Протектор зимней шины

Предложен протектор (10) шины толщиной Е, содержащий поверхность (12) качения, вступающую в контакт с грунтом; и по меньшей мере один вырез (20), открывающийся на поверхность качения и имеющий глубину Р, которая меньше глубины Е протектора. Вырез, будучи новым, образует на поверхности качения шины два противоположных края, ограничивающих по меньшей мере один узкий участок (30) выреза и по меньшей мере один широкий участок (40) выреза. Широкий и узкий участки располагаются чередующимся образом, и широкий участок проходит на глубину F, которая меньше глубины Р выреза, а узкий участок имеет среднюю ширину LE, которая меньше или равна 1 мм, и широкий участок имеет среднюю ширину LL, которая больше 1 мм. Узкий участок проходит по всей глубине Р выреза, а широкий участок проходит на глубину протектора по меньшей мере на 30% глубины Р выреза.(71)(73) Заявитель и патентовладелец: СОСЬЕТЕ ДЕ ТЕКНОЛОЖИ МИШЛЕН (FR); МИШЛЕН РЕШЕРШ Э ТЕКНИК С.А. (CH) 016642 Область техники Настоящее изобретение относится к протекторам шин, в частности шин, используемых на покрытых снегом поверхностях. Оно также относится к шинам, оборудованным такими протекторами. Уровень техники Известно, что рисунки протекторов обычно включают в себя надрезы (или насечки) различных размеров для удаления воды, которая находится между дорогой и протектором, таким образом, чтобы восстановить сцепление шины на влажной дороге. Эти надрезы различают, исходя из их ширины, на следующие типы: каналы (которые обычно направлены по окружности и имеют ширину типично в диапазоне от 8 до 10 мм для шин пассажирских транспортных средств), канавки (шириной от 2 до 7 мм) и прорези (типично шириной от 0,3 до 1 мм). Данные надрезы, и особенно прорези, также очень важны для обеспечения сцепления шины на покрытых снегом поверхностях. Рисунки протекторов для использования на покрытых снегом поверхностях должны решать проблему, состоящую в том, что снег стремится набиваться в надрезы и засорять их. Если снег заполнит надрезы, пропадет сцепление между каучуком и снегом, в результате чего поведение шины будет определяться сцеплением "снег-снег". Конечно, снег будет стремиться заполнять прорези и узкие канавки более быстро, чем широкие канавки и каналы, так как более широкие канавки и каналы имеют большую вместимость для размещения снега. С учетом этой проблемы было предложено обеспечить узкие насечки уширенными областями, чтобы увеличить их вместимость для снега. Так как термин "насечка" часто используется для обозначения относительно узких надрезов, будем использовать более общий термин "вырез". Под термином "вырез" понимается полое пространство в протекторе, ограниченное обращенными друг к другу стенками каучуковой смеси или любого другого материала, из которого изготовлен протектор, и которое открывается на поверхность качения, тем самым образуя два противоположных края. В патентном документе ЕР 0847878 решается задача улучшения силы сцепления шины на покрытой снегом дороге. Он описывает протектор шины, содержащий вырез, открывающийся на поверхность качения и имеющий меньшую глубину, чем толщина протектора, причем этот вырез образует на поверхности качения новой шины два противоположных края, ограничивающих множество узких участков и по меньшей мере один широкий участок, причем эти широкие и узкие участки располагаются чередующимся образом и проходят на всю глубину выреза. Широкие участки имеют ширину, постепенно уменьшающуюся в направлении внутрь протектора. В патентном документе ЕР 1190871 рассматривается решение другой проблемы, а именно того факта, что узкие насечки стремятся закрываться, когда шина работает в режиме ускорения или в режиме торможения. В этом документе предлагается уменьшение ширины в некоторых местах вдоль насечек. Он раскрывает протектор, содержащий по меньшей мере один вырез, открывающийся на поверхность качения и имеющий меньшую глубину, чем толщина протектора, причем этот вырез образует на поверхности качения протектора два противоположных края, ограничивающих множество узких