ЭЛЕМЕНТЫ ДЛЯ СОХРАНЕНИЯ ПУСТЫХ ПОЛОСТЕЙ В ПРОТЕКТОРЕ ШИНЫ
ELEMENTS FOR RETAINING HOLLOW CAVITY IN TIRE TREAD

Область техники
Данное изобретение относится в целом к протекторам шин, имеющим пустые полости в пределах толщины протектора шины, и, в частности, к протекторам, имеющим элементы, предназначенные для ограничения прохода материала в подобные пустые полости во время операций формования и/или вулканизации шины и/или для уменьшения возникновения и/или распространения трещин вдоль любой подобной пустой полости во время эксплуатации шины.
Уровень техники
Общеизвестно, что протекторы шин содержат различные отформованные элементы и детали протекторов, предназначенные для улучшения эксплуатационных характеристик шин. Также общеизвестно, что отформованные элементы и детали протектора могут быть образованы одновременно с шиной во время операций формования и вулканизации шин или независимо посредством пресс-формы для протектора перед наложением протектора на шину или каркас шины, например, при выполнении операций восстановления протектора шины.
К элементам протектора относятся, без ограничения, канавки и щелевидные дренажные канавки, каждая из которых образует пустые полости в пределах толщины протектора. В определенных случаях пустые полости протектора сохраняются под наружной поверхностью протектора или, другими словами, «утоплены» (то есть скрыты или «заделаны») ниже наружной поверхности протектора таким образом, чтобы они по существу были скрыты из виду при новом состоянии протектора. В подобных случаях «утопленные» элементы могут быть предусмотрены для обеспечения дополнительных краев пустых полостей и/или предназначенных для сцепления краев протектора для улучшения эксплуатационных характеристик шины при стадиях работы изношенного протектора шины. При предварительном формировании протектора, например, для восстановления протектора шины, «утопленные» пустые полости в протекторе могут быть образованы вдоль поверхности нижней стороны или через поверхность нижней стороны протектора, при этом поверхность нижней стороны представляет собой поверхность, которая позднее будет присоединена к каркасу шины. Соответственно, пустая полость будет открыта в направлении поверхности нижней стороны протектора. После формирования протектора его накладывают на шину или на каркас шины.
После наложения предварительно отформованного протектора на шину шину подвергают окончательному формованию или вулканизации на последующей технологической операции, на которой шину нагревают и подвергают воздействию повышенного давления. Во время любого подобного процесса невулканизованный материал, такой как связующий материал, может быть вытеснен в пустую полость через поверхность нижней стороны. В действительности данный материал, по меньшей мере, частично заполняет пустую полость, что может привести к снижению эффективности утопленного элемента. Например, когда элемент представляет собой канавку, канавка образует пустую полость для поглощения или впитывания воды для обеспечения улучшенных эксплуатационных характеристик при движении по мокрой дороге. Однако когда канавка будет, по меньшей мере, частично заполнена вытесненным материалом, объем пустой полости и эффективность канавки будут меньше оптимальных. В другом примере элемент протектора может представлять собой щелевидную дренажную канавку, которая, как правило, представляет собой прорезь или узкую канавку. Щелевидная дренажная канавка обеспечивает наличие дополнительного края для сцепления, предназначенного для улучшения сцепления шины с поверхностью дороги, но также приводит к снижению локальной жесткости протектора вследствие разрыва непрерывности, который она создает. Однако когда щелевидная дренажная канавка становится, по меньшей мере, частично заполненной вытесненным материалом, щелевидная дренажная канавка может функционировать хуже, чем оптимально, в качестве края для сцепления и/или для уменьшения локальной жесткости протектора. Соответственно, существует потребность в существенном ограничении и/или предотвращении втекания, притока или поступления материала в пустую полость элемента протектора с нижней стороны протектора во время операции вулканизации.
Дополнительная проблема может возникать во время эксплуатации шины после образования шины. Более точно, когда пустая полость проходит до нижней стороны протектора, трещина может возникать вблизи пустой полости, например, в тех местах, где пустая полость пересекает поверхность нижней стороны протектора.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Конкретные варианты осуществления настоящего изобретения включают в себя протекторы шин, имеющие элементы, предназначенные для существенной минимизации или предотвращения потока материала от нижней стороны протектора и в пустую полость, содержащуюся в пределах толщины протектора, и/или для уменьшения или устранения возникновения и/или распространения трещин рядом с пустой полостью. Определенные варианты осуществления протектора шины включают в себя основную часть протектора, имеющую некоторую длину, некоторую ширину и толщину, при этом толщина «ограничена» наружной поверхностью и поверхностью нижней стороны. Подобные протекторы также могут иметь пустую полость, расположенную в пределах толщины основной части протектора. Подобные протекторы могут дополнительно включать в себя один или более элементов, проходящих от стороны пустой полости и между, по меньшей мере, частью пустой полости и поверхностью нижней стороны протектора. В определенных вариантах осуществления подобные протекторы могут образовывать часть шины.
