IT202000018736A1 - Battistrada di pneumatico con intaglio a tre livelli e pneumatico - Google Patents

Description

BATTISTRADA DI PNEUMATICO CON INTAGLIO A TRE LIVELLI

E PNEUMATICO

DESCRIZIONE

Campo tecnico dell?invenzione

La presente invenzione si riferisce ad un battistrada per pneumatici. In particolare, si riferisce ad un battistrada che incorpora una geometria di intaglio a 3 livelli che consente di mantenere e migliorare le prestazioni dello pneumatico su fondi asciutti, bagnati e/o innevati anche quando usurato.

Background

Gli pneumatici sono generalmente dotati di battistrada con scanalature che si estendono lateralmente e/o circonferenzialmente, definendo ?elementi di battistrada? che si impegnano a terra e contribuiscono alle prestazioni complessive dello pneumatico.

In particolare, la presenza di scanalature generalmente poco ampie e sottili, dette intagli o ?sipe?, definiscono vuoti che permettono di aumentare l?area di contatto tra il battistrada e il fondo stradale. Detti intagli possono essere realizzati in accordo a differenti geometrie e penetrare pi? o meno profondamente all?interno del battistrada medesimo.

Gli intagli sono tipicamente formati usando stampi a profilo complementare alla geometria di intaglio desiderata. Durante una fase di produzione dello pneumatico, detti stampi sono estratti dal battistrada al termine del processo di indurimento della gomma.

La presenza di intagli migliora generalmente la flessibilit? degli elementi di battistrada senza ridurne la solidit?. Un maggior numero di bordi mordenti e una maggiore percentuale di vuoto (dovuti alla presenza dell?intaglio medesimo) possono incrementare l?aderenza e l?efficienza di trazione dello pneumatico in specifiche condizioni. Ad esempio, in condizioni di fondo bagnato e/o innevato, permettono allo pneumatico di aderire eliminando la neve e l?acqua raccolta dal fondo stradale (azione di pulitura e scavo).

Tuttavia, le prestazioni di aderenza, soprattutto su fondo bagnato e/o innevato, sono molto sensibili alla geometria dell?intaglio che, durante la vita utile dello pneumatico, si modifica a causa del consumo del battistrada. Diminuendo la percentuale di vuoto e l?entit? dei bordi mordenti, si verifica infatti un calo delle prestazioni di aderenza, specialmente su fondo bagnato e nevoso, e almeno in termini di frenata e trazione.

Lo stato della tecnica rende note diverse soluzioni relative a battistrada con differenti geometrie di intaglio, prevedendo profili rettilinei, circolari o genericamente curvilinei.

Tuttavia, le soluzioni ad oggi note, migliorano generalmente le prestazioni su terreno bagnato e/o innevato solo quando lo pneumatico ? ancora nuovo, a scapito della rigidezza degli elementi di battistrada e dunque delle prestazioni su un fondo stradale asciutto e/o regolare, accelerandone l?usura. Inoltre, la normale usura del battistrada provoca tipicamente una rapida riduzione della percentuale di vuoto e lo pneumatico ? soggetto a un drastico calo dell?aderenza sul bagnato/neve quanto pi? ? prossimo al termine della sua vita utile.

Per contrastare questo comportamento, alcune soluzioni note prevedono intagli che variano la propria geometria in funzione della profondit? dell?intaglio medesimo. Tuttavia, soluzioni di questo tipo presentano spesso geometrie di intaglio complesse che richiedono stampi complessi per essere realizzate.

In tale contesto, un ulteriore aspetto di criticit? ? associato proprio alla suddetta fase di estrazione degli stampi, che risulta tanto pi? difficile quanto pi? ? complessa la geometria di intaglio.

Alcune soluzioni prevedono di incrementare la profondit? dell?intaglio per facilitare la separazione delle sue facce opposte durante l?estrazione dello stampo, a scapito per? della rigidezza finale del battistrada. In altri casi, intagli non particolarmente profondi o con geometrie sensibilmente variabili richiedono comunque delicate operazioni di estrazione dello stampo che comportano spesso micro-danneggiamenti agli elementi di battistrada. L?attivit? di estrazione necessita, infatti, l?applicazione di forze elevate che rischiano di sottoporre regioni interne dell?intaglio a sforzi eccessivi, deformandole e pregiudicando le prestazioni complessive dello pneumatico.

