Протектор шины, имеющий полости и прорези

Изобретение относится к конструкции протектора автомобильной шины. Протектор содержит множество ребер (9), ограниченных вырезами. Каждое ребро (9) имеет в основном форму параллелепипеда и имеет длину (L) и ширину (W), причем ширина (W) определена между первой боковой поверхностью (15а) ребра и второй боковой поверхностью (15b) ребра. Ширина (W) меньше длины (L). По меньшей мере, одно ребро (9) из множества ребер содержит, по меньшей мере, одну полость (17), размещенную внутри ребра, причем полость проходит в основном в длину (L) ребра. Протектор содержит прорезь (21), проходящую в основном по длине (L) ребра, причем прорезь выходит на первую боковую поверхность (15а) ребра и в полость (17), при этом образуя отверстие (23). Длина (Lo) отверстия, определенная в длине (L) ребра, соответствует, по меньшей мере, 80% длины (Lc) полости, определенной в длине (L) указанного ребра. Технический результат - улучшение сцепления протектора шины с дорожной поверхностью. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Область техники

Изобретение относится к протектору шины и, в частности, к протектору, содержащему множество полостей, размещенных внутри указанного протектора.

Уровень техники

Документ JP 2001063323 раскрывает протектор, содержащий множество ребер, продолжающихся главным образом в круговом направлении, причем каждое ребро имеет в общем форму параллелепипеда. Каждое ребро содержит контактную поверхность, выполненную с возможностью контактировать с дорогой, и множество боковых поверхностей, обрезающих контактную поверхность.

Ребро, размещенное на центральном участке протектора, содержит полость, продолжающуюся главным образом в круговом направлении.

Полость в ребре отформована с помощью формовочного элемента. Этот формовочный элемент находится в протекторе во время формования и вулканизации указанного протектора и далее удаляется, как только протектор вулканизировался. Когда она удаляется, формовочный элемент оставляет в ребре объемную вмятину, соответствующую полости.

Однако с помощью в настоящее время используемых процессов изготовления формовочный элемент также образует дополнительную прорезь в протекторе. Эта дополнительная прорезь продолжается в высоту ребра и выступает как в полость, так и в контактную поверхность ребра. Эта прорезь продолжается главным образом в том же направлении, что и полость, иначе говоря, в круговом направлении.

Так как прорезь выступает в контактную поверхность ребра, итоговая жесткость ребра уменьшается. Если ребро подвергается воздействию очень высокого давления, ребро может искривляться, что вызывает уменьшение площади контакта с дорогой и впоследствии потерю сцепления между протектором и дорогой.

Это явление, также называемое коробление, проявляется все больше, когда ребро имеет форму полосы, иначе говоря, когда ребро имеет высокий коэффициент гибкости. В этом смысле «высокий коэффициент гибкости» означает, что ребро имеет большую длину и большую высоту с узкой шириной относительно этой высоты и этой ширины.

В связи с этим задачей изобретения является решение проблемы обеспечения, по меньшей мере, одного ребра с одной или более полостями при ограничении потери жесткости этого ребра для того, чтобы предотвращать любой риск коробления.

Определения

«Шина» означает любые типы шин, находящиеся или нет под внутренним давлением при движении.

«Протектор шины» означает некоторое количество резиновой смеси, ограниченной боковыми поверхностями и двумя главными поверхностями, одна из которых предназначена для того, чтобы приходить в контакт с поверхностью при движении шины.

«Поверхность протектора» означает поверхность, образованную точками протектора шины, которые приходят в контакт с поверхностью при движении шины. «Ребро» означает выступающий элемент, ограниченный прорезями.

«Полость» означает полый участок, ограниченный стенкой материала.

«Круговое направление» означает направление, тангенциальное по отношению к кругу, центр которого находится на оси вращения шины, обеспеченной протектором.

«Поперечное направление» означает ось вращения указанной шины.

