RU203071U1

RU203071U1 - Pneumatic tire tread

Info

Publication number: RU203071U1
Application number: RU2020142003U
Authority: RU
Inventors: Алексей Витальевич Мелков; Игорь Николаевич Офров; Виктор Владимирович Баскаков
Original assignee: Акционерное общество "КОРДИАНТ"
Priority date: 2020-12-18
Filing date: 2020-12-18
Publication date: 2021-03-23

Abstract

Настоящая полезная модель относится к конструкции пневматической шины. В протекторе пневматической шины выполнены кольцевые и поперечные канавки, между которыми сформированы протекторные блоки (1) с щелевидными прорезями. Каждая щелевидная прорезь в радиальном направлении имеет внешнюю часть (5), в которой стенки щелевидной прорези расположены на одинаковом расстоянии одна от другой, и внутреннюю часть (6), в которой выполнена скрытая канавка (7). В продольном направлении каждая щелевидная прорезь имеет средний участок (9), по обе стороны которого расположен соответствующий боковой участок (8). Скрытая канавка (7) состоит из двух частей, каждая из которых выполнена в зоне соответствующего бокового участка (8) щелевидной прорези. В зоне среднего участка (9) щелевидной прорези в ее внутренней части (6) выполнена перемычка в виде мостика (10), глубина расположения верхней грани которого лежит в диапазоне от 60% до 98% от полной глубины щелевидной прорези, а длина - в диапазоне от 12,5% до 30% от длины щелевидной прорези на наружной поверхности протекторного блока (1). Техническим результатом является улучшение жесткости элементов протектора в направлении качения шины при эксплуатации в разных погодных условиях, что позволяет уменьшить потери на качение и скорость износа протектора при сохранении управляемости пневматической шины на различных этапах эксплуатации. 2 фиг.This utility model relates to the construction of a pneumatic tire. In the tread of a pneumatic tire, annular and transverse grooves are made, between which tread blocks (1) with sipes are formed. Each sipe in the radial direction has an outer part (5), in which the walls of the sipe are located at the same distance from one another, and an inner part (6), in which a hidden groove (7) is made. In the longitudinal direction, each sipe has a middle section (9), on both sides of which a corresponding side section (8) is located. The hidden groove (7) consists of two parts, each of which is made in the area of the corresponding side section (8) of the sipe. In the area of the middle section (9) of the slotted slot in its inner part (6), a bridge is made in the form of a bridge (10), the depth of the location of the upper edge of which lies in the range from 60% to 98% of the total depth of the slotted slot, and the length is in the range from 12.5% to 30% of the length of the sipe on the outer surface of the tread block (1). The technical result is to improve the rigidity of the tread elements in the rolling direction of the tire during operation in different weather conditions, which makes it possible to reduce rolling losses and the rate of tread wear while maintaining the controllability of the pneumatic tire at various stages of operation. 2 fig.

Description

Область техники, к которой относится полезная модельTechnical field to which the utility model belongs

Настоящая полезная модель относится к конструкции пневматической шины, в частности, к протектору пневматической шины и касается конструкции щелевидных прорезей в протекторных блоках и может быть использована для пневматических шин радиального типа, в частности, для зимних шин грузовых транспортных средств.The present invention relates to the construction of a pneumatic tire, in particular to the tread of a pneumatic tire and to the construction of sipes in tread blocks and can be used for pneumatic tires of a radial type, in particular for winter tires of commercial vehicles.

Уровень техникиState of the art

В настоящее время существует потребность в улучшении стандартных пневматических шин с высокой степенью совместимости в отношении характеристики на сухом дорожном покрытии, например, устойчивости рулевого управления и времени движения на сухих дорожных покрытиях, и характеристики на мокром и заснеженном покрытии, такие, как устойчивость рулевого управления и устойчивость к гидропланированию на мокрых дорожных покрытиях. Помимо этих характеристик также необходимо улучшать износостойкость шины, в частности, устойчивость к неравномерному износу, и шумовые характеристики.There is currently a need to improve standard pneumatic tires with a high degree of compatibility in dry performance such as steering stability and running time on dry road surfaces, and wet and snow performance such as steering stability and resistance to hydroplaning on wet road surfaces. In addition to these characteristics, it is also necessary to improve tire wear resistance, in particular, uneven wear resistance, and noise performance.