участков и множество широких участков, расположенных чередующимся образом, причем узкие участки проходят на всю глубину выреза. Широкие участки проходят вниз в глубину выреза. Стенки образованных таким образом вырезов не полностью закрываются, когда шина работает в режиме ускорения, так как более широкие участки остаются открытыми и сохраняют способность к размещению снега. Рисунки протекторов, предлагаемые в указанных прототипах, имеют ряд недостатков. В частности,конструкция дна выреза подвержена риску образования трещин, что ставит под угрозу срок службы шины. Сущность изобретения Задачей настоящего изобретения является создание протектора для шин, используемых в зимних условиях, который обеспечивает шине хорошее сцепление на снегу, имея при этом хороший срок службы. Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения эта задача решается посредством создания протектора шины толщиной Е, содержащего поверхность качения, вступающую в контакт с дорогой; по меньшей мере один вырез, открывающийся на поверхность качения и имеющий глубину Р,которая меньше толщины Е протектора. Конечно, протектор может иметь другие надрезы. Вырез образует на поверхности качения новой шины два противоположных края, ограничивающих по меньшей мере один узкий участок выреза, т.е. участок, средняя ширина LE которого меньше или равна 1 мм, и по меньшей мере один широкий участок выреза, т.е. участок, средняя ширина LL которого больше 1 мм. Указанные широкие и узкие участки располагаются чередующимся образом. Узкий участок проходит на всю глубину Р выреза, широкий участок проходит в глубину протектора по меньшей мере на 30% глубины выреза. В протекторе согласно одному варианту осуществления широкий участок проходит на глубину F,которая меньше глубины Р выреза. Таким образом, дно выреза имеет особенно простую геометрию. Оно включает в себя только узкие участки и не имеет области перехода между узкими участками и широкими участками, так что уменьшается риск образования трещин и увеличивается срок службы шины, оборудованной данным протектором.-1 016642 Согласно предпочтительному варианту осуществления каждый широкий участок имеет продолжение, проходящее на глубину больше глубины F и имеющее ширину меньше или равную 1 мм. Широкий участок тем самым продолжается частью, ширина которой, по существу, идентична ширине узкого участка, дополнительно уменьшая риск появления трещин между узкими участками и широкими участками на глубине F. Более предпочтительно продолжение проходит вниз на глубину Р. Тем самым дно выреза образуется исключительно только узким участком, что является лучшим способом предотвратить возникновение трещин на дне выреза. Можно обеспечить резкий переход между широким участком и его продолжением. Однако широкий участок предпочтительно содержит соединительную часть для соединения с продолжением, причем ширина широкого участка непрерывно и постепенно уменьшается в данной соединительной части до ширины продолжения, так как наличие резкого перехода может привести к образованию областей, в которых могут возникнуть трещины. Дополнительно, непрерывный и постепенный переход, такой как между широким участком и продолжением в глубине выреза, гарантирует непрерывность рабочих характеристик протектора, когда износ шины достигнет области перехода. Предпочтительно средняя ширина LE узкого участка больше 0,2 мм и меньше 0,8 мм, так как более узкий или более широкий участок вряд ли обеспечат эффективное увеличение сцепления на покрытых снегом поверхностях за счет прорезей. Согласно одному предпочтительному варианту осуществления разница D между глубиной Р выреза и глубиной F широкого участка больше или равна 1 мм. Более конкретно, когда расстояние D уменьшается до величины меньше 1 мм, дно выреза будет располагаться недостаточно далеко от областей, где могут возникнуть трещины. Предпочтительно средняя ширина LL широкого участка меньше или равна 2,5 мм; большая ширина уменьшает жесткость окружающей области протектора и может также вызвать неравномерный износ. Согласно одному предпочтительному