СИСТЕМА ПРОТЕКТОРНЫХ БЛОКОВ С ОПОРНОЙ ЩЕЛЕВИДНОЙ ПРОРЕЗЬЮ
PROTECTOR BLOCK SYSTEM WITH SUPPORT SLIT-LIKE SLOT

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к пневматическим шинам. Настоящее изобретение относится к протекторным полотнам, используемым для протектора пневматической шины. Настоящее изобретение относится к шинам и протекторным полотнам с системой протекторных блоков, ограничивающей щелевидные прорези.
Уровень техники
Из уровня техники, относящейся к пневматическим шинам, известно изготовление протектора шины со щелевидными прорезями, которые эффективно делают протектор мягче аналогичного протектора без щелевидных прорезей. Таким образом, щелевидные прорези увеличивают трение между протектором и дорогой. В типовом случае щелевидные прорези формируют в осевом направлении, чтобы облегчить деформацию материала шины, в частности, при торможении и/или ускорении, повышая тем самым трение, в частности, в переднем и заднем направлениях. Однако для других типов нагрузки конфигурация щелевидных прорезей, как правило, не оптимизирована.
Раскрытие сущности изобретения
Для улучшения сцепления шины с дорогой также и на поворотах дороги раскрыта новая конфигурация щелевидных прорезей для шины или протекторного полотна. Щелевидные прорези формируют в протекторных блоках, т.е. в системе протекторных блоков. Соответствующая система протекторных блоков раскрыта в п. 1 формулы изобретения. Соответствующая шина раскрыта в п. 2 формулы изобретения.
Краткое описание чертежей
На ФИГ. 1а показана пневматическая шина на опорной поверхности,
на ФИГ. 1b показано наложение протекторного полотна на цилиндрическую часть шины,
на ФИГ. 2а показан на виде сверху протектор протекторного полотна,
на ФИГ. 2b показано в аксонометрии протекторное полотно для формирования протектора,
на ФИГ. 2c показан в аксонометрии протектор шины,
на ФИГ. 2d показана половина разреза шины в плоскости, проходящей через осевое и радиальное направления и делящей шину на две половины,
на ФИГ. 3a показаны на виде сверху блоки протектора, ограничивающие щелевидные прорези,
на ФИГ. 3b и 3c щелевидная прорезь показана на виде под углом сверху,
на ФИГ. 3d-3i показаны концевые стенки щелевидной прорези,
на ФИГ. 3j показаны углы щелевидной прорези,
на ФИГ. 4а показаны на виде сверху блоки протектора, ограничивающие щелевидные прорези,
на ФИГ. 4b и 4c показаны концевые стенки щелевидной прорези,
на ФИГ. 4d показаны на виде сверху блоки протектора, причем некоторые из протекторных блоков оснащены шипами,
на ФИГ. 5a показаны на виде сверху блоки протектора, ограничивающие щелевидные прорези только с одной концевой стенкой,
на ФИГ. 5b и 5c показана концевая стенка щелевидной прорези,
на ФИГ. 6a показаны на виде снизу две асимметричные шины с щелевидными прорезями и
на ФИГ. 6b показаны на виде снизу две симметричные шины с щелевидными прорезями.
Осуществление изобретения
В настоящем описании используются следующие термины:
протектор шины - термин относится к той части поверхности шины, которая предназначена для контакта при качении с опорной поверхностью в процессе эксплуатации шины;
протектор протекторного полотна относится к поверхности протекторного полотна. Наложенный на шину, протектор протекторного полотна образует протектор шины;
протекторный блок относится к выступающей части резины, образующей часть протектора;
система протекторных блоков относится к системе нескольких протекторных блоков, поверхности которых образуют протектор или часть протектора. Система протекторных блоков может представлять собой часть шины или часть протекторного полотна;
щелевидная прорезь относится к узкой щели (или канавке) в протекторе. Щелевидная прорезь ограничена только одним протекторным блоком. Этот же протекторный блок может ограничивать и другие щелевидные прорези. Ширина щелевидной прорези, которая меньше ее длины, в типовом случае составляет меньше 2 мм, например от 0,1 мм до 1 мм. Длина щелевидной прорези, измеренная в ее продольном направлении, которое перпендикулярно ширине и перпендикулярно глубине щелевидной прорези, в типовом случае составляет по меньшей мере 5 мм. Глубина щелевидной прорези может составлять по меньшей мере 4 мм. Эти размеры применимы к любой щелевидной прорези. Напротив, другие типы выемок не обязательно должны рассматриваться как щелевидные прорези;
канавка относится к большой прорези в протекторе. Канавка разделяет два протекторных блока. Ширина такой канавки в типовом случае составляет более 2 мм, например от 3 мм до 10 мм;
пятно контакта (шины) относится к той части шины транспортного средства, которая находится в непосредственном контакте с поверхностью дороги в процессе движения. Размер пятна контакта может зависеть от условий движения (например, движения по прямой, движения с поворотами, торможения, давления в шине и т.д.). Соответственно, пятна контакта (всех шин) - единственная связь между дорогой и транспортным средством. Термин отпечаток используется как синоним термина пятно контакта.
В шинной промышленности, особенно при производстве пневматических шин, известно изготовление протектора шины с щелевидными прорезями, которые эффективно делают протектор мягче аналогичного протектора без щелевидных прорезей. Таким образом, щелевидные прорези увеличивают трение между протектором и дорогой, в частности, для зимних шин. Однако в некоторых случаях щелевидные прорези могут сделать протекторный блок слишком мягким для управления транспортным средством в процессе движения. В частности, при повороте протектор и протекторные блоки должны быть достаточно жесткими, чтобы обеспечить хорошую управляемость и в таких условиях.
На поворотах дороги протектор шины должен передавать поперечную удерживающую силу протектора транспортному средству. Из-за центробежных сил эта поперечная удерживающая сила может быть больше на внешней стороне шины, причем внешняя сторона это та сторона шины, которая дальше от центра транспортного средства, чем внутренняя сторона; кроме того, внешняя сторона находится на внешней стороне поворота дороги, т.е. дальше от центра соприкасающейся окружности данного поворота дороги. Таким образом, при совершении поворота на протектор действуют силы также и в поперечном направлении ST (ФИГ. 1b), причем поперечное направление ST параллельно направлению оси AX вращения шины.
