АВТОМОБИЛЬНАЯ ШИНА И ШИП ПРОТИВОСКОЛЬЖЕНИЯ Российский патент 2016 года по МПК B60C11/16 

Область техники

Настоящее изобретение относится к автомобильной шине, включающей изнашивающуюся поверхность для контакта с поверхностью земли при качении, в которой сформирован рисунок изнашивающейся поверхности, включающий кольцевые и поперечные канавки для удаления воды из зоны контакта шины с поверхностью земли, а также шипы противоскольжения, вмонтированные в изнашивающуюся поверхность, включающие тело шипа и твердосплавной штифт, закрепленный в теле шипа.

Настоящее изобретение относится также к шипам противоскольжения, которые могут быть вмонтированы в автомобильную шину в качестве средства противоскольжения. Такой шип включает тело шипа и твердосплавной штифт, закрепленный в теле шипа.

Уровень техники

Известны автомобильные шины, в частности зимние шины, предназначенные для покрытой снегом и оледенелой поверхности земли, в которые вмонтированы препятствующие скольжению металлические шипы для улучшения сцепления с дорогой. Функция таких шипов - врезаться в лед и образовывать таким образом механическую связь между поверхностью земли и шиной на то краткое время, пока шип контактирует с поверхностью земли при прокате шины по соответствующему месту поверхности. Типовой шип включает тело шипа, изготовленного из легкого металла или аналогичного материала, и штифт, изготовленный из твердого сплава, причем, строго говоря, только штифт предназначен для контакта с поверхностью земли.

Из уровня техники известны несколько различных форм поперечного сечения твердосплавного штифта. В частности, в патентном документе WO 98/56976 представлено большинство основных форм (треугольник, полукруг, квадрат и т.д.), расположенных в случайной ориентации относительно продольной оси шипа. Патентные документы US 7900669 и RU 2319617 представляют такую ориентацию квадратного шипа, при которой диагональ квадрата в определенных пределах параллельна периферическому направлению шины.

Из уровня техники известен также патентный документ GB 1022137, в котором представлена трубчатая, напоминающая втулку конструкция шипа с телом шипа, в которой верхний край трубчатой втулки, контактирующий с поверхностью земли, включает отверстия. В патентном документе JP08099507 представлен также род V-образной прорези в верхней части тела шипа.

Раскрытие изобретения

Таким образом, задача изобретения заключается в дальнейшем усовершенствовании шипованных шин и характеристик их сцепления с дорогой. Одна из задач изобретения заключается в предложении нового типа шипов противоскольжения, которые включают твердосплавной штифт, форма которого отличается от известных типов. Используя его, делается попытка достичь снижения действующей на шип силы даже при более эффективном врезании в лед и снег.

Особенностью автомобильной шины согласно настоящему изобретению является то, что головка твердосплавного штифта, предназначенная для контакта с поверхностью земли, имеет выпуклый рельеф и включает в осевом направлении твердосплавного штифта частичные поверхности, действующие на различных глубинах от поверхности земли. По меньшей мере, одна из этих частичных поверхностей имеет вид выемки, так что в выпуклом рельефе сформированы, по меньшей мере, два выступа.

Далее, особенностью шипа согласно настоящему изобретению является то, что головка твердосплавного штифта, предназначенная для контакта с поверхностью земли, имеет выпуклый рельеф и включает в осевом направлении твердосплавного штифта частичные поверхности, действующие на различных глубинах от поверхности земли. По меньшей мере, одна из этих частичных поверхностей имеет вид выемки, так что в выпуклом рельефе сформированы, по меньшей мере, два выступа.

