УСТАНОВКА ШИПОВ ПРОТИВОСКОЛЬЖЕНИЯ НЕКРУГЛОЙ ФОРМЫ В ШИНЫ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ Российский патент 2007 года по МПК B60C11/16 B29D30/66 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к комплекту для установки шипов противоскольжения. Комплект предназначен для установки в пневматическую шину, имеющую протектор с поверхностью качения, шипов противоскольжения, имеющих внешнюю и внутреннюю части. Внутренняя часть снабжена нижним фланцем, а внешняя часть - верхней головкой. Между указанными частями расположена более узкая промежуточная часть. Нижний фланец устанавливают в протекторе на удалении от поверхности качения, а верхнюю головку - вблизи поверхности качения. Шип противоскольжения имеет длину и среднюю линию, проходящую в одном направлении с линией, по которой определена длина шипа. Сечение шипа, проведенное перпендикулярно средней линии, по меньшей мере на некотором участке по длине шипа имеет некруглую форму. Комплект также содержит монтажный инструмент для установки шипов противоскольжения в протектор шины.

Уровень техники

В патенте RU 2159184 описано устройство и способ установки шипов противоскольжения в шины транспортных средств, согласно которому в протекторе высверливают отверстия для шипов. Шипы предварительно вставляют в цилиндрическую оправку и вводят в отверстие путем придания оправке эксцентрикового кругового движения вокруг оси отверстия с величиной смещения не более диаметра шипа и/или путем вращения оправки по конической образующей с углом при вершине не более 20°. Затем шип заглубляют до упора в дно отверстия, после чего оправку извлекают из отверстия. При помощи такого устройства можно устанавливать лишь круглые шипы противоскольжения путем вращательного движения. В результате шипы будут установлены в отверстиях в случайных положениях. Известное устройство и способ не обеспечивают ориентированную установку шипов некруглой формы, таких как шипы, описанные в патентных публикациях DE 2400999 и US 2002/0050312, а также шипов некруглой формы, содержащих твердосплавный элемент, описанных в US 2002/0050312, то есть не обеспечивают установку шипов в заданном положении, например, несимметрично относительно плоскости вращения колеса.

В патентной публикации DE 2400999 описан шип противоскольжения, имеющий овальное сечение и по существу клиновидную по длине форму, изготовленный из однородного материала. В публикации JP 58012806 описан шип, имеющий в поперечном сечении форму многоугольника, в особенности это относится к контактной поверхности наконечника шипа. Известный шип, включающий нижний фланец и стержневую часть постоянной толщины, являющуюся продолжением фланца, изготовлен из однородного материала. Шипы такого типа сильно наклоняются в шине во время движения, особенно если изнашиваемый слой шины выполнен в соответствии с современными требованиями из относительно мягкой резины. В этом случае характеристики сцепления шины значительно ослабевают, а шип может вылететь из гнезда. Если шип изготовить из достаточно прочного, ударостойкого и износоустойчивого твердого металла, то его масса значительно увеличится, что приведет к ускоренному износу дорожного покрытия и быстрому повреждению резинового изнашиваемого слоя шины. Ни в одной из упомянутых публикаций не описана возможность ориентации шипа при его установке в протекторе шине и не раскрыто устройство или способ, которые могли бы обеспечить такую установку с ориентацией шипа. В публикации FI-9/65 описан шип, который представляет собой единую твердосплавную деталь, которая частично сформована в виде круглого нижнего фланца и частично в виде конического элемента. Конический элемент имеет многоугольную форму, чаще всего трех- или четырехгранную. Эти грани выполнены вогнутыми, а внешние части конического элемента имеют выпуклые поверхности. Такой шип имеет большую массу и вследствие своего круглого нижнего фланца устанавливается в шине в случайном положении.

В публикации DE 1605598 описан шип противоскольжения, корпус которого имеет удлиненный нижний фланец, выступающий из корпуса круглый твердосплавный стержень, снабженный утолщением, более широким, чем сечение нижнего фланца. В утолщении имеются расположенные в окружном направлении шипа пазы и гребни в форме, например, зубцов пилы или елки. Нижний фланец удлинен для избежания чрезмерного растяжения резинового материала изнашиваемого слоя шины при установке шипа в гнездо. В публикации также описан инструмент для установки шипов, содержащий только два зажима с тонкими концевыми частями. Обращенные друг к другу внутренние поверхности зажимов частично выполнены вогнутыми, а сами зажимы ориентированы в одном направлении для расширения гнезда. Шипы вводят в гнезда зажатыми между двумя зажимами с использованием четырехугольной шпильки.

В публикации US-2002/0050312 описаны шипы, имеющие отличную от круглой удлиненную нижнюю часть с продольной осью и отличную от круглой удлиненную верхнюю часть с продольной осью, при этом продольные оси нижней и верхней частей повернуты относительно друг друга таким образом, что продольная ось верхней части и продольная ось нижней части образуют отличный от нуля угол, находящийся обычно в пределах 65-115°. В соответствии с публикацией такие шипы "выстреливают" в протектор, если он не вулканизирован, с использованием инжекционной трубки эллипсовидного сечения таким образом, что в центральной области протектора шины продольные оси верхних частей шипов ориентированы в направлении оси колеса, а продольные оси нижних частей ориентированы по окружности колеса. В краевых областях протектора шины продольные оси верхних частей шипов образуют, как правило, угол 45° относительно окружности колеса, а продольные оси нижних частей образуют, как правило, угол 25° относительно окружности колеса. Поворот выполненных таким образом шипов вправо в автоматических механизмах для установки не является надежным, так как шипы могут занять в инжекционной трубке неправильное положение. Далее, вулканизация уже оснащенных шипами шин будет очень трудной, дорогой и приведет к большому количеству дефектных и, следовательно, бракованных шин на производстве.

Например, в публикации US 3385742 описана установка шипов противоскольжения в шины транспортных средств, имеющих гнезда для шипов. Инструмент для установки имеет три направляющих зажима, концевые части которых сужены и которые имеют регулируемый диапазон смещения и толкатель в виде стержня, перемещаемый в пространстве между направляющими зажимами. При установке шипов направляющие зажимы вводят в гнездо, при этом направляющие зажимы расширяют углубление для шипа. Толкатель в виде стержня удерживает шип в гнезде, в то время как направляющие зажимы выводят из гнезда и отводят от шипа. Согласно данной публикации форма сечения шипов круглая, поэтому три зажима влияют только на скорость установки шипов и, таким образом, на точность попадания в гнездо. Возможность задания ориентации шипа отсутствует, но это и не нужно, если речь идет о круглых шипах.

На чертежах патентной публикации RU 2152318 видны губки монтажного инструмента, однако в тексте патента единственным упоминанием, относящимся к этим губкам, является их предназначенность для расширения отверстий для шипов. По чертежам можно установить, что имеются две губки, что подкрепляет вывод о том, что в вышеописанном решении согласно DE 1605598, где шипы имеют нижний фланец такого же типа, что и в решении согласно российской публикации, имеются также два зажима. Далее, в соответствии с указанной публикацией, шипы ориентируют с помощью направляющей трубки, форма которой соответствует форме шипов, ориентацию шипов осуществляют точно таким же образом, как и в упомянутой ранее публикации US 2002/0050312. В отличие от толкателя шипа, описанного в этой публикации, в российском патенте предложено использование трех толкателей, которые перемещают с зажимом шип по длине направляющей трубки ориентированным нижним фланцем в сторону перемещения. Сами толкатели не оказывают никакого влияния на ориентацию шипа, кроме того, губки также не участвуют в ориентировании шипа, так как в противном случае определенное положение шипа, обеспечиваемое направляющей трубкой, будет изменено.

Раскрытие изобретения

Основной задачей изобретения является обеспечение шипа противоскольжения некруглой формы и монтажного инструмента, используемого в комплекте для установки шипов в протектор шины транспортного средства, в которой известным способом в процессе вулканизации предварительно выполнены гнезда, пригодные в том числе для установки круглых шипов. Шипы согласно изобретению отличаются от круглых шипов, имея определенные размеры составных элементов, обусловливающие их некруглую форму и возможность установки в протекторе шины с определенной ориентацией относительно направления вращения шины. Следующей задачей изобретения является создание комплекта шипов противоскольжения некруглой формы и монтажного инструмента для их установки, позволяющего быстро и легко установить шипы с обеспечением указанной ориентации, т.е. с обеспечением угла между направлением вращения шины и одной из геометрических линий элементов шипа, обуславливающих его некруглую форму. Третьей задачей изобретения является обеспечение монтажного инструмента для такого комплекта, модифицируемого таким образом, чтобы он подходил к шипам некруглой формы разного типа. Задачей изобретения является также обеспечение такого комплекта шипов некруглой формы и монтажного инструмента для их установки, который был бы надежен и прост в эксплуатации и выгоден в финансовом отношении.

Описанные недостатки известных решения устранены в предлагаемых изобретением вариантах комплектов и способов.

