распределенной по площади поверхности вершины шипа, и посредством осаживания или регулирования выступа шипа в радиальном направлении шины за крайнюю внешнюю часть изнашивающейся поверхности.
В одном из решений согласно настоящему изобретению упомянутые гребни могут также быть сформированы так, что они соединяются с шейкой, вследствие чего образуют однородный и единый рисунок. В другом решении согласно настоящему изобретению амортизационная зона может быть образована из двух или нескольких фигур в форме колец или эллипсов, расположенных эксцентрично друг на друге.
В одном из решений согласно настоящему изобретению амортизационная зона образует форму или рисунок, окружающие шип. Этот рисунок сформирован или одной шейкой, или шейкой вместе с гребнями, относящимися к амортизационной зоне. В дополнение к шейке и гребням, наряду с ними, в рисунке амортизационной зоны могут также быть другие части, относящиеся к рисунку и образующие рисунок; это части рисунка изнашивающейся поверхности. Углы контуров амортизационной зоны могут быть скруглены.
В одном из решений согласно настоящему изобретению может быть несколько шеек амортизационной зоны. Амортизационная зона может быть образована вокруг шипа так, что шип оказывается окружен по меньшей мере двумя, предпочтительно 2-8 шейками или даже более предпочтительно 3-6 шейками. Упомянутые шейки образуются из кольцевых шеек, расположенных послойно и эксцентрично относительно друг друга. Форма шеек может быть круглой, овальной, эллиптической, прямоугольной, в виде параллелограмма, трапезоида, треугольника, звезды или многоугольника, или комбинации вышеуказанных форм. Упомянутые шейки располагаются относительно шипа так, что они образуют распределение массы/объема амортизационной зоны, сосредоточенное более чем на 50% перед шипом.
Амортизационная зона может образовывать рисунок, который напоминает или воспроизводит, например, медвежью лапу, или лапу другого хищника, или след, оставленный лапой. Возможны также любые другие рисунки. Другие рисунки или формы амортизационной зоны могут быть, например, геометрическими фигурами: круглом, овалом, прямоугольником, параллелограммом, трапезоидом, треугольником, звездой или многоугольником, или комбинацией вышеуказанных фигур. Когда амортизационная зона образует рисунок медвежьей лапы, этот рисунок формируется из контуров, обрисовывающих шейку, из гребней, дополняющих рисунок, и из других частей рисунка, которые образуют часть, воспроизводящую когти медвежьей лапы. Соответственно, иначе сформированные рисунки могут включать дополнительные части рисунка.
Вообще говоря, высота шейки амортизационной зоны, замеренная от изнашивающейся поверхности, может быть 0,1-2 мм, предпочтительно 0,2-1 мм и еще более предпочтительно 0,2-0,5 мм. Однако высота шейки не настолько велика, чтобы она ослабляла или полностью исключала нормальную работу шипа. Форма поперечного сечения шейки и гребней амортизационной зоны может быть любой. В общем случае, в качестве формы поперечного сечения могут быть использованы различные виды правильных и неправильных геометрических фигур, например прямоугольники, ромбы, треугольники, параллелограммы, трапезоиды, многоугольники, круглые или овальные формы или комбинации вышеуказанных форм. Ширина поперечного сечения шейки и гребней может быть 0,1-25 мм, и их ширина в различных местах может меняться в пределах этого диапазона.
В одном из вариантов осуществления распределение масс/объемов частей амортизационной зоны сосредоточено так, что в направлении вращения шины приблизительно 2/3 масс/объемов расположено перед шипом и приблизительно 1/3 - за шипом. В этом случае амортизационный эффект особенно высок, однако без снижения эффективности шипа в его собственно противоскользящем назначении.
В дополнение к амортизационной зоне в изнашивающейся поверхности шины могут быть также другие элементы протекторного рисунка, известные и обычно присутствующие в шипованных, или зимних, шинах. Кроме того, шипы, используемые в решениях согласно настоящему изобретению, могут быть любыми шипами, известными из уровня техники.
Ниже предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения описываются более подробно со ссылкой на сопроводительные фигуры.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На Фиг.1 показан иллюстративный пример одного из вариантов осуществления амортизационной зоны.
На Фиг.2 также показана амортизационная зона ФИГ. 1 на виде сверху.
На Фиг.3a показан иллюстративный пример другого варианта осуществления амортизационной зоны.
На Фиг.3b показан иллюстративный того же типа пример варианта осуществления амортизационной зоны, содержащей круглый шип.