Сущность изобретения

Изобретение относится к протектору шины, содержащему множество ребер, ограниченных прорезями, причем каждое ребро имеет длину, и каждое ребро имеет определенную ширину между первой боковой поверхностью ребра и второй боковой поверхностью ребра, причем эта ширина меньше указанной длины. По меньшей мере, одно ребро из множества ребер содержит, по меньшей мере, одну полость, размещенную внутри указанного ребра, причем полость продолжается главным образом по длине ребра. Протектор содержит прорезь, продолжающуюся главным образом по длине ребра, причем прорезь выступает в первую боковую поверхность ребра, и прорезь выступает в полость при образовании отверстия, причем длина отверстия, определенного в длину ребра, соответствует, по меньшей мере, 80% длины полости, определенной по длине ребра.

Прорезь и отверстие, образованные этой прорезью в стенке, ограничивающей полость, делают проще удаление формовочного элемента из ребра, при этом ограничивая риски искривления резины во время этого удаления. В изобретении прорезь выступает не в контактную поверхность ребра, а в боковую поверхность этого ребра. В связи с этим прорезь проходит в направлении, имеющем ненулевой компонент в плоскости, параллельной контактной поверхности ребра. Когда ребро подвергается воздействию сжатия, стенки, ограничивающие прорезь, приходят в контакт и прорезь закрывается. В дальнейшем жесткость ребра поддерживается во время движения протектора.

В предпочтительном варианте выполнения толщина материала между полостью и второй боковой поверхностью ребра больше или равна 1/3 ширины ребра.

Формовочный элемент устанавливается в вулканизирующую форму. Когда пресс, содержащий форму, открывается, позволяя удалять протектор, таким образом отформованный и вулканизированный формовочный элемент совершает движение относительного перемещения в радиальном направлении относительно оси шины и соответственно относительно ребра. Во время операции удаления формы формовочный элемент оказывает большое давление на участок ребра, расположенный между полостью и второй боковой поверхностью. Поддерживая минимальную толщину резинового материала между полостью и второй боковой поверхностью, формовочный элемент предотвращается от искривления части или всего ребра, когда формовочный элемент удаляется из протектора.

В предпочтительном варианте прорезь образует угол от 30° до 60° в направлении, перпендикулярном первой боковой поверхности ребра, и начинаясь от полости, прорезь продолжается в направлении, имеющем радиальный компонент, направленный к указанной контактной поверхности.

В связи с этим риски искривления резины в ребре, когда формовочный элемент удаляется, дополнительно сокращаются.

В варианте выполнения полость содержит участок в форме наклона, размещенного в продолжении прорези.

Удаление формовочного элемента выполняется проще.

В варианте выполнения прорезь имеет волнообразный профиль на первой боковой поверхности.

Прорезь ограничена первой поверхностью и второй поверхностью, противоположной первой поверхности. Посредством этого волнообразного профиля осуществляется более простое блокирование относительных движений первой поверхности прорези относительно второй поверхности прорези по длине блока.

Предпочтительно или в другом варианте выполнения прорезь имеет волнообразный профиль в плоскости, ортогональной первой боковой поверхности.

С помощью этого волнообразного профиля блокирование относительных движений первой поверхности прорези относительно второй поверхности прорези в ширину ребра выполняется проще.

В предпочтительном варианте выполнения все прорези ребер из множества ребер выступают в одну и ту же сторону относительно указанных ребер.

В связи с этим изобретение может быть применено к направленным шинам, содержащим предпочтительное направление движения, причем это предпочтительное направление движения обычно обозначено на шине.

В варианте выполнения прорези ребер из множества ребер выступают поочередно либо в первую сторону относительно ребер, либо во вторую сторону относительно ребер.

В связи с этим изобретение может быть применено к ненаправленным шинам.

В предпочтительном варианте выполнения каждое ребро из множества ребер имеет определенную высоту, причем высота имеет большую или равную трем ширинам указанного ребра.

В предпочтительном варианте выполнения ребра из множества ребер образуют полосы, длина которых ориентирована в поперечном направлении.

«Полоса» означает, что ребро имеет высокий коэффициент гибкости.

Другой объект изобретения относится к шине, содержащей протектор, описанный выше.

В предпочтительном варианте выполнения шина представляет собой шину для зимней эксплуатации.