Согласно первому аспекту изобретения предлагается комплект для установки шипов противоскольжения, который содержит пневматическую шину транспортного средства, имеющую протектор с поверхностью качения; шипы противоскольжения, включающие внешнюю часть с верхней головкой, размещаемой вблизи поверхности качения, и внутреннюю часть с нижним фланцем, устанавливаемым в протекторе на удалении от поверхности качения. Шипы имеют длину L_T и среднюю линию, однонаправленную с линией, по которой определена указанная длина. Сечение нижнего фланца, проведенное перпендикулярно средней линии, включает первые боковые участки в количестве М1, равном по меньшей мере двум, центры которых находятся на расстоянии R1 от средней линии, и вторые боковые участки в количестве М2, равном по меньшей мере двум, центры которых находятся на расстоянии R2 от средней линии. Расстояние R2 больше расстояния R1. Комплект также содержит монтажный инструмент для установки шипов противоскольжения в протектор.

Отличительной особенностью комплекта является то, что в протекторе предварительно выполнены гнезда для шипов, а монтажный инструмент содержит направляющие зажимы в количестве N, равном двукратному количеству М2 вторых боковых участков. Указанные направляющие зажимы выполнены с возможностью вхождения в контакт по меньшей мере с двумя первыми боковыми участками сечения нижнего фланца шипа противоскольжения, центры которых находятся на расстоянии R1 от средней линии, для удержания нижнего фланца и шипа противоскольжения в заданном неизменном положении между направляющими зажимами.

В предпочтительном варианте комплекта первые боковые участки выполнены или выпуклыми, или прямыми, или вогнутыми. Количество М2 вторых боковых участков может быть выбрано равным двум, а количество N направляющих зажимов - четырем. Вторые боковые участки могут плавно или резко переходить в первые боковые участки, а в совокупности вторые боковые участки и первые боковые участки могут образовывать овал.

В другом предпочтительном варианте гнезда для шипов имеют расширенные нижние части для нижнего фланца и поперечное сечение по меньшей мере частично круглой формы с диагональю отверстия D_H и/или расширенные нижние части по существу такой же формы, что и нижний фланец. Направляющие зажимы монтажного инструмента имеют длину L_L, которая существенно больше длины L_T шипа противоскольжения, и среднюю линию, совпадающую со средней линией шипов противоскольжения. Указанные направляющие зажимы могут быть расположены вокруг средней линии зажимов со смещением от нее в радиальном направлении, при этом направляющие зажимы монтажного инструмента снабжены концевыми частями, совокупность которых при расположении направляющих зажимов по средней линии в сведенном друг к другу положении имеет сечение с диагональю D_p, не более чем на величину первого допуска Т1, превышающую диагональ отверстия D_H. Направляющие зажимы монтажного инструмента также имеют сечение А, расширяющееся в радиальном направлении относительно средней линии по длине L_L зажимов от концевых частей.

В еще одном варианте монтажный инструмент содержит толкатель в виде стержня, установленный с возможностью перемещения по средней линии в пространство между направляющими зажимами с разведением указанных направляющих зажимов в радиальном направлении друг от друга. Расстояние R2 нижнего фланца шипа противоскольжения может выходить за пределы описанной вокруг направляющих зажимов кривой Е не более чем на величину второго допуска Т2 при расположении шипа противоскольжения в пространстве между направляющими зажимами.

В следующем варианте шип противоскольжения содержит отдельный элемент из твердой металлокерамики, проходящий внутри внешней части по меньшей мере по длине L_Y верхней головки, сечение которого, проведенное перпендикулярно средней линии, имеет некруглую форму, а нижний фланец выполнен со сторонами, имеющими грани. Сечение элемента из твердой металлокерамики может иметь форму, или треугольника, или четырехугольника, или пятиугольника, или шестиугольника с наибольшей диагональю или наибольшим поперечным размером D3, при этом элемент ориентирован в шипе противоскольжения либо одинаково с треугольным, или четырехугольным, или пятиугольным, или шестиугольным нижним фланцем, либо с поворотом линии наибольшей диагонали или наибольшего поперечного размера D3 на угол расхождения К. Сечение может также иметь по существу продолговатую форму с наибольшей диагональю D3, при этом элемент ориентирован в шипе противоскольжения таким образом, что диагональ D3 либо перпендикулярна линии, по которой определено расстояние R2 нижнего фланца, либо повернута на угол расхождения К относительно указанной линии.

Во втором аспекте изобретение предлагает комплект для установки шипов противоскольжения, содержащий пневматическую шину транспортного средства, имеющую протектор с поверхностью качения, в котором предварительно выполнены гнезда для шипов; шипы противоскольжения, включающие внешнюю часть с верхней головкой, размещаемой вблизи поверхности качения, и внутреннюю часть с нижним фланцем, устанавливаемым в протекторе на удалении от поверхности качения, и имеющие длину L_T и среднюю линию, однонаправленную с линией, по которой определена указанная длина. Сечение нижнего фланца, проведенное перпендикулярно средней линии, включает первые боковые участки в количестве М1, равном по меньшей мере двум, центры которых находятся на расстоянии R1 от средней линии, и угловые участки в количестве М3, равном по меньшей мере двум. Комплект также содержит монтажный инструмент для установки шипов противоскольжения в протектор.

Отличительной особенностью комплекта является то, что монтажный инструмент содержит направляющие зажимы в количестве N, равном количеству М3 указанных угловых участков, причем указанные направляющие зажимы выполнены с возможностью вхождения в контакт по меньшей мере с двумя первыми боковыми участками сечения нижнего фланца шипа противоскольжения, центры которых находятся на расстоянии R1 от средней линии, для удержания нижнего фланца и шипа противоскольжения в заданном неизменном положении между направляющими зажимами.

В предпочтительном варианте количество М3 угловых участков составляет не менее трех и не более шести, предпочтительно равно четырем. Количество М3 угловых участков может быть равно или трем, при этом количество N направляющих зажимов равно трем или четырем, или четырем, при этом количество N направляющих зажимов равно четырем; или пяти, при этом количество N направляющих зажимов равно пяти; или шести, при этом количество N направляющих зажимов равно шести. Угловые участки имеют радиус закругления R_K.

Элемент из твердой металлокерамики предпочтительно выполнен треугольной формы с тремя вогнутыми сторонами и тремя углами, вершины которых имеют плоскую или выпуклую форму, причем вогнутые стороны имеют хорды S1, а углы имеют хорды S2, соединяющие в плоскости углов точки перехода углов в вогнутые стороны, при этом отношение хорд S1:S2 составляет не более 1:4 и не менее 0,8:1 или не более 3:1 и не менее 1,2:1.

В еще одном варианте вогнутые стороны элемента из твердой металлокерамики имеют радиус кривизны R_S, составляющий не менее половины и не более трех радиусов R_R окружности, описанной вокруг элемента из твердой металлокерамики, а углы имеют радиус закругления R_C, равный не менее половины длины хорды S2 и не более двух радиусов R_R окружности, описанной вокруг элемента из твердой металлокерамики.

Элемент из твердой металлокерамики треугольной формы предпочтительно имеет три наибольших радиуса R_R, а нижний фланец предпочтительно также выполнен треугольной формы и имеет три наибольших радиуса R_D, причем радиусы R_R элемента из твердой металлокерамики либо однонаправлены с радиусами R_D нижнего фланца, либо совпадают с линиями С, делящими пополам угол между радиусами R_D нижнего фланца.

В третьем аспекте изобретение предлагает способ установки шипов противоскольжения некруглой формы в протектор шины транспортного средства, в котором

- обеспечивают пневматическую шину транспортного средства, имеющую ось вращения Р2, в протекторе которой предварительно выполнены гнезда для шипов,

- обеспечивают монтажный инструмент, содержащий направляющие зажимы в количестве N, равном по меньшей мере трем, имеющие суженные концевые части и установленные с возможностью радиального смещения к средней линии и отвода от этой линии, и толкатель в виде стержня, установленный с возможностью перемещения по средней линии в пространство между направляющими зажимами,

- одновременно вставляют указанные концевые части в одно из гнезд для шипов.

- вводят шип противоскольжения, имеющий верхнюю головку и нижний фланец и ориентированный указанным нижним фланцем вперед, в пространство между направляющими зажимами,

- вдавливают шип противоскольжения в гнездо за счет перемещения толкателя в указанном пространстве с расширением гнезда под воздействием направляющих зажимов,

- удерживают шип противоскольжения в гнезде посредством толкателя и одновременно вынимают направляющие зажимы из гнезда с отводом этих зажимов от шипа противоскольжения и

- начинают установку следующего шипа противоскольжения в следующее гнездо либо заканчивают установку шипов в протектор шины.

Отличительной особенностью способа является то, что используют шипы противоскольжения, содержащие нижний фланец овальной или многоугольной формы, который по меньшей мере на одном участке шире верхней головки, и элемент из твердой металлокерамики, сечение которого, проведенное перпендикулярно средней линии, имеет некруглую форму, причем ориентация элемента из металлокерамики совпадает с ориентацией нижнего фланца, и поворачивают направляющие зажимы монтажного инструмента вокруг средней линии по меньшей мере на величину угла расхождения К для обеспечения определенной ориентации элемента из металлокерамики шипа противоскольжения, установленного в протекторе шины, относительно оси вращения Р2.

Особенностью способа согласно четвертому аспекту изобретения является удержание направляющих зажимов монтажного инструмента вертикально по средней линии в неизменном положении относительно оси вращения Р2 и замена устанавливаемых шипов противоскольжения, имеющих угол расхождения К, определенный поворотом элемента из твердой металлокерамики относительно нижнего фланца, на шипы, у которых отсутствует указанный угол расхождения, или наоборот, для обеспечения заданной ориентации устанавливаемых шипов относительно оси вращения Р2.

