ШИП ПРОТИВОСКОЛЬЖЕНИЯ
ANTI-SKID STUD

Изобретение касается шипа противоскольжения для шины, в частности для автомобильной пневматической шины, с износостойким штифтом и несущей частью, причем износостойкий штифт вдоль своей продольной оси имеет по меньшей мере головной участок, стержневой участок и противолежащий головному участку опорный участок, причем головной участок выступает из несущей части, а стержневой участок и опорный участок приняты несущей частью, причем износостойкий штифт удерживается на несущей части посредством по меньшей мере одного соединения с геометрическим замыканием, и причем стержневой участок ограничен поперек продольной оси окружной поверхностью.
Из DE 10 2016 208 386 А1 известен шип противоскольжения для автомобильной пневматической шины с телом шипа противоскольжения из усиленного волокном полимера, в котором удерживается штифт шипа противоскольжения. Штифт шипа противоскольжения делится на головной участок, стержневой участок и опорный участок, причем головной участок выступает радиально наружу из тела шипа противоскольжения. На штифте шипа противоскольжения отформованы крепежные элементы, которые расширяют диаметр штифта шипа противоскольжения, в частности в его опорном участке и тем самым устанавливают соединение с геометрическим замыканием с телом шипа противоскольжения. Предусмотренные на опорном участке крепежные элементы могут быть выполнены вращательно–симметрично относительно продольной оси штифта шипа противоскольжения, а также прерывистыми в окружном направлении. При эксплуатации на штифт шипа противоскольжения действуют высокие усилия, которые через крепежные элементы передаются на тело шипа. Недостатком является то, что предусмотренные на опорной части крепежные элементы имеют лишь небольшие контактные поверхности к телу шипа противоскольжения, что в частности у изготовленных из полимеров/эластомеров тел шипов легко может приводить к деформациям полимерного материала и, как следствие, к потере штифта шипа противоскольжения. Этот эффект еще усиливается вследствие того, что между точкой приложения силы на головном участке и соединением с геометрическим замыканием на опорном участке штифта шипа противоскольжения образован сравнительно большой рычаг, вследствие чего в контактной области между расположенными на опорной части крепежными элементами и окружающим материалом образуются высокие усилия. Соответственно показанному в DE 10 2016 208 386 А1 примеру осуществления крепежные элементы выполнены в виде следующих друг за другом в продольном направлении, расположенных по кругу на стержневом участке и на опорном участке штифта шипа противоскольжения выступов и выемок. В результате этого расположения ориентированные в радиальном направлении шины контактные поверхности между штифтом шипа противоскольжения и телом шипа противоскольжения увеличиваются, вследствие чего могут восприниматься более высокие, направленные радиально внутрь, соответственно, наружу усилия. Однако, из–за различных направлений воздействующие на штифт шипа противоскольжения усилия могут привести к тому, что такой штифт шипа противоскольжения в теле шипа противоскольжения проворачивается. Это, в частности, имеет место при измененной в результате изнашивания геометрии формы головного участка штифта шипа противоскольжения. Вращение штифта шипа противоскольжения в теле шипа может привести к тому, что штифт шипа противоскольжения ослабляется и теряется.
Публикация DE 7229002 U описывает шип шины, состоящий из штифта из твердого материала и держателя из мягкого материала. Держатель пронизан проходящим в направлении его продольной протяженности сквозным отверстием, в которое установлен штифт. Держатель и штифт имеют взаимодействующие упоры, в частности в форме изменений поперечного сечения, которые удерживают штифт в направлении наружу. Внутри сквозное отверстие закрыто заглушкой. Таким образом, штифт удерживается в держателе с геометрическим замыканием. На своей внешней поверхности шип шины может иметь ребра, которые предотвращают проворачивание установленного в шине шипа.
Публикация WO 92/01399 показывает штифт для использования в обувной подошве. Штифт имеет плоский удерживающий участок, в центральной области которого отформован направленное вниз наконечник. Удерживающий участок может крепиться в обувной подошве, причем наконечник выступает из подошвы. Вокруг удерживающего участка может быть отформовано расширение, которое заделывается в материал обувной подошвы. Удерживающий участок может быть выполнен, например, в форме диска и снабжен отверстиями или может быть образован направленными радиально наружу плечами. Таким образом, он обеспечивает установку штифта без возможности вращения в подошве.
Публикация WO 99/52721 предлагает шип противоскольжения с наконечником из твердого сплава и расположенным противоположно фланцем, которым шип противоскольжения удерживается в шине. Фланец изготовлен из упругого материала, так что при вызванном поперечными усилиями наклоне шипа противоскольжения не происходит никакого повреждения шины.
