ШИНА С ЧЕТЫРЕХГРАННЫМИ ШИПАМИ Российский патент 2008 года по МПК B60C11/16 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к шипованной накачиваемой шине транспортного средства, которая имеет направление качения, резиновый изнашиваемый слой с блоками рисунка протектора и разделяющими их канавками. В изнашиваемом слое установлены шипы противоскольжения, состоящие из внутренней части и внешней части, которые имеют общую длину. Каждый шип противоскольжения содержит корпус с нижним фланцем и выходящим из корпуса стержнем. Наконечник шипа противоскольжения выполнен с контактной поверхностью в форме многоугольника.

Уровень техники

Публикация DE-2342743 описывает шип противоскольжения для зимних колес транспортного средства. Шип представляет собой элемент из однородного материала, имеющий прямоугольное сечение. Форма данного шипа постоянна по всей его длине и меняется только в области сужения внутренней головки внутри колеса, насечек на ножках шипа и короткой Х-образной внешней головки шипа. Шип, сформированный таким образом, вдавливается под воздействием небольшого усилия в шину, увеличивая свой наклон при изменении скорости изнашиваемого слоя шины, как, например, в случае торможения и разгона, либо при изменении направления движения, результатом чего является слабая сила сцепления и, соответственно, устойчивость на скользкой поверхности.

Подобные шипы противоскольжения быстро изнашиваются в процессе эксплуатации шины. И поэтому единственной целью данного патента является минимизирование износа дорожного покрытия.

Публикация JP-58-012806 описывает шип для зимних колес, полностью выполненный из керамики. В поперечном сечении шип имеет форму многоугольника, в особенности это относится к контактной поверхности наконечника шипа, которая представляет собой многоугольник, а именно квадрат или восьмиугольник, как показано на чертежах данной публикации. Далее, шип выполнен из того же керамического материала, что и нижний фланец, форма которого повторяет форму контактной поверхности наконечника. Как указано в публикации, выбор данной формы обусловлен в первую очередь технологией изготовления, а с точки зрения прочности и характеристик сцепления этот шип гораздо более совершенен, чем шип по сути той же конструкции, но имеющий в поперечном сечении круглую форму. В публикации указано, что для изготовления шипа используют, в основном, оксид алюминия Al₂О₃, т.е. материал, износоустойчивость которого довольно мала. Такого рода шип с течением времени подвержен сильному наклону, особенно если изнашиваемый слой шины представляет собой мягкую резину. 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. Форма шипа, обусловленная раскрытой в публикации технологией изготовления, влияет на установку шипов автоматическими аппаратами для ошиповки, кроме того, ускоряет разрыв изнашиваемого слоя вокруг шипа, что приводит к выпадению шипов.

В публикации US-2002/0050312 раскрыто шипованное зимнее колесо. Согласно описанию шип имеет основание некруглой, продолговатой формы с продольной осью, также некруглую, продолговатую верхнюю часть с продольной осью, при этом продольные оси основания и верхней части наклонены друг к другу таким образом, что продольная ось верхней части и продольная ось основания образуют угол, величина которого предпочтительно находится в пределах 65°-115°. Форма основания и верхней части шипа напоминает эллипс или какую-либо овальную фигуру. Как указано в публикации, такого рода шипы выстреливают в изнашиваемый слой шины, когда та находится в невулканизированном состоянии на инжекторной трубе, форма которой в поперечном сечении соответствует форме шипов. При этом в шипах, расположенных в середине рабочей поверхности шины, продольные оси верхних частей ориентированы в направлении оси шины, а продольные оси нижних частей ориентированы по окружности колеса. В шипах, расположенных по краям рабочей поверхности, продольные оси верхних частей образуют угол 45° относительно окружности колеса, а продольные оси нижних частей образуют угол 25° относительно окружности колеса. Шипованная шина, раскрытая в публикации, имеет длительный срок службы, но ее изготовление весьма проблематично. Установка шипов с разворотом в нужном направлении автоматическими аппаратами для ошиповки ненадежна, так как шипы могут перевернуться в инжекторной трубе. Шипы также могут легко задеть какую-нибудь деталь аппарата. К тому же, вулканизация шины, оснащенной шипами, довольно затруднительна, дорогостояща и приводит к росту числа поврежденных и бракованных шин.

Публикация WO-99/56976 описывает шип противоскольжения, имеющий элемент из твердого металла, поперечное сечение которого представляет собой геометрическую фигуру с ограниченным числом симметрии, причем сечение изменяется от внешней части элемента к внутренней части. Изменение сечения элемента из твердого металла может соответствовать расширению корпуса шипа в направлении нижнего фланца. В публикации приводятся примеры различных форм поперечного сечения элемента из прочного металла, например треугольник, прямоугольник, эллипс, трапеция, полукруг, квадрат, также восьмиугольник, все они в сущности являются разнозначными. Форма нижнего фланца шипа противоскольжения в публикации не описана, упомянуто только, что он может быть несимметричным относительно продольной оси, имея разную длину и ширину. В соответствии с публикацией, нижний фланец имеет два противоположных края, которые ориентированы либо в одном направлении, либо под острым углом друг к другу. Форма фланца не является квадратной, в отличие от наших разработок. В публикации рекомендуется использовать продольное ребро шипа, который при этом не имеет верхней головки. На чертежах видно, что нижний фланец может быть установлен таким образом, что направление, по которому определен его наибольший размер, проходит по окружности шины. В этом случае шина пригодна для эксплуатации в городских условиях. Это направление может быть также перпендикулярно окружности шины, тогда она пригодна для дорог сельской местности. Эти варианты упоминаются как возможные без приведения подробного описания.

