Результат интеллектуальной деятельности: ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА ДЛЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

Изобретение относится к пневматической шине для транспортных средств, в частности, для использования в зимних условиях вождения, содержащей протектор с позитивными профилями, например протекторными шашками или протекторными лентами, которые отделены друг от друга окружными желобками, поперечными желобками и т.п., при этом каждый из позитивных профилей снабжен множеством узких щелевидных канавок, которые проходят по меньшей мере, по существу, параллельно друг другу и по меньшей мере, по существу, в поперечном направлении протектора, и взаимно противоположные стенки которых содержат выступы и углубления, которые соответствуют друг другу.

Пневматическая шина для транспортных средств подобного типа известна из ЕР-А-0945248. Протектор данной шины снабжен щелевидными канавками, при этом одна стенка щелевидной канавки содержит множество возвышенных участков в форме пирамиды, непосредственно прилегающих друг к другу, в то время как противоположная стенка щелевидной канавки содержит зеркально-симметричные им углубления. Ребристые пластинки для получения таких щелевидных канавок требовалось рассчитывать таким образом, чтобы они были устойчивыми к многократным перегибам даже при воздействии сравнительно больших радиальных усилий по отношению к толщине такой ребристой пластинки. Это позволяет снизить толщину стенки ребристой пластинки, при этом влияние на свойства шины таково, что стенки щелевидной канавки, ограничивающие щелевидную канавку, соприкасаются друг с другом и образуют желаемое позитивное сцепление, даже при очень небольшом изгибе шашки протектора. В результате предполагается, что шины будут обладать хорошим сцеплением с сухим покрытием.

Щелевидные канавки, имеющие стенки щелевидных канавок, которые содержат возвышенные участки и углубления, обычно называются 3-D щелевидными канавками (трехмерными щелевидными канавками) и известны в виде многих различных вариантов осуществления. Возвышенные участки и углубления обычно образуются на большой части стенок щелевидных канавок и обладают соответствующими друг другу конструкциями и одинаковыми размерами. Для изменения жесткости протекторных шашек глубина щелевидной канавки изменяется путем предоставления возвышенных участков основания. В случае нового или не очень изношенного протектора износ ширины позитивных профилей или шашек обычно является неравномерным, так как известные 3-D щелевидные канавки обеспечивают лишь незначительное сопротивление поперечным усилиям, особенно в случае новых шин.

Основной задачей изобретения в случае шины упомянутого вначале типа является влияние на жесткость позитивных профилей с помощью особого варианта осуществления 3-D щелевидных канавок таким образом, что при увеличении износа позитивные профили изначально эффективно поглощают боковые усилия и, как следствие, способны распределять окружные усилия оптимальным образом для обеспечения равномерного износа.

Согласно изобретению указанная цель достигается благодаря тому, что, в целом, выступы являются округлыми возвышенными участками, которые окружены областями стенок, остающимися без структуры, причем выступы расположены на отдельных участках в радиально внешней области одной стенки щелевидной канавки, при этом каждый из указанных выступов содержит одну плоскую сторону, образующую опорную поверхность, ориентированную в радиальном направлении и, по существу, перпендикулярно стенке щелевидной канавки, причем на отдельных участках в радиально внутренней области стенки щелевидной канавки расположены выступы, каждый которых тоже имеет одну плоскую сторону, образующую опорную поверхность, ориентированную, по существу, параллельно верхней поверхности позитивного профиля.

Плоские стороны на выступах и углублениях, расположенных в радиально внешней области стенок щелевидной канавки, способны поддерживать друг друга при воздействии усилий, действующих в поперечном направлении, и, таким образом, ограничивают относительную подвижность элементов позитивных профилей. При увеличении износа выступы, которыми снабжена радиально внутренняя область, служат в первую очередь для ограничения подвижности элементов позитивных профилей в двух направлениях вдоль окружности. В результате износ позитивных профилей остается равномерным даже на данном этапе срока службы шины.

Степень усиления отдельных позитивных профилей в поперечном направлении протектора может соответствовать конфигурации профиля и соответствующему положению позитивных профилей в протекторе. Таким образом, можно обеспечить, например, расположение большинства плоских сторон или всех плоских сторон выступов, которыми снабжена радиально внешняя область стенок щелевидных канавок, на одних и тех же сторонах выступов. Данная мера дает высокое сопротивление поперечным усилиям, воздействующим в определенном направлении.