«Шина для зимней эксплуатации» или «зимняя шина» означает шину, помеченную надписью M+S или M.S. или еще M&S, нанесенной на, по меньшей мере, одну из боковых сторон шины. Эта зимняя шина отличается конструкцией протектора и конструкцией, выполненной главным образом с возможностью обеспечения в условиях грязи и холода или тающего снега лучших характеристик, чем конструкция шины дорожного типа, выполненная с возможностью движения по свободным от снега поверхностям.

Другие признаки и преимущества изобретения будут понятны из следующего далее описания, представленного в виде примера, причем неограничивающего, со ссылкой на приложенные чертежи, на которых:

Фиг.1 - местный вид поверхности протектора согласно изобретению, причем протектор содержит множество полос;

Фиг.2 - схематический вид в перспективе полосы протектора на фиг.1 согласно первому варианту выполнения изобретения;

Фиг.3а, 3b, 3с, 3d - множественные этапы способа вынимания формовочного элемента, используемого для формования полости в полосе с фиг.2;

Фиг.4 - схематический вид в разрезе полосы протектора с фиг.1 согласно второму варианту выполнения изобретения;

Фиг.5 - схематический вид в перспективе полосы протектора с фиг.1 согласно третьему варианту выполнения изобретения;

Фиг.6 - схематический вид в перспективе полосы протектора с фиг.1 согласно четвертому варианту выполнения изобретения;

Фиг.7 - схематический вид в перспективе множества полос, размещенных по первой схеме размещения; и

Фиг.8 - схематический вид в перспективе множества полос, размещенных по второй схеме размещения.

Изобретение описано здесь в отношении ребер, имеющих в общем форму параллелепипеда, имеющую высокий коэффициент гибкости, иначе говоря, ребра имеют большую длину и большую высоту при узкой ширине относительно этой высоты и этой ширины. Эти особые ребра называются полосами в остальном описании. Однако будет отмечено сразу, что изобретение не ограничивается полосами и может продолжаться до ребер, имеющих совершенно другой коэффициент гибкости между их длиной, их высотой и их шириной.

В следующем далее описании элементы, которые по существу являются идентичными или подобными, будут обозначены идентичными ссылочными позициями.

Фиг.1 представляет местный вид поверхности протектора 1, содержащего множество полос 9, ограниченных вырезами 5, 7, 11. Вырезы 5, 7, 11 выступают в поверхность протектора.

Фиг.2 представляет схематический вид в перспективе полосы 9 на фиг.1 согласно первому варианту выполнения изобретения.

Полоса 9 содержит контактную поверхность 13, выполненную с возможностью контактирования с дорогой.

Полоса 9 также содержит первую боковую поверхность 15а, вторую боковую поверхность 15b, третью боковую поверхность 15с и четвертую боковую поверхность 15d. Первая боковая поверхность 15а в этом примере проходит в поперечном направлении Y. Вторая боковая поверхность 15b проходит параллельно первой боковой поверхности 15а. Третья боковая поверхность 15с проходит в круговом направлении Х перпендикулярно первой боковой поверхности 15а. Четвертая боковая поверхность 15d проходит параллельно третьей боковой поверхности 15с. Каждая из боковых поверхностей 15а, 15b, 15c, 15d обрезает контактную поверхность 13.

Полоса имеет ширину W между первой боковой поверхностью 15а и второй боковой поверхностью 15b. Также полоса имеет длину L между третьей боковой поверхностью 15с и четвертой боковой поверхностью 15d, при этом длина L полосы больше ширины W полосы. Полоса 9 также имеет высоту Н, определенную между контактной поверхностью 13 и нижней частью прорезей, ограничивающих полосу. Высота Н больше, например, в три раза ширины W полосы 9.

Полоса 9 содержит полость 17, в этом примере имеющую в общем цилиндрическую форму. В варианте выполнения полость 17 имеет нецилиндрическую форму, например форму параллелепипеда.

Полость 17 размещена внутри полосы 9 под контактной поверхностью 13. В связи с этим в новом состоянии протектора полоса 17 не выступает в контактную поверхность 13 полосы 9.

В примере с фиг.2 полость 17 продолжается главным образом в длину L полосы 9, и полость 17 выступает в третью боковую поверхность 15с и четвертую боковую поверхность 15d, при этом длина Lc полости соответствует длине L полосы. Как вариант, полость 15 не выступает в эти боковые поверхности 15с, 15d. В другом варианте полость выступает только в одну из этих боковых поверхностей 15с, 15d.

