ITTO20090719A1 - Pneumatico invernale con aumentata capacita' di trazione su fondi innevati - Google Patents

Pneumatico invernale con aumentata capacita' di trazione su fondi innevati Download PDF

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ITTO20090719A1
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Alessandro Martini
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Description

DESCRIZIONE
“PNEUMATICO INVERNALE CON AUMENTATA CAPACITA' DI TRAZIONE SU FONDI INNEVATIâ€
SETTORE DELLA TECNICA
La presente invenzione à ̈ relativa ad un pneumatico invernale - winter tyre - con aumentata capacità di trazione su fondi innevati.
ARTE ANTERIORE
Una delle caratteristiche più importanti di un pneumatico invernale à ̈ la sua capacità di avere una aderenza accettabile su di un fondo innevato (cioà ̈ su di una superficie completamente coperta di neve), quindi la sua capacità di generare una frizione (cioà ̈ una forza di attrito) adeguata quando rotola sul fondo innevato.
La frizione complessiva che si genera tra un pneumatico invernale ed un fondo innevato à ̈ data dalla somma di una forza di scavo - digging force - determinata dal fatto che il battistrada del pneumatico penetra all’interno della neve e di una forza di taglio - shearing force - determinata dall’attrito tra la neve intrappolata dal battistrada del pneumatico (in particolare nelle scanalature – grooves - del battistrada) e la neve della superficie innevata.
Per aumentare la forza di taglio à ̈ necessario aumentare la quantità di neve che viene intrappolata nelle scanalature del battistrada del pneumatico, mentre per aumentare la forza di scavo à ̈ necessario che la geometria del battistrada sia ricca di bordi capaci di creare picchi di pressione sulla superficie innevata per potere penetrare nella superficie innevata stessa.
Per aumentare la quantità di neve che viene intrappolata nelle scanalature del battistrada di un pneumatico invernale, à ̈ stato proposto di realizzare i blocchi che delimitano le scanalature con una superficie laterale conformata a “zig-zag†; in questo modo, la neve che si trova all’interno di una scanalatura tende ad aderire alle superfici laterali conformate a “zig-zag†dei blocchi e quindi viene aumentata la quantità di neve che viene intrappolata nella scanalatura stessa.
Nella domanda di brevetto WO03013881A1 à ̈ stato proposto un pneumatico invernale particolarmente adatto per fondi innevati, in cui nella superficie laterale di ciascun blocco del battistrada vengono ricavati degli incavi di forma triangolare o a freccia che presentano una profondità variabile (minima in punta) e sono significativamente allungati nella direzione della scanalatura a cui si affacciano.
Le sopra descritte soluzioni permettono di aumentare la quantità di neve che viene intrappolata nelle scanalature del battistrada di un pneumatico invernale, e quindi permettono di aumentare la forza di taglio, ma per contro non permettono di aumentare anche la forza di scavo e quindi complessivamente non consentono di ottenere un pneumatico invernale particolarmente performante su di un fondo innevato.
DESCRIZIONE DELLA INVENZIONE
Scopo della presente invenzione à ̈ di fornire un pneumatico invernale con aumentata capacità di trazione su fondi innevati che sia esente dagli inconvenienti sopra descritti, presenti una elevata aderenza su un fondo innevato e sia, in particolare, di facile ed economica realizzazione.
Secondo la presente invenzione viene fornito un pneumatico invernale con aumentata capacità di trazione su fondi innevati secondo quanto stabilito nelle rivendicazioni allegate.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:
· la figura 1 Ã ̈ una vista in pianta, schematica e con parti asportate per chiarezza di una porzione di un pneumatico invernale realizzato in accordo con la presente invenzione;
· la figura 2 Ã ̈ una vista laterale ed in scala ingrandita di un blocco di un battistrada del pneumatico della figura 1;
· le figure 3-7 sono viste laterali ed in scala ingrandita di tre varianti del blocco del battistrada della figura 2;
· la figura 8 Ã ̈ una vista in pianta, schematica e con parti asportate per chiarezza di una porzione di una ulteriore forma di attuazione di un pneumatico invernale realizzato in accordo con la presente invenzione;
· la figura 9 Ã ̈ una vista laterale ed in scala ingrandita di un blocco di un battistrada del pneumatico della figura 8; e
· le figure 10-16 sono viste laterali ed in scala ingrandita di tre varianti del blocco del battistrada della figura 8.
FORME DI ATTUAZIONE PREFERITE DELL’INVENZIONE
Nella figura 1, con il numero 1 Ã ̈ indicato nel suo complesso un pneumatico invernale, il quale comprende un battistrada 2 presentante una superficie 3 di base toroidale che si sviluppa attorno ad un asse di rotazione centrale.
