EA017677B1

EA017677B1 - Шина для езды по льду

Info

Publication number: EA017677B1
Application number: EA201071373A
Authority: EA
Inventors: Даниэль Фабен; Себастьен Фужье; Маттье Дюра; Сирил Гишон; Клод Одебер
Original assignee: Компани Женераль Дез Этаблиссман Мишлен; Мишлен Решерш Э Текник С.А.
Priority date: 2008-06-03
Filing date: 2009-05-27
Publication date: 2013-02-28
Also published as: WO2009147046A1; JP2011521844A; US20110168310A1; JP5406921B2; CN102046398A; CA2725565C; US20150283862A1; CN102046398B; US9925834B2; US9022085B2; EA201071373A1; EP2285599B1; EP2285599A1; FR2931728A1; FR2931728B1; CA2725565A1

Abstract

В изобретении предложена шина (10) для езды по льду, содержащая протектор (20), имеющий поверхность качения, выполненную с возможностью вступления в контакт с землей, когда шина катится, и две боковые грани (27), причем протектор содержит в поверхности качения по меньшей мере одну канавку (25, 26); по меньшей мере один шип (30), имеющий продольную ось (33), при этом часть (31) шипа выступает из поверхности качения, причем пересечение между шипом и плоскостью, касательной к участку поверхности качения вокруг шипа, образует контур С, при этом та часть шипа, которая выступает из поверхности качения, имеет минимальное поперечное сечение Sm, причем Sm соответствует наименьшему поперечному сечению упомянутой части в любой плоскости, содержащей радиальное направление, которое проходит через точку пересечения между продольной осью шипа и плоскостью, касательной к участку поверхности качения вокруг шипа; по меньшей мере один желоб (200-205), который образует на поверхности качения шины по меньшей мере две противоположные кромки (211, 221; 212, 222; 213, 223), причем минимальное расстояние D между желобом и контуром С меньше или равно 1 см, при этом желоб открывается в канавку и/или на боковой грани протектора; причем для каждого шипа сумма средних поперечных сечений Sn желобов, при этом среднее поперечное сечение Sn измеряется под прямыми углами к одной из противоположных кромок, образованных желобом, больше или равно половине минимального поперечного сечения Sm той части шипа, которая выступает из протектора.

Description

Изобретение относится к шипованным шинам для езды по льду.

Уровень техники

У шипованных шин есть неоспоримые преимущества с точки зрения того, как они ведут себя в условиях езды зимой, такие как, например, езда по ледяным поверхностям дорог. Контакт со льдом, а конкретнее, то, что шины врываются в лед, компенсирует потерю сцепления, обеспечиваемого элементами рисунка протектора шины: шипы царапают лед и создают дополнительные силы на льду.

Одна из сложностей в использовании шипованных шин состоит в том, что сцепление достигает своего верхнего предела в более низких значениях, чем можно было бы ожидать при имеющихся шипах.

Сущность изобретения

Было обнаружено, что это достижение верхнего предела отчасти обусловлено наличием осколков льда, которые появляются, когда шипы царапают лед: если слишком большое количество осколков скапливается в области контакта между протектором шины и льдом, то шипы имеют меньший контакт со льдом и теряют часть их эффективности.

Одна из задач настоящего изобретения состоит в том, чтобы улучшить сцепление шипованной шины для езды по льду.

Эта задача решается посредством создания шины для езды по льду, содержащей протектор, имеющий поверхность качения, выполненную с возможностью вступления в контакт с землей, когда шина катится, причем протектор содержит по меньшей мере одну канавку в поверхности качения;

по меньшей мере один шип, имеющий продольную ось, причем часть шипа выступает из поверхности качения, при этом пересечение между шипом и плоскостью, касательной к участку поверхности качения вокруг шипа, образует контур С, причем та часть шипа, которая выступает из поверхности качения, имеет минимальное поперечное сечение 8т, при этом 8т соответствует наименьшему поперечному сечению упомянутой части в любой плоскости, содержащей радиальное направление, которое проходит через точку пересечения между продольной осью шипа и плоскостью, касательной к участку поверхности качения вокруг шипа;

по меньшей мере один желоб, который образует на поверхности качения шины по меньшей мере две противоположные кромки, причем минимальное расстояние Ό между желобом и контуром С меньше или равно 1 см и предпочтительно меньше или равно 0,5 см, при этом желоб открывается в канавку и/или на боковой грани протектора.

Для каждого шипа сумма средних поперечных сечений 8п желобов, причем каждое среднее поперечное сечение 8п измеряется под прямыми углами к одной из противоположных кромок, образованных желобом, больше или равна половине минимального поперечного сечения 8т той части шипа, которая выступает из протектора. В математических терминах это можно выразить следующим образом:

^Ν 1 ^5к>— 5т (1) _П=1 2

Один вариант осуществления изобретения содержит добавление желобов в рисунок протектора возле шипов, чтобы быстрее удалять любые осколки или куски льда, создаваемые во время царапанья. Более быстрое удаление позволяет уменьшать толщину зоны сопряжения между поверхностью качения и поверхностью льда. Это уменьшение толщины зоны сопряжения также увеличивает эффективный выступ (или глубину, на которую царапается лед), приводит к большей силе закрепления во льду и обеспечивает ощутимое улучшение производительности в отношении сцепления на льду.

