ШИНА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2019 года по МПК B60C11/16 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к шине транспортного средства, содержащей протектор, предназначенный для контакта с основанием при качении, причем упомянутый протектор сформирован с рисунком протектора, содержащим кольцевые и поперечные канавки для удаления воды из пятна контакта шины с основанием, а также содержит шипы противоскольжения, вмонтированные в протектор и включающие корпус шипа и твердосплавной штифт, закрепленный в корпусе шипа.

Настоящее изобретение относится также к шипу противоскольжения, который может быть вмонтирован в шину транспортного средства для предотвращения скольжения, и такой шип противоскольжения включает корпус шипа и твердосплавной штифт, закрепленный в корпусе шипа.

Уровень техники

В области производства шин для транспортных средств известна оснастка зимних шин, в особенности разработанных для покрытых снегом и льдом оснований, препятствующими скольжению металлическими шипами для улучшения сцепления с дорогой. Функция таких шипов - вгрызаться в лед и устанавливать таким образом механическую связь между основанием и шиной на то краткое время, пока шип контактирует с основанием при прокате шины по рассматриваемому месту основания. Шип обычно содержит корпус шипа, изготовленный из легкого металла или аналогичного материала, и штифт, изготовленный из твердого сплава, причем фактически только этот твердосплавной штифт предназначен для контакта с основанием.

Форма шипа противоскольжения оказывает большое влияние на поведение шипа на покрытой снегом или оледенелой поверхности. В плане врезания в лед определенные формы поперечного сечения шипа более эффективны, чем другие, и ориентация шипа также значительно влияет на конечный результат. Шипованные шины транспортного средства, предназначенные для движения по дорогам, должны соответствовать очень строгим нормам, устанавливающим типы шипов и системы ошиповки, допущенные для использования в шинах. В рамках этих нормативно определенных ограничений, изготовители шин стремятся к разработке решений, обеспечивающих максимально возможное сцепление с дорогой и минимально возможный износ дорожного полотна.

Раскрытие изобретения

Задача настоящего изобретения заключается в дальнейшем усовершенствовании шипованных шин и их характеристик сцепления с дорогой. Одна из целей настоящего изобретения заключается в предложении нового типа шипа противоскольжения, особенностью которого является форма твердосплавного штифта, отличающаяся от известных. Цель состоит в том, чтобы, при снижении действующей на шип силы, достичь даже более эффективного, чем раньше, врезания в лед и снег. Другая задача заключается в снижении износа дорог без покрытия благодаря соответствующей конструкции шипа противоскольжения.

Отличительная особенность шины транспортного средства согласно настоящему изобретению состоит в том, что конец твердосплавного штифта, предназначенный для контакта с основанием, выполнен в форме скошенной поверхности, благодаря чему конец твердосплавного штифта имеет скошенную поверхность, воздействующую на основание на различную глубину в осевом направлении твердосплавного штифта, причем упомянутая скошенная поверхность так сориентирована относительно направления вращения шины, что при свободном качении шины вперед передняя кромка твердосплавного штифта, которая первой приходит в контакт с основанием, ниже, чем задняя кромка. В данном контексте «ниже» означает, что передняя кромка твердосплавного штифта ближе к поверхности шины, чем задняя кромка, поэтому в результате качения, твердосплавной штифт ударяет в основание своей скошенной поверхностью на одном с ним уровне.

Соответственно, отличительная особенность шипа противоскольжения согласно настоящему изобретению состоит в том, что конец твердосплавного штифта, предназначенный для контакта с основанием, содержит скошенную поверхность, благодаря чему конец твердосплавного штифта, снабженный скошенной поверхностью, воздействует на основание на различную глубину в осевом направлении твердосплавного штифта, причем упомянутая скошенная поверхность может быть установлена в такой ориентации относительно шины, что передняя кромка твердосплавного штифта, которая первой ударяется о основание, будет ниже, чем задняя кромка.

Вышеописанным образом можно решить задачи настоящего изобретения. Скошенная поверхность контактирует с основанием "более мягко", в то же время обеспечивая прекрасное сцепление с дорогой в процессе качения.

С шипом противоскольжения согласно настоящему изобретению можно также добиться различий в характеристике баланса сцепления шины с дорогой при торможении/сцепления шины с дорогой при разгоне. Когда транспортное средство тормозит, более высокая задняя кромка шипа противоскольжения действует как "плуг", который стремится особенно жестко врезаться в поверхность. Тем самым достигается также некоторое улучшение свойств шины в плане сцепления шины с дорогой при торможении, тогда как сцепление шины с дорогой при разгоне остается относительно несколько более слабым. В одном из вариантов осуществления только некоторые шипы противоскольжения шины имеют раскрытую в настоящем документе конструкцию и сориентированы относительно направления вращения шины описанным образом. В этом случае прочие шипы противоскольжения шины могут быть, например, другой конструкции. Такое разделение на шипы противоскольжения согласно настоящему изобретению и шипы какой-то другой конструкции может быть проведено, например, по зонам в поперечном направлении шины или по соответствующим блокам протектора. К примеру, если желательно улучшить тормозные характеристики, шипы противоскольжения, расположенные вблизи внешней плечевой зоны шины, могут быть установлены как раскрыто в настоящем документе, а шипы противоскольжения, расположенные в других местах в поперечном направлении, могут быть установлены иначе или быть другой конструкции. В другом варианте осуществления все шипы противоскольжения шины установлены так, как раскрыто в настоящем документе.