Раскрытие изобретения

Основной задачей изобретения является обеспечение накачиваемой шины транспортного средства, укомплектованной шипами противоскольжения, которая имела бы хорошие характеристики сцепления со скользкой поверхностью, и в которой был бы предотвращен вылет шипов при сильном разгоне или торможении. Следующей задачей изобретения является обеспечение шины, оснащенной шипами противоскольжения и обладающей максимальной износоустойчивостью. Еще одной задачей изобретения является обеспечение снабжаемой шипами противоскольжения шины, ошиповку которой можно было бы производить без повреждений автоматами для ошиповки. Дополнительной задачей изобретения является обеспечение шины, изготавливаемой с предварительно выполненными гнездами обычным или модернизированным способом. Шина с такими гнездами пригодна для эксплуатации и в дальнейшем в ней могут быть установлены шипы, имеющие некруглое поперечное сечение, с заданной ориентацией. Иными словами, поперечное сечение шипа должно быть ориентировано определенным образом по отношению к окружности или оси шины.

Поставленные задачи решены в накачиваемой шине транспортного средства согласно изобретению, снабженной шипами противоскольжения, охарактеризованной в пункте 1 формулы изобретения.

Предложена замена традиционного цилиндрического наконечника из твердого металла шипа противоскольжения на элемент из твердой металлокерамики, имеющий в поперечном сечении четырехугольную форму, а также замена традиционного круглого нижнего фланца шипа на четырехугольный нижний фланец. Кроме того, предложена установка таких шипов в изнашиваемом слое шины транспортного средства таким образом, что одна диагональ поперечного сечения элемента из твердой металлокерамики четырехугольной формы расположена по существу по окружности шины, то есть в направлении качения. В результате значительно улучшаются рабочие характеристики шипованной шины по сравнению с шинами, оснащенными традиционными круглыми шипами из твердого металла, наконечники которых значительно расширяют удерживающее шип гнездо. При этом масса шипов противоскольжения не увеличена, если сравнивать с традиционными шипами. Также отметим, что замена традиционного круглого нижнего фланца корпуса шипа на нижний фланец, поперечное сечение которого, проведенное перпендикулярно продольной оси шипа, имеет четырехугольную форму, снимает проблему установки шипов в гнезда автоматами для ошиповки, имеющими четыре или даже три управляющих ударника. В результате шип может быть точно ориентирован относительно окружности или оси колеса, как описано применительно к ориентации диагонали. К перечисленным преимуществам можно добавить уменьшение наклона шипов противоскольжения под действием силы трения, так как фланец, точнее, размер диагонали, превышает величину возможного наклона в сторону, что также уменьшает скручивание шипов противоскольжения и скручивание резины шины. Далее, шип согласно изобретению имеет относительно широкую верхнюю головку, которая отделена от нижнего фланца шейкой, что также уменьшает наклон шипа.

Краткое описание чертежей

Далее идет подробное пояснение сущности изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи.

На фиг.1А и 3А в увеличенном масштабе изображены варианты ориентации шипов противоскольжения первого типа, имеющих четырехугольный элемент из твердой металлокерамики и нижний фланец согласно изобретению, устанавливаемых соответственно в области первого I и второго III плеч шины, как показано на фиг.4.

На фиг.1В и 3В в увеличенном масштабе изображены варианты ориентации шипов противоскольжения второго типа, имеющих четырехугольный элемент из твердой металлокерамики и нижний фланец согласно изобретению, устанавливаемых соответственно в области первого I и второго III плеч шины, как показано на фиг.4.

На фиг.2 в увеличенном масштабе изображен вариант ориентации шипа противоскольжения, имеющего четырехугольный элемент из твердой металлокерамики и нижний фланец, устанавливаемого в средней части II шины по фиг.4. Иными словами, на данном чертеже показан следующий вариант выполнения шипов противоскольжения, имеющих четырехугольный элемент из твердой металлокерамики и нижний фланец и устанавливаемых в различных областях I, II, III по ширине шины, фиг.4.

На фиг.4 приведен внешний вид изнашиваемого слоя накачиваемой шины обычного транспортного средства, на котором показано размещение шипов противоскольжения, в направлении V по фиг.5, 13А и 12А-12В.

На фиг.5 изображен в аксонометрии первый вариант выполнения шипа противоскольжения, устанавливаемого в шипованной шине и имеющего четырехугольный элемент из твердой металлокерамики и нижний фланец.