Удаление осколков особенно эффективно, когда удовлетворяется геометрическое условие (1). Когда сумма поперечных сечений 8п желобов меньше половины минимального поперечного сечения 8т, то желоб или желоба не способны удалять все осколки достаточно быстро для улучшения сцепления шины на льду по сравнению с шинами, у которых нет желобов.

Предпочтительно минимальное расстояние между желобом и контуром С шипа меньше или равно 0,5 см, а еще предпочтительней - меньше или равно 0,2 см. Эта непосредственная близость желоба к шипу, который создает осколки льда, обеспечивает удаление осколков льда, которое должно быть оптимизировано.

Тем не менее, предпочтительней желоб соединяет контур С с канавкой.

Согласно одному преимущественному варианту осуществления кромки желобка выполнены прямыми, позволяя удалять осколки быстрее, так как осколки не встречают никаких препятствий.

Согласно другому преимущественному варианту осуществления кромки желоба изогнуты. Таким образом, можно создавать поперечные кромки, улучшая, тем самым, другие аспекты производительности, такие как, например, манера, в которой шина ведет себя на снегу.

Согласно одному преимущественному варианту осуществления желоб переходит в одну канавку протектора. Этот вариант осуществления делает возможным наличие меньшего желоба и, следовательно, ограничение количества разрезов в поверхности качения (коэффициент канавок). Он также позволяет сокращать воздействия желобов на удержание шипа и, вследствие этого, увеличивать сопротивление

- 1 017677 выдергиванию шипа и срок службы шипованной шины.

Согласно другому преимущественному варианту осуществления желоб переходит по меньшей мере в две канавки протектора. У этого варианта осуществления преимущество состоит в том, что удаление осколков льда может продолжаться, даже когда есть объект, преграждающий одно из отверстий желоба в канавку. Помимо этого, этот вариант осуществления предлагает хороший компромисс между воздействием, который желоба имеют на удержание шипа, и эффективностью желобов.

Поперечное сечение желоба может быть постоянным по всей длине желоба или может изменяться по его длине. В последнем случае предпочтительно удостовериться, что поперечное сечение желоба минимально возле шипа и увеличивается по направлению к точке или точкам, в которых желоб переходит в канавку. Это делает желоба более эффективными, что, возможно, связано с эффектом Вентури.

Согласно одному преимущественному варианту осуществления у шины есть предпочтительное направление качения и желоб размещен таким образом, что он вступает в контакт с землей раньше шипа, когда шина катится в ее предпочтительном направлении качения. Этот вариант осуществления обеспечивает хорошее удаление осколков, создаваемых, когда шина катится в предпочтительном направлении качения. Это улучшает эффективность шипа в отношении езды благодаря наличию желоба, достигая в то же время хорошей управляемости при торможении. Происходит следующее: при торможении шип поворачивается, или опрокидывается, в положение для сведения к минимуму сил, действующих на него. В этом положении он больше не создает осколков льда (любое буксование современных транспортных средств является очень маленьким вследствие электронных систем содействия, таких как ЛБ8), а блок протектора может развивать весь свой потенциал сцепления, без препятствования со стороны шипа.

Согласно альтернативному варианту осуществления у шины есть предпочтительное направление качения и желоб размещен таким образом, что он вступает в контакт с землей после шипа, когда шина катится в ее предпочтительном направлении качения. Этот вариант осуществления обеспечивает лучшее торможение, когда велико буксование, иначе говоря, на транспортном средстве, у которого нет электронной системы содействия типа ЛБ8. Улучшения в езде, однако, не очень велики.

Предпочтительно протектор шины содержит множество блоков протектора, при этом каждый блок протектора содержит множество желобов. Таким образом, эффект, получаемый при помощи одного желоба, может быть усилен и получен в течение полного оборота колеса. Этот вариант осуществления также позволяет уменьшать влияние, которое желоба имеют на удержание шипов.

Предпочтительно предусматривать, чтобы каждый блок протектора содержал по меньшей мере два желоба, у которых направления наибольшей длины по поверхности качения не параллельны (другими словами, наклонены относительно друг друга). Этот вариант осуществления улучшает эффективность желобов при напряжениях различного рода. Например, если один из желобов выровнен в осевом направлении, то он высокоэффективен при осевом напряжении (при езде по повороту или на дороге с креном), у второго желоба есть направление наибольшей длины, наклоненное относительно осевого направления и поэтому демонстрирует определенную эффективность при окружном напряжении. Как следствие, шина имеет хорошее осевое и окружное сцепление.

Согласно одному предпочтительному варианту осуществления желоб удлинен радиально внутрь при помощи ламели. Таким образом, когда желоб в блоке 40 протектора истерся вследствие износа, остается ламель, которая выполняет свою функцию, известную, по сути. Соответственно желоба могут служить немного дольше по сравнению с износом протектора.