Полоса 9 также содержит прорезь 21. Прорезь 21 проходит в основном по длине L полосы 9. Прорезь 21 выходит на первую боковую поверхность 15а ребра и в полость 17. Проходя в полость, прорезь образует отверстие 23, показанное частично пунктирной линей на фиг.2. Длина Lo отверстия соответствует, по меньшей мере, 80% длины Lc полости 17. В состоянии с фиг.2 длина Lo отверстия, длина Lc полости и длина L полосы идентичны.

Будет отмечено, что толщина Е материала между полостью 17 и второй боковой стенкой больше или равна 1/3 ширины W полосы 9.

Также будет отмечено, что ширина прорези 21, иначе говоря, расстояние, отделяющее две стенки, ограничивающие прорезь, в этом примере, меньше 1 мм.

Фиг.3а, 3b, 3с, 3d представляют множественные этапы способа вынимания формовочного элемента из полосы 9.

Формовочный элемент 41 устанавливают в вулканизационной форме 25.

Формировочный элемент 41 содержит первый участок 43, выполненный с возможностью формовки прорези 21 в полосе 9. Первый участок 43 скреплен с вулканизационной формой 25.

Формовочный элемент также содержит второй участок 45, соединенный с первым участком 43. Второй участок 45 выполнен с возможностью формовки полости 17 в полосе 9.

Первый этап, показанный на фиг.3а, показывает положение формовочного элемента в полосе 9, следующий за вулканизацией протектора.

На этом первом этапе формовочный элемент 41 частично делит полосу на верхний участок 27 и нижний участок 29. Соединяющий участок 31 соединяет верхний участок 27 с нижним участком 29 полосы 9.

На втором этапе, показанном на фиг.3b, вулканизационная форма 25 открыта для того, чтобы позволять удалять отформованный и вулканизированный протектор. Далее формовочный элемент 23 совершает движение относительного перемещения в радиальном направлении Z относительно полосы 9. На этом втором этапе формовочный элемент 23 отходит от полости 17 и от прорези 21, образованных указанным формовочным элементом.

Во время этого второго этапа к соединяющему участку 31 прикладывается большая сила. Для того, чтобы предотвратить искривления формовочным элементом 23 части или всей полосы 9, необходимо надлежащим образом соблюдать размер толщины Е соединяющего участка 31.

На третьем этапе, показанном на фиг.3с, формовочный элемент 23 находится в положении, в котором он широко раскрывает щель 21. В этом положении контактная поверхность 13 полосы 9 прижимается к внутреннему участку вулканизационной формы 25.

На четвертом этапе, показанном на фиг.3d, формовочный элемент 23 выходит из прорези 21. Далее полоса 9 находится в положении покоя.

Фиг.4 показывает схематический вид в разрезе полосы 9 на фиг.1 согласно второму варианту выполнения.

В этом варианте выполнения прорезь 21 образует ненулевой угол β с направлением Х', перпендикулярном первой боковой поверхности 15а полосы 9. Прорезь 21 продолжается, начинаясь от полости 17, в направлении U, имеющем радиальный компонент, направленный к контактной поверхности 13 полосы 9.

В предпочтительном варианте выполнения угол β составляет от 30° до 60°. Предпочтительно, угол β составляет 45°. Это обеспечивает простое удаление формовочного элемента, при этом ограничивая риск искривления резины, когда этот формовочный элемент удаляется.

Предпочтительно, полость 17 содержит участок в форме наклона 33, размещенный в продолжении прорези 21. Этот участок в форме наклона 33 дополнительно улучшает вынимание формовочного элемента.

Как вариант, участок в форме наклона 33 может быть объединен с углом β, который находится в диапазоне, который отличается от диапазона от 30° до 60°. Например, угол β может быть равен нулю.

Фиг.5 представляет схематический вид в перспективе полосы 9 с фиг.1 согласно третьему варианту выполнения.

В этом варианте выполнения прорезь 21 выходит на первую боковую поверхность 15а. Прорезь 21 имеет волнообразный профиль на этой первой боковой поверхности.

