ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА, ПРОТЕКТОРНЫЙ СЛОЙ И ПРОТЕКТОРНЫЙ БЛОК, СОДЕРЖАЩИЕ ЩЕЛЕВИДНУЮ ПРОРЕЗЬ, А ТАКЖЕ ЛАМЕЛЬНАЯ ПЛАСТИНА ДЛЯ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
PNEUMATIC TIRE, TREAD LAYER AND TREAD BLOCK CONTAINING A SLIT-LIKE SLOT, AS WELL AS A LAMMELA PLATE FOR ITS MANUFACTURE

Область техники
Настоящее изобретение относится к пневматической шине или протекторному слою с протекторными блоками, внутри которых имеются щелевидные прорези, в частности, к усовершенствованной форме щелевидной прорези, способной обеспечить лучшее сцепление шины с дорогой. Настоящее изобретение также относится к ламельной пластине, которая используется в процессе изготовления пневматической шины для формирования указанной щелевидной прорези. Настоящее изобретение также относится к использованию указанной ламельной пластины для изготовления шины или протекторного слоя. Настоящее изобретение относится, далее, к способу изготовления ламельной пластины согласно настоящему изобретению.
Уровень техники
Протектор традиционной пневматической шины показан на фиг. 1. Пневматическая шина, как известно, содержит протекторный слой с протектором, содержащим кольцевые и поперечные канавки 1 на наружной поверхности, причем указанные канавки формируют ряд выступающих частей, например ребер, заплечиков и протекторных блоков. Протектор предназначен для контакта при качении с опорной поверхностью, например с дорогой. Канавки 1 предназначены для удаления из протектора воды и/или грязи, которая может находиться на опорной поверхности, чтобы контакт между протектором и опорной поверхностью был как можно более плотным и постоянным. Протекторы шин определенных типов, например зимних шин, снабжены рядом щелевидных прорезей 11, идущих под разными углами относительно направления движения шины. Щелевидные прорези 11 не только улучшают контакт шины с опорой в дождь, но также улучшают сцепление с дорогой, устойчивость при торможении и боковую устойчивость на снегу благодаря захвату снега, а также созданию большего количества кромок сцепления. Щелевидные прорези, кроме того, облегчают деформацию каучукового материала, делая шину эффективно более мягкой. Это также повышает трение.
Пример сегодняшнего использования щелевидной прорези 11 показан на фиг. 1, на которой вид сверху щелевидной прорези 11 демонстрирует один или несколько периодов волнистой линии, изгибающейся назад и вперед в продольном направлении щелевидной прорези, с двумя или несколькими точками изгиба 12. Между двумя щелевидными прорезями 11 располагаются ламели 13. Ламельные пластины 33, используемые в процессе изготовления пневматической шины для формирования указанных типов щелевидных прорезей 11, показаны для примера на фиг. 3а и ФИГ. 3b. Процесс изготовления указанных ламельных пластин 33 содержит изгиб плоской пластины до получения желаемой формы с точками изгиба 32.
Сущность изобретения
Задача настоящего изобретения состоит в улучшении свойств пневматической шины, имеющей в протекторном блоке ламели и щелевидные прорези, чтобы ламели могли работать более эффективно в смысле улучшенного сцепления с дорогой и повышенной устойчивости вследствие более эффективной фиксации ламели.
Задача настоящего изобретения состоит также в предложении ламельной пластины, способной создать щелевидную прорезь согласно настоящему изобретению, причем ламельная пластина должна быть проста в изготовлении, чтобы можно было снизить стоимость и время изготовления шины.
Один из вариантов осуществления настоящего изобретения представляет протекторный блок 200 (см. фиг. 9 и 12а). Такой протекторный блок 200 может быть протекторным блоком 200 шины 90 или протекторным блоком протекторного слоя 100, который может быть использован для формирования протектора шины, как показано на фиг. 12а и 12b. Заготовка 92 шины может быть покрыта протекторным слоем 100 для формирования шины 90, содержащей протектор с протекторными блоками 200. Такой протекторный блок 200 снабжен щелевидными прорезями 21 и может быть использован как часть протекторного слоя 100 или как часть протектора шины 90. По меньшей мере, некоторые из щелевидных прорезей 21 открыты на верхнем конце (обозн. «ВЕРХ», см. фиг. 1, 2с, 8, 10а, 12а) с выходом на поверхность протекторного блока 200, дном, находящимся в протекторном блоке, и первой боковой стенкой 26а и второй боковой стенкой 26b (см. фиг. 2а), искривленными в направлении длины щелевидной прорези 21. Форма первой щелевидной прорези 21 щелевидных прорезей 21 определяет на каждой глубине d первой щелевидной прорези 21 кривую линию пересечения первой щелевидной прорези 21 с поверхностью (107а, 107b; см. фиг. 2а и 10b), которая геометрически конгруэнтна поверхности протекторного блока 200, параллельна ей, и находится на глубине d, отмеренной от открытого верха «ВЕРХ». По меньшей мере первая щелевидная прорезь 21 из щелевидных прорезей 21 протекторного блока 200 сформирована так, что на всех глубинах, в пределах от открытого верха «ВЕРХ» первой щелевидной прорези 21 до первой переходной глубины d1, кривая линия 210 содержит по меньшей мере одну точку 22а изгиба, имеющую внутренний угол 220а, который имеет радиус кривизны менее
0. 3 мм, предпочтительно - менее 0,25 мм, а более предпочтительно - от 0 до 0,2 мм. Эта первая переходная глубина d1 может составлять, например, по меньшей мере 0,3 мм, по меньшей мере 0,5 мм или по меньшей мере 1,0 мм. Первая переходная глубина d1 может составлять, например, от 0,3 мм до 6 мм, от 0,5 мм до 6 мм или от 1,0 мм до 6 мм.
Пневматическая шина 90 содержит протектор, предназначенный для контакта при качении с опорной поверхностью; указанный протектор имеет форму цилиндра 971 (фиг. 9) с первым радиусом r1 и содержит протекторные блоки 200 с щелевидными прорезями 21; по меньшей мере, некоторые из щелевидных прорезей открыты вверху («ВЕРХ», фиг. 1, 2с, 8, 9), с выходом на поверхность протекторного блока, дном, находящимся в протекторном блоке, и первой боковой стенкой 26а и второй боковой стенкой 26b, искривленными в направлении длины щелевидной прорези. Пересечение по меньшей мере одной из щелевидных прорезей с поверхностью цилиндра 972, соосного с шиной и имеющего второй радиус r2, образует кривую линию 210. Таким образом, глубина d, на которой наблюдается кривая линия 210, равна разности между первым радиусом r1 и вторым радиусом r2. В одном из вариантов осуществления боковые стенки 26а, 26b имеют геометрически конгруэнтные поверхности. Это повышает фиксацию соседних ламелей на шине.
В одном из вариантов осуществления пневматической шины 90 согласно настоящему изобретению по меньшей мере первая щелевидная прорезь 21 из щелевидных прорезей 21 сформирована так, что на всех глубинах в пределах от открытого верха «ВЕРХ» первой щелевидной прорези 21 до первой переходной глубины d1 кривая линия 210 содержит по меньшей мере одну точка 22а изгиба, имеющую внутренний угол 220а с радиусом кривизны менее 0,3 мм, предпочтительно - менее 0,25 мм, а более предпочтительно - от 0 до 0,2 мм. Первая переходная глубина d1 может составлять по меньшей мере 0,3 мм, например, по меньшей мере 0,5 мм или по меньшей мере 1 мм, например, от 0,3 до 6 мм, от 0,5 до 6 мм или от 1,0 до 6 мм. В одном из вариантов осуществления по меньшей мере одна точка 22а изгиба имеет угол DA изгиба, который меньше 90 градусов, предпочтительно - меньше 75 градусов. В одном из примеров угол изгиба может составлять 90 градусов или больше.