Публикация WO 2018/114076 описывает способ изготовления шипа противоскольжения и изготовленный упомянутым способом шип противоскольжения. Шип противоскольжения образован из тела шипа и вставленного в тело шипа, предпочтительно конического штифта шипа противоскольжения. Тело шипа противоскольжения имеет изготовленное методом лазерного плавления металлическое ребро, в котором удерживается штифт шипа противоскольжения. Металлическое ребро облицовано (шприцовано) полимерным или резиновым материалом, вследствие чего получается наружная форма тела шипа противоскольжения. Изготовление такого шипа противоскольжения является трудоемким и затратным.
Из публикации ЕР 1 798 068 В1 известен штифт шипа противоскольжения, который удерживается в теле шипа. Штифт шипа противоскольжения на своем наружном конце имеет треугольное поперечное сечение, а на его противоположном конце – круглое поперечное сечение.
ЕР 1 531 065 В1 раскрывает поделенный краевой областью на верхнюю часть и нижнюю часть штифт шипа противоскольжения. Верхняя часть образована плоским участком (пластина), кромкой или наконечником, который через по меньшей мере одну фасету переходит к краевой области. Переходящая от краевой области нижняя часть сужается с увеличивающимся расстоянием от краевой области в форме конуса, усеченного конуса, пирамиды или усеченной пирамиды.
Задачей изобретения является предоставление шипа противоскольжения с удерживаемым в несущей части износостойким штифтом, который может быть экономично изготовлен и надежно предотвращает потерю износостойкого штифта, а также проворачивание износостойкого штифта относительно несущей части.
Эта задача изобретения решается тем, что по меньшей мере на стержневом участке расположены выемки и/или выступы, и что выемки и/или выступы расположены дистанцированно друг от друга вдоль продольной оси износостойкого штифта и прерваны, например разделены, в окружном направлении по меньшей мере на отдельных участках. При этом выемки представляют собой области окружной поверхности износостойкого штифта, которые отформованы в форме впадин, прорезей, углублений, желобков или аналогичного, находящихся глубже относительно его окружения, то есть в направлении к средней продольной оси износостойкого штифта. Выступы выступают за их окружение. Посредством расположенных на стержневом участке выемок и/или выступов образованы соответственно соединения с геометрическим замыканием между износостойким штифтом и окружающей износостойкий штифт несущей частью. Они блокируют перемещение износостойкого штифта относительно несущей части. В результате многократного выполнения выемок и/или выступов в итоге образована большая, блокирующая в аксиальном направлении контактная поверхность между износостойким штифтом и несущей частью. Следовательно, даже при высоких, воздействующих на износостойкий штифт в аксиальном направлении усилиях на контактных поверхностях остается относительно небольшое контактное напряжение. Деформация изготовленной из более мягкого по сравнению с износостойким штифтом материала несущей части предпочтительно может уменьшаться или устраняться.
Выемки и/или выступы могут подводиться вдоль стержневого участка почти до головного участка. В таком случае образуется лишь относительно короткий рычаг между соединениями с геометрическим замыканием, которые образованы обращенными к головному участку выемками и/или выступами, и головным участком в виде точки приложения силы. Воздействующие на выступающий из несущей части и тем самым из шины головной участок износостойкого штифта поперечные усилия из–за относительно короткой длины рычага приводят к меньшему нагружению образованных между износостойким штифтом и несущей частью контактных поверхностей, чем это имеет место в случае передачи усилия исключительно в результате расширения износостойкого штифта в опорном участке износостойкого штифта. Вследствие этого также могут уменьшаться или устраняться деформации несущей части.
В рамках изобретения опорный участок износостойкого штифта может иметь отличающееся от стержневого участка поперечное сечение. Однако, также является очевидным, что опорный участок имеет по меньшей мере в отдельных областях или полностью одинаковое поперечное сечение, как стержневой участок, и/или что стержневой участок и опорный участок переходят друг в друга без перехода.
Вследствие того, что выемки и/или выступы разделены в окружном направлении, соединения с геометрическим замыканием действуют также в окружном направлении. Тем самым предотвращается проворачивание износостойкого штифта относительно несущей части. Это имеет место, в частности, при одностороннем изнашивании головного участка износостойкого штифта. Такое одностороннее изнашивание при контакте головного участка с дорожным покрытием может приводить к образованию воздействующих на износостойкий штифт и направленные вокруг его продольной оси силы вращения. В результате прерывания выемок и/или выступов в окружном направлении между износостойким штифтом и несущей частью образованы контактные поверхности, которые противодействуют вращательному движению износостойкого штифта, направленному вокруг его продольной оси.