варианту осуществления по меньшей мере для одного выреза на поверхности качения в неизношенном состоянии соотношение R между (а) суммой длин широких участков выреза и (б) суммой длин узких участков выреза больше или равно 0,2 и меньше или равно 5. Более предпочтительно соотношение R находится в диапазоне от 0,8 до 1,5 включительно. При этих значениях достигается особенно предпочтительный компромисс между способом, которым вырез действует подобно прорези, и его способностью "углубляться" в снег. Согласно предпочтительному варианту осуществления средняя ширина широкого участка является постоянной на протяжении по меньшей мере 30%, более предпочтительно 50% глубины Р выреза, если измерять от поверхности качения. Тем самым увеличивается доступный объем в сравнении с постепенным изменением ширины широкого участка, которое предлагается в патентном документе ЕР 0847878. Согласно другому предпочтительному варианту осуществления все узкие участки выреза имеют, по существу, одинаковую длину LoE и все широкие участки выреза имеют, по существу, одинаковую длинуLoL. Эти длины измеряются в направлении наибольшего размера выреза на поверхности качения. Данный вариант осуществления позволяет получить очень однородный протектор. Изобретение также относится к шине, содержащей протектор согласно изобретению. Краткое описание чертежей На фигурах показаны: фиг. 1 - схематический вид в перспективе блока протектора согласно варианту осуществления изобретения; фиг. 2 - другой схематический вид в перспективе блока протектора с фиг. 1; фиг. 3 и 4 - иллюстрация того, каким образом измеряются ширины и длины, характеризующие вырез согласно варианту осуществления изобретения; фиг. 5-7 - схематические иллюстрации различных вариантов выполнения перехода по ширине на широком участке, в глубине выреза; и фиг. 8-12 - различные иллюстрации альтернативных рисунков вырезов на поверхности качения в неизношенном состоянии согласно вариантам осуществления изобретения. Подробное описание изобретения На фиг. 1 схематически изображен вид в перспективе блока 11 протектора для протектора 10 согласно варианту осуществления изобретения. Протектор 10 имеет толщину Е и содержит поверхность 12 качения, предназначенную вступать в контакт с грунтом. Под термином "поверхность качения" здесь понимаются все точки на поверхности протектора, предназначенные вступать в контакт с грунтом. На фиг. 1 показана только часть поверхности качения, а именно та часть, которая располагается на блоке 11. Блок 11 также содержит два выреза 20, открывающиеся на поверхность 12 качения и имеющие глубину Р, которая меньше толщины Е протектора. Под термином "вырез" здесь следует понимать полое пространство в протекторе, ограниченное обращенными друг к другу стенками из каучуковой смеси или любого другого материала, из которого изготовлен протектор, и открывающееся на поверхность качения,тем самым образуя два противоположных края.-2 016642 Вырезы 20 располагаются друг от друга на расстоянии S, составляющем 4,5 мм. Каждый из них на новой поверхности качения образует два противоположных края 21 и 22, причем эти края ограничивают множество узких участков 30 выреза, т.е. участки со средней шириной LE меньше или равной 1 мм. Каждый вырез 20 также содержит множество широких участков 40, т.е. участков со средней шириной LL больше 1 мм. В данном примере ширина широких участков постоянна. Широкие участки 40 и узкие участки 30 располагаются чередующимся образом. Как можно увидеть на фиг. 2, на которой протектор 10 на фиг. 1 показан более подробно, узкие участки 30 проходят на всю глубину Р выреза, тогда как широкие участки 40 проходят в глубину протектора примерно на 60% глубины Р выреза 20. Широкие участки 40 проходят на глубину F, которая меньше глубины Р выреза. В данном конкретном примере широкие участки проходят на глубину Р посредством выступающей части 50, средняя ширина которой меньше или равна 1 мм и предпочтительно равна средней ширине LE узких участков 30. Разница D между глубиной Р выреза и глубиной F широкого участка равна 3 мм. Это