Конкретные варианты осуществления настоящего изобретения также могут включать в себя пресс-форму для образования отформованного протектора шины, при этом пресс-форма имеет полость, образованную посредством множества частей пресс-формы и имеющую нижнюю поверхность полости. Пресс-форма также может включать в себя элемент, предназначенный для образования пустой полости и проходящий внутри полости пресс-формы, при этом указанный элемент обеспечивает образование пустой полости в пределах толщины протектора. Подобные пресс-формы также могут включать в себя элемент, предназначенный для образования углубления и проходящий между нижней поверхностью полости пресс-формы и элементом, предназначенным для образования пустой полости. Кроме того, пресс-форма также может включать в себя одно или более углублений, расположенных рядом с элементом, предназначенным для образования пустой полости, при этом одно или более углублений обеспечивают образование одного или более элементов внутри отформованного протектора, прчем один или более элементов вместе проходят, по меньшей мере, на части ширины пустой полости протектора, по меньшей мере, тогда, когда протектор наложен на шину. В определенных вариантах осуществления одно или более углублений расположены рядом с элементом, предназначенным для образования пустой полости, при этом одно или более углублений обеспечивают образование одного или более элементов внутри отформованного протектора, причем один или более элементов проходят от стороны пустой полости и между, по меньшей мере, частью пустой полости и поверхностью нижней стороны протектора.
Вышеприведенные и другие задачи, признаки и преимущества изобретения станут очевидными из нижеприведенных, более подробных описаний определенных вариантов осуществления изобретения, подобных проиллюстрированным на прилагаемых чертежах, на которых аналогичные ссылочные позиции обозначают аналогичные элементы изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 представляет собой сечение приведенной в качестве примера шины, имеющей утопленные пустые полости протектора, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.2 представляет собой увеличенный частичный вид шины, показывающий утопленную пустую полость протектора, расположенную внутри протектора, при этом пустая полость не имеет никакого выступа или элемента, проходящего от стороны пустой полости и расположенного между, по меньшей мере, частью пустой полости и нижней стороной протектора, что обеспечивает возможность прохода нежелательного материала в пустую полость во время операции вулканизации шины и/или возникновения и/или распространения трещин вдоль нижней стороны протектора во время эксплуатации шины.
Фиг.3 представляет собой увеличенный вид шины, показывающий утопленную пустую полость протектора, которая имеет выступ или элемент, проходящий от стороны пустой полости и расположенного между, по меньшей мере, частью пустой полости и поверхности нижней стороны протектора для уменьшения в достаточной степени или предотвращения прохода нежелательного материала в пустую полость во время операции вулканизации шины и/или для уменьшения возникновения и/или распространения трещин вдоль нижней стороны протектора во время эксплуатации шины, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.4 представляет собой увеличенный частичный вид протектора шины, который представляет альтернативный вариант осуществления элементов, показанных на фиг.3, при этом протектор имеет утопленную пустую полость и выступы или элементы, проходящие от стороны пустой полости и между, по меньшей мере, частью пустой полости и нижней стороной протектора для того, чтобы по существу предотвратить проход материала в пустую полость во время операций вулканизации шины и/или уменьшить возникновение и/или распространение трещин вдоль нижней стороны протектора во время эксплуатации шины, причем данные элементы сужаются нелинейно от краев пустой полости в соответствии с альтернативным вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.5 представляет собой увеличенный частичный вид протектора шины, который представляет альтернативный вариант осуществления элементов, показанных на фиг.3, при этом пустая полость образует трапециевидный элемент, и выступы или элементы включают в себя переходные части или закругления, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.6а представляет собой увеличенный частичный вид протектора шины, который представляет альтернативный вариант осуществления протектора, показанного на фиг.3, в котором форма сечения пустой полости является овальной и отверстие уменьшено до суженного в достаточной степени отверстия, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.6b представляет собой увеличенный частичный вид протектора шины, который представляет альтернативный вариант осуществления протектора, показанного на фиг.3, в котором форма сечения пустой полости является круглой и элементы перекрываются, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.7а представляет собой увеличенный частичный вид протектора шины, который представляет альтернативный вариант осуществления элементов, показанных на фиг.3, при этом элементы проходят от противоположных сторон пустой полости и перекрываются, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.7b представляет собой увеличенный частичный вид протектора шины, который представляет альтернативный вариант осуществления элементов, показанных на фиг.7а, при этом элементы проходят от противоположных сторон пустой полости и перекрываются посредством сопрягающихся пазов или сопрягающегося профиля, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.8 представляет собой увеличенный частичный вид протектора шины, который представляет альтернативный вариант осуществления элементов, показанных на фиг.3, при этом элемент проходит от одной стороны пустой полости для образования в достаточной степени суженного или по существу закрытого отверстия, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.9 представляет собой увеличенный частичный вид протектора шины, который представляет альтернативный вариант осуществления элементов, показанных на фиг.8, при этом элемент проходит от одной стороны пустой полости для входа в паз или углубление вдоль противоположной стороны пустой полости, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.10а представляет собой увеличенный частичный вид протектора шины, который представляет альтернативный вариант осуществления элементов, показанных на фиг.9, при этом элементы отформованы в открытом положении, которое по существу закрывается при наложении на шину, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.10b представляет собой увеличенный частичный вид протектора шины, который представляет альтернативный вариант осуществления элементов, показанных на фиг.10а, при этом элемент имеет паз, чтобы способствовать закрытию элемента над пустой полостью, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.11 представляет собой увеличенный частичный вид протектора шины, который представляет альтернативный вариант осуществления элементов, показанных на фиг.4, при этом элементы отформованы в открытом положении, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.12 представляет собой увеличенный частичный вид протектора шины, который представляет альтернативный вариант осуществления элементов, показанных на фиг.3, при этом независимо образованный элемент наложен на протектор шины так, чтобы данный элемент проходил от каждой стороны пустой полости, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.13 представляет собой концевое сечение пресс-формы, предназначенной для использования при образовании элементов протектора согласно изобретению, показанных на фиг.3, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.14 представляет собой увеличенное частичное сечение пресс-формы, показывающее альтернативный вариант осуществления пресс-формы по фиг.13, при этом подобная пресс-форма обеспечивает образование протектора, показанного на фиг.10а, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ КОНКРЕТНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Определенные варианты осуществления настоящего изобретения представляют собой протекторы шин, имеющие пустые полости протекторов, расположенные в пределах толщины протектора, и элементы или выступы, проходящие от стороны пустой полости и расположенные между, по меньшей мере, частью пустой полости и поверхностью нижней стороны протектора, и пресс-формы для протекторов шин, предназначенные для образования подобных протекторов, в целях уменьшения в достаточной степени и/или по существу предотвращения прохода нежелательного материала в пустую полость во время операций вулканизации шин и/или в целях уменьшения возникновения и/или распространения трещин вблизи пустых полостей и вдоль нижней стороны протектора во время эксплуатации шины. Любой подобный протектор, имеющий один или более элементов, подобных рассмотренным в настоящем описании, может образовывать часть шины.
