ШИНА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2019 года по МПК B60C11/16 B60C11/03 

Настоящее изобретение относится к направленной шине транспортного средства с профилем протектора и шипами, которые состоят из корпуса шипа и стержня шипа, при этом стержень шипа выполнен с окружающей захватной кромкой, которая образует захватную кромку, расположенную впереди в направлении вращения при движении вперед, и захватную кромку, расположенную сзади в направлении вращения, причем каждая из этих кромок проходит по всей сформированной в осевом направлении А шины ширине стержня шипа, при этом эффективная в окружном направлении U шины длина окружающей зацепляющей кромки больше, чем эффективная в осевом направлении A длина зацепляющей кромки, при этом зацепляющая кромка, расположенная впереди в направлении вращения при движении вперед, выполнена в направлении вращения с двумя остро сходящимися друг к другу частями зацепляющей кромки, при этом корпус шипа сформирован из фланца основания, центральной части и верхнего фланца, при этом верхний фланец и центральная часть выполнены в каждом случае с круглым, овальным или эллиптическим контуром сечения в плоскостях сечения, выполненных перпендикулярно направлению продольной протяженности шипа.

Известно, что шипованные шины должны быть выполнены с шипами, при этом шипы формируют с геометрической формой их стержня шипа, при которой длина протяжения в осевом направлении шины больше, чем в окружном направлении, чтобы иметь возможность таким образом реализовать хорошие характеристики сцепления со льдом для тяги и торможения. Здесь шип и стержень шипа обычно выполнены симметрично относительно направления тяги и торможения.

Однако испытания показали, что перемещения шипов во время маневра тяги отличаются от перемещений шипов во время маневра торможения. Поэтому желательно, чтобы в конфигурации конструкции шипа и для улучшения рабочих характеристик шипа также были лучше учтены различные процессы перемещения при разных нагрузках.

В ЕР 2 540 527 А1 раскрыты шины транспортного средства с вращательно-асимметричными шипами, в случае которых в стержне шипа зацепляющая кромка впереди в направлении тяги выполнена с остро сходящимися друг к другу частями и зацепляющая кромка впереди в направлении торможения выполнена с вогнутой частью. Таким образом, зацепляющее действие в направлениях тяги и торможения отличается благодаря отличиям зацепляющих кромок. Здесь шип, используемый из ЕР 2 540 527 А1, во всех частях по своему протяжению, то есть во фланце основания, а также в центральной части корпуса шипа и в верхнем фланце, и в кончике стержня шипа выполнен со сложной меняющейся треугольной конструкцией, при этом здесь отдельные части в каждом случае расположены со смещением относительно друг друга таким образом, что все их соответствующие центры тяжести также расположены со смещением относительно друг друга. Расстояние между осью общего центра тяжести всего шипа и той кромкой основания шипа, которая находится впереди в направлении вращения при движении вперед, в этом случае приспособлено так, чтобы быть намного больше расстояния между кромкой заднего протяжения основания шипа и осью общего центра тяжести. Сложная трехмерная структура предназначена здесь для обеспечения удерживания шипа во время маневров торможения и тяги. Сложная треугольная конструкция во всех частях шипа, таких как фланец основания, центральная часть, верхний фланец и наконечник шипа, требует больших затрат при производстве. Кроме того, сложная форма корпуса является очень неравномерной после установки шипа в окружающую резиновую матрицу шины, в результате чего в ней порождаются пики напряжения. Это может привести к уменьшению удерживающих сил из-за относительно тяжелых процессов ползучести в резине и к стимуляции образования трещин в резине и, в долгосрочной перспективе, к потере шипа. В результате ухудшаются стабильность шипа в профиле и его функциональная надежность. Ситуация с неравномерным напряжением в резиновой матрице также является невыгодной, если в конкретных случаях предполагается, что шип будет вулканизирован в резиновой матрице посредством усилителя адгезии.

Таким образом, в основу изобретения положена задача сделать возможной реализацию таких шин транспортного средства с шипами, в случае которых более надежно и более просто при простой технологичности позволяются разные условия при торможении и тяге.

Задача согласно изобретению достигается посредством выполнения направленной шины транспортного средств с профилем протектора и шипами, которые состоят из корпуса шипа и стержня шипа, при этом стержень шипа выполнен с окружающей зацепляющей кромкой, которая образует расположенную впереди в направлении вращения при движении вперед зацепляющую кромку и расположенную сзади в направлении вращения зацепляющую кромку, причем каждая из этих зацепляющих кромок проходит по всей сформированной в осевом направлении A шины ширине стержня шипа, при этом эффективная в окружном направлении U шины длина окружающей зацепляющей кромки больше, чем эффективная в осевом направлении A длина зацепляющей кромки, причем расположенная впереди в направлении вращения при движении вперед зацепляющая кромка выполнена в направлении вращения с двумя остро сходящимися друг к другу частями зацепляющей кромки, при этом корпус шипа образован из фланца основания, центральной части и верхнего фланца, причем верхний фланец и центральная часть выполнены в каждом случае с круглым, овальным или эллиптическим контуром сечения в образованных перпендикулярно направлению продольной протяженности шипа плоскостях сечения, по пункту 1 формулы изобретения, при этом центр тяжести стержня шипа, центр тяжести верхнего фланца, центр тяжести центральной части и центр тяжести фланца основания расположены на общей прямой линии, и при этом в выполненных перпендикулярно направлению продольного протяжения шипа плоскостях сечения фланец основания выполнен с контуром сечения, в котором точка контура сечения, которая в направлении вращения наиболее удалена от общей прямой линии и расположена спереди от прямой линии, расположена на измеренном в направлении вращения расстоянии «a» от прямой линии, и в котором точка контура сечения, которая наиболее удалена в направлении вращения от общей прямой линии и расположена позади прямой линии, расположена на измеренном в направлении вращения расстоянии «b» от прямой линии, где a ≠ b.