Согласно преимущественному варианту ламель продолжена радиально внутрь каналом, причем канал имеет такие размеры, что, когда протектор изношен и канал открывается на поверхности качения, канал образует в поверхности качения желоб. Это позволяет эффекту, получаемому шиной согласно изобретению, длиться еще дольше. Следовательно, можно заставить желоба сохраняться дольше и поддерживать их эффективность относительно износа протектора.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 изображена шипованная шина согласно известному уровню техники;

на фиг. 2 - шип согласно известному уровню техники;

на фиг. 3 - отверстие под шип согласно известному уровню техники;

на фиг. 4 - шип, вставленный в отверстие под шип, согласно известному уровню техники; фиг. 5 иллюстрирует, как работает шипованная шина согласно известному уровню техники; фиг. 6 - как работает шипованная шина согласно изобретению;

фиг. 7 и 8 - ряд геометрических параметров шины согласно изобретению;

на фиг. 9-36 изображены блоки протекторов шин согласно изобретению;

на фиг. 37 и 38 изображен участок шины согласно изобретению до и после того, как смонтированы шипы.

Подробное описание изобретения

Термин шина обозначает здесь любой тип упругой шины, независимо от того подвергается она или нет в эксплуатации внутреннему давлению накачки.

Термин канавка обозначает вырез в протекторе шины, который открывается на поверхности качения, и назначение которого состоит в том, чтобы выкачивать воду, которая собралась между шиной и

- 2 017677 поверхностью, по которой катится шина. Канавки могут быть окружными или поперечными. Типично, в шине легкового автомобиля они имеют ширину от 2 до 10 мм и глубину около 8 мм. Канавки отличаются от ламелей тем, что ламели гораздо уже (обычно 0,3-1,5 мм) канавок.

Термин шип, как используется в этом документе, синонимичен термину острый выступ, также используемому в известном уровне техники.

Термин желоб здесь обозначает выемку, выполненную в поверхности качения, средняя радиальная глубина которой больше или равна 1 мм. Желоб образует по меньшей мере две кромки на поверхности качения. Его средняя ширина, измеряемая под прямыми углами к этим кромкам, больше либо равна 2 мм. Средняя глубина желоба предпочтительно меньше средней глубины канавки. Иначе могут возникать проблемы закрепления.

Желоба шины согласно изобретению образуют по меньшей мере две противоположные кромки. Для некоторых конфигураций нелегко различать точку разделения между двумя кромками. Это, в частности, имеет место, когда желоб имеет округлый конец возле контура С. В этом случае точка на кромке, ближайшей к контуру С, выбирается в качестве точки разделения между двумя кромками.

Термин канал здесь обозначает полость в протекторе, которая не открывается на поверхности качения (когда шина новая), но которая открывается по меньшей мере в одной канавке протектора или на боковой грани протектора.

Продольная ось шипа соответствует оси симметрии шипа в направлении его наибольшего измерения, которая проходит через поверхность шипа, выполненного с возможностью нахождения в контакте с землей, когда шип смонтирован к шине, и шина катится по земле, если у шипа есть такая ось симметрии. В шипе без такой оси симметрии продольная ось обозначает направление наибольшего измерения шипа, которое проходит через поверхность шипа, выполненного с возможностью нахождения в контакте с землей, когда шип смонтирован к шине, и шина катится по земле.

Головка шипа здесь означает тот конец шипа, который закрепляет шип в протекторе шины. Головка имеет средний диаметр, превышающий средний диаметр тела шипа, причем эти диаметры измеряют в направлении под прямыми углами к продольной оси шипа. Переход между телом шипа и головкой выполнен обычно через часть, диаметр которой меньше диаметров головки и тела.

Поверхность качения здесь означает все из тех точек протектора, которые вступают в контакт с землей, когда шина катится без шипов, вставленных в протектор.

Боковая грань протектора здесь означает любую часть поверхности протектора, которая проходит от осевых концов поверхности качения до боковин шины.

Когда говорится, что желоб шины согласно изобретению открывается на канавку и/или на боковую грань протектора, это означает, что желоб может открываться только на канавку протектора, или только на боковую грань протектора, или на них обоих в одно и то же время.

Выражение резиновая смесь обозначает любой резиновый состав, содержащий в себе по меньшей мере один эластомер и один наполнитель.

Выражение блок протектора обозначает часть протектора, выполненную из вулканизированной резиновой смеси и разграниченную канавками.

Когда говорится, что часть шипа выступает из поверхности качения, это следует понимать, как означающее то, что эта часть выдается из поверхности качения, по меньшей мере, когда нет контакта с землей.

Участок поверхности качения вокруг шипа здесь означает участок поверхности качения вблизи шипа. Если шип выступает из блока протектора, тогда считается, что это означает тот участок поверхности качения, который соответствует этому блоку протектора; или же, считается, что это означает участок поверхности качения, который окружает шип, на расстоянии до 1 см от контура С шипа.

Радиальное направление здесь - это направление, соответствующее радиусу шины. Следовательно, радиальное направление является направлением под прямыми углами к оси вращения шины. В этом смысле говорится, что точка Р1 находится радиально внутри точки Р2 (или радиально с внутренней стороны точки Р2), если она ближе к оси вращения шины, чем точка Р2. Напротив, говорится, что точка Р3 находится радиально снаружи точки Р4 (или радиально с наружной стороны точки Р4), если она дальше от оси вращения шины, чем точка Р4. Будет говориться, что продвижение направлено радиально внутрь (или наружу), когда оно в направлении меньших (или больших) радиусов. Когда рассматриваются радиальные расстояния или глубины, применяется этот же смысл слова.