Одним из вариантов настоящего изобретения является автомобильная шина, имеющая изнашивающуюся поверхность для контакта с поверхностью земли при качении. В этой изнашивающейся поверхности сформирован рельеф, включающий кольцевые и поперечные канавки для удаления воды из зоны контакта шины с поверхностью земли, а также шипы противоскольжения, вмонтированные в изнашивающуюся поверхность, включающие тело шипа и твердосплавной штифт, закрепленный в теле шипа. Головка твердосплавного штифта, предназначенная для контакта с поверхностью земли, имеет выпуклый рельеф и включает в осевом направлении твердосплавного штифта частичные поверхности, действующие на различных глубинах от поверхности земли. По меньшей мере, одна из этих частичных поверхностей имеет вид выемки, так что в выпуклом рельефе сформированы, по меньшей мере, два выступа или острия. Эти, по меньшей мере, два выступа или острия вместе могут быть созданы в твердосплавном штифте, например, формированием с помощью одной или нескольких канавок или выточек, с образованием нужного типа выпуклого рельефа твердосплавного штифта. Канавки или выточки могут также перекрещиваться друг с другом, образуя из выпуклого рельефа пересеченный рельеф. Выпуклый рельеф не подразумевает, таким образом, одного острого или выпуклого твердосплавного штифта или рельефа, образованного несколькими острыми или выпуклыми твердосплавными штифтами. Можно также отметить конструкцию с двумя остриями, образованными с помощью одного пересекающего диаметра, в которой упомянутый пересекающий диаметр, в случае кольцевого выпуклого рельефа, формирует два выступа или острия.

Под «твердым сплавом» в данном контексте подразумевается, в частности, твердый сплав в традиционном понимании. Твердый сплав в типовом случае - это износостойкий металлический композитный материал, который может содержать вольфрам в виде карбидного соединения, а в качестве связующего - чаще всего кобальт. В смеси могут также входить карбиды титана, тантала, молибдена или ванадия, а также различные керамические материалы, соответствующие твердому сплаву по характеристикам прочности и износостойкости или, в частности, износостойкие полимеры, которые могут в данном контексте рассматриваться как материалы, сравнимые с твердым сплавом. Для целей настоящего изобретения желательным направлением разработки материала является повышение прочности на растрескивание, так как выемки, созданные упомянутым выпуклым рельефом, могут несколько увеличить склонность твердосплавного штифта к растрескиванию. В одном из вариантов осуществления выпуклый рельеф твердосплавного штифта имеет в осевом направлении глубину не более 50% наименьшего диаметра поперечного сечения твердосплавного штифта. Одна особенность этой характеристики связана с только что упомянутым растрескиванием; чем больше соответствующий размер, тем больше вероятность образования трещины. С другой стороны, большой перепад глубин улучшает врезание в обледенелую поверхность, так что при использовании современных материалов упомянутые 50% приблизительно являются предельной величиной для применяемых на практике предельных глубин. Эта предельная величина 50% не обязательно относится к трубчатым формам, в которых непрерывный край поддерживает конструкцию, делая ее менее склонной к растрескиванию.

Поперечное сечение твердосплавного штифта может быть круглым, овальным, квадратным, прямоугольным, ромбовидным, может иметь форму параллелограмма, пятиугольника, шестиугольника, семиугольника, восьмиугольника, звезды, - соответствующую вышеупомянутым или иным формам. Таким образом, на практике выпуклый рельеф может быть создан в твердосплавном штифте, имеющем поперечное сечение вообще почти любой формы. Использование различных поперечных сечений твердосплавного штифта может повлиять, и даже значительно, на характеристики автомобильной шины, снабженной шипами противоскольжения, равно как и изменение ориентации этого поперечного сечения в периферическом направлении, т.е. направлении качения. Использование этого выпуклого рельефа создает теперь дополнительный параметр влияния на силы взаимодействия между поверхностью земли и шипами противоскольжения.

Далее, в одном из вариантов осуществления пересекающиеся канавки или выточки ориентированы диагонально относительно периферического направления шины. В этом случае канавки выпуклого рельефа образуют - по типу диагонально ориентированных квадратных шипов - шипы противоскольжения, исключительно хорошо врезающиеся в поверхность земли. Обследование отдельных шипов в этом случае показывает, что пересекающиеся канавки или выточки ориентированы диагонально относительно формы тела шипа.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения пересекающиеся канавки или выточки ориентированы параллельно периферическому направлению шины. Как и диагонально ориентированные, шипы работают хорошо и, при определенных условиях, иначе, чем установленные диагонально. Далее, обследование отдельных шипов показывает, что пересекающиеся канавки или выточки ориентированы параллельно форме тела шипа.

