Беговая дорожка протектора пневматической шины и формующий элемент вулканизационной формы для такой беговой дорожки
Изобретение относится к автомобильному транспорту. Беговая дорожка протектора пневматической шины снабжена множеством разрезов, имеющих в основном поперечную ориентацию, и отличается тем, что: при отсутствии износа некоторые из этих поперечных разрезов образуют на поверхности качения зоны в виде полостей со средней шириной, превышающей или равной 2 мм, и максимальной глубиной Pt, не превышающей 80% от толщины, подлежащей износу беговой дорожки протектора. Другие поперечные разрезы образуют на той же поверхности качения насечки со средней шириной, меньшей 2 мм, и с глубиной, не превышающей глубину Pt. Множество насечек продолжаются зонами в виде полостей таким образом, чтобы после однородного износа беговой дорожки протектора объем зон в виде полостей, открывающихся на новой поверхности качения, имел величину в диапазоне от 50% до 150% от объема, образованного зонами при отсутствии износа. Формующий элемент содержит толстые части и тонкие части. Технический результат - улучшение сцепления с дорогой протектора на протяжении всего срока эксплуатации данной пневматической шины. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 8 ил., 1 табл.
Предлагаемое изобретение касается беговой дорожки протектора пневматической шины и, в частности, объемных рисунков таких беговых дорожек. Изобретение касается также формующего элемента, предназначенного для установки в вулканизационную форму, используемую для формования таких беговых дорожек протектора.
Известно, что пневматическая шина, предназначенная для оснащения тяжелого транспортного средства типа "poids lourd", содержит арматуру каркаса, поверх которой снаружи в радиальном направлении располагается арматура гребня, причем поверх этой арматуры гребня располагается беговая дорожка протектора, наружная в радиальном направлении поверхность которой образует поверхность качения данной пневматической шины и предназначена для вхождения в непосредственный контакт с дорогой в процессе качения этой пневматической шины. Для удовлетворения требований надлежащего сцепления с дорогой, а также для удаления воды в процессе качения по мокрой дороге, известен способ оснащения беговой дорожки протектора множеством канавок, имеющих в основном ориентацию в продольном (или окружном) направлении и в поперечном направлении (то есть в направлении, образующем в среднем отличный от нуля угол с продольным направлением); эти канавки ограничивают элементы объемного рисунка (ребра, блоки), представляющие верхнюю поверхность снаружи в радиальном направлении, образующую часть поверхности качения беговой дорожки протектора, и боковые поверхности, ограничивающие эти канавки.
Для некоторых типов пневматических шин типа "poids lourd", в частности пневматических шин, предназначенных для использования на заснеженном грунте, необходимо совершенствовать характеристики сцепления и движущей способности этих пневматических шин при любой степени износа беговой дорожки протектора для того, чтобы возможно дольше сохранить исходные характеристики таких пневматических шин. Для того чтобы улучшить характеристики сцепления пневматической шины с грунтом, известен прием реализации, по меньшей мере, одной насечки (то есть разреза, ширина которого не превышает 2 мм, и который по существу не создает свободного полого объема в протекторе) на множестве элементов объемного рисунка протектора; чем больше выполнено таких насечек и чем больше реализовано таким образом острых кромок на беговой дорожке протектора, тем лучшими оказываются характеристики сцепления. Для того чтобы возможно дольше сохранить характеристики сцепления беговой дорожки протектора по мере ее износа, необходимо предусмотреть насечки, которые имели бы глубину, равную или близкую к глубине продольных канавок (глубина этих продольных канавок может определять полезную толщину беговой дорожки протектора с точки зрения количества необходимой для использования резины). К сожалению, такая реализация несовместима с получением элементов объемного рисунка протектора, имеющих достаточную жесткость (главным образом под действием усилий, возникающих в зоне контакта пневматической шины с дорогой), и даже может в определенных условиях качения приводить к отрыву резины от беговой дорожки протектора (вследствие ломкости пластин резины малой толщины).
Некоторое промежуточное техническое решение было предложено и поставлено на рынок данным Заявителем (под названием XDN), причем это техническое решение состоит в реализации в блоках объемного рисунка протектора насечек, проходящих от поверхности беговой дорожки протектора при отсутствии износа до глубины, по существу равной половине толщины этой беговой дорожки. Разумеется, такой объемный рисунок протектора позволяет обеспечить удовлетворительные характеристики при отсутствии износа и вплоть до состояния половинного износа, но он не позволяет сохранить эти характеристики на протяжении всего потенциального срока службы данной пневматической шины (то есть до полного износа беговой дорожки протектора), поскольку острые кромки, сформированные этими насечками, исчезают после износа, по существу равного половине толщины беговой дорожки протектора.