Для дальнейшего разъяснения этого положения на ФИГ. 6а и 6b показаны пятна контакта 410 пары шин (например, передних шин) на повороте дороги. Как показано стрелкой 420, дорога идет вперед (к верху страницы) и изгибается влево. Внутренняя шина 100а расположена ближе к центру соприкасающейся окружности поворота дороги. Соответственно, внешняя шина 100b расположена дальше от центра соприкасающейся окружности поворота дороги. Продольная центральная ось CV транспортного средства проходит между внутренней шиной и внешней шиной. Сама дорога в типовом случае существенно горизонтальна, в то время как центробежная сила, действующая на транспортное средство, создает крутящий момент таким образом, что внешняя шина (шины) 100b нагружается сильнее, чем внутренняя шина (шины) 100а. Поэтому пятно контакта 410b внешней шины 100b больше, чем пятно контакта 410а внутренней шины 110а. Далее, пятна контакта 410, 410а, 410b асимметричны таким образом, что в кольцевом направлении пятно контакта длиннее с внешней стороны (термин "внешняя сторона" относится к внешней стороне изгиба дороги) внешней или внутренней шины, чем с внутренней стороны внешней или внутренней шины, соответственно; как показано на ФИГ. 6а и 6b. Следует также заметить, что чем выше скорость движения, тем больше различие размеров пятен контакта внутренней и внешней шин. На ФИГ. 6а и 6b показана ориентация щелевидных прорезей Si шины. Как будет разъяснено, в настоящем изобретении по меньшей мере некоторые из щелевидных прорезей Si шины содержат наклонную первую концевую стенку 228. На ФИГ. 6а и 6b наклонная первая концевая стенка 228 обозначена точкой на конце щелевидной прорези Si. Первая концевая стенка 228 имеет конфигурацию, создающую опору щелевидной прорези Si, в то время как другой конец 227 может быть выполнен иначе.
Как показано на ФИГ. 6а, в случае асимметричной шины (т.е. шины с маркировкой «внешняя/внутренняя сторона») щелевидные прорези Si внешней шины 100b ориентированы так, что наклонная первая концевая стенка 228 щелевидной прорези имеет конфигурацию, создающую опору щелевидной прорези Si с правой стороны, которая является внешней стороной, когда дорога изгибается влево. Соответственно, ни одна из щелевидных прорезей Si внутренней шины 100a не ориентирована таким образом. Однако, как указано выше, за сцепление с дорогой ответственна, в частности, внешняя шина 100b. Соответственно, все щелевидные прорези шины 100a ФИГ. 6а имеют первый конец 228 елевой стороны, которая, при повороте дороги вправо, будет внешней стороной.
Как показано на ФИГ. 6b, в случае симметричной шины (т.е. шины, имеющей определенное направление вращения) щелевидные прорези Si внешней шины, расположенные вблизи внешней стороны шины, ориентированы так, что наклонная первая концевая стенка 228 щелевидной прорези имеет конфигурацию, создающую опору щелевидной прорези Si. Соответственно, щелевидные прорези Si внешней шины, расположенные вблизи внутренней стороны шины, не ориентированы таким образом. Однако, как показывает асимметричное пятно контакта 410b, в основном за сцепление с дорогой ответственна часть шины 100b, ближайшая к внешней стороне. Кроме того, щелевидные прорези Si внутренней шины 100а, расположенные вблизи внутренней стороны шины, также ориентированы указанным образом, благодаря чему также и эти щелевидные прорези улучшают сцепление с дорогой. Соответствующий эффект заметен также, когда дорога поворачивает направо.
Было обнаружено, что такие силы вызывают деформацию традиционных щелевидных прорезей, на которую они не рассчитаны. К примеру, такие силы могут раскрывать щелевидные прорези, в результате чего стенки щелевидной прорези не зацепляются друг за друга как запроектировано.
Также было обнаружено, что в условиях таких нагрузок для улучшения сцепления с дорогой, создаваемого щелевидными прорезями, первая концевая стенка щелевидной прорези, которая ближе к внешней стороне шины, чем другой конец щелевидной прорези, может быть выполнена наклонной. Наклонная концевая стенка повышает жесткость щелевидной прорези, уменьшая тем самым деформацию, вызванную поперечной нагрузкой.
Эта повышает жесткость данного конца щелевидной прорези и снижает деформацию щелевидных прорезей под поперечной нагрузкой на повороте. Кроме того, на другом конце щелевидная прорезь может быть открытой или может быть ограничена второй концевой стенкой. Вторая концевая стенка может быть ориентирована, по существу, радиально, чтобы обеспечить надлежащую мягкость шины в кольцевом направлении. Таким образом, было обнаружено, что щелевидная прорезь, в которой первая концевая стенка 228 наклонена, улучшает сцепление с дорогой на повороте. Кроме того, когда первая концевая стенка 228 и вторая концевая стенка 226 ориентированы под разными углами, это также улучшает сцепление с дорогой. Улучшенное сцепление с дорогой важно для шин, рассчитанных на высокие скорости, например на скорости индексов Q, R, S, Т, Н, V, W и Y, т.е. для шин, рассчитанных на скорость движения по меньшей мере 106 км/ч. Улучшенное сцепление с дорогой особенно важно для шин, рассчитанных на высокие скорости, например на скорости индексов S, Т, Н, V, W и Y, т.е. для шин, рассчитанных на скорость движения по меньшей мере 180 км/ч.
Вообще говоря, шина (например, пневматическая шина) в типовом случае содержит либо
- маркировку, указывающую внешнюю или внутреннюю сторону шины, либо
- маркировку, указывающую направление вращения.
Однако шина в типовом случае не содержит обе маркировки, поскольку в противном случае транспортное средство должно было бы оснащаться шинами разных типов с разных сторон транспортного средства.
Представленные варианты осуществления особенно релевантны для «внешне/внутренних» шин, которые часто - дополнительно или альтернативно -называют асимметричными шинами. Такая шина содержит маркировку, указывающую внешнюю сторону шины. Эта маркировка, по определению, указывает также внутреннюю сторону шины, поскольку внутренняя сторона противоположна внешней. У «внешне/внутренней» шины на повороте дороги внешняя сторона внешней шины всегда ориентирована к внешней стороне поворота, как показано на ФИГ. 6a. Таким образом, значительная часть щелевидных прорезей могут быть ориентированы так, что щелевидная прорезь на конце, ближайшем к внешней стороне шины, имеет опору (т.е. наклонную концевую стенку). У «внешне/внутренней» шины это применимо к обеим сторонам от центральной линии шины. Такие шины показаны на ФИГ. 6a.