Для обеспечения сохранения высоких показателей сцепления с влажным и заснеженным дорожным покрытием на разных стадиях износа рисунка протектора в настоящее время широко используются схемы рисунков протектора, имеющие сквозные поперечные каналы, скрытые в основании щелевидных прорезей (ламелей). To ensure the preservation of high grip indicators with a wet and snowy road surface at different stages of tread pattern wear, tread pattern schemes are now widely used, having through transverse channels hidden at the base of the sipes (sipes).

Примером такой конструкции является конструкция протектора пневматической шины, описанная в заявке US 2013/0213542 A1. An example of such a structure is the tread structure of a pneumatic tire described in US 2013/0213542 A1.

В соответствии с одним из вариантов данной разработки, во внутренней части щелевидной прорези, ориентированной в радиальном направлении шины, выполнено нелинейное расширение с образованием скрытой канавки. В соответствии с другой модификацией в радиальном направлении выполнено ответвление, образующее V-образное окончание щелевидной прорези. In accordance with one of the variants of this development, in the inner part of the sipe, oriented in the radial direction of the tire, a non-linear expansion is performed to form a hidden groove. According to another modification, a branch is formed in the radial direction, forming a V-shaped end of the sipe.

При достижении определенного уровня износа протектора шины данная щелевидная прорезь раскрывается в канавку или несколько прорезей, что улучшает отвод воды и грязи из зоны контакта протектора с дорожным покрытием за счет снижения коэффициента насыщенности рисунка протектора в пятне контакта и увеличения числа поперечных кромок. Данное решение обеспечивает постоянство или улучшение уровня сцепления шины с влажным и заснеженным дорожным покрытием.When a certain level of tire tread wear is reached, this sipe opens into a groove or several slots, which improves the drainage of water and dirt from the contact area of the tread with the road surface by reducing the saturation coefficient of the tread pattern in the contact patch and increasing the number of transverse edges. This solution provides a constant or improved tire grip on wet and snowy road surfaces.

Также известна пневматическая шина транспортного средства, описанная в патенте № 2678783 С1. Also known is a pneumatic vehicle tire as described in patent No. 2678783 C1.

В соответствии с данной разработкой на протекторе выполнены кольцевые канавки и поперечные канавки, между которыми сформированы протекторные блоки с щелевидными прорезями. Каждая щелевидная прорезь по высоте протекторного блока имеет в радиальном направлении внешнюю часть, в которой стенки щелевидной прорези расположены на одинаковом расстоянии одна от другой, а ее глубина составляет от 70% до 90% от глубины щелевидной прорези. К внешней части щелевидной прорези примыкает внутренняя часть, в которой по всей длине протекторного блока выполнена скрытая канавка, имеющая в поперечном сечении каплевидную форму.In accordance with this development, annular grooves and transverse grooves are made on the tread, between which tread blocks with sipes are formed. Each sipe along the height of the tread block has an outer part in the radial direction, in which the walls of the sipe are located at the same distance from one another, and its depth is from 70% to 90% of the depth of the sipe. The inner part adjoins the outer part of the sipe, in which a hidden groove is made along the entire length of the tread block, which has a teardrop-shaped cross-section.

Известные до настоящего времени протекторы пневматических шин, в протекторных блоках которых выполнены щелевидные прорези, каждая из которых имеет сквозную скрытую канавку в своем основании, характеризуются повышенными деформациями шины в протекторном блоке в направлении качения, что приводит к повышению потерь на деформацию в резине. Кроме того, уменьшается эффективный объем резины. Эти явления неблагоприятно сказываются на сопротивлении качению и скорости износа протектора.The treads of pneumatic tires known to date, in the tread blocks of which sipes are made, each of which has a through hidden groove in its base, are characterized by increased tire deformations in the tread block in the rolling direction, which leads to an increase in deformation losses in the rubber. In addition, the effective volume of the rubber is reduced. These phenomena adversely affect rolling resistance and tread wear rate.