Таким образом, соответствующее изобретению выполнение износостойкого штифта ведет к крупноразмерным выполнениям контактных поверхностей между износостойким штифтом и окружающей износостойкий штифт несущей частью, которые блокируют как аксиальное движение износостойкого штифта относительно несущей части, опрокидывающее движение поперек его продольной оси, так и вращательное движение вокруг его продольной оси. Поперечное сечение износостойкого штифта вдоль его продольной оси может быть отформовано, например, круглым, овальным или многоугольным. Вдоль своей продольной протяженности он может иметь постоянный или изменяющийся в своем поперечном сечении и/или в своем геометрическом выполнении контур.
Чтобы надежно воспринимать как аксиально воздействующие на износостойкий штифт силы, так и силы вращения можно предусмотреть, что выемки и/или выступы вдоль их продольных протяженностей расположены под углом к продольной оси износостойкого штифта, предпочтительно, что выемки и/или выступы расположены под углом в диапазоне от 0° до 90° к продольной оси, особенно предпочтительно, что выемки и/или выступы расположены под углом в диапазоне от 45° до 90° к продольной оси. При малых углах, особенно при угле в 0°, между ходом выемок и/или выступов и продольной осью износостойкого штифта могут восприниматься, в частности, большие силы вращения. При больших углах, в частности при угле в 90°, могут приниматься особенно большие действующие в аксиальном направлении силы. В результате наклонного расположения выемок и/или выступов к продольной оси износостойкого штифта могут восприниматься как высокие, аксиально направленные силы, так и силы вращения. При этом посредством выбора подходящего угла, в частности в диапазоне от 60° до 90°, шип противоскольжения может подгоняться к ожидаемой нагрузке.
Предпочтительно может быть предусмотрено, что выемки и/или выступы ориентированы под одинаковым углом к продольной оси износостойкого штифта, или что выемки и/или выступы ориентированы по меньшей мере частично под разными углами к продольной оси износостойкого штифта. Посредством одинакового угла выемок, соответственно, выступов можно избегать поднутрений, вследствие чего становятся возможными простые формы (матрицы) для формования износостойкого штифта. Если предусмотрены выемки и/или выступы, которые ориентированы под разными углами к продольной оси износостойкого штифта, то образованные тем самым соединения с геометрическим замыканием могут оптимизированно выполняться соответственно для приема различных ожидаемых сил, например, для сил, воздействующих аксиально и в окружном направлении на износостойкий штифт.
Особенно предпочтительно можно предусмотреть, что следующие друг за другом вдоль продольной оси выемки ориентированы под одинаковым углом к продольной оси износостойкого штифта, и что расположенные на соседних или не соседних или противолежащих в окружном направлении участках окружной поверхности выемки ориентированы под разными углами к продольной оси износостойкого штифта. Так могут предусматриваться, например, участки с выемками, которые, в частности, ориентированы для приема воздействующих аксиально на износостойкий штифт сил. В таком случае, на другом, дистанцированном в окружном направлении участке выемки могут быть выполнены таким образом, что они, в частности, принимают действующие в окружном направлении силы.
Соответственно, может быть предусмотрено, что что следующие друг за другом вдоль продольной оси износостойкого штифта выступы ориентированы под одинаковым углом к продольной оси износостойкого штифта, и что расположенные на соседних или не соседних или противолежащих в окружном направлении участках окружной поверхности выступы ориентированы под разными углами к продольной оси износостойкого штифта. Также здесь могут быть выполнены дистанцированные в окружном направлении участки с соответственно оптимизированными для приема различных воздействующих сил соединениями с геометрическим замыканием посредством соответствующих выступов.
Согласно одному возможному варианту осуществления изобретения может быть предусмотрено, что износостойкий штифт имеет две противолежащие стороны, которые соответственно имеют различный рисунок выступов и/или выемок. При этом стороны могут быть ориентированы, например, поперек или вдоль окружного направления шины. Это учитывает различные нагрузки износостойкого штифта во время эксплуатации оптимальным образом.
Вследствие этого оптимальное отведение силы от износостойкого штифта к несущей части может достигаться тем, что на противолежащих участках окружной поверхности расположены выемки, и что выемки ориентированы под углом к продольной оси износостойкого штифта так, что их проекции пересекаются, и/или что на противолежащих участках окружной поверхности расположены выступы, и что выступы ориентированы под углом к продольной оси износостойкого штифта так, что их проекции пересекаются. Предпочтительно при таком расположении выступы и, в частности, выемки не конгруэнтны в проекции. Таким образом, предотвращается уменьшение поперечного сечения, в частности посредством конгруэнтно расположенных выемок, с сопровождающимся этим ослаблением износостойкого штифта.