Но представленные варианты осуществления могут быть использованы также в шине, имеющей определенное направление вращения, которую часто называют симметричной шиной. В этом случае по обе стороны от центральной линии шины значительная часть щелевидных прорезей могут быть ориентированы так, что на том конце щелевидной прорези, который ближе к краю шины, чем к ее центральной линии, шина имеет опору (т.е. наклонную концевую стенку). Таким образом, в симметричной шине щелевидные прорези по разные стороны от центральной линии ориентированы в разных направлениях, причем опора расположена дальше от центральной линии (т.е. дальше, чем другой конец щелевидной прорези). Такие шины показаны на ФИГ. 6b.
На ФИГ. 1a показана шина. Даже если на ФИГ. 1a показаны только признаки традиционной шины, такие признаки могут присутствовать в вариантах осуществления настоящего изобретения. На ФИГ. 1a показана пневматическая шина 100 на опорной поверхности 900. Часть внешней поверхности шины называют протектором 170 (см. выше). Протектор 170 предназначен для контакта при качении с опорной поверхностью 900. Протектор 170 выполнен с системой 160 протекторных блоков. Точнее, протектор 170 образован внешними поверхностями протекторных блоков 162, расположенных в системе 160 протекторных блоков. Обратимся к ФИГ. 1a и 1b; такая система протекторных блоков может образовывать часть шины 100 или часть протекторного полотна 150.
Шина 100 может оснащаться по меньшей мере одной маркировкой, но предпочтительно всеми нижеследующими маркировками:
- первой маркировкой 310, которая
• указывает сторону, выполненную так, чтобы при использовании образовывать внешнюю сторону 172 пневматической шины 100, или
• указывает направление вращения шины;
- второй маркировкой 320, которая указывает на возможность использования шины 100 в качестве зимней шины, и
- третьей маркировкой 330, которая указывает на возможность использования шины 100 для движения с высокой скоростью, как подробнее раскрыто ниже.
Обратимся к ФИГ. 1b; не оснащенная протектором шина, т.е. цилиндрическая часть 110 пневматической шины 100, может быть оснащена протектором посредством наложения протекторного полотна 150 на цилиндрическую часть 110. Протекторное полотно 150 содержит систему 160 протекторных блоков для формирования протектора 170. Протекторное полотно 150 располагается на цилиндрической части 110 так, что протектор 170 протекторного полотна 150 образует протектор 170 пневматической шины 100. В типовом случае протектор протекторного полотна содержит продольную канавку 180, расположенную в продольном направлении SL протекторного полотна. После наложения протекторного полотна на цилиндрическую часть продольная канавка 180 образует кольцевую канавку 182 пневматической шины, причем кольцевая канавка 182 шины проходит в кольцевом направлении SC. Поперечное направление ST протекторного полотна проходит от одной из двух сторон 172, 174 шины до другой. Поперечное направление параллельно направлению АХ оси вращения шины 100. Радиальное направление SR перпендикулярно кольцевому направлению SC и поперечному направлению ST.
Когда протекторное полотно 150 используется на заготовке 110 шины 100, протектор 170 шины 100 наследует форму и свойства протекторного полотна 150. Однако возможно также изготавливать шину 100 так, что протектор 170 и соответствующая система 160 протекторных блоков 162 образуются в пресс-форме шины. В указанном выше смысле части поверхности шины 100 можно считать образующими протекторное полотно.
Протектор 170 будет раскрыт в первую очередь со ссылкой на шину 100; однако настоящее изобретение охватывает также соответствующую систему 160 протекторных блоков, рассматриваемую отдельно от шины 100. Шиной 100 может быть пневматическая шина 100, которая для использования накачивается.
Обратимся к ФИГ. 1a и 1b; шина 100 в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения содержит систему 160 протекторных блоков, формирующую протектор 170, предназначенный для контакта при качении с опорной поверхностью 900. Система 160 протекторных блоков содержит протекторные блоки 162. Протектор 170 снабжен по меньшей мере одной кольцевой канавкой 182, которая проходит между первой стороной 172 и второй стороной 174 протектора 170. Стороны 172, 174 протектора 170 определяются протекторными блоками 162. Кольцевая канавка 182 лежит между первой - в поперечном направлении - стороной 172 и второй стороной 174 протектора 170. Кольцевая канавка 182 проходит вдоль протектора 170 в направлении, перпендикулярном поперечному направлению ST. Направление хода продольной канавки может быть кольцевым направлением (шины) или продольным направлением (протекторного полотна). Поперечное направление ST это направление от первой стороны 172 ко второй стороне 174. Следует также заметить, что направление, перпендикулярное поперечному направлению ST, т.е. кольцевое направление в случае шины 100, меняется вдоль поверхности шины 100. Однако в случае протекторного полотна 150 направление, перпендикулярное поперечному направлению ST, это продольное направление SL.
Обратимся к ФИГ. 2а; система 160 протекторных блоков ограничивает щелевидные прорези 200, 210, Si, Sj. Общее число щелевидных прорезей 200 в системе 160 протекторных блоков называют первым числом NT. В случае шины общее число щелевидных прорезей 200 в протекторе 170 шины 100 равно первому числу NT. Обратимся к ФИГ. 2а и 2c; щелевидные прорези 200 могут представлять собой продольные щелевидные прорези, обозначенные SL, или поперечные щелевидные прорези, обозначенные 200, Si, Sj. В типовом случае большинство щелевидных прорезей выполнены как поперечные щелевидные прорези для улучшения сцепления с дорогой, в частности, при ускорении или торможении. Второе число NTT щелевидных прорезей это число поперечных щелевидных прорезей. Все щелевидные прорези могут быть поперечными, то есть первое число NT может равняться второму числу NTT. Предпочтительно большинство щелевидных прорезей выполняют как поперечные щелевидные прорези. Это улучшает сцепление с дорогой, в частности, при ускорении или торможении. Таким образом, в одном из вариантов осуществления отношение NTT/NT второго числа NTT к первому числу NT составляет по меньшей мере 75%, предпочтительно по меньшей мере 90% или по меньшей мере 95%. Кроме того, если продольные щелевидные прорези будут присутствовать в большом количестве (т.е. отношение NTT/NT будет мало), эти продольные щелевидные прорези займут место поперечных, ухудшив тем самым сцепление с дорогой.