Раскрытие сущности полезной моделиDisclosure of the essence of a utility model

В основу полезной модели положена задача разработать протектор пневматической шины с такими конструктивным выполнением щелевидных прорезей на протекторных блоках, которое обеспечивало надежный отвод влаги из пятна контакта и отличалось высокой износостойкостью и высокими эксплуатационными характеристиками.The utility model is based on the task of developing a pneumatic tire tread with such constructive execution of slot-like slots on the tread blocks, which ensured reliable removal of moisture from the contact patch and was distinguished by high wear resistance and high performance characteristics.

Поставленная задача решается тем, протектор пневматической шины, протекторный рисунок которого образует кольцевые и поперечные канавки, между которыми сформированы протекторные блоки с щелевидными прорезями, каждая из которых по высоте протекторного блока имеет в радиальном направлении внешнюю часть, в которой стенки щелевидной прорези расположены на одинаковом расстоянии одна от другой, и внутреннюю часть, в которой выполнена скрытая канавка, согласно полезной модели,The problem is solved by the fact that the tread of a pneumatic tire, the tread pattern of which forms annular and transverse grooves, between which tread blocks with sipes are formed, each of which along the height of the tread block has an outer part in the radial direction, in which the walls of the sipe are located at the same distance one from the other, and the inner part, in which the hidden groove is made, according to the utility model,

в продольном направлении, перпендикулярном направлению вращения шины, каждая щелевидная прорезь имеет средний участок, по обе стороны которого расположен соответствующий боковой участок,in the longitudinal direction perpendicular to the direction of rotation of the tire, each sipe has a middle section, on both sides of which a corresponding lateral section is located,

при этом скрытая канавка состоит из двух частей, каждая из которых выполнена в зоне соответствующего бокового участка щелевидной прорези, аin this case, the hidden groove consists of two parts, each of which is made in the area of the corresponding side section of the slotted slot, and

в зоне среднего участка щелевидной прорези в ее внутренней части выполнена перемычка в виде мостика, глубина расположения верхней грани которого лежит в диапазоне от 60% до 98% от полной глубины щелевидной прорези, а длина – в диапазоне от 12,5% до 30% от длины щелевидной прорези на наружной поверхности протекторного блока.in the area of the middle section of the slotted slot in its inner part, a bridge is made in the form of a bridge, the depth of the location of the upper edge of which lies in the range from 60% to 98% of the total depth of the slotted slot, and the length is in the range from 12.5% to 30% of the length of the sipe on the outer surface of the tread block.

Техническим результатом настоящей полезной модели является улучшение жесткости элементов протектора в направлении качения шины, что снижает деформации протекторного блока и увеличивает объем резины в протекторном блоке, что позволяет уменьшить потери на качение и скорость износа протектора при сохранении управляемости пневматической шины на различных этапах эксплуатации.The technical result of this utility model is to improve the rigidity of the tread elements in the direction of tire rolling, which reduces the deformation of the tread block and increases the volume of rubber in the tread block, which makes it possible to reduce rolling losses and the rate of tread wear while maintaining controllability of the pneumatic tire at various stages of operation.

Краткое описание чертежей Brief Description of Drawings

В дальнейшем полезная модель описывается конкретным вариантом ее исполнения и прилагаемыми чертежами, на которых:In the future, the utility model is described by a specific version of its execution and attached drawings, in which:

Фиг. 1 изображает фрагмент протектора пневматической шины, вид в аксонометрии;FIG. 1 is a perspective view of a fragment of a pneumatic tire tread;

Фиг.2 – разрез по I-I на фиг.1, в аксонометрии;Fig. 2 is a section along I-I in Fig. 1, in perspective;

Фиг.3 – сечение по II-II на фиг.1;Fig. 3 is a section along II-II in Fig. 1;

Фиг.4 – сечение по III-III на фиг.1;Fig. 4 is a section along III-III in Fig. 1;

Фиг.5 – вариант выполнения протекторного блока в продольном разрезе;Fig. 5 is an embodiment of the tread block in longitudinal section;

Фиг.6 – другой вариант выполнения протекторного блока в продольном разрезе.6 is a longitudinal sectional view of another embodiment of the tread block.