На фиг.6-10 приведены второй, третий, четвертый, пятый и шестой варианты выполнения шипа противоскольжения в соответствии с изобретением, устанавливаемого в шипованной шине и имеющего четырехугольный элемент из твердой металлокерамики и нижний фланец, на виде в направлении IV по фиг.5.

На фиг.11А и 11В в увеличенном масштабе изображена овальная форма выполнения гнезда и ориентация гнезда относительно окружности шины в соответствии с изобретением; гнезда по фиг.11А расположены вблизи плеч I и III шины, фиг.4, а по фиг.11В - в средней части II шины, фиг.4.

На фиг.12А и 12В представлены продольные разрезы гнезд по фиг.11А, VI-VI, и фиг.11В, VII-VII, соответственно, имеющих овальную нижнюю часть и круглую верхнюю часть.

На фиг.13А и 13В представлены соответственно продольный разрез гнезда круглой формы в шипованной шине согласно изобретению, выполняемого в областях I, II и III, фиг.4, и вид сверху этого гнезда по стрелке V.

На фиг.14 и 15 в увеличенном масштабе показан вид сверху в направлении V гнезд по фиг.12А-12В, имеющих различные формы овальной нижней и верхней частей, выполняемых в шине согласно изобретению, показанной на фиг.4.

Осуществление изобретения

На фиг.4 показан обычный изнашиваемый слой с рисунком протектора шипованной накачиваемой шины транспортного средства. Такого рода шина содержит каркас (не показан), резиновый изнашиваемый слой 20, образованные в нем в процессе вулканизации гнезда 18 для шипов и установленные в них шипы противоскольжения 1. Общеизвестно, что в изнашиваемом слое 20, который также имеет название изнашиваемая поверхность, выполнены канавки 16 и блоки 17 рисунка протектора, разделяющие эти канавки. В рисунке протектора обычно устанавливают шипы противоскольжения, а в блоках выполняют неглубокие канавки, но, поскольку изобретение не касается изнашиваемого слоя как такового, далее его формирование не описывается. Твердость резины изнашиваемого слоя 20 довольно низкая для обеспечения сцепляющей способностью шины и обычно находится в пределах 55-60 по Шору А. Для шипованной шины по фиг.4 подразумевается определенное направление качения Р, но шипы противоскольжения согласно изобретению можно также устанавливать в шинах, направление качения которых может быть произвольным, что в дальнейшем будет изложено подробнее. У шипов противоскольжения 1, установленных в изнашиваемом слое, имеется внутренняя часть 14, расположенная в глубине изнашиваемого слоя 20, и внешняя часть 15, расположенная на внешней поверхности изнашиваемого слоя шины либо рядом с этой поверхностью, общая длина которых равна L1. Каждый из шипов противоскольжения имеет корпус 3 с нижним фланцем 4 и стержень 5, выходящий из корпуса.

Гнезда 18, предварительно выполненные в изнашиваемом слое 20 для шипов противоскольжения, могут иметь в соответствии с одним вариантом по существу круглое поперечное сечение. В этом случае, соответственно, нижняя часть 25 гнезда, где устанавливается нижний фланец 4, будет круглой. Также будет круглой и верхняя часть 26 гнезда, где устанавливается верхняя головка 6 шипа, как показано на фиг.1А-3В и 13А-13В. В соответствии с изобретением упомянутые выше гнезда 18 в изнашиваемом слое 20 предпочтительно имеют нижнюю часть 25, которая в поперечном сечении выполнена в виде овала или имеет продолговатую форму. Поперечный размер W4 больше, а поперечный размер W3 этой части меньше глубины гнезда, измеряемой в направлении общей длины L1 шипа. В этом случае, особенно для шипов противоскольжения 1, относящихся к первой группе J1_A и/или J1_В, направление, по которому определяется больший поперечный размер W4 овальной нижней части 25 гнезда 18, находящейся в изнашиваемом слое, по существу совпадает с направлением качения Р шины, как показано на фиг.11А. Кроме того, в предпочтительном варианте для шипов противоскольжения 1, относящихся ко второй группе J2, направление, по которому определяется больший поперечный размер W4 овальной нижней части 25 гнезда 18, находящегося в изнашиваемом слое, по существу перпендикулярно направлению качения Р шины, как показано на фиг.11В. Иными словами, направление, по которому определяется более короткий поперечный размер W3 овальной нижней части гнезда, расположенного вблизи плеча шины, по существу совпадает с осевой линии шины, а направление, по которому измеряется более длинный поперечный размер W4, перпендикулярно осевой линии и совпадает с направлением качения Р. Аналогично, направление, по которому определяется более короткий поперечный размер W3 овальной нижней части гнезда, находящегося посередине шины, по существу совпадает с направлением качения Р, а направление, по которому определяется более длинный поперечный размер W4, совпадает с осевой линией. Отношение большего поперечного размера W4 нижней части 25 к меньшему поперечному размеру W3, т.е. W4:W3, составляет не менее 1,05 и не более 2. Гнезда 18, предварительно выполненные в изнашиваемом слое, имеют верхнюю часть 26, круглую в поперечном сечении либо отличающуюся от круглой. Форма верхней части 26 по существу не имеет большого значения. Сечение Ан этих гнезд в области нижнего фланца меньше, чем сечение А4 нижнего фланца 4 шипа противоскольжения, а сечение гнезда в области верхней головки меньше, чем сечение А6 верхней головки 6 шипа противоскольжения, поэтому шип противоскольжения 1 плотно входит в свое гнездо 18.