На определенной глубине, превышающей вторую переходную глубину d2, кривая линия 210 может содержать такие точки 22b изгиба, имеющие внутренний скругленный угол 220b с радиусом кривизны, составляющим по меньшей мере 0,3 мм, предпочтительно - по меньшей мере 0,5 мм (см. фиг. 2b). В одном из примеров вторая переходная глубина d2 больше, чем первая переходная глубина d1. В одном из примеров вторая переходная глубина d2 по меньшей мере на 0,5 мм больше, чем первая переходная глубина d1. В одном из вариантов осуществления на определенной глубине d, превышающей вторую переходную глубину d2, кривая линия 210 содержит только такие точки 22b изгиба, которые имеют внутренний скругленный угол 220b с радиусом кривизны, составляющим по меньшей мере 0,3 мм, предпочтительно - по меньшей мере 0,5 мм.
В одном из примеров пневматической шины согласно настоящему изобретению дно первой щелевидной прорези 21 имеет неровную или искривленную поверхность, причем глубина, замеренная от поверхности протекторного блока 200 до дна первой щелевидной прорези 21 в первой первичной точке, отличается от глубины, замеренной от поверхности протекторного блока до дна щелевидной прорези 21 в другой, второй первичной точке. Более глубокое из этих местоположений может быть расположено ближе к центру щелевидной прорези, чем то, которое ближе к поверхности.
В одном из примеров пневматической шины первая боковая стенка 26а щелевидной прорези 21 содержит выступ или впадину, а вторая боковая стенка 26b щелевидной прорези 21 содержит геометрически конгруэнтные впадину или выступ, соответственно. Таким образом, первая и вторая боковые стенки (26а, 26b) образуют фиксирующий элемент, выполненный с возможностью взаимной фиксации первой и второй боковых стенок (26а, 26b) щелевидной прорези в процессе использования шины.
В одном из примеров пневматической шины согласно настоящему изобретению первая боковая стенка 26а первой щелевидной прорези 21 и вторая боковая стенка 26b первой щелевидной прорези 21 могут включать, по меньшей мере, две плоскости (Р1, Р2; фиг. 8), которые образуют друг с другом угол в глубинном направлении щелевидной прорези таким образом, что пересечение этих плоскостей (Р1, Р2) идет в направлении, образующем угол, по меньшей мере, 15 градусов с нормалью к поверхности протекторного блока 200. Угол между этим направлением и нормалью к поверхности протекторного блока может составлять, например, по меньшей мере, 45 градусов или, по меньшей мере, 60 градусов.
В одном из примеров пневматической шины согласно настоящему изобретению первая боковая стенка 26а первой щелевидной прорези 21 и вторая боковая стенка 26b первой щелевидной прорези 21 могут включать, по меньшей мере, две плоскости (Р1, Р2), которые образуют друг с другом угол в глубинном направлении щелевидной прорези таким образом, что пересечение этих плоскостей (Р1, Р2) параллельно поверхности протектора шины.
В одном из примеров пневматической шины согласно настоящему изобретению первая боковая стенка 26а первой щелевидной прорези 21 и вторая боковая стенка 26b первой щелевидной прорези 21 могут быть сконфигурированы таким образом, что на данной глубине d:
- в некоторой первой вторичной точке 68а (фиг. 6) кривая линия 210 идет в некотором первом направлении, причем первая вторичная точка 68а определяет первую тангенциальную плоскость, в которой лежат первая вторичная точка, первое направление и направление в глубину,
- в некоторой второй вторичной точке 68b кривая линия 210 идет в некотором втором направлении, которое параллельно первому направлению или образует угол не более 30 градусов с первым направлением, причем вторая вторичная точка определяет вторую тангенциальную плоскость, в которой лежат вторая вторичная точка, второе направление и направление в глубину, и
- первая или вторая боковая стенка содержит выступ 69 между первой вторичной точкой и второй вторичной точкой, причем этот выступ выступает в одном и том же направлении от первой тангенциальной плоскости и от второй тангенциальной плоскости.
В еще одном примере пневматической шины согласно настоящему изобретению в первой щелевидной прорези 21:
- кривая линия 210 содержит по меньшей мере три точки изгиба между первой вторичной точкой 68а и второй вторичной точкой 68b;
предпочтительно
- кривая линия 210 содержит, по меньшей мере, четыре точки изгиба между первой вторичной точкой 68а и второй вторичной точкой 68b; более предпочтительно
- кривая линия 210 содержит, по меньшей мере, четыре точки изгиба между первой вторичной точкой 68а и второй вторичной точкой 68b и
по меньшей мере, в одной из точек изгиба образуется угол изгиба меньше 85 градусов.
В одном из вариантов осуществления максимальная глубина первой щелевидной прорези составляет от 4 мм до 10 мм. В одном из вариантов осуществления минимальная глубина первой щелевидной прорези составляет от 1 мм до 3 мм. В одном из вариантов осуществления глубина прорези непрерывно возрастает от нуля до максимальной глубины. В одном из вариантов осуществления максимальная ширина первой щелевидной прорези составляет не более 3 мм или не более 2 мм; например от 0,2 мм до 3 мм или от 0,2 мм до 2 мм. В одном из вариантов осуществления длина первой щелевидной прорези составляет от 4 мм до 10 см, например от 1 см до 10 см. Понятно, что шина может содержать также другие щелевидные прорези, длина, ширина и глубина которых могут варьироваться соответственно рисунку протектора. Для примера, на фиг. 1а и 10а показаны щелевидные прорези разной длины.
Шину 90 можно рассматривать как шину, содержащую вышеуказанный протекторный блок 200. То, что было сказано о щелевидных прорезях шины 90, приложимо и к щелевидным прорезям протекторного блока 200. Шину 90 можно рассматривать как шину, содержащую вышеуказанный протекторный слой 100. То, что было сказано о щелевидных прорезях шины 90, приложимо и к щелевидным прорезям протекторного слоя 100.
Шина 90 может быть изготовлена, например, в пресс-форме, содержащей ламельные пластины для образования первой щелевидной прорези 21 и остальных щелевидных прорезей 21.
В альтернативном варианте протектор шины 90 может быть изготовлен наложением протекторного слоя 100 на заготовку 92 шины (см. фиг 12а и 12b). Протекторный слой 100 может продаваться, например, как плоский объект, опционно - в форме рулона. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения указанный протекторный слой 100 содержит протектор, предназначенный для контакта при качении с опорной поверхностью; причем, по меньшей мере, первая щелевидная прорезь щелевидных прорезей 21 сформирована так, что на всех глубинах, в пределах от открытого верха ТОР первой щелевидной прорези 21 до первой переходной глубины d1, кривая линия 210 содержит, по меньшей мере, одну точку 22а изгиба, в которой образуется внутренний угол 220а с радиусом кривизны менее 0,3 мм, предпочтительно менее 0,25 мм и более предпочтительно от 0 до 0,2 мм. Вышеуказанные значения приложимы здесь так же, как и для значений первой переходной глубины d1. Здесь кривая линия 210 относится к пересечению первой щелевидной прорези 21 с поверхностью (107а, 107b), которая геометрически конгруэнтна поверхности протекторного слоя 100, параллельна ей и находится на глубине d, отмеренной от открытого верха «ВЕРХ». Кроме того, эта глубина представляет собой расстояние между открытым верхом «ВЕРХ» первой щелевидной прорези 21 и пересечением этой щелевидной прорези с поверхностью, которая геометрически конгруэнтна поверхности протекторного слоя 100.