Осевое направление - это направление, параллельное оси вращения шины.

Направление, которое перпендикулярно как радиальному направлению, так и осевому направлению, обозначается окружным направлением.

Говорится, что канавка является поперечной, когда у нее есть по меньшей мере одна осевая составляющая, другими словами, когда она наклонена относительно окружной канавки.

Термин ламель здесь обозначает очень узкий надрез, обычно шириной от 0,3 до 1,5 мм, по сравнению с канавкой, чья ширина, как правило, превышает 2 мм.

Минимальное расстояние Ό между желобом и контуром С означает минимальное расстояние между кромкой желоба, ближайшей к контуру С, и этим контуром С.

- 3 017677

Предпочтительное направление качения шины означает направление качения, рекомендуемое производителем шины, часто указываемое на боковине шины стрелкой. При монтаже шины на транспортное средство шину следует монтировать таким путем, чтобы предпочтительное направление качения шины соответствовало направлению, в котором шина будет катиться, когда транспортное средство движется вперед.

На фиг. 1 схематично изображена шина 10 согласно известному уровню техники, содержащая протектор 20, имеющий поверхность качения, выполненную с возможностью вступления в контакт с землей, когда шина катится. Протектор 20 содержит множество поперечных 25 и окружных 26 канавок и множество шипов 30. Шипы размещены по всей ширине поверхности качения в блоках 40 протектора 20. Центральная полоса 50 протектора может также иметь шипы 30. Шипы 30 размещены в нескольких положениях по периферии шины, так что шипы в любой момент времени находятся в контакте с землей, по которой катится шина.

На фиг. 2 схематично изображен шип 30 согласно известному уровню техники. Шип 30 имеет продольную ось А-А. Профиль шипа 30, как правило, является цилиндрическим и центрированным на оси А-А. У шипа 30 есть два осевых конца: один из осевых концов определяет первую часть, здесь воплощенную вставкой 60, выполненной с возможностью вступления в контакт с землей (льдом, снегом или не асфальтированной поверхностью), когда шип 30 смонтирован на шину 10, и шина 10 катится по земле. Вставка может преимущественно изготовляться из материала, который отличается от материала остальной части шипа. Это означает, что эта часть, которая подвергается очень высоким механическим напряжениям, может изготовляться из более твердого материала. Это также позволяет в случае некоторых вариантов осуществления производить тело, получаемое формовкой или литьем под давлением, к которому крепится вставка. Конечно, можно также применять шипы, выполненные все в одном материале. Другими словами, первая часть 60 не обязательно является вставкой, т.е. деталью, которая является отдельной от остальной части шипа и вставлена в нее. Она может быть выполнена за одно целое с шипом в том смысле, что первая часть 60 сделана из того же материала, что остальная часть шипа 30, и произведена вместе с ним как одна деталь.

Другой конец шипа 30 образован головкой 70, которая выполнена с возможностью закрепления шипа 30 в протекторе 20 шины 10.

Тело 80 соединяет первую часть 60 и головку 70 шипа 30. Средний диаметр Эе тела меньше среднего диаметра Ό1 головки 70 шипа 30, причем эти диаметры измеряют под прямыми углами к оси шипа. Переход между телом шипа и головкой происходит обычно через часть 85 с диаметром меньшим, чем диаметры головки и тела.

На фиг. 3 схематично изображена часть протектора 20 шины 10. У этого протектора есть отверстие 90 под шип. Каждое отверстие под шип содержит цилиндрический участок, открытый к наружной стороне протектора 20 шины 10, и спроектировано работать вместе с шипом 30.

На фиг. 4 схематично изображена та же часть протектора 20, когда шип 30 вставлен. Благодаря эластичности резиновой смеси, из которой сделан протектор, протектор 20 превосходно обхватывает шип 30 и прочно закрепляет его в шине.

Фиг. 5 иллюстрирует, как работает шипованная шина согласно известному уровню техники. На нем изображена часть шипа 30 и протектора 20, сделанного из резиновой смеси, окружающая эту часть шипа. Шип изображен в момент, когда он входит в контакт со льдом 100. Направление вращения В шины указано стрелкой В. Первая часть 60 шипа врывается в лед 100 на среднюю глубину Р. Вследствие вкапывания в лед 100 и его царапания шип 30 локально ломает лед и создает огромное количество осколков 110 льда, которые накапливаются на границе сопряжения между протектором 20 и льдом 100, и, в конечном счете, мешают первой части 60 шипа врываться еще глубже в лед 100, и это имеет отрицательное воздействие на сцепление шины.

Фиг. 6 иллюстрирует способ, каким работает шипованная шина согласно изобретению, который позволяет сокращать это отрицательное воздействие. Эта шина содержит желоб 200, через который в канавку шины удаляются осколки 110, образуемые, когда шип 30 врывается в лед 100. Осколки 110, вследствие этого, не накапливаются между поверхностью качения протектора 20 и льдом 100. Таким образом, шип 30 может глубже врываться в лед 100, приводя к большей средней глубине проникновения Р и большему сцеплению шины на льду.

Фиг. 7 и 8 иллюстрируют ряд геометрических параметров шины согласно изобретению. На этих чертежах схематично изображен блок 40 протектора у протектора 20 шины, при просмотре из положения радиально с наружной стороны протектора (фиг. 7) и в перспективе (фиг. 8). Как видно из фиг. 7, этот блок 40 протектора окружен множеством других блоков и отделен от этих блоков поперечными 25 и окружными 26 канавками.

