ПРОТЕКТОР ШИНЫ С НАПРАВЛЕННОЙ СКУЛЬПТУРОЙ
TYRE TREAD WITH DIRECTIONAL DESIGN

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к протектору для шины, предназначенной для легкового автомобиля. В частности, изобретение касается шины, имеющей улучшенные характеристики при езде зимой или на мокрой дороге.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Из документа US 4057089 известен протектор, имеющий направленную скульптуру. Под «скульптурой» протектора следует понимать множество вырезов, выполненных в протекторе в соответствии с заданным рисунком, причем эти вырезы имеют соответствующие ширину и глубину. В целом вырез обозначает либо канавку, либо насечку и соответствует пространству, ограниченному находящимися друг против друга стенками, отстоящими друг от друга на не равное нулю расстояние. Насечка отличается от канавки значением этого расстояния: в случае насечки это расстояние должно обеспечивать по меньшей мере частичное вхождение в контакт между ограничивающими насечку противоположными стенками при вхождении в контакт с дорогой. В случае канавки стенки этой канавки не могут входить в контакт друг с другом в обычных условиях качения.
Так, направленная скульптура протектора из документа US 4057089 имеет ряд канавок V-образной формы, ориентированных в одинаковом направлении вокруг всего протектора шины. Такая форма скульптуры позволяет удалять воду через боковые стороны шины, что улучшает дренаж поверхности контакта шины с мокрой дорогой и, следовательно, улучшает сцепление шины с этой дорогой.
В документе ЕР 0721853 раскрыта направленная скульптура, содержащая, кроме канавок V-образной формы одинакового направления, множество насечек, тоже ориентированных в общем направлении, причем это общее направление противоположно направлению канавок. При такой конфигурации скульптуры снижается жесткость скульптуры и улучшаются характеристики сцепления шины с заснеженной дорогой.
По мере износа протектора высота канавок уменьшается, что приводит к снижению их способности удалять воду за пределы контактного пятна. Кроме того, при этом износе протектор в целом становится более жестким. Характеристики сцепления шины с мокрой дорогой и с заснеженной дорогой уменьшаются по мере износа протектора.
В изобретении предложено решение для ограничения снижения сцепления во время износа шины.
ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Под «шиной» следует понимать все типы упругих оболочек, заполненных или не заполненных воздухом под давлением.
Под «протектором» шины следует понимать количество резинового материала, ограниченное боковыми поверхностями или двумя главными поверхностями, одна из которых предназначена для вхождения в контакт с дорогой во время качения шины.
Под «поверхностью качения» протектора следует понимать совокупность точек протектора шины, которые входят в контакт с дорогой во время качения шины, накачанной до своего штатного давления. Штатное давление накачки определено в условиях эксплуатации шины, уточненных, в частности, в норме E.T.R.T.O.
Под «осевым направлением» следует понимать направление, параллельное оси вращения шины.
Под «радиальным направлением» следует понимать направление, перпендикулярное к оси вращения шины (это направление соответствует направлению толщины протектора).
Под «окружным направлением» следует понимать направление, тангенциальное к любой окружности с центром на оси вращения. Это направление перпендикулярно одновременно к осевому направлению и к радиальному направлению.
Под «наклонным направлением» следует понимать направление, которое одновременно имеет окружную составляющую и осевую составляющую.
Под «степенью износа» протектора следует понимать соотношение между толщиной, которую протектор потерял по причине износа, и общей толщиной, которую протектор может еще потерять до необходимости его замены. Так, степень износа в 25% значит, что протектор потерял четверть резинового материала, который может быть изношен.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Объектом изобретения является протектор, содержащий множество канавок, сформированных на каждой половине протектора с двух сторон от центральной плоскости. Каждая канавка выходит в осевом направлении наружу и продолжена в осевом направлении в сторону центральной плоскости таким образом, что множество канавок образуют первый рисунок на протекторе, имеющий общую V-образную форму, ориентированную в направлении канавки. Протектор содержит также множество насечек. Начиная с определенной степени износа, все или часть насечек этого протектора расширяются, образуя полости, причем эти полости проходят в наклонном направлении, образуя второй рисунок общей V-образной формы, ориентированный в направлении полости. Каждая из этих полостей выходит только в одну из канавок протектора. При этом уровне износа множество канавок образуют этот же первый рисунок.