Краткое описание чертежей

Далее приводится детальное описание изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи.

Фиг.1А и 3А иллюстрируют в увеличенном масштабе первый вариант ориентации шипов противоскольжения, имеющих четырехугольный элемент из твердой металлокерамики и нижний фланец, устанавливаемых в первом и соответственно втором блоках протектора шины, обозначенных на фиг.4 цифрами I и III, посредством второго варианта способа согласно изобретению.

Фиг.1В и 3В иллюстрируют в увеличенном масштабе первый вариант ориентации шипов противоскольжения, имеющих четырехугольный элемент из твердой металлокерамики и нижний фланец, устанавливаемых в первом и соответственно втором блоках протектора шины, обозначенных на фиг.4 цифрами I и III, посредством первого варианта способа согласно изобретению.

Фиг.2 иллюстрирует в увеличенном масштабе первый вариант ориентации шипов противоскольжения, имеющих четырехугольный элемент из твердой металлокерамики и нижний фланец, устанавливаемых в центральной области протектора шины, как показано на фиг.4 цифрой II. Альтернативно, на данной фиг.4 также показан второй вариант ориентации шипов противоскольжения, имеющих четырехугольный элемент из твердой металлокерамики и нижний фланец, устанавливаемых на различных участках протектора по ширине колеса, как показано на фиг.4 цифрами I, II и III.

Фиг.4 схематично иллюстрирует протектор пневматической шины транспортного средства с установленными в нем шипами противоскольжения, на виде сверху в направлении IV по фиг.16A-16D.

Фиг.5 иллюстрирует один из вариантов ориентация шипов противоскольжения, имеющих шестиугольный нижний фланец и удлиненный элемент из твердой металлокерамики, а также примыкающие к шестиугольному нижнему фланцу шесть направляющих зажимов, с помощью которых осуществляют ориентируемую установку шипа, на виде со стороны элемента из твердой металлокерамики в направлении IV по фиг.16A-16D.

Фиг.6 иллюстрирует один из вариантов ориентация шипов противоскольжения, имеющих пятиугольный нижний фланец и удлиненный элемент из твердой металлокерамики, а также примыкающие к пятиугольному нижнему фланцу пять направляющих зажимов, с помощью которых осуществляют ориентируемую установку шипа, на виде со стороны элемента из твердой металлокерамики в направлении IV по фиг.16A-16D.

Фиг.7 иллюстрирует первый вариант ориентации шипов противоскольжения, имеющих треугольный нижний фланец и удлиненный элемент из твердой металлокерамики, а также примыкающие к треугольному нижнему фланцу четыре направляющих зажима, с помощью которых осуществляют ориентируемую установку шипа, на виде со стороны элемента из твердой металлокерамики в направлении IV по фиг.16A-16D.

Фиг.8-10 иллюстрируют первый, второй и третий вариант ориентации шипов противоскольжения, имеющих четырехугольный нижний фланец и четырехугольный элемент из твердой металлокерамики, а также примыкающие к четырехугольному нижнему фланцу четыре направляющих зажима, с помощью которых осуществляют ориентируемую установку шипа, на виде со стороны элемента из твердой металлокерамики в направлении IV по фиг.16A-16D.

Фиг.11-13 иллюстрируют первый, второй и третий вариант ориентации шипов противоскольжения, имеющих овальный нижний фланец и удлиненный элемент из твердой металлокерамики, а также примыкающие к овальному нижнему фланцу четыре направляющих зажима, с помощью которых осуществляют ориентируемую установку шипа, на виде со стороны элемента из твердой металлокерамики в направлении IV по фиг.16A-16D.

Фиг.14 иллюстрирует второй вариант ориентации шипов противоскольжения, имеющих треугольный нижний фланец и удлиненный элемент из твердой металлокерамики, а также примыкающие к треугольному нижнему фланцу три направляющих зажима, с помощью которых осуществляют ориентируемую установку шипа, в сведенном положении, когда зажимы введены в гнездо для шипа, и в раздвинутом положении, когда зажимы расширили гнездо с целью введения в него шипа, на виде со стороны элемента из твердой металлокерамики в направлении IV по фиг.16A-16D.

Фиг.15 иллюстрирует в аксонометрической проекции четвертый вариант реализации шипа противоскольжения, имеющего четырехугольный элемент из твердой металлокерамики и четырехугольный нижний фланец, а также примыкающие к четырехугольному нижнему фланцу четыре направляющих зажима, с помощью которых осуществляют ориентируемую установку шипа; также показан толкатель в виде стержня, используемый для введения шипа в гнездо.

Фиг.16А-16D иллюстрируют последовательность операций способа установки: положение готовности к установке шипа, когда направляющие зажимы находятся в сведенном положении вне гнезда для шипа; находящиеся в сведенном положении направляющие зажимы вставлены в гнездо для шипа, а шип готов для введения в гнездо; направляющие зажимы находятся в раздвинутом положении, расширяя гнездо для шипа, а шип удерживается толкателем в виде стержня; шип противоскольжения находится в гнезде, а направляющие зажимы выведены из гнезда, в сечении протектора шины, проведенном в плоскости V-V по фиг.8, 12, 14 и 15.

Фиг.17 иллюстрирует нижнюю часть гнезда для шипа круглой формы, выполненного в протекторе шины, с установленным шипом, на виде со стороны протектора шины, в той же проекции, что и на фиг 4, но в увеличенном масштабе, в направлении IV по фиг.16A-16D.

Фиг.18 иллюстрирует нижнюю часть гнезда для шипа овальной формы, выполненного в протекторе шины, с установленным шипом, на виде со стороны протектора шины, в той же проекции, что и на фиг 4, но в увеличенном масштабе, в направлении IV по фиг.16A-16D.

Фиг.19 и 20 иллюстрируют два варианта реализации шипов противоскольжения, имеющих треугольный нижний фланец и треугольный элемент из твердой металлокерамики, а также примыкающие к треугольному нижнему фланцу три направляющих зажима, с помощью которых осуществляют ориентируемую установку шипа, на виде со стороны элемента из твердой металлокерамики в направлении IV по фиг.16A-16D.

Осуществление изобретения

На чертежах представлен комплект для установки шипов противоскольжения в шины транспортного средства. Комплект включает в себя, прежде всего, пневматическую шину 40 транспортного средства, снабженную протектором 41, который имеет поверхностью качения 42. В протекторе установлены шипы противоскольжения 20, имеющие внешнюю часть 31 и внутреннюю часть 32. Внутренняя часть шипа 20 снабжена нижним фланцем 22, а внешняя часть - верхней головкой 21, между которыми, как правило, но не обязательно, находится промежуточная часть 23, имеющая меньшее сечение, чем сечение нижнего фланца и верхней головки. Площадь сечения промежуточной части 23 составляет в среднем не более 90%, предпочтительно не более 85% от площади сечения верхней головки 21 или нижнего фланца 22, проведенного перпендикулярно средней линии шипа. В том случае, когда шип противоскольжения не имеет промежуточной части, он снабжен верхней головкой, имеющей приблизительно такое же сечение и проходящей от нижнего фланца 22 к внешней части 31. После установки шипа в протектор его нижний фланец располагается в глубине протектора под поверхностью качения, а верхняя головка находится ближе к поверхности качения 42. Такие шипы противоскольжения имеют длину L_T, определенную по средней линии 30 шипа, и проведенное перпендикулярно к средней линии поперечное сечение, форма которого по меньшей мере на каком-либо участке по длине шипа или по меньшей мере на каком-либо участке по высоте L_p нижнего фланца по существу отлична от круглой. Комплект также включает в себя монтажный инструмент 1, с помощью которого указанные шипы противоскольжения устанавливают в протектор.

В соответствии с изобретением в протекторе 41 шины предварительно выполнены гнезда 43 для шипов, т.е. гнезда выполнены в шине во время ее вулканизации при помощи находящихся в вулканизационной форме стержней, которые пригодны для этой цели и известны из уровня техники, либо имеют новую конструкцию. В настоящей заявке описание упомянутых стержней не приводится. Гнезда для шипов имеют, как правило, но не обязательно, расширенные нижние части 44 для нижнего фланца 22. Гнезда 43 также имеют поперечное сечение по меньшей мере частично круглой формы с диагональю D_H и/или расширенные нижние части 44 практически такой же формы, что и нижний фланец 22 шипа противоскольжения. Верхняя часть 45 гнезда, в которой установлена верхняя головка 21 шипа 20, обычно имеет поперечное сечение круглой формы, как показано на фиг.17, однако сечение может иметь продолговатую форму (фиг.18), соответствуя, например, продолговатой форме сечения верхней головки по фиг.5, 7, 11 и 13. Диагональ D_H гнезд 43, по меньшей мере в верхней части 45, существенно меньше, чем диагональ D_S верхней головки 21 шипа противоскольжения 20, предпочтительно диагональ D_H составляет менее 60% от диагонали D_S, обычно не более 40%. Кроме того, площадь сечения нижней части 44 меньше площади сечения нижнего фланца 22. Здесь, конечно, сравниваются размеры гнезда после вулканизации в свободном состоянии без установленного в нем шипа, имеющего собственные размеры. Сечение нижней части 44, проведенное перпендикулярно линии, по которой определена длина L_T шипа, следовательно, перпендикулярно средней линии 30 шипа, в свою очередь предпочтительно имеет приблизительно такую же форму, что и сечение нижнего фланца, размещаемого в указанной нижней части. Таким образом, нижняя часть 44 может быть круглой, как показано на фиг.17, имея диаметр W3, или овальной, как показано на фиг.18, имея длину W1, определяемую по линии качения, которая превышает ширину W2. Шина 40 транспортного средства имеет направление качения Р1 или, когда направление качения не имеет значения, линию качения Р1, перпендикулярную оси вращения Р2 шины.