Данная мера особенно выгодна для протекторов, содержащих внешнюю область и внутреннюю область в зависимости от транспортного средства, где большинство плоских сторон или все плоские стороны выступов, которыми снабжена радиально внешняя область стенок щелевидных канавок в позитивных профилях, обращены в сторону внешней области. Более высокая поперечная жесткость на внешней стороне профилей, которая может быть достигнута посредством этого, является особенно выгодной для рабочих характеристик шины в экстремальном режиме, например, при прохождении поворотов на высокой скорости.

В случае протекторов без определенной внешней и внутренней области следует обращать внимание на баланс, поэтому выгодно, если большинство плоских сторон или все плоские стороны выступов, которыми снабжена радиально внешняя область стенок щелевидных канавок щелевидных канавок в позитивных профилях, обращены в сторону ближнего края протектора. В качестве альтернативы плоские стороны выступов, которыми снабжена радиально внешняя область стенок щелевидных канавок, могут располагаться с чередованием от выступа к выступу то на одной стороне, то на другой стороне выступов.

Для достижения оптимального усиления позитивных профилей в поперечном направлении и в направлении вдоль окружности важную роль играют определенные размеры выступов. Выступы в радиально внешней области стенок щелевидной канавки должны обладать максимальной длиной от 1,5 мм до 3,5 мм в осевом направлении и максимальной шириной от 1 мм до 3 мм в радиальном направлении, и, в частности, ширина не должна превышать максимальную длину. Выступы в радиально внутренней области стенок щелевидной канавки должны обладать максимальной длиной от 3 мм до 7 мм в осевом направлении и максимальной шириной от 1 мм до 3 мм в радиальном направлении. Более того, выступы должны выступать из соответствующей стенки щелевидной канавки на расстояние от 0,7 мм до 2,5 мм.

Дальнейшие признаки, преимущества и подробности изобретения ниже описаны более подробно со ссылками на графические материалы, которые схематично показывают пример варианта осуществления. На графических материалах показано:

фиг.1 - вид протекторных шашек протектора пневматической шины для транспортных средств,

фиг.2 - вид в разрезе стенки щелевидной канавки протекторной шашки по линии II-II, и

фиг.3 - изображение в разрезе по линии III-III на фиг.2.

Фиг.1 изображает в виде примера протекторные шашки 1 протектора пневматической шины для транспортных средств, в частности шины для пассажирского транспортного средства, пригодной для использования в условиях вождения зимой. Каждая из четырех протекторных шашек 1, изображенных схематически, относится к одному ряду протекторных шашек, проходящих в окружном направлении, которое обозначено двойной стрелкой U, где два ряда протекторных шашек отделены друг от друга окружным желобком 2 и каждый из данных рядов ограничен дополнительными окружными желобками 2. Протекторные шашки 1, расположенные в одном ряду, отделены друг от друга поперечными желобками 3. Каждая протекторная шашка 1 снабжена определенным числом щелевидных канавок 4, которые предпочтительно обладают постоянной шириной b от 0,4 мм до 0,6 мм. В изображенном варианте осуществления каждая протекторная шашка 1 снабжена двумя щелевидными канавками 4, которые параллельны друг другу и поперечным желобкам 3, при этом расстояние между ними и расстояние между канавками и поперечными желобками 3 может быть, по существу, одинаковым. Щелевидные канавки 4 разделяют протекторные шашки 1 на элементы 1а протекторной шашки и, в горизонтальной проекции, имеют зигзагообразную или ступенчатую форму с чередующейся последовательностью коротких секций 4а щелевой канавки и длинных секций 4b щелевой канавки.