Корпус 3 шипа противоскольжения содержит верхнюю головку 6, имеющую в сечении А6, перпендикулярном направлению, по которому измеряется длина L1 шипа, поперечные размеры D5, D6. Между верхней головкой и нижним фланцем находится шейка 7, имеющая сечение А7, перпендикулярное направлению, по которому измеряется длина L1 шипа, площадь которого значительно меньше, чем площадь сечения А6 верхней головки и сечения А4 нижнего фланца. Шейка 7 отделяет верхнюю головку 6 от нижнего фланца 4. Сечение верхней головки 6, проведенное перпендикулярно направлению, по которому измеряется длина шипа, может быть круглым, тогда упомянутые поперечные размеры D5 и D6 совпадают, или имеет форму овала, тогда упомянутые поперечные размеры D5 и D6 различны, или форму многоугольника, тогда упомянутые поперечные размеры D5 и D6 совпадают либо не совпадают.

В соответствии с изобретением каждый шип противоскольжения 1 содержит элемент 2 из твердой металлокерамики, являющийся частью стержня из прочного материала, который находится внутри корпуса 3 и выступает из внешней части 15. Этот элемент из твердой металлокерамики имеет четырехугольное сечение, проведенное перпендикулярно направлению, по которому измеряется длина L1 шипа. Длина L1 шипов для шин легковых автомобилей обычно составляет 10-11 мм, для пикапов - 11-13 мм, для грузовых машин - 14-17 мм, для строительной техники, такой как погрузчики, грейдеры и т.д. - 17-20 мм. Резина, окружающая корпус 3, удерживает шип в правильном положении перпендикулярно поверхности качения изнашиваемого слоя. Четырехугольный элемент из твердой металлокерамики имеет сечение с диагоналями D3 и D4, перпендикулярное направлению, по которому измеряется длина L1 шипа. По меньшей мере некоторые из шипов противоскольжения 1 установлены в предварительно выполненных гнездах 18 таким образом, что одна из диагоналей D3 или D4 ориентирована в направлении качения Р, как показано на фиг.2, либо образует угол К по отношению к направлению качения Р, как показано на фиг.1А-1В и 3А-3В. Понятно, что шипы 1 могут быть установлены либо во все гнезда, выполненные в изнашиваемом слое 20, либо только в некоторые из этих гнезд 18. Также понятно, что все шипы противоскольжения 1 установлены в изнашиваемом слое 20 таким образом, что диагонали D3 и D4 элемента из твердой металлокерамики ориентированы в направлении качения Р либо образуют по отношению к нему угол К. В альтернативном варианте некоторые из шипов противоскольжения могут быть установлены иным образом. В соответствии с изобретением этот угол не превышает 30°, обычно не превышает 20°, а предпочтительно не превышает 15°, хотя в некоторых случаях предпочтительно задавать углы К, величина которых не превышает 10°.

Элемент 2 из твердой металлокерамики находится внутри корпуса 3, то есть его длина L2 меньше общей длины L1 шипа противоскольжения, а площадь сечения А2 меньше площади сечения А7 шейки 7 шипа и существенно меньше площади сечения А6 и А4 верхней головки 6 и нижнего фланца 4 соответственно. Элемент из твердой металлокерамики изготовлен из любого достаточно твердого известного или нового, обычно спеченного материала, например металлокарбида, металлонитрида, металлооксида и т.д. В предпочтительном варианте элемент 2 из твердой металлокерамики изготовлен из известных соединений спеченных карбидов, которые обычно, но не обязательно, связаны металлической матрицей. Корпус 3 также может быть изготовлен из известной или приготовленной новым способом металлической композиции, как, например, сталь или алюминий, или это может быть какая-либо подходящая пластмасса или многокомпонентный состав. Так как изобретение не относится к материалу элемента из твердой металлокерамики или материалу корпуса, как таковому, это в дальнейшем не описывается, а ранее приведены только примеры подобных материалов. Элемент 2 из твердой металлокерамики может быть закреплен в корпусе 3 пайкой, клеем, литьем или запрессовкой, в зависимости от материала корпуса.