В одном из вариантов осуществления на определенной глубине, превышающей вторую переходную глубину d2, кривая линия 210 содержит такие точки 22b изгиба, в которых образуется внутренний скругленный угол 220b с радиусом кривизны, по меньшей мере, 0,3 мм, предпочтительно, по меньшей мере, 0,5 мм. В одном из примеров вторая переходная глубина d2 больше, чем первая переходная глубина d1. В одном из примеров вторая переходная глубина d2, по меньшей мере, на 0,5 мм больше, чем первая переходная глубина dl В одном из примеров на глубине, превышающей вторую переходную глубину d2, кривая линия 210 содержит только такие точки 22b изгиба, в которых образуется внутренний скругленный угол 220b с радиусом кривизны, по меньшей мере, 0,3 мм, предпочтительно, по меньшей мере, 0,5 мм. По меньшей мере, в одной точке 22а изгиба образуется угол изгиба DA, который меньше 90 градусов, предпочтительно меньше 85 градусов или меньше 75 градусов. В одном из примеров этот угол изгиба может составлять 90 градусов или больше.
В одном из вариантов осуществления боковые стенки 26а, 26b щелевидной прорези протекторного слоя 100 геометрически конгруэнтны. Это улучшает фиксацию соседних ламелей в шине.
В одном из примеров протекторного слоя 100 согласно настоящему изобретению дно первой щелевидной прорези может иметь неровную или искривленную поверхность, причем глубина, замеренная от поверхности протекторного блока до дна первой щелевидной прорези в некоторой первой первичной точке, отличается от глубины, замеренной от поверхности протекторного блока до дна щелевидной прорези в некоторой второй первичной точке.
В одном из примеров протекторного слоя 100 согласно настоящему изобретению в первой щелевидной прорези первая боковая стенка 26а и вторая боковая стенка 26b могут включать, по меньшей мере, две плоскости, которые образуют друг с другом угол в глубинном направлении щелевидной прорези таким образом, что пересечение этих плоскостей параллельно поверхности протекторного блока 200.
В одном из примеров протекторного слоя 100 согласно настоящему изобретению в первой щелевидной прорези первая боковая стенка и вторая боковая стенка могут быть сконфигурированы таким образом, что для данной глубины:
в некоторой первой вторичной точке кривая линия 210 идет в некотором первом направлении, причем первая вторичная точка определяет первую тангенциальную плоскость, в которой лежат первая вторичная точка, первое направление и направление в глубину,
в некоторой второй вторичной точке кривая линия 210 идет в некотором втором направлении, которое параллельно первому направлению или образует угол не более 30 градусов с первым направлением, причем вторая вторичная точка определяет вторую тангенциальную плоскость, в которой лежат вторая вторичная точка, второе направление и направление в глубину, и
первая или вторая боковая стенка содержит выступ между первой вторичной точкой и второй вторичной точкой, причем этот выступ выступает в одном и том же направлении от первой тангенциальной плоскости и от второй тангенциальной плоскости.
В еще одном примере протекторного слоя 100 согласно настоящему изобретению в первой щелевидной прорези:
кривая линия 210 содержит, по меньшей мере, три точки изгиба между первой вторичной точкой и второй вторичной точкой;
предпочтительно
кривая линия 210 содержит, по меньшей мере, четыре точки изгиба между первой вторичной точкой и второй вторичной точкой; более предпочтительно
кривая линия 210 содержит, по меньшей мере, четыре точки изгиба между первой вторичной точкой и второй вторичной точкой и,
по меньшей мере, в одной из точек изгиба образуется угол изгиба меньше 85 градусов.
Для щелевидной прорези 21 протекторного блока 100 подходят размеры, указанные выше для щелевидных прорезей 21 шины 90 и/или протекторного блока 200.
Протекторный слой 100 можно рассматривать как протекторный слой, содержащий вышеуказанный протекторный блок 200. Шину 90 можно рассматривать как шину, содержащую вышеуказанный протекторный слой 100. Как указано выше, свойства первой щелевидной прорези 21 будут те же в протекторном блоке 200, в протекторном слое 100 и в шине 90.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения ламельная пластина 43, 53, 63, 73, 83 (см. фиг. 2с, 4а, 4b, 5, 6, 7а, 7b и 8) для использования в процессе изготовления пневматической шины 90, протекторного слоя 100 или протекторного блока 200 согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения сконфигурирована для формирования щелевидных прорезей 21, раскрытых выше. С помощью ламельной пластины 43, 53, 63, 73, 83 щелевидная прорезь 21 образуется в протекторном блоке 200, например, протекторного слоя 100 или шины 90. Ламельная пластина имеет донную поверхность 44, 54, 64, 74, 84 и верхнюю поверхность 45, 55, 75, 85, которая находится на расстоянии от донной поверхности 44, 54, 64, 74, 84 в направлении высоты h ламельной пластины 43, 53, 63, 73, 83. Ламельная пластина имеет первую боковую стенку 46а, 56а, 66а, 76а, 86а и вторую боковую стенку 46b, 56b, 66b, 76b, 86b, искривленные в направлении длины L пластины 43, 53, 63, 73, 83, причем направление длины L перпендикулярно высоте h. Боковые стенки могут иметь геометрически конгруэнтные поверхности. Пересечение ламельной пластины 43, 53, 63, 73, 83 с плоскостью P, нормаль к которой параллельна высоте h ламельной пластины 43, 53, 63, 73, 83, образует кривую линию 110 (см. фиг. 4а). В одном из вариантов осуществления на всех высотах в пределах от высоты hs поверхности до первой переходной высоты М кривая линия 110 содержит, по меньшей мере, одну точку изгиба 42, 52, 62, 72, 82, в которой образуется внутренний угол 420, 520, 620, 720, 820а с радиусом кривизны менее 0,3 мм, предпочтительно менее 0,2 мм и более предпочтительно от 0 до 0,2 мм, причем указанная высота это расстояние между верхней поверхностью и секущей плоскостью Р. При этом высота замеряется от верхней поверхности 44, 54, 64, 74, 84 ламельной пластины 43, 53, 63, 73, 83 до плоскости Р. В процессе изготовления ламельная пластина 43, 53, 63, 73, 83 может быть вставлена в протекторный блок 200 таким образом, чтобы высота hs поверхности ламельной пластины располагалась на уровне поверхности протекторного блока.
В некоторых примерах ламельных пластин 73, 83 согласно настоящему изобретению разность между указанной первой переходной высотой h1 и указанной высотой hs поверхности может составлять, по меньшей мере, 0,3 мм, 0,5 мм или, по меньшей мере, 1,0 мм, например от 0,3 мм до 6 мм, от 0,5 мм до 6 мм или от 1,0 до 3 мм.
В одном из вариантов осуществления на определенной высоте h, превышающей вторую переходную высоту h2, кривая линия 110 содержит такие изгибы 720b, 820b, радиус кривизны которых составляет, по меньшей мере, 0,3 мм или, по меньшей мере, 0,5 мм. В одном из вариантов осуществления на высоте h, превышающей вторую переходную высоту h2, кривая линия 110 содержит только такие изгибы 720b, 820b, радиус кривизны которых составляет, по меньшей мере, 0,3 мм или, по меньшей мере, 0,5 мм. В одном из примеров, по меньшей мере, в одной точке изгиба 72, 82 образуется угол изгиба, который меньше 90 градусов, предпочтительно меньше 75 градусов. В одном из примеров угол изгиба может составлять 90 градусов или больше.