Поперечная щелевидная прорезь это щелевидная прорезь, которая проходит в своем продольном направлении таким образом, что [А] продольное направление поперечной щелевидной прорези параллельно поперечному направлению ST системы протекторных блоков или [В] продольное направление поперечной щелевидной прорези образует первый угол поперечной щелевидной прорези с поперечным направлением ST, причем этот первый угол для поперечной щелевидной прорези составляет не более 45 градусов. Предпочтительно, продольное направление поперечной щелевидной прорези образует первый угол с поперечным направлением, и этот первый угол для поперечной щелевидной прорези составляет не более 30 градусов или не более 15 градусов. Такие значения этого угла (или нулевое его значение) справедливы для всех поперечных щелевидных прорезей, даже если система протекторных блоков может ограничивать также и продольные щелевидные прорези.
L
Не обязательно все щелевидные прорези 200 должны быть одинаковы по форме. В дальнейшем изложении вышеупомянутая идея изобретения может быть применена к группе G1 щелевидных прорезей. Точнее, вышеупомянутая идея изобретения может быть применена к любой щелевидной прорези группы G1. Группа G1 может содержать все щелевидные прорези протектора или только часть его щелевидных прорезей. Группа G1 может содержать все поперечные щелевидные прорези протектора или только часть поперечных щелевидных прорезей. Группа G1 не обязательно содержит только щелевидные прорези, расположенные, например, в каком-то определенном месте или рядом друг с другом. В настоящем описании и на прилагаемых фигурах обозначения Si и Sj указывают на щелевидные прорези 200, которые относятся к группе G1 и, соответственно, имеют особую форму, как подробно объяснено ниже. В настоящем описании и на прилагаемых фигурах цифровой позицией 210 обозначены щелевидные прорези 200, которые имеют форму, отличающую их от прорезей, относящихся к группе G1. Обозначением S указаны продольные щелевидные прорези 200; ни одна из продольных щелевидных прорезей не относится к группе G1. Другими словами, щелевидные прорези группы G1 это поперечные щелевидные прорези. Поэтому число щелевидных прорезей группы G1, которое обозначается как третье число N, не превышает второго числа NTT.
На ФИГ. 2а, щелевидные прорези Si, Sj группы G1 выделены черным цветом, тогда как обозначенные серым щелевидные прорези 210 не относятся к группе G1. Альтернативно, все щелевидные прорези могут относиться к группе G1. Группа G1 содержит первое число N щелевидных прорезей. Как следует из вышеизложенного, NT≥NTT≥N.
На ФИГ. 2b показан другой возможный выбор для группы G1. Щелевидные прорези Si относятся к группе G1. Как указано выше, раскрытые признаки равно применимы к шине 100 и к протекторному полотну 150. На ФИГ. 2c показано протекторное полотно ФИГ. 2b, наложенное на цилиндрическую часть 110 шины. Таким образом, на ФИГ. 2c показана часть шины. На ФИГ 2c подробнее показано, как протектор 170 и стороны 172, 174 ориентированы в шине 100. Щелевидная прорезь 200, которая относится к группе G1 и, таким образом, имеет требуемые свойства, обозначается Si или Sj. Множественные щелевидные прорези Si относятся к группе G1, поэтому Si можно рассматривать как i-ю щелевидную прорезь (S) группы G1.
Si
Sj
Обратимся к ФИГ. 3a-3i и 5a-5c; для каждой рассматриваемой щелевидной прорези Si группы G1, система 160 протекторных блоков образует дно 221, первую боковую стенку 222, вторую боковую стенку 224 и первую концевую стенку 228. Понятно, что первая концевая стенка 228 это первая концевая стенка 228рассматриваемой щелевидной прорези Si. Другая щелевидная прорезь Sj группы G1 имеет другую первую концевую стенку 228. Кроме того, щелевидная прорезь Si проходит от первой концевой стенки 228 до другого своего конца 227. Когда щелевидная прорезь Si содержит вторую концевую стенку 226, эта вторая концевая стенка 226 определяет другой конец 227 щелевидной прорези Si. Как указано выше, для каждой щелевидной прорези Si только один протекторный блок образует дно 221, первую боковую стенку 222, вторую боковую стенку 224 и первую концевую стенку 228. Разумеется, в разных протекторных блоках могут присутствовать разные щелевидные прорези.
Кроме того, система 160 протекторных блоков может образовывать вторую концевую стенку 226 для каждой щелевидной прорези. Как видно из ФИГ. 3a и 3b, щелевидная прорезь может быть ограничена первой концевой стенкой 228, которая ограничивает первый конец щелевидной прорези, и второй концевой стенкой 226, которая определяет другой конец 227 этой щелевидной прорези. Однако, как показано на ФИГ. 5a-5c, щелевидная прорезь может быть ограничена на первом конце первой концевой стенкой 228, а другой конец 227 щелевидной прорези может быть на пересечении щелевидной прорези и канавки 180, 182 или на краю шины. Таким образом, другой конец 227 щелевидной прорези может быть на краю протекторного блока 162. Канавка, определяющая конец 227 щелевидной прорези Si, не обязательно должна быть кольцевой (или продольной) канавкой.
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Обратимся к ФИГ. 3c; каждая щелевидная прорезь Si группы G1 проходит в своем продольном направлении DL от первой концевой стенки 228 рассматриваемой щелевидной прорези Si (т.е. от первой концевой стенки 228) до другого конца 227 этой щелевидной прорези Si. Выражение "рассматриваемая щелевидная прорезь" относится к щелевидной прорези Si, свойства которой рассматриваются. Таким образом, направление DL может также зависеть от того, какая щелевидная прорезь рассматривается, и может быть обозначено как DL, чтобы подчеркнуть, что направление может зависеть от того, какая из щелевидных прорезей группы G1 рассматривается. Как указано выше, щелевидные прорези группы G1 также - поперечные. Таким образом, для каждой щелевидной прорези Si группы G1 продольное направление DL (или DL) либо [А] параллельно поперечному направлению ST, либо [В] образует первый угол α или α не более 45 градусов с поперечным направлением ST. Для регулировки сцепления с дорогой, создаваемого щелевидными прорезями, в частности, при торможении и/или ускорении, в одном из вариантов осуществления для каждой щелевидной прорези Si группы G1 продольное направление DL образует первый угол α или α не более 30 градусов или не более 15 градусов с поперечным направлением ST.