Чтобы избежать, соответственно, уменьшить изменения поперечного сечения износостойкого штифта, может быть предусмотрено, что расположенные на соседних или не соседних или противолежащих в окружном направлении участках окружной поверхности выемки расположены со смещением друг относительно друга в направлении продольной оси, и/или что расположенные на соседних или не соседних или противолежащих в окружном направлении участках окружной поверхности выступы расположены со смещением друг относительно друга в направлении продольной оси. Таким образом достигается равномерная вдоль своей продольной протяженности нагружаемость износостойкого штифта и может предотвращаться излом износостойкого штифта, как он может возникать, в частности, при уменьшении поперечного сечения.
Передача усилия от износостойкого штифта к несущей части может дополнительно улучшаться, соответственно, подгоняться к соответствующим требованиям за счет того, что выемки вдоль своей соответствующей продольной протяженности относительно окружной поверхности износостойкого штифта имеют неизменную или изменяющуюся глубину, и/или что выемки вдоль своей соответствующей продольной протяженности имеют изменяющийся контур, и/или что выступы вдоль своей соответствующей продольной протяженности относительно окружной поверхности износостойкого штифта имеют неизменную (остающуюся постоянной) или изменяющуюся высоту, и/или что выступы вдоль своей соответствующей продольной протяженности имеют изменяющийся контур. Посредством изменяющейся вдоль своей продольной протяженности глубины и/или контура выемок, соответственно, посредством изменяющей высоты и/или контура выступов могут оказываться воздействия на ориентацию и/или площадь образующихся между износостойким штифтом и несущей частью контактных поверхностей.
Соответственно одному особенно предпочтительному варианту осуществления изобретения может быть предусмотрено, что выемки относительно окружной поверхности имеют глубину в диапазоне от 0 до 1 мм, и/или что выступы относительно окружной поверхности имеют высоту в диапазоне от 0 до 1 мм. Минимальные глубины выемок, соответственно, высоты выступов гарантируют образование эффективных соединений с геометрическим замыканием, которые, в частности, даже при самых разных температурах эксплуатации, гарантируют надежное удержание износостойкого штифта. В случае указанных предварительно заданных, максимальных глубин выемок обеспечено то, что сохраняется достаточная площадь поперечного сечения износостойкого штифта и, тем самым, достаточная механическая стабильность. Посредством максимальной высоты выступов гарантируется то, что износостойкий штифт может охватываться изготовленной из обычных материалов несущей частью и могут изготавливаться соединения с геометрическим замыканием без того, чтобы в промежуточных областях между выступами образовывались бы полые пространства между несущей частью и износостойким штифтом и чтобы выступы продавливались бы на поверхность несущей части.
Чтобы избегать концентраций напряжения при надрезе (надрезающее воздействие) как у износостойкого штифта, так и у окружающей несущей части, может быть предусмотрено то, что переходы от выемок и/или выступов в окружную поверхность износостойкого штифта выполнены скругленными или с фаской, и что радиусы переходов и/или ширина фасок предпочтительно составляют между 0,1мм и 0,6мм. При этом ширина фаски определяет катет прямоугольного треугольника, гипотенуза которого образована поверхностью фаски.
Предпочтительным образом может быть предусмотрено, что выемки и/или выступы образованы геометрическими фигурами, в частности, кругами, цилиндрами, треугольниками, пирамидами, многоугольниками или каплями, и/или что выемки и/или выступы выполнены в виде рифления. Посредством геометрических фигур могут образовываться соединения с геометрическим замыканием между износостойким штифтом и несущей частью, которые блокируют движение износостойкого штифта относительно несущей части в различных направлениях. Одинаковые или различающиеся геометрические фигуры могут быть образованы в качестве выемок и/или выступов на износостойком штифте.
Особенно нагружаемые (способные выдерживать нагрузку) и долговечные износостойкие штифты могут характеризоваться тем, что износостойкий штифт образован из высокопрочного материала, в частности, из твердого сплава.