В соответствии с изобретением форма сечения шипа 20, проведенного перпендикулярно линии, по которой определена длина L_T шипа, следовательно, средней линии 30 шипа, по меньшей мере в области нижнего фланца 22 по существу отлична от круглой. Сечение включает первые боковые участки 35 в количестве М1, равном по меньшей мере двум, центры которых удалены на меньшее расстояние R1 от средней линии 30 шипа, угловые участки 33 в количестве М3, равном по меньшей мере двум, и/или вторые боковые участки 32 в количестве М2, равном по меньшей мере двум, центры которых удалены на большее расстояние R2 от средней линии 30 шипа. Иными словами, для расстояний R2 и R1 имеет место неравенство R2>R1. Угловые участки 33 отличаются от вторых боковых участков 32 тем, что в случае второго бокового участка 32 расстояние от края нижнего фланца до средней линии 30 увеличивается при перемещении из точки, соответствующей большей удаленности R2 второго бокового участка 32, в каком-либо или любом направлении вдоль края нижнего фланца, тогда как в случае углового участка 33 расстояние от края нижнего фланца до средней линии 30 уменьшается или сохраняется на каком-либо интервале при перемещении из точки, соответствующей большей удаленности R2 углового участка 33, в каком-либо из двух направлений вдоль края нижнего фланца. Кроме того, указанные первые боковые участки 35 имеют первую кривизну, а указанные угловые участки 33 и вторые боковые участки 32 имеют вторую кривизну. Под кривизной понимается производная, равная тангенсу угла наклона касательной к кривой или дуге. При этом первая кривизна прямых боковых участков нижнего фланца, фиг.5-8, имеет значение ноль, а первая кривизна выпуклых боковых участков нижнего фланца, фиг.10-13, и вогнутых боковых участков нижнего фланца, фиг.9, имеет относительно малую положительную или отрицательную величину. Первые боковые участки 35 могут, следовательно, во всех случаях быть либо прямыми, либо выпуклыми, либо вогнутыми. Вторая кривизна угловых участков и вторых боковых участков имеет в свою очередь относительно большую величину, при этом при изменении угла от тупого к острому величина будет стремиться к бесконечности. Однако угловые участки 33 имеют определенный радиус закругления R_K, поэтому их кривизна не будет бесконечной. Предполагается, что величина второй кривизны должна не меньше, чем в два раза, превышать величину первой кривизны. Угловые участки 33 и вторые боковые участки 32 различаются по кривизне лишь в том, что абсолютное значение второй кривизны угловых участков 33 больше абсолютного значения второй кривизны вторых боковых участков 32. Помимо величин кривизны и их различий, длины как угловых участков или вторых боковых участков, так и первых боковых участков 35 определяют форму нижнего фланца 22 в соответствии с изобретением, а именно, овальную форму или форму многоугольника. В случае количества М3 угловых участков 33, равного по меньшей мере трем, образован нижний фланец 22 треугольной формы, а если это количество не больше шести - имеет место нижний фланец 22 шестиугольной формы. При наличии большего количества угловых участков МЗ нижнего фланца, и если оно совпадает с количеством М4 углов 28 элемента из твердой металлокерамики, характеристики шипа противоскольжения будут по существу такими же, что и характеристики шипа круглой формы. При этом не будет актуальной ориентация шипа согласно изобретению, т.е. установка шипа таким образом, что линия наибольшей диагонали D3 или наибольшей ширины D3 элемента 27 из твердой металлокерамики ориентирована определенным образом по отношению к направлению качения Р1 и оси вращения Р2 шины. В оптимальном варианте количество М3 угловых участков 33 равно четырем. В том случае, когда вторые боковые участки 32 плавно или резко переходят в первые боковые участки 35, вторые боковые участки 32 и первые боковые участки 35 образуют вместе нижний фланец 22 овальной формы. Как можно установить при сравнении фиг.5 и 11, переход между овальным и многоугольным нижним фланцем является плавным, когда радиус закругления R_K приближается по своему значению к величине кривизны находящихся рядом первых угловых участков 35, или когда длина дуги W_K, имеющая радиус закругления R_K угловых участков 33, приближается к расстоянию W_S между угловыми участками.

Края нижнего фланца 22 шипа 20 предпочтительно снабжены гранями 25, направленными наружу от элемента 27 из твердой металлокерамики, при этом после установки шипа противоскольжения с помощью направляющих зажимов в соответствующее гнездо в направлении F2 его форма будет в некоторой степени конической или клиновидной в поперечном направлении, сферической или тороидной или иной в зависимости от того, является грань 25 прямой, выпуклой или вогнутой.

Диаметр верхней головки 21 шипа 20 предпочтительно равен соответствующим размерам нижнего фланца 22, измеряемым в направлении, перпендикулярном средней линии 30 шипа. Точнее говоря, проекция верхней головки 21 на нижний фланец 22 в направлении средней линии 30 шипа предпочтительно полностью находится внутри нижнего фланца 22, незначительно отступая от края этого фланца на величину первого допуска Т3. В предпочтительном варианте край проекции верхней головки касается края нижнего фланца, фиг.5, 7 и 11, либо проекция верхней головки находится внутри нижнего фланца с отступом от края фланца на величину первого допуска Т3, фиг.1А-3В, 6 и 8-10. Иногда допускается, чтобы проекция верхней головки выходила на величину второго допуска Т4 за пределы нижнего фланца, как показано на фиг.12-13. В любом случае первый допуск Т3 и второй допуск Т4, если они имеют место, малы по отношению к размерам сечения шипа, обычно составляя не более 15%, предпочтительно не более 10%, наиболее предпочтительно - не более 5% от соответствующего поперечного размера нижнего фланца, определенного по линии, проходящей через область данного допуска и среднюю линию шипа. В ситуации, когда проекция верхней головки 21 выходит за пределы нижнего фланца 22 только на участках между направляющими зажимами 3 или 4 или 5 или 6, а не в местах контакта с этими зажимами, как на фиг.13, допустим больший размер второго допуска Т4. Второй допуск Т4 может иметь только локальный характер, то есть он не применим по всей окружности шипа. Установлено, что этот допуск применим на участках, количество которых не превышает разделенного на два и округленного вниз до целого числа количества N направляющих зажимов, т.е. в случае трех зажимов допуск применим не более чем в одном месте, в случае четырех и пяти зажимов - не более чем в двух местах и в случае шести зажимов - не более чем в трех местах.

Входящий в комплект в соответствии с изобретением монтажный инструмент 1 включает в себя направляющие зажимы 3, 4, 5, 6 в количестве N, равном количеству М3 упомянутых угловых участков или превышающем в два раза количество М2 вторых боковых участков. Если количество М3 угловых участков 33 равно трем, количество N направляющих зажимов 3 будет, таким образом, равно трем, фиг.14, или четырем, фиг.7. Если количество МЗ угловых участков 33 равно четырем, количество N направляющих зажимов 4 будет равно четырем, фиг.8-10. Если количество М3 угловых участков 33 равно пяти, количество N направляющих зажимов 5 будет равно пяти, фиг.6. Если количество М3 угловых участков 33 равно шести, количество N направляющих зажимов 6 будет равно шести, фиг.5. При количестве М2 вторых боковых участков 32, равном двум, количество N направляющих зажимов будет равно четырем, фиг.11-13. Принципиальную форму направляющих зажимов 3, 4, 5, 6 монтажного инструмента 1 можно понять по фиг.14-16. Направляющих зажимов будет в любом случае не менее трех. Направляющие зажимы имеют длину L_L, которая существенно больше длины шипа L_T, и центральную среднюю линию 10, совпадающую со средней линией 30 шипа противоскольжения. Направляющие зажимы расположены вокруг средней линии зажима и радиально расходятся от нее в направлениях Т. Направляющие зажимы 3, 4, 5, 6 монтажного инструмента 1 имеют концевые части 7, сужающиеся по длине L_L. Диагональ D_p сечения, образуемого совокупностью этих концевых частей при расположении направляющих зажимов по средней линии 10 в сведенном друг к другу положении В1, не более чем на величину первого допуска Т1 превышает диагональ D_н отверстия. Это показано на фиг.14 и 16А. Направляющие зажимы 3, 4, 5, 6 монтажного инструмента 1 имеют сечение А, расширяющееся по длине концевых частей 7 в радиальном направлении относительно средней линии 10. На фиг.14 наименьшая площадь сечения A_MIN концевых частей 7 показана полностью черной, и при разведении в стороны друг от друга в положение В2 увеличение площади на ограниченном углом α участке верхних частей 15 зажимов отмечено точечным пунктиром. Расширение сечения в радиальном направлении относительно средней линии зажима показано также на фиг.16A-16D. Сечение с максимальной площадью А_MAX, или суммой наименьшей площади и расширения сечения, имеет место на глубине H_S гнезда для шипа, отсчитываемой от внешнего края концевых частей направляющих зажимов. Для сечения с изменяющейся площадью использован общий ссылочный номер A, a A_MIN и А_MAX являются особыми случаями. Направляющие зажимы 3, 4, 5, 6 по длине L_X концевых частей 7 клиновидно сужаются в направлении средней линии 10 с образованием контактного края 14, а стороны зажимов разведены на угол α. В оптимальном варианте угол α между сторонами составляет 120° в случае трех направляющих зажимов 3, 90° в случае четырех направляющих зажимов 4, 72° в случае пяти направляющих зажимов 5 и 60° в случае шести направляющих зажимов 6, при этом направляющие зажимы, сведенные друг к другу в радиальном направлении Т, образуют совокупность, т.е. общий угол между сторонами α=360°/N. В любом случае угол α между сторонами направляющих зажимов, измеряемый в сечении, перпендикулярном средней линии 10, и определяющий соприкасающийся с шипом противоскольжения контактный край 14, будет существенно меньше 180°, предпочтительно не более 150°. Внешние дуги 18 направляющих зажимов 3, 4, 5, 6 выполнены таким образом, что после сведения друг к другу в радиальном направлении Т они вместе образуют форму, приблизительно соответствующую форме сечения верхней части 45 гнезда для шипа, такой как, например, круг, овал и т.п. Монтажный инструмент 1 включает в себя также толкатель 11 в виде стержня, перемещаемый по средней линии 10 в пространство 17 между направляющими зажимами 3, 4, 5, 6, разводя при этом в стороны друг от друга направляющие зажимы, как можно понять из фиг.16C-16D.