В некоторых примерах ламельных пластин 43, 53, 63, 73, 83 согласно настоящему изобретению верхняя поверхность 45, 55, 75, 85 ламельной пластины может быть неровной или искривленной, причем высота, замеренная от донной поверхности 44, 54, 64, 74, 84 до верхней поверхности 45, 55, 75, 85 ламельной пластины в некоторой первой первичной точке O1, отличается от высоты, замеренной от донной поверхности 44, 54, 64, 74, 84 до верхней поверхности 45, 55, 75, 85 ламельной пластины в некоторой второй первичной точке O2 (см. фиг. 4а). Высота h ламельной пластины в ее центральной части может превышать ее высоту в граничной зоне.
В одном из примеров первая боковина ламельной пластины содержит выступ или впадину, а вторая боковина ламельной пластины содержит геометрически конгруэнтные впадину или выступ, соответственно. Таким образом, боковины ламельной пластины сконфигурированы для формирования фиксирующего элемента, выполненного для взаимной фиксации первой и второй боковых стенок щелевидной прорези в процессе использования шины.
В одном из примеров ламельных пластин 73, 83 согласно настоящему изобретению указанные первая боковая стенка 76а, 86а и вторая боковая стенка 76b, 86b могут включать, по меньшей мере, две плоскости Р1, Р2 (фиг. 8), которые образуют друг с другом угол в высотном направлении ламельной пластины таким образом, что пересечение этих плоскостей идет в направлении, образующем угол, по меньшей мере, 15 градусов с высотным направлением ламельной пластины. Пересечение этих плоскостей может идти в направлении, образующем угол, по меньшей мере, 45 градусов или, по меньшей мере, 60 градусов с высотным направлением ламельной пластины.
В некоторых примерах ламельных пластин 73, 83 согласно настоящему изобретению указанные первая боковая стенка 76а, 86а и вторая боковая стенка 76b, 86b могут включать, по меньшей мере, две плоскости Р1, Р2, которые образуют друг с другом угол в высотном направлении ламельной пластины таким образом, что пересечение этих плоскостей идет параллельно верхней поверхности ламельной пластины (фиг. 8).
В одном из примеров ламельной пластины 53, 63 согласно настоящему изобретению (см., например, фиг. 6) указанные первая боковая стенка 56а, 66а и вторая боковая стенка 56b, 66b могут быть сконфигурированы таким образом, что для данной высоты:
в некоторой первой вторичной точке 58а, 68а указанная линия идет в некотором первом направлении напр. 1, причем первая вторичная точка определяет первую тангенциальную плоскость, в которой лежат первая вторичная точка, первое направление и направление высоты,
- в некоторой второй вторичной точке 58b, 68b указанная линия идет в некотором втором направлении напр. 2, которое параллельно первому направлению или образует угол не более 30 градусов с первым направлением, причем вторая вторичная точка определяет вторую тангенциальную плоскость, в которой лежат вторая вторичная точка, второе направление и направление высоты, и
- первая или вторая боковая стенка содержит выступ 59, 69 между первой вторичной точкой 58а, 68а и второй вторичной точкой 58b, 68b, причем выступ 59, 69 выступает в одном и том же направлении от первой тангенциальной плоскости и от второй тангенциальной плоскости.
В еще одном примере ламельной пластины 53, 63 согласно настоящему изобретению:
- кривая линия 110 содержит, по меньшей мере, три точки 52, 62 изгиба между первой вторичной точкой и второй вторичной точкой;
предпочтительно
- кривая линия 110 содержит, по меньшей мере, четыре точки 52, 62 изгиба между первой вторичной точкой и второй вторичной точкой; более предпочтительно
кривая линия 110 содержит, по меньшей мере, четыре точки 52, 62 изгиба между первой вторичной точкой и второй вторичной точкой и, по меньшей мере, в одной из точек 52, 62 изгиба образуется угол изгиба меньше 90 градусов, меньше 85 градусов или меньше 75 градусов.
В одном из вариантов осуществления минимальная высота ламельной пластины составляет, по меньшей мере, 0,3 мм, например, по меньшей мере, 0,6 мм или, например, по меньшей мере 1 мм. В одном из вариантов осуществления максимальная ширина ламельной пластины составляет не более 3 мм или не более 2 мм; например от 0,2 мм до 3 мм или от 0,2 мм до 2 мм. В одном из вариантов осуществления длина ламельной пластины составляет от 4 мм до 10 см, например от 1 см до 10 см. Понятно, что набор ламельных пластин сконфигурирован для формирования, по меньшей мере, некоторых из щелевидных прорезей шины. Размеры ламельных пластин этого набора могут варьироваться соответственно потребностям, как показано выше для соответствующих щелевидных прорезей. Набор ламельных пластин содержит первую ламельную пластину и вторую ламельную пластину, причем длина второй ламельной пластины больше длины первой ламельной пластины.
Ламельная пластина в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения содержит металл; предпочтительно, ламельная пластина состоит из металла или металлического сплава.
Ламельная пластина может быть использована для изготовления, по меньшей мере, одного из следующих изделий: протекторного блока 200, протекторного слоя 100 или шины 90.
Способ изготовления ламельной пластины в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения содержит шаг, на котором производят съем материала с заготовки ламельной пластины. Таким образом, ламельная пластина может быть изготовлена механической обработкой заготовки. Альтернативно (или дополнительно), такой способ может включать шаг, на котором добавляют материал к заготовке ламельной пластины. Шаг, на котором добавляют материал, может включать, например, использование клеев и/или использование технологии 3D-печати. Таким образом, могут быть получены острые углы. В одном из вариантов осуществления ламельную пластину не гнут, а изготавливают только путем добавления и/или съема материала. Естественно, в одном из вариантов осуществления пластину могут также и гнуть; однако острые углы не могут быть получены только изгибом.
Краткое описание графических материалов
На фиг. 1 показана часть протектора традиционной пневматической шины;
на фиг. 2а показаны с увеличением примеры щелевидных прорезей согласно настоящему изобретению на глубине, меньшей первой переходной глубины;
на фиг. 2b показаны с увеличением примеры щелевидных прорезей в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения на глубине, превышающей вторую переходную глубину;
на фиг. 2 с показана щелевидная прорезь, изготовленная с использованием ламельной пластины по фиг. 4а;
на фиг. 3а и 3b показаны традиционные ламельные пластины;
на фиг. 4а показан пример ламельной пластины согласно настоящему изобретению;
на фиг. 4b показан вид сверху ламельной пластины, представленной на фиг. 4а;
на фиг. 5 показан другой пример ламельной пластины в одном из вариантов осуществления изобретения;
на фиг. 6 показан вид сверху другого примера ламельной пластины, имеющей форму, аналогичную представленной на фиг. 5, в одном из вариантов осуществления изобретения;
на фиг. 7а и 7b показан пример ламельной пластины в одном из вариантов осуществления изобретения;
на фиг. 8 показана щелевидная прорезь, изготовленная с использованием ламельной пластины по фиг. 7а и 7b;
на фиг. 9 показаны в аксонометрии шина 90 и соосный ей цилиндр 97, пересекающийся с щелевидной прорезью 21;
на фиг. 10а и 10b показаны в аксонометрии (а) и на виде сбоку (b) протекторный слой на шине и поверхности 107а и 107b, которые геометрически конгруэнтны и параллельны поверхности протекторного блока 200;
на фиг. 11а1-11а3 показана часть протекторного блока с щелевидными прорезями первой конфигурации в одном из вариантов осуществления;
на фиг. 11b1-11b3 показана часть протекторного блока с щелевидными прорезями второй конфигурации в одном из вариантов осуществления;
на фиг. 12а показан протекторный слой; и
на фиг. 12b показано наложение протекторного слоя на заготовку шины для формирования шины.
