Конструкция протектора шины, предназначенной для ошиповки

Конструкция протектора шины, предназначенной для ошиповки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к конструкции протектора ошипованных шин, в особенности ошипованных шин пассажирских автомобилей и развозных автофургонов, возможно также грузовых автомобилей и автобусов, охарактеризованной в пункте 1 формулы изобретения.

Уровень техники

К известным ошипованным шинам относятся шины трения (фрикционные шины), протектор которых состоит из слоя мягкой резины внешней части протектора и слоя более твердой резины основания протектора (так называемая конструкция протектора "Cap & Base"). Резина в этих слоях обладает разными свойствами, а количество резины в каждом слое приблизительно одинаково. Резина внешней части протектора на его поверхности обеспечивает сцепление шины, а резина основания протектора придает шине устойчивость, в результате чего обеспечиваются хорошие ходовые качества шины.

В известных шинах трения резина основания протектора в области основания шины имеет твердость в градусах по Шору А в диапазоне от 67 до 72, а твердость резины внешней части протектора в градусах по Шору А находится в диапазоне от 55 до 63. Большая по высоте часть рисунка протектора изготовлена из эластичной резины внешней части протектора. При этом нижний фланец шипа находится в твердой резине основания протектора, поэтому при движении по твердой поверхности на вершину шипа воздействует относительно высокое усилие, утапливающее его до уровня наружной поверхности протектора. Значительное усилие, воздействующее на шип, вызывает существенный износ дорожной поверхности и шум от шин. Это препятствует также размещению шипов в центральной части шины, где они наиболее полезны в аспекте сцепления.

Из патентного документа Финляндии №101463 известна конструкция протектора шины трения, разработанная для снижения утапливающего шип усилия. Этот протектор содержит поверхностный эластичный слой, имеющий твердость в градусах по Шору А от 55 до 63, и внутренний твердый слой, имеющий твердость в градусах по Шору А от 63 до 75, предпочтительно больше 65, обычно больше 67. Под нижним фланцем шипа, то есть на противоположном вершине конце, в слой основания протектора заделана подушечка из более мягкой резины, находящаяся в контакте с нижним фланцем. За счет этого значительно снижается утапливающее усилие. Благодаря уменьшенному утапливающему усилию шипы могут быть расположены также в центральной зоне протектора.

Раскрытие изобретения

Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в снижении утапливающего шип усилия, улучшении удержания шипа в протекторе и снижении уровня шума без ухудшения сцепления или ходовых качеств шины. Решение поставленной задачи достигается за счет конструкции протектора, признаки которой содержатся в отличительной части пункта 1.

Согласно изобретению слой более твердой резины основания протектора выполнен в виде полос, проходящих по окружности и в поперечном направлении протектора параллельно его поверхности в боковых (плечевых) зонах протектора внутри слоя мягкой резины внешней части протектора. Отверстия для шипов, выполненные в ребрах протектора, проходят от наружной поверхности ребер протектора через эти полосы промежуточной основы в мягкий эластичный слой, который разграничивает упомянутые полосы. Нижние фланцы шипов, подлежащих установке в отверстиях для шипов, расположены полностью под полосами промежуточной основы в эластичном слое, а узкие части шипов, по существу, окружены слоем промежуточной основы.

Таким образом, нижний фланец шипа находится внутри мягкого эластичного слоя, что значительно снижает утапливающее шип усилие во время движения по твердому основанию, в то время как более твердая резина промежуточной основы окружает узкую часть шипа и способствует его удержанию. Поскольку утапливающее усилие снижается, уменьшается также уровень шума шин. Эластичный поверхностный слой резины внешней части протектора обеспечивает хорошее сцепление, а проходящие по окружности полосы промежуточной основы из более твердой резины придают протектору необходимую жесткость.

В предпочтительном примере выполнения изобретения проходящие по окружности полосы промежуточной основы, расположенные в боковых зонах протектора, соединены центральной полосой промежуточной основы. Центральная полоса может представлять собой полосу, параллельную наружной поверхности протектора в поперечном сечении. В качестве варианта центральная полоса может быть образована полосой, имеющей в поперечном сечении плоскую V-образную форму, при этом заглубленный участок слоя промежуточной основы проходит на одном уровне с нижней стороной протектора или немного выше нее. Под слоем промежуточной основы, параллельным поверхности протектору, расположен эластичный слой, изготовленный из мягкой резины внешней части протектора или резины, более мягкой по сравнению с резиной внешней части протектора. Этот эластичный слой проходит по всей ширине протектора и снижает утапливающее шип усилие. Поэтому шипы могут быть установлены также в центральной зоне протектора. В этой зоне протектора над слоем промежуточной основы, центральный участок которого заглублен, имеется большое количество резины внешней части протектора, в то время как под этим слоем резина внешней части протектора либо отсутствует, либо имеется только в небольшом количестве. Толстый слой резины внешней части протектора в его центральной зоне создает дополнительную потенциальную возможность для формирования рисунка протектора.