Краткий перечень чертежей

Ниже настоящее изобретение описывается более подробно со ссылкой на варианты осуществления, сопровождаемые фигурами, на которых представлены:

на Фиг.1 показаны различные выпуклые рельефы твердосплавного штифта шипов противоскольжения при взгляде в осевом направлении;

на Фиг.2 показан на виде сбоку шип в одном из вариантов осуществления.

Осуществление изобретения

На Фиг.1 показаны различные варианты осуществления изобретения, в которых головка твердосплавного штифта 5, предназначенная для контакта с поверхностью земли, включает выпуклый рельеф, причем головка твердосплавного штифта 5 включает в осевом направлении А твердосплавного штифта 5 частичные поверхности 51, действующие на различных глубинах от поверхности земли. По меньшей мере, одна из этих частичных поверхностей 51 выполнена в виде выемки, так что в выпуклом рельефе сформированы, по меньшей мере, два выступа 52. На Фиг.1 вышеупомянутые элементы для ясности обозначены номерами позиций только для левого крайнего варианта верхнего ряда, так как соответствующие элементы легко опознать в других вариантах осуществления и без номеров позиций.

Как можно видеть из Фиг.1, выпуклый рельеф твердосплавного штифта может быть образован одной или несколькими канавками или выточками. Далее, поперечное сечение твердосплавного штифта может быть круглым, овальным, квадратным, прямоугольным, ромбовидным, может иметь форму параллелограмма, пятиугольника, шестиугольника, семиугольника, восьмиугольника, звезды, - соответствующую вышеупомянутым или иным формам. Канавки и выточки в некоторых вариантах осуществления перекрещиваются друг с другом, образуя из выпуклого рельефа пересеченный рельеф. Далее, пересекающиеся канавки или выточки могут быть ориентированы диагонально относительно периферического направления шины. В другом, альтернативном варианте пересекающиеся канавки или выточки ориентированы параллельно периферическому направлению шины. Используя это, можно, при необходимости, усиливать характеристики шины, влияющие на сцепление с дорогой при ускорении/торможении или влияющие на поперечное сцепление с дорогой в зависимости, например, от других характерных особенностей шины.

На Фиг.2 показан на виде сбоку (с периферического или с осевого направления шины) шип противоскольжения, который может быть вмонтирован в автомобильную шину как средство от скольжения, и этот шип включает тело шипа 4 и твердосплавной штифт 5, закрепленный в теле шипа 4. Головка твердосплавного штифта 5, предназначенная для контакта с поверхностью земли, включает выпуклый рельеф. Головка твердосплавного штифта 5 включает в осевом направлении А твердосплавного штифта 5 частичные поверхности 51, действующие на различных глубинах от поверхности земли, и, по меньшей мере, одна из этих частичных поверхностей 51 выполнена в виде выемки, так что в выпуклом рельефе сформированы, по меньшей мере, два выступа 52. Выпуклый рельеф твердосплавного штифта имеет в осевом направлении глубину h не более 50% наименьшего диаметра поперечного сечения твердосплавного штифта. Таким образом, в этом варианте осуществления размер h определяет перепад высот выпуклого рельефа в этом месте: от дна канавки до высшей точки выступа или острия.

Настоящее изобретение и различные варианты его осуществления не ограничены вышеприведенными примерами вариантов осуществления. Отдельные представленные особенности могут входить в устройство согласно настоящему изобретению независимо от других отдельных представленных особенностей. Признаки, содержащиеся в формуле изобретения и описывающие наличие характерных особенностей, являются открытыми в том смысле, что представление характерных особенностей не исключает использования таких признаков, которые не представлены в независимых или зависимых пунктах формулы.