Этот блок 40 протектора содержит шип 30, имеющий продольную ось 33 (см. фиг. 8), причем часть 31 шипа (см. фиг. 8) выступает из того участка поверхности качения, который образует поверхность блока 40 протектора. Шип удлинен по направлению к внутренней области протектора частью 32 (см. фиг. 8), как раз участок которого предположен пунктирной линией. Пересечение между шипом 30 и плоскостью, касательной к участку поверхности качения вокруг шипа, образует контур С. В случае изображенного

- 4 017677 шипа, этот контур С является окружностью.

Как показано на фиг. 8, та часть 31 шипа, которая выступает из поверхности качения, имеет минимальное поперечное сечение 8т. 8ш соответствует наименьшему поперечному сечению части 31 в любой плоскости, содержащей в себе радиальное направление, которое проходит через точку пересечения между продольной осью 33 шипа и плоскостью, касательной к участку поверхности качения вокруг шипа. Из-за того, что шип направлен радиально в протектор, радиальное направление, которое проходит через точку пересечения между продольной осью шипа и плоскостью, касательной к участку поверхности качения вокруг шипа, совпадает с направлением продольной оси шипа, и поперечное сечение части 31 является одинаковым во всех плоскостях, содержащих в себе радиальное направление, которое проходит через точку пересечения продольной оси 33 шипа и плоскости, касательной к участку поверхности качения вокруг шипа. 8ш обеспечивает меру наименьшей возможной поверхности, которую часть 31 шипа представляет льду, независимо от направления относительного перемещения шины касательно льда (например, во время ускорения, торможения или неконтролируемого скольжения). Поперечные сечения одинаковы, если часть 31 является цилиндрической. Однако это не так, если ее форма, например, является прямоугольной.

Блок 40 протектора дополнительно содержит три желоба 201-203, причем каждый образует на поверхности качения шины две противоположные кромки 211-213 и 221-223. Каждый желоб 201-203 переходит по меньшей мере в одну канавку 25 или 26. В этом конкретном примере желоба не соединяют контур С с канавками, а оканчиваются на некотором расстоянии И (помеченным в случае желоба 201) от контура С. Расстояние И меньше 1 см. Граница в 1 см изображена на фиг. 7 окружностью Ь (пунктирная линия).

Средние поперечные сечения 81, 82, 83 желобов 201-203 измеряют под прямыми углами к кромкам 211-213 и 221-223, образованным соответствующим желобом. В этом простом примере кромки прямые и параллельные, что означает, что не важно, от какой кромки измерено поперечное сечение желоба. Если, как может иметь место для сложных конфигураций, среднее поперечное сечение желоба, измеряемое под прямыми углами к первой кромке, не такое же, как среднее поперечное сечение желоба, измеряемое под прямыми углами ко второй кромке, тогда за среднюю ширину будет взято среднее двух значений, полученных под прямыми углами к двум кромкам.

Сумма средних поперечных сечений желобов 201-203 больше или равна половине минимального поперечного сечения 8т той части 31 шипа, которая выступает из блока 40 протектора у протектора: 81+82+83>8т/2. В этом конкретном примере желоба были выполнены с такими размерами, что 81+82+83>8т.

Следует заметить, что желоб 202 отличается от желобов 201 и 203 тем, что поперечное сечение желоба не постоянно по всей его длине, а имеет свой минимум возле контура С и увеличивается по направлению к области, где он переходит в канавку 26.

На фиг. 9-33 изображены виды в перспективе блоков протекторов шин согласно изобретению. Для ясности шипы не были изображены; были изображены только желоба 200 и отверстия 90 под шипы, выполненные с возможностью приема шипа. Направление вращения шины иногда указано, используя стрелку В.

На фиг. 9 изображен очень простой вариант с желобом квадратного поперечного сечения (2x2 мм²), расположенного поперек. Как указано стрелкой В, этот желоб размещен таким образом, что он вступает в контакт с землей раньше шипа, который вставлен в отверстие под шип. Эта компоновка предусматривает чистые старты на ледяной земле. Осколки льда, создаваемые действием шипа, удаляются в поперечном направлении. Будет отмечено, что желоб соединяет контур С шипа (который совпадает с контуром отверстия под шип) с двумя канавками, разграничивающими блок 40 протектора.

На фиг. 10 и 11 изображены подобные варианты с более широкими (поперечное сечение: 4x2 мм²) или более глубокими (поперечное сечение: 2x4 мм²) желобами.

На фиг. 12 изображен вариант, очень сходный с вариантом по фиг. 9, но в котором желоб 200 размещен таким образом, что его кромки вступают в контакт с землей после шипа, вставленного в отверстие под шип, когда шина катится в направлении качения, указанном стрелкой В. Эта компоновка позволяет улучшать сцепление шины на льду при торможении.

На фиг. 13 изображен преимущественный компромисс между блоком 40 протектора по фиг. 9 (преимущественный, когда к шине прикладывается вращающий момент) и блоком протектора по фиг. 12 (преимущественный, когда к шине прикладывается тормозной момент): желоб 200 размещен таким образом, что его кромки вступают в контакт с землей практически в одно и то же время, что и шип, вставленный в отверстие под шип, обеспечивая тем самым хорошее удаление осколков льда как при ускорении, так и при торможении.

