ШИП ПРОТИВОСКОЛЬЖЕНИЯ И ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА С ШИПАМИ ПРОТИВОСКОЛЬЖЕНИЯ Российский патент 2016 года по МПК B60C11/16 

Изобретение относится к шипу противоскольжения, который устанавливается в отверстии для шипа противоскольжения в беговой дорожке протектора пневматической шины транспортного средства и содержит удерживаемый в отверстии для шипа противоскольжения корпус шипа противоскольжения с верхним фланцем, нижним фланцем и средней частью, соединяющей верхний фланец с нижним фланцем, а также выступающий над отверстием для шипа противоскольжения или над поверхностью беговой дорожкой протектора штырек шипа противоскольжения. Кроме того, изобретение относится к пневматической шине транспортного средства с шипами противоскольжения.

Шипы противоскольжения, как правило, с помощью комбинации из геометрического замыкания и зажатия удерживаются в отверстиях для шипов противоскольжения беговой дорожки протектора пневматической шины транспортного средства и содержат корпус шипа противоскольжения, в частности, из алюминия, стали или пластмассы, в котором удерживается выступающий над беговой дорожкой протектора штырек шипа противоскольжения, выполненный, в частности, из твердого сплава. Выполненные вращательно-симметричными шипы противоскольжения имеют, как правило, по существу цилиндрический верхний фланец, дискообразный нижний фланец, а также цилиндрическую среднюю часть. В шипах противоскольжения, которые в горизонтальной проекции имеют выполненный продолговатым корпус шипа противоскольжения, средняя часть и верхний фланец по протяженности по высоте имеют по существу неизменную ширину и длину. Переходные участки от средней части до нижнего фланца и от средней части до верхнего фланца выполнены короткими и закруглены очень малыми радиусами. Прежде всего, средняя часть корпуса шипов противоскольжения известных шипов противоскольжения образует зону незначительного давления прижима под действием охватывающей резиновой матрицы. В переходных зонах к обоим фланцам устанавливается большой градиент давления относительно окружающей резиновой матрицы. Эти соотношения давлений за счет резиновой матрицы оказывают отрицательное влияние на шипы противоскольжения, которые должны закрепляться с помощью системы сцепления в беговой дорожке протектора. В таком типе закрепления шипов противоскольжения они перед их размещением в отверстиях для шипов противоскольжения покрываются системой сцепления к резине, под давлением резинового материала помещаются в отверстия для шипов противоскольжения и в заключение систему сцепления активируют под воздействием тепла при размещенных шипах противоскольжения в отверстиях для шипов противоскольжения. При этом создается химическое соединение шипов противоскольжения с резиновым материалом беговой дорожки протектора. Упомянутые выше переходные зоны с большими градиентами давления и образованная в средней части зона с меньшим давлением резиновой матрицы в обычно выполненных шипах противоскольжения приводят к тому, что возможно обеспечить только очень плохое соединение системы сцепления с резиновой матрицей в этой области.

Следовательно, в основу изобретения положена задача выполнить геометрию шипа противоскольжения таким образом, чтобы нормальное усилие окружающей резиновой матрицы при вставленных шипах противоскольжения на поверхность шипа противоскольжения выравнивалась, чтобы обеспечить улучшение соединения путем сцепления покрытого системой сцепления шипа противоскольжения с резиновым материалом беговой дорожки протектора.

Поставленная задача решается с помощью настоящего изобретения тем, что средняя часть заужена и имеет наружный контур в виде сдвоенного конуса или подобно сдвоенному конусу.

За счет такого зауженного исполнения средней части она снабжена переходными участками к верхнему фланцу и нижнему фланцу, которые обеспечивают хорошее соединение и тем самым хорошее соединение путем сцепления шипов противоскольжения с резиновым материалом беговой дорожки протектора. В результате этого в беговой дорожке протектора увеличиваются удерживающие силы шипа противоскольжения и, таким образом, эффективно предотвращается утеря шипа противоскольжения в течение срока службы шины.

Среднюю часть корпуса шипа противоскольжения между верхним фланцем и нижним фланцем в рамках изобретения можно выполнить различным образом, чтобы обеспечить хорошее соединение шипов противоскольжения с резиновым материалом беговой дорожки протектора.