Посредством этого выполнения становится возможным то, что в тех частях шипа, которые особенно важны непосредственно для тяги и торможения, важные для тяги и торможения отличия также учитываются при общей оси центров тяжести различных частей шипа. Таким образом, зацепляющая кромка стержня шипа в направлении тяги и торможения при движении вперед выполнена с возможностью оптимизации в каждом случае для разных требований для торможения и тяги, так что передняя кромка, важная для тяги, может легко проникать в лед и дробить его. Корпус шипа с фланцем основания посредством выполнения с расстояниями b и a различной величины, обеспечивает возможность различной жесткости вхождения шипа для тяги и торможения. Поскольку условия для тяги и торможения различны, посредством разной жесткости вхождения можно оптимизировать как тягу, так и торможение в соответствии с отдельными требованиями к желаемому использованию шины. Здесь выбор отношения длин a и b дает возможность целенаправленно реализовать большую жесткость вхождения шипа при учете проскальзывания, ожидаемого во время запланированного применения шины для тяги или торможения. Здесь конструкция центральной части и верхнего фланца с простой геометрической структурой и общей осью центров тяжести различных частей шипа обеспечивает надежное и простое производство шипа без сложных поднутрений, а также вставку шипа в шину, а также надежную вулканизацию в окружающей резиновой матрице. Таким образом можно улучшить стабильность и функциональность.

Выполнение шины транспортного средства по пункту 2 формулы изобретения является особенно выгодным, при этом a > b. Таким образом, шип получает возможность демонстрировать вхождение шипа с повышенной гибкостью во время пусковых и тяговых перемещений с высоким скольжением. Таким образом, пики напряжения между передней в направлении вращения боковой поверхностью наконечника шипа и поверхностью льда уменьшаются. Таким образом, шип должным образом проникает в лед. После проникновения, без дальнейшего разрушения льда, тогда возможна более быстрая и надежная передача тяговых усилий посредством зацепления передней боковой поверхностью наконечника шипа со льдом. Таким образом улучшается тяга. Это имеет в особенности преимущественный эффект, особенно в случае применения с электронным регулированием против буксования. В случае электронных систем регулирования против буксования разницы скоростей вращения колес используют для расчета состояний скольжения. В частности, во время пусковых или тяговых операций определенные скорости вращения колес являются довольно неточными из-за низкой скорости транспортного средства, и, следовательно, оценка состояний скольжения также в некоторой степени является неточной. Кроме того, цепь регулирования, связанная с крутящим моментом двигателя, является медленной и в некоторой степени инертной. Это приводит к тому, что степени относительного скольжения являются в особенности высокими, в частности в начале процесса запуска. Таким образом, особенно в случае использования электронного регулирования привода, вариант осуществления с его более быстрой и надежной передачей тяговых усилий является в особенности преимущественным. Здесь вариант осуществления также допускает особое повышение сил торможения, передаваемых через шип, поскольку благодаря более длинному размеру «a» реализуется большое плечо рычага, и, следовательно, могут передаваться большие моменты опрокидывания. Это имеет в особенности преимущественный эффект, особенно в случае применения с электронным регулированием против буксования. В случае управляемых и регулируемых с помощью электроники маневров торможения определенные реальные скорости вращения являются относительно точными в первом цикле применения тормоза с высоким скольжением и, благодаря быстрой реакционной способности тормозной системы, дают возможность эффективно свести к минимуму возникающие состояния скольжения. Следовательно, относительно жесткое вхождение шипа согласно варианту осуществления при этой нагрузке является в особенности преимущественным. Таким образом, вариант осуществления является крайне эффективным особенно в сочетании с электронным регулированием против буксования.

Выполнение шины транспортного средства по пункту 3 формулы изобретения является в особенности преимущественным, при этом a < b. Таким образом, характеристики тяги и торможения на льду могут быть улучшены при применении без электронного регулирования против буксования и без антиблокировочной системы. В случае такого применения скольжение является относительно низким во время тяги и высоким во время нерегулируемого торможения, производимого исключительно водителем транспортного средства. Вариант осуществления с относительно большим расстоянием b дает возможность достичь вхождения шипа с повышенной гибкостью при торможении с высоким скольжением. Таким образом, тормозные силы могут быть переданы более эффективно. Кроме того, опрокидывающим действиям во время тяги можно оказать надежное противодействие, и шип может оптимально входить с зацепление со льдом с помощью наконечников на передней зацепляющей кромке наконечника шипа. Этот вариант осуществления является в особенности преимущественным, особенно в случае применения на транспортных средствах без электронного регулирования против буксования. При вождении без электронного регулирования против буксования водитель стремится с самого начала исключить условия сильного скольжения и состояния опасного вождения во время запуска путем осторожного применения педали газа и медленного «скользящего задействования» сцепления. В ситуациях аварийной остановки водитель прикладывает максимальную силу к педали тормоза. Здесь, если предел фрикционного сцепления превышен, происходит блокировка колес и сильное скольжение. Таким образом, вариант осуществления обеспечивает оптимизацию, позволяющую большие перемещения скольжения во время торможения при вождении без электронного регулирования против буксования и небольшие перемещения скольжения во время тяги при запуске.

Выполнение шины транспортного средства по пункту 4 формулы изобретения является в особенности преимущественным, при этом зацепляющая кромка стержня шипа, которая расположена сзади в направлении вращения, выполнена с одной или несколькими – в частности, вогнуто или выпукло – изогнутыми или прямолинейно проходящими частями. Это выполнение позволяет простым образом обеспечить большую эффективную общую длину расположенной сзади зацепляющей кромки при высокой стабильности. Расположенная сзади зацепляющая кромка играет особую роль в передаче тормозных усилий. Особенно большие тормозные усилия могут быть переданы в случае незначительного скольжения (проскальзывания) шины. Поэтому желательно, чтобы расположенные сзади зацепляющие кромки были выполнены с большой общей длиной с целью обеспечения наибольшей возможной опоры при зацеплении с поверхностью льда. Выполнение с изогнутыми частями (участками) зацепляющей кромки здесь дает возможность, несмотря на особенно большую эффективную общую длину, избежать в чувствительной области расположенной сзади зацепляющей кромки остро сходящихся переходов кромки и возможных склонностей к отрыву. Таким образом, впрочем, можно изготовить стержни шипа с большой эффективной длиной кромки, но с уменьшенным объемом и весом шипа. Таким образом можно уменьшить износ дорог без ущерба для важных зимних характеристик.