Несущая часть предпочтительным образом может быть выполнена из металла и/или керамики и/или эластомера и/или полимера, в частности, усиленного, например, армированного волокном, полимера. Металлы могут в качестве пластичных материалов просто формоваться вокруг износостойкого штифта, так что образуются соединения с геометрическим замыканием, при необходимости дополнительно к прессовой посадке с силовым замыканием. Изготовленные из керамики несущие части имеют высокую механическую стойкость. Их термическое расширение, а также их усадка при изготовлении шипа противоскольжения может рассчитываться аналогично таковым у износостойкого штифта, так что посредством термического расширения и/или посредством усадки не образуется никакого зазора или образуется лишь незначительный зазор между износостойким штифтом и несущей частью. Изготовленная из полимера несущая часть является экономично изготавливаемой и предпочтительно имеет лишь незначительный вес. Незначительный вес несущей части и, тем самым, шипа противоскольжения при использовании в шинах транспортного средства ведет к незначительной нагрузке дорожного полотна. Посредством усиления, например, армирования волокном полимера может существенно улучшаться механическая стойкость несущей части. Для изготовления несущей части пригодны различные полимеры, например, в форме реактопластов или термопластов. Несущая часть может быть изготовлена, например, из эпоксидной смолы, ненасыщенной полиэфирной смолы, смолы сложных виниловых эфиров, фенол–формальдегидной смолы, диаллилфталатной смолы, метакриловой смолы, полиуретана, аминосмолы, меламиновой смолы или мочевинной смолы, поливинилхлорида (PVC), полиэтилена (РЕ), полипропилена (РР), полиамида (РА), полиоксиметилена (РОМ), полиэтилентерефталата (РЕТ), политетрафторэтилена (PTFE), поливинилиденфторида (PVDF), этиленового хлортрифторэтиленполимера (ECTFE), перфторалкоксиполимера (PFA), полифторэтиленпропилена (FEP), тетрафторэтилен–перфтор–метилвинилэфира (MFA), полиэфирэфиркетона (РЕЕК), полиэфироимида (PEI), полиэфирсульфона (PES), полисульфона (PSU), полифениленсульфида (PPS), поликарбоната (РС), поликетона (РК) или акрилнитрилбутадиенстирола (ABS).
Также допустимо, что несущая часть изготовлена не только из одного из вышеназванных полимерных материалов, но из двух или более из этих полимерных материалов с различными свойствами материала. При этом, например, может предусматриваться один износостойкий полимерный материала в головной области, то есть в месте, в котором износостойкий штифт выступает из несущей части. Другой полимерный материал с вязкими свойствами материала может быть использован на противолежащей стороне в области закрепления несущей части.
Упомянутые несколько полимерных материалов могут обрабатываться, например, в двух, соответственно, многокомпонентных методах, например, методах двух– или многокомпонентного литья под давлением.
Далее, также допустимо, чтобы на несущей части использовались органические и неорганические материалы. Так, например, может использоваться несущая часть, которая имеет металлическое тело, в частности, алюминиевое тело, и может служить, в частности, для фиксации износостойкого штифта, и далее полимерную конструктивную часть, которая может быть выполнена, например, в качестве крепежной опоры.
Далее, изобретение более подробно поясняется посредством примеров осуществления, представленных на чертежах, на которых показано:
Фиг.1 на перспективном изображении шип противоскольжения с несущей частью и удерживаемым в ней износостойким штифтом;
Фиг.2а на виде сбоку износостойкий штифт с многоугольным поперечным сечением и с расположением (системой) выемок;
Фиг.2b на виде сверху показанный на фиг.2а износостойкий штифт;
Фиг.3а на виде сбоку износостойкий штифт с многоугольным поперечным сечением и с другим расположением (системой) выемок;
Фиг.3b на виде сверху показанный на фиг.3а износостойкий штифт;
Фиг.4 на схематичном перспективном изображении прямоугольный износостойкий штифт с поперек проходящими выемками на противолежащих длинных участках окружной поверхности износостойкого штифта;
Фиг.5 на схематичном перспективном изображении прямоугольный износостойкий штифт с поперечно проходящими выступами на противолежащих длинных участках окружной поверхности износостойкого штифта;
Фиг.5а на схематичном перспективном изображении прямоугольный износостойкий штифт с поперечно проходящими выступами и выемками на противолежащих сторонах окружной поверхности износостойкого штифта;
Фиг.6 на схематичном перспективном изображении прямоугольный износостойкий штифт с поперечно проходящими выемками на противолежащих коротких участках окружной поверхности износостойкого штифта;
Фиг.7 на схематичном перспективном изображении прямоугольный износостойкий штифт с поперечно проходящими выступами на противолежащих коротких участках окружной поверхности износостойкого штифта;