В определенных случаях предварительно отформованный протектор используется для образования шины, представляющей собой конечный продукт. Например, при операциях восстановления протектора шины протектор шины сначала формуют, а впоследствии накладывают на шину или каркас шины для образования шины с восстановленным протектором. Предварительно отформованный протектор, как правило, имеет верхнюю или наружную поверхность, которая по существу «ассоциируется» с наружной поверхностью шины, и поверхность нижней стороны, используемую для крепления протектора к шине или каркасу шины с обеспечением контактного взаимодействия. После формования протектора, который может быть полностью или частично вулканизован, протектор накладывают на шину или каркас шины. Слой адгезионного материала может быть размещен или может отсутствовать между протектором и шиной или каркасом шины для усиления адгезии и крепления протектора к шине или каркасу шины. Слой адгезионного материала может представлять собой, например, слой прокладочной резины или другого клеящего вещества.
Протекторы могут включать в себя множество разных элементов протектора. Например, протекторы могут включать в себя такие элементы, как ребра, блоки, канавки и/или щелевидные дренажные канавки, каждый из которых может проходить в любом направлении шины, например в боковом направлении или в направлении вдоль окружности. Определенные элементы, такие как канавки и щелевидные дренажные канавки, например, образуют пустые полости в протекторе. В определенных случаях может быть желательно разместить элемент протектора или пустую полость ниже наружной поверхности протектора и в пределах толщины протектора для образования утопленного (то есть скрытого или заделанного) элемента или пустой полости. Например, пустая полость может образовывать утопленную канавку или щелевидную дренажную канавку. Элемент или пустая полость протектора также может сообщаться с наружной поверхностью протектора (то есть может не быть утопленным/утопленной или может быть не полностью утопленным/утопленной). Что касается любого элемента протектора, то при предварительном формовании протектора пустая полость, существующая внутри протектора, может быть образована посредством проникновения через нижнюю сторону протектора. Соответственно, при наложении предварительно отформованного протектора на каркас шины, материал, расположенный под или рядом с нижней стороной протектора, может проходить в пустую полость во время любой последующей операции формования и/или вулканизации шины, если отверстие или проем, проходящие через поверхность нижней стороны, не будут в достаточной степени уменьшены или по существу перекрыты или закрыты. Если нежелательный материл пройдет в пустую полость, элемент протектора не сможет функционировать так, как желательно или предусмотрено. Как рассмотрено выше, если элемент представляет собой канавку, то заданная пустая полость выполнена с такими размерами, чтобы обеспечить прием некоторого количества воды для улучшения эксплуатационных характеристик шины при движении по мокрой дороге, при этом она может функционировать хуже, чем в оптимальном случае, при «приеме» любого нежелательного материала. Как также рассмотрено выше, если элемент представляет собой щелевидную дренажную канавку, щелевидная дренажная канавка может функционировать хуже, чем в оптимальном случае, если нежелательный материал, по меньшей мере, частично заполнит щелевидную дренажную канавку. Соответственно, желательно по существу предотвратить поступление материала в пустую полость протектора от нижней стороны протектора во время операций вулканизации. Кроме того, после образования шины и во время эксплуатации шины трещины могут возникать и/или распространяться в непосредственной близости от элемента или пустой полости вдоль нижней стороны протектора, например, в тех местах, где пустая полость пересекает поверхность нижней стороны протектора.
На фиг.1 показано в целом сечение шины 10. Шина 10 включает в себя протектор 20, прикрепленный к шине 10 в радиальном направлении, при этом протектор 20 имеет ширину, измеряемую по протяженности (в направлении ширины) между противоположными боковинами 12, и длину, измеряемую по протяженности вдоль окружности шины 10. Протектор 20 также имеет основную часть 21, проходящую между наружной поверхностью 22 и противоположной поверхностью 24 нижней стороны. Наружная поверхность 22 обычно входит в контактное взаимодействие с поверхностью, оказывающей воздействие на шину, такой как поверхность дороги или грунта, во время эксплуатации шины, в то время как поверхность 24 нижней стороны входит в контактное взаимодействие с частью шины или каркаса шины для крепления протектора 20. Как упомянуто выше, может быть предусмотрен адгезионный слой 26, при этом слой 26 контактирует с нижней стороной 24 протектора 20, чтобы способствовать или содействовать улучшенному креплению протектора 20 к части шины 10 или каркаса шины.