В вариантах с фиг. 9-13 желоб соединяет контур С шипа (помеченный только на фиг. 9) с двумя канавками, разграничивающими блок 40 протектора. У этого признака есть преимущество облегчения быстрого удаления осколков льда, создаваемых в непосредственной близости с шипом, но есть недостаток незначительного сокращения закрепления шипа в протекторе. Если риск выдергивания шипов должен

- 5 017677 быть сокращен насколько возможно, тогда преимущественно смещать желоб или желоба от контура шипа. Конечно, стоит позаботиться о том, чтобы убедиться, что желоб или желоба не слишком далеко удалены от контура С шипа, так как это значительно бы сократило эффективность, с которой удаляются осколки, и, следовательно, сцепление шины на льду. Было обнаружено, что хорошего удаления можно добиваться при расстояниях вплоть до 1 см.

На фиг. 14 изображен вариант блока 40 протектора шины согласно изобретению, в котором желоб 200 размещен таким образом, что кромка желоба 200, ближайшая к отверстию 90 под шип, находится на ненулевом минимальном расстоянии от контура отверстия под шип (и, следовательно, от контура шипа). Как уже изложено выше, этот вариант имеет преимущество обеспечения превосходного закрепления шипа.

На фиг. 9-14 изображены блоки 40 протектора с поперечным желобом 200. Возможно обеспечивать один или несколько, по существу, прямых желобов, чье направление центрирования наклонено относительно поперечного направления. Соответствующие варианты изображены на фиг. 15-17. Преимущество выполнения желоба таким образом заключается в том, что улучшается поперечное сцепление шины на льду (для направления качения, соответствующего стрелке Я).

На фиг. 17 изображен крайний вариант, в котором прямой желоб 200 центрирован по окружности.

Хотя на всех фиг. 15-17 показаны желоба 200, соединяющие контур отверстия под шип (и, следовательно, шипа) с канавками шины, можно сочетать наклон желоба со смещением желоба или желобов 200 от контура шипа.

Желоб 200 не обязательно соединяет две канавки, как в случае желобов, изображенных на фиг. 917. На фиг. 18 изображен вариант, в котором желоб 200 проходит от контура отверстия 90 под шип (и, следовательно, шипа) до одной единственной канавки, разграничивающей блок 40 протектора. Этот вариант имеет преимущество в том, что количество резиновой смеси, обволакивающей шип, больше, позволяя шипу быть прочно закрепленным.

На фиг. 19-21 изображены варианты, в которых обеспечено большее количество желобов: два желоба 201 и 202 (фиг. 19), три желоба 201-203 (фиг. 20) или даже пять желобов 201-205 (фиг. 21). Каждый из этих вариантов содержит несколько желобов, у которых направления наибольшей длины вдоль поверхности качения не параллельны. Эти направления наибольшей длины Ό1-Ό3 указаны относительно варианта, изображенного на фиг. 20. Варианты по фиг. 20 и 21 отличаются тем, что сцепление шины превосходно во всех направлениях. Направление качения Я не было помечено на фиг. 19-21 потому, что с учетом их разнонаправленной конфигурации эти блоки 40 протектора могут быть размещены на протекторе множеством различных путей.

Все варианты, изображенные на фиг. 7-21, содержат желоба с прямыми кромками. Тем не менее, это не означает, что это - существенный признак изобретения: вполне возможно и даже может быть преимущественно иметь желоба с изогнутыми кромками. Такие варианты изображены на фиг. 22-25.

На фиг. 22 изображен вариант, подобный варианту по фиг. 9, в котором прямые кромки были заменены двумя изогнутыми кромками.

На фиг. 23 изображен другой вариант, вследствие чего эта кривизна гораздо больше выражена. Этот вариант обеспечивает хорошее сцепление и в окружном, и в поперечном направлениях.

На фиг. 24 изображен вариант, подобный варианту с фиг. 23, в котором единственный желоб был заменен двумя желобами 201 и 202, у которых изогнутые кромки. Этот вариант имеет преимущество обеспечения лучшего закрепления для шипа.

На фиг. 25 изображен другой вариант с двумя желобами 201 и 202, у которых изогнутые кромки. Специалистам в данной области техники понятно, что возможно приспособить компромисс между поперечным и окружным сцеплением путем изменения соответствующим образом конкретной конфигурации желоба (или желобов, если их больше одного).

Может быть преимущественным сочетать все эти желоба с ламелью 300, которая удлиняет желоб радиально внутрь, как изображено на фиг. 26. Таким образом, когда желоб в блоке 40 протектора истерся вследствие износа, остается ламель, которая выполняет свою функцию, известную, по сути.