Отличительная особенность шины транспортного средства и шипа противоскольжения в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения состоит в том, что твердосплавной штифт имеет скос с глубиной в осевом направлении 0,1-0,4 мм. Следующая отличительная особенность шины транспортного средства и шипа противоскольжения в еще одном варианте осуществления состоит в том, что твердосплавной штифт имеет поперечное сечение, представляющее собой круг, овал, квадрат, прямоугольник, ромб, параллелограмм, пятиугольник, шестиугольник, семиугольник, восьмиугольник, звезду, согласно вышеуказанному, или подобную фигуру.

Краткое описание чертежей

Ниже настоящее изобретение и варианты его осуществления описываются более подробно со ссылкой на сопроводительные фигуры, на которых представлены:

- на ФИГ. 1 показан случай с шиной транспортного средства и шипом противоскольжения уровня техники в процессе качения,

- на ФИГ. 2 показан случай с шиной транспортного средства и шипом противоскольжения согласно одному варианту осуществления изобретения в процессе качения,

- на ФИГ. 3 показан шип противоскольжения согласно одному варианту осуществления изобретения.

Осуществление изобретения

На ФИГ. 1 показан случай с шиной 1 транспортного средства, катящейся по основанию Р. Движение шины 1 в процессе качения представляет собой комбинацию вращения DR (вокруг оси вращения шины) и поступательного перемещения Т (продвижения по основанию Р), причем шина 1 транспортного средства (точнее, часть шины) показана на ФИГ. 1 катящейся в направлении поступательного перемещения по стрелке Т. В данном контексте термин «свободное качение» относится к случаю, когда транспортное средство не тормозится и не разгоняется, т.е. когда нет попыток добиться различий скорости между поверхностью шины и основанием с целью изменить скорость упомянутого транспортного средства. Иными словами, на ФИГ. 1 показана шина 1 транспортного средства, которая содержит протектор, предназначенный для контакта с основанием Р при качении (причем упомянутый протектор сформирован с рисунком протектора, содержащим кольцевые и поперечные канавки для удаления воды из пятна контакта шины с основанием, - не показано на фигуре), а также содержит шипы 3 противоскольжения, вмонтированные в протектор и включающие корпус 4 шипа и твердосплавной штифт 5, закрепленный в корпусе шипа. В нижней части фигуры показана с увеличением обведенная в кружок деталь, на которой видно столкновение шипа 3 противоскольжения уровня техники с основанием Р. На этом увеличенном изображении можно видеть, что шип 3 противоскольжения в процессе качения ударяет по основанию Р передней кромкой 511 своего твердосплавного штифта 5. Следовательно, передняя кромка 511 образует вершину, которая сталкивается с основанием Р. В принципе, такая схема "вначале - углом" создает хорошее сцепление между шиной и основанием, но этот же эффект может также вызывать износ поверхности.

На ФИГ. 2 показана увеличенное изображение, аналогичное ФИГ. 1, но шип противоскольжения теперь заменен на шип 3 противоскольжения согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. Здесь конец твердосплавного штифта 5, предназначенный для контакта с основанием, выполнен в форме скошенной поверхности 51, благодаря чему конец твердосплавного штифта 5, снабженный скошенной поверхностью 51, воздействует на основание на различную глубину в осевом направлении А твердосплавного штифта 5, причем упомянутая скошенная поверхность 51 так сориентирована относительно направления DR вращения шины, что при свободном качении шины вперед передняя кромка 511 твердосплавного штифта 5, которая первой приходит в столкновение с основанием, ниже, чем задняя кромка 512. Следовательно, осевое направление твердосплавного штифта 5 и радиальное направление шины транспортного средства более или менее совпадают.

Из ФИГ. 2 также видно, что конец твердосплавного штифта, предназначенный для контакта с основанием в процессе качения, выполнен в форме скошенной поверхности 51, и что при ударе твердосплавного штифта 5 по основанию Р упомянутая скошенная поверхность 51 более или менее параллельна основанию Р. Таким образом, скошенная поверхность 51 почти не изнашивает непокрытую поверхность дороги, но на обледенелой или покрытой снегом поверхности проникающая сила шипа 3 противоскольжения тем не менее вызывает разрушение льда и мгновенный зацеп твердосплавного штифта 5 за выемку, образованную во льду, поэтому шип противоскольжения создает силу трения между шиной 1 и основанием Р.

Можно также заметить из ФИГ. 2, что, когда в ходе торможения скорость вращения шины снижается относительно скорости основания (окружная скорость шины меньше скорости поступательного перемещения поверхности земли), вследствие чего возникает некоторая разница скоростей между поверхностью шины и основанием, именно задняя кромка 512 твердосплавного штифта становится той кромкой, которая первой контактирует и сцепляется с основанием. Следовательно, фактически задняя кромка 512 становится острой вершиной, которая движется более медленно в сравнении с основанием и которая особенно хорошо вгрызается в основание Р.