Цель данного изобретения состоит в том, чтобы предложить беговую дорожку протектора, объемный рисунок которой позволяет добиться существенного улучшения характеристик сцепления на протяжении всего срока эксплуатации данной пневматической шины, обеспечивая при этом среднюю скорость износа беговой дорожки протектора (то есть среднюю скорость потери толщины беговой дорожки протектора в процессе качения), которая будет более высокой, чем средняя скорость износа беговой дорожки протектора для пневматических шин, снабженных насечками, выполненными до половины глубины.
В последующем изложении термин "разрез" может означать либо канавку, средняя ширина которой превышает или равна 2 мм, либо насечку, средняя ширина которой имеет величину менее 2 мм; как в одном, так и в другом случае этот разрез может открываться в по меньшей мере один другой разрез, или может не открываться вообще (так называемый "глухой" разрез), или может открываться только в один разрез (так называемый "несквозной" разрез).
Поставленная цель достигается при помощи беговой дорожки протектора, предназначенной для пневматической шины, содержащей арматуру каркаса, поверх которой снаружи в радиальном направлении располагается арматура гребня, причем поверх этой арматуры гребня располагается изготовленная из резины беговая дорожка протектора, наружная в радиальном направлении поверхность которой образует поверхность качения данной пневматической шины и предназначена для вхождения в непосредственный контакт с дорогой в процессе качения этой пневматической шины. Беговая дорожка протектора имеет максимальную толщину Pb, которая может быть изношена в процессе качения, и снабжена множеством разрезов, имеющих в основном поперечную ориентацию.
Беговая дорожка протектора в соответствии с предлагаемым изобретением отличается тем, что:
- при отсутствии износа некоторые поперечные разрезы формируют на поверхности качения зоны в виде полостей, средняя ширина которых Lt превышает или равна 2 мм, и максимальная глубина которых Pt составляет, по меньшей мере, 30% от толщины Pb подлежащей износу беговой дорожки протектора и не превышает 80% от той же толщины Pb, причем другие поперечные разрезы формируют на той же поверхности качения насечки, средняя ширина которых Li' меньше 2 мм, и глубина которых Pi имеет величину в диапазоне от 30% до 80% от глубины Pt;
- при отсутствии износа совокупность зон в виде полостей, открывающихся на поверхность качения, образует общий объем полостей VO, составляющий, по меньшей мере, 10% от объема подлежащей износу беговой дорожки протектора;
- множество насечек, продолжающихся, начиная с глубины Pi, зонами в виде полостей, имеющими среднюю ширину Li", превышающую или равную 2 мм, таким образом, чтобы после однородного износа беговой дорожки протектора, по существу равного толщине, соответствующей глубине Pt зон в виде полостей, открывающихся на поверхность качения протектора при отсутствии износа, объем V1 зон в виде полостей, открывающихся на новую поверхность качения, имел величину в диапазоне от 50% до 150% первоначального объема VO.
Предпочтительно, чтобы объемный рисунок протектора пневматической шины в соответствии с предлагаемым изобретением дополнительно содержал канавки окружной ориентации, имеющие среднюю глубину Pc и предназначенные для облегчения отвода воды в случае качения по дороге, покрытой водой, и улучшения сцепления с дорогой в поперечном направлении. Объем VO зон в виде полостей рассчитывается путем интегрирования в объем поперечных канавок объема продольных канавок. Глубина Pc по существу соответствует толщине Pb беговой дорожки протектора, подлежащей износу при качении пневматической шины.
Под подлежащей износу толщиной Pb беговой дорожки протектора следует понимать границу износа данной беговой дорожки протектора, начиная с которой желательно осуществить обновление этой беговой дорожки, например, путем формирования нового протектора.
Пневматическая шина в соответствии с предлагаемым изобретением позволяет иметь характеристики при отсутствии износа, сопоставимые с характеристиками пневматической шины, снабженной множеством острых кромок, входящих в контакт с дорогой, имея высокую способность к удалению (и "сохранению" в результате функции резервуара, реализуемой зонами в виде полостей) благодаря наличию канавок продольной ориентации и благодаря наличию множества полых зон поперечной ориентации, основная характеристика которых состоит в том, что они не закрываются в контакте с дорогой. Эти характеристики получены при сохранении для беговой дорожки протектора с жесткостью, более высокой, чем та жесткость, которая будет обеспечена с использованием таких же разрезов, но имеющих ту же глубину, что и канавки продольной ориентации.