При продолжении рассмотрения фиг.1 можно отметить, что протектор 20 включает в себя элемент 28 протектора, который образует пустую полость 29 в пределах толщины t протектора 20. В конструкции по предшествующему уровню техники, такой как показанная в качестве примера на фиг.2, элемент 28 протектора или пустая полость 29 по существу открыт/открыта в направлении нижней стороны 24 протектора посредством отверстия 30, при этом ширина отверстия 30 по существу эквивалентна ширине пустой полости 29. Другими словами, элемент 28 протектора или пустая полость 29 по существу проходит вниз до нижней стороны 24 протектора, при этом «ширина» или сторона 29а пустой полости 29 пересекает нижнюю сторону 24 в месте I. Соответственно, и как показано в качестве примера на фиг.2, материалы шины, например, такие как адгезионный слой 26, могут проходить в пустую полость 29 или деформироваться в пустой полости 29 элемента 28 протектора во время операции вулканизации или формования шины, во время которой материал шины становится текучим вследствие нагрева и давления, обеспечиваемых при любой подобной операции. Поскольку разные материалы могут быть размещены рядом с нижней стороной 24, подобные материалы могут быть в большей или меньшей степени текучими во время определенных операций формования или вулканизации. Любой подобный материал также может быть в большей или меньшей степени текучим при использовании разных параметров формования или вулканизации, например таких как увеличенный или уменьшенный нагрев или давление. Кроме того, трещины также могут возникать и/или распространяться в месте I пересечения стороны 29а и нижней стороны 24 протектора во время эксплуатации шины, поскольку место I пересечения может стать зоной концентрации напряжений.
32
Как показано на фиг.3, для уменьшения в достаточной степени и/или по существу устранения поступления материала в пустую полость 29, и/или для уменьшения, и/или устранения возникновения, и/или распространения трещин вдоль нижней стороны 24 протектор 20 может включать в себя один или более элементов 32, проходящих между, по меньшей мере, частью пустой полости 29 и нижней стороной 24. Более точно, каждый из одного или более элементов 32 проходит от основной части 21 протектора или от стороны 29а элемента 28 или пустой полости 29 до свободного конца 34 на заданную ширину w. Другими словами, один или более элементов 32 проходит, по меньшей мере, через часть отверстия 30 или на части ширины элемента 28 или пустой полости 29. Любой подобный протектор 20, имеющий один или более элементов 32, может быть прикреплен к шине 10 для образования части шины 10.
Когда один или более элементов 32 проходят между, по меньшей мере, частью пустой полости 29 и нижней стороной 24, один или более элементов 32 могут проходить по существу вдоль нижней стороны 24 так, как показано, например, на фиг.3-9, или в других вариантах осуществления могут быть смещены или удалены от нижней стороны 24 на некоторое расстояние вдоль стороны 29а в пределах толщины t протектора. Следует понимать, что любой подобный элемент 28 протектора или пустая полость 29 может также быть открытым/открытой в направлении наружной поверхности 22 протектора или может сообщаться с наружной поверхностью 22 протектора. Соответственно, элемент 28 протектора может быть утоплен ниже наружной поверхности 22 протектора (то есть представлять собой скрытый или заделанный элемент) или может быть частично утоплен (то есть части элемента 28 будут сообщаться с наружной поверхностью 22 или будут открыты в направлении наружной поверхности 22), или может быть не утоплен (то есть он может быть в основном или полностью открыт по направлению к наружной поверхности 22). Как указано выше, элемент 28 имеет пустую полость 29.
32
32
При продолжении рассмотрения фиг.3 следует отметить, что возникновение и/или распространение трещин может быть уменьшено и/или устранено, когда один или более элементов 32 проходят от стороны 29а пустой полости 29 или элемента 28, между, по меньшей мере, частью пустой полости 29 и нижней стороной 24. Для уменьшения и/или устранения возникновения и/или распространения трещин любой элемент 32, имеющий толщину t, может проходить на любое расстояние или ширину w от стороны 29а. Соответственно, элемент 32 может проходить через часть отверстия 30 или на части ширины пустой полости 29 так, как показано, например, на фиг.3-6b, 7b, или, по меньшей мере, по существу от края до края отверстия 30 или на ширине пустой полости 29 так, как показано, например, на фиг.7а, 8-9. Как показано в целом на фиг.6b-7b, элементы 32 могут перекрываться. За счет выполнения элемента 32, который проходит от стороны 29а, место I возникновения трещины может быть устранено или перемещено в место уменьшенных напряжений. Кроме того, когда свободный конец 34 будет соприкасаться с противоположной стороной 29а или по существу приблизится к противоположной стороне 29а так, как показано, например, на фиг.8, или будет проходить за противоположную сторону 29а так, как показано, например, на фиг.9, возникновение и/или распространение трещин может быть уменьшено и/или устранено вдоль подобной противоположной стороны 29а.
32
32, max
В определенных вариантах осуществления для уменьшения и/или устранения возникновения и/или распространения трещин каждый элемент 32 имеет минимальную ширину w, составляющую, по меньшей мере, приблизительно 0,5 миллиметра (мм) или составляющую, по меньшей мере, приблизительно 1 миллиметр (мм), и при этом также имеет максимальную толщину t, составляющую, по меньшей мере, приблизительно 0,5 мм. В других вариантах осуществления один или более элементов 32 могут иметь любую другую ширину, толщину или форму для получения достаточно жесткого элемента 32 для уменьшения, переноса и/или устранения возникновения и/или распространения трещин в месте I. Любой подобный элемент 32 может изменяться в зависимости от размера и/или формы соответствующего элемента 28 или пустой полости 29, физических и химических свойств материала, образующего протектор 20, и нагрузок, действующих на протектор 20 во время эксплуатации шины. Когда элементы 32 перекрываются или соприкасаются, как предложено выше, размер любого подобного элемента 32 может быть уменьшен, поскольку дополнительная опора может быть обеспечена другим перекрывающимся или соприкасающимся элементом 32.