Таким образом, согласно изобретению, образуются полости, продолжающие насечки, когда протектор достигает определенного уровня износа. Эти полости образуют дополнительные кромки на поверхности качения протектора, которые улучшают его способность «соскабливания» снега и, следовательно, оптимизируют сцепление этого протектора с заснеженной дорогой. Кроме того, эти полости образуют резервуары, в которых может скапливаться вода, попадающая с мокрой дороги. Поскольку эти полости связаны с канавками, выходящими наружу в осевом направлении, то оптимизируется также удаление воды за пределы контактного пятна.
В варианте выполнения канавки имеют заданную кривизну на поверхности качения протектора, при этом каждая канавка ограничивает первую стенку материала, внутреннюю относительно кривизны, и вторую стенку материала, противоположную первой стенке материала. Направление полости идентично направлению канавки, и каждая полость расположена между первой стенкой первой канавки и второй стенкой второй канавки, смежной с первой канавкой. Эта полость выходит на первую стенку первой канавки. Эта полость не выходит на вторую стенку второй канавки.
За счет того, что полости выходят на стенки канавок, внутренние относительно кривизны, обеспечивается хорошее удаление воды из полостей. Действительно, поскольку полости в данном случае ориентированы в том же направлении, что и канавки, поток воды из полостей, называемый вторичным потоком, будет проходить в том же направлении, что и поток воды из канавок, называемый главным потоком. Таким образом, ограничивают явления завихрений, когда вторичный поток из полостей соединяется с главным потоком, поскольку эти завихрения могут помешать удалению воды из канавок.
В варианте выполнения направление полостей противоположно направлению канавок, и каждая полость выходит не на первую стенку первой канавки, а выходит на вторую стенку второй канавки.
Заявители установили, что снижение жесткости первых стенок канавок может привести к значительному снижению способности этих канавок удалять воду за пределы контактного пятна. Любой проем в первой стенке может потенциально привести к снижению жесткости этой стенки. За счет того, что полости выходят на первые стенки канавок, избегают снижения жесткости этих первых стенок канавок.
Полость ограничивает стенку напротив первой стенки первой канавки, соответственно второй стенки второй канавки. Кривизна этой стенки параллельна кривизне первой стенки, соответственно второй стенки.
Это позволяет оптимизировать длину кромок, образованных полостью на поверхности качения, и улучшить способность «скобления» протектора на заснеженной дороге, когда шина находится в изношенном состоянии.
В предпочтительном варианте выполнения полость содержит главную часть шириной wp и промежуточную часть шириной, меньшей ширины главной части, причем эта промежуточная часть соединяет главную часть полости с канавкой.
Добиваясь уменьшения ширины на уровне выхода из полости, улучшают расход удаления воды из этой полости.
В предпочтительном варианте выполнения ширина промежуточной части полости постепенно уменьшается от главной части этой полости к канавке.
С учетом своей меньшей ширины промежуточная часть подвергается действию больших механических напряжений во время качения шины. За счет выполнения промежуточной части, ширина которой постепенно уменьшается, улучшают общую механическую прочность протектора на уровне этой промежуточной части.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Другие отличительные признаки и преимущества изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания, представленного в качестве не ограничительного примера, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг. 1 изображает схематичный вид поверхности качения протектора в соответствии с изобретением в новом состоянии.
Фиг. 2 - увеличенный вид части протектора, показанного на Фиг. 1, в изношенном состоянии.
Фиг. 3 - частичный вид поверхности качения согласно третьему варианту выполнения.
Фиг. 4 - частичный вид поверхности качения согласно четвертому варианту выполнения.
Фиг. 5 - частичный вид поверхности качения согласно пятому варианту выполнения.
В дальнейшем тексте описания по существу идентичные или подобные элементы имеют одинаковые обозначения.
На Фиг. 1 схематично показана поверхность качения протектора 1 в новом состоянии. Именно эта поверхность качения входит в контакт с дорожным покрытием во время качения шины, содержащей этот протектор.
