ITTO20120352A1

ITTO20120352A1 - Striscia di battistrada per un pneumatico e corrispondenti metodo ed impianto di produzione

Info

Publication number: ITTO20120352A1
Application number: IT000352A
Authority: IT
Inventors: Vincenzo Ciavarola; Gaetano Fortunato
Original assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2012-04-20
Filing date: 2012-04-20
Publication date: 2013-10-21

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

"STRISCIA DI BATTISTRADA PER UN PNEUMATICO E CORRISPONDENTI METODO ED IMPIANTO DI PRODUZIONE"

SETTORE DELLA TECNICA

La presente invenzione è relativa ad una striscia di battistrada per un pneumatico ed è inoltre relativa ai corrispondenti metodo ed impianto di produzione.

ARTE ANTERIORE

La frenata sul bagnato avviene spesso nelle cosidette "condizioni di lubrificazione" ("lubrication condition"), in cui sulla superficie stradale è presente un sottile strato d'acqua che non è in grado di coprire completamente le asperità superficiali. In "condizioni di lubrificazione" il fenomeno di "hydroplaning" è molto raro, ma si verifica comunque una notevole diminuzione (dell'ordine del 20%) dell'attrito tra il pneumatico e la superficie stradale rispetto alle condizioni di asciutto. In sostanza, il velo d'acqua riempie le micro-cavità (aventi dimensioni di pochi decimi di millimetro) della superficie stradale ed essendo l'acqua incomprimibile determina un appiattimento delle asperità della superficie stradale che quindi diventa come una "superficie a specchio"; il risultato è che vi è una caduta dell'attrito in quanto cala sensibilmente la quantità di gomma del battistrada in diretto contatto con la superficie stradale e quindi disponibile per la dissipazione di enerqia meccanica.

A tale proposito è importante sottolineare che le scanalature normalmente presenti nella striscia di battistrada drenano "prandi" quantità di acqua evitando il fenomeno di "hydroplaninq" ed operano con lunqhezze d'onda dell'ordine di alcuni millimetri; tuttavia, a causa delle loro dimensioni, le scanalature normalmente presenti nella striscia di battistrada non sono in qrado di eliminare le piccole quantità di acqua che riempiono le micro-cavità della superficie stradale.

DESCRIZIONE DELLA INVENZIONE

Scopo della presente invenzione è di fornire una striscia di battistrada per un pneumatico che permetta di aumentare le prestazioni di frenatura sul baqnato e, nello stesso tempo, sia di facile ed economica attuazione. Ulteriore scopo della presente invenzione è di fornire un metodo ed impianto di produzione della striscia di battistrada per un pneumatico.

Secondo la presente invenzione vengono forniti una striscia di battistrada per un pneumatico ed i corrispondenti metodo ed impianto di produzione, 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 illustra schematicamente una sezione laterale di una parte di un pneumatico provvisto di una striscia di battistrada realizzata in accordo con la presente invenzione;

• la figura 2 illustra in scala ingrandita un particolare di un blocco della striscia di battistrada della figura 1;

• la figura 3 illustra una vista schematica ed in pianta di una porzione della striscia di battistrada del pneumatico della figura 1; e • la figura 4 illustra una vista schematica di un impianto di produzione per realizzare il pneumatico della figura 1.

FORME DI ATTUAZIONE PREFERITE DELL'INVENZIONE

Nella figura 1, con il numero 1 è indicato nel suo complesso un pneumatico comprendente una tela di carcassa 2 (body-ply) toroidale, la quale presenta due talloni 3 (beads) anulari e supporta una striscia di battistrada 4 (tread band) costituito di un materiale a base di gomma vulcanizzata. Tra la tela di carcassa 2 e la striscia di battistrada 4 è interposta una cintura 5 di battistrada (tread belt), la quale comprende due tele 6 di battistrada; ciascuna tela 6 di battistrada è costituita di un nastro di gomma in cui sono annegate un numero di corde (non illustrate), le quali sono disposte affiancate una all'altra con un passo determinato e formano un angolo di inclinazione determinato con un piano equatoriale del pneumatico 1. Inoltre, la tela di carcassa 2 supporta una coppia di pareti 7 laterali disposte tra la striscia di battistrada 4 ed i talloni 3.

