IT202100002834A1

IT202100002834A1 - Pneumatico per veicoli pesanti

Info

Publication number: IT202100002834A1
Application number: IT102021000002834A
Authority: IT
Inventors: Daniel Muro; Luca Spiri; Luca Scalas; Guercio Gerardo Del; Gaetano Fortunato
Original assignee: Bridgestone Europe Nv Sa
Priority date: 2021-02-09
Filing date: 2021-02-09
Publication date: 2022-08-09

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

?PNEUMATICO PER VEICOLI PESANTI?

SETTORE DELLA TECNICA

La presente invenzione ? relativa ad uno pneumatico per veicoli pesanti. In particolare, la presente invenzione ? relativa al battistrada di uno pneumatico per veicoli pesanti provvisto di fori di drenaggio nelle sue porzioni in rilievo.

ARTE ANTERIORE

Come noto, uno pneumatico per veicoli pesanti quali autocarri e autobus (chiamato anche TBR ? Truck and Bus Radial Tyre) comprende di norma una carcassa toroidale, la quale ? costituita da un numero di tele di carcassa e supporta un battistrada anulare. Solitamente il disegno del battistrada comprende un numero di solchi circonferenziali, i quali si estendono parallelamente alla direzione di rotolamento dello pneumatico, ed un numero di solchi laterali, i quali sono trasversali ai solchi circonferenziali; detti solchi circonferenziali e laterali definiscono dei canali che sono principalmente atti a drenare quanta pi? acqua possibile. Il disegno del battistrada comprende altres? un numero di elementi di battistrada, in particolare dei tasselli di battistrada la cui superficie superiore entra in contatto con la superficie stradale, ogni tassello essendo definito tra due solchi laterali successivi e due solchi laterali successivi; e/o delle costole di battistrada la cui superficie superiore entra in contatto con la superficie stradale definendo una banda di contatto circonferenziale con la superficie stradale. Infine il disegno del battistrada comprende solitamente un numero di lamelle definite da incisioni realizzate in elementi di battistrada, le quali attraversano almeno in parte una costola di battistrada o un tassello di battistrada ed aumentano la flessibilit? degli elementi e contribuiscono all'evacuazione di acqua drenando acqua dal centro degli elementi di battistrada.

Nonostante i solchi circonferenziali e laterali e le lamelle siano principalmente atti a drenare acqua, nel campo degli pneumatici, in particolare per veicoli pesanti quali autocarri e autobus, ? fortemente sentita l'esigenza di aumentare la quantit? di acqua drenata al fine di migliorare le prestazioni di frenata sul bagnato e di accrescere il livello di sicurezza degli pneumatici.

DESCRIZIONE DELLA INVENZIONE

Scopo della presente invenzione ? quindi di realizzare uno pneumatico per veicoli pesanti che non presenti gli inconvenienti dell'arte anteriore.

Secondo la presente invenzione viene fornito uno pneumatico per veicoli pensanti secondo le rivendicazioni allegate.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

L'invenzione verr? ora descritta con riferimento ai disegni allegati che mostrano una forma di attuazione non limitativa dell'invenzione stessa; in dettaglio:

- figura 1 ? una vista prospettica di uno pneumatico secondo la presente invenzione;

- figura 2 ? una vista frontale dello pneumatico di figura 1;

- figura 3 ? una vista in sezione, in scala ingrandita, di un dettaglio di una prima variante del battistrada di figura 2;

- figura 4 ? una vista in sezione, in scala ingrandita, di un dettaglio di una seconda variante del battistrada di figura 2;

- figura 5 ? una vista in scala ingrandita di un particolare di figura 3;

- figura 6 ? una vista in scala ingrandita di un particolare di figura 4;

- figura 7 ? una vista in pianta di un particolare dello pneumatico di figura 1; e

- figura 8 mostra schematicamente i risultati di test sperimentali ottenuti confrontando le prestazioni di pneumatici standard e le prestazioni di pneumatici realizzati secondo la presente invenzione.

FORME DI ATTUAZIONE PREFERITE DELL'INVENZIONE

In figura 1 il numero 1 indica, nella sua totalit?, uno pneumatico per veicoli pesanti quali autocarri e autobus (chiamato anche TBR ? Truck and Bus Radial Tyre) comprendente una carcassa 2 toroidale, la quale ? costituita da molteplici strati sovrapposti e supporta un battistrada 7 anulare.