Изобретательская идея состоит в том, что тонкий слой промежуточной основы, твердость которого превышает твердость резины внешней части протектора примерно на 10 градусов по Шору А, улучшает удержание шипа в шине и допускает включение мягкого эластичного слоя между слоем промежуточной основы и основанием шины, и в то же время стабилизирует протектор, который в среднем содержит больше эластичной резины, чем обычно.

Ширина каждой полосы промежуточной основы в боковых зонах протектора равна или несколько превышает одну треть общей ширины протектора. Ширина шины, следовательно, ширина протектора колеблется в широких пределах в зависимости от типа автомобиля. В пассажирских автомобилях и развозных автофургонах ширина шины может колебаться от 110 до 300 мм. Ширина полос промежуточной основы в боковых зонах протектора составляет по меньшей мере одну треть ширины протектора, так что ширина центральной зоны протектора также составляет одну треть общей ширины или немного меньше. Ширина центральной зоны может быть снижена до одной четверти общей ширины и тогда соответственно возрастает ширина полос в боковых зонах.

Толщина слоя резины внешней части протектора на его поверхности (поверхностный слой) несколько превышает толщину слоя промежуточной основы и эластичного слоя, причем два последних слоя примерно равны по толщине. Поверхностный слой резины внешней части протектора имеет толщину от 3,5 до 5,5 мм, предпочтительно от 4 до 5 мм, наиболее предпочтительно 4,5 мм. Толщина слоя промежуточной основы и эластичного слоя колеблется в пределах от 2,5 до 4,5 мм, предпочтительно от 3 до 4 мм, наиболее предпочтительно 3,5 мм. Центральная зона протектора не имеет эластичного слоя, если слой промежуточной основы имеет заглубленный участок V-образной формы в этой центральной зоне.

Ходовые качества шины во многом зависят от твердости резины в различных зонах. Твердость мягкой резины внешней части протектора, обеспечивающей сцепление, составляет в градусах по Шору А от 50 до 60, наиболее предпочтительно около 55. Эластичный слой под слоем промежуточной основы имеет такую же твердость или даже на 5 градусов по Шору А меньше твердости резины внешней части протектора, то есть его твердость составляет в градусах по Шору А от 45 до 55. Слой промежуточный основы, который придает шине устойчивость и улучшает удержание шипа, имеет твердость примерно на 10 градусов по Шору А больше твердости слоя резины внешней части протектора, то есть его твердость составляет в градусах по Шору А от 55 до 70.

Диаметр нижнего фланца шипов, закрепляемых в отверстиях для шипов, составляет 9 мм или даже 10 мм, что способствует удержанию шипа. Эта величина превышает до 2 мм диаметр обычных шипов для зимних шин. Такой большой диаметр допустим благодаря присутствию под слоем промежуточной основы резины внешней части протектора, в который может легко утапливаться нижний фланец шипа. Верхний фланец имеет диаметр от 6 до 8 мм, а высота шипа от нижней грани нижнего фланца до верхней грани верхнего фланца составляет от 8 до 11 мм, предпочтительно от 9 до 10 мм.

Конструкция протектора по изобретению особенно применима для зимних шин пассажирских автомобилей и развозных автофургонов, а также для шин грузовых автомобилей и автобусов.

Перечень чертежей

Примеры осуществления настоящего изобретения будут подробнее описаны ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 изображает в вертикальном разрезе протектор ошипованной шины до формирования рисунка,

фиг.2 изображает в вертикальном разрезе протектор ошипованной шины в соответствии со вторым предпочтительным примером выполнения,

фиг.3 изображает в вертикальном разрезе протектор ошипованной шины в соответствии с третьим предпочтительным примером выполнения,

фиг.4 изображает в вертикальном разрезе протектор ошипованной шины в соответствии с четвертым предпочтительным примером выполнения,

фиг.5 изображает в вертикальном разрезе боковую зону протектора по фиг.1 и 2 и закрепленный в ней шип,

фиг.6 изображает шип, устанавливаемый в протекторе, включая диаметр и высоту шипа.