Si
Кроме того, чтобы первая концевая стенка создавала опору щелевидной прорези Si как указано выше, край первой концевой стенки 228 (т.е. 228) каждой щелевидной прорези Si группы G1 имеет такую конфигурацию, что
1,Si
Si
2,Si
• расстояние d от первой концевой стенки 228 до внешней стороны 172, 174 шины 100 меньше, чем расстояние d от другого конца 227 рассматриваемой щелевидной прорези до внешней стороны 172, 174,
Si
Si
• по меньшей мере часть первой концевой стенки 228 имеет первую нормаль N1 к поверхности, причем
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
• первая нормаль N1 к поверхности образует с протектором 170 первый минимальный угол β, составляющий по меньшей мере 20 градусов. Таким образом, первая нормаль N1 к поверхности в месте расположения первой концевой стенки 228 образует угол β с таким направлением по протектору 170, которое минимизирует угол между первой нормалью N1 к поверхности и направлениями по протектору в месте расположения первой концевой стенки 228.
Si
Si
Кроме того, дно щелевидной прорези это не концевая стенка. Поэтому первая нормаль N1 к поверхности образует с протектором 170 первый минимальный угол β не более 85 градусов. Эти параметры показаны, например, на ФИГ. 3d и 3j.
Здесь из двух сторон 172, 174 шины 100 внешняя сторона - та, которая расположена дальше от центра транспортного средства, чем противоположная сторона. При этом имеются две возможности. Либо [А] шина 100 может содержать первую маркировку 310, указывающую внешнюю сторону шины, либо [В] первая концевая стенка 228 ближе к внешней стороне пневматической шины 100 или протекторного полотна 150, чем к противоположной другой (т.е. внутренней) стороне пневматической шины 100 или протекторного полотна 150. В альтернативе [В] расстояние от первой концевой стенки 228 до внешней стороны пневматической шины 100 или протекторного полотна 150 меньше, чем расстояние от первой концевой стенки 228 до противоположной внутренней стороны пневматической шины 100 или протекторного полотна 150.
Для иллюстрации этих положений на ФИГ. 5а-5c показан вариант осуществления, в котором маркировка 310 указывает внешнюю сторону. Щелевидные прорези Si ориентированы так, что первая концевая стенка 228 расположена ближе к этой стороне (т.е. к внешней стороне), чем к другой (т.е. к внутренней) стороне.
В отличие от предыдущего, на ФИГ. 4а-4c показан вариант осуществления, в котором маркировка 340 указывает направление вращения. Щелевидные прорези Si ориентированы так, что первая концевая стенка 228 щелевидной прорези Si расположена ближе к внешней стороне 172, 174, чем второй конец 227 щелевидной прорези Si, например ее вторая концевая стенка 226, причем первая концевая стенка 228 также расположена ближе к внешней стороне 172, 174, чем к противоположной внутренней стороне 174, 172.
Si
Это дает тот эффект, что наклонная первая концевая стенка 228 создает опору щелевидной прорези при совершении поворота, как объяснено выше. Кроме того, как показано на ФИГ. 3f-3i, первая концевая стенка не обязательно - плоская. Первая концевая стенка 228 может быть изогнутой (см. ФИГ. 3f) или может сформирована двумя или несколькими плоскими участками (ФИГ. 3g-3i). Поэтому только по меньшей мере часть первой концевой стенки имеет нормаль к поверхности, указывающую наклон концевой стенки, как подробно объяснено выше. Другими словами, нормаль N1 к поверхности может быть определена в разных местах, и направление нормали может зависеть от места определения. Таким образом, и угол нормали с протектором зависит от места определения. Однако в некоторой точке концевой стенки угол между нормалью N1 к поверхности и протектором в этой точке лежит в вышеупомянутых границах. Таким образом, как указано выше, первая нормаль N1 к поверхности образует с протектором 170 первый минимальный угол β, составляющий по меньшей мере 20 градусов.
Но в некоторых вариантах осуществления вся первая концевая стенка 228 имеет первую нормаль N1 к поверхности (см. ФИГ. 3d, 3e, 4b, 4c, 5b и 5c). В этих случаях первая концевая стенка 228 - плоская. Кроме того, для надлежащего наклона первая нормаль N1 к поверхности образует первый минимальный угол β с протектором 170. Этот минимальный угол также явно указывается, поскольку рассматривается угол между направлением и плоскостью. Как обычно, чтобы определить минимальный угол, выбирают такое направление в протекторе, при котором достигается минимальный угол между нормалью N1 к поверхности и протектором. Предпочтительно, щелевидная прорезь достаточно глубока и широка, как указано выше. Поэтому предпочтительно первый минимальный угол составляет не более 75 градусов.
В случае, когда лишь несколько щелевидных прорезей дают эффект опоры, - а в этом случае число N мало, - протектор как целое не обладает требуемыми свойствами, поскольку большое число щелевидных прорезей в нем являются традиционными щелевидными прорезями без концевой опоры. Однако не все щелевидные прорези должны иметь требуемые свойства, так как наличие нескольких традиционных щелевидных прорезей не оказывает значительного влияния на свойства протектора. Таким образом, третье число N может быть меньше, чем второе число NTT. Для того чтобы иметь разумное количество таких щелевидных прорезей, в которых первая концевая стенка действительно обеспечивает опору щелевидной прорези, в одном из вариантов осуществления отношение N/NTT третьего числа N (т.е. числа щелевидных прорезей в группе G1) ко второму числу NTT (числу поперечных щелевидных прорезей) составляет по меньшей мере 20%. Предпочтительно, отношение N/NTT составляет по меньшей мере 30%, по меньшей мере 40%, по меньшей мере 50%, по меньшей мере 65%, по меньшей мере 80% или по меньшей мере 90%. Разумеется, можно изготовить шину, содержащую только поперечные щелевидные прорези, причем только такие щелевидные прорези, которые имеют наклонную концевую поверхность. Однако в типовом случае небольшое количество традиционных щелевидных прорезей могут быть сформированы в шине без ущерба для предлагаемого усовершенствования. Эффект опоры щелевидных прорезей тем больше, чем выше процент щелевидных прорезей, имеющих свойства, раскрытые ниже.