Поскольку направляющие зажимы 3, 4, 5, 6 входят в контакт по меньшей мере с двумя первыми боковыми участками 35 нижнего фланца 22 шипа 20, центры которых удалены на расстояние R1 от средней линии 30 шипа, нижний фланец и, соответственно, весь шип легко удерживаются в заданном и неизменном положении между направляющими зажимами. Это понятно, если представить ситуацию, когда в случае фиг.1А-15 попытались бы повернуть шип вокруг средней линии, при этом прямая, выпуклая или вогнутая сторона нижнего фланца 22 для поворота шипа должна была раздвинуть в стороны друг от друга по меньшей мере два противоположных зажима, а это практически невозможно вследствие существующей в данной конструкции геометрии передачи момента. Направляющие зажимы 3, 4, 5, 6 нагружены силой F* по направлению друг к другу. Эту силу можно обеспечить универсальным, известным или новым способом, например, с помощью не представленных на чертежах пружин, пневматических или гидравлических элементов, известных из уровня техники и не описываемых в настоящей заявке. Если направляющие зажимы входят в контакт только с двумя первыми боковыми участками 35, то по меньшей мере один направляющий зажим будет входить в контакт с одним угловым участком 33 или с одним из вторых боковых участков 32. В том случае, когда используется минимальное количество направляющих зажимов, т.е. три направляющих зажима 3, предпочтительно расположить данные направляющие зажимы так, чтобы они входили в контакт с тремя первыми боковыми участками 35, если нижний фланец имеет таковые, как показано на фиг.14. Такое расположение трех направляющих зажимов подходит, кроме того, для нижнего фланца треугольной формы, имеющего три первых боковых участка, а также по меньшей мере для пятиугольного нижнего фланца и шестиугольного нижнего фланца. Если используется четыре направляющих зажима 4 или большее количество направляющих зажимов 5, 6, то все они могут при установке входить в контакт с первыми боковыми участками 35, как показано на фиг.5, 6 и 8-9. В альтернативном варианте по меньшей мере два направляющих зажима могут входить в контакт с первыми боковыми участками 35, а остальные направляющие зажимы могут входить в контакт с угловыми участками 33, как показано на фиг 7, или со вторыми боковыми участками 32, как показано на фиг 11-15, либо как с угловыми участками, так и со вторыми боковыми участками. Необходимо также учесть, что зажимы 3, 4, 5, 6, независимо от их количества, могут быть расположены симметрично или несимметрично относительно средней линии 30 шипа.

Шип противоскольжения включает в себя также отдельный элемент 27 из твердой металлокерамики, который проходит внутри внешней части 31 шипа по меньшей мере по длине L_Y верхней головки 21 и имеет сечение некруглой формы, проведенное перпендикулярно средней линии 30. Указанная некруглая форма сечения элемента 27 представляет собой в соответствии с первым вариантом треугольник, или четырехугольник, или пятиугольник, или шестиугольник, имеет наибольшую диагональ D3. При этом элемент 27 в шипе 20 ориентирован таким же образом, как и треугольный, или четырехугольный, или пятиугольный, или шестиугольный нижний фланец 22, как показано на фиг.7-8, либо повернут на угол расхождения К, как показано на фиг.9-10. Во втором случае какая-либо из наибольших диагоналей указанных многоугольников образует угол расхождения К, при одинаковых расстояниях R2, с наибольшей диагональю D1 нижнего фланца 22. Форма элемента 27 из твердой металлокерамики в соответствии со вторым вариантом является продолговатой, при этом она может также быть, как и ранее, треугольником, или четырехугольником, или пятиугольником, или шестиугольником. Линия наибольшей диагонали или наибольшего поперечного размера D3 элемента 27 шипа противоскольжения 20, имеющего нижний фланец с расстоянием R2 и наибольшую диагональ D1, которая обычно в два раза больше расстояния R2, является либо перпендикулярной, либо повернутой на угол расхождения К относительно диагонали D1. Указанное расстояние R2 нижнего фланца 22 шипа противоскольжения выходит не более чем на величину второго допуска Т2 за пределы окружности, описанной вокруг направляющих зажимов 3, 4, 5, 6, или огибающей кривой Е, когда шип находится в пространстве 17 между направляющими зажимами, как показано на фиг.14. В результате обеспечена возможность равномерного введения шипа, нижний фланец которого имеет грань 25, в гнездо. Элемент 27 из твердой металлокерамики изготовлен из любого достаточно твердого и применяемого для данной цели известного или нового, как правило, агломерированного материала, как, например, металлокарбиды, металлонитриты и металлооксиды и т.д. Корпус шипа, имеющий нижний фланец 22, верхнюю головку и промежуточную часть 23, может, в свою очередь, быть изготовлен известным или новым способом либо из подходящего металлического сплава, например, стального или алюминиевого, либо из пластмассы или композита. Поскольку изобретение не касается материала элемента из твердой металлокерамики как такового и материала корпуса как такового, более подробное описание не приводится, а вышеуказанные материалы являются лишь примерами.

Элемент 27 из твердой металлокерамики шипа 20 может иметь, кроме четырехугольной, также треугольную форму, при этом в сечении элемента может быть три вогнутых стороны 36, а также три угла 28 с прямыми или выпуклыми вершинами. Вогнутые стороны 36 имеют хорды S1, а углы - хорды S2, при этом и те и другие хорды соединяют в плоскости углов 28 точки 38 перехода углов в вогнутые стороны. Точки 38 перехода определены однозначно, так как при перемещении в области этих точек по внешней поверхности элемента из твердой металлокерамики кривизна поверхности, которая измеряется известным способом как отношение тангенса касательной к длине дуги, резко меняется или изменяет знак своего численного значения. В соответствии с изобретением отношение хорд S1:S2 составляет не более 1:4 и не менее 0,8:1 или, в оптимальном варианте, не более 3:1 и не менее 1,2:1. Вогнутые стороны 36 имеют радиусы кривизны R_S, которые составляют не менее половины и не более трех радиусов R_R окружности, описанной вокруг элемента из твердой металлокерамики. Элемент 27 из твердой металлокерамики треугольной формы имеет три наибольших радиуса R_R, проведенных от средней линии 30 шипа. Углы 28 имеют радиус закругления R_C, который, следовательно, может стремиться к бесконечности в случае плоских вершин углов, однако, в общем случае, будет меньше бесконечности в случае выпуклых вершин углов. В данном случае радиус закругления R_C будет составлять не менее половины длины хорды S2 и не более двух радиусов R_R окружности, описанной вокруг элемента из твердой металлокерамики, или, в оптимальном варианте, R_C будет находиться в интервале 1×S2-1,5×R_R. Для ориентации шипа, особенно в данном случае, нижний фланец 22 также выполнен треугольной формы и имеет три наибольших радиуса R_D, а радиусы R_R элемента из твердой металлокерамики либо однонаправлены с радиусами R_D, либо совпадают с линиями С, делящими пополам угол между радиусами R_D нижнего фланца. Кроме того, верхняя головка 21 шипа противоскольжения может иметь в сечении треугольную форму. Треугольная форма нижнего фланца и верхней головки придают шипу 20 более хорошую опору в протекторе 41 шины с тем же самым натяжением резины, что и при других формах фланца. Такие шипы с треугольным элементом из твердой металлокерамики и треугольным нижним фланцем можно также устанавливать описанным ниже способом с ориентацией в протекторе шины таким образом, что наибольшая диагональ D3 образует угол расхождения К.

