ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ШИНЫ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
PNEUMATIC TIRES OF VEHICLE

Настоящее изобретение относится к пневматической шине транспортного средства, имеющей протектор с направленным рисунком и с выступами профиля, например, рядами блоков профиля или лент профиля, которые отделены друг от друга каналами, например, окружными каналами, поперечными каналами, наклонными каналами и т. п., причем выступы профиля снабжены шипами, расположенными в отверстиях для шипов, и при этом вокруг каждого шипа в выступе профиля выполнены неглубокие и удлиненные углубления с разными объемами и разными длинами протяженности в качестве карманов для сбора ледяной крошки, которая образуется при царапании шипом по льду, таким образом, что они проходят по меньшей мере в обоих направлениях по 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. 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, к каждому из концов которых примыкает короткий прямой участок, который сообщается в каждом случае с поперечным каналом, который ограничивает блок профиля.
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, 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 протектора, поскольку углубления с чрезмерно большой площадью 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 с направленным протектором 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.
Заявленная цель достигается согласно настоящему изобретению тем, что углубление (углубления), которое (которые) проходит (проходят) от шипа в направлении качения во время движения вперед, имеет или имеют, в случае нескольких углублений в сумме наибольший объем.
Средние расстояния скольжения являются наибольшими в условиях приложения тяговых усилий, вследствие чего каналы, образованные на поверхности льда, являются самыми длинными во время передачи тягового усилия. То углубление или те углубления для сбора ледяной крошки, которое (которые) первым входит (входят) в пятно контакта с грунтом во время качения пневматической шины транспортного средства во время движения вперед, вследствие этого, выполнено или выполнены согласно настоящему изобретению с наибольшим объемом. Углубление (углубления), которое (которые) проходит (проходят) от шипа в направлении качения во время движения вперед, предпочтительно также имеет или имеют наибольшую длину (длины) протяженности.
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 проходит от шипа наружу в направлении плечевой зоны шины, расположенной ближе всего к шипу, причем указанное по меньшей мере одно углубление, в случае нескольких углублений, имеет в сумме наименьший объем из всех углублений. Указанное углубление предпочтительно также имеет наименьшую длину протяженности.
Расстояния скольжения шипа в условиях передачи тормозного усилия ABS в среднем короче, чем в условиях приложения тягового усилия. Следовательно, углубление (углубления), которое (которые) проходит (проходят) от шипа против направления качения во время движения вперед, имеет или имеют, в случае нескольких углублений, в сумме объем, который меньше объема углубления (углублений), которое (которые) проходит (проходят) от шипа в направлении качения во время движения вперед, но который больше объема углубления (углублений), которое (которые) проходит (проходят) от шипа наружу в направлении плечевой зоны шины, расположенной ближе всего к шипу. Указанное углубление (углубления) имеет или имеют, в частности, длину протяженности, которая меньше длины протяженности углубления (углублений), которое (которые) проходит (проходят) от шипа против направления качения во время движения вперед, но которая больше длины протяженности углубления (углублений), которое (которые) проходит (проходят) наружу в направлении плечевой зоны шины, расположенной ближе всего к шипу.
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.
3
3
В особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения углубление (углубления), которое (которые) проходит (проходят) от шипа в направлении качения во время движения вперед, имеет или имеют объем от 12,0 мм³ до 13,3 мм³. Углубление (углубления), которое (которые) проходит (проходят) наружу в направлении плечевой зоны шины, расположенной ближе всего к шипу, предпочтительно имеет или имеют объем от 9,5 мм до 10,7 мм. Кроме того, объем углубления (углублений), которое (которые) проходит (проходят) от шипа против направления качения во время движения вперед, предпочтительно составляет от 10,7 мм³ до 12,0 мм³.
Варианты осуществления, в которых углубление (углубления), которое (которые) проходит (проходят) от шипа в направлении качения во время движения вперед, имеет или имеют длину протяженности от 4,9 мм до 5,2 мм, являются особенно преимущественными и предпочтительными, причем, кроме того, углубление (углубления), которая (которые) проходит (проходят) наружу в направлении плечевой зоны шины, расположенной ближе всего к шипу, имеет или имеют длину протяженности от 3,7 мм до 4,2 мм. Длина протяженности углубления (углублений), которое (которые) проходит (проходят) от шипа против направления качения во время движения вперед, составляет от 4,2 мм до 4,7 мм.