Боковые стороны 10а, 10b, 10с, 10d четырехугольного элемента из твердой металлокерамики могут быть выпуклыми, как показано на фиг.10, или вогнутыми, как показано на фиг.8. В этом случае стороны имеют радиус кривизны R4. Боковые стороны могут быть также прямыми, как показано на фиг.1А-3В, 5-7 и 9. Размеры диагоналей D3, D4 элемента 2 из твердой металлокерамики обычно одинаковы или практически одинаковы, как показано на фиг.1А-3В, 5 и 7-10, где четырехугольный элемент из твердой металлокерамики имеет в сечении квадратную или прямоугольную форму. Размеры диагоналей D3, D4 могут быть также разными, как показано на фиг.6, когда четырехугольный элемент из твердой металлокерамики в сечении имеет форму ромба или параллелепипеда. Данные формы квадрата, прямоугольника, ромба и параллелепипеда сохраняются также в случае выполнения боковых сторон 10а, 10b, 10с, 10d с радиусом кривизны R4. При этом радиус кривизны R4 значительно больше, чем радиус закругления углов 11а, 11b, 11c, 11d элемента из твердой металлокерамики. Таким образом, размеры диагоналей D3 и D4, соединяющих противоположные углы элемента из твердой металлокерамики, больше длин краев противолежащих боковых сторон 10а и 10с или 10b и 10d, соединяющих диагонали D3, D4. Углы 11а, 11b, 11с, 11d между боковыми сторонами четырехугольного элемента из твердой металлокерамики имеют радиус закругления R3, который значительно меньше упомянутого радиуса кривизны R4. Радиус закругления R3 предпочтительно находится в интервале от 0,1 мм до 0,2 мм, что обеспечивает целостность элемента из твердой металлокерамики. Отношение размеров по ширине W1, W2 боковых сторон 10а, 10b, 10с, 10d составляет не более 1,5, иными словами, W1:W2≤1,5. В шипах противоскольжения 1, предназначенных для шин легковых автомобилей и пикапов, сечение А2 элемента из твердой металлокерамики варьируется в пределах 4,5-6 мм², когда размеры по ширине W1, W2 находятся в интервале 2,1-2,5 мм, а размеры диагоналей - в интервале 2,9 мм-3,6 мм в случае квадратной или подобной формы. В случае прямоугольной формы размеры могут выходить за указанные пределы. Сечение А2 элемента из твердой металлокерамики шипов противоскольжения 1, предназначенных для шин грузовиков, обычно колеблется в пределах 7-9 мм², а для строительной транспортной техники - в пределах 9-13 мм². В результате использования элемента из твердой металлокерамики и его ориентирования согласно изобретению обеспечивается превосходное сцепление шипованной шины.

Далее, в соответствии с изобретением нижний фланец 4 шипа противоскольжения имеет по существу четырехугольную форму в сечении А4, проведенном перпендикулярно продольной оси шипа, то есть направлению, по которому определяется длина шипа L1. Сечение А4 имеет диагонали D1 и D2. Размеры диагоналей D1, D2 нижнего фланца могут быть одинаковыми, как показано на фиг.1А-3В и 5-9, или различными, как показано на фиг.10. Таким образом, нижний фланец может быть по существу выполнен в виде квадрата, ромба или прямоугольника.

Диагонали D1, D2 нижнего фланца 4 либо совпадают с диагоналями D3, D4 элемента из твердой металлокерамики, как показано на фиг.1А, 2, 3А, 5-6 и 8, либо образуют угол К с этими диагоналями D3, D4, как показано на фиг 1В, 3В, 7 и 9-10. Стороны 9а, 9b, 9c, 9d нижнего фланца могут быть выпуклыми, как показано на фиг 5, 6 и 10, либо вогнутыми, как на фиг.9. В последнем случае стороны имеют радиус кривизны R2. Как альтернатива, стороны 9а, 9b, 9c, 9d могут быть прямыми, как показано на фиг.1А-3В и 7-8. Описанные выше формы квадрата, прямоугольника и ромба сохраняются также в случае выполнения сторон 9а, 9b, 9c, 9d с радиусом кривизны R2. Этот радиус кривизны R2 намного больше, чем радиус закругления углов 8а, 8b, 8c, 8d нижнего фланца. Таким образом, размеры диагоналей D1 и D2, соединяющих противоположные углы нижнего фланца, превышают длины краев противолежащих сторон 9а и 9c или 9b и 9d нижнего фланца 4, соединяющих диагонали D1, D2. Кроме того, углы 8а, 8b, 8c, 8d между этими сторонами нижнего фланца имеют радиус закругления R1, который существенно меньше радиуса кривизны R2. Благодаря описанной форме нижнего фланца шипы противоскольжения можно установить в гнездах 18, выполненных в изнашиваемом слое шины, с обеспечением отличных характеристик сцепления шины.