Кроме того, эти вполне удовлетворительные характеристики сохраняются на протяжении значительной части возможного срока эксплуатации, соответствующего максимальному износу беговой дорожки протектора, поскольку после частичного износа (то есть износа, лишь частично затрагивающего толщину беговой дорожки протектора) новые зоны в виде полостей открываются на новую поверхность качения для того, чтобы стать активными в зоне контакта пневматической шины с дорогой.
Предпочтительно насечки ограничены основными стенками, содержащими средства, предназначенные для механической блокировки одной стенки на другой; с этой целью упомянутые стенки могут иметь форму зигзага или волнистую форму или могут представлять рельеф, предназначенный для реализации механической блокировки этих стенок друг напротив друга в процессе сплющивания беговой дорожки протектора для того, чтобы воспрепятствовать существенному снижению жесткости этой беговой дорожки; такие разрезы описаны, в частности, в US 5783002.
Предпочтительно беговая дорожка протектора пневматической шины в соответствии с предлагаемым изобретением содержит, по меньшей мере, одно ребро, снабженное множеством разрезов, причем каждый разрез на виде поверхности качения при отсутствии износа имеет:
- по меньшей мере, одну первую часть, ширина которой превышает 2 мм, и глубина которой Pt имеет величину в диапазоне от 30% до 80% от общей глубины упомянутого разреза, причем эта часть формирует зону в виде полости, продолженную в толщине беговой дорожки протектора, по меньшей мере, одной частью, имеющей ширину менее 2 мм и формирующей насечку,
- по меньшей мере, одну вторую часть, имеющую ширину менее 2 мм и глубину, величина которой заключена в диапазоне от 30% до 80% от полной глубины упомянутого разреза, причем эта вторая часть формирует насечку и располагается в осевом продолжении упомянутой первой части, и эта вторая часть продолжается в толщине беговой дорожки протектора, по меньшей мере, одной частью, ширина которой превышает 2 мм, для формирования новой зоны в виде полости,
- совокупность зон в виде полостей, открывающихся на поверхность качения, образует полный объем полостей, по меньшей мере, равный 10% от общего подлежащего износу объема беговой дорожки протектора,
причем эта беговая дорожка протектора отличается тем, что после однородного износа, равного или превышающего глубину упомянутой первой части, полный объем зон в виде полостей, открывающихся на поверхность качения, имеет величину в диапазоне от 80% до 150% от первоначального полного объема зон в виде полостей, открывающихся на поверхность качения при отсутствии износа.
Другая цель данного изобретения состоит в том, чтобы предложить формующий элемент, предназначенный для оснащения вулканизационной формы, используемой для формования беговой дорожки протектора в соответствии с изобретением.
Формующий элемент в соответствии с предлагаемым изобретением содержит первую и вторую области, причем первая область предназначена для закрепления в вулканизационной форме данной пневматической шины, содержащей поверхность формования, и вторая область располагается в продолжении первой области таким образом, чтобы она выступала на поверхности формования вулканизационной формы и обеспечивала формование разрезов в резиновой беговой дорожке. Предлагаемый формующий элемент отличается тем, что вторая область образована множеством относительно тонких частей, имеющих среднюю толщину менее 2 мм, и множеством относительно толстых частей, имеющих среднюю толщину, превышающую или равную 2 мм, причем, по меньшей мере, одна тонкая часть продолжена вдоль двух различных направлений при помощи толстых частей. Предпочтительно, чтобы различные направления являлись перпендикулярными между собой, причем одно из этих направлений может соответствовать направлению, перпендикулярному поверхности качения подлежащей формованию беговой дорожки протектора.
В случае вулканизационной формы, содержащей очень большое число формующих элементов, оправданным является то, чтобы толстые части имели толщину, по меньшей мере, равную удвоенной толщине тонких частей (для того, чтобы обеспечить существенный технический эффект) и не превышающую десятикратной толщины этих тонких частей (для того, чтобы обеспечить удобное извлечение данной пневматической шины из ее вулканизационной формы).
Предпочтительно, чтобы поверхности тонких частей предлагаемого формующего элемента имели геометрию, способную создавать зацепление стенок насечек; интересно также предусмотреть отличную от нулевой шероховатость для того, чтобы ограничить относительные перемещения упомянутых стенок.