Breve descrizione dell?invenzione

Il problema tecnico posto e risolto dalla presente invenzione ? dunque quello di superare le problematiche sopra esposte e, in particolare, di fornire un battistrada con geometria di intaglio tale da mitigare la perdita di vuoto e riduzione dei bordi mordenti dell?intaglio a seguito della normale usura durante la vita dello pneumatico.

Ci? ? ottenuto attraverso un battistrada di pneumatico come definito nella rivendicazione 1.

Ulteriore oggetto della presente invenzione ? uno pneumatico come definito nella rivendicazione 14.

Ulteriori caratteristiche della presente invenzione sono definite nelle corrispondenti rivendicazioni dipendenti.

Il battistrada secondo la presente invenzione ? tale da garantire adeguate prestazioni in condizioni di fondo stradale bagnato e/o innevato, pur mantenendo la rigidezza richiesta in caso di fondo stradale asciutto, senza che la sua usura sia accelerata o si verifichi un andamento disomogeneo di quest?ultima. Inoltre, la conformazione di un battistrada secondo l?invenzione consente di agevolare il processo di estrazione dello pneumatico dallo stampo, attraverso un intaglio caratterizzato da profilo e profondit? ottimali a fronte delle limitazioni tecniche summenzionate.

Ai fini della presente invenzione, con il termine ?elemento di battistrada? si intende una porzione del disegno del battistrada che pu? ripetersi, identica a s? stessa, lungo una porzione o l?intero battistrada.

Con il termine ?componente di battistrada?, o semplicemente ?componente?, si intende un qualsiasi tassello (o blocco) del battistrada, indipendentemente dalla sua forma e/o posizionamento.

Con il termine ?superficie di contatto? si intende la porzione di superficie di un componente che, durante il rotolamento dello pneumatico, entra in contatto con il suolo.

Con il termine ?intaglio? (o ?sipe?), si intende una sottile e generalmente poco ampia scanalatura su un componente del battistrada, ottenuta dallo stampaggio dello pneumatico, in particolare volta a migliorare le prestazioni dello pneumatico su fondo asciutto, bagnato e/o su fondi innevati.

Altri vantaggi, assieme alle caratteristiche ed alle modalit? di impiego della presente invenzione, risulteranno evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di sue forme di realizzazione preferite, presentate a scopo esemplificativo e non limitativo.

Breve descrizione delle figure

Verr? fatto riferimento ai disegni riportati nelle figure allegate, in cui:

- la Figura 1 mostra uno pneumatico secondo la presente invenzione, dotato di un battistrada secondo la presente invenzione;

- la Figura 2 mostra una vista prospettica esemplificativa di un intaglio di un componente del battistrada secondo la presente invenzione;

- la Figura 3 ? una vista in sezione trasversale del profilo di intaglio di Figura 2.

Gli spessori e le curvature mostrati nelle suddette Figure devono essere intesi come puramente esemplificativi e non sono necessariamente mostrati in proporzione. Inoltre, in dette Figure, alcuni strati/componenti dello pneumatico potrebbero essere stati omessi, per una pi? chiara illustrazione degli aspetti della presente invenzione.

Descrizione dettagliata di forme di realizzazione dell?invenzione

La presente invenzione sar? di seguito descritta facendo riferimento alle Figure suindicate.

Per semplicit? descrittiva si far? riferimento nel seguito ad un generico tassello di battistrada. Come precedentemente menzionato, tuttavia, ? da intendersi che il principio alla base della presente invenzione ? applicabile ad un qualsiasi componente del battistrada, che esso sia un tassello o altro.

Con iniziale riferimento alla Figura 1, ? mostrata una vista schematica in prospettiva di uno pneumatico 1 comprendente un battistrada 10 secondo una forma di realizzazione preferita della presente invenzione.