Также можно предусматривать желоба, которые появляются только постепенно, по мере того как шина изнашивается. Это происходит в случае варианта, изображенного на фиг. 27. Изображенный блок 40 протектора содержит на поверхности качения, когда новая (то есть до какого бы то ни было износа, вызванного качением), желоб 200, который проходит от отверстия 90 под шип по направлению к одной из канавок, разграничивающих блок 40 протектора. Это желоб удлинен ламелью 310, которая также переходит в одну из канавок, которые разграничивают блок 40 протектора. Эта ламель 310 продолжена радиально внутрь каналом 400. Этот канал выполнен таким образом, что, когда желоб 200 исчезает в результате износа протектора, канал 400 открывается на поверхности качения и, в свою очередь, образует желоб, который будет позволять удалять осколки льда. Канал может быть получен формованием, используя формовочное оборудование, известное специалистам в данной области техники и описанное, например, в документах И8 5964118 и И8 6406910.

На фиг. 28 и 29 изображен более сложный вариант, применяющий те же принципы, и рассматриваемый с двух разных точек зрения. Изображенный блок 40 протектора содержит на поверхности каче

- 6 017677 ния, когда новая (то есть до какого бы то ни было износа, обусловленного качением), желоб 200, который проходит от отверстия 90 под шип по направлению к одной из канавок, разграничивающих блок 40 протектора. Это желоб удлинен ламелью 311, которая также переходит в одну из канавок, разграничивающих блок 40 протектора. Как показано с точки зрения, изображенной на фиг. 28, эта ламель 311 продолжена радиально внутрь двумя каналами 401 и 403, разделенными ламелью 313. Как показано с точки зрения, изображенной на фиг. 29, желоб сам удлинен радиально внутрь ламелью 312, которая переходит в канал 402. Ламели 311-312 и каналы 401-403 имеют такие размеры, что когда желоб 200 исчезает вследствие износа протектора, канал 401 открывается на поверхности качения и, в свою очередь, образует желоб, позволяющий удалять осколки льда. По мере того как износ увеличивается, задействуется канал 402 и, в конце концов, канал 403 образует желоб, когда желоб, образованный каналом 402, исчез.

Все желоба в изображенных на чертежах вариантах, по существу, имеют прямоугольное поперечное сечение, но это не является существенным признаком изобретения. Возможно представить круглые или даже полусферические поперечные сечения. Согласно другому варианту желоба могут иметь треугольное или параллелепипедальное поперечное сечение. На фиг. 30 показан желоб 200 с параллелепипедальным поперечным сечением. Стенки 214 и 224 желоба 200, которые продолжают кромки 211 и 221 желоба 200 радиально внутрь, наклонены под углом а (альфа) относительно поверхности качения блока 40 протектора (в этом случае а=70°). Таким образом, желоб 200 царапает лед, улучшая, тем самым, удаление осколков льда. Конечно, возможно допускать наклон лишь одной из стенок 214 или 224. В этом документе любой угол, относящийся к конкретному направлению выемки, соответствует наименьшему углу между поверхностью качения и этим направлением.

Принцип наклона желобов может также распространяться на обновляемые желоба, подобные тем, которые изображены на фиг. 27-29. Фиг. 31, которую следует сравнивать с фиг. 28, иллюстрирует этот выбор. Ламели 311, 312 (которые не видны на чертеже) и 313 наклонены под углом β (бета) относительно поверхности качения (в этом случае β=80°).

На фиг. 32 изображен другой сложный вариант. Блок 40 протектора содержит два желоба 201 и 202, кромки которых изогнуты, а поперечные сечения которых имеют форму параллелепипеда, с углом наклона γ (комплементарный угол 180°-γ к которому указан на чертеже) относительно поверхности качения.

Фиг. 33-36 иллюстрируют внутреннюю конфигурацию блока 40 протектора подобно фиг. 28 и 29. На фиг. 34 изображено поперечное сечение блока 40 протектора в сечении по В-В (см. фиг. 33). На нем показан желоб 200 и три канала 401-403. Чертеж ясно иллюстрирует конфигурацию внутреннего конца 210 желоба 200, который противоположен внешнему концу 220 желоба 200, через который желоб переходит в канавку, разграничивающую блок 40 протектора. У этого внутреннего конца 210 глубина желоба непрерывно увеличивается подобно детской горке с округлым дном. Эта конфигурация особенно преимущественна, так как обеспечивает хорошее удаление осколков льда, обеспечивая в то же время хорошее закрепление шипа. Этот тип конфигурации может преимущественно сочетаться со всеми вариантами желобов согласно изобретению, один конец у которых не переходит в канавку протектора шины (такие как, например, варианты по фиг. 18-21, 24 и 25, 29 и 32). С желобом, чья глубина непрерывно увеличивается подобно горке с плоским дном, получаются почти эквивалентные результаты.

На фиг. 35 изображено поперечное сечение блока 40 протектора в сечениях по С-С (см. фиг. 33).

На фиг. 36 изображен последний сложный вариант блока 40 протектора шины согласно изобретению. Этот блок протектора имеет два набора желобов, ламелей и каналов. Первый набор содержит желоб 201, который проходит от отверстия 90 под шип по направлению к одной из канавок, разграничивающих блок 40 протектора. Это желоб удлинен ламелью 311, которая также переходит в одну из канавок, разграничивающих блок 40 протектора. Эта ламель 311 продолжена радиально внутрь двумя каналами 401 и 403, разделенными ламелью 313. Сам желоб 201 удлинен радиально внутрь ламелью, которая переходит в канал (невидимый на чертеже). Второй набор тождественен первому после вращения на 180° вокруг радиального направления, проходящего через ось отверстия 90 под шип. Он содержит желоб 202, который проходит от отверстия 90 под шип по направлению к одной из канавок, разграничивающих блок 40 протектора. Это желоб удлинен ламелью 311', которая также переходит в одну из канавок, разграничивающих блок 40 протектора. Эта ламель 311' продолжена радиально внутрь двумя каналами (ни один не виден), разделенными ламелью (не видна). Сам желоб 202 удлинен радиально внутрь ламелью 312', которая переходит в канал 402'. Этот вариант блока 40 протектора обеспечивает такое же сцепление при тормозном моменте, как при вращающем моменте, сохраняя в то же время очень хороший срок службы касательно износа.