Осуществление изобретения

На фиг.1 показан в вертикальном разрезе протектор 1 шины пассажирского автомобиля и основание 2 шины под протектором. Слой 3 промежуточной основы образован двумя полосами 3а и 3b, расположенными в боковых зонах протектора параллельно его поверхности. Слой 4 мягкой резины внешней части протектора окружает упомянутые полосы. Ширина каждой полосы немного превышает одну треть ширины протектора, так что ширина центральной зоны протектора между полосами немного меньше одной трети ширины протектора.

В готовой шине шипы 5 расположены так, как показано на чертеже. Протекторы по фиг.1 и 2-4 показаны в еще не сформованном состоянии, так что отверстия для шипов и рисунок протектора пока отсутствуют. Тем не менее, на фиг.1 показан порядок размещения шипов. Шипы 5 установлены в четыре окружных ряда над полосами промежуточной основы протектора. Узкая часть шипа, по существу, полностью окружена полосами 3а и 3b промежуточной основы, а нижний фланец шипа находится полностью под слоем промежуточной основы внутри слоя резины внешней части протектора. Благодаря такому решению шип хорошо удерживается в протекторе, так как его узкая часть окружена слоем твердой резины. Диаметр нижнего фланца может быть больше обычного, так как при утоплении вершины шипа в протектор до уровня наружной поверхности протектора Р сопротивление эластичного слоя резины внешней части протектора меньше сопротивления обычного слоя резины основания протектора. Слой резины внешней части протектора в его центральной зоне обеспечивает дополнительные потенциальные возможности для формирования рисунка протектора.

На фиг.2 также показан в вертикальном разрезе протектор в предпочтительном примере выполнения. В этом варианте слой промежуточной основы проходит от одной боковой стороны протектора до другой стороны. Крайние участки 3d и 3e слоя промежуточной основы - прямые на приблизительно одной трети ширины слоя и параллельны поверхности протектора. Центральный участок 3f, занимающий максимум одну треть ширины всего протектора, заглублен в центр протектора и имеет плоскую V-образную форму. Этот центральный участок примыкает к основанию шины. Благодаря описанной конструкции над участком плоской V-образной формы образована зона 4f, содержащая большое количество резины внешней части протектора, что создает дополнительные потенциальные возможности для формирования рисунка протектора. В боковых зонах 6d и 6е протектора под участками 3d, 3e слоя промежуточной основы может использоваться та же резина внешней части протектора, что и над слоем промежуточной основы, или еще более мягкая резина, чем резина внешней части протектора. Этот нижний слой назван эластичным слоем.

В альтернативном варианте заглубленный центральный участок может немного не доходить до основания шины. Слой промежуточной основы, проходящий по всей ширине протектора, придает шине большую жесткость и применим для более тяжелых пассажирских автомобилей и развозных автофургонов.

На фиг.3 показан в вертикальном разрезе протектор еще в одном предпочтительном примере выполнения. Слой 3 промежуточной основы образует прямой слой, параллельный поверхности протектора. Под этим слоем 3 в боковых зонах протектора предусмотрены полосы 6g и 6h из эластичной резины, между которыми находится полоса из резины внешней части протектора. Поверхностный слой образован слоем 4 резины внешней части протектора.

На фиг.4 показан протектор в вертикальном разрезе. Как видно на чертеже, он содержит поверхностный слой 4 резины внешней части протектора, расположенный под ним слой 3 промежуточной основы, проходящий от одной боковой стороны протектора до другой стороны, и нижний эластичный слой 6, также проходящий от одной боковой стороны протектора до другой стороны.

На фиг.2-4 шипы и отверстия для шипов не показаны. Фиг.5 изображает в несколько увеличенном масштабе в вертикальном разрезе боковую зону протектора с установленным в ней шипом 5. Вершина шипа выступает из протектора, а узкая часть шипа окружена слоем 3 промежуточной основы. Нижний фланец шипа полностью заключен в нижнем эластичном слое 6.

На фиг.6 отдельно показан шип 5 и даны его размеры по высоте и диаметру. Шип имеет известную конструкцию, а его размеры соответствуют толщине слоев протектора, так что нижний фланец расположен полностью под слоем промежуточной основы, а узкая часть, по существу, окружена слоем промежуточной основы.

При осуществлении изобретения возможны различные изменения и модификации конструкции протектора, не выходящие за пределы объема охраны, который определен в пункте 1 формулы изобретения.