В одном из этих вариантов осуществления средняя часть над суженным участком имеет верхнюю часть, которая или конически увеличивается в направлении верхнего фланца до его диаметра, или снабжена наружной поверхностью, изогнутой по вогнутой линии. Изогнутая наружная поверхность выполнена предпочтительно таким образом, что верхняя часть средней части, по существу, проходит по дуге окружности, при вращательно-симметричном исполнении корпуса шипа противоскольжения, или по нескольким дугам окружности, при невращательно-симметричном исполнении корпуса шипа противоскольжения, при этом радиус дуги окружности или дуг окружности составляет от 2 мм до 5 мм, в частности от 2,7 мм до 3,5 мм. При вращательно-симметричном исполнении корпуса шипа противоскольжения или средней части этот радиус дуги окружности по всему периметру средней части одинаковый по величине, при невращательно-симметричном исполнении корпуса шипа противоскольжения или средней части этот радиус может, как упоминалось, изменяться по периметру средней части.

Также и выбор размеров средней части, в частности ее протяженность по высоте, имеет значение для хорошего соединения корпуса шипа противоскольжения с резиновым материалом беговой дорожки протектора. Высота верхней части средней части должна составлять от 15% до 48%, в частности, от 20% до 35% высоты корпуса шипа противоскольжения.

Под суженным участком средняя часть содержит нижнюю часть, наружный контур которой согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения закруглен по вогнутой линии. Закругленное исполнение нижней части является особенно предпочтительным, так как здесь необходимо выполнить оптимальный переход к сравнительно широкому нижнему фланцу.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения наружный контур нижней части средней части следует по дуге окружности, при вращательно-симметричном исполнении корпуса шипа или средней части или по нескольким дугам окружности, при невращательно-симметричном исполнении корпуса шипа или средней части, причем радиус дуги окружности или дуг окружности составляет от 0,8 мм до 1,9 мм, в частности, от 1 мм до 1,2 мм.

Заужение средней части имеет значение для выравнивания нормального усилия резиновой матрицы, которая охватывает корпус шипа противоскольжения. Однако заужение не должно быть слишком выраженным, в частности, предпочтительно, если диаметр или длина и ширина средней части на суженном участке будет составлять от 4 мм до 5,3 мм.

Особенно предпочтительно, если в корпусах шипов противоскольжения не с вращательно-симметричной геометрией между средней частью и верхним фланцем предусматривают переходной участок с вогнуто закругленным наружным контуром. Этот вогнуто закругленный наружный контур переходного участка согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения следует, по существу, по дуге окружности или по нескольким дугам окружности в зависимости от того, имеет ли корпус шипа противоскольжения вращательно-симметричную или невращательно-симметричную геометрию, причем радиус или радиусы составляют от 1 мм до 2,5 мм, в частности, от 1,2 мм до 2 мм.

Высоту переходного участка можно выдерживать небольшой, в частности, от 15% и 30% высоты верхнего фланца.

Кроме того, изобретение относится к пневматической шине транспортного средства с беговой дорожкой протектора, в которой закреплены шипы противоскольжения, выполненные согласно настоящему изобретению. Таким образом, пневматические шины транспортного средства согласно настоящему изобретению содержат шипы противоскольжения с особо высокими удерживающими усилиями, так что эффективным образом предотвращаются потери шипов противоскольжения в течение всего срока службы шины.

Другие признаки, преимущества и подробности изобретения далее более подробно описываются с помощью чертежа. При этом показаны:

фиг.1-4 - виды вращательно-симметричного шипа противоскольжения.

Фиг.1 - вид под наклоном,

фиг.2 - вид сверху,

фиг.3 - вид снизу и

фиг.4 - вид сбоку,

Фиг.5-8 - вариант осуществления выполненного невращательно-симметричным шипа противоскольжения.

Фиг.5 - вид под наклоном снизу,

фиг.6 - вид под наклоном сверху,

фиг.7 - вид узкой стороны и

фиг.8 - вид длинной стороны.

Выполненные согласно изобретению шипы противоскольжения предназначены для пневматических шин транспортных средств, которые допущены для дорожного движения, в частности для шин легковых автомобилей, и пригодны для дополнительной (последующей) запрессовки с нагревом в беговой дорожке протектора пневматической шины транспортного средства. Штырек шипа противоскольжения представляет собой ту часть шипа, которая выступает над поверхностью беговой дорожки протектора.

В описании и на фигурах «высоты» обозначают размеры в направлении монтирования шипов противоскольжения, «ширины» и «длины» представляют собой размеры поперек направления монтирования, «сверху» - это там, где расположен штырек шипа противоскольжения.