Другие предпочтительные варианты осуществления углубления (углублений) способствуют достижению вышеупомянутых эффектов согласно настоящему изобретению. В этом контексте целесообразным является, если углубления, по меньшей мере по большей части их протяженности, имеют глубину от 0,5 мм до 1,0 мм. Еще одна мера заключается в размещении углублений, которые проходят в направлении и против направления качения, попарно и зеркально симметрично относительно одной и той же оси симметрии, причем ось симметрии проходит под углом от -20° до 20° относительно направления вдоль окружности.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления изобретения пара углублений проходит от шипа наружу в направлении плечевой зоны шины, расположенной ближе всего к шипу, причем углубления также расположены зеркально симметрично относительно оси симметрии. Вышеупомянутые оси симметрии походят перпендикулярно или по существу перпендикулярно друг другу.
Дополнительные признаки, преимущества и подробности настоящего изобретения теперь будут описаны более подробно со ссылкой на графические материалы, на которых схематически показан один иллюстративный вариант осуществления настоящего изобретения. На фигурах:
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, и
на фиг. 3 показан разрез вдоль линии III-III на фиг. 2.
Пневматические шины транспортного средства согласно настоящему изобретению представляют собой зимние шины для легковых автомобилей, фургонов или легких грузовиков с направленными протекторами.
Протектор, показанный на фиг. 1, имеет два ряда 1 блоков на стороне плечевой зоны, при этом в каждом случае к ним примыкает один средний ряд 2 блоков, и ленту 3 профиля в центральной области протектора, которая проходит охватывающим образом в направлении вдоль окружности и которая отделена от средних рядов 2 блоков в каждом случае одним окружным каналом 4, который проходит прямолинейно в показанном иллюстративном варианте осуществления.
Поперечные каналы 5, которые в целом проходят в виде стрелок от краев протектора к окружным каналам 4, придают протектору вышеупомянутый направленный рисунок. Поперечные каналы 5, которые слегка изогнуты на виде сверху в показанном иллюстративном варианте осуществления, предпочтительно проходят под углом от 30° до 60° относительно направления вдоль окружности в области, в которой они сообщаются с окружными каналами 4, и проходят, по существу, в осевом направлении в области конца стороны плечевой зоны. Блоки 6а профиля рядов 1 блоков стороны плечевой зоны отделены от блоков 6b профиля соответствующего примыкающего среднего ряда 2 блоков наклонными каналами 7, которые проходят между поперечными каналами 5, расположенными смежно в направлении вдоль окружности.
Шина с этим протектором устанавливается на транспортном средстве таким образом, что во время движения вперед те концы поперечных каналов 5, которые расположены внутри протектора, первыми входят в пятно контакта с грунтом. В принципе возможен вариант, в котором пневматические шины транспортного средства согласно настоящему изобретению имеют протекторы, который обладают направленным рисунком с некоторой другой конфигурацией.
Лента 3 профиля и блоки профиля рядов 1 и 2 блоков снабжены канавками, которые, в частности, выполнены хорошо известным образом.
В блоках 6a, 6b профиля рядов 1 и 2 блоков дополнительно выполнено в каждом случае одно отверстие 8 для шипа, в котором вставлен и закреплен 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 области блока 6а профиля от правого ряда 1 блоков плечевой зоны, показанного на фиг. 1. Направление вдоль окружности протектора обозначается двойной стрелкой, обозначенной «U», и сторона изображенной области, которая обращена к ближайшей плечевой зоне шины, обозначается «A». Ось шипа, которая проходит через центр шипа 9 и обозначается a, проходит в радиальном направлении. Та часть блока 6а профиля, которая при установленной шине первой входит в контакт с нижерасположенной поверхностью во время движения вперед, обозначается «V».
Вокруг каждого шипа 9 или каждого отверстия 8 для шипа предусмотрены поверхностно выполненные удлиненные углубления 10, 10', 11, 11', 12, 12', которые расположены попарно и которые служат в качестве карманов для сбора ледяной крошки, которая раскалывается по мере того, как шина катится по обледенелой нижерасположенной поверхности.