При выполнении любого элемента 32 в соответствии с данным изобретением, возникновение и распространение трещин может иметь место вдоль верхней (то есть находящейся со стороны пустой полости) поверхности подобного элемента 32, в месте или рядом с местом, от которого проходит элемент 32 от стороны 29а (то есть пересекает сторону 29а). Как показано в целом на фиг.5, 7-9, может быть предусмотрена переходная часть 33 для уменьшения и/или устранения данного возникновения и/или распространения трещин, при этом переходная часть 33 служит для уменьшения или по существу устранения любой локальной концентрации напряжений. Подобная переходная часть может представлять собой, например, закругление (то есть представлять собой закругленную, криволинейную или нелинейную переходную часть 33), как показано на чертежах, или фаску (то есть линейную переходную часть 33). Элемент 32, имеющий переходную часть 33, можно рассматривать как элемент 32 с переменной толщиной.
В определенных вариантах осуществления поток или вытеснение нежелательного материала в элемент 28 или пустую полость 29 от нижней стороны 24 уменьшается и/или устраняется желательным образом, когда один или более элементов 32 проходят от стороны 29а элемента 28 и/или пустой полости 29, или от основной части 21 протектора, для получения суженного в достаточной степени или по существу закрытого отверстия 30а (то есть проходят в достаточной степени через отверстие 30 или по существу перекрывают отверстие 30), по меньшей мере, при наложении протектора 20 на шину 10 или каркас шины. Например, один или более элементов 32 на фиг.3-9 могут проходить так, чтобы получить суженное или закрытое отверстие 30а, которое образуется между противоположными элементами 32, как показано по существу на фиг.3-7b, или между элементом 32 и стороной 29а или участком основной части 21 протектора, как показано по существу на фиг.8-9. По существу один или более элементов 32 функционируют в качестве барьера или ограничителя потока между нижней стороной 24 и пустой полостью 29 за счет того, что данные элементы в достаточной степени или по существу отделяют, по меньшей мере, часть пустой полости 29 от нижней стороны 24. Любой подобный элемент 32 может быть назван барьером, ограничителем потока, препятствием или заслонкой.
В определенных вариантах осуществления, например, таких как протекторы, используемые в шинах определенных грузовых автомобилей, ширина суженного отверстия 30а составляет приблизительно 2 миллиметра (мм) или менее и в других вариантах осуществления - приблизительно 1 мм или менее. В других вариантах осуществления в достаточной степени суженное отверстие 30а может иметь ширину, превышающую 1 или 2 мм, то есть может быть достаточно, чтобы отверстие 30а имело ширину, превышающую 1 или 2 мм, для уменьшения или устранения потока материала в пустую полость 29 при определенных условиях. Например, нежелательный материал может не быть текучим или деформируемым во время определенных операций формования и/или вулканизации, поскольку разные параметры формования и/или вулканизации, такие как температуры и/или давления, могут быть изменены. Кроме того, поскольку нежелательный материал, расположенный рядом с пустой полостью, может варьироваться, материал, имеющий другие физические и химические свойства, может быть менее текучим или деформируемым при аналогичных условиях формования или вулканизации. Кроме того, элементы 32, имеющие повышенную жесткость, могут деформироваться в меньшей степени, что может создать возможность образования отверстий 30а большего размера. Более жесткие элементы 32 могут быть получены, например, за счет обеспечения увеличенной площади поперечного сечения или посредством использования перекрывающихся или соприкасающихся элементов 32. Любой из одного или более элементов 32 на фиг.3-9 может функционировать для образования суженных в достаточной степени отверстий 30а, как показано по существу, например, на фиг.6а, или может образовывать по существу закрытые отверстия 30а (то есть по существо закрытое отверстие 30), как показано по существу, например, на фиг.3-5, 6b-9.
По существу закрытые отверстия 30а (то есть в том случае, когда отверстие 30 по существу закрыто) возникают, когда один или более элементов 32 проходят по существу от края до края отверстия 30, например, так, что один или более элементов 32 по существу соприкасаются с другим элементом 32, стороной 29а или любым другим участком основной части 21 протектора или перекрывают другой элемент 32, сторону 29а или любой другой участок основной части 21 протектора. Например, элементы 32 на фиг.3-5 проходят так, что они соприкасаются друг с другом, в то время как элементы 32 на фиг.6b-7b перекрываются. На фиг.8 элемент 32 проходит так, что он соприкасается с противоположной стороной 29а или основной частью 21 протектора. В завершение, на фиг.9 элемент 32 соприкасается или входит в контакт с основной частью 21 протектора посредством паза или углубления 36. Когда элементы 32 предусмотрены для уменьшения и/или устранения притока или прохода нежелательного материала в любую пустую полость 29, также может быть обеспечено уменьшение и/или устранение возникновения и/или распространения трещин.
На фиг.4-11 различные альтернативные варианты осуществления элементов 32 показаны в сечении. Однако предусмотрено, что один или более элементов 32 могут иметь любую заданную форму или конструкцию. Кроме того, любой элемент 32 может проходить с любой протяженностью в направлении длины или ширины протектора 20. Более точно, элемент 32 может проходить в поперечном направлении, наклонно или в направлении вдоль окружности вдоль любой частичной или полной протяженности в направлении ширины или длины протектора 20.