Другие характеристики и преимущества предлагаемого изобретения будут лучше поняты из приведенного ниже описания не являющихся ограничительными вариантов осуществления этого изобретения со ссылками на сопроводительные чертежи, где
- фиг.1 представляет схематический вид в плане беговой дорожки протектора в соответствии с первым вариантом осуществления предлагаемого изобретения;
- фиг.2 представляет собой схематический вид в разрезе по линии II-II беговой дорожки протектора по фиг.1;
- фиг.3 представляет собой схематический вид в разрезе по линии III-III беговой дорожки протектора по фиг.1;
- фиг.4 представляет собой частичный схематический вид в плане беговой дорожки протектора в соответствии со вторым вариантом осуществления предлагаемого изобретения;
- фиг.5 представляет собой схематический вид в разрезе по линии V-V, показанной на фиг.4, второго варианта осуществления беговой дорожки протектора;
- фиг.6 представляет собой схематический вид в разрезе по линии VI-VI, показанной на фиг.4, второго варианта осуществления беговой дорожки протектора;
- фиг.7 представляет собой частичный схематический вид в плане беговой дорожки протектора в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения после износа;
- фиг.8 представляет собой схематический вид формующего элемента в соответствии с предлагаемым изобретением, предназначенного для оснащения вулканизационной формы, обеспечивающей формование беговой дорожки протектора.
На фиг.1 представлен схематический вид в плане поверхности качения беговой дорожки протектора 1 пневматической шины типоразмера 315/80 R 22,5 при отсутствии износа. Беговая дорожка протектора 1 в соответствии с этим первым вариантом осуществления изобретения содержит семь окружных рядов блоков, ограниченных канавками в основном продольной ориентации 4 (или окружной ориентации на пневматической шине) и поперечными канавками 5, 6; при этом блоки 2 крайних рядов данной беговой дорожки имеют конфигурацию, которая отличается от конфигурации пяти центральных рядов.
Канавки в основном продольной ориентации 4 имеют среднюю ширину, составляющую 5 мм, и максимальную глубину, составляющую 23 мм.
Поперечные канавки 5, разделяющие блоки 3 центральных рядов, имеют глубину, составляющую 19 мм, и среднюю ширину, составляющую 8 мм, на поверхности беговой дорожки протектора при отсутствии износа, причем эта их протяженность постепенно уменьшается до 4 мм в направлении к донной части этих канавок 5. Среднее расстояние, разделяющее две последовательно расположенные поперечные канавки 5, составляет 52 мм.
Пять центральных рядов подобны между собой с точностью до некоторого смещения в окружном направлении и используются для снижения шума в процессе качения, излучаемого данным рельефным рисунком протектора.
Каждый из блоков 3 в составе пяти центральных рядов содержит три разреза 71, 72, 73, открывающихся на поверхность качения 7 беговой дорожки протектора при отсутствии износа; три этих разреза имеют глубины соответственно H1, H2, H3, равные в рассматриваемом здесь случае глубине Pb беговой дорожки протектора, подлежащей износу (в данном случае Pb=30 мм). Первый разрез 71 разделяет каждый блок 3 на две по существу равные части и открывается на поверхность качения 7 и в две продольные канавки 4, соседствующие с данным блоком 3. По одну и по другую стороны от этого первого разреза 71 предусмотрены два других разреза 72, 73, открывающихся только на поверхность качения 7 беговой дорожки протектора при отсутствии износа и не открывающихся в продольные канавки. Полные значения глубины этих разрезов 71, 72, 73 превышают глубину Pt продольных канавок 4 и составляют в рассматриваемом здесь случае 30 мм.
Как это можно видеть на фиг.2, иллюстрирующей разрез по линии II-II, реализованный в толще блока 3 беговой дорожки протектора, показанной на фиг.1, разрез 71, разделяющий каждый блок 3 центральных рядов на две части, сформирован первой насечкой 71', которая имеет среднюю ширину Li', по существу равную 0,4 мм и продолженную от глубины, составляющей 14 мм, зоной в виде полости 71". Эта зона в виде полости 71" представлена в форме канала, имеющего ширину Li", составляющую 4 мм, и открывающегося в поперечные канавки 4, ограничивающие данный блок 3, причем упомянутый канал проходит на глубине, составляющей 16 мм.