In termini generali, un battistrada 10 per uno pneumatico 1, comprende una pluralit? di componenti di battistrada 20. In particolare, la Figura 2 mostra una vista prospettica esemplificativa di un intaglio 100 ricavato in un tassello 20 del battistrada 10 in accordo alla presente invenzione. Per maggior chiarezza visiva, le porzioni piene del tassello 20 non sono mostrate.

Ciascun tassello 20 del battistrada 10 presenta una rispettiva superficie di contatto 21 che, nell?insieme del battistrada, definisce la superficie di contatto al suolo del battistrada stesso.

Secondo la presente invenzione e con ulteriore riferimento alla figura 3, almeno uno dei tasselli 20 del battistrada 10 comprende un intaglio 100 presentante una estensione di intaglio L ed una profondit? di intaglio P, quest?ultima lungo una direzione di usura U sostanzialmente ortogonale a detta superficie di contatto 21. Detta direzione di usura U ? ovvero una direzione radiale verso il centro dello pneumatico 1.

In una forma di realizzazione preferita e non limitativa, l?intaglio 100 prevede un?estensione di intaglio L longitudinale compresa tra estremit? opposte di detto tassello 20.

E? da intendersi che detta estensione longitudinale L di intaglio 100 non coincide necessariamente con la direzione di sviluppo del battistrada 10, bens? pu? essere orientata differentemente, in funzione del relativo posizionamento del tassello 20 (o altro componente) nel battistrada 10 medesimo.

Come visibile nella Figura 2, l?intaglio 100 definisce una prima 101 e una seconda 102 faccia tra loro contrapposte del componente 20 e la profondit? di intaglio P, lungo detta direzione di usura U, comprende una prima ed una seconda sezione, denotate rispettivamente con i riferimenti A e C.

Preferibilmente, la prima sezione A ? posta superiormente, vale a dire esternamente in direzione radiale dello pneumatico, rispetto alla seconda sezione C, la prima sezione A essendo la sezione pi? prossima alla superficie di contatto 21 in condizioni di pneumatico 1 nuovo o in progressiva usura.

Per comodit? si far? quindi riferimento a detta prima sezione A come sezione superiore e detta seconda sezione C come sezione inferiore.

Sebbene non sia illustrato nelle Figure, l?intaglio 100 nella sua profondit? P pu? comprendere, in forme di realizzazioni preferite, ulteriori sezioni posizionate superiormente a detta prima sezione A lungo la direzione di usura U.

Preferibilmente, la sezione inferiore C della profondit? di intaglio P termina in corrispondenza del limite massimo di usura del battistrada 10 dello pneumatico 1 (non-skid depth, NSD).

Lungo detta direzione di usura U, l?intaglio 100 comprende un?ulteriore sezione, o sezione intermedia B, che raccorda la prima e seconda sezione A, C tra loro.

Preferibilmente, secondo la sua profondit? P l?intaglio 100 comprende in sequenza, da una posizione radialmente esterna verso una posizione radialmente interna, detta prima sezione A, detta sezione intermedia B e detta seconda sezione C.

Come visibile nella Figura 3, la prima 101 e seconda 102 faccia contrapposte definite dall?intaglio 100 presentano corrispondenti profili complementari (101a, 102a) e (101c, 102c) rispettivamente lungo le sezioni superiore A e inferiore C. La prima 101 e seconda 102 faccia sono distanziate in allontanamento reciproco lungo detta direzione di usura U in corrispondenza della sezione intermedia B.

In questo modo ? possibile incrementare la percentuale di vuoto del battistrada 10 e conferire allo pneumatico 1 migliori prestazioni su fondo stradale bagnato e/o innevato.

Vantaggiosamente, il battistrada 10 dell?invenzione presenta quindi almeno un componente 20 caratterizzato da una specifica geometria di intaglio 100 che ne determina tre regioni, o livelli, posizionati a profondit? selezionate e progressive lungo la direzione di usura U.

Tali regioni possono coprire percentuali differenti della profondit? P dell?intaglio 100, in modo tale che l?effetto tecnico conferito dalla geometria di ciascuna sezione A, B, C dell?intaglio 100 sia sinergico e bilanciato con le proprie ulteriori sezioni, per regolare la rigidezza e/o la durata dei componenti 20 del battistrada 10, ottimizzando le prestazioni dello pneumatico 1 in funzione del tipo di applicazione richiesta.