Подробное раскрытие изобретения
На фиг. 9 показана шина 90, имеющая протектор. Протекторный рисунок может быть сформирован на шине с использованием подходящего инструмента методом формовки, или протектор может быть изготовлен наложением протекторного слоя 100 на заготовку 92 шины (фиг. 12а и 12b). Протектор шины содержит протекторные блоки 200 с щелевидными прорезями 21. Функциональное назначение щелевидных прорезей 21 было раскрыто выше в разделе «Уровень техники». Технический результат формы щелевидных прорезей 21 определяется тем, насколько хорошо щелевидные прорези выполняют свою задачу. На фиг. 10а и 10b показаны в аксонометрии и на виде сбоку протекторный слой 100 на шине 90 и две поверхности 107а, 107b, которые геометрически конгруэнтны и параллельны поверхности протекторного блока 200. На фиг. 10а и 10b для ясности показаны лишь несколько щелевидных прорезей 21. Поверхность 107а определяет кривую линию 210 на некоторой первой глубине d01 (такие линии 210 показаны, например, на фиг 10а, 9 и 2а). Поверхность 107b определяет кривую линию 210 на некоторой первой глубине d02. Такие глубины d01 и d02 могут определить, например, кривые линии 210а и 210b на фиг. 8. Протекторный блок 200 содержит каучук, например синтетический каучук или природный каучук. Шина 90 в типовом случае содержит усиливающую ленточную конструкцию, слои, боковые стенки и борта. Борта выполнены с возможностью посадки на колесо транспортного средства.
Как показано на фиг. 9, шина 90 содержит протектор, имеющий цилиндрическую форму 971 с первым радиусом r1. Протектор содержит протекторные блоки 200 с щелевидными прорезями 21. По меньшей мере, некоторые из щелевидных прорезей открыты на верхнем конце - обозначено «ВЕРХ» (см. фиг. 1, 2с, и 8), выходя на поверхность протекторного блока 200, а дно «ДНО» (фиг. 8) находится в протекторном блоке. Таким образом, щелевидные прорези 21 имеют первую боковую стенку 26а и вторую боковую стенку 26b (см. фиг. 2а), искривленные в направлении длины щелевидной прорези 21. Пересечение, по меньшей мере, одной из щелевидных прорезей 21 с поверхностью цилиндра 972, соосного с шиной и имеющего второй радиус r2, образует кривую линию 210 на некоторой глубине d, причем глубина d равна разности между первым радиусом r1 и вторым радиусом r2 (см. фиг. 9). Таким образом, форма кривой линии 210 может зависеть от глубины, на которой рассматривается щелевидная прорезь. Кроме того, по мере износа шины 90, более глубокие части щелевидной прорези выходят на поверхность протекторного блока 200. Как показано на фиг 9, 10а, 10b, 2а и 2b, в одном из вариантов осуществления, по меньшей мере, одна из щелевидных прорезей 21 выполнена так, что на всех глубинах в пределах от открытого верха щелевидной прорези до первой переходной глубины d1 кривая линия 210, определяемая конгруэнтными боковыми стенками, содержит по меньшей мере одну точку 22а изгиба, образующего острый внутренний угол 220а. Это соответствует новой, неизношенной шине 90. Как показано выше, по мере износа шины 90 внешний вид щелевидной прорези может меняться.
В контексте описания настоящего изобретения термин «острый» относится к точке 22а изгиба кривой линии 210, и именно к такой точке 22а изгиба, в которой образуется внутренний угол 220а с малым радиусом кривизны (см. фиг. 2а). В одном из примеров настоящего изобретения радиус кривизны острого внутреннего угла 220а может быть менее 0,3 мм. В другом примере настоящего изобретения радиус кривизны острого внутреннего угла 220а может быть менее 0,25 мм. В еще одном примере настоящего изобретения радиус кривизны может быть от 0 до 0,2 мм. Этот острый внутренний угол 220а может быть настолько острым, что невооруженному глазу точка 22а изгиба представляется точкой пересечения двух линий, например двух прямых линий или двух кривых намного большего радиуса кривизны (например, по меньшей мере, 1 см). Другими словами, в одном из вариантов осуществления невооруженным глазом скругления внутреннего угла 220а может не наблюдаться. Следует заметить, что в случае, когда кривая линия 210 содержит точку 22а изгиба с острым внутренним углом 220а, соответствующий наружный угол ламели 23, которая образует боковину щелевидной прорези, - также острый.
Соответственно, кривая линия 210 может включать такой наружный угол 232а, что сама щелевидная прорезь 21 в этой точке содержит острый внутренний угол 230а. То, что было сказано выше об остроте внутреннего угла 220а кривой линии 210, в равной мере приложимо к острому внутреннему углу 230а щелевидной прорези 21.
Было обнаружено, что в случае, когда внутренний угол - острый в вышеуказанном смысле, применительно к внутреннему углу 220а кривой линии 210 и/или внутреннему углу 230а щелевидной прорези 21, сцепление протектора шины с дорогой значительно повышается. Вероятнее всего, такая острая часть шины хорошо зацепляет поверхность, например, дорожного полотна или земли. В частности, когда внутренний угол 220а кривой линии 210 - острый, наружный угол ламели 23 - также острый. Такой острый наружный угол ламели 23 хорошо зацепляет поверхность. Кроме того, благодаря острым углам, ламели 23 (т.е. части шины между щелевидными прорезями 21) могут работать более эффективно в смысле улучшенного сцепления с дорогой и повышенной устойчивости, вследствие более эффективной взаимной фиксации ламелей.
В одном из вариантов осуществления первая переходная глубина составляет, по меньшей мере, 6 мм. В таком варианте осуществления щелевидная прорезь может сохранять острый угол существенно весь срок службы шины, при условии, что шина рассчитана на износ 6 мм в процессе использования. В одном из вариантов осуществления шина содержит канавку 1 глубиной dG, при этом первая переходная глубина d1 составляет, по меньшей мере, dG-dGR, т.е., по меньшей мере, глубину dG канавки, за вычетом остаточной глубины dGR канавки. Здесь остаточная глубина dGR канавки относится к остаточной глубине канавки шины, изношенной до такой степени, что использовать ее уже не безопасно (или даже запрещено). Остаточная глубина канавки может составлять, например, по меньшей мере, 2 мм, например, 2 мм, 3 мм или 4 мм. Глубина канавки новой шины может составлять, например, по меньшей мере, 6 мм, например, 6 мм, 8 мм или 10 мм. Канавка 1 остается между двумя протекторными блоками 200. Конкретные примеры пар значений (dG; dGR) включают следующие пары: (6 мм; 2 мм), (8 мм; 2 мм), (10 мм; 2 мм), (6 мм; 3 мм), (8 мм; 3 мм), (10 мм; 3 мм), (6 мм; 4 мм), (8 мм; 4 мм) и (10 мм; 4 мм). Другие значения глубины dG канавки и первой переходной глубины d1 могут применяться соответственно потребностям.
В одном из вариантов осуществления боковые стенки 26а, 26b щелевидной прорези 21 имеют поверхности, которые геометрически конгруэнтны. Такие конгруэнтные поверхности улучшают взаимофиксацию соседних ламелей 23 в процессе движения.
В контексте описания настоящего изобретения термин «конгруэнтны» используется для описания объектов, имеющих идентичные формы и размеры, или объектов, формы и размеры которых зеркально симметричны. Так, например, боковые стенки, которые имеют геометрически конгруэнтные поверхности, представляют собой две противолежащие боковые стенки, формы и размеры которых идентичны в трех измерениях. Кроме того, боковая стенка 26а щелевидной прорези 21 образуется с использованием ламельной пластины, причем боковая стенка 26а геометрически конгруэнтна части боковины соответствующей ламельной пластины. Далее, поверхность, пересечение которой с щелевидной прорезью 21 определяет линию 210, имеет ту же форму, что и поверхность протекторного блока, причем эта пересекающая поверхность также конгруэнтна поверхности протекторного блока.