Come meglio illustrato nella figura 3, la striscia di battistrada 4 presenta una superficie 8 di rotolamento, la quale delimita esternamente la striscia di battistrada 4 (cioè è disposta radialmente all'esterno) ed in uso appoggia sulla superficie stradale. La superficie 8 di rotolamento della striscia di battistrada 4 è attraversata da un disegno a rilievo definito da un pluralità di scanalature 9 longitudinali - longitudinal grooves - (o scanalature 9 circonferenziali , cioè che si estendono trasversalmente ad un asse di rotazione del pneumatico 1 lungo la circonferenza del pneumatico 1 stesso) e di scanalature 10 trasversali - transverse grooves - (cioè parallele all'asse di rotazione del pneumatico 1 e perpendicolari alle scanalature 9 longitudinali) . Le scanalature 9 longitudinali e le scanalature 10 trasversali formano cinque file di longitudinali di blocchi 11 (blocks) che si elevano radialmente dalla striscia di battistrada 4. Ciascun blocco 11 presenta all'incirca una forma parallelepipeda a sezione rettangolare o trapezoidale ed è delimitato da corrispondenti scanalature 9 e 10.

Secondo quanto illustrato nelle figure 1, 2 e 3, sono presenti una serie di incisioni 12, ciascuna delle quali è disposta circonferenzialmente (cioè trasversalmente ad un asse di rotazione del pneumatico 1 lungo la circonferenza del pneumatico 1 stesso)) per essere parallela alle scanalature 9 longitudinali, presenta una forma anulare (cioè chiusa ad anello) per estendersi lungo tutta l'estensione della striscia di battistrada 4, è orientata radialmente per essere perpendicolare alla superficie 8 di rotolamento, ed interessa solamente una porzione limitata e superficiale dei corrispondenti blocchi il. Come meglio illustrato nella figura 2, ciascuna incisione 12 presenta una profondità limitata rispetto ai corrispondenti blocchi il, ovvero ciascuna incisione 12 interessa solo una limitata porzione superficiale dei corrispondenti blocchi il e quindi presenta una profondità molto minore delle scanalature 9 longitudinali.

E' importante osservare che, come illustrato nella figura 3, le incisioni 12 non sono continue, ma sono ciclicamente interrotte dalle scanalature 10 trasversali. In altre parole, le incisioni 12 interessano solo una limitata porzione superficiale dei blocchi 11 e quindi si interrompono in corrispondenza delle scanalature 10 trasversali .

Secondo una preferita forma di attuazione illustrata nella figura 2, ciascuna incisione 12 presenta uno spessore trasversale praticamente nullo quando i corrispondenti blocchi 11 sono indeformati (cioè quando i blocchi 11 non toccano la superficie stradale e quindi non vengono deformati elasticamente dalle forze che si trasmettono tra il pneumatico 1 ed la superficie stradale); in altre parole, le due superfici longitudinali della incisione 12 sono a contatto reciproco quando i corrispondenti blocchi 11 sono indeformati. Questo risultato è ottenuto grazie al fatto che ciascuna incisione 12 è realizzata tagliando (con una lama sottile) superficialmente e senza asportazione di materiale la gomma vulcanizzata che costituisce i corrispondenti blocchi 11; in questo modo, ciascuna incisione 12 è frutto di un taglio senza asportazione di materiale e quindi presenta in condizioni indeformate uno spessore trasversale praticamente nullo.

Secondo una preferita forma di attuazione illustrata nella figura 2, ciascuna incisione 12 presenta una profondità P compresa tra 5% e 40% della profondità delle scanalature 9 o 10 principali (ovvero delle scanalature 9 o 10 più profonde che normalmente sono disposte in posizione centrale). In pratica, ciascuna incisione 12 presenta una profondità P compresa tra 0.5 e 3.0 mm.

Secondo una preferita forma di attuazione illustrata nella figura 2, in uno stesso blocco il la distanza trasversale tra due incisioni 12 consecutive è compresa tra 3.0 e 5.0 mm. Ovviamente due incisioni 12 disposte su due blocchi il diversi ed affiancati presentano tra loro una distanza trasversale maggiore per effetto della presenza tra i due blocchi il affiancati di una scanalatura 9 longitudinale .

Secondo una preferita forma di attuazione illustrata nella figura 3, le incisioni 12 interessano tutti i blocchi 11 della striscia di battistrada 4, ovvero tutti i blocchi il (centrali o laterali) della striscia di battistrada 4 presentano le incisioni 12 e nessun blocco il è privo delle incisioni 12. Secondo una diversa forma di attuazione non illustrata, solo una parte dei blocchi il (tipicamente solo i blocchi il centrali) presenta le incisioni 12.