32
32
32, max
32, min
32, max
32, min
32, max
32, min
32
32, max
32, min
Каждый элемент 32 имеет толщину t, которая может быть постоянной или переменной на ширине w. Более точно, как показано в целом на фиг.4, каждый элемент 32 может иметь максимальную толщину t и минимальную толщину t. Например, как показано более точно на фиг.4 и показано менее детально на фиг.5-7а, для элемента 32 с переменной толщиной максимальная толщина t может иметь место вдоль примыкающей стороны 29а (то есть вдоль стороны, от которой проходит элемент 32), а минимальная толщина t - на свободном конце 34. Само собой разумеется, места с максимальной толщиной t и минимальной толщиной t могут находиться в любом месте вдоль ширины w элемента 32 с переменной толщиной (то есть в любом месте между противоположными концами элемента 32, например, между примыкающей стороной 29а и свободным концом 34). В определенных вариантах осуществления элемент 32 может иметь максимальную толщину t, составляющую, по меньшей мере, приблизительно 0,5 мм, 1 мм или 2 мм. Когда элемент 32 сужается к точке, например, как показано на фиг.6b и 7а, минимальная толщина t может приближаться к нулю. Элемент 32 с по существу постоянной толщиной показан, например, на фиг.3.
32
Элемент с постоянной или переменной толщиной 32 может проходить линейно или нелинейно по ширине w. На фиг.4-9 показаны проходящие нелинейно элементы 32. Элемент 32 с постоянной толщиной показан как проходящий линейно на фиг.3. Как показано на фиг.5, 7а-7b, в показанных разновидностях вариантов осуществления могут быть исключены переходные элементы 33, и впоследствии могут быть предусмотрены элементы 32 с переменной толщиной, которые проходят или сужаются линейно. Проходящий нелинейно элемент 32 может включать в себя части (то есть верхнюю (или расположенную со стороны пустой полости) и/или нижнюю (или расположенную со стороны нижней стороны) поверхности элемента 32), которые проходят в любом нелинейном направлении или по любой нелинейной траектории, например, без ограничения, в любом дугообразном, криволинейном (волнообразном) или «ступенчатом» направлении или по любой дугообразной, криволинейной (волнистой) или ступенчатой траектории. Дугообразная траектория показана на фиг.4, 6а-6b.
32, max
Как упомянуто выше, элемент 28 может представлять собой любой желательный элемент протектора 20. Например, элемент 28 может представлять собой канавку или любой другой карман или сегмент, образующий пустую полость 29, который может быть предусмотрен для увеличения коэффициента пустотности протектора 20. Это может быть предпочтительно, например, для обеспечения улучшенных эксплуатационных характеристик при движении по мокрой, покрытой снегом дороге или на мягком грунте (например, по грязи, глине или песку). Пустая полость 29 элемента 28 также может представлять собой щелевидную дренажную канавку, которая представляет собой по существу узкую канавку, которая должна закрываться (то есть сжиматься внутрь), когда она входит в зону и продолжает находиться в зоне отпечатка шины, и позже открываться, когда она выходит из зоны отпечатка шины. Соответственно, элемент 28 и пустая полость 29 могут иметь любую форму поперечного сечения. Как показано на фиг.3-4, форма сечения элемента 28 и/или пустой полости 29 может быть, например, по существу прямоугольной. Как показано в основном на фиг.5-6а, элемент 28 и/или пустая полость 29 могут иметь по существу соответственно трапециевидную или овальную форму. Как показано на фиг.6b, пустая полость 29 может быть круглой и в определенных вариантах осуществления может представлять собой круг, имеющий диаметр, составляющий, по меньшей мере, приблизительно 6 мм, и может содержать один или более элементов 32, имеющих максимальную толщину t, составляющую приблизительно 3 мм или более. В определенных вариантах осуществления пустая полость 29 имеет ширину, составляющую приблизительно 6-8 мм, и высоту, составляющую приблизительно 8 мм, в сечении, однако в других вариантах осуществления пустая полость 29 может иметь любой другой заданный размер.
32
32
32
32
Как показано в основном на фиг.6b-7b, два или несколько элементов 32 могут перекрываться, при этом они проходят, по меньшей мере, через часть отверстия 30 пустой полости. Для обеспечения перекрывающегося расположения элементов 32, по меньшей мере, один элемент 32 может иметь переменную или уменьшающуюся толщину. В вариантах осуществления, показанных на фиг.6b-7а, предусмотрены перекрывающиеся элементы 32, каждый из которых имеет уменьшающуюся или переменную толщину t. В других вариантах осуществления элементы 32, имеющие по существу постоянную толщину t, могут перекрываться, например, посредством изменения вертикальных положений каждого элемента 32 или размещения элементов 32 в шахматном порядке в вертикальном направлении, например, вдоль стороны 29а или толщины t протектора. Например, вариант осуществления, показанный на фиг.8, может быть изменен для обеспечения размещения перекрывающихся элементов 32 в шахматном порядке, при этом второй элемент 32 проходит от стороны 29а, противоположной по отношению к существующему элементу 32, и до места над существующим элементом 32, причем, по меньшей мере, один из элементов 32 имеет по существу постоянную толщину t. Кроме того, предусмотрено, что каждый из элементов 32 при расположении элементов 32 в шахматном порядке может иметь переменную или уменьшающуюся толщину t. В других вариантах перекрывающиеся элементы 32 могут быть получены посредством обеспечения выполненной с пазом, ступенчатой или фасонной (линейной или нелинейной) поверхности сопряжения между противоположными элементами 32, такой как показанная в целом на фиг.7b в соответствии с одним вариантом осуществления. Варианты также могут включать текстурирование или выполнение таких элементов, как канавки или волнообразные элементы, вдоль одной или нескольких сопрягающихся поверхностей перекрывающихся элементов 32 для того, чтобы способствовать сопряжению перекрывающихся элементов 32 с обеспечением взаимоблокировки, соединения или сопрягаемых поверхностей, или чтобы иным образом обеспечить возможность того, что элементы 32 будут обладать большей стойкостью к воздействию сил, приложенных к одному или нескольким элементам 32. В достаточной степени уменьшенное или по существу закрытое отверстие 30а может быть образовано между перекрывающимися элементами 32.