Preferibilmente, la prima sezione A presenta un?estensione compresa tra il 40% e il 60% della profondit? di intaglio P, la sezione intermedia B presenta un?estensione compresa tra il 40% e il 60% della profondit? di intaglio P e la seconda sezione C presenta un?estensione fino al 25% della profondit? di intaglio P.

Come visibile nella Figura 3, preferibilmente la prima e seconda faccia 101, 102 sono distanziate in allontanamento in modo continuo e crescente tra una profondit? minima Pmin e una profondit? massima Pmax della sezione intermedia B.

Vantaggiosamente, la particolare geometria della sezione intermedia B permette di compensare la riduzione della percentuale di vuoto del battistrada 10 con il progredire dell?usura, diminuendo l?area di contatto con il fondo stradale, aumentando la percentuale di vuoti e rallentando cos? l?inevitabile calo di prestazioni dello pneumatico 1.

In altre parole, l?usura dello pneumatico 1 comporta tipicamente una diminuzione della percentuale di vuoto offerta con l?intaglio 100, che progressivamente consuma la sua profondit? P lungo la direzione di usura U. In accordo all?invenzione, tale riduzione ? mitigata dal reciproco distanziamento in allontanamento dalle facce contrapposte 101, 102 in corrispondenza della sezione intermedia B. Preferibilmente, in tale sezione B della profondit? di intaglio P, le facce contrapposte 101, 102 presentano una conformazione planare.

Tale ?allargamento? della sezione intermedia B, e quindi della percentuale di vuoto offerta dall?intaglio 100 nel tassello 20, compensa, ulteriormente, un incremento di area di contatto (e quindi di rigidezza complessiva del componente) causata dal consumo di quest?ultimo e dovuta alla conformazione tipicamente svasata dei componenti del battistrada.

Inoltre, tale particolare geometria della sezione intermedia B, conformata in modo tale che vi sia un progressivo e continuo distanziamento tra le facce contrapposte 101, 102, conferisce all?intaglio 100 un profilo tale da facilitare l?estrazione dello stampo dallo pneumatico durante una fase di produzione di quest?ultimo.

Preferibilmente, il rapporto tra la distanza reciproca di detta prima e seconda faccia 101, 102 in corrispondenza di detta profondit? minima Pmin e detta profondit? massima Pmax ? compreso tra 0.3 e 0.9. All?aumentare di detto rapporto sono favorite le operazioni di estrazioni dallo stampo ed e? ad ogni modo assicurato un miglioramento dell?aderenza della sezione intermedia B su superfici nevose/bagnate durante il rotolamento dello pneumatico.

In corrispondenza di detta sezione intermedia B, secondo una forma di realizzazione dell?invenzione, le due facce contrapposte 101 e 102 definiscono rispettivamente un angolo ?1 e ?2 compresi tra 60? e 90?, non necessariamente equivalenti, con una superficie ? parallela alla suddetta superficie di contatto 21.

Considerando ora la sezione superiore A, la prima e seconda faccia 101, 102 contrapposte individuano rispettivi primi profili 101a, 102a in un piano ? ortogonale rispetto alla direzione di estensione longitudinale, o estensione di intaglio L.

Preferibilmente, detti rispettivi primi profili 101a, 102a presentano un andamento tale da intersecare in detto piano ortogonale ? una retta in almeno due punti distinti lungo detta prima sezione A.

Come visibile nell?esempio illustrato, l?andamento dei primi profili 101a, 102a ? preferibilmente un andamento a ?zig-zag?, in cui creste (o corrispondenti ventri) possono presentare ampiezza differente. Creste (o ventri) restano definite da tratti consecutivi di detti primi profili 101a, 102a in cui, preferibilmente, ciascuna cresta (o ventre) ? definita da due tratti consecutivi che formano tra loro un angolo interno ? compreso tra 70? e 135?.

Una prima sezione A dell?intaglio 100 siffatta conferisce al componente 20 un elevata rigidezza, ottimizzando le prestazioni dello pneumatico 1 su un fondo stradale asciutto, soprattutto quando ? nuovo.