1. Протектор шины, предназначенной для ошиповки, содержащий на поверхности слой 4 мягкой резины внешней части протектора и слой 3 более твердой резины основания протектора, расположенный между основанием 2 шины и слоем 4 резины внешней части протектора, причем рисунок протектора состоит из ребер, разделенных окружными и поперечными канавками, в которых выполнены отверстия для шипов, отличающийся тем, что слой 3 более твердой резины основания протектора образован по меньшей мере полосами (3а, 3b; 3d, 3е; 3), проходящими по окружности и в поперечном направлении протектора параллельно его поверхности в боковых зонах протектора внутри слоя 4 мягкой резины внешней части протектора, а отверстия для шипов проходят через упомянутые полосы (3а, 3b; 3d, 3е; 3) промежуточной основы в эластичный слой 6 так, что нижние фланцы шипов 5, подлежащих установке в отверстиях для шипов, расположены полностью под нижней поверхностью полос (3а, 3b; 3d, 3е; 3) промежуточной основы в эластичном слое 6, выполненном из резины внешней части протектора или резины, более мягкой, чем упомянутая резина внешней части протектора, а узкие части шипов 5 по существу окружены резиной промежуточной основы.

2. Протектор по п.1, отличающийся тем, что резина внешней части протектора имеет твердость в градусах по Шору А в диапазоне от 50 до 60, предпочтительно 55, твердость резины эластичного слоя 6, расположенного под слоем промежуточной основы, равна твердости резины внешней части протектора или ниже ее максимум на 5 градусов по Шору А, а твердость резины промежуточной основы в градусах по Шору А находится в диапазоне от 60 до 70.

3. Протектор по п.1 или 2, отличающийся тем, что резина промежуточной основы образует сплошной слой 3 с шириной, равной ширине поверхностного слоя, параллельный наружному слою протектора (Р).

4. Протектор по п.1 или 2, отличающийся тем, что проходящие по окружности полосы (3d, 3е) промежуточной основы, расположенные в боковых зонах протектора, соединены участком (3f) промежуточной основы, имеющей плоскую V-образную форму, с образованием сплошного слоя промежуточной основы, причем указанный участок V-образной формы проходит на одном уровне с нижней стороной протектора или выше.

5. Протектор по п.1 или 2, отличающийся тем, что каждая из проходящих по окружности полос (3а, 3b; 3d, 3е) промежуточной основы, расположенных в боковых зонах протектора, имеет ширину, равную одной трети общей ширины (L) протектора (Р) или превышает эту величину.

6. Протектор по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что полосы (3а, 3b; 3d, 3е) промежуточной основы или соответственно слой 3 имеют толщину в диапазоне от 2,5 до 4,5 мм, предпочтительно от 3 до 4 мм, наиболее предпочтительно 3,5 мм.

7. Протектор по п.6, отличающийся тем, что толщина слоя 4 резины внешней части протектора на поверхности его боковых зон составляет от 3,5 до 5,5 мм, предпочтительно от 4 до 5 мм, наиболее предпочтительно 4,5 мм, толщина полос (3а, 3b; 3d, 3е) промежуточной основы в боковых зонах протектора и толщина эластичного слоя 6, расположенного под слоем 3 промежуточной основы, составляют от 2,5 до 4,5 мм, предпочтительно от 3 до 4 мм, наиболее предпочтительно 3,5 мм, а в центральной зоне протектора слой 4 резины внешней части протектора заканчивается на слое 3 промежуточной основы, а при отсутствии слоя 3 в центральной зоне протектора эта центральная зона полностью состоит из резины внешней части протектора.

8. Протектор по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что диаметр нижнего фланца шипов 5, подлежащих закреплению в отверстиях для шипов, составляет от 6 до 10 мм, диаметр верхнего фланца составляет от 6 до 8 мм, а высота шипа от нижней грани нижнего фланца до верхней грани верхнего фланца составляет от 8 до 11 мм, предпочтительно от 9 до 10 мм.

9. Протектор по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что слой 3 промежуточной основы проходит по всей ширине протектора для обеспечения возможности его использования с зимними шинами пассажирских автомобилей и развозных автофургонов, а также с шинами грузовых автомобилей и автобусов.

10. Протектор по любому из предыдущих пунктов, отличающейся тем, что шина содержит шипы 5 только в тех местах, где под резиной промежуточной основы имеется мягкая резина слоев (4; 6), снижающая утапливающее шип усилие.