Secondo le figure 1 e 2, il battistrada 7 presenta una superficie 13 di rotolamento superiore, cio? radialmente esterna, atta ad entrare in contatto con la superficie stradale durante l?uso dello pneumatico. Il disegno del battistrada (cio? la struttura generale del battistrada 7) comprende un numero di solchi 14, i quali definiscono dei canali che consentono all?acqua di defluire. In particolare detti solchi 14 definiscono dei canali che consentono all?acqua di defluire in una direzione sostanzialmente circonferenziale. Secondo una forma di attuazione preferita, detti solchi 14 sono circonferenziali. Secondo una forma di attuazione preferita, i solchi 14 sono disposti paralleli tra loro con un certo passo.

Secondo una variante preferita, il disegno del battistrada (cio? la struttura generale del battistrada 7) comprende altres? un numero di solchi 15 laterali, i quali definiscono dei canali che consentono all?acqua di defluire. I solchi 15 laterali sono trasversali ai solchi 14 circonferenziali e formano un angolo di inclinazione determinato in relazione ad un piano equatoriale dello pneumatico 1.

Secondo una variante mostrata nelle figure 3 e 4, i solchi 14 e 15 sono sostanzialmente a forma di U con due superfici 16 laterali ricolte l?una verso l?altra e sostanzialmente piatte; e una porzione 17 di fondo interposta tra le due superficie laterali 16 e con una forma curva o piatta.

Secondo una ulteriore variante non mostrata nelle figure, i solchi 14 e/o i solchi 15 laterali sono sostanzialmente a forma di Y.

Lo pneumatico comprende altres? un numero di porzioni in rilievo. Le porzioni in rilievo comprendono dei tasselli 18 la cui superficie superiore definisce la superficie 13 di rotolamento; ogni tassello 18 essendo definito tra due solchi 14 successivi e due solchi 15 laterali successivi.

Secondo una variante preferita non mostrata nei disegni, le porzioni in rilievo comprendono altres? un numero di costole circonferenziali la cui superficie superiore definisce anch?essa la superficie 13 di rotolamento; ogni costola di battistrada definisce una banda di contatto circonferenziale con la superficie stradale ed ? definita tra due solchi 14 successivi. Infine le porzioni in rilievo comprendono due costole 21 anulari di spalla che delimitano lateralmente il disegno del battistrada, si sovrappongono leggermente alle pareti laterali della carcassa 2 e forniscono un contatto continuo con la superficie stradale.

Ogni porzione 18, 21 in rilievo ? delimitata radialmente verso l?esterno dalla superficie 13 di rotolamento e lateralmente da rispettive superfici 16 laterali.

In particolare ogni tassello 18 di battistrada ? delimitato da almeno quattro superfici 16 laterali; ogni costola di battistrada ? delimitata da due superfici 16 laterali; e ogni spalla 21 ? delimitata da una sola superficie 16 laterale.

Secondo la variante mostrata in figura 7, lo pneumatico 1 comprende altres? un numero di lamelle 20 trasversali definite da incisioni, le quali possono essere realizzate sia nei tasselli 18 e/o nelle costole sia nelle spalle 21 e sono atte ad incrementare la flessibilit? delle porzioni in rilievo. Pi? in dettaglio, delle lamelle trasversali 20 attraversano una costola o un tassello 18.

Le lamelle trasversali 20 presentano dimensioni (larghezza e profondit?) minori rispetto alle dimensioni dei solchi 14, 15.

Preferibilmente l?apertura 23 di ingresso ? posizionata in prossimit? di un bordo della porzione 18, 21 in rilievo; detto bordo essendo il bordo che confina con detta almeno una superficie 16 laterale.

Preferibilmente l?apertura 23 di ingresso ? posizionata in prossimit? di un bordo della porzione 18, 21 in rilievo anche in assenza di lamelle 20 sulla superficie 13 di rotolamento.

Lo pneumatico 1 comprende altres? un numero (una pluralit?) di fori 22 di drenaggio non mostrati nelle figure 1 e 2, i quali hanno lo scopo di rimuovere acqua e, pertanto, migliorare le prestazioni di frenata sul bagnato dello pneumatico 1.

Il foro 22 di drenaggio pu? essere ricavato alternativamente in qualsiasi porzione in rilievo (cio? nei tasselli 18 o nelle costole o nelle spalle 21).

Ogni foro 22 di drenaggio ? un foro passante provvisto di una apertura 23 di ingresso e di una apertura 24 di uscita per l?acqua da drenare dalla superficie 13 di rotolamento. L?apertura 23 di ingresso e l?apertura 24 di uscita hanno preferibilmente una forma ellittica.

L?apertura 23 di ingresso ? ricavata nella superficie 13 di rotolamento.

Secondo una prima variante, l?apertura 24 di uscita ? ricavata nella superficie 16 laterale del solco 14 in prossimit? delle superficie 17 di fondo.