На фиг.1-4 показан вариант осуществления шипа противоскольжения, выполненного согласно настоящему изобретению, который имеет вращательно-симметричную геометрию. Шип противоскольжения содержит корпус 1 с верхним фланцем 2, средней частью 3 и нижним фланцем 4. В верхнем фланце 2 закреплен штырек 5 шипа противоскольжения. Верхний фланец 2 и нижний фланец 4 представляют собой, по существу, цилиндрические элементы. Средняя часть 3, соединяющая верхний фланец 2 с нижним фланцем 4, выполнена в виде сдвоенного конуса с суженным участком и снабжена при этом верхней частью 3a и нижней частью 3b, причем верхняя часть 3a и нижняя часть 3b встречаются в месте наименьшего диаметра D_T суженного участка 6. Суженный участок 6 проходит по производственно-технологическим соображениям на очень малой высоте, не показанной на чертеже. На фиг.4 H обозначает высоту корпуса 1 шипа противоскольжения, D_o - диаметр, а H_o - высоту верхнего фланца 2, D_F - диаметр и H_F - высоту нижнего фланца 4. Верхняя часть 3a средней части 3 проходит по направлению суженного участка 6 конически и имеет высоту h₁. Нижняя часть 3b проходит в направлении нижнего фланца 4 по вогнутой скругленной наружной поверхности, в частности, по дуге окружности с радиусом r₁. Радиус r₁ составляет от 0,8 мм до 1,9 мм, в частности от 1 мм до 1,2 мм. Типичные размеры корпуса 1 шипа противоскольжения согласно настоящему изобретению следующие:

высота Н корпуса шипа противоскольжения: от 8 мм до 12 мм;

высота H_o верхнего фланца 2: от 25% до 60%, в частности, от 30% до 45% высоты Н корпуса шипа противоскольжения;

диаметр D_o верхнего фланца 2: от 5,5 мм до 8 мм;

диаметр D_F нижнего фланца 4: от 6,5 мм до 10 мм, в частности, от 8 мм до 9 мм;

высота H_F нижнего фланца 4: от 1 мм до 2 мм;

высота h₁ верхней части 3a: от 15% до 48%, в частности, 20% до 35% высоты Н корпуса шипа противоскольжения;

диаметр D_T суженного участка: от 4 мм до 5,3 мм, в частности, от 4,5 мм до 5 мм.

Как показано, верхний фланец 2 и нижний фланец 4 могут содержать конечные участки, которые в результате круговой «фаски» имеют меньший диаметр.

На фиг.5-8 показан второй вариант осуществления изобретения. Как особенно видно на фиг.5 и на фиг.6, снабженный штырьком 5' корпус 1' шипа противоскольжения, который также содержит верхний фланец 2', среднюю часть 3' и нижний фланец 4', но выполнен с продольным закруглением и имеет высоту Н. Верхний фланец 2', средняя часть 3' и нижний фланец 4' имеют различные размеры по ширине и длине. Верхний фланец 2' имеет высоту Н_о, длину L_o и ширину В_о, нижний фланец 4' имеет высоту H_F, длину L_F и ширину B_F. Средняя часть 3' заужена, суженный участок 6' имеет ширину B_T и длину L_T и может при этом проходить в средней части 3' на определенной высоте до 1,5 мм. Средняя часть 3' состоит из верхней части 3'a, протяженность по высоте которой составляет h₁', и нижней части 3'b.

Типичные размеры корпуса 1' шипа противоскольжения следующие:

высота Н корпуса шипа противоскольжения: от 8 мм до 12 мм;

высота H_o верхнего фланца 2': от 25% до 60%, в частности, от 30% до 45% высоты Н корпуса шипа противоскольжения;

длина L_o верхнего фланца 2': от 5,5 мм до 8 мм, в частности, от 6,3 мм до 7,5 мм;

ширина В_о верхнего фланца 2': от 5,5 мм до 7,8 мм, в частности, от 6,2 мм до 6,7 мм;

длина L_F нижнего фланца 4': от 7,5 мм до 9 мм;

ширина B_F нижнего фланца 4': от 6 мм до 8 мм;

ширина B_T суженного участка 6': от 4 мм до 5,3 мм;

длина L_T суженного участка 6': от 4 мм до 5,3 мм;

высота H_F нижнего фланца 4': от 1 мм до 2 мм;

высота h₁' верхней части 3'a: от 15% до 48%, в частности, от 20% до 35% высоты Н корпуса шипа противоскольжения.