Выполнение шины транспортного средства по пункту 5 формулы изобретения является в особенности преимущественным, при этом в плоскостях сечения, выполненных перпендикулярно направлению продольного протяжения шипа, фланец основания ограничен на расстоянии «a» от общей прямой линии и спереди от общей прямой линии посредством прямолинейно проходящей части протяженности, и между указанной прямолинейно проходящей частью протяженности и расположенной позади общей прямой линии точкой контура сечения на расстоянии «b» от общей прямой линии сформирован с контуром сечения в форме сегмента круга, в форме сегмента овала или в форме сегмента эллипса, при этом более длинная главная ось овала или эллипса ориентирована в окружном направлении U шины. Посредством этого выполнения можно простым образом оптимизировать жесткость вхождения и соотношения плеч рычага на основании шипа для происходящих перемещений скольжения при езде без электронного регулирования против буксования и добиться равномерного прижимного давления окружающей резиновой матрицы на корпус шипа для прикрепления посредством вулканизации.

Выполнение шины транспортного средства по пункту 6 формулы изобретения является в особенности преимущественным, при этом в плоскостях сечения, выполненных перпендикулярно направлению продольного протяжения шипа, фланец основания ограничен на расстоянии b от общей прямой линии g и позади общей прямой линии g посредством прямолинейно проходящей части протяженности, и между указанной прямолинейно проходящей частью протяженности и расположена спереди от общей прямой линии g точкой контура сечения на расстоянии «a» от общей прямой линии g сформирован с контуром сечения в форме сегмента круга, в форме сегмента овала или в форме сегмента эллипса, при этом более длинная главная ось овала или эллипса ориентирована в окружном направлении U шины. Посредством этого выполнения можно простым образом оптимизировать жесткость вхождения и соотношения плеч рычагов на основании шипа для происходящих перемещений скольжения во время езды с электронным регулированием против буксования с большими перемещениями скольжения во время тяги и небольшими перемещениями скольжения во время торможения и обеспечить равномерное прижимное давление окружающей резиновой матрицы на корпус шипа для прикрепления посредством вулканизации.

Выполнение шины транспортного средства по пункту 7 формулы изобретения является в особенности преимущественным, при этом расположенная впереди в направлении вращения при движении вперед зацепляющая кромка выполнена в направлении вращения с двумя остро сходящимися друг к другу и прямолинейно проходящими частями зацепляющей кромки, при этом центральная прямолинейно проходящая часть зацепляющей кромки сформирована между обоими остро сходящимися друг к другу частями зацепляющей кромки, причем расположенный впереди в направлении вращения конец протяженности упомянутой одной из обеих остро сходящихся друг к другу частей зацепляющей кромки переходит с образованием места изгиба (излома) в упомянутый один конец протяженности центральной части зацепляющей кромки, и при этом расположенный впереди в направлении вращения конец протяженности упомянутой другой из обеих остро сходящихся друг к другу частей зацепляющей кромки переходит с образованием места изгиба в упомянутый другой конец протяженности центральной части зацепляющей кромки. Конструкция расположенной впереди зацепляющей кромки имеет особое влияние как на характеристики сцепления (зацепления), так и на износ дороги. Она должна надежно проникать в поверхность льда, поскольку в противном случае шип не сможет выполнять механическое сцепление. Две остро сходящиеся части зацепляющей кромки позволяют зацепляющей кромке эффективно проникать в лед простым образом, поскольку эффективная длина кромки, которая приходит в столкновение, когда шины катятся, может быть уменьшена до длины центральной части зацепляющей кромки. Центральная часть зацепляющей кромки позволяет обеспечить, при проникновении в поверхность льда, соответствующую торцевую поверхность зацепления для хорошего сцепления в зимних условиях. Кроме того, также гарантируется, что стержень шипа не приходит в столкновение с дорожной поверхностью точечно, а скорее катится по кромке центральной части зацепляющей кромки, вследствие чего может быть снижен износ поверхности дороги.

Выполнение шины транспортного средства по пункту 8 формулы изобретения является в особенности преимущественным, при этом центральная часть зацепляющей кромки ориентирована так, чтобы проходить в осевом направлении шины. Во время передачи усилий результирующая сила всегда перпендикулярна поверхности стержня шипа, но только составляющая, направленная в окружном направлении, может быть использована для передачи тормозных или тяговых усилий. Векторы сил, направленные в другом направлении, создают реактивные напряжения во льду, которые могут привести к «преждевременному» разлому льда и, таким образом, к уменьшенной передаче усилия посредством зацепления. Это выполнение центральной части позволяет оптимизировать зимние характеристики, поскольку все векторы сил в центральной части зацепляющей кромки направлены в окружном направлении и, следовательно, предотвращается возникновение реактивных сил.