Фиг.8 на схематичном перспективном изображении прямоугольный износостойкий штифт с наклонно проходящими выемками на противолежащих длинных участках окружной поверхности износостойкого штифта;
Фиг.9 на схематичном перспективном изображении прямоугольный износостойкий штифт с перекрестно расположенными выемками на противолежащих длинных участках окружной поверхности износостойкого штифта;
Фиг.10 на виде сбоку прямоугольный износостойкий штифт с не конгруэнтно расположенными выемками на противолежащих длинных участках окружной поверхности износостойкого штифта;
Фиг.11 на схематичном перспективном изображении износостойкий штифт с округлой поверхностью поперечного сечения;
Фиг.12 на схематичном перспективном изображении прямоугольный износостойкий штифт с наклонно расположенными, укороченными выемками на противолежащих длинных участках окружной поверхности износостойкого штифта;
Фиг.13 на схематичном перспективном изображении износостойкий штифт с многоугольным поперечным сечением и с наклонно расположенными, укороченными выемками на противолежащих длинных участках окружной поверхности износостойкого штифта;
Фиг.14 на схематичном перспективном изображении конически сужающийся износостойкий штифт с округлым поперечным сечением и наклонно расположенными выемками;
Фиг.15 на схематичном перспективном изображении сужающийся износостойкий штифт с прямоугольным поперечным сечением и наклонно расположенными выемками;
Фиг.16 на схематичном перспективном изображении прямоугольный износостойкий штифт с округло выполненными выемками;
Фиг.17 на схематичном перспективном изображении прямоугольный износостойкий штифт с системой выполненных в виде различных геометрических фигур выемок; и
Фиг.18 на виде сбоку износостойкий штифт с многоугольным поперечным сечением и выполненными в виде рифлений выемками;
Фиг.19 и 20 в перспективе и на боковом виде другой вариант выполнения шипа противоскольжения.
Фиг.1 на перспективном изображении показывает шип 10 противоскольжения с несущей частью 20 и удерживаемым в ней износостойким штифтом 30, как он более подробно показан на фиг.2а. Износостойкий штифт 30 в показанном примере осуществления имеет многоугольное поперечное сечение, в данном случае восьмиугольное поперечное сечение. Обозначенный фиг.2а двойной стрелкой стержневой участок 32, а также обозначенный также двойной стрелкой опорный участок 33 износостойкого штифта 30 расположены внутри несущей части 20 и удерживаются ею. Головной участок 31 износостойкого штифта 30, как он также обозначен на фиг.2а двойной стрелкой, выступает за торцевую внешнюю поверхность 22 несущей части 20.
Как можно позаимствовать из фиг.1, несущая часть 20 имеет цилиндрический удерживающий участок 21. Цилиндрический удерживающий участок 21 противоположно торцевой внешней поверхности 22 завешен фланцевым участком 23. Фланцевый участок 23 имеет округлое поперечное сечение. Диаметр фланцевого участка 25 увеличен относительно диаметра удерживающего участка 21. Боковая (окружная) поверхность удерживающего участка 21 через переходной участок 23.1 переходит округло в обращенную к торцевой внешней поверхности 22 поверхность фланцевого участка 23. Противоположно, фланцевый участок 23 завершен скошенной поверхностью 23.2.
В рамках изобретения также применима несущая часть 20, которая имеет не только один, но два и более фланцевых участка 23.
В показанном примере осуществления износостойкий штифт 30 выполнен из твердого сплава, а несущая часть 20 – из усиленного, например, армированного волокном, полимера. В качестве волокон могут использоваться арамидные волокна, углеродные волокна, полиэфирные волокна, нейлоновые волокна, полиэтиленовые волокна или волокна органического стекла. Также возможно применять базальтовые волокна, борные волокна, стекловолокна, керамические волокна или кремнеземные волокна. Также возможно использование усиленного полимера, который содержит шарообразные усиливающие компоненты.
Кроме того, также может быть предусмотрено то, что полимер имеет один или несколько других субстанций. Так, например, может быть предусмотрено, что полимер имеет средство, которое имеет смазывающее свойство. Например, здесь возможно использование тефлона. Этим оказывается положительное влияние на износостойкое свойство несущей части 20. В частности, вследствие этого уменьшается износ несущей части 20. Также возможно в полимере в качестве дополнительного средства использовать углерод. Также с помощью этой добавки получается улучшение износостойкости.
Несущую часть 20 вместо полимера можно изготавливать из металла или из керамики. Она может быть изготовлена посредством литья, метода впрыска, обработки давлением или обработки резанием. Использование полимера по сравнению с несущими частями 20 из металла или керамики имеет преимущество небольшого веса. Вследствие этого уменьшается общий вес шипа 10 противоскольжения, что при использовании на шинах автомобиля ведет к уменьшенной нагрузке дорожного покрытия.