В соответствии с изобретением одна из диагоналей D3, D4 элемента из твердой металлокерамики ориентирована в направлении качения Р или под углом К относительно этого направления. При этом одна из диагоналей D1 или D2 нижнего фланца 4 ориентирована в направлении качения Р или образует угол К по отношению к направлению качения Р. Прежде всего следует отметить, что количество ориентации шипов может быть безграничным, что можно понять, если угол К=0°, т.е. D3 или D4 ориентированы в направлении качения Р. Могут быть и другие углы, например К=1°, 2°, 3°, 4° ... и т.д. Эти различные ориентации шипов противоскольжения по отношению к направлению качения можно обеспечить разными способами в случае использования при установке шипа четырехугольной формы нижнего фланца 4. В одном из вариантов все шипы противоскольжения, устанавливаемые в шине, являются однотипными с точки зрения ориентации диагонали D3, D4 элемента из твердой металлокерамики и диагоналей D1, D2 нижнего фланца, Предпочтителен вариант, где хотя бы одна из диагоналей D3 или D4 элемента из твердой металлокерамики была расположена в одном направлении с диагональю D1 или D2 нижнего фланца. Конечно, обе диагонали D3 и D4 могут быть однонаправленными с соответствующими диагоналями D1 и D2. В этом случае направляющие аппарата для ошиповки шин (не показан) устанавливают каждый раз относительно изнашиваемого слоя шины с обеспечением надлежащей ориентации шипов 1. Данная схема монтажа представлена на фиг 1А, 2, 3А, где на фиг.2 показано, что однонаправленные диагонали D3 и D1 ориентированы в направлении качения Р, а на фиг.1А и 3А показано, что обе однонаправленные диагонали D3 и D1 повернуты по отношению к направлению качения Р под углом К. Понятно, что такую ориентацию можно обеспечить установкой ударников аппарата для ошиповки шин в трех различных положениях, между которыми находится упомянутый угол К. В соответствии со вторым вариантом, шипы противоскольжения могут быть двух типов, исходя из положения и ориентации диагоналей D3 и D4 и диагоналей нижнего фланца, что представлено на фиг.1А, 2, 3А. На фиг.3а показан один тип шипов, в котором диагонали D1, D3 однонаправлены, а диагонали D3 и/или D4 образует угол К, размер которого заранее установлен, с диагоналями D1 и/или D2. В этом случае направляющие аппарата для ошиповки следует удерживать в неизменном положении, учитывая, что углы между диагоналями элемента из твердой металлокерамики и диагоналями нижнего фланца в упомянутых разнотипных шипах противоскольжения соответствуют требуемому углу К в шипованной шине, в которой на различных участках изнашиваемого слоя или изнашиваемой поверхности шины установлены шипы определенного типа с обеспечением требуемой ориентации элемента из твердой металлокерамики. Такая установка показана на фиг.1В, 3В и 2. На фиг.2 показана ошиповка шипами по фиг.5, а на фиг.1В и 3В шипы установлены таким образом, что диагонали D1 и/или D2 ориентированы в направлении качения Р, как и на фиг.2, но диагонали D3 и/или D4 развернуты под углом К по отношению к направлению качения Р.

В изнашиваемом слое 20 шины транспортного средства все шипы противоскольжения 1 могут быть установлены только в одном положении, как показано на фиг.2, где одна диагональ D3 или D4 элемента 2 из твердой металлокерамики совпадает с направлением качения Р. Но предпочтительно устанавливать шипы противоскольжения 1 в изнашиваемом слое шины 20 в различных положениях, по меньшей мере в двух положениях, предпочтительно в трех или большем количестве положений, как показано на фиг.1А-4. Тогда шипы противоскольжения, по меньшей мере принадлежащие первым двум группам J1_A и J1_В, установлены ближе к плечам шины, а шипы, принадлежащие по меньшей мере одной второй группе J2, установлены в средней части шины. В результате получена симметричная ошиповка по ширине изнашиваемой поверхности. Возможно также использовать только одну первую группу J1_A и J1_В шипов, установленных ближе к одному плечу шины, и по меньшей мере одну вторую группу J2 шипов, установленных ближе к середине шины и противоположному плечу. Тогда имеет место несимметричная ошиповка по ширине изнашиваемой поверхности. Выполненный на поверхности рисунок изнашиваемого слоя 20, независимо от ошиповки, может быть симметричным или несимметричным. В соответствии с изобретением в шипах, принадлежащих первым группам J1_A J1_В, диагонали D3 или D4 элементов из твердой металлокерамики ориентированы под углом К по отношению к направлению качения Р, как показано на фиг.1А-1В, 3А-3В и 4. В шипах, принадлежащих второй группе J2, диагонали D3 или D4 ориентированы по существу в направлении качения Р, как показано на фиг.2 и фиг.4. В любом случае углы К для шипов второй группы J2 меньше, чем для шипов первой или первых групп J1_A и J1_В. В первых группах J1_A, J1_В угол К меньше упомянутого ранее угла 30°, и не превышает 20°, предпочтительно не менее 15°. В некоторых случаях углы К не превышают 10°. Во вторых группах углы К меньше 15°, обычно меньше 10°, приближаясь к 0°. В том случае, если в шине присутствуют шипы третьей группы (не показана), установленные между шипами первых и вторых групп, которые могут быть, конечно, подобными шипам какой-нибудь из упомянутых выше групп, в них предпочтительно выбран угол К, величина которого находится в интервале 10°-15°. В шипах первых групп или первой группы углы К могут быть отложены в двух направлениях, т.е. к средней линии 21 изнашиваемого слоя 20 или наружу от нее в том случае, когда выбор направления качения шины транспортного средства не принципиален, то есть два возможных направления вращения эквивалентны. В том случае, когда предполагается определенное направление качения, то есть шина в транспортном средстве должна быть установлена определенным образом, используют более эффективный вариант разведения диагоналей. В шипах первых групп J1_A и J1_В углы К между диагоналями D3 или D4 и направлением качения Р отложены наружу от средней линии 21 изнашиваемой поверхности. На фиг.1А-1В и 3А-3В направление качения Р указывает вниз, тогда углы К, образованные диагоналями D3 или D4 с направлением качения, будут всегда отложены от средней линии в одну сторону для шипов группы J1_А, а для шипов группы J1_В - в противоположную сторону. Количество таких групп может быть большим, например пять, когда у шипов, принадлежащих к группе, расположенной ближе к плечам, может быть наибольший угол разведения, в средней группе угла разведения нет вообще, как ранее было отмечено, а у шипов, принадлежащих к промежуточной группе, угол разведения меньше, чем у шипов, установленных рядом с плечами шины. Также возможно организовать дополнительные группы, где в шипах противоскольжения 1 углы отложены в разные стороны, о чем уже говорилось выше. Такие первые группы J1_A, J1_В шипов и вторая группа J2 шипов, или участки изнашиваемого слоя шины, на которых установлены определенные шипы, могут быть полностью обособлены друг от друга, или же могут граничить друг с другом. На практике целесообразно, чтобы, например, шипы первых групп J1_A, J1_В были подобны шипам второй группы J2, если эти группы рассматривать, как показано на 10 фиг.4, в виде полос, граничащих по ширине шины с крайними шипами, для которых угол К имеет определенное заранее установленное значение либо находится в определенном интервале.