Выполнение шины транспортного средства по пункту 9 формулы изобретения является в особенности преимущественным, при этом расположенная сзади в направлении вращения зацепляющая кромка стержня шипа выполнена с двумя остро сходящимися друг к другу против направления вращения и прямолинейно проходящими частями зацепляющей кромки и с центральной вогнуто изогнутой частью зацепляющей кромки, сформированной между двумя остро сходящимися друг к другу частями зацепляющей кромки, при этом расположенный сзади в направлении вращения конец протяженности упомянутой одной из обеих остро сходящихся друг к другу частей зацепляющей кромки переходит с образованием места изгиба в упомянутый один конец протяженности центральной части зацепляющей кромки, и при этом расположенный сзади в направлении вращения конец протяженности упомянутой другой из обеих остро сходящихся друг к другу частей зацепляющей кромки переходит с образованием места изгиба в упомянутый другой конец протяженности центральной части зацепляющей кромки. Это выполнение позволяет простым образом обеспечить большую эффективную общую длину расположенной сзади зацепляющей кромки при высокой стабильности. Расположенная сзади зацепляющая кромка играет особую роль в передаче тормозных усилий. Особенно большие тормозные усилия могут быть переданы в случае слабого скольжения шины. Поэтому желательно, чтобы расположенные сзади зацепляющие кромки были выполнены с большой общей длиной с целью обеспечения наибольшей возможной опоры при зацеплении с поверхностью льда. Это выполнение с центральной частью зацепляющей кромки позволяет, несмотря на большую эффективную общую длину, избежать в чувствительной области расположенной сзади зацепляющей кромки остро сходящихся переходов кромки и возможных склонностей к отрыву.

Выполнение шины транспортного средства по пункту 10 формулы изобретения является в особенности преимущественным, при этом окружающая зацепляющая кромка в каждом случае образует одну боковую зацепляющую кромку с обеих сторон в осевом направлении, при этом боковая зацепляющая кромка имеет в каждом случае одну часть протяженности, в которой зацепляющая кромка ориентирована прямолинейно в окружном направлении U шины. Таким образом можно дополнительно содействовать боковому направлению.

Настоящее изобретение будет рассмотрено более подробно ниже на основе вариантов осуществления, представленных на фиг.1-11. На фигурах:

фиг.1 – вид сверху окружной части пневматической шины транспортного средства с шипами,

фиг.2 – вид сверху увеличенного изображения шипа профиля протектора с фиг.1,

фиг.3 – вид сбоку шипа, представленного на фиг.2, в направлении просмотра III-III с фиг.2,

фиг.4 – другой вид сбоку шипа, представленного на фиг.2, в направлении просмотра IV-IV с фиг.2,

фиг.5 – другой вид сбоку шипа, представленного на фиг.2, в направлении просмотра V-V с фиг.2,

фиг.6 – изображение в перспективе шипа с фиг.2,

фиг.7 – увеличенное изображение шипа с фиг.2 в альтернативном выполнении,

фиг.8 –вид сбоку шипа с фиг.7 в направлении просмотра VIII-VIII с фиг.7,

фиг.9 – другой вид сбоку шипа с фиг.7 в направлении просмотра IX-IX с фиг.7,

фиг.10 – другой вид сбоку шипа с фиг.7 в направлении просмотра X-X с фиг.7, и

фиг.11 – изображение в перспективе шипа с фиг.7.

На фиг.1 показан профиль протектора направленной пневматической шины для шин легковых автомобилей с зимними характеристиками с несколькими рядами 22, 23, 24, 25 и 26 блоков (грунтозацепов) профиля известного типа, расположенных смежно друг с другом в осевом направлении A пневматической шины транспортного средства. Ряд 22 блоков профиля известным образом ориентирован так, чтобы проходить в окружном направлении U по всей окружности пневматической шины транспортного средства, и образован из элементов блоков профиля, расположенных один за другим в окружном направлении U пневматической шины транспортного средства и отделенных друг от друга поперечными канавками 31. Аналогично, каждый из ряда 23 блоков профиля, ряда 24 блоков профиля и ряда 25 блоков профиля ориентирован так, чтобы проходить в окружном направлении U по всей окружности пневматической шины транспортного средства, и сформирован известным образом из элементов блоков профиля, расположенных друг за другом в окружном направлении U и в каждом случае отделенных друг от друга поперечными канавками 31. Аналогично, ряд 26 блоков профиля ориентирован так, чтобы проходить в окружном направлении U по всей окружности пневматической шины транспортного средства, и сформирован известным образом из элементов блоков профиля, расположенных один за другим в окружном направлении U и в каждом случае отделенных друг от друга поперечными канавками 31. Ряды 22 и 26 блоков профиля представляют собой ряды блоков профиля плечевой зоны протектора. Ряды 23, 24 и 25 блоков профиля сформированы в центральной части протяженности профиля. Элементы блока профиля ряда 22 блоков профиля и смежные элементы блока профиля ряда 23 блоков профиля сформированы так, что они отделены друг от друга в осевом направлении A окружными канавками 27 известного типа, проходящими в окружном направлении U. Элементы блока профиля ряда 23 блоков профиля и смежные элементы блока профиля ряда 24 блоков профиля сформированы так, что они отделены друг от друга в осевом направлении A окружными канавками 28. Элементы блока профиля ряда 24 блоков профиля и смежные элементы блока профиля ряда 25 блоков профиля расположены так, что они отделены друг от друга в осевом направлении A окружными канавками 29. Элементы блока профиля ряда 25 блоков профиля и смежные элементы блока профиля ряда 26 блоков профиля расположены так, что они отделены друг от друга в осевом направлении A окружными канавками 30.

Поперечные канавки 31 проходят в форме V по всей проходящей в осевом направлении области протяженности профиля протектора через профиль протектора от сформированного в левом плече ряда 22 блоков профиля до сформированного в правом плече ряда 26 блоков профиля.

Направление D вращения пневматической шины транспортного средства при движении вперед указано на фиг.1 и фиг.2.

В рядах 22, 23, 25 и 26 блоков профиля, в каждом случае с распределением по окружности в разных элементах блока профиля, шипы 1 закреплены в отверстиях для шипа известного типа, которые известным образом сформированы в элементах блока профиля с целью приема шипов 1.