Il battistrada 2 à ̈ provvisto di un disegno a rilievo delimitato da un pluralità di scanalature 4 longitudinali – longitudinal grooves - (o circonferenziali, cioà ̈ che si estendono trasversalmente all’asse di rotazione lungo la circonferenza del battistrada) e di scanalature 5 trasversali – transverse grooves - (cioà ̈ parallele all’asse di rotazione e perpendicolari alle scanalature 4 longitudinali); le scanalature 4 longitudinali e le scanalature 5 trasversali formano quattro file di longitudinali di blocchi 6 – blocks - che si elevano radialmente dalla superficie 3 di base del battistrada 2. Ciascun blocco 6 presenta all’incirca una forma parallelepipeda a sezione rettangolare e presenta due superfici 7 laterali longitudinali che delimitano due corrispondenti scanalature 4 longitudinali e due superfici 8 laterali trasversali che delimitano due corrispondenti scanalature 5 trasversali.
Inoltre, ciascun blocco 6 presenta dei canali 9 laterali – lateral channels -, ciascuno dei quali à ̈ ricavato su di una superficie 7 laterale longitudinale del blocco 6 e si estende dalla superficie 3 di base del battistrada 2 ad una superficie 10 superiore del blocco 6 stesso. Nella forma di attuazione illustrata nella figura 1, ciascun blocco 6 presenta otto canali 9 laterali uniformemente distribuiti sulle due superfici 7 laterali longitudinali contrapposte; in alternativa, i canali 9 laterali potrebbero essere presenti solo su una superficie 7 laterale longitudinale, anche sulle superfici 8 laterali trasversali, oppure solo sulle superfici 8 laterali trasversali.
Secondo una preferita forma di attuazione, ciascun blocco 6 presenta degli intagli – sipes – che sono ricavati radialmente attraverso la superficie 10 superiore del blocco 6 stesso e sono conformati a zig-zag.
Ciascun canale 9 laterale à ̈ conformato in modo da ostacolare la fuoriuscita radiale per effetto centrifugo di neve intrappolata all’interno del canale 9 laterale stesso. In altre parole, ciascun canale 9 laterale à ̈ conformato in modo tale che una parte interna delle neve intrappolata all’interno del canale 9 laterale rimanga all’interno del canale 9 laterale e non fuoriesca radialmente dal canale 9 laterale sotto la spinta della forza centrifuga. In questo modo, una parte esterna del canale 9 laterale (cioà ̈ una parte del canale 9 laterale disposta in prossimità della superficie 10 superiore del blocco 6) si svuota della neve per effetto centrifugo, mentre una parte interna del canale 9 laterale (cioà ̈ una parte del canale 9 laterale disposta in prossimità della superficie 3 di base del battistrada 2) rimane piena di neve; di conseguenza, la parte esterna del canale 9 laterale che risulta vuota quando viene a contatto con una superficie innevata tende a penetrare all’interno della superficie innevata scavando la superficie innevata (quindi aumentando la forza di scavo generata dal pneumatico 1), mentre la parte interna del canale 9 laterale che risulta piena di neve quando viene a contatto con la superficie innevata determina un contatto neve-neve che aumenta la forza di taglio generata dal pneumatico 1.
In altre parole, durante il rotolamento del pneumatico 1 su di un fondo innevato ciascun blocco 6 viene ciclicamente a contatto del fondo innevato; durante il contatto con il fondo innevato la parte esterna di ciascun canale 9 laterale che risulta vuota scava il fondo innevato riempiendosi anch’essa di neve mentre la parte interna del canale 9 laterale che risulta piena di neve determina un contatto neve-neve. Durante il tragitto circolare al di fuori del fondo innevato, la parte esterna di ciascun canale 9 laterale si svuota della neve per effetto centrifugo, mentre la parte interna del canale 9 laterale non si svuota e rimane piena di neve.
Secondo una preferita forma di attuazione, ciascun canale 9 laterale presenta lungo la propria estensione una discontinuità avente la funzione di ostacolare la fuoriuscita radiale per effetto centrifugo della neve intrappolata all’interno del canale 9 laterale stesso; in alcune forma di attuazione, tale discontinuità determina un confine netto tra la parte interna del canale 9 e la parte esterna del canale 9.