Изобретение относится к автомобильной промышленности. В изнашиваемом слое протектора предварительно выполнены гнезда, по меньшей мере в некоторые из которых установлены шипы противоскольжения, имеющие элемент из твердой металлокерамики по существу четырехугольной формы с диагоналями. По меньшей мере некоторые шипы противоскольжения установлены в гнездах таким образом, что одна из диагоналей элемента из твердой металлокерамики ориентирована в направлении качения или образует с направлением качения угол. В результате повышается надежность крепления шипов. 24 з.п. ф-лы, 15 ил.

1. Шипованная накачиваемая шина транспортного средства, имеющая направление качения (Р) и изнашиваемый резиновый слой (20) с блоками (17) рисунка протектора и канавками (16), разделяющими указанные блоки, причем в изнашиваемом слое предварительно выполнены гнезда (18), по меньшей мере в некоторых гнездах (18) установлены шипы противоскольжения (1), состоящие из внутренней части (14) и внешней части (15) общей длины (L1), при этом каждый шип противоскольжения содержит корпус (3) с нижним фланцем (4) и выходящий из этого корпуса стержень (5) с элементом (2) из твердой металлокерамики, отличной от материала указанного корпуса, расположенным внутри корпуса (3) с выступом из внешней части (15), причем элемент из твердой металлокерамики имеет по существу четырехугольное сечение с диагоналями (D3, D4), отличающаяся тем, что нижний фланец (4) шипа противоскольжения имеет по существу четырехугольное сечение с диагоналями (D1, D2), причем диагонали (D1, D2) нижнего фланца (4) по существу совпадают с диагоналями (D3, D4) элемента из твердой металлокерамики или образуют угол (К) с диагоналями (D3, D4) элемента из твердой металлокерамики, при этом по меньшей мере некоторые из шипов противоскольжения установлены в гнездах таким образом, что одна из диагоналей (D3, D4) элемента из твердой металлокерамики ориентирована в направлении качения (Р) или образует угол (К), величина которого не превышает 30°, относительно направления качения (Р).2. Шина по п.1, отличающаяся тем, что диагонали (D1, D2) нижнего фланца имеют либо одинаковые, либо различные размеры.3. Шина по п.1, отличающаяся тем, что одна из диагоналей (D1, D2) нижнего фланца (4) ориентирована в направлении качения (Р) или образует с направлением качения (Р) угол (К).4. Шина по п.1, отличающаяся тем, что шипы противоскольжения (1) разделены по меньшей мере на шипы первой группы (J1_A, J1_B), расположенные вблизи плеча шины, и шипы второй группы (J2), расположенные в средней части шины, причем одна из диагоналей (D3, D4) элемента из твердой металлокерамики шипов первой группы (J1_A, J1_B) ориентирована под углом (К) относительно направления качения (Р), а одна из диагоналей (D3, D4) элемента из твердой металлокерамики шипов второй группы (J2) ориентирована в направлении качения (Р).5. Шина по п.4, отличающаяся тем, что в шипах первой группы (J1_A, J1_B) углы (К) между диагоналями (D3, D4) элемента из твердой металлокерамики и направлением качения (Р) отложены наружу от средней линии (21) изнашиваемого слоя.6. Шина по п.1, отличающаяся тем, что величина угла (К) находится в интервале от 15 до 20°.7. Шина по п.4, отличающаяся тем, что первая группа (J1_A, J1_B) шипов граничит со второй группой (J2) шипов.8. Шина по п.1, отличающаяся тем, что корпус (3) шипа противоскольжения содержит верхнюю головку (6) с поперечными размерами (D5, D6) и шейку (7) между верхней головкой и нижним фланцем, причем площадь поперечного сечения (А7) шейки меньше площади поперечного сечения (А6) верхней головки и площади поперечного сечения (А4) нижнего фланца.9. Шина по п.1 или 2, отличающаяся тем, что стороны (9а, 9b, 9c, 9d) нижнего фланца выполнены или выпуклыми, или вогнутыми с радиусом кривизны (R2), или прямыми, а углы (8а, 8b, 8c, 8d) между сторонами нижнего