Осуществление полезной моделиImplementation of the utility model

Заявляемый протектор пневматической шины имеет протекторный рисунок, состоящий из протекторных блоков 1, отделенных один от другого в направлении вращения шины U (окружном направлении) кольцевыми канавками 2, а в поперечном направлении - поперечными канавками 3. По всей ширине протекторных блоков 1 выполнены щелевидные прорези 4 (вариант выполнения 1), имеющие выход в соответствующие кольцевые канавки 2 или в сторону боковин пневматической шины. В данном варианте выполнения щелевидные прорези 4 имеют прямолинейную форму, и на примере такого выполнения в дальнейшем будет представлено описание полезной модели и ее отличительные признаки. The claimed tread of a pneumatic tire has a tread pattern consisting of tread blocks 1, separated from one another in the direction of rotation of the tire U (circumferential direction) by circular grooves 2, and in the transverse direction - by transverse grooves 3. Along the entire width of the tread blocks 1, there are slot-like slots 4 (embodiment 1), having an exit into the corresponding annular grooves 2 or towards the sidewalls of the pneumatic tire. In this embodiment, the sipes 4 have a rectilinear shape, and on the example of such an embodiment, a description of the utility model and its distinctive features will be presented in the following.

В описываемом варианте представлен протектор пневматической шины радиального типа, в частности, шины для грузовых транспортных средств для использования в зимних условиях.In the described embodiment, the tread of a pneumatic tire of a radial type is presented, in particular, tires for trucks for use in winter conditions.

В каждой щелевидной прорези 4 по высоте протекторного блока 1 в радиальном направлении можно выделить внешнюю часть 5, в которой стенки щелевидной прорези 4 расположены на одинаковом расстоянии b одна от другой (фиг. 3,4), и внутреннюю часть 6, в которой стенки щелевидной прорези 4 нелинейно расширяются в окружном направлении U до максимальной ширины b1, а затем сужаются и соединяются, достигая полной глубины t щелевидной прорези 4, образуя скрытую канавку 7.In each sipe 4 along the height of the tread block 1 in the radial direction, one can distinguish the outer part 5, in which the walls of the sipe 4 are located at the same distance b from one another (Fig. 3,4), and the inner part 6, in which the walls of the sipe the slots 4 expand nonlinearly in the circumferential direction U to a maximum width b1, and then narrow and join, reaching the full depth t of the slot 4, forming a buried groove 7.

В соответствии с заявленной полезной моделью скрытая канавка 7, расположенная во внутренней части 6 щелевидной прорези 4, состоит из двух частей (фиг. 2), каждая из которых одним концом выходит в кольцевую канавку 2 или в сторону боковины пневматической шины. In accordance with the claimed utility model, the hidden groove 7 located in the inner part 6 of the sipe 4 consists of two parts (Fig. 2), each of which with one end extends into the annular groove 2 or towards the sidewall of the pneumatic tire.

В продольном направлении, перпендикулярном направлению вращения шины, каждая щелевидная прорезь 4 имеет средний участок 8, по обе стороны которого расположен соответствующий боковой участок 9. In the longitudinal direction perpendicular to the direction of rotation of the tire, each sipe 4 has a middle portion 8, on both sides of which a corresponding side portion 9 is located.

Каждая часть скрытой канавки 7 выполнена в зоне соответствующего бокового участка 9 щелевидной прорези 4.Each part of the hidden groove 7 is formed in the region of the corresponding side portion 9 of the sipe 4.

Во внешней части 5 щелевидной прорези 4 расстояние между стенками одинаково по всей глубине щелевидной прорези 4. Однако на среднем участке 8 щелевидная прорезь 4 выполнена не на полную глубину и, таким образом, образует перемычку 10 в виде мостика (далее по тексту мостик 10), разделяющую части скрытой канавки 7. Мостик 10 представляет собой ребро, ориентированное в направлении качения шины, причем над мостиком 10 имеется небольшой зазор. В поперечном сечении мостик 10 имеет форму трапеции, верхняя и боковые стороны которой и боковые стороны и дно щелевидной прорези сопрягаются дугами для снижения возникающих при деформации напряжений. Стенки щелевидной прорези 4 над данным мостиком 10 выполнены с постоянным расстоянием b между ними. Предпочтительная глубина t1 расположения верхней грани мостика 10 лежит в диапазоне от 98% до 60% от глубины t щелевидной прорези 4. In the outer part 5 of the slotted slot 4, the distance between the walls is the same throughout the depth of the slotted slot 4. However, in the middle section 8, the slotted slot 4 is not made to its full depth and thus forms a bridge 10 in the form of a bridge (hereinafter referred to as bridge 10), dividing parts of the hidden groove 7. The bridge 10 is a rib oriented in the rolling direction of the tire, and there is a small gap above the bridge 10. In cross-section, the bridge 10 has the shape of a trapezoid, the top and side sides of which and the side sides and the bottom of the slotted slot are mated by arcs to reduce the stresses arising during deformation. The walls of the slot 4 above this bridge 10 are made with a constant distance b between them. The preferred depth t1 of the location of the upper edge of the bridge 10 is in the range from 98% to 60% of the depth t of the slot 4.