Grazie alla presenza delle incisioni 12 lungo l'intera circonferenza della striscia di battistrada 4 è possibile aumentare in modo sensibile l'attrito tra la striscia di battistrada 4 e la superficie stradale in "condizioni di lubrificazione"; questo risultato viene ottenuto grazie al fatto che le incisioni 12, durante il contatto con la superficie stradale, permettono di drenare (evacuare) il velo d'acqua che è intrappolato nelle asperità della superficie stradale liberando di conseguenza la superficie stradale dalla maggior parte dell'acqua. E' importante sottolineare che le scanalature 9 e 10 drenano "grandi" quantità di acqua evitando il fenomeno di "hydroplaning" ed operano con lunghezze d'onda dell'ordine di alcuni millimetri; tuttavia, a causa delle loro dimensioni, le scanalature 9 e 10 non sono in grado di eliminare le piccole quantità di acqua che riempiono le micro-cavità della superficie stradale. Al contrario, le incisioni 12 riescono ad evacuare le piccole quantità di acqua che sono intrappolate nelle asperità della superficie stradale aventi dimensioni di decimi di millimetro. Per riassumere, le scanalature 9 e 10 drenano dalla superficie stradale gradi quantità di acqua togliendo la maggior parte dell'acqua presente sulla superficie stradale ed evitando quindi il fenomeno di "hydroplaning", mentre le incisioni 12 completano (migliorano) l'asciugatura della superficie stradale drenando piccole quantità di acqua che sono intrappolate nelle asperità della superficie stradale. Quindi, le scanalature 9 e 10 ed le incisioni 12 non sono tra loro alternative, ma sono tra loro complementari lavorando insieme in modo sinergico.

Inoltre, le incisioni 12 conferiscono alla parte superficiale dei blocchi il della striscia di battistrada 4 una maggiore deformabilità trasversale; di conseguenza, i blocchi il della striscia di battistrada 4 sono in grado di dissipare per isteresi di deformazione una maggiore quantità di energia meccanica e, quindi, in ultima analisi sono in grado di assicurare una maggiore tenuta (grip) in condizioni di bagnato.

Nella figura 4 è illustrato schematicamente un impianto 13 di produzione della striscia di battistrada 4 del pneumatico 1. L'impianto 13 di produzione comprende una stazione di formazione in cui viene formata la striscia di battistrada 4 presentante la pluralità di scanalature 9 longitudinali e di scanalature trasversali 10 che definiscono la serie di blocchi il. Inoltre, l'impianto 13 di produzione comprende una stazione 14 di incisione in cui, una volta ultimata la formazione della striscia di battistrada 4, viene realizzata la serie di incisioni 12; in particolare, la stazione 14 di incisione 12 comprende una pluralità di lame 15, le quali sono disposte tra loro parallele ed affiancate e vengono portate a contatto dei blocchi il per tagliare superficialmente i blocchi il stessi in modo tale che ciascuna incisione 12 sia realizzata tagliando superficialmente e senza asportazione di materiale la gomma vulcanizzata che costituisce i corrispondenti blocchi 11.

Secondo quanto illustrato nella figura 4, il pneumatico 1 portante la striscia di battistrada 4 viene portato in rotazione attorno ad un proprio asse 16 di rotazione centrale mediante un tamburo di supporto motorizzato e nello stesso tempo la serie delle lame 15 viene portata a contatto della superficie 8 di rotolamento della striscia di battistrada 4 mediante un dispositivo 17 attuatore (tipicamente un braccio robot) che trasla radialmente la serie delle lame 15. Le lame 15 possono essere circolari e possono venire fatte ruotate (come illustrato nella figura 4), oppure, in alternative, le lame 15 possono essere rettilinee e fisse.

La striscia di battistrada 4 sopra descritta presenta numerosi vantaggi.

In primo luogo, la striscia di battistrada 4 sopra descritta permette di aumentare in modo sensibile le prestazioni di frenatura sul bagnato aumentando l'attrito con la superficie stradale grazie alla presenza delle incisioni 12. Prove sperimentali hanno indicato che, a parità di tutti gli altri parametri, la presenza delle incisioni 12 permette di migliorare del 7-10% le prestazioni di frenatura sul bagnato.

Inoltre, le incisioni 12 non comportano peggioramenti significativi delle altre prestazioni del pneumatico 1 (in particolare delle prestazioni durante la percorrenza di una curva) , in quanto avendo una profondità P limitata le incisioni 12 non comportano un significativo aumento alla deformabilità trasversale dei blocchi il della striscia di battistrada 4. Prove sperimentali hanno indicato che, a parità di tutti gli altri parametri, la presenza delle incisioni 12 determina un peggioramento di 1-2% delle prestazioni durante la percorrenza di una curva; è evidente che tale peggioramento è poco significativo ed è comunque sensibilmente minore rispetto al corrispondente miglioramento delle prestazioni di frenatura sul bagnato.