Обратимся к ФИГ. 5а-5c; настоящее изобретение предпочтительно применяется к «внешне/внутренней» шине. «Внешне/внутренняя» шина 100 (или протекторное полотно 150, или система 160 протекторных блоков) содержит первую маркировку 310, указывающую сторону, которая при использовании образует внешнюю сторону 172 пневматической шины 100 (или протекторного полотна 150, или системы 160 протекторных блоков), причем внешняя сторона 172 расположена дальше от центра транспортного средства, чем противоположная внутренняя сторона 174 шины 100 (или протекторного полотна 150). В такой шине всегда известно, которая из сторон 172, 174 шины - внешняя. Поэтому в одном из вариантов осуществления существенно все щелевидные прорези Si с наклонной первой концевой стенкой могут быть расположены так, что первая концевая стенка ближе к внешней стороне 172, чем к другой стороне 174. В настоящем описании термин "существенно все" может означать, например, что отношение N/NTT составляет по меньшей мере 90% или по меньшей мере 95%. Как указано выше, шина 100, альтернативно, может быть симметричной шиной.
На ФИГ. 5а-5c поперечное направление ST ориентировано от внешней стороны 172 к внутренней стороне 174; однако оно может с тем же успехом быть ориентировано от внутренней стороны 174 к внешней стороне 172. Как показано на ФИГ. 5а и 5b, существенно все щелевидные прорези могут располагаться так, что к внешней стороне 172 первая концевая стенка 228 будет ближе, чем другой конец 227 щелевидной прорези. Таким образом, расстояние от первой концевой стенки 228 до внешней стороны 172 меньше, чем расстояние от второго конца 227 (например, от второй концевой стенки 226) до внешней стороны 172.
Si
Si
Sj
Sj
Щелевидная прорезь расположена в направлении DL, идущем от первой концевой стенки 228, причем это направление DL образует угол не более 45 градусов с таким поперечным направлением ST, которое ориентировано от внешней стороны к внутренней стороне. Точнее, щелевидная прорезь Si группы G1 расположена в направлении DL, идущем от первой концевой стенки 228 (ко второму концу 227 или ко второй концевой стенке 226 щелевидной прорези Si, в зависимости от наличия второй стенки), причем направление DL образует угол не более 45 градусов с таким поперечным направлением ST, которое ориентировано от внешней стороны к внутренней стороне. Кроме того, другая щелевидная прорезь Sj группы G1 расположена в направлении DL, идущем от первой концевой стенки 228 (ко второму концу 227 или ко второй концевой стенке 226 щелевидной прорези Sj, в зависимости от наличия второй стенки), причем это направление DL образует угол не более 45 градусов с таким поперечным направлением ST, которое ориентировано от внешней стороны к внутренней стороне. Это справедливо для всех щелевидных прорезей Si, Sj группы G1.
Обратимся к ФИГ. 3a-3i; сказанное выше для случая, в котором щелевидные прорези не содержат вторую концевую стенку 266, равно справедливо для шины, например «внешне/внутренней» шины, имеющей щелевидные прорези, содержащие также и вторую концевую стенку 226.
1,Si
Si
2,Si
Si
На ФИГ. 4а-4c изображена шина, для которой задано направление вращения. Такая шина (или протекторное полотно 150) содержит четвертую маркировку 340, указывающую направление вращения шины 100 (или протекторного полотна 150) в процессе эксплуатации. В такой шине любая из сторон в процессе эксплуатации может быть внешней стороной. Однако, со ссылкой на ФИГ. 6b, в этом случае за передачу поперечных сил ответственна в основном та половина шины, которая находится с внешней стороны, если смотреть от центра шины. Поэтому в такой шине щелевидные прорези предпочтительно ориентированы так, что первая концевая стенка 228 расположена дальше от центральной линии CL шины, чем другой конец 227 щелевидной прорези. Соответственно, расстояние d от первой концевой стенки 228 щелевидной прорези Si до внешней стороны (172, 174) пневматической шины 100 (или протекторного полотна 150) меньше, чем расстояние d от другого конца 227 щелевидной прорези Si до внешней стороны (172, 174), причем внешняя сторона (172, 174) ближе к первой концевой стенке 228, чем противоположная другая сторона (174, 172) пневматической шины 100 (или протекторного полотна 150). Другими словами, расстояние от внешней стороны (172, 174) до первой концевой стенки 228 меньше, чем расстояние от противоположной другой стороны (174, 172) шины или протекторного полотна до первой концевой стенки 228. Таким образом, как показано на ФИГ. 4а-4c, первая концевая стенка и другой конец прорези ориентированы в разных направлениях и расположены по разные стороны от центральной линии CL.
Si
Si
Ниже идея изобретения будет разъяснена на примере только одной щелевидной прорези Si. Следует понимать, что соответствующие признаки применимы к любой из щелевидных прорезей группы G1. Однако щелевидные прорези группы G1 не обязательно должны быть идентичны. Например, как указано выше, для каждой щелевидной прорези Si группы G1 продольное направление DL образует первый угол α не более 45 градусов с поперечным направлением ST. Однако угол α сам зависит от того, какая из щелевидных прорезей рассматривается. Поэтому направления и углы для рассматриваемой щелевидной прорези Si также могут быть обозначены как DL и α, соответственно. Те же принципы справедливы и для других рассматриваемых признаков, например, для угла наклона второй концевой стенки, угла между первой и второй концевыми стенками и т.д.
Si
Обратимся к ФИГ. 3a-3i и 4а-4c; предпочтительно щелевидная прорезь Si ограничена также второй концевой стенкой 226. Протекторный блок 162 системы 160 протекторных блоков содержит вторую концевую стенку 226. Вторая концевая стенка 226 может быть плоской, как показано на ФИГ. 3d и 3e, или неплоской, как показано на ФИГ. 3f и 3i. Неплоская концевая стенка может содержать два или более двух плоских участков, как показано на ФИГ. 3i. В обоих случаях по меньшей мере часть второй концевой стенки 226 имеет вторую нормаль N2 к поверхности. Как указано выше, вторая нормаль N2 к поверхности зависит от того, какая из щелевидных прорезей Si группы G1 рассматривается.