расстояние гарантирует, что изменение ширины выреза между широкими участками 40 и участками 30 не приведет к образованию вблизи дна выреза 20 областей, в которых могут возникнуть трещины. Срок службы протектора 10 (и, как результат, шины, оборудованной этим протектором) тем самым повышается. Отметим, что средняя ширина LL широкого участка 40 является постоянной на протяжении 50% глубины Р выреза 20 (на глубину K), если измерять от поверхности 12 качения. Таким образом, вырез 20 обладает хорошей способностью для размещения снега. Широкие участки 40 содержат соединительную часть 60 для соединения широкого участка 40 с выступающей частью 50. Ширина широкого участка 40 уменьшается в данной соединительной части непрерывно и постепенно до ширины выступающей части 50. В данном конкретном примере все узкие участки 30 выреза 20 имеют одинаковую длину LoE и все широкие участки 40 выреза 20 имеют одинаковую длину LoL. Как уже было указано выше, эти длины измеряются в направлении наибольшего размера 100 (см. фиг. 1) выреза 20 на поверхности 12 качения. В данном предпочтительном варианте осуществления получают очень однородный протектор. На фиг. 3 и 4 схематично изображена часть поверхности 12 качения протектора. Направление X обозначает направление наибольшего размера протектора (только часть которого показана на чертеже). Когда протектор прикрепляется к шине, направление X соответствует направлению по окружности. Направление Y перпендикулярно как направлению X, так и направлению толщины протектора. Когда протектор прикрепляется к шине, направление Y соответствует осевому направлению. Ширины широких участков 40 и узких участков 30 измеряются под прямым углом к одному из краев 21 или 22. Если, как может быть в случае сложной геометрии, средняя ширина участка, измеренная под прямым углом к первому краю, не идентична средней ширине участка, измеренной под прямым углом к другому краю, то под средней шириной понимается среднее двух значений, измеренных под прямыми углами к двум краям. На фиг. 4 также иллюстрируется, что участок выреза, независимо от того, широкий или узкий, не обязательно должен иметь постоянную ширину. В данном конкретном примере все три широких участка 40 имеют ширину, которая изменяется вдоль средней линии 100 выреза. На фиг. 5-7 схематически иллюстрируются различные варианты выполнения перехода для ширины между широким участком 40, имеющим среднюю ширину LL на поверхности качения, и выступающей частью 50 в глубине выреза. Профиль смежного узкого участка обозначен пунктирной линией 30 а. Вполне очевидно, что можно выполнить резкий переход путем резкого завершения широкого участка на глубине K. Фиг. 5 показывает вариант, в котором уменьшение осуществляется в соединительной части 60 в три этапа. Недостатком этого варианта является то, что формируются несколько острых углов и, как результат, области, в которых могут возникнуть трещины. Этот риск сильно уменьшается в варианте, изображенном на фиг. 6, в котором ширина широкого участка 40 уменьшается непрерывно и постепенно в соединительной части 60. Непрерывный и постепенный переход, такой как показанный здесь между широким и узким участками в глубине выреза, гарантирует непрерывность рабочих характеристик протектора, когда износ шины достигнет области перехода. В варианте, изображенном на фиг. 7, все углы закруглены, что дает превосходные результаты. С другой стороны, формованные элементы немного более сложны и дороги для изготовления. Также необходимо отметить, что вырез на фиг. 7 открывается в полость 70 с закругленной геометрией, тем самым уменьшая до минимума риск появления трещин. Фиг. 8-12 иллюстрируют несколько вариантов следа выреза согласно изобретению на поверхности качения в неизношенном состоянии. Для характеристики геометрии выреза используется соотношение R между суммой длин широких участков выреза и суммой длин узких участков выреза. Фиг. 8 схематически иллюстрирует рисунок выреза, все узкие участки 30 которого имеют постоянную ширину 0,6 мм и все широкие участки которого имеют постоянную ширину 3 