Для своего использования несущая часть 20 закрепляется в поверхности не показанной шины так, что головной участок 31 износостойкого штифта 30 выступает из поверхности шины. Посредством фланцевого участка 23 образовано соединение с силовым и геометрическим замыканием между несущей частью 20 и шиной, так что шип 10 противоскольжения даже при высоких воздействующих центробежных сил не ослабляется из поверхности шины. При заснеженной или заледенелой дороге головной участок 21 износостойкого штифта 30 проникает в снежный или ледяной слой, вследствие чего достигается хорошее сцепление шины на грунтовом покрытии. При этом, в частности при ускорении, при торможении или при движении на повороте на износостойкий штифт 30 передаются высокие силы. Ввод силы в износостойкий штифт 30 происходит через головной участок 31. Возникают как аксиально ориентированные усилия, так и поперечные усилия, которые передаются от износостойкого штифта 30 на несущую часть 20. Из–за воздействующих из различных направлений усилий в жизненном цикле шипа 10 противоскольжения, в частности также посредством геометрии износостойкого штифта 30 и несущей части 20 в новом состоянии и изменяющуюся геометрию в состоянии использования, на износостойкий штифт 30 передаются дополнительные силы вращения, которые ориентированы в окружном направлении вокруг показанной на фиг.2а продольной оси 42 износостойкого штифта 30. Также эти силы вращения должны передаваться от износостойкого штифта 30 на несущую часть 20 без вращения износостойкого штифта 30 вокруг продольной оси 42 внутри несущей части 20.
Фиг.2а показывает на виде сбоку износостойкий штифт 30 с многоугольным поперечным сечением и системой выемок 35. Фиг.2b показывает на виде сверху показанный на фиг.2а износостойкий штифт 30. Как в частности можно заключить из фиг.2b, поперечное сечение износостойкого штифта 30 выполнено восьмиугольным. Окружная поверхность 34 износостойкого штифта 30 образует соответственно восемь расположенных под углом друг к другу частичных поверхностей 34.1, 34.2, 34.3, 34.4, 34.5, 34.6, 34.7, 34.8. Упомянутые частичные поверхности 34.1, 34.2, 34.3, 34.4, 34.5, 34.6, 34.7, 34.8 расположены вокруг проходящей вдоль своей продольной протяженности продольной оси 42 износостойкого штифта 30. Первая и противолежащая ей пятая частичная поверхность 34.1, 34.5 выполнены удлиненными в окружном направлении относительно непосредственно смежных второй, четвертой, шестой и восьмой частичных поверхностей 34.2, 34.4, 34.6, 34.8, а также расположенной между второй и четвертой частичными поверхностями 34.2, 34.4 третьей частичной поверхности 34.3 и расположенной между шестой и восьмой частичными поверхностями 34.6, 34.8 седьмой частичной поверхности 34.7. Между третьей и седьмой частичной поверхностью 34.3, 34.7 головной участок 31 и противолежащий опорный участок 33 образуют уплощенную вершину, которая сбоку наклонно опускается к первой и пятой частичной поверхности 34.1, 34.5 скошено в направлении к стержневому участку 32.
Частичные поверхности 34.1, 34.2, 34.3, 34.4, 34.5, 34.6, 34.7, 34.8 образуют следующие друг за другом в окружном направлении участки окружной поверхности 34. Эти участки в показанном примере осуществления проходят от головного участка 32 через стержневой участок 32 до опорного участка 33.
На первую частичную поверхность 34.1 и противолежащую пятую частичную поверхность 34.5 в области стержневого участка 32 отформованы выемки 35. Выемки 35 выполнены как удлиненные проходящие прямолинейно канавки. Они вдоль своей продольной протяженности ориентированы поперек продольной оси 42. Выемки 35 ориентированы наклонно к продольной оси 42. Они имеют относительно продольной оси 42 угол, который меньше 90° и больше 60°. Выемки 35 проходят по всей, определенной поперек продольной оси ширине первой и пятой частичной поверхности 34.1, 34.5. Таким образом, со стороны конца они выдаются в соответственно соседние участки окружной поверхности 34, т.е. во вторую и восьмую частичную поверхность 34.2, 34.8, соответственно, в четвертую и шестую частичную поверхность 34.4, 34.6.
Выемки 35 относительно своего окружения имеют обозначенную на фиг.2b двойной стрелкой глубину 40. В качестве исходной точки для измерения глубины 40 служит прямолинейное соединение поверхности первой, соответственно, пятой частичной поверхности 34.1, 34.5 вне выемок. Этим является имеющееся положение первой, соответственно, пятой частичной поверхности 34.1, 34.5 в области головного участка 31 и опорного участка 33. Выполненные между выемками 35 области в своем максимуме находятся на высоте этого прямолинейного соединения или незначительно ниже нее. Глубина 40 выемок 35 лежит в диапазоне от 0 до 1 мм. Как в частности можно заключить из фиг.2а, выемки 35 и расположенные между выемками 35 области выполнены закругленными. Острых кромок нет.