На фиг.2 показано увеличенное изображение шипа 1 и, в целях упрощения иллюстрации, без окружающего резинового материала пневматической шины транспортного средства. Как проиллюстрировано на фиг.2-6, шип 1 известным образом образован из корпуса 2 шипа и из стержня 3 шипа. Корпус 2 шипа изнутри наружу, если смотреть в радиальном направлении R пневматической шины транспортного средства, образован известным образом из фланца 4 основания, примыкающей к нему «приталенной» центральной части 5 и примыкающего к ней верхнего фланца 6. Корпус 2 шипа выполнен с высотой Н в радиальном направлении R пневматической шины транспортного средства.

Здесь верхний фланец 6 проходит в радиальном направлении R пневматической шины транспортного средства по высоте H₃ 0мм ≤ H₃ ≤ (0,92H) протяженности и выполнен с цилиндрической боковой поверхностью с диаметром D₃ цилиндра. На переходе наружу в радиальном направлении R шины на торцевую поверхность корпуса 2 шипа и внутрь к приталенной центральной части 5 верхний фланец 6 скошен концентрически относительно оси цилиндра. В случае шин обычных легковых автомобилей или автофургонов высота H₃ протяженности выбирается равной (0,25H) ≤ H₃ ≤ (0,48H).

Фланец 4 основания выполнен с высотой H₁ протяженности, проходящей в радиальном направлении R пневматической шины транспортного средства, где (0,08H) ≤ H₁ ≤ (0,4H). В случае шин обычных легковых автомобилей или автофургонов высота H₁ протяженности выбирается равной (0,1H) ≤ H₁ ≤ (0,2H).

Фланец 4 основания выполнен с цилиндрической боковой поверхностью, состоящей из части 18 боковой поверхности и части 19 боковой поверхности, при этом часть 18 боковой поверхности образует сегмент цилиндрической боковой поверхности с осью цилиндра и диаметром D1, а часть 19 боковой поверхности образует плоскую поверхность, которая пересекает воображаемую завершенную цилиндрическую боковую поверхность сегмента параллельно оси цилиндра.

Как можно видеть на фиг.2 и фиг.5, в плоскостях сечения, перпендикулярных направлению главной протяженности шипа 1 и, следовательно, перпендикулярных направлению R радиальной протяженности шины, часть 19 боковой поверхности сформирована так, чтобы проходить прямолинейно, а часть 18 имеет форму кругового сегмента. Часть 19 боковой поверхности и, следовательно, прямолинейные линии контура сечения в направлении D вращения расположены перед положением центра S₁ масс фланца 18 основания на расстоянии a от положения центра S₁ масс. Часть 18 боковой поверхности в форме сегмента цилиндра и, следовательно, линия контура сечения в форме кругового сегмента проходят в направлении против направления D вращения до положения на расстоянии b от центра S₁ масс фланца 4 основания. Здесь расстояния b и a рассчитаны таким образом, что b>a. Кроме того, (a+b) < D₁.

Как можно видеть на фиг.3-6, фланец 4 основания также имеет скошенную форму на своем переходе к торцевой поверхности, которая ограничивает корпус 2 шипа внутрь в радиальном направлении R шины. Центральная часть 5 корпуса 2 шипа известным образом имеет приталенную форму и проходит по протяженности высоты H₂, измеренной в направлении продольной протяженности шипа 1 и, следовательно, в радиальном направлении R шины, где 0мм ≤ H₂ ≤ (0,92H). В случае шин обычных легковых автомобилей или автофургонов высота H₂ протяженности выбирается равной (0,4H) ≤ H₂ ≤ (0,55H).

Во всех плоскостях поперечного сечения, перпендикулярных направлению главной протяженности шипа 1 и, следовательно, радиальному направлению R протяженности шины, центральная часть 5 выполнена с круглым контуром сечения ее боковой поверхности. При этом, исходя из диаметра D₃ в положении перехода к верхнему фланцу 6, диаметр круглых контуров сечения непрерывно уменьшается вдоль протяженности шипа 1 в направлении фланца 4 основания до тех пор, пока не будет достигнуто минимальное значение D₂ и после достижения указанного минимального значения указанный диаметр непрерывно увеличивается вплоть до перехода к фланцу 4 основания.

На торцевой поверхности, которая ограничивает корпус 2 шипа снаружи в радиальном направлении R шины на его верхнем фланце 6, сформировано известным образом отверстие для приема и для крепления стержня 3 шипа, в этом отверстии крепится стержень шипа в установленном состоянии в пневматической шине транспортного средства. Стержень 3 шипа проходит в шине от торцевой поверхности, которая ограничивает радиально снаружи на верхнем фланце 6 корпуса 2 шипа, далее наружу в радиальном направлении R пневматической шины транспортного средства и здесь образует наконечник шипа. Наконечник шипа и, следовательно, стержень 3 шипа ограничены снаружи в радиальном направлении R шины поверхностью, которая образует плоский участок 20. Переход между боковой поверхностью стержня 3 шипа и плоским участком 20 имеет острую кромку, и здесь образует зацепляющую кромку 7, проходящую вокруг стержня 3 шипа. Радиальный выступ 21 проходит наружу в радиальном направлении R от плоского участка 20 на некоторое расстояние от зацепляющей кромки 7 известным образом, причем этот выступ может облегчать качение.

Окружающая зацепляющая кромка 7 сформирована в направлении D вращения при движении вперед на его расположенной впереди части протяженности с зацепляющей кромкой 8, а на своей расположенной сзади в направлении D вращения при движении вперед части протяженности с расположенной сзади зацепляющей кромкой 9 и с ограничивающими стержень 3 шипа в осевом направлении A пневматической шины транспортного средства частями 16 и 17 зацепляющей кромки, причем каждая из этих обеих частей ориентирована так, чтобы проходить в окружном направление U пневматической шины транспортного средства.