Каждый из разрезов 72, 73, предусмотренных по одну и по другую стороны от разреза 71, сформирован глухой насечкой, то есть насечкой, не открывающейся в поперечные канавки 4 (соответственно глухими насечками 72', 73'), имеющей среднюю ширину, по существу равную 0,4 мм, причем продолжением этой глухой насечки от глубины, составляющей 14 мм, является зона в виде полости 72" и 73". Эти зоны в виде полостей, имеющие ширину, равную 2 мм, также являются глухими, поскольку они не открываются в поперечные канавки 4, ограничивающие данный блок 3. Геометрические размеры выполненных в виде полостей частей 71", 72", 73" определяются таким образом, чтобы обеспечить после износа беговой дорожки протектора, превышающего или равного глубине поперечных канавок 5, сформированных на беговой дорожке протектора при отсутствии износа, полный объем полостей, по существу идентичный объему полостей, соответствующих поперечным канавкам 5, и даже превышающий этот объем.
Для того чтобы в возможно большей степени снизить влияние наличия разрезов на жесткость каждого блока 3, стенки, ограничивающие части разрезов, формирующие насечки 71', 72', 73', содержат множество повторяющихся рисунков в форме выступающего рельефа и в форме полостей, причем выступающий рельеф одной из стенок предназначен для взаимодействия с полостями располагающейся против нее стенки.
Разумеется, можно реализовать разрезы 71, 72, 73, имеющие различную полную глубину, которая, кроме того, может превышать глубину Pb; кроме того, эти разрезы могут иметь насечки различной глубины и/или ширины.
В том, что касается двух рядов, располагающихся по бокам на краях беговой дорожки протектора, на фиг.3 показана в разрезе по линии III-III толщина блока 2 края беговой дорожки протектора по фиг.1. Каждый резиновый блок 2 ограничен в продольном направлении канавками в основном поперечной ориентации 6, имеющими среднюю ширину, составляющую 8 мм на поверхности этой беговой дорожки при отсутствии износа и постепенно уменьшающуюся до 4 мм в направлении донной части канавок; глубина Pt' поперечных канавок 6 составляет 16 мм. Среднее расстояние, разделяющее две последовательно расположенные поперечные канавки 6, составляет 52 мм.
Каждый из блоков 2 двух крайних рядов содержит три разреза 81, 82, 83, открывающихся на поверхность качения при отсутствии износа. Первый разрез 81 разделяет каждый блок 2 на две по существу равные части и открывается одновременно на поверхность качения 8, в продольную канавку 4, примыкающую к данному блоку 2, и в осевом направлении наружу от этой беговой дорожки протектора. По одну и по другую стороны от этого первого разреза 81 предусмотрены два других разреза 82, 83, открывающихся только на поверхность качения 8 при отсутствии износа и не имеющих выхода в продольную канавку 4 или наружу в осевом направлении от этой беговой дорожки. Полная глубина каждого из этих разрезов в рассматриваемом здесь случае составляет 21 мм.
Как это можно видеть на фиг.3, первый разрез 81, имеющий глубину H1', составляющую 21 мм, разделяет каждый блок 2 крайних рядов на две части и формирует первую насечку 81', средняя ширина которой по существу равна 0,4 мм, и которая продолжена от глубины, равной 13 мм, зоной в виде полости 81". Эта зона в виде полости 81" сформирована каналом, ширина которого равна 3 мм, открывающимся в продольную канавку, ограничивающую данный блок, и в направлении наружу от беговой дорожки, и проходящим на глубине, равной 8 мм.
Разрезы 82, 83, имеющие глубину соответственно H2', H3', каждая из которых равна глубине H1', выполнены по одну и по другую стороны от этого первого разреза 81 и сформированы насечкой, не открывающейся в боковом направлении, соответственно 82', 83', средняя ширина которой по существу равна 0,4 мм, причем продолжением этой насечки от глубины, равной 13 мм, является зона в виде полости соответственно 82", 83". Эти зоны в виде полостей, имеющие ширину, равную 3 мм, также являются глухими, поскольку они не открываются в боковом направлении наружу по отношению к блоку 2. Размеры частей в виде полостей 81", 82", 83" выбираются (для каждого блока крайних рядов беговой дорожки протектора) таким образом, чтобы после износа беговой дорожки протектора, превышающего или равного глубине Pt (в рассматриваемом здесь случае Pt=16 мм) поперечных канавок 6, присутствующих при отсутствии износа, объем полостей на каждом крайнем ряду беговой дорожки протектора, был по существу идентичен и даже превышал объем полостей, соответствующих поперечным канавкам 6 при отсутствии износа.