Фиг.2 показывает протекторную шашку 1 открытой или в разрезе вдоль щелевидной канавки 4 и, таким образом, показывает одну стенку 5 щелевидной канавки, ограничивающую щелевидную канавку 4. Вторая стенка 5 щелевидной канавки, расположенная напротив стенки 5 щелевидной канавки, находится на расстоянии b от показанной стенки 5 щелевидной канавки при отсутствии нагрузки на соответствующий протектор или протекторную шашку 1 и выполнена как негатив изображенной стенки 5 щелевидной канавки, как показано на фиг.3. Стенка 5 щелевидной канавки, изображенная на фиг.2, состоит из поверхностей 5а и 5b стенок щелевидной канавки, соответствующих секциям 4а и 4b щелевидной канавки. Поверхности 5a стенок являются вытянутыми прямоугольниками, длинные стороны которых ориентированы в радиальном направлении и проходят на максимальную глубину T щелевидной канавки, что соответствует глубине профиля и составляет от 7 мм до 8 мм. Подобным образом, поверхности 5b стенок 5 щелевидной канавки являются ровными поверхностями, проходящими в радиальном направлении. В показанном варианте осуществления стенка 5 щелевидной канавки содержит пять поверхностей 5b стенки, из которых две внешние поверхности непосредственно прилегают каждая к соответствующим окружным желобкам 2. Возвышенные участки 8 основания уменьшают глубину концевых участков двух внешних секций 4b щелевидных канавок и изображены на фиг.2 в виде попавших в сечение областей протекторного каучука. Возвышенные участки 8 основания уменьшают глубину или радиальную протяженность концевых участков этих двух секций 4b щелевых канавок на глубину t, которая составляет от 20% до 70% Т.

Размер поверхности 5b стенки щелевидной канавки, проходящей в середине протекторной шашки, уменьшается за счет местного возвышенного участка 8' основания, который представляет собой примерно трапециевидный "вырез" в поверхности 5b стенки щелевидной канавки и снижает глубину щелевидной канавки 4 в этой области до величины t' которая, подобно величине t, может составлять от 20 до 70% от 20 глубины T, где глубины t, t' могут быть разными на разных возвышенных участках основания.

Две другие поверхности 5b стенки, находящиеся между внешними и центральной поверхностями 5b стенки, проходят на глубину Т и являются прямоугольными поверхностями, каждая из которых снабжена выступом 6 и выступом 7. В показанном варианте осуществления одна из двух внешних поверхностей 5b стенки щелевидной канавки не содержит выступа, в то время как другая внешняя поверхность 5b стенки щелевидной канавки снабжена выступом 6. Выступы 6 являются округлыми возвышенными участками, протяженность которых в осевом направлении предпочтительно превышает их протяженность в радиальном направлении. Наибольшая длина l₁ выступов 6 в осевом направлении составляет от 1,5 мм до 3,5 мм, и их максимальная ширина с₁ в радиальном направлении составляет от 1 мм до 3 мм и, в частности, меньше или равна l₁. Выступы 6 выступают из поверхности 5b стенки щелевидной канавки на величину h (фиг.3), где h составляет от 0,7 мм до 2,5 мм. Кроме того, выступы 6 выполнены плоскими с одной стороны, благодаря чему образуется опорная поверхность 6а, проходящая в радиальном направлении или, по существу, в радиальном направлении и перпендикулярно или, по существу, перпендикулярно поверхности 5b стенки щелевидной канавки. Все выступы 6 расположены примерно по центру в верхней половине поверхностей 5b стенок щелевидных канавок и на минимальном расстоянии d, равном 2 мм, от верхней поверхности протекторной шашки 1. Расположение выступов 6 в областях щелевидных канавок с возвышенными участками 8, 8' основания является подобным.

Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения каждая из опорных поверхностей 6а большинства выступов 6, которыми снабжена щелевидная канавка 4, расположена на одной и той же стороне выступа. В варианте осуществления, показанном на фиг.2, расположение опорных поверхностей 6а при наличии трех выступов 6 является таким же, в то время как выступ 6, которым снабжена внешняя поверхность 5b стенки щелевидной канавки, содержит опорную поверхность 6а, образованную на другой стороне выступа 6.

На каждой из двух поверхностей 5b стенок щелевидной канавки, проходящих на глубину Т, радиально внутри по отношению к каждому выступу 6 и в каждом случае во второй половине поверхности 5b стенки щелевидной канавки расположено по одному дополнительному выступу 7. Выступы 7 являются округлыми возвышенными участками в форме получаши, при этом закругление получаши обращено к основанию щелевидной канавки. Сторона выступов 7, обращенная к наружной стороне протектора, является плоской и, таким образом, снабжена опорной поверхностью 7а, которая является удлиненной в осевом направлении, имеет полуовальную форму и проходит по существу параллельно верхней поверхности протекторной шашки. Максимальная длина l₂ выступов 7 в осевом направлении превышает длину l₁ выступов 6 и составляет от 3 мм до 7 мм. Максимальная радиальная протяженность с₂ выступов 7 составляет от 1 мм до 3 мм. Выступы 7 выступают из поверхности 5b стенки щелевидной канавки на величину h, как описывалось ранее.