В качестве альтернативы вариантам осуществления, показанным на фиг.3-7b, в которых два элемента 32 проходят от противоположных сторон пустой полости 29 для того, чтобы за счет их взаимодействия уменьшить или закрыть отверстие 30, один элемент 32 может проходить, по меньшей мере, через часть элемента 28 и/или пустой полости 29 для уменьшения в достаточной степени или по существу закрытия отверстия 30 (то есть для образования уменьшенного в достаточной степени или по существу закрытого отверстия 30а) так, как показано в целом на фиг.8-9. Соответственно, по меньшей мере, на определенной длине протектора 20 один элемент 32 может проходить, по меньшей мере, через часть отверстия 30 или перекрывать отверстие 30, или проходить на ширине пустой полости 29 вдоль нижней стороны 24 протектора 20. В варианте, показанном на фиг.8, свободный конец 34 элемента 32 обеспечивает получение суженного отверстия 30а, которое имеет ширину, составляющую приблизительно 2 мм или менее или 1 мм или менее, в определенных вариантах осуществления. В других вариантах осуществления свободный конец 34 контактирует или соприкасается с противоположной стороной 29а элемента 28, пустой полости 29 и/или отверстия 30.
32
В варианте, показанном на фиг.9, элемент 32 проходит по ширине w, которая больше ширины отверстия 30. На фиг.9, например, свободный конец 34 элемента 32 может входить в паз 36, расположенный вдоль противоположной стороны элемента 28 и/или пустой полости 29. Паз 36 может иметь любую форму, например, такую как ступенчатая, скругленная или наклонная (скошенная) поверхность сопряжения, или любую форму, способствующую взаимоблокировке с элементом 32. Паз 36, показанный на фиг.9, представляет собой паз ступенчатой формы. Паз 36 может создать возможность того, что элемент 32 будет лучше противодействовать притоку материала, стремящегося войти в пустую полость 29 и сместить элемент 32, поскольку паз 36 создает поверхность, с которой элемент 32 может входить в контактное взаимодействие для обеспечение противодействия усилиям, действующим на элемент 32. Поверхностные элементы или текстурированные элементы также могут быть выполнены вдоль паза 36 и/или сопрягающейся части элемента 32, чтобы способствовать взаимоблокировке между пазом 36 и элементом 32.
На фиг.10а-11 представлены альтернативные варианты осуществления элементов 32. В подобных вариантах осуществления один или более элементов 32 отформованы в открытом положении относительно отверстия 30, при этом один или более элементов 32 отформованы так, что они проходят наружу от нижней стороны 24 протектора 20, и при наложении протектора 20 на шину или каркас шины один или более элементов 32 отклоняются и принудительно смещаются так, чтобы они проходили через, по меньшей мере, часть отверстия 30 для функционирования так же, как один или более элементов 32, рассмотренных выше в других вариантах осуществления. Например, вариант осуществления, показанный на фиг.10а, представляет собой по существу «открытую» разновидность варианта осуществления, показанного на фиг.9, в то время как вариант осуществления, показанный на фиг.11, представляет собой «открытую» разновидность варианта осуществления, показанного на фиг.4 или фиг.7а. Как показано по существу, например, на фиг.10b, паз 38 может быть расположен вдоль любой стороны элемента 32, чтобы способствовать улучшенному отклонению и закрытию элемента 32 «поверх» пустой полости 29 и отверстия 30. Паз 38 (а также паз 36), имеющий скругленные элементы, может обеспечить лучшее противодействие возникновению трещин во время эксплуатации шины.
В других вариантах осуществления один или более элементов 32 могут быть образованы независимо от протектора 20 и впоследствии наложены на протектор 20 вместо образования (то есть формования) их вместе с протектором 20. Например, любой элемент 32, рассмотренный выше, может быть образован независимо от протектора 20. Как показано в целом на фиг.12, в других вариантах элемент 32 может проходить через пустую полость 29 от стороны 29а пустой полости 29 между противоположными пазами 36, что может обеспечить возможность того, что один или более элементов 32 будут расположены в пределах толщины протектора 20 и не будут выступать за поверхность 24 нижней стороны. В других вариантах независимо образованный элемент 32 может входить только в один паз 36 или может не входить ни в какой паз 36. Любой независимый элемент 32 может быть наложен на предварительно образованный или предварительно отформованный протектор 20, или шину 10 или может быть прикреплен к предварительно образованному или предварительно отформованному протектору 20, или шине 10 перед конечным формованием и/или вулканизацией шины 10. Любые средства, известные среднему специалисту в данной области техники, например, такие как клей, могут быть использованы для крепления независимого элемента 32 к протектору 20 и/или шине 10. Напротив, один или более элементов 32, показанных на фиг.3-11, образованы как одно целое с основной частью 21 протектора, например, посредством формования.