Вышеописанный комплект используют при осуществлении следующих операций способа в соответствии с изобретением. Обеспечивают пневматическую шину 40 транспортного средства, в протекторе 41 которой предварительно выполнены гнезда 43 для шипов. Суженные концевые части 7 направляющих зажимов 3, 4, 5, 6 монтажного инструмента 1, сведенные внутрь друг к другу, как показано на фиг.16А, где направляющие зажимы находятся снаружи протектора 41, одновременно вставляют в направлении F1 в одно из гнезд 43 для шипов, как показано на фиг.16В, при одновременном радиальном сведении направляющих зажимов друг к другу в направлении Т к средней линии 10 в положение В1, как показано на фиг.16А-16В. Далее вводят шип противоскольжения 20 вышеописанного типа, имеющий верхнюю головку 21 и нижний фланец 22 овальной или многоугольной формы, ширина которого по меньшей мере на некотором участке превышает ширину головки, и более узкую промежуточную часть 23. Шип вводят ориентированным нижним фланцем вперед в пространство 17 между направляющими зажимами в направлении F2 при помощи толкателя 11 в виде стержня, прикладывая к нему силу F, и вдавливают в гнездо. При этом направляющие зажимы 3, 4, 5, 6 смещаются в радиальном направлении Т, расширяя тем самым гнездо 43 для шипа. При этом шип свободно входит в гнездо в направлении F2, как показано на фиг.14 и 16С. Направляющие зажимы 3, 4, 5, 6 расширяют гнездо 43 для шипа от средней линии 10 в радиальном направлении Т в области расширенной нижней части гнезда для шипа за счет концевых частей 7. В области поверхности качения 42 шины гнездо расширяется за счет воздействия верхних частей 15 направляющих зажимов, имеющих площадь сечения А_MAX. Меньший расширенный участок нижней части гнезда для шипа показан пунктиром на фиг.14 и ограничен первой огибающей кривой Е1, а больший расширенный участок, находящийся вблизи поверхности качения, показан пунктиром с точкой и ограничен второй огибающей кривой Е2. Для изменяющихся в процессе установки огибающих кривых используют общий ссылочный номер Е, а огибающие кривые Е1 и Е2 являются предельными случаями. Как можно заметить, треугольный нижний фланец 22 входит в расширенный до второй огибающей кривой Е2 участок гнезда несмотря на то, что угловые участки 33 нижнего фланца находятся между направляющими зажимами. Все изложенное здесь справедливо также для иных форм нижнего фланца и количества N направляющих зажимов. Далее шип противоскольжения 20 удерживают толкателем 11 в своем гнезде и одновременно вынимают направляющие зажимы 3, 4, 5, 6 из гнезда в направлении F3 с отводом этих зажимов от шипа противоскольжения, как показано на фиг.16D. Затем начинают установку следующего шипа противоскольжения 20 в следующее гнездо 43, согласно последовательности действий по фиг.16A-16D, либо заканчивают установку шипов в протектор шины, если до этого был установлен последний шип.

Описанный способ согласно изобретению применим для установки шипов противоскольжения с их последующей ориентацией, а также для установки шипов с выполненной ориентацией. Используют шипы противоскольжения 20, имеющие элемент 27 из твердой металлокерамики, сечение которого, проведенное перпендикулярно средней линии 30, имеет некруглую форму. Элемент 27 ориентирован неизменным и определенным образом относительно нижнего фланца 22, т.е. линия наибольшей диагонали или наибольшего поперечного размера D3 элемента 27 из твердой металлокерамики каждого шипа 20 находится в неизменном и заранее определенном положении по отношению к наибольшей диагонали D1 нижнего фланца, как показано на фиг.5-8 и 11-13. Обычно линия наибольшей диагонали или поперечного размера D3 либо перпендикулярна, либо параллельна наибольшей диагонали D1 нижнего фланца. Для ориентированной установки таких шипов направляющие зажимы 3, 4, 5, 6 монтажного инструмента 1 поворачивают вокруг средней линии 10 по меньшей мере на величину угла расхождения К, как показано на фиг.15 пунктирной линией и видно на фиг.1А и 3А по отношению к фиг 2. При этом установленные шипы 20 будут повернуты вокруг средней линии 30 на величину угла расхождения К, обеспечиваемого за счет разворота нижнего фланца 22 направляющими зажимами. При этом элементы 27 будут ориентированы в шине определенным образом относительно оси вращения Р2. Во втором варианте способа используют различные шипы противоскольжения 20: у шипов первого типа элемент из твердой металлокерамики повернут на величину угла расхождения К по отношению к нижнему фланцу 22, а у шипов второго типа указанного угла расхождения нет. У шипов 20 первого типа линия наибольшей диагонали или наибольшего поперечного размера D3 элемента 27 из твердой металлокерамики проходит либо параллельно, либо перпендикулярно наибольшей диагонали D1 нижнего фланца, как показано на фиг.2, 5-8 и 11-13, а у шипов 20 второго типа наибольшая диагональ D3 повернута на величину угла расхождения К относительно наибольшей диагонали D1 либо относительно линии, перпендикулярной наибольшей диагонали D1 нижнего фланца, как показано на фиг.1В, 3В и 9-10. При этом направляющие зажимы 3, 4, 5, 6 монтажного инструмента 1 удерживают вертикально по средней линии 10 в неизменном положении относительно оси вращения Р2 и заменяют устанавливаемые шипы противоскольжения первого типа на шипы противоскольжения второго типа или наоборот, т.е. устанавливают шипы противоскольжения того типа, который подходит для обеспечения определенной ориентации шипов относительно оси вращения Р2.

В протекторе 41 шины транспортного средства шипы противоскольжения 20 в соответствии с изобретением могут быть установлены только в одном положении, например, в положении по фиг.2, когда наибольшая диагональ D3 существенно отклонена от направления качения Р1, т.е. ориентирована в направлении оси вращения Р2. В то же время, особенно в случае треугольного элемента 27 из твердой металлокерамики, один из его радиусов R_R ориентирован перпендикулярно оси вращения: либо в направлении качения Р1 колеса, либо в противоположном направлении, при этом наибольший отрезок D3 между вершинами соседних углов 28 будет ориентирован в направлении оси вращения Р2. Установлено, что предпочтительно ориентировать один из радиусов R_R элемента из твердой металлокерамики в направлении, противоположном направлению качения Р1, при этом при вращении колеса участок элемента из твердой металлокерамики, определяемый наибольшим отрезком D3, окажется раньше на дорожной поверхности. Однако лед, раскалывающийся при торможении под влиянием вогнутых сторон 36 элемента 27, будет сдвигаться на стороны этого элемента, а не заклиниваться под шип, поднимая его. Участок элемента, определяемый наибольшим отрезком D3, участвует в распределении силы торможения. Шипы противоскольжения, которые имеют четырехугольный элемент из твердой металлокерамики или, возможно, треугольный элемент из твердой металлокерамики, предпочтительно располагают в протекторе шины с использованием второго варианта способа в различных положениях, обычно не менее чем в двух, предпочтительно в трех или более положениях, как показано на фиг.1А-4. Таким образом, обычно имеется не менее двух первых типов J1_A и J1_B шипов противоскольжения, устанавливаемых вблизи плеч шины, и не менее одного второго типа J2 шипов, устанавливаемых в центральной области шины. При этом шина с установленными шипами будет симметричной по ширине протектора. Возможно также использовать только один первый тип J1_A или J1_B шипов, устанавливаемых вблизи одного плеча шины, и не менее одного второго типа J2 шипов, устанавливаемых в центральной области и вблизи противоположного плеча шины. При этом шина с установленными шипами будет несимметричной по ширине протектора. Сам рисунок протектора 41 может быть, независимо от установленных шипов, симметричным или несимметричным. В соответствии с изобретением у первого типа J1_A и J1_B шипов наибольшая диагональ D3 элемента из твердой металлокерамики повернута на указанный угол расхождения К относительно оси вращения Р2, как показано на фиг.1А-1В, 3А-3В и 4, а у второго типа J2 шипов наибольшая диагональ D3 элемента из твердой металлокерамики по существу параллельна оси вращения Р2, как показано на фиг.2 и 4. В любом случае углы расхождения для шипов второго типа J2 меньше, чем для шипов первого типа J1_A или J1_B. Для шипов первого типа J1_A, J1_B угол расхождения К меньше 30°, обычно не более 20°, предпочтительно не более 15°. Имеются однако шипы, для которых углы расхождения К не более 10°. Для шипов второго типа J2 углы расхождения К менее 15°, обычно менее 10°, предпочтительно близки к 0°. Если в шинах между шипами первого и второго типов установлены шипы третьего типа, не представленные на чертежах, они могут, конечно, чередоваться с шипами какого-либо описанного выше типа или с шипами обоих типов. В этом случае для шипов третьего типа используют углы расхождения К промежуточных величин, например, находящихся в интервале 10-15°. Для шипов первого или первых типов углы расхождения К могут быть отложены в том или другом направлении, т.е. наружу или внутрь от средней линии 50 протектора 41, в том случае, когда рисунок протектора шины не предполагает вращение колеса транспортного средство в определенном направлении, то есть колесо может вращаться в любом из двух противоположных направлений. Однако, когда рисунок протектора предполагает вращение колеса транспортного средства в определенном направлении, т.е. установку шины таким образом, чтобы направление качения при движении было всегда одинаковым, можно использовать еще более эффективный способ комбинирования углов расхождения. При этом для шипов первого типа L1_A и J1_B углы расхождения К, образованные большими диагоналями D3 элементов из твердой металлокерамики и осью вращения Р2, будут отложены от этой оси вперед в направлении вращения Р1. На фиг.1А-1В и 3А-3В направление вращения Р1 показано вниз, при этом углы расхождения К, образованные наибольшими диагоналями D3 элементов из твердой металлокерамики и осью вращения Р2, открыты к плечам шины и всегда находятся ниже линии, ориентированной в направлении оси вращения и проходящей через среднюю линию 30 шипа противоскольжения 20. Для шипов типа J1_A углы отложены в одном направлении, а для шипов типа J1_B - в противоположном направлении. Типов шипов может быть и больше, например, пять, при этом шипы 20, установленные вблизи плеч шины, могут иметь наибольший угол расхождения, шипы, установленные в центральной области шины, могут совсем не иметь угла расхождения, как упомянуто ранее, а шипы, установленные между указанными шипами, будут иметь меньший угол расхождения, чем шипы, установленные вблизи плеч шины. Возможна также установка шипов противоскольжения 20, которые будут иметь угол расхождение, отложенный в ином направлении. Шипы первых типов J1_A, J1_B в и второго типа J2, или участки протектора шины, на которых установлены указанные шипы, могут располагаться совершенно отдельно друг от друга, либо эти участки могут граничить между собой. На практике, возможно, будет целесообразно, чтобы, например, шипы первых типов J1_A, J1_B находились рядом с шипами второго типа J2. Подобный случай показан на фиг.4, где шипы различных типов установлены на различных участках по ширине протектора шины. На крайних участках установлены шипы 1, для которых интервал угла расхождения К включает также углы расхождения К для всех других типов установленных шипов.