Preferibilmente, la prima e seconda faccia 101, 102 contrapposte individuano ulteriori rispettivi profili con la suddetta superficie parallela ? alla superficie di contatto 21.

Ad esempio, con riferimento alla prima sezione A dell?intaglio 100, la prima e seconda faccia 101, 102 contrapposte individuano profili che si estendono lungo la direzione di estensione longitudinale L di intaglio 100 e presentano un andamento tale da poter intersecare in almeno due punti distinti una retta che giace in detta superficie ?. Detti profili sono denotati nella Figura 1 con i riferimenti 101z, 102z.

In questo modo si ottiene una geometria dell?intaglio 100 con uno sviluppo tridimensionale in cui la rigidezza del componente 20 pu? essere mantenuta elevata, grazie alla compenetrazione - durante una sollecitazione - dei profili di detta prima e seconda faccia 101, 102 lungo la propria estensione L. Ovvero, l?apertura del tassello 20 ? resa difficile quando il componente ? nuovo ed ? sottoposto a sforzo di taglio, ad esempio durante una frenata, rispetto ad una geometria planare.

Lungo detta direzione di estensione longitudinale L, i suddetti profili 101z, 102z possono presentare un andamento a zig-zag, similmente a quanto descritto in precedenza per i primi profili 101a, 102a. Anche in tal caso, come visibile nell?esempio illustrato, creste (o ventri) restano definite da tratti consecutivi dei profili 101z, 102z in cui, preferibilmente, ciascuna cresta (o ventre) ? definita da due tratti consecutivi che formano tra loro un angolo interno ? compreso tra 135? e 180?.

Sia i primi profili 101a, 102a che gli ulteriori profili 101z, 102z lungo la direzione di estensione longitudinale L, possono comprendere pi? di due tratti consecutivi tali da formare rispettivi due o pi? angoli interni ? e ?. In forme di realizzazione, i profili 101z, 102z possono determinare almeno un primo angolo interno ?1 di ampiezza differente rispetto ad un secondo angolo interno ?2.

Analogamente a quanto precedentemente descritto per la sezione superiore A, la sezione inferiore C della profondit? di intaglio P comprende secondi profili 101c, 102c. Detti secondi profili sono ottenuti nel suddetto piano ortogonale ? rispetto alla estensione di intaglio L. Preferibilmente, detti secondi profili 101c, 102c presentano un andamento sostanzialmente rettilineo.

Secondo una forma di realizzazione preferita, anche la sezione inferiore C si sviluppa lungo l?estensione di intaglio L in accordo a quanto sopra descritto per la sezione superiore A.

In relazione ad un primo aspetto, una sezione inferiore C di profondit? di intaglio P come sopra descritta, mantiene ridotta la rigidezza del battistrada 10 dell?invenzione quando consumato, conferendo allo pneumatico 1 una buona aderenza su fondo stradale bagnato e/o innevato anche quando lo pneumatico ? in prossimit? del termine della sua vita.

Ulteriormente, attraverso la previsione di una sezione inferiore C nel battistrada 10 secondo l?invenzione, ? possibile ottenere differenti valori di rigidezza complessiva del tassello 20 anche quando la sezione superiore A dell?intaglio 100 ? completamente consumata. Tale regolazione ? ottenibile modulando la percentuale di estensione relativa della sezione intermedia B e sezione inferiore C, rispetto alla profondit? di intaglio P.

In termini di processo produttivo, vantaggiosamente, la sezione inferiore C risulta sufficientemente estesa da agevolare la separazione delle facce contrapposte 101, 102 dell?intaglio 100 in fase di estrazione dello stampo dal battistrada 10, pur senza penalizzare la rigidezza dello pneumatico 1 quando ? nuovo.

La presente invenzione ? stata fin qui descritta con riferimento a sue forme di realizzazione preferite. ? da intendersi che ciascuna delle soluzioni tecniche implementate nelle forme di realizzazione preferite, qui descritte a titolo esemplificativo, potranno vantaggiosamente essere combinate diversamente tra loro, per dar luogo ad altre forme di realizzazione, che afferiscano al medesimo nucleo inventivo e tutte comunque rientranti nell?ambito di protezione delle rivendicazioni qui di seguito riportate.