2
В любом варианте осуществления, рассмотренном выше, элементы 28 протектора, пустые полости 29, нижняя сторона 24, элементы 32 и любые другие поверхности, образованные формованием, могут быть подвергнуты обработке с целью уменьшения и/или устранения их загрязнения перед технологическими процессами последующего формования и/или во время технологических процессов последующего формования. За счет уменьшения или устранения загрязнения обеспечивается улучшенное адгезионное сцепление протектора 20 и элементов 32 с шиной или каркасом шины. Улучшенная адгезия и соединение также могут возникать между контактирующими элементами 32. Множество разных материалов и/или технологических процессов, известных среднему специалисту в данной области техники, могут быть использованы для подготовки, защиты и сохранения поверхностей протектора, чтобы способствовать достаточному сцеплению с шиной. Поверхности могут быть образованы и защищены посредством формования указанных поверхностей рядом с пленками или тканями. Поверхности могут быть очищены и/или подвергнуты текстурированию посредством очистки щеткой, шлифования или посредством использования химикатов, процесса обдувки, такой как обдувка криогенным СО, лазерной абляции или посредством любых других технологических процессов или комбинаций технологических процессов, обычно известных среднему специалисту в данной области техники.
Как показано в целом на фиг.13, разработана пресс-форма 50 для образования элементов 32 внутри протектора 20. Пресс-форма 50 может быть использована для образования любого элемента 32, рассмотренного выше, или любого его варианта. Пресс-форма 50 обычно содержит множество частей пресс-формы, которые образуют полость 56 пресс-формы. В варианте осуществления, показанном на фиг.13, пресс-форма 50 по существу включает в себя противоположные части 52, 54 пресс-формы, которые вместе образуют полость 56 пресс-формы. Каждая из первой части 52 пресс-формы и второй части 54 пресс-формы может включать в себя элементы для образования любого заданного элемента протектора в протекторе 20. Например, элементы 58 пресс-формы могут проходить в полость 56 от первой части 52 пресс-формы для образования элемента протектора, такого как канавки или щелевидные дренажные канавки, вдоль наружной поверхности 22 протектора. Кроме того, вторая часть 54 пресс-формы включает в себя один или более элементов 60, предназначенных для образования пустых полостей и проходящих от нижней поверхности 55. Каждый элемент 60, предназначенный для образования пустой полости, обеспечивает образование элемента 28 и/или соответствующей пустой полости 29 вдоль нижней стороны 24 протектора 20. Вторая часть 54 пресс-формы также включает в себя один или более элементов 62 для образования углублений, предназначенных для образования одного или более углублений 64.
Углубления 64 образованы между элементом 60, предназначенным для образования пустой полости, и нижней поверхностью 55 пресс-формы и вместе с элементами 62, предназначенными для образования углублений. Каждое углубление 64 обеспечивает образование любого элемента 32, раскрытого или рассмотренного выше, в соответствующем протекторе 20. Одно или более углублений 64 проходят, по меньшей мере, на части ширины элемента, предназначенного для образования пустой полости, как один или более элементов 32 проходят по ширине пустой полости 29, рассмотренной выше. В определенных вариантах осуществления одно или более углублений 64 могут проходить, по меньшей мере, приблизительно на 0,5 мм, 1 мм или 2 мм. Углубления 64, имеющие меньшую ширину, могут быть предусмотрены в других вариантах осуществления. Кроме того, элемент 62, предназначенный для образования углубления, может образовывать уменьшенное отверстие 30а пустой полости 29 в протекторе 20 и может иметь ширину, по существу аналогичную любой ширине уменьшенного отверстия 30а, рассмотренного выше. В определенных вариантах осуществления элемент 62, предназначенный для образования углубления, имеет ширину, составляющую приблизительно 2 мм или менее или 1 мм или менее. В других вариантах осуществления элемент 62, предназначенный для образования углубления, может иметь большую ширину.
Элементы 62, предназначенные для образования углублений, обеспечивает удерживание элементов 60, предназначенных для образования пустых полостей, на некотором расстоянии от нижней поверхности 55, которая обеспечивает образование поверхности 24 нижней стороны протектора. Элемент 60, предназначенный для образования пустой полости, и соответствующий элемент 62, предназначенный для образования углубления, могут быть образованы как один элемент пресс-формы или могут быть образованы независимо и впоследствии соединены для использования в пресс-форме 50. Предусмотрено, что элементы 62, предназначенные для образования углублений, могут отсутствовать, и вместо этого часть элемента 60, предназначенного для образования пустой полости, может служить в качестве элемента 62, предназначенного для образования углубления. Элементы 60 и/или 62 пресс-формы могут быть образованы вместе с соответствующей частью 54 пресс-формы или могут быть образованы отдельно и присоединены к части 54 пресс-формы любыми известными средствами, например посредством использования крепежных элементов или сварки.
В других вариантах осуществления, таких как показанный в качестве примера на фиг.14, одно или более углублений 64, предназначенных для образования элементов 32, могут проходить в нижнюю поверхность 55 полости. В подобных вариантах осуществления пресс-форма 50 обычно используется для образования элементов 32, которые формуют в открытом положении, как рассмотрено выше и в целом показано на фиг.10а-11, и которые проходят наружу (то есть вниз) от поверхности 24 нижней стороны протектора. Пресс-форма 50 также может включать в себя элементы 66 для образования пазов, предназначенные для образования пазов 36 в протекторе 20. Пресс-форма 50 также может включать в себя любые другие элементы или углубления для образования любых других элементов или частей протектора 20, рассмотренных выше, или любых их вариантов.
Несмотря на то, что данное изобретение было описано со ссылкой на конкретные варианты его осуществления, следует понимать, что подобное описание приведено в качестве иллюстрации, а не в качестве ограничения. Соответственно, объем и содержание изобретения должны быть ограничены только объемом приложенной формулы изобретения.