Расположенная впереди зацепляющая кромка 8 сформирована из двух боковых, в каждом случае прямолинейных частей 10 и 12 зацепляющей кромки и из центральной части 11 протяженности, которая расположена в осевом направлении A пневматической шины транспортного средства между обеими боковыми частями 10 и 12 зацепляющей кромки. В этом случае боковые прямолинейные части 10 и 12 зацепляющей кромки сформированы так, чтобы быть ориентированными для схождения остро друг к другу в форме V или в форме стрелы, если смотреть в направлении D вращения. Центральная часть 11 протяженности сформирована так, чтобы быть ориентированной для прохождения прямолинейно в осевом направлении A пневматической шины транспортного средства. Здесь конец протяженности боковой части 10 зацепляющей кромки, который расположен впереди, если смотреть в направлении вращения D, образует упомянутый один направленный к части 10 зацепляющей кромки конец протяженности центральной части 11 протяженности, и переходит там, с включением изгиба в профиле протяженности расположенной впереди зацепляющей кромки 8 и, следовательно, окружающей зацепляющей кромки 7 в центральную часть 11 протяженности. Аналогично, направленный в направлении D вращения передний конец протяженности боковой части 12 зацепляющей кромки образует упомянутый конец протяженности центральной части 11 протяженности, который направлен к боковой части 12 протяженности, и переходит там с включением изгиба в профиле протяженности расположенной впереди зацепляющей кромки 8 и, следовательно, окружающей зацепляющей кромки 7 в центральную часть 11 протяженности.

Задний, если смотреть в направлении D вращения, конец протяженности боковой части 10 зацепляющей кромки образует передний, если смотреть в направлении D вращения, конец протяженности части 16 зацепляющей кромки и переходит с включением изгиба в профиле протяженности окружающей зацепляющей кромки 7 в часть 16 зацепляющей кромки. Аналогично, задний, если смотреть в направлении D вращения, конец протяженности боковой части 12 зацепляющей кромки образует конец части 17 зацепляющей кромки, который расположен впереди в направлении D вращения, и переходит там с включением изгиба в профиле протяженности окружающей зацепляющей кромки 7 в часть 17 зацепляющей кромки.

Зацепляющая кромка 9, расположенная сзади в направлении D вращения, образована из двух проходящих в боковом направлении частей 13 и 15 зацепляющей кромки и из центральной части 14 протяженности, которая расположена в осевом направлении A пневматической шины транспортного средства между обеими боковыми частями 13 и 15 зацепляющей кромки. Боковые части 13 и 15 зацепляющей кромки сформированы так, чтобы проходить прямолинейно и быть ориентированными для схождения остро друг к другу в форме V или в форме стрелы, если смотреть в направлении D вращения. Центральная часть 14 протяженности сформирована с вогнуто изогнутым профилем кривизны, то есть радиус кривизны профиля 14 кривизны сформирован на стороне линии кривизны, которая обращена от стержня 3 шипа.

Образованный сзади в направлении D вращения конец протяженности боковой части 13 зацепляющей кромки образует конец протяженности части 14 зацепляющей кромки, который сформирован в направлении к части 13 зацепляющей кромки, и переходит там с включением изгиба в профиле протяженности задней зацепляющей кромки 9 и, следовательно, окружающей зацепляющей кромки 7 в часть 14 протяженности. Образованный сзади в направлении D вращения конец протяженности боковой части 15 зацепляющей кромки образует конец протяженности части 14 зацепляющей кромки, который сформирован в направлении к части 15 зацепляющей кромки, и переходит там с включением изгиба в профиле протяженности задней зацепляющей кромки 9 и, следовательно, окружающей зацепляющей кромки 7 в часть 14 протяженности.

Расположенный впереди в направлении D вращения конец протяженности части 13 зацепляющей кромки образует расположенный сзади в направлении D вращения конец протяженности части 16 зацепляющей кромки и переходит там с включением изгиба в профиле протяженности окружающей зацепляющей кромки 7 в часть 16 зацепляющей кромки 16. Расположенный впереди в направлении D вращения конец протяженности части 15 зацепляющей кромки образует расположенный сзади в направлении D вращения конец протяженности части 17 зацепляющей кромки и переходит там с включением изгиба в профиле протяженности окружающей зацепляющей кромки 7 в часть 17 зацепляющей кромки.

Проекция окружающей зацепляющей кромки 7 в осевом направлении A шины имеет длину «e» проекции. Проекция окружающей зацепляющей кромки 7 в окружном направлении U шины имеет длину «c» проекции, которая соответствует ширине стержня 3 шипа в радиальном положении зацепляющей кромки 7 и обозначает эффективную длину зацепляющей кромки шипа 1 в окружном направлении U. Длина «e» проекции соответствует измеренной в окружном направлении U длине протяженности стержня 3 шипа в радиальном положении зацепляющей кромки 7 и обозначает эффективную длину зацепляющей кромки шипа в осевом направлении A шины. Здесь c и e имеют такие размеры, что c > e.

Измеренная в осевом направлении длина протяженности центральной части 11 протяженности передней зацепляющей кромки 8 в этом случае образована в диапазоне от 40% до 80% длины «c» проекции. Измеренная в осевом направлении A длина протяженности центральной части 14 протяженности задней зацепляющей кромки 9 в этом случае выполнена больше, чем измеренная в осевом направлении A длина протяженности центральной части 11 протяженности передней зацепляющей кромки 8.

Как проиллюстрировано на фиг.3, 5 и 2, центр S₁ масс фланца 4 основания корпуса 2 шипа, центр S₂ масс центральной части 5 корпуса 2 шипа, центр S₃ масс верхнего фланца 6 и центр S₄ масс стержня 3 шипа лежат на общей прямой g, которая проходит в радиальном направлении R пневматической шины транспортного средства. Общий центр S масс (не показан) шипа 1 также лежит на указанной прямой.

В описанных и проиллюстрированных на фигурах вариантах осуществления центральная часть 5 и верхний фланец 6 имеют в своей боковой поверхности в каждом случае круглую форму в плоскостях сечения, перпендикулярных направлению главной протяженности шипа и направлению R радиальной протяженности шины.