На фиг. 37 изображена шина 10 согласно изобретению, протектор которой содержит множество блоков 40 протектора, тождественных блоку протектора, изображенному на фиг. 36, которые разделены поперечными 25 и окружными 26 канавками. Следует отметить, что на этом чертеже возможно увидеть желоба, открывающиеся на боковой грани протектора.

На фиг. 38 изображена та же шина 10 согласно изобретению, как только в отверстия под шипы были смонтированы шипы 30.

- 7 017677

Испытания на ускорение продемонстрировали улучшение сцепления шин согласно изобретению. Шину, такую как шину с фиг. 39, размера 205/55К16 сравнили с традиционной Х-1сс ΝοΠίι шиной М|с11с1ш (Мишлен). Шина согласно изобретению показала значительное улучшение во временах ускорения на льду, несмотря на то, что у шины согласно изобретению был на 6% меньший коэффициент канавок, что в теории должно было привести приблизительно к 7% падению в сцеплении на льду.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Шина (10) для езды по льду, содержащая протектор (20), имеющий поверхность качения, выполненную с возможностью вступления в контакт с землей, когда шина катится, и две боковые грани (27), причем протектор содержит по меньшей мере одну канавку (25, 26) в поверхности качения;

по меньшей мере один шип (30), имеющий продольную ось (33), причем часть (31) шипа выступает из поверхности качения, при этом пересечение между шипом и плоскостью, касательной к участку поверхности качения вокруг шипа, образует контур С, причем та часть шипа, которая выступает из поверхности качения, имеет минимальное поперечное сечение 8т, при этом 8т соответствует наименьшему поперечному сечению упомянутой части в любой плоскости, содержащей радиальное направление, которое проходит через точку пересечения между продольной осью шипа и плоскостью, касательной к участку поверхности качения вокруг шипа;

по меньшей мере один желоб (200-205), который образует на поверхности качения шины по меньшей мере две противоположные кромки (211, 221; 221, 222; 213, 223), причем минимальное расстояние Ό между желобом и контуром С меньше или равно 1 см, при этом желоб открывается в канавку и/или на боковой грани протектора, причем для каждого шипа сумма средних поперечных сечений 8п желобов, при этом каждое среднее поперечное сечение 8п измеряется под прямыми углами к одной из противоположных кромок, образованных желобом, больше или равна половине минимального поперечного сечения 8т той части шипа, которая выступает из протектора.
2. Шина по п.1, в которой желоб (200-205) соединяет контур С с канавкой (25, 26).
3. Шина по любому из пп.1 и 2, в которой кромки (211, 221; 212, 222; 213, 223) желоба (200-205) являются прямыми.
4. Шина по любому из пп.1 и 2, в которой кромки (211, 221; 212, 222; 213, 223) желоба (200-205) являются изогнутыми.
5. Шина по любому из пп.1-4, в которой желоб (200-205) переходит в одну канавку (25, 26) протектора (20).
6. Шина по любому из пп.1-4, в которой желоб (200-205) переходит по меньшей мере в две канавки (25, 26) протектора.
7. Шина по любому из пп.1-6, в которой поперечное сечение желоба (200-205) является постоянным по всей длине желоба.
8. Шина по любому из пп.1-6, в которой поперечное сечение желоба (200-205) может меняться, причем поперечное сечение желоба имеет свой минимум вблизи шипа (30).
9. Шина по любому из пп.1-8, имеющая предпочтительное направление качения (К), причем желоб (200-205) размещен таким образом, что он вступает в контакт с землей раньше шипа (30), когда шина катится в ее предпочтительном направлении качения.
10. Шина по любому из пп.1-8, имеющая предпочтительное направление качения (К), причем желоб (200-205) размещен таким образом, что он вступает в контакт с землей после шипа (30), когда шина катится в ее предпочтительном направлении качения.
11. Шина по любому из пп.1-10, в которой протектор (20) шины содержит множество блоков (40) протектора, каждый из которых содержит множество желобов (200-205).
12. Шина по п.11, в которой каждый блок (40) протектора содержит по меньшей мере два желоба (200-205), у которых направления наибольшей длины (Ό1-Ό3) вдоль поверхности качения не параллельны.
13. Шина по любому из пп.1-12, в которой желоб (200-205) продолжен радиально внутрь ламелью (300).
14. Шина по п.13, в которой ламель (300) продолжена радиально внутрь каналом (400), причем канал имеет такие размеры, что, когда протектор изношен и канал открывается на поверхности качения, канал образует в поверхности качения желоб (200).
15. Шина по п.1, в которой средняя глубина желоба меньше средней глубины канавки.