1
1
2
2
3
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
3
3
3
3
3
3
Углубления 10, 10', принадлежащие паре, углубления 11, 11' и углубления 12, 12' в каждом случае имеют соответствующую конструкцию. Углубления 10, 10' проходят от шипа 9 в направлении вдоль окружности, в частности, в направлении качения во время движения вперед и имеют наибольшую длину l и, в сумме, наибольший объем V. Углубления 10, 10' расположены по существу диаметрально противоположно углублениям 11, 11' таким образом, что они отделены отверстием 9 для шипа, поэтому проходят от шипа 9 против направления качения, имеют вторую наибольшую длину l и, в сумме, второй по величине объем V. Третья пара углублений 12, 12' проходит от шипа 9 в направлении плечевой зоны A шины, причем эти углубления 12, 12' имеют наименьшую длину l и, в сумме, наименьший объем V из всех пар углублений. Длина l углублений 10, 10' составляет от 4,9 мм до 5,2 мм, длина l углублений 11, 11' составляет от 4,2 мм до 4,7 мм, и длина l углублений 12, 12' составляет от 3,7 мм до 4,2 мм, где l > l > l. Общий объем V углублений 10, 10' составляет от 12 мм до 13,3 мм, общий объем V углублений 11, 11' составляет от 10,7 мм до 12 мм, и общий объем V углублений 12, 12' составляет от 9,5 мм до 10,7 мм, где V > V > V.
1
2
3
Объемы V, V, V углублений 10, 10', 11, 11', 12, 12' оптимально приспособлены к количествам ледяной крошки, которая образуется в результате различных относительных перемещений между шипом 9 и обледенелым дорожным полотном, углубления 10, 10' оптимально приспособлены к количествам ледяной крошки, которая образуются во время передачи тягового усилия, углубления 11, 11' оптимально приспособлены к количествам ледяной крошки, которая образуются во время торможения с ABS, и углубления 12, 12' оптимально приспособлены к количествам ледяной крошки, которая образуется при передаче поперечных сил.
1
1
Кроме того, все углубления 10, 10', 11, 11', 12, 12', по меньшей мере по большей части их протяженности, имеют глубину Т (фиг. 3) 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, 12, 12'.
2
3
В показанном конструктивном варианте исполнения все углубления 10, 10', 11, 11', 12, 12' 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' и 12, 12', 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
3
В соответствии с их диаметральным расположением два углубления 10, 10' и 11, 11', расположенные попарно, являются зеркально симметричными относительно одной и той же оси симметрии a. Ось симметрии a проходит предпочтительно под углом α от -20° до 20° относительно направления вдоль окружности U, причем в показанном варианте осуществления углубления 10, 10' наклонены в направлении плечевой зоны A шины. Углубления 12, 12', расположенные попарно, проходят зеркально симметрично относительно друг друга в отношении оси симметрии a, которая в предпочтительном показанном конструктивном варианте исполнения проходит перпендикулярно оси симметрии a, причем a может отклоняться от указанной перпендикулярной конфигурации на угол от -20° до 20°.
1
2
3
Углубления 10, 10', 11, 11', 12, 12', расположенные в каждом случае попарно, имеют в каждом случае взаимный зазор b 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, 12, 12' в каждом случае до 1,0 мм, в частности, до 0,5 мм. Сами углубления 10, 10', 11, 11', 12, 12' имеют в каждом случае ширину b 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
3
В каждой половине протектора углубления 10, 10', 11, 11', 12, 12' расположены таким образом, что по отношению к положению соответствующего шипа 9 углубление (углубления) 10, 10' с наибольшим объемом V проходит (проходят) в направлении качения во время движения вперед, углубление (углубления) 11, 11' со вторым наибольшим объемом V расположено или расположены по существу диаметрально противоположно вышеупомянутому углублению (углублениям), и углубление (углубления) 12, 12' с наименьшим объемом V, проходит (проходят) в направлении ближайшего края протектора.
1
2
3
В другом конструктивном варианте исполнения, который не показан, вместо пар в каждом случае предусмотрено только одно углубление, причем упомянутые углубления имеют объемы V, V, V, аналогичные вышеописанному варианту осуществления. Внешняя форма углублений может отличаться от показанной.
Список ссылочных позиций
1 Ряд блоков
2 Ряд блоков
3 Лента профиля
4 Окружной канал
5 Поперечный канал
6a, 6b Блок профиля
7 Наклонный канал
8 Отверстие для шипа
9 Шип
10, 10', 11, 11', 12, 12' Углубление
1
a Ось шипа
2
3
a, a Ось симметрии
1
b Зазор
2
b Ширина
1
2
3
l, l, l Длина
1
T Глубина
R Радиальное направление
U Направление вдоль окружности
1
2
3
V, V, V Объем
α Угол