В другом варианте осуществления, который не показан, контуры сечения боковых поверхностей верхнего фланца 6 и центральной части 5 каждый имеют овальную или эллиптическую форму, при этом самая большая главная ось овала или эллипса ориентирована в окружном направлении U пневматической шины транспортного средства. Вышеупомянутые диаметры D₂ и D₃ тогда в каждом случае образуют наибольший диаметр соответствующего эллипса или овала.

В вариантах осуществления, описанных выше и проиллюстрированных на фигурах, фланец основания имеет форму сегмента цилиндра в области своей части 18 боковой поверхности с круглой основной поверхностью цилиндра и с контуром линии сечения формы сегмента цилиндра, который (контур) выполнен в форме кругового сегмента в плоскостях сечения, перпендикулярных направлению главной протяженности шипа 1 и направлению R радиальной протяженности шины.

В альтернативном варианте осуществления, который не показан, часть 18 боковой поверхности представляет собой часть в форме сегмента цилиндра с овальной или эллиптической основной поверхности цилиндра и с контуром линии сечения формы сегмента цилиндра, который выполнен в форме сегмента овала или в форме сегмента эллипса в плоскостях сечения, перпендикулярных направлению главной протяженности шипа 1 и направлению R радиальной протяженности шины, при этом наибольшая главная ось эллипса или овала ориентирована в направлении U окружной протяженности пневматической шины транспортного средства. Вышеупомянутый диаметр D₁ тогда соответствует наибольшему диаметру овала или эллипса.

На фиг.7-11 показан шип 1 альтернативного варианта осуществления, который выполнен подобно шипу 1, представленному на фиг.2-6 и описанному выше. Только фланец 4' основания корпуса 2 шипа выполнен повернутым на 180° вокруг прямой линии g относительно шипа, показанного на фиг.2-8 и описанного выше. Часть 19 боковой поверхности и, следовательно, прямолинейные линии контура сечения расположены в направлении D вращения пневматической шины транспортного средства позади положения центра S₁ масс фланца 4 основания на расстоянии b от прямой линии g и от положения центра S₁ масс. Часть 18 боковой поверхности в форме сегмента цилиндра и, следовательно, линия контура сечения в форме кругового сегмента проходят в направлении D вращения до положения на расстоянии «a» спереди от прямой линии и центра S₁ масс фланца 4 основания. Здесь расстояния b и a рассчитаны так, что b < a. В этом варианте осуществления также верно условие (a+b) < D₁.

Список ссылочных обозначений (Часть описания)

1 Шип

2 Корпус шипа

3 Стержень шипа

4 Фланец основания

5 Приталенная центральная часть

6 Верхний фланец

7 Окружающая зацепляющая кромка

8 Зацепляющая кромка, расположенная впереди

9 Зацепляющая кромка, расположенная сзади

10 Часть зацепляющей кромки

11 Центральная часть зацепляющей кромки

12 Часть зацепляющей кромки

13 Часть зацепляющей кромки

14 Центральная часть зацепляющей кромки

15 Часть зацепляющей кромки

16 Часть зацепляющей кромки

17 Часть зацепляющей кромки

18 Часть бокового контура

19 Часть бокового контура

20 Плоский участок

21 Выступ

22 Ряд блоков профиля

23 Ряд блоков профиля

24 Ряд блоков профиля

25 Ряд блоков профиля

26 Ряд блоков профиля

27 Окружная канавка

28 Окружная канавка

29 Окружная канавка

30 Окружная канавка

31 Поперечная канавка

32 Тонкая прорезь

Изобретение относится к шипованным шинам. Шипы (1) состоят из корпуса (2) шипа и стержня (3) шипа. Стержень (3) шипа имеет окружающую зацепляющую кромку (7), которая образует расположенную впереди в направлении D вращения при движении вперед зацепляющую кромку (8) и расположенную сзади в направлении вращения зацепляющую кромку (9). Эти зацепляющие кромки (8, 9) в каждом случае проходят по всей образованной в осевом направлении A ширине стержня (3) шипа, причем эффективная в окружном направлении U шины длина окружающей зацепляющей кромки (7) является большей, чем эффективная в осевом направлении A длина зацепляющей кромки. Зацепляющая кромка (8), которая расположена впереди в направлении вращения при движении вперед, выполнена с двумя остро сходящимися друг к другу частями (10, 12) зацепляющей кромки. Корпус (2) шипа образован из фланца (4) основания, центральной части (5) и верхнего фланца (6), причем в плоскостях сечения, образованных перпендикулярно направлению продольной протяженности шипа (1), верхний фланец (6) и центральная часть (5) имеют круглый, овальный или эллиптический контур сечения. Центр S₄ тяжести стержня (3) шипа, центр S₃ тяжести верхнего фланца (6), центр S₂ тяжести центральной части (5) и центр S₁ тяжести фланца (4) основания расположены на общей прямой линии g. Фланец (4) основания имеет контур сечения, в котором точка контура сечения, которая в направлении вращения наиболее удалена от общей прямой линии g и расположена впереди прямой линии g, расположена на измеренном в направлении вращения расстоянии a до прямой линии g, и в котором точка контура сечения, которая в направлении вращения наиболее удалена от общей прямой линии g и расположена позади прямой линии, расположена на измеренном в направлении вращения расстоянии b до прямой линии, причем a не равно b. Технический результат – улучшение эксплуатационных характеристик шины при торможении и тяге. 9 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Направленная шина транспортного средства, имеющая профиль протектора и шипы (1), которые состоят из корпуса (2) шипа и стержня (3) шипа, при этом стержень (3) шипа выполнен с окружающей зацепляющей кромкой (7), которая образует расположенную впереди в направлении D вращения при движении вперед зацепляющую кромку (8) и расположенную сзади в направлении D вращения зацепляющую кромку (9), причем каждая из этих кромок проходит по всей выполненной в осевом направлении А шины ширине стержня (3) шипа, при этом эффективная в окружном направлении U шины длина «c» окружающей зацепляющей кромки (7) больше, чем эффективная в осевом направлении A длина «e» зацепляющей кромки, при этом расположенная впереди в направлении D вращения при движении вперед зацепляющая кромка (8) выполнена в направлении D вращения с двумя остро сходящимися друг к другу частями (10, 12) зацепляющей кромки, при этом корпус (2) шипа сформирован из фланца (4) основания, центральной части (5) и верхнего фланца (6), при этом верхний фланец (6) и центральная часть (5) выполнены в каждом случае с круглым, овальным или эллиптическим контуром сечения в плоскостях сечения, образованных перпендикулярно направлению продольной протяженности шипа (1),