Сравнительные испытания были проведены на пневматических шинах типоразмера 315/80 R 22,5, имеющих одну и ту же внутреннюю структуру и отличающихся только их беговыми дорожками протектора. Пневматическая шина, служащая контрольным образцом (результаты испытаний которой приняты за базу 100), соответствует пневматической шине, распространяемой на рынке под маркой XDN, тогда как пневматическая шина в соответствии с предлагаемым изобретением снабжена беговой дорожкой протектора, соответствующей беговой дорожке, описанной выше со ссылками на фиг.1-3.
Условия качения:
- давление 7,5 бар,
- нагрузка 3000 кг,
- средняя скорость движения 70 км/час,
- соответствующая пневматическая шина установлена в четыре позиции на одной ведущей оси тяжелого транспортного средства типа "poids lourd".
| Тест | Контрольный образец XDN | Изобретение |
| Износ | 100 (99531 км) | 160 (166882 км) |
| Сцепление при отсутствии износа | 100 | 100 |
| Сцепление после износа на 10 мм | 100 | 117 |
| Сцепление после износа на 17 мм | 100 | 122 |
В тесте на износ, проводимом на автодроме, измеряют среднюю потерю веса после пробега заданного километража; для идентичной потери веса отмечается, что пневматическая шина в соответствии с предлагаемым изобретением позволяет достигнуть пробега, в 1,5 раза превышающего выраженный в километрах пробег пневматической шины, выбранной в данном случае в качестве контрольного образца.
В тесте на сцепление измеряют эту характеристику на дороге, покрытой слоем воды (толщиной 2 мм), замеряя при этом длину тормозного пути.
Кроме улучшения этой характеристики, отмеченного при равномерном износе и неравномерном износе и сохранения и даже улучшения данной характеристики сцепления с мокрым грунтом объемный рисунок протектора в соответствии с предлагаемым изобретением позволяет достигнуть температуры функционирования в резине беговой дорожки протектора, которая оказывается на несколько градусов по шкале Цельсия ниже по сравнению с контрольной пневматической шиной.
Во втором варианте осуществления изобретения беговая дорожка протектора в соответствии с предлагаемым изобретением содержит множество продольных ребер, ограниченных канавками, ориентированными в продольном направлении. На фиг.4 представлен частичный схематический вид в плане поверхности контакта 10' (предназначенной для вхождения в непосредственный контакт с дорогой) одного ребра 10, ограниченного двумя продольными канавками 11, причем это ребро снабжено множеством разрезов 12, 13, ориентированных в поперечном направлении и отстоящих друг от друга на одинаковые расстояния в продольном направлении.
Все разрезы 12, 13, сформированные на этом ребре 10, открываются на поверхность контакта 10' данного ребра с дорогой и в боковом направлении открываются на краях этого ребра в продольные канавки 11.
Первая серия разрезов содержит множество разрезов 12, представляющих начиная от поверхности качения ребра 10 среднюю часть 121, имеющую ширину Lt, равную 8 мм, и глубину Pt, равную 12 мм, для формирования зоны в виде полости, причем эта средняя часть 121 продолжена в боковом направлении частями 122, 123, имеющими ширину Li, равную 0,4 мм, каждая из которых образует насечку. Вставленная с равномерным интервалом по отношению к этой первой серии вторая серия разрезов содержит множество разрезов 13, содержащих две части 132, 133 одинаковой ширины, составляющей 8 мм, и имеющих глубину Pt', равную 12 мм, для формирования зон в виде полостей, причем эти зоны обрамляют среднюю часть 131, образующую насечку шириной 0,4 мм.
Разрезы 12, 13, выполненные в ребре 10, представляют в поперечном направлении этого ребра и в толщине этого ребра чередование зон в виде полостей и в виде насечек, как это хорошо видно на фиг.5 и 6, демонстрирующих соответственно виды в разрезе по линиям V-V и VI-VI беговой дорожки протектора при отсутствии износа (так, как показано на фиг.4).
Для удобства восприятия здесь показано только одно чередование в толщине беговой дорожки, однако, для специалиста в данной области техники не составит труда распространить такое техническое решение на случай множества зон в виде полостей, имеющих ширину, превышающую 2 мм, в сочетании с множеством насечек, имеющих ширину менее 2 мм.
Предпочтительно, чтобы средняя ширина каждой части разрезов, образующих насечку, была меньше или равна 0,6 мм, и средняя толщина каждой части разрезов, формирующих зону в виде полости, составляла, по меньшей мере, 3 мм.