Grazie all’effetto sopra descritto, nel contatto con una superficie innevata il pneumatico 1 presenta nel contempo sia una elevata forza di scavo, sia una elevata forza di taglio; quindi, nel complesso nel contatto con una superficie innevata il pneumatico 1 genera una frizione complessiva rilevante e superiore a quella dei pneumatici invernali noti attualmente in commercio.
Secondo quanto illustrato nelle figure 2 e 3, ciascun canale 9 laterale à ̈ diritto ed à ̈ inclinato rispetto alla direzione 11 radiale. L’inclinazione di ciascun canale 9 laterale rispetto alla direzione 11 radiale riduce la componente della forza centrifuga (sempre diretta radialmente) che spinge la neve fuori dal canale 9 laterale e quindi l’inclinazione di ciascun canale 9 laterale ostacola la fuoriuscita radiale per effetto centrifugo di neve intrappolata all’interno del canale 9 laterale stesso.
Secondo una preferita forma di attuazione, ciascun canale 9 laterale presenta un angolo α di inclinazione rispetto alla direzione 11 radiale generalmente compreso tra 20° e 60° ed in particolare compreso tra 30° e 45° (tanto maggiore à ̈ l’angolo α di inclinazione, tanto minore à ̈ la fuoriuscita di neve per effetto centrifugo da un canale 9 laterale). Questi valori dell’angolo α di inclinazione permettono di ottenere lo svuotamento parziale desiderato dei canali 9 laterali, cioà ̈ grazie a questi valori dell’angolo α di inclinazione la parte esterna di ciascun canale 9 laterale si svuota della neve mentre la parte interna di ciascun canale 9 laterale rimane piena di neve durante la rotazione del corrispondente blocco 6 tra due contatti successivi con il fondo innevato.
Nella variante illustrata nella figura 2, ciascun canale 9 laterale presenta una inclinazione concorde con il verso 12 di rotazione del pneumatico 1, mentre secondo la variante illustrata nella figura 3 ciascun canale 9 laterale presenta una inclinazione opposta al verso 12 di rotazione del pneumatico 1. I canali 9 laterali inclinati in modo opposto al verso 12 di rotazione del pneumatico 1 (figura 3) permettono di migliorare la capacità di scavo nel fondo innevato, ma per contro facilitano la fuoriuscita di neve e quindi richiedono angoli α di inclinazione più elevati con maggiori complessità nel disegnare la geometria dei blocchi 6; per contro, i canali 9 laterali inclinati in modo concorde con il verso 12 di rotazione del pneumatico 1 (figura 2) presentano una minore capacità di scavo nel fondo innevato, ma in cambio trattengono meglio la neve e quindi richiedono angoli α di inclinazione più ridotti con minori complessità nel disegnare la geometria dei blocchi 6.
Secondo la variante illustrata nelle figure 4 e 5, ciascun canale 9 laterale à ̈ conformato a zig-zag e presenta due tratti successivi aventi inclinazioni tra loro opposte. Come illustrato nelle due varianti delle figure 4 e 5, ciascun canale 9 laterale può avere diverse orientazioni rispetto al verso 12 di rotazione del pneumatico 1. In questa variante, il cambio di inclinazione del canale 9 laterale rappresenta la sopra citata discontinuità presente lungo il canale 9 laterale stesso.
Secondo la variante illustrata nelle figure 6 e 7, ciascun canale 9 laterale à ̈ curvilineo e tende ad assumere un direzione tangenziale in corrispondenza della superficie 3 di base del battistrada 2 ed una direzione radiale in corrispondenza della superficie 10 superiore del blocco 6. Come illustrato nelle due varianti delle figure 6 e 7, ciascun canale 9 laterale può avere diverse orientazioni rispetto al verso 12 di rotazione del pneumatico 1. In questa variante, il cambio di inclinazione del canale 9 laterale rappresenta la sopra citata discontinuità presente lungo il canale 9 laterale stesso.
Secondo la forma di attuazione illustrata nelle figure 8-16, ciascun canale 9 laterale presenta una strozzatura 13, la quale riduce localmente la sezione del canale 9 laterale e costituisce la sopra citata discontinuità presente lungo il canale 9 laterale stesso. Tipicamente, la strozzatura 13 in ciascun canale 9 laterale à ̈ costituita da almeno una protuberanza 14 disposta all’interno del canale 9 laterale stesso.
Nella variante illustrata nella figura 9, la strozzatura 13 in ciascun canale 9 laterale à ̈ costituita da una coppia di protuberanze 14, le quali sono tra loro affacciate e sono disposte una di fronte all’altra (cioà ̈ ad una stessa posizione radiale) all’interno del canale 9 laterale stesso.