В протекторе предварительно выполнены гнезда для шипов. Комплект для установки шипов противоскольжения включает в себя шипы противоскольжения, внутренняя часть которых снабжена нижним фланцем, а внешняя часть снабжена верхней головкой. Между упомянутыми частями расположена более узкая промежуточная часть. Сечение нижнего фланца шипа противоскольжения включает два или более первых боковых участков, центры которых удалены на меньшее расстояние от средней линии шипа, два или более угловых участков и/или два или более вторых боковых участков, центры которых удалены на большее расстояние от указанной средней линии шипа. Кроме того, комплект содержит монтажный инструмент, включающий направляющие зажимы, количество которых равно количеству указанных угловых участков или удвоенному количеству вторых боковых участков. Этот монтажный инструмент предназначен для установки шипов противоскольжения в протектор шины. В результате обеспечивается установка шипов противоскольжения некруглой формы в определенном положении. 4 н. и 26 з.п. ф-лы, 20 ил.

1. Комплект для установки шипов противоскольжения, содержащий пневматическую шину (40) транспортного средства, имеющую протектор (41) с поверхностью качения (42); шипы противоскольжения (20), включающие внешнюю часть (31) с верхней головкой (21), размещаемой вблизи поверхности качения, и внутреннюю часть (32) с нижним фланцем (22), устанавливаемым в протекторе на удалении от поверхности качения, и имеющие длину L_T и среднюю линию (30), однонаправленную с линией, по которой определена указанная длина, причем сечение нижнего фланца, проведенное перпендикулярно средней линии, включает первые боковые участки (35) в количестве М1, равном по меньшей мере двум, центры которых находятся на расстоянии R1 от средней линии (30), и вторые боковые участки (32) в количестве М2, равном по меньшей мере двум, центры которых находятся на расстоянии R2 от средней линии (30), причем расстояние R2 больше расстояния R1; и монтажный инструмент (1) для установки шипов противоскольжения в протектор, отличающийся тем, что в протекторе (41) предварительно выполнены гнезда (43) для шипов; монтажный инструмент (1) содержит направляющие зажимы (4, 6) в количестве N, равном двукратному количеству М2 вторых боковых участков, причем указанные направляющие зажимы (4, 6) выполнены с возможностью вхождения в контакт по меньшей мере с двумя первыми боковыми участками (35) сечения нижнего фланца (22) шипа противоскольжения (20), центры которых находятся на расстоянии R1 от средней линии (30), для удержания нижнего фланца и шипа противоскольжения в заданном неизменном положении между направляющими зажимами.2. Комплект по п.1, отличающийся тем, что первые боковые участки (35) выполнены или выпуклыми, или прямыми, или вогнутыми.3. Комплект по п.1, отличающийся тем, что количество М2 вторых боковых участков (32) равно двум, а количество N направляющих зажимов (4) равно четырем.4. Комплект по п.3, отличающийся тем, что вторые боковые участки (32) плавно или резко переходят в первые боковые участки (35).5. Комплект по п.4, отличающийся тем, что вторые боковые участки (32) и первые боковые участки (35) в совокупности образуют овал.6. Комплект по п.1, отличающийся тем, что гнезда (43) для шипов имеют расширенные нижние части (44) для нижнего фланца (22) и поперечное сечение по меньшей мере частично круглой формы с диагональю отверстия D_H и/или расширенные нижние части (44) по существу такой же формы, что и нижний фланец (22).7. Комплект по п.1, отличающийся тем, что направляющие зажимы (3, 4, 5, 6) монтажного инструмента (1) имеют длину L_L, которая существенно больше длины L_T шипа противоскольжения, и среднюю линию (10), совпадающую со средней линией (30) шипов противоскольжения.8. Комплект по п.6, отличающийся тем, что указанные направляющие зажимы расположены вокруг средней линии зажимов со смещением от нее в радиальном направлении, при этом направляющие зажимы (3, 4, 5, 6) монтажного инструмента (1) снабжены концевыми частями (7), совокупность которых при расположении направляющих зажимов по средней линии (10) в сведенном друг к другу положении имеет сечение с диагональю D_p, не более чем на величину первого допуска Т1 превышающей диагональ отверстия D_H.9. Комплект по п.8, отличающийся тем, что направляющие зажимы (3, 4, 5, 6) монтажного инструмента (1) имеют сечение А, расширяющееся в радиальном направлении относительно средней линии (10) по длине L_L зажимов от концевых частей (7).10. Комплект по п.8, отличающийся тем, что монтажный инструмент (1) содержит толкатель (11) в виде стержня, установленный с возможностью перемещения по средней линии (10) в пространство (17) между направляющими зажимами (3, 4, 5, 6) с разведением указанных направляющих зажимов в радиальном направлении друг от друга.11. Комплект по п.8, отличающийся тем, что расстояние R2 нижнего фланца (22) шипа противоскольжения выходит за пределы описанной вокруг направляющих зажимов (3, 4, 5, 6) кривой Е не более чем на величину второго допуска Т2 при расположении шипа противоскольжения в пространстве (17) между направляющими зажимами.12. Комплект по п.1, отличающийся тем, что шип противоскольжения (20) содержит отдельный элемент (27) из твердой металлокерамики, проходящий внутри внешней части (31) по меньшей мере по длине L_Y верхней головки (21), сечение которого, проведенное перпендикулярно средней линии (30), имеет некруглую форму, а нижний фланец (22) выполнен со сторонами, имеющими грани (25).13. Комплект по п.12, отличающийся тем, что сечение элемента (27) из твердой металлокерамики имеет форму или треугольника, или четырехугольника, или пятиугольника, или шестиугольника с наибольшей диагональю или наибольшим поперечным размером D3, при этом элемент (27) ориентирован в шипе противоскольжения (20) либо одинаково с треугольным, или четырехугольным, или пятиугольным, или шестиугольным нижним фланцем (22), либо с поворотом линии наибольшей диагонали или наибольшего поперечного размера D3 на угол расхождения К; или имеет по существу продолговатую форму с наибольшей диагональю D3, при этом элемент (27) ориентирован в шипе противоскольжения (20) таким образом, что диагональ D3 либо перпендикулярна линии, по которой определено расстояние R2 нижнего фланца, либо повернута на угол расхождения К относительно указанной линии.14. Комплект для установки шипов противоскольжения, содержащий пневматическую шину (40) транспортного средства, имеющую протектор (41) с поверхностью качения (42), в котором предварительно выполнены гнезда (43) для шипов; шипы противоскольжения (20), включающие внешнюю часть (31) с верхней головкой (21), размещаемой вблизи поверхности качения, и внутреннюю часть (32) с нижним фланцем (22), устанавливаемым в протекторе на удалении от поверхности качения, и имеющие длину L_T и среднюю линию (30), однонаправленную с линией, по которой определена указанная длина, причем сечение нижнего фланца, проведенное перпендикулярно средней линии, включает первые боковые участки (35) в количестве М1, равном по меньшей мере двум, центры которых находятся на расстоянии R1 от средней линии (30), и угловые участки (33) в количестве М3, равном по меньшей мере двум; и монтажный инструмент (1) для установки шипов противоскольжения в протектор, отличающийся тем, что монтажный инструмент (1) содержит направляющие зажимы (3, 4, 5, 6) в количестве N, равном количеству М3 указанных угловых участков, причем указанные направляющие зажимы (3, 4, 5, 6) выполнены с возможностью вхождения в контакт по меньшей мере с двумя первыми боковыми участками (35) сечения нижнего фланца (22) шипа противоскольжения (20), центры которых находятся на расстоянии R1 от средней линии (30), для удержания нижнего фланца и шипа противоскольжения в заданном неизменном положении между направляющими зажимами.15. Комплект по п.14, отличающийся тем, что количество М3 угловых участков (33) составляет не менее трех и не более шести, предпочтительно равно четырем.16. Комплект по п.15, отличающийся тем, что количество М3 угловых участков (33) равно или трем, при этом количество N направляющих зажимов (3) равно трем или четырем, или четырем, при этом количество N направляющих зажимов (4) равно четырем; или пяти, при этом количество N направляющих зажимов (5) равно пяти; или шести, при этом количество N направляющих зажимов (6) равно шести.17. Комплект по п.15 или 16, отличающийся тем, что угловые участки (33) имеют радиус закругления R_K.18. Комплект по п.14, отличающийся тем, что шип противоскольжения (20) содержит отдельный элемент (27) из твердой металлокерамики, проходящий внутри внешней части (31) по