Предпочтительная ширина l1 мостика 10 составляет от 12,5% до 30% от длины L щелевидной прорези 4 по верхней грани протекторного блока 1. Уменьшение ширины l1 мостика 10 менее 12,5 % от длины L приведет к значительному уменьшению влияния мостика 10 на жесткость протекторного блока 1 в направлении качения шины и, тем самым, не позволит достичь заявляемого результата. В свою очередь, увеличение ширины l1 мостика 10 сверх 30% от длины L значительно уменьшит длину участков скрытой канавки 7, что негативно скажется на управляемости транспортного средства на поздних этапах эксплуатации шины.The preferred width l1 of the bridge 10 is from 12.5% to 30% of the length L of the slot 4 along the upper edge of the tread block 1. A decrease in the width l1 of the bridge 10 less than 12.5% of the length L will lead to a significant decrease in the effect of the bridge 10 on the stiffness of the tread block. block 1 in the rolling direction of the tire and, thus, will not allow achieving the claimed result. In turn, an increase in the width l1 of the bridge 10 over 30% of the length L will significantly reduce the length of the sections of the hidden groove 7, which will negatively affect the vehicle's handling in the later stages of tire operation.

Следует отметить, что глубина t1 мостика 10 не совпадает с глубиной t2 внутреннего участка 6 щелевидной прорези 4, и может быть как больше, так и меньше последней. It should be noted that the depth t1 of the bridge 10 does not coincide with the depth t2 of the inner portion 6 of the sipe 4, and can be either greater or less than the latter.

Наличие мостика 10 повышает жесткость протекторных блоков 1 в направлении качения шины в зависимости от его высоты, а подбор высоты мостика 10 и его ширины в указанных пределах позволяет оптимизировать деформацию протекторных блоков и подобрать оптимальную скорость износа рисунка протектора и топливную экономичность шины при сохранении управляемости шины на различных этапах эксплуатации.The presence of the bridge 10 increases the rigidity of the tread blocks 1 in the rolling direction of the tire, depending on its height, and the selection of the height of the bridge 10 and its width within the specified limits allows to optimize the deformation of the tread blocks and to select the optimal wear rate of the tread pattern and the fuel efficiency of the tire while maintaining tire control various stages of operation.

На фиг. 5 изображен ступенчатый разрез протекторного блока 1 вдоль щелевидной прорези 4 (вариант выполнения 2). В данном варианте щелевидная прорезь имеет Z-образную форму, параллельные участки которой имеют большую длину и расположены аналогично щелевидной прорези 4, представленной на фиг. 1,2. Также как было описано выше, на среднем участке 8 щелевидная прорезь 4 выполнена не на полную глубину и образует мостик 10, разделяющий части скрытой канавки 7. По глубине щелевидной прорези 4 в зоне ее наружных участков 5 над соответствующей частью скрытой канавки 7 имеется область 11 со сложной вогнуто-выпуклой геометрией стенок. В данном случае данная геометрия щелевидной прорези 4 образована двумя наборами плоских волнообразных кривых, угол между наборами 64°.FIG. 5 shows a stepped section of the tread block 1 along the sipe 4 (embodiment 2). In this embodiment, the sipe has a Z-shape, the parallel portions of which are long and are located similarly to the sipe 4 shown in FIG. 1.2. Also as described above, in the middle section 8, the sipe 4 is not made to its full depth and forms a bridge 10 separating the parts of the hidden groove 7. Along the depth of the sipe 4 in the area of its outer sections 5 above the corresponding part of the hidden groove 7, there is a region 11 with complex concave-convex geometry of the walls. In this case, this geometry of the sipe 4 is formed by two sets of flat undulating curves, the angle between the sets is 64 °.