Nella variante illustrata nella figura 10, la strozzatura 13 in ciascun canale 9 laterale à ̈ costituita da due coppie di protuberanze 14 disposte una sopra all’altra.
Nella variante illustrata nella figura 11, la strozzatura 13 in ciascun canale 9 laterale à ̈ costituita da due protuberanze 14 che sono disposte all’interno del canale 9 laterale stesso a due diverse posizioni radiali (cioà ̈ sono disposte tra loro sfalsate radialmente).
Nelle varianti illustrate nelle figure 9-11, ciascuna protuberanza 14 presenta una forma rettangolare; nelle varianti illustrate nelle figure 12-14, ciascuna protuberanza 14 presenta rispettivamente una forma triangolare rettangola (o a cuneo), una forma arrotondata (che può essere circolare oppure ellittica), ed una forma triangolare isoscele o equilatera (o a punta).
Nelle varianti illustrate nelle figure 9-14, i canali 9 laterali presentano una forma diritta e radiale (cioà ̈ non presentano alcuna inclinazione rispetto alla direzione 11 radiale). In alternativa, i canali 9 laterali potrebbero avere una qualsiasi delle forme descritte in precedenza ed illustrate nelle figure 2-7; a titolo di esempio, nella variante illustrata nella figura 15 ciascun canale 9 laterale à ̈ conformato a zig-zag e presenta due tratti successivi aventi inclinazioni tra loro opposte, mentre nella variante illustrata nella figura 16 ciascun canale 9 laterale à ̈ diritto ed à ̈ inclinato rispetto alla direzione 11 radiale.
Nelle forme di attuazione sopra descritte, ciascun canale 9 laterale presenta una sezione trasversale di forma rettangolare; in alternativa, ciascun canale 9 laterale potrebbe presentare una sezione trasversale di forma diversa, ad esempio triangolare, semicircolare, o trapezoidale.
Il pneumatico 1 invernale sopra descritto presenta numerosi vantaggi. In primo luogo, il pneumatico 1 invernale sopra descritto à ̈ di semplice ed economica realizzazione in quanto la realizzazione dei canali 9 laterali richiede unicamente una corrispondente conformazione dello stampo di vulcanizzazione e quindi non presenta alcun costo aggiuntivo rispetto alla realizzazione di un pneumatico tradizionale. Inoltre, nel contatto con una superficie innevata il pneumatico 1 presenta nel contempo sia una elevata forza di scavo, sia una elevata forza di taglio grazie all’azione dei canali 9 laterali presenti nei blocchi 6; quindi, nel complesso nel contatto con una superficie innevata il pneumatico 1 genera una frizione complessiva rilevante e superiore a quella dei pneumatici invernali noti attualmente in commercio.

Claims (19)

  1. RIVENDICAZIONI 1) Pneumatico (1) invernale con aumentata capacità di trazione su fondi innevati; il pneumatico (1) comprende un battistrada (2) provvisto di un disegno a rilievo delimitato da un pluralità di scanalature (4) longitudinali e trasversali che formano almeno una fila longitudinale di blocchi (6) che si elevano radialmente da una superficie (3) di base del battistrada (2); ciascun blocco (6) presenta due superfici (7) laterali longitudinali che delimitano due corrispondenti scanalature (4) longitudinali e presenta due superfici (8) laterali trasversali che delimitano due corrispondenti scanalature (5) trasversali; ed almeno uno dei blocchi (6) presenta dei canali (9) laterali, ciascuno dei quali à ̈ ricavato sulla superficie (7, 8) laterale di un corrispondente blocco (6) e si estende dalla superficie (3) di base del battistrada (2) ad una superficie (10) superiore del blocco (6) stesso; il pneumatico (1) invernale à ̈ caratterizzato dal fatto che almeno un primo canale (9) laterale à ̈ inclinato rispetto alla direzione (11) radiale.
  2. 2) Pneumatico (1) invernale secondo la rivendicazione 1, in cui il primo canale (9) laterale à ̈ diritto.
  3. 3) Pneumatico (1) invernale secondo la rivendicazione 1, in cui il primo canale (9) laterale à ̈ curvilineo.
  4. 4) Pneumatico (1) invernale secondo la rivendicazione 3, in cui il primo canale (9) laterale assume un direzione tangenziale in corrispondenza della superficie (3) di base del battistrada (2) ed una direzione (11) radiale in corrispondenza della superficie (10) superiore del blocco (6).
  5. 5) Pneumatico (1) invernale secondo la rivendicazione 1, in cui il primo canale (9) laterale à ̈ conformato a zigzag e presenta almeno due tratti successivi aventi inclinazioni tra loro opposte.