Прорезь 21 ограничена первой поверхностью 35 и второй поверхностью 37. Посредством такого волнообразного профиля прорези 21 можно блокировать по длине L полосы 9 часть или все относительные движения первой поверхности 35 относительно второй поверхности 37 во время движения протектора.

Фиг.6 схематически показывает вид в перспективе полосы 9 с фиг.1 согласно четвертому варианту выполнения.

В этом варианте выполнения прорезь 21 имеет волнообразный профиль в плоскости, ортогональной первой боковой поверхности 15а, например в плоскости третьей боковой поверхности 15с.

Прорезь 21 ограничена первой поверхностью 35 и второй поверхностью 37. Посредством такого волнообразного профиля можно блокировать по ширине W полосы 9 часть или все относительные движения первой поверхности 35 относительно второй поверхности 37.

Фиг.7 показывает схематический вид в перспективе множества полос 9, размещенных по первой схеме размещения. В этой схеме размещения все прорези 21 полос 9 выступают в одну и ту же сторону относительно указанных полос 9.

Будет отмечено, что в этом варианте выполнения угол β, который определен на фиг.4, равен нулю.

Фиг.8 представляет схематический вид в перспективе множества полос 9, размещенных по второй схеме размещения. В этой схеме размещения прорези 21 полос 9 выходят поочередно либо в первую сторону относительно указанных полос, либо во вторую сторону относительно указанных полос.

1. Протектор шины, содержащий множество ребер (9), ограниченных вырезами (5, 7, 11), причем каждое ребро (9) содержит множество боковых поверхностей (15а, 15b), образующих контактную поверхность (13) ребра, при этом каждое ребро (9) имеет в основном форму параллелепипеда и имеет длину (L) и ширину (W), причем ширина (W) определена между первой боковой поверхностью (15а) ребра и второй боковой поверхностью (15b) ребра, при этом ширина (W) меньше длины (L), причем, по меньшей мере, одно ребро (9) из множества ребер содержит, по меньшей мере, одну полость (17), выполненную внутри ребра и проходящую в основном по длине (L) ребра, отличающийся тем, что он содержит прорезь (21), проходящую в основном по длине (L) ребра и выходящую на первую боковую поверхность (15а) ребра и в полость (17) с образованием отверстия (23), причем длина (Lo) отверстия, определенная в длине (L) ребра, соответствует, по меньшей мере, 80% длины (Lc) полости, определенной в длине (L) ребра, при этом прорезь (21) не выходит на контактную поверхность (13) ребра.

2. Протектор по п.1, отличающийся тем, что толщина материала (Е) между полостью и второй боковой поверхностью (15b) ребра превышает или равна 1/3 ширины (W) ребра.

3. Протектор по п.1 или 2, отличающийся тем, что прорезь образует угол (β) от 30° до 60° с направлением (Х'), перпендикулярным первой боковой поверхности (15а) ребра, и начиная от полости (17), прорезь проходит в направлении (U), имеющем радиальный компонент, направленный к контактной поверхности (13).

4. Протектор по п.1, отличающийся тем, что полость содержит участок в форме наклона (33), размещенный в продолжении прорези (21).

5. Протектор по п.1, отличающийся тем, что прорезь имеет волнообразный профиль на первой боковой поверхности (15а).

6. Протектор по п.1, отличающийся тем, что прорезь имеет волнообразный профиль в плоскости, ортогональной первой боковой поверхности (15а).

7. Протектор по п.1, отличающийся тем, что все прорези ребер из множества ребер выходят в одну и ту же сторону относительно ребер.

8. Протектор по п.1, отличающийся тем, что прорези ребер из множества ребер выступают поочередно либо в первую сторону относительно ребер, либо во вторую сторону относительно ребер.

9. Протектор по п.1, отличающийся тем, что каждое ребро из множества ребер имеет высоту (Н), большую или равную трем ширинам (W) ребра.

10. Протектор по п.1, отличающийся тем, что ребра из множества ребер образуют полосы, часть или все из которых имеют длину, ориентированную главным образом в поперечном направлении (Y).

11. Шина, отличающаяся тем, что она содержит протектор по любому из пп.1-10.

12. Шина по п.11, отличающаяся тем, что она представляет собой зимнюю шину.