На ФИГ. 3 на виде сбоку шины транспортного средства показан один вариант осуществления раскрытого в настоящем документе шипа 3 противоскольжения, который может быть установлен в шину транспортного средства в качестве препятствующего скольжению элемента, причем упомянутый шип противоскольжения включает корпус 4 шипа и твердосплавной штифт 5, закрепленный в корпусе шипа, при этом конец твердосплавного штифта 5, предназначенный для контакта с основанием, содержит скошенную поверхность 51, благодаря чему конец твердосплавного штифта 5, обеспеченный скошенной поверхностью 51, воздействует на основание на различную глубину в осевом направлении А твердосплавного штифта 5, причем упомянутая скошенная поверхность 51 может быть установлена относительно шины в такой ориентации, что передняя кромка 511 твердосплавного штифта 5, которая первой приходит в столкновение с основанием, ниже, чем задняя кромка 512. Глубина h скоса твердосплавного штифта в осевом направлении составляет 0,1-0,4 мм. Таким образом, плоскость скоса составляет угол α с плоскостью, перпендикулярной осевому направлению А. Из уровня техники известно, что, в целях улучшения желательных свойств, для твердосплавного штифта может быть выбрана специальная форма поперечного сечения. Следовательно, твердосплавной штифт может иметь в поперечном сечении круг, овал, квадрат, прямоугольник, ромб, параллелограмм, пятиугольник, шестиугольник, семиугольник, восьмиугольник, звезду, согласно вышеуказанному, или подобную фигуру (не показано на фигурах).

Настоящее изобретение и различные варианты его осуществления не ограничены приведенными выше примерами реализации. Представленные отдельные особенности могут входить в решение согласно настоящему изобретению независимо от других представленных отдельных особенностей. Терминологические выражения, включенные в формулу изобретения и описывающие имеющиеся отличительные особенности, имеют открытый характер в том смысле, что представление отличительных особенностей не исключает наличия в решении таких отличительных особенностей, которые не представлены в независимых или зависимых пунктах формулы.

Изобретение относится к зимней шине. Шина (1) транспортного средства содержит протектор, предназначенный для контакта с основанием (Р) при качении, причем упомянутый протектор сформирован с рисунком протектора, содержащим кольцевые и поперечные канавки для удаления воды из пятна контакта шины с основанием, а также содержит шипы (3) противоскольжения, вмонтированные в протектор и включающие корпус (4) шипа и твердосплавной штифт (5), закрепленный в корпусе шипа. Конец твердосплавного штифта (5), предназначенный для контакта с основанием, выполнен в форме скошенной поверхности (51), благодаря чему твердосплавный штифт (5) имеет конец, снабженный скошенной поверхностью (51) и воздействующий на основание на различную глубину в осевом направлении (А) твердосплавного штифта (5), причем упомянутая скошенная поверхность (51) так сориентирована относительно направления (DR) вращения шины, что при свободном качении шины (1) вперед передняя кромка (511) твердосплавного штифта (5), которая первой приходит в столкновение с основанием, ниже, чем задняя кромка (512). Технический результат – улучшение сцепления шины с зимней дорогой при минимальном воздействии на дорожное полотно. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Шина (1) транспортного средства, содержащая протектор, предназначенный для контакта с основанием (Р) при качении, причем упомянутый протектор сформирован с рисунком протектора, содержащим кольцевые и поперечные канавки для удаления воды из пятна контакта шины с основанием, а также содержит шипы (3) противоскольжения, вмонтированные в протектор и включающие корпус (4) шипа и твердосплавной штифт (5), закрепленный в корпусе шипа, при этом конец твердосплавного штифта (5), предназначенный для контакта с основанием, выполнен в форме скошенной поверхности (51), благодаря чему твердосплавный штифт (5) имеет конец, снабженный скошенной поверхностью (51) и воздействующий на основание на различную глубину в осевом направлении (А) твердосплавного штифта (5), причем упомянутая скошенная поверхность (51) так сориентирована относительно направления (DR) вращения шины, что при свободном качении шины (1) вперед передняя кромка (511) твердосплавного штифта (5), которая первой приходит в столкновение с основанием, ниже, чем задняя кромка (512), отличающаяся тем, что дополнительно содержит шипы противоскольжения без скошенной поверхности на конце, предназначенном для контакта с основанием.

2. Шина транспортного средства по п. 1, отличающаяся тем, что глубина (h) скоса твердосплавного штифта (5) в осевом направлении составляет 0,1-0,4 мм.

3. Шина транспортного средства по п. 1, отличающаяся тем, что твердосплавной штифт (5) имеет поперечное сечение, представляющее собой круг, овал, квадрат, прямоугольник, ромб, параллелограмм, пятиугольник, шестиугольник, семиугольник, восьмиугольник, звезду, согласно вышеуказанному, или аналогичную фигуру.