Вообще говоря, техническая функция щелевидной прорези заключается в том, чтобы облегчить деформации и сделать протектор эффективно мягче. Было обнаружено, что для реализации этой функции также вблизи второй концевой стенки 226, эта вторая концевая стенка 226 предпочтительно должна быть наклонена не так, как первая концевая стенка 228. Предпочтительно, вторая концевая стенка 226 ориентирована, по существу, в радиальном направлении SR (см. ФИГ. 1b и 3d). Это дает тот эффект, что первая концевая стенка 228 создает большую опору для протекторного блока, ограничивающего щелевидную прорезь, чем вторая концевая стенка 226. Таким образом, эффект опоры щелевидной прорези может быть запроектирован несимметричным, т.е. эффект может быть разным в зависимости от того, направлены ли силы, действующие на зону контакта, от внешней стороны к внутренней или в обратном направлении. Благодаря этому свойства управляемости и сцепления с дорогой могут быть в большей степени оптимизированы.
Таким образом, предпочтительно, каждая щелевидная прорезь Si группы G1 либо
- не имеет второй концевой стенки 226, либо
- содержит вторую концевую стенку 226, наклон которой отличается от наклона первой концевой стенки 228.
Первый случай иллюстрируют варианты осуществления, изображенные на ФИГ. 5b и 5c. Во втором случае средний наклон второй концевой стенки 226 может отличаться от среднего наклона первой концевой стенки 228. К примеру, вторая концевая стенка 226 может образовывать, в среднем, меньший угол с радиальным направлением шины (т.е. направлением толщины системы протекторных блоков), чем первая концевая стенка 228, как показано на ФИГ. 3d-3i, 4b и 4c. Таким образом, щелевидная прорезь предпочтительно асимметрична. Вышеприведенное выражение "для каждой щелевидной прорези Si группы G1" применимо не для всех щелевидных прорезей группы G1. Так, некоторые щелевидные прорези группы G1 могут не иметь второй концевой стенки 226, тогда как некоторые другие щелевидные прорези группы G1 содержат вторую концевую стенку 226.
Si
Это значит, что щелевидные прорези Si группы G1 проектируются для обеспечения опоры протекторного блока 162, содержащего щелевидную прорезь Si, при воздействии поперечной нагрузки определенного направления, т.е. нагрузки, направленной от первой концевой стенки 228 в продольном направлении щелевидной прорези Si.
Si
Si
Si
В одном из вариантов осуществления вторая нормаль N2 к поверхности лежит в плоскости, которая параллельна протектору 170 или образует с протектором 170 второй минимальный угол γ, составляющий не более 15 градусов. Таким образом, вторая концевая стенка 226 может содержать радиальное направление или существенно радиальное направление. Второй минимальный угол γ показан на ФИГ. 3j. Следует также заметить, что направления нормали ФИГ. 3j соответствуют направлениям, показанным на ФИГ. 3f. Точнее, для каждой щелевидной прорези Si первой группы G1 вторая нормаль N2 к поверхности рассматриваемой щелевидной прорези Si лежит в плоскости, которая параллельна протектору 170 или образует с протектором 170 второй минимальный угол γ, составляющий не более 15 градусов. Первая и/или вторая концевые стенки 228, 226 не обязательно должны быть плоскими, как показано на ФИГ. 3f. Сказанное о минимальном угле между соответствующим направлением и плоскостью, справедливо также для второго минимального угла γ или γ. В одном из вариантов осуществления второй минимальный угол у составляет не более 5 градусов.
Si
Si
Si
Si
Si
В одном из вариантов осуществления первая нормаль N1 к поверхности и вторая нормаль N2 к поверхности щелевидной прорези Si образуют второй угол δ (или δ, см. ФИГ. 3j) величиной от 10 до 170 градусов. Точнее, в одном из вариантов осуществления для каждой щелевидной прорези Si первой группы G1: [А] щелевидная прорезь Si не содержит второй концевой стенки 226 или [В] первая нормаль N1 к поверхности первой концевой стенки 228 и вторая нормаль N2 к поверхности второй концевой стенки 226 щелевидной прорези Si образуют второй угол δ (см. ФИГ. 3j) величиной от 10 до 170 градусов, предпочтительно от 45 до 160 градусов. Второй угол δ может меняться в зависимости от того, какая рассматривается щелевидная прорезь Si группы G1. В одном из вариантов осуществления каждая щелевидная прорезь Si группы G1 содержит вторую концевую стенку 226.
Si
Обратимся к ФИГ. 4а и 5а; чтобы первая концевая стенка 228 щелевидной прорези Si, Sj давала разумный эффект опоры, эта первая концевая стенка 228 не должна быть расположена слишком близко к границе того протекторного блока 162, который ограничивает данную щелевидную прорезь Si, Sj. Альтернативно или дополнительно, чтобы обеспечить разумный эффект опоры, первый угол β между нормалью к первой концевой стенке 228 и протектором может составлять по меньшей мере 30 градусов или по меньшей мере 40 градусов.
Si
0,Si
Sj
0,Sj
0
0
0,Si
0,Sj
0,Si
Si
В первом случае от первой концевой стенки 228 щелевидной прорези Si до ближайшей границы протекторного блока 162, который ограничивает щелевидную прорезь Si, остается расстояние d. Кроме того, от первой концевой стенки 228 щелевидной прорези Sj до ближайшей границы протекторного блока 162, который ограничивает щелевидную прорезь Sj, остается расстояние d. Соответственно, от первых концевых стенок 228 других щелевидных прорезей до ближайших границ протекторных блоков, которые ограничивают эти щелевидные прорези, остаются расстояния d, как показано на ФИГ. 4а и 5а. Чтобы обеспечить разумный эффект опоры, расстояние d (как и d, как и d) может составлять по меньшей мере 0,5 мм, по меньшей мере 1 мм, по меньшей мере 2 мм или по меньшей мере 5 мм. Точнее, расстояние d от первой концевой стенки 228 каждой щелевидной прорези Si группы G1 до ближайшего края протекторного блока составляет по меньшей мере 0,5 мм, по меньшей мере 1 мм, по меньшей мере 2 мм или по меньшей мере 5 мм. В настоящем описании «ближайший край протекторного блока» это тот край протекторного блока 162, ограничиваеющего рассматриваемую щелевидную прорезь Si, который ближе всего к первой концевой стенке 228 рассматриваемой щелевидной прорези Si.