  6. 6) Pneumatico (1) invernale secondo una delle rivendicazioni da 1 a 5, in cui il primo canale (9) laterale presenta una inclinazione concorde con il verso (12) di rotazione del pneumatico (1).
  7. 7) Pneumatico (1) invernale una delle rivendicazioni da 1 a 5, in cui il primo canale (9) laterale presenta una inclinazione opposta al verso (12) di rotazione del pneumatico (1).
  8. 8) Pneumatico (1) invernale secondo una delle rivendicazioni da 1 a 7, in cui il primo canale (9) laterale presenta un angolo (α) di inclinazione rispetto alla direzione (11) radiale compreso tra 20° e 60°.
  9. 9) Pneumatico (1) invernale secondo una delle rivendicazioni da 1 a 7, in cui il primo canale (9) laterale presenta un angolo (α) di inclinazione rispetto alla direzione (11) radiale compreso tra 30° e 45°.
  10. 10) Pneumatico (1) invernale secondo una delle rivendicazioni da 1 a 9, in cui il primo canale (9) laterale presenta lungo la propria estensione almeno una strozzatura (13), la quale riduce localmente la sezione del canale (9) laterale e costituisce una discontinuità avente la funzione di ostacolare la fuoriuscita radiale per effetto centrifugo della neve intrappolata all’interno del canale (9) laterale stesso.
  11. 11) Pneumatico (1) invernale secondo la rivendicazione 10, in cui la strozzatura (13) à ̈ costituita da almeno una protuberanza (14) disposta all’interno del canale (9) laterale.
  12. 12) Pneumatico (1) invernale secondo la rivendicazione 10, in cui la strozzatura (13) à ̈ costituita da almeno due protuberanze (14) che sono disposte all’interno del canale (9) laterale ad una stessa posizione radiale.
  13. 13) Pneumatico (1) invernale secondo la rivendicazione 10, in cui la strozzatura (13) à ̈ costituita da almeno due protuberanze (14) che sono disposte all’interno del canale (9) laterale a due diverse posizioni radiali.
  14. 14) Pneumatico (1) invernale secondo una delle rivendicazioni da 1 a 13, in cui i canali (9) laterali sono ricavati unicamente in pareti laterali longitudinali dei blocchi (6).
  15. 15) Pneumatico (1) invernale secondo una delle rivendicazioni da 1 a 13, in cui i canali (9) laterali sono ricavati sia in pareti laterali longitudinali dei blocchi (6), sia in pareti laterali trasversali dei blocchi (6).
  16. 16) Pneumatico (1) invernale con aumentata capacità di trazione su fondi innevati; il pneumatico (1) comprende un battistrada (2) provvisto di un disegno a rilievo delimitato da un pluralità di scanalature (4) longitudinali e trasversali che formano almeno una fila longitudinale di blocchi (6) che si elevano radialmente da una superficie (3) di base del battistrada (2); ciascun blocco (6) presenta due superfici (7) laterali longitudinali che delimitano due corrispondenti scanalature (4) longitudinali e presenta due superfici (8) laterali trasversali che delimitano due corrispondenti scanalature (5) trasversali; ed almeno uno dei blocchi (6) presenta dei canali (9) laterali, ciascuno dei quali à ̈ ricavato sulla superficie (7, 8) laterale di un corrispondente blocco (6) e si estende dalla superficie (3) di base del battistrada (2) ad una superficie (10) superiore del blocco (6) stesso; il pneumatico (1) invernale à ̈ caratterizzato dal fatto che almeno un primo canale (9) laterale presenta lungo la propria estensione almeno una strozzatura (13), la quale riduce localmente la sezione del canale (9) laterale e costituisce una discontinuità avente la funzione di ostacolare la fuoriuscita radiale per effetto centrifugo della neve intrappolata all’interno del canale (9) laterale stesso.
  17. 17) Pneumatico (1) invernale secondo la rivendicazione 16, in cui la strozzatura (13) à ̈ costituita da almeno una protuberanza (14) disposta all’interno del canale (9) laterale.
  18. 18) Pneumatico (1) invernale secondo la rivendicazione 16, in cui la strozzatura (13) à ̈ costituita da almeno due protuberanze (14) che sono disposte all’interno del canale (9) laterale ad una stessa posizione radiale.
  19. 19) Pneumatico (1) invernale secondo la rivendicazione 16, in cui la strozzatura (13) à ̈ costituita da almeno due protuberanze (14) che sono disposte all’interno del canale (9) laterale a due diverse posizioni radiali.
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