Сложная вогнуто-выпуклая геометрия на стенках щелевидной прорези 4 применяется для предупреждения неравномерного износа рисунка протектора путем снижения деформации протекторных блоков 1 в поперечном, боковом, латеральном направлении (преимущественно) и окружном направлении (в меньшей степени). A complex concave-convex geometry on the walls of the sipe 4 is used to prevent uneven wear of the tread pattern by reducing the deformation of the tread blocks 1 in the transverse, lateral, lateral direction (mainly) and circumferential direction (to a lesser extent).

На фиг. 6 изображен ступенчатый разрез протекторного блока 1 вдоль щелевидной прорези 4 (вариант выполнения 3).FIG. 6 shows a stepped section of the tread block 1 along the sipe 4 (embodiment 3).

Внешняя часть 5 щелевидной прорези 4 имеет волнообразную осесимметричную форму с шестью изгибами в продольном направлении. В данном случае геометрия щелевидной прорези 4 образована одной волнообразной кривой, «выдавленной» (название операции в программном обеспечении для построения тела или поверхности) вдоль направления щелевидной прорези. Общее направление щелевидной прорези 4 совпадает с представленным на фиг.1,2,5. Также как было описано выше, на среднем участке 8 щелевидная прорезь 4 выполнена не на полную глубину и образует мостик 10, разделяющий части скрытой канавки 7. По глубине щелевидной прорези 4 в зоне ее наружных участков 5 над соответствующей частью скрытой канавки 7 выполнена область 11 со сложной вогнуто-выпуклой геометрией стенок.The outer part 5 of the sipe 4 has an undulating axisymmetric shape with six bends in the longitudinal direction. Here, the geometry of the sipe 4 is formed by a single undulating curve "extruded" (an operation name in the body or surface construction software) along the direction of the sipe. The general direction of the sipe 4 coincides with that shown in FIGS. 1, 2, 5. Also as described above, in the middle section 8, the sipe 4 is not made to its full depth and forms a bridge 10 separating the parts of the hidden groove 7. Along the depth of the sipe 4 in the zone of its outer sections 5 above the corresponding part of the hidden groove 7, the region 11 with complex concave-convex geometry of the walls.

Как было отмечено выше, сложная вогнуто-выпуклая геометрия на стенках щелевидной прорези 4 применяется для предупреждения неравномерного износа рисунка протектора. As noted above, the complex concave-convex geometry on the walls of the sipe 4 is used to prevent uneven wear of the tread pattern.

В соответствии с настоящей полезной моделью наличие мостика, разделяющего скрытую канавку на две части, независимо от формы выполнения щелевидной прорези повышает жесткость протекторных блоков в направлении качения шины, что позволяет оптимизировать деформацию протекторных блоков и подобрать оптимальную скорость износа рисунка протектора и топливную экономичность шины при сохранении управляемости шины на различных этапах эксплуатации. In accordance with the present utility model, the presence of a bridge dividing the hidden groove into two parts, regardless of the shape of the sipe, increases the rigidity of the tread blocks in the rolling direction of the tire, which makes it possible to optimize the deformation of the tread blocks and select the optimal wear rate of the tread pattern and the fuel economy of the tire while maintaining tire controllability at various stages of operation.

Claims

The tread of a pneumatic tire, the tread pattern of which forms annular and transverse grooves, between which tread blocks with sipes are formed, each of which has an outer part in the radial direction along the height of the tread block, in which the walls of the sipe are located at the same distance from one another, and the inner part, in which the hidden groove is made, characterized in that in the longitudinal direction perpendicular to the direction of rotation of the tire, each sipe has a middle section, on both sides of which the corresponding lateral section is located, while the hidden groove consists of two parts, each of which is made in the zone of the corresponding side section of the slotted slot, and in the area of the middle section of the slotted slot in its inner part there is a bridge in the form of a bridge, the depth of the location of the upper edge of which lies in the range from 60% to 98% of the total depth of the slotted slot, and the length is in range from 12.5% to 30% of the length of the sipe on the outer surface of the tread block.