На Фиг 4 показан иллюстративный пример одного из вариантов осуществления амортизационной зоны.
На Фиг.1 и 2 показан пример шины транспортного средства, содержащей изнашивающуюся поверхность, предназначенную для контакта с опорой при качении по опоре, причем в эту изнашивающуюся поверхность вмонтированы шипы. Изнашивающаяся поверхность содержит, в дополнение к другим элементам протекторного рисунка, амортизационную зону 1 вокруг шипа 2. Для ясности на Фиг.1 показана только амортизационная зона и ее части, так как различные конструкции шипованных шин широко известны. Амортизационная зона 1 содержит выступы или гребни 5, 6 изнашивающейся поверхности, высота которых от изнашивающейся поверхности не превышает высоты самой дальней выступающей точки вершины 3 шипа, если смотреть в радиальном направлении шины, причем эта амортизационная зона сформирована так, что она амортизирует удары или контакт шипа 2 с дорожным полотном посредством восприятия части нагрузки, распределенной по площади поверхности вершины 3 шипа, и посредством осаживания, или регулирования, выступа шипа в радиальном направлении шины за крайнюю внешнюю часть изнашивающейся поверхности. Гребни располагаются в двух направлениях перпендикулярно друг другу. Между гребнями 5 существует зазор, вследствие чего гребни имеют свободное пространство для упругой деформации, когда они прижимаются к дороге. Распределение масс/объемов гребней 5 относительно шипа таково, что массы/объемы сосредоточены более чем на 50% перед шипом при штатном движении, вследствие чего большая часть зоны ударяются о дорожное полотно перед шипом.
На Фиг.3a показан вариант осуществления настоящего изобретения, содержащий амортизационную зону 1, которая расположена целиком перед шипом 2. Вершина 3 шипа - ромбовидной формы, а верхний колпачок рамной части шипа - 8-гранный и удлиненной формы в направлении, поперечном относительно направления вращения шины и направления движения. Амортизационная зона 1 сформирована одиночным гребнем 5.
На Фиг.3b показан один из вариантов осуществления того же типа, что и на ФИГ.3a, но амортизационная зона сформирована в сочетании с круглым шипом.
На Фиг.4 показан вид амортизационной зоны, образованной шейками 4, которые сформированы вокруг шипа 2 так, что шип оказывается окружен по меньшей мере двумя, предпочтительно 2-8 шейками или еще более предпочтительно 3-6 шейками. Упомянутые шейки 4 располагаются относительно шипа так, что образуют распределение массы/объема амортизационной зоны, сосредоточенное более чем на 50% перед шипом.
Вариант осуществления по Фиг.4 может, в дополнение к вышесказанному, быть реализован так, чтобы амортизационная зона содержала, в дополнение к шейкам, гребни 5. Шейка или гребни могут также располагаться на вершине гребней, или между ними, или вокруг них.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления шейка и гребни амортизационной зоны могут быть более 0,1-2 мм в высоту, при замере от изнашивающейся поверхности, предпочтительно 0,2-1 мм и еще более предпочтительно 0,2-0,6 мм, при замере от изнашивающейся поверхности.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления шейка или гребни амортизационной зоны имеют ширину 0,1-25 мм, и их ширина может меняться в пределах этого диапазона.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления амортизационная зона вокруг шипа является круглой, овальной, прямоугольной, имеющей форму параллелограмма, трапезоида, треугольника, звезды или многоугольника, или представляет собой комбинацию вышеуказанных форм.
Кроме того, в дополнение к вышеописанным вариантам осуществления, в качестве шипов - и в дополнение к шипам, представленным в примерах, - могут быть также использованы шипы, которые по форме и конструкции соответствуют шипам, известным из уровня техники.
Настоящее изобретение и различные варианты его осуществления не ограничены примерами вариантов осуществления, представленными выше. Отдельные представленные особенности могут входить в решение согласно настоящему изобретению независимо от других представленных отдельных особенностей. Выражения формулы изобретения, раскрывающие отличительные особенности, являются открытыми в том смысле, что представленные отличительные особенности не исключают из решения такие отличительные особенности, которая не представлены в независимых или зависимых пунктах формулы изобретения.
Перечень номеров позиций для ссылок:
1 - Амортизационная зона
2 - Шип
3 - Вершина шипа
4 - Шейка амортизационной зоны
5 - Гребни амортизационной зоны
6 - Части рисунка