После износа беговой дорожки протектора в процессе качения, по существу соответствующего уменьшению толщины этой беговой дорожки на 12 мм по глубине зон в виде полостей, открывающихся на поверхность качения при отсутствии износа, (как можно видеть на фиг.7) части, образующие насечки 122, 123, 132, 133 первой и второй серий разрезов 12, 13, превращаются в расширенные зоны глубиной 12 мм, тогда как широкие части 121 превращаются в узкие зоны 121', подобные первым насечкам. При этом надо понимать, что полный объем зон в виде полостей при любом уровне износа беговой дорожки протектора вплоть до глубины, не превышающей 75% от полной толщины подлежащей износу беговой дорожки, всегда превышает первоначальный объем зон в виде полостей пневматической шины при отсутствии износа.
Таким образом, беговая дорожка протектора в соответствии с предлагаемым изобретением имеет при отсутствии износа жесткость, более высокую, чем такая же беговая дорожка протектора, содержащая то же количество разрезов, но имеющих ширину в диапазоне от 4 мм до 16 мм и глубину, равную толщине упомянутой беговой дорожки. Это достигается при сохранении жесткости под действием касательного усилия к поверхности беговой дорожки в контакте с дорогой, причем это усилие ориентировано в окружном направлении.
На фиг.5 можно видеть, что зоны в виде полостей 131', сформированные под поверхностью качения беговой дорожки протектора при отсутствии износа, предусмотрены для того, чтобы появиться перед тем, как зоны в виде полостей 121, открывающиеся на поверхность качения беговой дорожки при отсутствии износа, окажутся исчезнувшими, таким образом, чтобы объемный рисунок протектора сохранял на протяжении всего срока его использования достаточное количество зон в виде полостей с тем, чтобы представлять удовлетворительные характеристики в процессе качения данной пневматической шины по дороге, покрытой, например, водой.
Предпочтительно, чтобы упомянутые выше насечки были выполнены зигзагообразными в, по меньшей мере, одном направлении или представляли на ограничивающих их стенках повторяющиеся рисунки в виде полостей и рельефов, предназначенные для взаимного переплетения друг с другом таким образом, чтобы реализовать механическую блокировку упомянутых стенок, в частности, в зоне контакта беговой дорожки протектора с дорогой. Разрезы объемного рисунка протектора в соответствии с предлагаемым изобретением могут, кроме того, представлять наклоны, отличные от нуля, по отношению к перпендикуляру к поверхности качения. Кроме того, они могут представлять средние направления на поверхности качения, которые не являются прямолинейными, но принимают любую подходящую в данном случае геометрическую форму.
Вариант осуществления изобретения, который только что был описан со ссылками на фиг.4-7, может быть применен к случаю беговой дорожки протектора, не содержащей канавки продольной ориентации. В таком случае упомянутые разрезы могут затрагивать или не затрагивать всю ширину беговой дорожки.
На фиг.8 представлен частичный схематический вид формующего элемента 14, предназначенного для оснащения вулканизационной формы, обеспечивающей формование беговой дорожки с протектором в соответствии с предлагаемым изобретением. Этот формующий элемент 14 построен вокруг средней плоскости, причем толщина формующего элемента перпендикулярна к этой средней плоскости; этот формующий элемент содержит первую область (не показанную на упомянутом чертеже), предназначенную для закрепления в вулканизационной форме, и вторую область (представленную на фиг.8), предназначенную для размещения выступающим образом на поверхности формования данной формы для того, чтобы обеспечить формование разреза в резиновой беговой дорожке. Вторая область формующего элемента содержит множество частей 141, 142 с различной средней толщиной, причем эти части распределены чередующимся образом в двух направлениях, располагающихся в средней плоскости упомянутого элемента и перпендикулярных между собой (эти направления обозначены на фиг.8 позициями X и Y).
Множество частей различной средней толщины содержит относительно тонкие части 141 со средней толщиной E1, составляющей 0,6 мм, и относительно толстые части 142 со средней толщиной E2, составляющей 4 мм. На поверхности раздела между представленной здесь частью формующего элемента и частью этого формующего элемента, предназначенной для закрепления в форме, находится часть со средней толщиной E2, обрамленная двумя частями со средней толщиной E1. Части со средней толщиной E1 имеют геометрические параметры, представляющие волнистость одновременно в направлении X и в направлении Y. Часть со средней толщиной E1, равной 0,6 мм, продолжается в одном и в другом направлениях X и Y при помощи части со средней толщиной E2, равной 4 мм; высоты соответственно K1 и K2 каждой части в рассматриваемом здесь случае являются по существу идентичными. Под высотой области в данном случае следует понимать длину упомянутой области, измеренную в направлении, по существу перпендикулярном поверхности формования в том случае, когда данный элемент установлен в вулканизационную форму (в представленном здесь случае в направлении, параллельном направлению X).