На фиг. 2а показаны с увеличением некоторые примеры щелевидных прорезей 21 согласно настоящему изобретению. Конкретно, на фиг. 2а показано пересечение щелевидных прорезей 21 с поверхностью цилиндра 972, соосного с шиной 90, на определенной глубине d, которая меньше первой переходной глубины d1. Глубина d может быть нулевой, в этом случае на фиг. 2а могут быть показаны формы щелевидных прорезей 21 на уровне открытого верха «ВЕРХ» (см. фиг. 2с и 8). Как можно видеть на фиг. 2а, кривая линия 210 и/или щелевидная прорезь 21, определяемая двумя боковыми стенками 26а и 26b, содержит острые в вышеуказанном смысле углы 220а и 230а. Переходные глубины d1 и d2 лучше всего видны на фиг. 8. Значения первой переходной глубины d1 были указаны выше. До первой переходной глубины d1 кривая линия 210 или щелевидная прорезь 21 содержит острый в вышеуказанном смысле угол 220а, 230а. Один из эффектов такой конфигурации - улучшение сцепления с дорогой также и для несколько изношенных шин. Первая переходная глубина может составлять, например, по меньшей мере, 6 мм, причем ламель 23 содержит острый угол в течение всего срока службы шины.
Внутренний угол 220а кривой линии 210 определяет также угол изгиба DA, как показано на фиг. 2а. В одном из примеров угол DA изгиба может быть меньше 90 градусов, предпочтительно меньше 85 градусов. В другом примере угол DA изгиба может быть меньше 75 градусов. Один из эффектов такой конфигурации - улучшение сцепления с дорогой. В некоторых примерах возможен также угол изгиба в 90 градусов или больше. Возможные примеры включают угол DA меньше 150 градусов или меньше 120 градусов.
Такая щелевидная прорезь 21 может быть изготовлена с использованием ламельной пластины 43, 53, 63, 73, 83. Примеры ламельных пластин показаны на фиг. 4а, 5 и 7а. Такая ламельная пластина 43, 53, 63, 73, 83 вставляется в протекторный блок 200, причем ламельная пластина образует щелевидную прорезь 21 в протекторном блоке так, что форма щелевидной прорези 21 соответствует форме ламельной пластины 43, 53, 63, 73, 83. В частности, верхняя поверхность 45, 55, 75, 85 ламельной пластины вставляется в протекторный блок для формирования дна «ДНО» щелевидной прорези 21. Как показано на фиг. 5 и 7а, ламельная пластина может содержать отверстия 51, 71. Эти отверстия предназначены для того, чтобы каучук мог течь от одной боковины ламельной пластины к другой ее боковине. Возможность такого течения полезна в случае, когда щелевидные прорези включают острые в вышеуказанном смысле углы. Однако, как показано на фиг. 4а, ламельная пластина без таких отверстий также может быть приемлемой. В процессе изготовления ламельная пластина 43, 53, 63, 73, 83 может быть вставлена в протекторный блок 200 таким образом, что высота hs поверхности ламельной пластины соответствует уровню поверхности протекторного блока. Таким образом, высота hs поверхности ламельной пластины соответствует верху «ВЕРХ» щелевидной прорези. На уровне «ВЕРХ» глубина d щелевидной прорези равна нулю. Пример поверхности на высоте hs показан на фиг. 7b, а соответствующая щелевидная прорезь 21 вместе с ее открытым верхом «ВЕРХ» показаны на фиг. 8. Высота hs поверхности может быть нулевой.
На фиг. 4а, 4b, 5, 6, 7а и 7b показаны примеры ламельных пластин 43, 53, 63, 73, 83 в одном из вариантов осуществления. С использованием таких ламельных пластин 43, 53, 63, 73, 83 в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения могут быть изготовлены щелевидные прорези 21 с острыми углами. Как деталь пресс-формы, содержащая вытесняющий объем, часть ламельной пластины 43, 53, 63, 73, 83 создает в шине 90 или протекторном слое 100 пустое пространство, т.е. щелевидную прорезь 21, соответствующую форме ламельной пластины. Ламельная пластина 43, 53, 63, 73, 83 формы, показанной на фиг. 4а, 4b, 5, 6, 7а и 7b, может быть изготовлена, например, в ходе (по меньшей мере) аддитивного процесса (например, 3D-печати и/или процесса с использованием клея) и/или в ходе процесса съема материала (например, механической обработки).
Как можно видеть на фиг. 4а, 4b, 5, 6, 7а и 7b, на виде сверху ламельных пластин 43, 53, 63, 73, 83 также имеются острые углы. То есть кривая линия 110, которая образуется пересечением ламельной пластины ФИГ. 4а, 4b, 5, 6, 7а и 7b с плоскостью Р, нормаль к которой параллельна высоте h ламельной пластины (см. фиг. 4а), содержит, по меньшей мере, один острый внутренний угол, как определено выше. Дополнительно или альтернативно, сама ламельная пластина содержит острый внутренний угол. Это отличает ее от показанных на фиг. 3а и 3b традиционных ламельных пластин 33, которые могут быть изготовлены изгибом металлической пластины только до разумно больших радиусов кривизны.
Такая ламельная пластина 43, 53, 63, 73, 83 может быть использована для изготовления протекторного блока 200, протекторного слоя 100 или шины 90. Эта ламельная пластина может вводиться в протекторный блок 200, протекторный слой 100 или шину 90 так, чтобы высота h пластины была параллельна глубине щелевидной прорези. Альтернативно, ламельная пластина может вводиться под углом (т.е. так, чтобы высота ламельной пластины образовывала угол с радиальным направлением шины и/или с нормалью к поверхности протекторного блока).
В примерах, показанных на фиг. 4а и 5, боковые стенки 46а, 46b, 56а, 56b ламельных пластин 43, 53 включают несколько плоских поверхностей, в которых лежит направление высоты h ламельной пластины. В примерах на этих фигурах переходная высота велика, причем кривая линия 110, определяемая боковыми стенками 46а, 46b, 56а, 56b, содержит острые углы на всем протяжении до верха ламельной пластины 43, 53.
Также, на фиг. 4а, 4b, 5, 6, 7а и 7b можно видеть, что верхняя поверхность 45, 55, 75, 85 ламельной пластины может быть неровной или искривленной, причем высота, замеренная от донной поверхности 44, 54, 74, 84 до верхней поверхности 45, 55, 75, 85 ламельной пластины в некоторой первой первичной точке O1, отличается от высоты, замеренной от донной поверхности 44, 54, 74, 84 до верхней поверхности 45, 55, 75, 85 ламельной пластины в другой, второй первичной точке O2. Один из эффектов такой конфигурации - повышение сопротивления напряжениям разрыва шины, действующим между соседними щелевидными прорезями. Другой эффект такой конфигурации - устойчивость ламели и протекторного блока, содержащего ламель, под действием поперечных сил. Так, например, если щелевидная прорезь более глубока в центральной части, чем в граничной зоне (или в обеих граничных зонах), это увеличивает поперечную жесткость протекторного блока и ламели. В одном из вариантов осуществления высота ламельной пластины в первой первичной точке O1 меньше высоты ламельной пластины во второй первичной точке O2 и вторая первичная точка O2 находится ближе к центру ламельной пластины, чем первая первичная точка O1.