меньшей мере по длине L_Y верхней головки (21), сечение которого, проведенное перпендикулярно средней линии (30), имеет некруглую форму, а нижний фланец (22) выполнен со сторонами, имеющими грани (25).19. Комплект по п.18, отличающийся тем, что сечение элемента (27) из твердой металлокерамики имеет форму или треугольника, или четырехугольника, или пятиугольника, или шестиугольника с наибольшей диагональю или наибольшим поперечным размером D3, при этом элемент (27) ориентирован в шипе противоскольжения (20) либо одинаково с треугольным, или четырехугольным, или пятиугольным, или шестиугольным нижним фланцем (22), либо с поворотом линии наибольшей диагонали или наибольшего поперечного размера D3 на угол расхождения К; или имеет по существу продолговатую форму с наибольшей диагональю D3, при этом элемент (27) ориентирован в шипе противоскольжения (20) таким образом, что диагональ D3 либо перпендикулярна линии, по которой определено расстояние R2 нижнего фланца, либо повернута на угол расхождения К относительно указанной линии.20. Комплект по п.14, отличающийся тем, что элемент (27) из твердой металлокерамики выполнен треугольной формы с тремя вогнутыми сторонами (36) и тремя углами (28), вершины которых имеют плоскую или выпуклую форму, причем вогнутые стороны имеют хорды S1, а углы имеют хорды S2, соединяющие в плоскости углов точки (38) перехода углов в вогнутые стороны, при этом соотношение хорд S1:S2 составляет не более 1:4 и не менее 0,8:1 или не более 3:1 и не менее 1,2:1.21. Комплект по п.20, отличающийся тем, что вогнутые стороны элемента из твердой металлокерамики имеют радиус кривизны R_S, составляющий не менее половины и не более трех радиусов R_R окружности, описанной вокруг элемента из твердой металлокерамики, а углы (28) имеют радиус закругления R_C, равный не менее половины длины хорды S2 и не более двух радиусов R_R окружности, описанной вокруг элемента из твердой металлокерамики.22. Комплект по п.20, отличающийся тем, что элемент (27) из твердой металлокерамики треугольной формы имеет три наибольших радиуса R_R, а нижний фланец (22) также выполнен треугольной формы и имеет три наибольших радиуса R_D, причем радиусы R_R элемента из твердой металлокерамики либо однонаправлены с радиусами R_D нижнего фланца, либо совпадают с линиями С, делящими пополам угол между радиусами R_D нижнего фланца.23. Комплект по п.14, отличающийся тем, что гнезда (43) для шипов имеют расширенные нижние части (44) для нижнего фланца (22) и поперечное сечение по меньшей мере частично круглой формы с диагональю отверстия D_H и/или расширенные нижние части (44) по существу такой же формы, что и нижний фланец (22).24. Комплект по п.14, отличающийся тем, что направляющие зажимы (3, 4, 5, 6) монтажного инструмента (1) имеют длину L_L, которая существенно больше длины L_T шипа противоскольжения, и среднюю линию (10), совпадающую со средней линией (30) шипов противоскольжения.25. Комплект по п.23, отличающийся тем, что указанные направляющие зажимы расположены вокруг средней линии зажимов со смещением от нее в радиальном направлении, при этом направляющие зажимы (3, 4, 5, 6) монтажного инструмента (1) снабжены концевыми частями (7), совокупность которых при расположении направляющих зажимов по средней линии (10) в сведенном друг к другу положении имеет сечение с диагональю D_p, не более чем на величину первого допуска Т1 превышающей диагональ отверстия D_H.26. Комплект по п.25, отличающийся тем, что направляющие зажимы (3, 4, 5, 6) монтажного инструмента (1) имеют сечение А, расширяющееся в радиальном направлении относительно средней линии (10) по длине L_L зажимов от концевых частей (7).27. Комплект по п.25, отличающийся тем, что монтажный инструмент (1) содержит толкатель (11) в виде стержня, установленный с возможностью перемещения по средней линии (10) в пространство (17) между направляющими зажимами (3, 4, 5, 6) с разведением указанных направляющих зажимов в радиальном направлении друг от друга.28. Комплект по п.25, отличающийся тем, что расстояние R2 нижнего фланца (22) шипа противоскольжения выходит за пределы описанной вокруг направляющих зажимов (3, 4, 5, 6) кривой Е не более чем на величину второго допуска Т2 при расположении шипа противоскольжения в пространстве (17) между направляющими зажимами.29. Способ установки шипов противоскольжения некруглой формы в протектор шины транспортного средства, в котором обеспечивают пневматическую шину (40) транспортного средства, имеющую ось вращения Р2, в протекторе (41) которой предварительно выполнены гнезда (43) для шипов, обеспечивают монтажный инструмент (1), содержащий направляющие зажимы (3, 4, 5, 6) в количестве N, равном по меньшей мере трем, имеющие суженные концевые части (7) и установленные с возможностью радиального смещения к средней линии (10) и отвода от этой линии, и толкатель (11) в виде стержня, установленный с возможностью перемещения по средней линии (10) в пространство (17) между направляющими зажимами (3, 4, 5, 6), одновременно вставляют указанные концевые части в одно из гнезд для шипов, вводят шип противоскольжения (20), имеющий верхнюю головку (21) и нижний фланец (22) и ориентированный указанным нижним фланцем вперед, в пространство (17), вдавливают шип противоскольжения в гнездо за счет перемещения толкателя (11) в указанном пространстве с расширением гнезда под воздействием направляющих зажимов, удерживают шип противоскольжения в гнезде посредством толкателя и одновременно вынимают направляющие зажимы из гнезда с отводом этих зажимов от шипа противоскольжения, и начинают установку следующего шипа противоскольжения (20) в следующее гнездо (43) либо заканчивают установку шипов в протектор шины, отличающийся тем, что используют шипы противоскольжения (20), содержащие нижний фланец (22) овальной или многоугольной формы, который по меньшей мере на одном участке шире верхней головки, и элемент (27) из твердой металлокерамики, сечение которого, проведенное перпендикулярно средней линии (30), имеет некруглую форму, причем ориентация элемента из металлокерамики совпадает с ориентацией нижнего фланца (22), и поворачивают направляющие зажимы (3, 4, 5, 6) монтажного инструмента (1) вокруг средней линии (10) по меньшей мере на величину угла расхождения К для обеспечения определенной ориентации элемента (27) из металлокерамики шипа противоскольжения, установленного в протекторе шины, относительно оси вращения Р2.30. Способ установки шипов противоскольжения некруглой формы в протектор шины транспортного средства, в котором обеспечивают пневматическую шину (40) транспортного средства, имеющую ось вращения Р2, в протекторе (41) которой предварительно выполнены гнезда (43) для шипов, обеспечивают монтажный инструмент (1), содержащий направляющие зажимы (3, 4, 5, 6) в количестве N, равном по меньшей мере трем, имеющие суженные концевые части (7) и установленные с возможностью радиального смещения к средней линии (10) и отвода от этой линии, и толкатель (11) в виде стержня, установленный с возможностью перемещения по средней линии (10) в пространство (17) между направляющими зажимами (3, 4, 5, 6), одновременно вставляют указанные концевые части в одно из гнезд для шипов, вводят шип противоскольжения (20), имеющий верхнюю головку (21) и нижний фланец (22) и ориентированный указанным нижним фланцем вперед, в пространство (17), вдавливают шип противоскольжения в гнездо для шипа за счет перемещения толкателя (11) в указанном пространстве с расширением гнезда под воздействием направляющих зажимов, удерживают шип противоскольжения в гнезде посредством толкателя и одновременно вынимают направляющие зажимы из гнезда с отводом этих зажимов от шипа противоскольжения, и начинают установку следующего шипа противоскольжения (20) в следующее гнездо (43) либо заканчивают установку шипов в протектор шины, отличающийся тем, что используют шипы противоскольжения (20), содержащие нижний фланец (22) овальной или многоугольной формы, который по меньшей мере на одном участке шире верхней головки, и элемент (27) из твердой металлокерамики, сечение которого, проведенное перпендикулярно средней линии (30), имеет некруглую форму, удерживают направляющие зажимы (3, 4, 5, 6) монтажного инструмента (1) вертикально по средней линии (10) в неизменном положении относительно оси вращения Р2 и заменяют устанавливаемые шипы противоскольжения, имеющие угол расхождения К, определенный поворотом элемента из твердой металлокерамики относительно нижнего фланца (22), на шипы, у которых отсутствует указанный угол расхождения или, наоборот, для обеспечения заданной ориентации устанавливаемых шипов относительно оси вращения Р2.