Secondo una seconda variante, l?apertura 24 di uscita ? ricavata in una superficie 16 laterale del solco 15 laterale in prossimit? delle superficie 17 di fondo.

Secondo una terza variante, l?apertura 24 di uscita ? ricavata in una superficie laterale della spalla 21 rivolta verso l?esterno.

I fori 22 di drenaggio sfruttano l?effetto Venturi per creare una depressione per l'acqua che deve essere aspirata dalla superficie 13 di rotolamento. Per sfruttare l?effetto Venturi, ogni foro 22 di drenaggio ? provvisto di una dimensione trasversale non uniforme. In particolare un?area A1 di ingresso dell?apertura 23 di ingresso ? pi? larga di un?area A2 di uscita dell?apertura 24 di uscita.

Pi? in dettaglio, l?area A1 di ingresso ? compresa tra 10 mm<2 >e 150 mm<2>. E l?area A2 di uscita ? compresa tra 0,5 mm<2 >e 80 mm<2>.

Secondo una prima forma di attuazione mostrata in figura 3, il foro 22 di drenaggio ? definito da una superficie rastremata dall?apertura 23 di ingresso verso l'apertura 24 di uscita.

Secondo una seconda forma di attuazione mostrata in figura 4, il foro 22 di drenaggio presenta una porzione 25 di ingresso definita da una superficie sostanzialmente cilindrica con un?area di ingresso che corrisponde all?area A1 di ingresso e una porzione di uscita definita da una superficie sostanzialmente cilindrica che corrisponde all?area A2 di uscita; in cui la porzione 25 di ingresso e la porzione 26 di uscita sono coassiali e sono connesse da un?area di giunzione (ovvero l?area di sezione trasversale della porzione 25 di ingresso e della porzione 26 di uscita giacciono su piani sostanzialmente perpendicolari o trasversali all?asse S del foro 22 di drenaggio e la loro area di sezione varia da A1 a A2 e vice versa).

I fori 22 di drenaggio hanno una forma rettilinea in sezione. L?asse S di ogni foro 22 di drenaggio ? una retta che passa attraverso il centro dell?area A1 di ingresso e il centro dell?area A2 di uscita. I fori 22 di drenaggio non hanno una forma a L o una forma a C in sezione.

Seconda una variante preferita, un numero di fori 22 di drenaggio (in particolare le aperture 23 di ingresso di detto numero di fori 22 di drenaggio) ? disposto in corrispondenza di almeno una rispettiva lamella 20.

Nelle figure 5 e 6 con ? si indica l?angolo formato dall?asse S e dal piano definito dall?apertura 23 di ingresso. L?angolo ? ? compreso tra 5? e 175?; in particolare l?angolo ? ? preferibilmente compreso tra 30? e 60? e tra 120? e 150?.

Inoltre l?angolo formato dall?asse S e dalla direzione radiale dello pneumatico ? compreso tra 5? e 175?; in particolare detto angolo definito dall?asse S e dalla direzione radiale dello pneumatico ? preferibilmente compreso tra 30? e 60? e tra 120? e 150?.

Secondo una variante preferita, i fori 22 di drenaggio sono uniformemente distribuiti sul disegno del battistrada 7, sia in direzione circonferenziale che in direzione trasversale.

Il numero di fori 22 di drenaggio da realizzare nel disegno del battistrada 7 ? determinato in modo sperimentale analizzando l'impronta di un battistrada 7 senza fori 22 di drenaggio. In particolare il metodo per determinare il numero di fori 22 di drenaggio prevede di calcolare/stimare l?area di contatto persa per il fenomeno dell?aquaplaning (cio? la quantit? di area di contatto ridotta dal fenomeno dell?aquaplaning) attraverso l?analisi dell?effettiva impronta del battistrada 7 senza fori 22 di drenaggio. Poi, sulla base del calcolo/della stima dell?area di contatto persa per il fenomeno dell?aquaplaning, si determina la quantit? di acqua da rimuovere dalla superficie 7 di rotolamento per migliorare le prestazioni di frenata sul bagnato dello pneumatico 1.

Il numero di fori 22 di drenaggio viene infine calcolato come il rapporto tra la quantit? di acqua da rimuovere dalla superficie 7 di rotolamento e la quantit? di acqua drenata da ogni singolo foro 22 di drenaggio.

Lo pneumatico 1 sopra descritto garantisce un appropriato volume di drenaggio di acqua dalla superficie 13 di rotolamento senza intaccare il livello di rigidit? del battistrada 7.

La Richiedente ha effettuato dei test sperimentali confrontando le prestazioni di pneumatici 1 standard di tipo 385/65 R 22.5 senza fori 22 di drenaggio e le prestazioni di pneumatici 1 dello stesso tipo con fori 22 di drenaggio.