Как показано на фиг. 11а1, щелевидные прорези 21 в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения могут идти зигзагом. В случае, когда сила F бокового воздействия на шину приложена в некотором первом направлении, протекторный блок деформируется таким образом, что нагруженная часть протекторного блока смещается силой F и боковые стенки этой части местами контактируют с элементами боковых стенок соседних частей протекторного блока, причем боковые части боковых стенок перпендикулярны направлению приложения силы F, как показано на фиг. 11а2. Деформация протекторного блока ограничена сопротивлением соседних частей, так что боковое сцепление с дорогой протектора шины повышается. Однако в случае, когда сила F прикладывается с противоположной стороны, деформация протекторного блока больше, как показано на фиг. 11а3. Поэтому боковое сцепление с дорогой протектора шины в одну боковую сторону может быть слабее, чем в другую.
Далее, в одном из вариантов осуществления изобретения для дальнейшего улучшения сцепления с дорогой предлагается другая конфигурация ламельной пластины и соответствующей щелевидной прорези 21. В примере, относящемся к ламельной пластине, как показано на фиг. 5 и 6, первая боковая стенка 56а, 66а и вторая боковая стенка 56b, 66b могут быть сконфигурированы таким образом, что:
в некоторой первой вторичной точке 58а, 68а кривая линия 110 идет в некотором первом направлении напр. 1, причем первая вторичная точка 58а, 68а определяет первую тангенциальную плоскость (плоскость 1, ФИГ. 6), в которой лежат первая вторичная точка 58а, 68а, первое направление напр. 1 и направление высоты h ламельной пластины,
в некоторой второй вторичной точке 58b, 68b кривая линия 110 идет в некотором втором направлении напр. 2, которое параллельно первому направлению напр. 1 или образует угол не более 30 градусов с первым направлением напр. 1, причем вторая вторичная точка 58b, 68b определяет вторую тангенциальную плоскость (плоскость 2, ФИГ. 6), в которой лежат вторая вторичная точка 58b, 68b, второе направление напр. 2 и направление высоты h ламельной пластины, и первая или вторая боковая стенка 56а, 66а, 56b, 66b содержит выступ 59, 69 между первой вторичной точкой 58а, 68а и второй вторичной точкой 58b, 68b, причем выступ 59, 69 выступает в одном и том же направлении от первой тангенциальной плоскости и от второй тангенциальной плоскости.
На фиг. 6 ламель 23, образованная с использованием ламельной пластины, идет от первой или второй тангенциальной плоскости (плоскости 1, плоскости 2) ко второй или первой тангенциальной плоскости (плоскости 2, плоскости 1), соответственно, причем идет как выступ также и на другой стороне второй или первой тангенциальной плоскости (плоскости 2, плоскости 1), соответственно.
В примере, показанном на фиг 5, кривая линия 110 содержит четыре точки изгиба 52, и в этих точках изгиба 52 углы изгиба - острые; в примере, показанном на фиг 6, указанная линия содержит пять точек изгиба 62, и в некоторых из точек изгиба 62 угол изгиба - острый. Острый угол DA изгиба может быть, например, меньше 90 градусов, меньше 85 градусов или меньше 75 градусов.
Соответствующая щелевидная прорезь 21 шины 90 или протекторного слоя 100, показанная на фиг. 11b1, сформирована таким образом, что
- в некоторой первой вторичной точке кривая линия 210 идет в некотором первом направлении напр. 1, причем первая вторичная точка определяет первую тангенциальную плоскость (плоскость 1, фиг. 11b1), в которой лежат первая вторичная точка, первое направление напр. 1 и направление боковой стенки 26а, 26b щелевидной прорези 21 в первой вторичной точке, причем направление боковой стенки 26а, 26b перпендикулярно первому направлению напр. 1,
- в некоторой второй вторичной точке кривая линия 210 идет в некотором втором направлении напр. 2, которое параллельно первому направлению напр. 1 или образует угол не более 30 градусов с первым направлением напр. 1, причем вторая вторичная точка определяет вторую тангенциальную плоскость (плоскость 2, фиг. 11b1), в которой лежат вторая вторичная точка, второе направление напр. 2 и направление боковой стенки 26а, 26b щелевидной прорези 21 во второй вторичной точке, при этом направление боковой стенки 26а, 26b перпендикулярно второму направлению напр. 2, и
- первая или вторая боковая стенка 26а, 26b содержит выступ 59, 69 между первой вторичной точкой и второй вторичной точкой, причем выступ 59, 69 выступает в одном том же направлении от первой тангенциальной плоскости и от второй тангенциальной плоскости.
Следует заметить, что первая и вторая тангенциальные плоскости могут включать радиальное направление шины 90, если щелевидные прорези образованы вставкой ламельной пластины в шину так, чтобы высота h была параллельна радиальному направлению шины. В этом случае вышеуказанное направление боковой стенки 26а, 26b щелевидной прорези 21, - а направление боковой стенки 26а, 26b перпендикулярно первому (или второму) направлению в первой (или второй) вторичной точке, - будет параллельно глубине щелевидной прорези 21, т.е. радиальному направлению, или, в случае протекторного блока, параллельно нормали к поверхности протекторного блока.
Как показано на фиг. 6, в одном из вариантов осуществления ламель 23, ограничивающая щелевидную прорезь 21, идет от первой или второй тангенциальной плоскости (плоскости 1, плоскости 2) ко второй или первой тангенциальной плоскости (плоскости 2, плоскости 1), соответственно, причем идет как выступ также и на другой стороне второй или первой тангенциальной плоскости (плоскости 2, плоскости 1), соответственно. Такие щелевидные прорези 21 показаны на фиг. 11b1-11b3. В примере, показанном на фиг 11b1-11b3, кривая линия 210 содержит пять точек изгиба между первой вторичной точкой и второй вторичной точкой. В некоторых из точек изгиба образован острый угол изгиба. Острый угол DA изгиба может быть меньше 85 градусов.
На фиг. 11b1-11b3 показан пример протекторного блока, содержащего щелевидные прорези, изготовленные с использованием ламельных пластин вышеописанной конфигурации. Как можно видеть на фиг. 11b2 и 11b3, деформация протекторного блока одинаково хорошо ограничивается при воздействии силы F в обоих продольных направлениях щелевидной прорези. Поэтому во многих направлениях улучшаются сцепление протектора шины с дорогой, а также реакция шины на команды управления. Кроме того, было обнаружено, что в случае, когда угол изгиба меньше 90 градусов, например меньше 85 градусов или меньше 75 градусов, и соответствующий внутренний угол - острый в вышеуказанном смысле, сцепление протектора шины с дорогой значительно повышается. Вероятнее всего, такая острая часть шины хорошо зацепляет землю.
В примерах, показанных на фиг. 7а и 7b, боковые стенки 76а, 76b, 86а, 86b ламельных пластин 73, 83 имеют изогнутые поверхности в высотном направлении п. Другими словами, поверхность содержит, по меньшей мере, две плоскости Р1, Р2, которые образуют друг с другом угол. Этот угол может составлять около 90 градусов, чтобы образовалась ступенчатая конфигурация. Этот угол может также быть больше 90 градусов, чтобы образовалась конфигурация с откосами. По меньшей мере, две плоскости Р1, Р2 образуют друг с другом угол в высотном направлении ламельной пластины таким образом, что пересечение этих плоскостей идет параллельно верхней поверхности ламельной пластины. Один из эффектов такой конфигурации - в обеспечении геометрической фиксации боковых стенок щелевидных прорезей. Понятно, что щелевидная прорезь 21, образованная с использованием такой ламельной пластины, как показанная на фиг. 8, также содержит вышеуказанные, по меньшей мере две плоскости Р1, Р2. Эти плоскости Р1, Р2 образуют друг с другом угол в глубинном направлении щелевидной прорези 21 таким образом, что пересечение этих плоскостей идет в направлении, которое не перпендикулярно поверхности протектора шины 90 или протекторного слоя 100. Примеры таких углов даны выше.