Как показано, в частности, на фиг.3 в сочетании с фиг.2, стенка 5 щелевидной канавки, расположенная напротив показанной на фиг.2 стенки 5 щелевидной канавки, содержит поверхности 5b стенки щелевидной канавки, которые имеют местные углубления 16, 17, соответствующие выступам 6. За счет ширины b щелевидной канавки размеры углублений 16 и 17 немного больше размеров выступов 6, 7.

Щелевидные канавки 4 образуются в вулканизационной форме в ходе вулканизации сырой шины. В сегментах формы, которые формируют протекторы, наглухо закрепляются ребристые пластинки, при этом пластинкам придается такой рельеф, что они содержат на одной стороне углубления, которые образуют выступы на другой стороне пластинки. При вулканизации пневматической шины углубления в ребристых пластинках образуют выступы 6, 7 в одном комплекте стенок щелевидной канавки, в то время как выступы на ребристых пластинках образуют углубления 16, 17 в противоположных стенках щелевидной канавки.

Выступы 6 и углубления 16 повышают поперечную жесткость протекторной шашки 1, особенно в определенном поперечном направлении, так как опорные поверхности 6b выступов 6 опираются на опорные поверхности (не показаны, но также предусмотрены) углублений 16, в которых выступают выступы 6, как изображено стрелками F₁ на фиг.2. В случае шин с асимметричным протектором, который, в зависимости от транспортного средства, содержит определенную внешнюю сторону протектора, соответствующую внешней стороне транспортного средства, и определенную внутреннюю сторону протектора, обращенную к центру транспортного средства, большинство плоских сторон, в частности все плоские стороны выступов 6 в щелевидных канавках 4 всех позитивных профилей, должны быть обращены к внешней стороне протектора. В случае шин с симметричными протекторами, которые могут устанавливаться на транспортное средство в любом положении, большинство выступов 6 или все выступы 6 должны быть расположены таким образом, чтобы плоские стороны были обращены соответственно к ближнему краю протектора. В качестве альтернативы можно расположить плоские стороны выступов 6, которыми снабжена радиально внешняя область стенок 5 щелевидной канавки, с чередованием от выступа 6 к выступу 6 то на одной стороне, то на другой стороне выступов 6.

В радиально внутренней области щелевидных канавок 4 выгодно увеличивать жесткость позитивных профилей в окружном направлении в случае прогрессирующего износа, для того чтобы обеспечить равномерный износ позитивных профилей. Это осуществляется посредством взаимной опоры выступов 7 в углублениях 17.

Изобретение не ограничивается показанным в качестве примера вариантом осуществления. Вместо щелевидных канавок, имеющих ступенчатую форму в горизонтальной проекции, также возможно выполнять прямые или волнообразные щелевидные канавки, стенки которых содержат выступы 6, 7 и ответные углубления согласно изобретению. Также возможно, чтобы щелевидные канавки, выполненные согласно изобретению, входили в желобок лишь одной из своих концевых секций, например, когда щелевидные канавки расположены в позитивных профилях, расположенных на буртиках. Профиль протектора может иметь любую желаемую конструкцию: так, например, щелевидными канавками, выполненными согласно изобретению, также могут быть снабжены протекторные ленты. Форма выступов может отличаться от формы показанных и описанных вариантов осуществления.

Перечень ссылочных позиций

1 - протекторная шашка

1а - элементы протекторной шашки

2 - окружной желобок

3 - поперечный желобок

4 - щелевидная канавка

4а - секция щелевидной канавки

4b - секция щелевидной канавки

5 - стенка щелевидной канавки

5а - поверхность стенки щелевидной канавки

5b - поверхность стенки щелевидной канавки

6 - выступ

6а - опорная поверхность

7 - выступ

7а - опорная поверхность

8 - возвышенный участок основания

8' - возвышенный участок основания

16 - углубление

17 - углубление

l_{1 -} длина

l_{2 -} длина

h - высота

d - расстояние

b - ширина

c_{1 -} ширина

c_{2 -} ширина