Вследствие продолговатого исполнения корпуса 1' шипа противоскольжения верхняя часть 3'a между суженным участком 6' и верхним фланцем 2' и переходная часть 2'a в верхнем фланце 2' выполнены закругленными. Закругление в переходном участке 2'a выпуклое, а закругление в верхней части 3'a вогнутое. Закругления представляют собой, в частности, дуги окружности, причем радиус r₂' в переходном участке составляет от 1 мм до 2,5 мм, в частности, от 1,2 мм и 2 мм. Радиус r₁' верхней части 3'a составляет от 2 мм до 5 мм, в частности, от 2,7 мм до 3,5 мм. Переходной участок 2'a с радиусом r₂' проходит на высоте h₂, которая составляет от 15% до 30%, в частности, примерно 25% высоты H_o верхнего фланца 2'. Нижняя часть 3'b средней части 3' между суженным участком 6' и нижним фланцем 4' также имеет вогнутое закругление, в частности, вдоль дуг окружностей с радиусом r₃', который составляет от 0,8 мм до 1,9 мм, в частности, от 0,95 мм до 1,2 мм.

Штырек 5' шипа противоскольжения может, как это показано, также иметь продолговатую форму, однако он может также быть вращательно-симметричным и соответственно в горизонтальной проекции круглым.

В непоказанном варианте осуществления изобретения корпус шипа противоскольжения, хотя не выполнен вращательно-симметричным, но снабжен «размерами по длине и ширине», которые, по существу, имеют одинаковый размер и приближаются к показателям, которые указаны для корпуса 2' шипа противоскольжения.

Шипы противоскольжения, которые изготовлены согласно настоящему изобретению, могут также независимо от того, выполнены ли они вращательно-симметричными или невращательно-симметричными, снабжаться закругленными средними - верхними частями и закругленными переходными участками к верхнему фланцу. В отношении радиусов и других размеров справедливо то же самое, что указано и выше.

Следовательно, геометрия или наружный контур средней части шипа противоскольжения согласно настоящему изобретению выполнены таким образом, что резиновая матрица установленного в беговой дорожке протектора шипа противоскольжения оказывает на поверхность шипа противоскольжения нормальное усилие, которая является значительно более равномерной по сравнению с известными шипами противоскольжения. Поэтому за счет геометрии или наружного контура согласно настоящему изобретению была оптимизирована оптимальная геометрия, которая имеет важное значение для хорошего сцепления шипов противоскольжения в резине. Как уже упоминалось выше, выполненные согласно настоящему изобретению шипы противоскольжения предусмотрены и пригодны прежде всего для того, чтобы удерживаться с помощью системы сцепления в резине беговой дорожки протектора. Для этого шипы противоскольжения до размещения в беговой дорожке протектора покрывают системой сцепления и при обжимке резинового материала устанавливают в отверстия для шипов противоскольжения. В заключение систему сцепления в случае позиционированных шипов противоскольжения в отверстиях для шипов противоскольжения с помощью подвода тепла подвергают активации и, таким образом, создают соединение путем сцепления шипа противоскольжения с резиновым материалом беговой дорожки протектора. Поэтому шипы противоскольжения как с химической, так и с физической точки зрения заделываются в беговой дорожке протектора и, таким образом, в состоянии выдерживать очень высокие внешние нагрузки.

Перечень позиций

1, 1' - корпус шипа противоскольжения;

2, 2' - верхний фланец;

2'a - переходной участок;

3, 3' - средняя часть;

3a, 3'a - верхняя часть;

3b, 3'b - нижняя часть;

4, 4' - нижний фланец;

5, 5' - штырек шипа противоскольжения;

6, 6' - суженный участок;

Н - высота корпуса шипа противоскольжения;

D_o - диаметр верхнего фланца;

D_F - диаметр нижнего фланца;

H_o - высота верхнего фланца;

H_F - высота нижнего фланца;

h₁ - высота нижней части;

h₂ - высота переходного участка 2'a;

r₁, r₁' - радиус;

r₂' - радиус;

r₃' - радиус;

L_o - длина верхнего фланца 2';

B_o - ширина верхнего фланца 2';

L_F - длина нижнего фланца 4';

B_F - ширина нижнего фланца 4';

B_T - ширина суженного участка 6';

L_T - длина суженного участка 6';

D_T - диаметр суженного участка.