Такие формы являются примерами более общих форм, обеспечивающих взаимофиксацию соседних ламелей в процессе использования. В одном из вариантов осуществления первая боковая стенка 26а щелевидной прорези 21 содержит выступ или впадину, а вторая боковая стенка 26b щелевидной прорези 21 содержит геометрически конгруэнтные им впадину или выступ, соответственно. Таким образом, первая и вторая боковые стенки 26а, 26b образуют фиксирующий элемент, сконфигурированный для взаимофиксации первой и второй боковых стенок 26а, 26b.
В примерах, показанных на фиг. 7а и 7b, между высотой hs поверхности и первой переходной высотой h1 кривая линия 110, определяемая боковыми стенками, имеет острые углы 720а, 820а. Ламельная пластина может включать, по меньшей мере, один острый в вышеуказанном смысле угол на всех высотах от вышеуказанной высоты hs поверхности до первой переходной высоты h1. Первая переходная высота h1 может лежать, по меньшей мере, на 0,3 мм, по меньшей мере, на 0,5 мм или, по меньшей мере, на 1,0 мм выше высоты hs поверхности, например, это превышение над высотой hs поверхности может составлять от 0,3 мм до 6 мм, от 0,5 мм до 6 мм или от 1,0 мм до 6 мм. Как показано на фиг. 8, соответствующая кривая линия 210а щелевидной прорези 21 содержит острый внутренний угол 220а, когда эта кривая линия 210а определена для глубины, не превышающей первой переходной глубины d1.
Как показано на фиг. 7а и 7b, на определенной высоте, превышающей вторую переходную высоту h2, кривая линия 110 может включать такие изгибы, которые образуют скругленные углы 720b, 820b. Радиус кривизны скругленных углов может составлять, по меньшей мере, 0,3 мм, предпочтительно, по меньшей мере, 0,5 мм. Это дает тот эффект, что у дна соответствующей щелевидной прорези эта прорезь имеет, по меньшей мере, несколько скругленных углов, которые уменьшают склонность к разрыву. В одном из вариантов осуществления на высоте, превышающей вторую переходную высоту h2, кривая линия 110 содержит только такие изгибы, которые образуют скругленные углы 720b, 820b. Как показано на фиг. 8, соответствующая кривая линия 210b щелевидной прорези 21 содержит только скругленные углы в случае, когда кривая линия 210b определена для глубины, равной, по меньшей мере, второй переходной глубине d2.
Один из эффектов такой конфигурации - повышение сопротивления разрыву щелевидных прорезей 21. Это повышает надежность шины, в частности, надежность щелевидных прорезей 21, так как в этом случае для разрывающих напряжений, воздействующих на протектор около щелевидных прорезей, имеется меньше мест концентрации. Если щелевидные прорези имеют острые углы также и на дне, то разрывающие напряжения будут концентрироваться именно на острых углах и могут разорвать щелевидные прорези. Вторая переходная глубина d2 больше или равна первой переходной глубине d1.
Соответственно, первая щелевидная прорезь 21 шины располагается так, что на всех глубинах от второй переходной глубины d2 до дна первой щелевидной прорези 21 кривая линия 210 (т.е. 210b) содержит только такие точки изгиба, в которых образуется внутренний скругленный угол с радиусом кривизны, по меньшей мере, 0,3 мм, предпочтительно, по меньшей мере, 0,5 мм. Кроме того, в одном из вариантов осуществления вторая переходная глубина d2 больше, чем первая переходная глубина d1. В одном из вариантов осуществления вторая переходная глубина d2, по меньшей мере, на 0,5 мм, по меньшей мере, на 0,7 мм или, по меньшей мере, на 1,0 мм больше чем первая переходная глубина d1. Наличие разумно большой разницы между переходными глубинами (d1, d2) повышает сопротивление разрыву также и между переходными глубинами.
Сопротивление разрыву также несколько повышается, если первая щелевидная прорезь 21 выполнена так, что на всех глубинах от второй переходной глубины d2 до дна первой щелевидной прорези 21 кривая линия 210 содержит такую точку 22b изгиба, в которой образуется внутренний скругленный угол 220b с радиусом кривизны, по меньшей мере, 0,3 мм, предпочтительно - по меньшей мере 0,5 мм.
В одном из вариантов осуществления все углы кривой линии (кривой линии 110 ламельной пластины или кривой линии 210 щелевидной прорези) выполнены так, что каждый внутренний угол меньше 90, меньше 85 или меньше 75 градусов. Это еще более повышает сцепление с дорогой, поскольку было замечено, что такие острые ламели улучшают сцепление. До сих пор такие щелевидные прорези и ламельные пластины не изготавливались, поскольку такие конструкции трудно получить изгибом.
Следует также заметить, что даже если пневматическая шина, по крайней мере спустя короткое время после вулканизации, - эластичная и мягкая, то после старения, например в течение нескольких месяцев, материал шины становится более твердым и более хрупким. Таким образом, скругление углов у дна щелевидной прорези является также попыткой решения проблем надежности при длительной эксплуатации, связанных со старением материала. Кроме того, в типовом случае использования острые углы у верха щелевидной прорези могут сноситься раньше, чем материал затвердеет.
В одном из вариантов осуществления ламельная пластина и/или щелевидная прорезь образуется таким образом, что ширина ламельной пластины и/или щелевидной прорези больше у дна, чем у верха (т.е. у открытого конца щелевидной прорези). Как показано на фиг. 7b, ламельная пластина может быть сформована так, что ширина W2 у верхней поверхности 85 больше, чем ширина W1 ламельной пластины на высоте hs поверхности. Как показано на фиг. 8, щелевидная прорезь 21 может быть сформована так, что ширина W2 у дна щелевидной прорези больше, чем ширина W1 щелевидной прорези у верха.
При такой конструкции, по мере износа шины щелевидные прорези 21 становятся шире. Таким образом, ламели 23 между щелевидными прорезями 21 могут больше деформироваться к моменту, когда ламель 23 вступит в контакт с соседней ламелью 23. Таким образом, по мере износа шины, протекторные блоки с щелевидными прорезями становятся, эффективно, более мягкими. Однако в то же время материал шины твердеет вследствие старения. В результате, такая форма щелевидной прорези обеспечивает разумное постоянство свойств шины в процессе использования, даже при том, что шина изнашивается, а ее материал стареет. Это особенно выгодно в случае, когда щелевидная прорезь содержит острый край, как раскрыто выше.
Ширина W2 у дна щелевидной прорези 21 (или у верха ламельной пластины) может быть, например, по меньшей мере, на 20% больше или, по меньшей мере, на 30% больше ширины W1 у верха щелевидной прорези 21 (или на высоте hs поверхности ламельной пластины). Так, например, величина W1 может быть от 0,1 мм до 2 мм, тогда как величина W2 может быть от 0,5 мм до 3 мм.
Возможно также сформировать щелевидную прорезь и/или ламельную пластину таким образом, чтобы форма кривой линии (линии 110 ламельной пластины и/или линии 210 щелевидной прорези) значительно менялась по мере износа шины.
Ламельные пластины в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения могут быть изготовлены, например, по аддитивной технологии, к примеру, методом 3D-печати. Альтернативно или дополнительно, в процессе изготовления ламельной пластины может быть использована технология изготовления со съемом материала, например, механическая обработка. Эта технология (технологии) применяется таким образом, чтобы угол был острым до первой переходной высоты h1, и, опционно, - так, чтобы углы начинали скругляться только после первой переходной высотой h1.
Щелевидные прорези в вариантах осуществления настоящего изобретения особенно уместны в зимних шинах. Такая зимняя шина может содержать шипы 300 (см. фиг. 10а) или может быть свободна от шипов.