Si
Si
Si
Si
Альтернативно или дополнительно, первый угол β между нормалью к первой концевой стенке 228 и протектором может составлять по меньшей мере 30 градусов или по меньшей мере 40 градусов. Точнее, в одном из вариантов осуществления для каждой щелевидной прорези Si группы G1 первый угол β между нормалью к первой концевой стенке 228 рассматриваемой щелевидной прорези и протектором (в месте расположения первой концевой стенки 228 рассматриваемой щелевидной прорези) составляет по меньшей мере 30 градусов или по меньшей мере 40 градусов.
Предпочтительно система 160 протекторных блоков расположена на шине 100, например, накачиваемой пневматической шине 100. Предпочтительно шина 100, которая содержит щелевидные прорези Si, это пневматическая шина 100, например накачиваемая пневматическая шина 100.
Щелевидные прорези Si предпочтительно применяются в зимних шинах. Таким образом, в одном из вариантов осуществления шина 100 (или протекторное полотно 150, или система 160 протекторных блоков) содержит вторую маркировку 320, которая указывает, что шина 100 или протекторное полотно 150 пригодны для использования в зимних условиях. Шина или протекторное полотно может содержать шипы 350 для увеличения трения. Некоторые шипы 350 показаны на ФИГ. 4d. В общем случае, шип 350 содержит твердосплавной штифт, который выступает из протектора 170. К примеру, для упомянутой цели могут быть использованы обычные шипы.
Кроме того, для дальнейшего улучшения сцепления с дорогой зимние шины предпочтительно изготавливают из разумно мягкого сорта резины. Таким образом, в одном из вариантов осуществления протектор 170 шины 100 (или протекторного полотна 150, или системы 160 протекторных блоков) образован из материала, содержащего резину с твердостью по Шору, шкала А, менее 70 единиц по стандарту ASTM D2240, редакция 15е1. В одном из вариантов осуществления протектор 170 шины 100 (или протекторного полотна 150, или системы 160 протекторных блоков) образован из материала, состоящего из резины с твердостью по Шору, шкала А, менее 70 единиц по стандарту ASTM D2240, редакция 15е1.
Как указывалось выше в связи с ФИГ. 6а и 6b, щелевидные прорези предпочтительно формируют в шинах для высоких скоростей движения. Высокая скорость движения вызывает большее различие между пятнами контакта внутренних и внешних шин, в дополнение к различию между внутренней и внешней частями пятен контакта. Таким образом, в одном из вариантов осуществления шина 100 (или протекторное полотно 150, или система 160 протекторных блоков) содержит третью маркировку 330, которая указывает, что шина 100 или протекторное полотно 150 пригодны для вождения на скорости по меньшей мере 106 км/ч, например по меньшей мере 180 км/ч. Такие диапазоны скорости в типовом случае обозначаются буквенными индексами, как подробно объяснено выше.
Si
Si
Щелевидные прорези 200 в общем случае могут изготавливаться с применением ламельной пластины, которая используется как форма для щелевидных прорезей. Ламельную пластину для формирования щелевидной прорези в представленных вариантах осуществления легко изготовить, когда часть ламельной пластины, формирующая первую концевую стенку 228, прямая. Соответствующая, предпочтительно первая, концевая стенка 228 щелевидной прорези Si - плоская. Таким образом, предпочтительно первая концевая стенка 228 каждой из щелевидных прорезей Si первой группы G1 - плоская. Предпочтительно также вторая концевая стенка 226 щелевидной прорези Si - плоская. Таким образом, предпочтительно каждая из щелевидных прорезей Si первой группы G1 содержит плоскую вторую концевую стенку 226.
Как было точнее раскрыто выше, щелевидная прорезь Si проходит от первой концевой стенки 228 до своего другого конца 227, по существу, в поперечном направлении. Эта вызвано тем, что основная функция щелевидной прорези Si - улучшение сцепления с дорогой при торможении и ускорении. В принципе, щелевидная прорезь может быть произвольной формы, например, в форме звезды, чтобы у нее было более двух концов. Однако в этом случае части щелевидных прорезей имели бы менее предпочтительные ориентации. Поэтому щелевидная прорезь Si предпочтительно имеет только два конца. Первая концевая стенка 228 ограничивает первый конец щелевидной прорези, тогда как другой конец 227 может быть ограничен второй концевой стенкой 226 или краем протекторного блока 162. В одном из вариантов осуществления каждая из щелевидных прорезей Si группы G1 содержит не более двух концевых стенок, т.е. имеет форму линии без ответвлений, опционно зигзагообразную, при взгляде сверху. В одном из вариантов осуществления каждая из щелевидных прорезей Si группы G1 содержит ровно две концевые стенки, т.е. стенки 226 и 228. Кроме того, щелевидная прорезь Si, как указано выше, содержит дно и две боковые стенки 222, 224 (см. ФИГ. 3b и 3c).
Si
Si
Si
Предпочтительно щелевидная прорезь Si проходит, образуя зигзагообразный рисунок. Это повышает сцепление с дорогой также в поперечном направлении и способствует зацеплению боковых стенок щелевидных прорезей друг за друга при торможении или ускорении. Таким образом, щелевидная прорезь Si предпочтительно проходит от первой концевой стенки 228 до своего другого конца 227 так, что, при взгляде сверху, щелевидная прорезь Si имеет форму зигзага. Более предпочтительно, каждая щелевидная прорезь группы G1 проходит от первой концевой стенки 228 щелевидной прорези Si до своего другого конца 227 (например, до второй концевой стенки 226) так, что, при взгляде сверху, щелевидная прорезь Si имеет форму зигзага. Этот зигзаг может иметь по меньшей мере два изгиба. В типовом случае, зигзаг имеет по меньшей мере четыре изгиба. Изгибы не обязательно должны быть острыми, т.е. их радиус кривизны может составлять, например, 1 мм или более. Но изгибы могут быть и острыми. В этом случае каждой изгиб образует внутренний угол. Этот внутренний угол - острый, т.е. его радиус кривизны может быть меньше, чем 1 мм. Зигзаг может иметь по меньшей мере два внутренних угла. Более предпочтительно, щелевидная прорезь Si имеет форму зигзага, содержащего по меньшей мере три или по меньшей мере четыре изгиба или внутренних угла.
Сказанное выше о щелевидной прорези Si справедливо для каждой щелевидной прорези группы G1. Пневматическая шина 100 может содержать дополнительные щелевидные прорези.