фланца имеют радиус закругления (R1), меньший, чем радиус кривизны (R2).10. Шина по п.8, отличающаяся тем, что поперечное сечение верхней головки (6) имеет или круглую форму с совпадающими поперечными размерами (D5 и D6), или овальную форму с различными поперечными размерами (D5 и D6), или форму многоугольника с совпадающими или различными поперечными размерами (D5 и D6).11. Шина по п.1, отличающаяся тем, что боковые стороны (10а, 10b, 10с, 10d) элемента из твердой металлокерамики четырехугольной формы выполнены или выпуклыми, или вогнутыми с радиусом кривизны (R4), или прямыми, при этом диагонали (D3, D4) элемента из твердой металлокерамики имеют по существу одинаковые размеры.12. Шина по п.11, отличающаяся тем, что углы (11а, 11b, 11c, 11d) между боковыми сторонами элемента из твердой металлокерамики четырехугольной формы имеют радиус закругления (R3), меньший указанного радиуса кривизны (R4), при этом радиус закругления (R3) находится в интервале от 0,1 до 0,2 мм.13. Шина по п.11, отличающаяся тем, что боковые стороны (10а, 10b, 10с, 10d) элемента из твердой металлокерамики четырехугольной формы имеют длины (W1, W2), отношение которых составляет 1,5.14. Шина по п.1, отличающаяся тем, что длина (L2) элемента из твердой металлокерамики меньше общей длины (L1) шипа противоскольжения.15. Шина по п.1, отличающаяся тем, что корпус (3) шипа противоскольжения выполнен из пластмассы или металла, а элемент (2) из твердой металлокерамики закреплен в корпусе пайкой, клеем, литьем или запрессовкой.16. Шина по п.1 или 4, отличающаяся тем, что по существу все шипы противоскольжения (1) установлены в изнашиваемом слое (20) таким образом, что диагонали (D3 или D4) элементов из твердой металлокерамики ориентированы в направлении качения (Р) или образуют с направлением качения угол (К).17. Шина по п.1, отличающаяся тем, что элемент (2) из твердой металлокерамики выполнен из спеченного карбида.18. Шина по любому из пп.1-8, отличающаяся тем, что предварительно выполненные гнезда (18) в поперечном сечении имеют по существу круглую форму.19. Шина по п.18, отличающаяся тем, что площадь сечения (А_н) гнезда в области нижнего фланца и верхней головки меньше, чем площадь сечения (А4) нижнего фланца и, соответственно, чем площадь сечения (А6) верхней головки.20. Шина по любому из пп.1-8, отличающаяся тем, что гнезда (18), предварительно выполненные в изнашиваемом слое, содержат нижнюю часть (25), имеющую в поперечном сечении овальную форму с большим поперечным размером (W4) и меньшим поперечным размером (W3).21. Шина по п.20, отличающаяся тем, что площадь сечения (А_н) гнезда в области нижнего фланца и верхней головки меньше, чем площадь сечения (А4) нижнего фланца и, соответственно, чем площадь сечения (А6) верхней головки.22. Шина по п.20, отличающаяся тем, что отношение большего поперечного размера (W4) нижней части (25) к меньшему поперечному размеру (W3) находится в интервале от 1,05 до 2.23. Шина по п.20, отличающаяся тем, что верхняя часть (26) предварительно выполненных гнезд (18) имеет в поперечном сечении или круглую форму, или форму, отличную от круглой.24. Шина по п.20, отличающаяся тем, что направление, по которому определен больший поперечный размер (W4) овальной нижней части (25) гнезд (18), выполненных в изнашиваемом слое для шипов противоскольжения, которые принадлежат первой группе (J1_A, J1_B), совпадает с направлением качения (Р), а направление, по которому определен больший поперечный размер (W4) овальной нижней части (25) гнезд (18), выполненных в изнашиваемом слое для шипов противоскольжения, которые принадлежат второй группе (J2), по существу перпендикулярно направлению качения (Р).25. Шина по п.24, отличающаяся тем, что отношение большего поперечного размера (W4) нижней части (25) к меньшему поперечному размеру (W3) находится в интервале от 1,05 до 2.