Шип содержит удерживаемый в отверстии для шипа противоскольжения корпус (1, 1′) с верхним фланцем (2, 2′) и нижним фланцем (4, 4′) и соединяющей их средней частью (3, 3′); выполненной зауженной и имеющей наружный контур в виде сдвоенного конуса или подобно сдвоенному конусу. Также имеется выступающий над отверстием для шипа противоскольжения или над поверхностью беговой дорожки штырек (5, 5′. Средняя часть (3, 3′) содержит над своей суженной частью верхнюю часть (3a, 3′а), которая расширяется в направлении верхнего фланца (2, 2′), а под суженной частью содержит нижнюю часть (3b, 3′b), наружный контур которой выполнен вогнуто закругленным и которая расширяется в направлении нижнего фланца (4, 4′). Высота верхней части (3а, 3′a) средней части (3, 3′) составляет от 15 до 48% высоты (Н) корпуса (1, 1′) шипа противоскольжения. Наружный контур нижней части (3b, 3′b) средней части (3, 3′) следует по дуге окружности или нескольким дугам окружности, радиус (r₁′, r₃′) которой/которых составляет от 0,8 до 1,9 мм. Технический результат - повышение надежности установки шипа противоскольжения в протекторе шины. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Шип противоскольжения, устанавливаемый в отверстии для шипа противоскольжения в беговой дорожке пневматической шины транспортного средства и содержащий удерживаемый в отверстии для шипа противоскольжения корпус (1, 1′) шипа противоскольжения с верхним фланцем (2, 2′), нижним фланцем (4, 4′) и соединяющей верхний фланец (2, 2′) с нижним фланцем (4, 4′) средней частью (3, 3′), выполненной зауженной и имеющей наружный контур в виде сдвоенного конуса или подобно сдвоенному конусу, а также выступающий над отверстием для шипа противоскольжения или над поверхностью беговой дорожки штырек (5, 5′) шипа противоскольжения, причем средняя часть (3, 3′) содержит над своей суженной частью (6, 6′) верхнюю часть (3a, 3′а), которая расширяется в направлении верхнего фланца (2, 2′) до его диаметра, а под суженной частью (6, 6′) содержит нижнюю часть (3b, 3′b), наружный контур которой выполнен вогнуто закругленным и которая расширяется в направлении нижнего фланца (4, 4′), отличающийся тем, что высота (h₁, h₁′) верхней части (3а, 3′a) средней части (3, 3′) составляет от 15 до 48% высоты (Н) корпуса (1, 1′) шипа противоскольжения, а наружный контур нижней части (3b, 3′b) средней части (3, 3′) следует по дуге окружности или нескольким дугам окружности, радиус (r₁′, r₃′) которой/которых составляет от 0,8 до 1,9 мм.

2. Шип противоскольжения по п.1, отличающийся тем, что верхняя часть (3′a) снабжена вогнутой наружной поверхностью.

3. Шип противоскольжения по п.1, отличающийся тем, что наружный контур верхней части (3′a) средней части (3′) следует, по существу, по дуге окружности или нескольким дугам окружности, радиус (r₁′) которой/которых составляет от 2 до 5 мм, в частности, от 2,7 до 3,5 мм.

4. Шип противоскольжения по п.1, отличающийся тем, что высота (h₁, h₁′) верхней части (3a, 3′a) средней части (3, 3′) составляет от 20 до 35% высоты (Н) корпуса (1, 1′) шипа противоскольжения.

5. Шип противоскольжения по п.1, отличающийся тем, что наружный контур нижней части (3b, 3′b) средней части (3, 3′) следует по дуге окружности или нескольким дугам окружности, радиус (r₁′, r₃′) которой/которых составляет от 1 до 1,2 мм.

6. Шип противоскольжения по одному из пп.1-5, отличающийся тем, что диаметр (D_T) или длина (L_T) и ширина (B_T) средней части (3, 3′) в суженной части (6, 6′) составляет от 4 до 5,3 мм.

7. Шип противоскольжения по п.1, отличающийся тем, что на верхнем фланце (2′) выполнен переходной участок (2′a) к верхней части (3′a) средней части (3′), причем переходной участок (2′a) имеет наружный контур с выпуклым закруглением.

8. Шип противоскольжения по п.7, отличающийся тем, что наружный контур с выпуклым закруглением переходного участка (2′a) следует, по существу, по одной или нескольким дугам окружности, радиус (r₂′) которой/которых составляет от 1 до 2,5 мм, в частности от 1,2 до 2 мм.

9. Шип противоскольжения по п.7, отличающийся тем, что высота (h₂) переходного участка (2′a) составляет от 15 до 30% высоты (H_o) верхнего фланца (2′).

10. Пневматическая шина транспортного средства с беговой дорожкой, в которой закреплены шипы противоскольжения по одному из пп.1-9.