Claims (14)

RIVENDICAZIONI

1. Battistrada (10) per uno pneumatico (1), presentante una pluralit? di componenti di battistrada (20) aventi ciascuno una rispettiva superficie di contatto (21), in cui almeno uno di detta pluralit? di componenti (20) comprende un intaglio (100) definente una prima (101) e una seconda (102) faccia tra loro contrapposte di detto almeno un componente (20), detto intaglio (100) presentando una profondit? di intaglio (P) lungo una direzione di usura (U) sostanzialmente ortogonale a detta superficie di contatto (21), in cui detta profondit? di intaglio (P) comprende una prima (A) ed una seconda (C) sezione,

in cui una sezione intermedia (B) raccorda detta prima (A) e seconda (C) sezione e in cui detta prima (101) e seconda (102) faccia contrapposte presentano corrispondenti profili complementari (101a, 101c, 101z, 102a, 102c, 102z) lungo detta prima (A) e seconda (C) sezione e sono distanziate in allontanamento reciproco lungo detta direzione di usura (U) in corrispondenza di detta sezione intermedia (B).

2. Battistrada (10) secondo la rivendicazione 1, in cui detta profondit? di intaglio (P) comprende in sequenza detta prima sezione (A), detta sezione intermedia (B) e detta seconda sezione (C).

3. Battistrada (10) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detta prima (101) e seconda (102) faccia contrapposte sono distanziate in allontanamento in modo continuo e crescente tra una profondit? minima (Pmin) e una profondit? massima (Pmax) di detta sezione intermedia (B).

4. Battistrada (10) secondo la rivendicazione precedente, in cui il rapporto tra la distanza reciproca di detta prima (101) e seconda (102) faccia in corrispondenza di detta profondit? minima (Pmin) e detta profondit? massima (Pmax) ? compreso tra 0.3 e 0.9.

5. Battistrada (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta prima (101) e seconda (102) faccia contrapposte definiscono ciascuna un rispettivo angolo (?1, ?2) compreso tra 60? e 90? con una superficie (?) parallela a detta superficie di contatto (21) in corrispondenza di detta sezione intermedia (B).

6. Battistrada (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta prima sezione (A) presenta un?estensione compresa tra il 40% e il 60% della profondit? di intaglio (P).

7. Battistrada (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta sezione intermedia (B) presenta un?estensione compresa tra il 40% e il 60% della profondit? di intaglio (P).

8. Battistrada (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta seconda sezione (C) presenta un?estensione fino al 25% della profondit? di intaglio (P).

9. Battistrada (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta prima (101) e seconda (102) faccia contrapposte presentano una conformazione planare in corrispondenza di detta sezione intermedia (B).

10. Battistrada (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta prima (101) e seconda (102) faccia contrapposte individuano primi profili (101a, 102a) lungo detta prima sezione (A) con un piano ortogonale (?) rispetto ad una direzione di estensione longitudinale (L) di detto intaglio (100), detti primi profili (101a, 102a) presentando un andamento tale da intersecare una retta che giace in detto piano ortogonale (?) in almeno due punti distinti.

11. Battistrada (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta prima (101) e seconda (102) faccia contrapposte individuano secondi profili (101c, 102c) lungo detta seconda sezione (C) con un piano ortogonale (?) rispetto ad una direzione di estensione longitudinale (L) di detto intaglio (100), detti secondi profili (101c, 102c) presentando un andamento sostanzialmente rettilineo.

12. Battistrada (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta prima (101) e seconda (102) faccia contrapposte individuano rispettivi terzi profili (101z, 102z) con una superficie (?) parallela a detta superficie di contatto (21), detti rispettivi terzi profili (101z, 102z) presentando un andamento tale da intersecare una retta che giace in detta superficie parallela (?) in almeno due punti distinti.

13. Battistrada (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto intaglio (100) presenta un?estensione longitudinale (L) compresa tra estremit? opposte di detto almeno un componente (20).

14. Pneumatico (1), comprendente un battistrada (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.