мм. В отличие от вырезов, показанных на предыдущих чертежах, широкие участки расширяют узкие участки симметрично относительно "средней плоскости", которая включает в себя как направление наибольшего размера вы-3 016642 реза, так и направление толщины и которая лежит посередине между краями. Соотношение R составляет 0,66. Вырез проходит между начальной точкой А и конечной точкой В. Отметим, что вырез не должен обязательно начинаться и заканчиваться в узкой части, вполне возможно обеспечить вырез, который начинается и/или заканчивается в широком участке (см., например,фиг. 12). Вариант согласно фиг. 9 отличается от варианта согласно фиг. 8 тем, что указанная симметрия нарушена. Последующие широкие участки 40 располагаются относительно предыдущих чередующимся образом с каждой стороны определенной выше средней плоскости. Их ширина является постоянной(2 мм), как и у узких участков 30 (0,5 мм). Соотношение R немного больше 1. Фиг. 10 показывает вариант, в котором узкие участки 30 имеют постоянную ширину 0,4 мм, широкие участки 40 имеют постоянную ширину 1,5 мм и соотношение R равно 3. Фиг. 11 иллюстрирует другой вырез, в котором узкие участки 30 не выровнены в направлении наибольшего размера выреза. Здесь соотношение R составляет больше 5. Наконец, фиг. 12 иллюстрирует вырез, в котором ширина широких участков 40 изменяется на поверхности качения. Соотношение R равно 1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Протектор (10) шины толщиной Е, содержащий поверхность (12) качения, вступающую в контакт с грунтом, и по меньшей мере один вырез (20), открывающийся на поверхность качения и имеющий глубину Р, которая меньше глубины Е протектора, причем вырез, будучи новым, образует на поверхности качения шины два противоположных края, ограничивающих по меньшей мере один узкий участок (30) выреза и по меньшей мере один широкий участок (40) выреза, причем широкий и узкий участки располагаются чередующимся образом, широкий участок проходит на глубину F, которая меньше глубины Р выреза, а узкий участок имеет среднюю ширину LE, которая меньше или равна 1 мм, и широкий участок имеет среднюю ширину LL, которая больше 1 мм, причем узкий участок проходит по всей глубине Р выреза, а широкий участок проходит на глубину протектора по меньшей мере на 30% глубины Р выреза. 2. Протектор по п.1, в котором каждый широкий участок (40) проходит на глубину больше глубиныF посредством выступающей части (50), средняя ширина которой меньше или равна 1 мм. 3. Протектор по п.2, в котором выступающая часть (50) проходит вниз на глубину Р. 4. Протектор по п.2 или 3, в котором широкий участок (40) содержит соединительную часть (60) для соединения широкого участка с выступающей частью (50), причем ширина широкого участка уменьшается в указанной соединительной части непрерывно и постепенно вниз до ширины выступающей части. 5. Протектор по любому из пп.1-4, в котором средняя ширина LE узкого участка (30) больше 0,2 мм и меньше 0,8 мм. 6. Протектор по любому из пп.1-5, в котором разница D между глубиной Р выреза (20) и глубиной F широкого участка (40) больше или равна 1 мм. 7. Протектор по любому из пп.1-6, в котором средняя ширина LL широкого участка меньше или равна 2,5 мм. 8. Протектор по любому из пп.1-7, в котором по меньшей мере для одного выреза (20) на поверхности (12) качения в неизношенном состоянии соотношение R между (а) суммой длин широких участков(40) выреза и (б) суммой длин узких участков (30) выреза больше или равно 0,2 и меньше или равно 5. 9. Протектор по п.8, в котором соотношение R больше или равно 0,8 и меньше или равно 1,5. 10. Протектор по любому из пп.1-9, в котором средняя ширина LL широкого участка (40) является постоянной на протяжении по меньшей мере 30% глубины Р выреза (20), если измерять от поверхности(12) качения. 11. Протектор по любому из пп.1-10, в котором все узкие участки (30) выреза (20) имеют, по существу, одинаковую длину LoE и все широкие участки (40) выреза (20) имеют, по существу, одинаковую длину LoL. 12. Шина, содержащая протектор по любому из пп.1-11.