Предпочтительно, чтобы отношение между средней толщиной толстых частей 142 и средней толщиной тонких частей 141 составляло менее 10 для облегчения освобождения изделия от формы. Кроме того, соединительные зоны переменной толщины могут быть предусмотрены между тонкими частями и толстыми частями для облегчения освобождения изделия от формы.
1. Беговая дорожка протектора (1) с наружной поверхностью, предназначенной для формирования поверхности качения пневматической шины и обеспечения вхождения в непосредственный контакт с дорогой в процессе качения этой пневматической шины, причем дорожка (1) имеет максимальную толщину Pb, изнашиваемую в процессе качения, снабжена множеством разрезов (5, 6, 71, 72, 73, 81, 82, 83), имеющих по существу поперечную ориентацию, и содержит, по меньшей мере, одно ребро, снабженное множеством разрезов, причем каждый разрез на поверхности качения при отсутствии износа имеет
по меньшей мере одну первую часть, ширина которой превышает 2 мм, а глубина которой Pt имеет величину в диапазоне от 30 до 80% от полной глубины разреза, причем первая часть формирует зону в виде полости, продолжением которой в толщине беговой дорожки протектора является по меньшей мере одна часть, имеющая ширину менее 2 мм и формирующая насечку,
по меньшей мере одну вторую часть, ширина которой составляет менее 2 мм, а глубина имеет величину от 30 до 80% от полной глубины разреза, причем вторая часть формирует насечку и расположена в осевом продолжении первой части, при этом продолжением второй части в толщине беговой дорожки протектора является по меньшей мере одна часть, ширина которой превышает 2 мм, для формирования новой зоны в виде полости,
причем совокупность зон в виде полостей, открывающихся на поверхность качения, образует полный объем этих полостей, по меньшей мере равный 10% от общего подлежащего износу объема беговой дорожки протектора,
отличающаяся тем, что после однородного износа, равного или превышающего глубину первой части, полный объем зон в виде полостей, открывающихся на поверхность качения, имеет величину от 80 до 150% от первоначального полного объема зон в виде полостей, открывающихся на поверхность качения при отсутствии износа, причем средняя ширина частей разрезов, образующих насечку (71', 72', 73', 81', 82', 83'), имеет величину менее 2 мм, а средняя толщина частей разрезов, образующих зоны в виде полостей (71'', 72'', 73'', 81'', 82'', 83''), имеет величину, превышающую или равную 2 мм и не превышающую десятикратную величину средней толщины частей разрезов, образующих насечку.
2. Дорожка (1) по п.1, отличающаяся тем, что средняя ширина каждой части разрезов, образующих насечку (71', 72', 73', 81', 82', 83'), меньше или равна 0,6 мм, причем средняя толщина каждой части разрезов, образующих зону в виде полости (71'', 72'', 73'', 81'', 82'', 83''), по меньшей мере, равна 3 мм.
3. Дорожка (1) по любому из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, одна из частей разрезов, образующих насечки, ограничена двумя резиновыми стенками, содержащими средства для обеспечения возможности зацепления одной стенки за другую для ограничения по меньшей мере некоторых относительных перемещений этих стенок.
4. Пневматическая шина, отличающаяся тем, что она снабжена беговой дорожкой протектора по любому из пп.1-3, причем шина предназначена для оснащения ведущей оси большегрузного транспортного средства.
5. Формующий элемент (14) для оснащения вулканизационной формы для формования разреза в беговой дорожке протектора пневматической шины, содержащий первую область для закрепления формующего элемента в вулканизационной форме пневматической шины, и вторую область, располагающуюся выступающим образом на поверхности формования вулканизационной формы для формования разреза в резиновой беговой дорожке, отличающийся тем, что вторая область образована множеством тонких частей (141), имеющих среднюю толщину менее 2 мм, и множеством толстых частей (142), имеющих среднюю толщину, превышающую или равную 2 мм, причем по меньшей мере одна тонкая часть продолжена вдоль двух различных направлений при помощи толстой части.
6. Формующий элемент (14) по п.5, отличающийся тем, что толстые области (142) имеют среднюю толщину (Е2), не превышающую десятикратную среднюю толщину (Е1) тонких частей (141) для облегчения снятия формы.