отличающаяся тем,

что центр S₄ тяжести стержня (3) шипа, центр S₃ тяжести верхнего фланца (6), центр S₂ тяжести центральной части (5) и центр S₁ тяжести фланца (4) основания расположены на общей прямой линии g, и

что в образованных перпендикулярно направлению продольной протяженности шипа (1) плоскостях сечения фланец (4) основания выполнен с контуром сечения, в котором точка контура сечения, которая в направлении D вращения наиболее удалена от общей прямой линии g и расположена спереди от прямой линии g, расположена на измеренном в направлении D вращения расстоянии «a» от прямой линии g и в котором точка контура сечения, которая в направлении D вращения наиболее удалена от общей прямой линии g и расположена позади указанной прямой линии, расположена на измеренном в направлении D вращения расстоянии b от прямой линии, причем a ≠ b.

2. Шина транспортного средства по п. 1, отличающаяся тем, что a > b.

3. Шина транспортного средства по п. 1, отличающаяся тем, что a < b.

4. Шина транспортного средства по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что расположенная сзади в направлении D вращения зацепляющая кромка (9) стержня (3) шипа выполнена с одной или несколькими – в частности, вогнуто- или выпуклоизогнутыми или проходящими прямолинейно - частями (14).

5. Шина транспортного средства по п. 3, отличающаяся тем, что в плоскостях сечения, образованных перпендикулярно направлению продольной протяженности шипа (1), фланец (4) основания на расстоянии «a» от общей прямой линии g и спереди от этой общей прямой линии g ограничен посредством прямолинейно проходящей части (19) протяженности, и между указанной прямолинейно проходящей частью (19) протяженности и указанной расположенной позади общей прямой линии g точкой контура сечения на расстоянии «b» от общей прямой линии g сформирован с контуром (18) сечения в форме сегмента круга, в форме сегмента овала или в форме сегмента эллипса, причем более длинная главная ось овала или эллипса ориентирована в окружном направлении U шины.

6. Шина транспортного средства по п. 2, отличающаяся тем, что в плоскостях сечения, образованных перпендикулярно направлению продольной протяженности шипа (1), фланец (4) основания на расстоянии «b» от общей прямой линии g и позади общей прямой линии g ограничен посредством прямолинейно проходящей части (19) протяженности, и между указанной прямолинейно проходящей частью (19) протяженности и расположенной спереди от общей прямой линии g точкой контура сечения на расстоянии «a» от общей прямой линии g сформирован с контуром (18) сечения в форме сегмента круга, в форме сегмента овала или в форме сегмента эллипса, причем более длинная главная ось овала или эллипса ориентирована в окружном направлении U шины.

7. Шина транспортного средства по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что расположенная впереди в направлении D вращения при движении вперед зацепляющая кромка (8) выполнена в направлении D вращения с двумя остро сходящимися друг к другу и прямолинейно проходящими частями (10, 12) зацепляющей кромки, причем между указанными обеими остро сходящимися частями (10, 12) зацепляющей кромки образована центральная прямолинейно проходящая часть (11) зацепляющей кромки, причем расположенный впереди в направлении D вращения конец протяженности одной (10) из упомянутых обеих остро сходящихся друг к другу частей (10, 12) зацепляющей кромки переходит с образованием места изгиба в один конец протяженности центральной части (11) зацепляющей кромки, и причем расположенный впереди в направлении D вращения конец протяженности другой (12) из упомянутых обеих остро сходящихся друг к другу частей (10, 12) зацепляющей кромки переходит с образованием места изгиба в другой конец протяженности центральной части (11) зацепляющей кромки.

8. Шина транспортного средства по п. 7, отличающаяся тем, что центральная часть (11) зацепляющей кромки ориентирована в осевом направлении А шины.

9. Шина транспортного средства по любому из пп. 4-8, отличающаяся тем, что расположенная сзади в направлении D вращения зацепляющая кромка (9) стержня (3) шипа выполнена с двумя остро сходящимися друг к другу против направления D вращения и прямолинейно проходящими частями (13, 15) зацепляющей кромки и с образованной между упомянутыми обеими остро сходящимися друг к другу частями (13, 15) зацепляющей кромки центральной вогнуто изогнутой частью (14) зацепляющей кромки, причем расположенный сзади в направлении D вращения конец протяженности одной (13) из упомянутых обеих остро сходящихся друг к другу частей (13, 15) зацепляющей кромки переходит с образованием места изгиба в один конец протяженности центральной части (14) зацепляющей кромки, и причем расположенный сзади в направлении D вращения конец протяженности другой (15) из упомянутых обеих остро сходящихся друг к другу частей (13, 15) зацепляющей кромки переходит с образованием места изгиба в другой конец протяженности центральной части (14) зацепляющей кромки.

10. Шина транспортного средства по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что окружающая зацепляющая кромка (7) в осевом направлении A с обеих сторон образует в каждом случае одну боковую зацепляющую кромку, причем боковая зацепляющая кромка имеет в каждом случае одну часть (16, 17) протяженности, в которой зацепляющая кромка (7) ориентирована прямолинейно в окружном направлении U шины.