In particolare gli pneumatici 1 sono provvisti di 380 fori 22 di drenaggio distribuiti uniformemente sulla superficie 13 di rotolamento. I fori 22 di drenaggio presentano un?area A1 di ingresso di circa 80 mm<2 >e un?area A2 di uscita di circa 40 mm<2>.

I test sperimentali sono stati condotti allo scopo di determinare l?indice di aderenza sul bagnato - Wet Grip Index (WGI) in conformit? con in test specificati nella norma ISO 152222/2011.

I risultati dei test sperimentali sono riportati nel grafico di figura 8; si pu? intuire che si ottiene un aumento del 5% delle prestazioni (ovvero nel WGI) degli pneumatici 1 provvisti di fori 22 di drenaggio rispetto agli pneumatici 1 senza fori 22 di drenaggio in caso di carico al 75% e un aumento del 6% delle prestazioni (ovvero nel WGI) degli pneumatici 1 provvisti di fori 22 di drenaggio rispetto agli pneumatici 1 senza fori 22 di drenaggio in caso di carico al 60%.

Claims

RIVENDICAZIONI

1.- Pneumatico (1) per veicoli pesanti, in particolare per autocarri e autobus, comprendente un battistrada (7) anulare e una superficie (13) di rotolamento radialmente esterna atta ad entrare in contatto con la superficie stradale e comprendente un numero di porzioni (18, 21) in rilievo disposte adiacenti ad almeno un solco (14, 15); detto pneumatico (1) comprendendo inoltre una pluralit? di fori (22) passanti ricavati nelle porzioni (18, 21) in rilievo e atti a drenare acqua; in cui ogni foro (22) passante ? definito tra due superfici della rispettiva porzione (18, 21) in rilievo, in cui una superficie di dette due superfici ? la superficie (7) di rotolamento radialmente esterna.

2.- Pneumatico secondo la rivendicazione 1, in cui ogni foro (22) passante presenta una apertura (23) di ingresso ricavata nella superficie (13) di rotolamento e una apertura (24) di uscita ricavata in una superficie (16) laterale di una rispettiva porzione (18, 21) in rilievo; e l?apertura (23) di ingresso presenta un?area (A1) di ingresso pi? ampia di un?area (A2) di uscita dell?apertura (24) di uscita.

3.- Pneumatico secondo la rivendicazione 2, in cui l?area (A1) di ingresso ? compresa tra 10 e 150 mm<2>.

4.- Pneumatico secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui l?area (A2) di uscita ? compresa tra 0,5 e 80 mm<2>.

5.- Pneumatico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui un asse (S) di ogni foro (22) passante ? una retta che passa attraverso il centro dell?area (A1) di ingresso e il centro dell?area (A2) di uscita.

6.- Pneumatico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il foro (22) ? definito da una superficie rastremata dall?apertura (23) di ingresso verso l'apertura (24) di uscita.

7.- Pneumatico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 5, in cui il foro (22) presenta una porzione (25) di ingresso definente l?area (A1) di ingresso e una porzione (26) di uscita definente l?area (A2) di uscita; in ci la porzione (25) di ingresso e la porzione (26) di uscita sono connesse da un?area di giunzione.

8.- Pneumatico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui l?apertura (24) di uscita ? ricavata in prossimit? di una superficie (17) di fondo del solco (14, 15).

9.- Pneumatico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il battistrada (7) comprende un numero di lamelle (20) trasversali definite da incisioni realizzate in porzioni (18, 21) di battistrada, le quali attraversano parzialmente dette porzioni (18, 21) di battistrada; un numero di fori (22) passanti ? disposto in corrispondenza di almeno una rispettiva lamella (20).

10.- Pneumatico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui l?apertura (23) di ingresso ? disposta in prossimit? di un bordo della porzione (18, 21) in rilievo.

11.- Pneumatico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui un angolo (?) formato da un asse (S) di ogni foro (22) passante e dal piano definito dall?apertura (23) di ingresso ? compreso tra 5? e 175?; in particolare l?angolo (?) ? preferibilmente compreso tra 30? e 60?.

12.- Pneumatico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui un secondo angolo formato da un asse (S) di ogni foro (22) passante e dalla direzione radiale dello pneumatico ? compreso tra 5? e 175?; in particolare detto secondo angolo ? preferibilmente compreso tra 30? e 60? o tra 120? e 150?.

13.- Pneumatico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui i fori (22) di drenaggio sono uniformemente distribuiti sulle porzioni (18, 21) in rilievo, sia in direzione circonferenziale che in direzione trasversale.