Шип включает тело шипа и твердосплавной штифт, закрепленный в теле шипа. Головка твердосплавного штифта (5), предназначенная для контакта с поверхностью земли, имеет выпуклый рельеф и включает в осевом направлении (А) твердосплавного штифта (5) частичные поверхности (51), действующие на различных глубинах от поверхности земли. Из этих частичных поверхностей (51) по меньшей мере одна выполнена в виде выемки так, что в выпуклом рельефе сформированы, по меньшей мере, два выступа (52). Технический результат - улучшение сцепления шины с дорогой. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Автомобильная шина, имеющая изнашивающуюся поверхность для контакта с поверхностью земли при качении, в которой сформирован рисунок изнашивающейся поверхности, включающий кольцевые и поперечные канавки для удаления воды из зоны контакта шины с поверхностью земли, а также шипы противоскольжения, вмонтированные в изнашивающуюся поверхность, содержащие тело (4) шипа и твердосплавной штифт (5), вмонтированный в тело шипа, отличающаяся тем, что головка твердосплавного штифта (5), предназначенная для контакта с поверхностью земли, имеет выпуклый рельеф, причем указанная головка имеет в осевом направлении (А) твердосплавного штифта (5) частичные поверхности (51), действующие на различных глубинах от поверхности земли, из которых по меньшей мере одна выполнена в виде выемки, так что в выпуклом рельефе сформированы, по меньшей мере, два выступа (52).

2. Шина по п.1, отличающаяся тем, что выпуклый рельеф твердосплавного штифта имеет в осевом направлении глубину (h) не более 50% наименьшего диаметра поперечного сечения твердосплавного штифта.

3. Шина по п.1, отличающаяся тем, что выпуклый рельеф твердосплавного штифта сформирован с помощью одной или более канавок или выточек.

4. Шина по п.1, отличающаяся тем, что поперечное сечение твердосплавного штифта является круглым, овальным, квадратным, прямоугольным, ромбовидным, имеет форму параллелограмма, пятиугольника, шестиугольника, семиугольника, восьмиугольника, звезды, соответствующую вышеупомянутым или иным формам.

5. Шина по п.3, отличающаяся тем, что канавки или выточки пересекаются друг с другом, образуя из выпуклого рельефа пересеченный рельеф.

6. Шина по п.5, отличающаяся тем, что пересекающиеся канавки или выточки ориентированы диагонально относительно периферического направления шины.

7. Шина по п.5, отличающаяся тем, что пересекающиеся канавки или выточки ориентированы параллельно периферическому направлению шины.

8. Шип противоскольжения, выполненный с возможностью установки в автомобильную шину в качестве средства противоскольжения, содержащий тело шипа и твердосплавной штифт, закрепленный в теле шипа, отличающийся тем, что головка твердосплавного штифта (5), предназначенная для контакта с поверхностью земли, имеет выпуклый рельеф и включает в осевом направлении (А) твердосплавного штифта (5) частичные поверхности (51), действующие на различных глубинах от поверхности земли, из которых по меньшей мере одна выполнена в виде выемки, так что в выпуклом рельефе сформированы, по меньшей мере, два выступа (52).

9. Шип по п.8, отличающийся тем, что выпуклый рельеф твердосплавного штифта (5) имеет в осевом направлении глубину (h) не более 50% наименьшего диаметра поперечного сечения твердосплавного штифта (5).

10. Шип по п.8, отличающийся тем, что выпуклый рельеф твердосплавного штифта (5) сформирован с помощью одной или более канавок или выточек.

11. Шип по п.8, отличающийся тем, что поперечное сечение твердосплавного штифта (5) является круглым, овальным, квадратным, прямоугольным, ромбовидным, имеет форму параллелограмма, пятиугольника, шестиугольника, семиугольника, восьмиугольника, звезды, соответствующую вышеупомянутым или иным формам.

12. Шип по п.10, отличающийся тем, что канавки или выточки пересекаются друг с другом, образуя из выпуклого рельефа пересеченный рельеф.

13. Шип по п.12, отличающийся тем, что пересекающиеся канавки или выточки ориентированы диагонально относительно тела шипа.

14. Шип по п.12, отличающийся тем, что пересекающиеся канавки или выточки ориентированы параллельно телу шипа.