В частности, протектор 1 содержит множество канавок 3а, 3b, сформированных на каждой половине протектора с двух сторон от центральной плоскости Х-Х’. Каждая из этих канавок выходит в осевом направлении наружу, то есть в направлении боковых частей шины (не показаны), и продолжена в осевом направлении к центральной плоскости Х-Х’ с заранее определенной кривизной. Эти канавки 3а, 3b образуют на протекторе первый рисунок общей V-образной формы, ориентированный в направлении Xr канавок. В частности, каждая канавка ограничивает первую стенку материала 9а, 9b, внутреннюю относительно кривизны канавки, и вторую стенку материала 11а, 11b, противоположную первой стенке материала. Кроме того, протектор содержит также множество насечек 5. Каждая из этих насечек в данном случае расположена между двумя смежными канавками в наклонном направлении.
На Фиг. 2 показано состояние протектора 1, когда он достигает определенной степени износа, например, когда степень износа протектора достигает 20%. На этом уровне износа насечки расширяются, образуя полости 7. Каждая из этих полостей сообщается только с одной из канавок 3а, 3b. Эти полости 7 образуют второй рисунок на поверхности протектора. Этот второй рисунок имеет общую V-образную форму и ориентирован в направлении Хс полости.
В примере выполнения, показанном на Фиг. 2, полости 7 ориентированы в направлении Хс, противоположном направлению Xr канавок 3а, 3b, и каждая полость расположена между первой стенкой 9а первой канавки 3а и второй стенкой второй канавки 3b, смежной с первой канавкой 3а. Полость 7 выходит на вторую стенку 11b второй канавки 3b, но эта полость не выходит на первую стенку 9а первой канавки 3а. Таким образом, поток воды, удаляемый из полости 7 и называемый вторичным потоком Fs, будет проходить в том же направлении, что и поток воды, удаляемый из канавок 3а, 3b и называемый главным потоком Fp.
В другом варианте выполнения, показанном на Фиг. 5, полости 7 ориентированы в направлении Хс, параллельном направлению Xr канавок. Эти полости 7 выходят при этом на первую стенку 9а первой канавки 3а, и эти полости 7 не выходят на вторую стенку 11b второй канавки 3b. Таким образом, поток воды Fs, удаляемый из полостей 7, будет проходить в том же направлении, что и поток воды Fp, удаляемый из канавок 3а, 3b.
На Фиг. 2 представлен увеличенный вид на уровне конца полости 7, причем этот конец не выходит в одну из канавок 3а, 3b. На уровне этого конца полость 7 ограничивает стенку 13 напротив первой стенки 9а первой канавки. Эта стенка имеет форму на поверхности качения протектора, в данном случае параллельную кривизне С первой стенки 9а. Следует отметить, что можно измерить расстояния d1, d2, d3 между первой стенкой 9а и тремя точками стенки 13, соответственно распределенными на концах стенки 13 и в центре этой стенки. Термин «параллельная» в данном случае значит, что, если измерить разности между расстояниями d1, d2, d3, то самая большая из этих разностей должна быть меньше 19% наименьшего расстояния d1, d2, d3.
Вышеупомянутые концептуальные правила можно также применить к стенкам 13 полостей 7, показанных на Фиг. 5.
На Фиг. 3 представлена версия полости 7, согласно которой эта полость имеет главную часть 15 шириной wp и промежуточную часть 17, соединяющую главную часть 15 этой полости с канавкой. В данном случае эта промежуточная часть имеет форму насечки.
На Фиг. 4 представлена другая версия полости 7, согласно которой промежуточная часть постепенно уменьшается от главной части этой полости к канавке.
Изобретение не ограничивается описанными и представленными примерами, и в него можно вносить различные изменения, не выходя за его рамки.
Так, главное направление прохождения насечек, как показано на Фиг. 1, в основном параллельно направлению прохождения полостей, продолжающих эти насечки, как показано на Фиг. 1. В других вариантах выполнения, главное направление прохождения насечек может быть смещено в угловом направлении по отношению к главному направлению прохождения полостей.
Кроме того, показанные на чертежах полости имеют в основном прямоугольную форму. В варианте полость может иметь по своей длине разные формы, например криволинейные формы.