Infine, ma non meno importante, la realizzazione delle incisioni 12 è estremamente semplice ed economica, in quanto per realizzare le incisioni 12 è sufficiente utilizzare delle lame 15 che vengono brevemente portate a contatto con la striscia di battistrada 4.

Claims

R IV E N D I CA Z I O N I 1) Striscia di battistrada (4) per un pneumatico (1); la striscia di battistrada (4) comprende una pluralità di scanalature (9, 10) che definiscono una serie di blocchi (11); la striscia di battistrada (4) è caratterizzata dal fatto di comprendere una serie di incisioni (12), ciascuna delle quali è ricavata in una successione di corrispondenti blocchi (11), interessa solamente una porzione limitata e superficiale dei corrispondenti blocchi (11), è disposta circonferenzialmente, presenta una forma anulare per estendersi lungo tutta l'estensione della striscia di battistrada (4), ed è orientata radialmente per essere perpendicolare ad una superficie (8) di rotolamento.
2) Striscia di battistrada (4) secondo la rivendicazione 1, in cui ciascuna incisione (12) presenta uno spessore trasversale praticamente nullo quando i corrispondenti blocchi (11) sono indeformati.
3) Striscia di battistrada (4) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui ciascuna incisione (12) è realizzata tagliando superficialmente e senza asportazione di materiale la gomma vulcanizzata che costituisce i corrispondenti blocchi (11).
4) Striscia di battistrada (4) secondo la rivendicazione 1, 2 o 3, in cui le incisioni (12) interessano tutti i blocchi (11).
5) Striscia di battistrada (4) secondo una delle rivendicazioni da 1 a 4, in cui ciascuna incisione (12) presenta una profondità (P) compresa tra 5% e 40% della profondità (P) di scanalature (9, 10) principali.
6) Striscia di battistrada (4) secondo una delle rivendicazioni da 1 a 5, in cui ciascuna incisione (12) presenta una profondità (P) compresa tra 0.5 e 3.0 mm.
7) Striscia di battistrada (4) secondo una delle rivendicazioni da 1 a 6, in cui in uno stesso blocco (11) la distanza trasversale tra due incisioni (12) consecutive è compresa tra 3.0 e 5.0 mm.
8) Metodo di produzione di una striscia di battistrada (4) per un pneumatico (1); il metodo di produzione comprende la fase di formare la striscia di battistrada (4) presentante una pluralità di scanalature (9, 10) che definiscono una serie di blocchi (11); il metodo di produzione è caratterizzato dal fatto di comprendere l'ulteriore fase di realizzare, una volta ultimata la formazione della striscia di battistrada (4), una serie di incisioni (12), ciascuna delle quali è ricavata in una successione di corrispondenti blocchi (11), interessa solamente una porzione limitata e superficiale dei corrispondenti blocchi (11), è disposta circonf erenzialmente, presenta una forma anulare per estendersi lungo tutta l'estensione della striscia di battistrada (4), ed è orientata radialmente per essere perpendicolare ad una superficie (8) di rotolamento.
9) Metodo di produzione secondo la rivendicazione 8, in cui ciascuna incisione (12) è realizzata tagliando superficialmente e senza asportazione di materiale la gomma vulcanizzata che costituisce i corrispondenti blocchi (11).
10) Impianto (13) di produzione di una striscia di battistrada (4) per un pneumatico (1); l'impianto (13) di produzione comprende una stazione di formazione in cui viene formata la striscia di battistrada (4) presentante una pluralità di scanalature (9, 10) che definiscono una serie di blocchi (11); l'impianto (13) di produzione è caratterizzato dal fatto di comprendere una stazione (14) di incisione in cui, una volta ultimata la formazione della striscia di battistrada (4), viene realizzata una serie di incisioni (12), ciascuna delle quali è ricavata in una successione di corrispondenti blocchi (11), interessa solamente una porzione limitata e superficiale dei corrispondenti blocchi (11), è disposta circonferenzialmente, presenta una forma anulare per estendersi lungo tutta l'estensione della striscia di battistrada (4), ed è orientata radialmente per essere perpendicolare ad una superficie (8) di rotolamento.
11) Impianto (13) di produzione secondo la rivendicazione 10, in cui la stazione (14) di incisione comprende una pluralità di lame (15), le quali sono disposte tra loro parallele ed affiancate e vengono portate a contatto dei blocchi (11) per tagliare superficialmente i blocchi (11) stessi in modo tale che ciascuna incisione (12) venga realizzata tagliando superficialmente e senza asportazione di materiale la gomma vulcanizzata che costituisce i corrispondenti blocchi (11).