Внутри первой и внутри пятой частичной поверхности 34.1, 34.5 выемки 35 соответственно ориентированы одинаково. Следующие друг за другом вдоль продольной оси 42 износостойкого штифта 30 выемки 35 одинаково дистанцированны друг от друга. В направлении взгляда на пятую частичную поверхность 34.5 расположенные на пятой частичной поверхности 34.5 выемки 35 и расположенные на первой частичной поверхности 34.1 выемки расположены с противоположным наклоном друг относительно друга. В проекции первой частичной поверхности 34.1 на пятую частичную поверхность 34.5 проецируемые друг на друга выемки 35 пересекаются.
Частичные поверхности 34.1, 34.2, 34.3, 34.4, 34.5, 34.6, 34.7, 34.8 соответственно дистанцированны вдоль своей продольной протяженности одинаково далеко от продольной оси 42. Головной участок 31 и опорный участок 33 соответственно имеют одинаковые площади поперечного сечения.
Для изготовления шипа 10 противоскольжения, как он показан на фиг.1, показанный на фиг.2а и 2b износостойкий штифт 30 заделывается в несущую часть 20. Это у изготовленной из полимера несущей части 20 может происходить посредством литья под давлением. Однако, также возможно износостойкий штифт 30 запрессовывать в изготовленную из предпочтительно пластичного материала, например, металла, несущую часть 20.
При сведении износостойкого штифта 30 и несущей части 20 материал несущей части 20 проникает в выемки 35 износостойкого штифта 30. Таким образом, между несущей частью 20 и износостойким штифтом 30 возникают соединения с геометрическим замыканием, которые блокируют перемещение износостойкого штифта 30 относительно несущей части 20.
В результате ориентирования выемок 35 поперек продольной оси 42 образованы действующие в направлении продольной оси 42 соединения с геометрическим замыканием. Вследствие этого заблокировано аксиальное перемещение износостойкого штифта 30 относительно несущей части 20. Эти радиально действующие при применении на шине соединения с геометрическим замыканием являются причиной того, что износостойкий штифт 30 даже при высоких скоростях вращения шины и тем самым при высоких центробежных силах или при высоких направленных радиально внутрь сжимающих усилиях надежно удерживается несущей частью 20.
Выемки 35 разделены в окружном направлении. Следовательно, никакие сплошные в окружном направлении выемки 35 не выполняются. В результате прерываний выемок 35 образуются действующие в окружном направление соединения с геометрическим замыканием. Они блокируют предпочтительно вращательное движение износостойкого штифта 30 относительно несущей части 20 вокруг его продольной оси 42. В частности, при изношенном с одной стороны во время эксплуатации головном участке 31 износостойкого штифта 30 воздействующие в окружном направлении силы могут передаваться на износостойкий штифт 30. У известных износостойких штифтов 30 со сплошными выемками 35, которые, например, могут быть выполнены окружными в плоскости или спиралеобразно окружными относительно продольной оси 42, выемки 35 не образуют никакие ориентированные по меньшей мере частично в окружном направлении контактные поверхности между износостойким штифтом 30 и несущей частью 20. Таким образом, действующие в окружном направлении силы могут восприниматься исключительно наружным, например многоугольным, контуром износостойкого штифта 30 или подходяще отформованной опорной частью износостойкого штифта 30. Посредством соответствующих изобретению разделенных в окружном направлении выемок 35 в каждой конечной области выемок 35 создаются такие по меньшей мере по частям ориентированные в окружном направлении контактные поверхности между износостойким штифтом 30 и несущей частью 20.
Посредством наклонной относительно продольной оси и окружного направления ориентации выемок между износостойким штифтом 30 и несущей частью 20 создаются дополнительные, действующие блокирующим образом в окружном направлении контактные поверхности, которые препятствуют вращательному движению износостойкого штифта 30 вокруг своей продольной оси 42.
Посредством задания угла, который принимают выемки 35 вдоль своей продольной протяженности относительно продольной оси 42, соответственно, относительно окружного направления, может оказываться влияние на ориентацию выполненных между износостойким штифтом 30 и несущей частью 20 в области выемок 35 контактных поверхностей. Таким образом, при малых образованных между продольной протяженностью выемок 35 и продольной осью 42 износостойкого штифта 30 углах улучшается блокирующее действие соединений с геометрическим замыканием в окружном направлении. Относительно больших – образованных между продольной протяженностью выемок 35 и продольной осью 42 износостойкого штифта 30 – углов составляющая ориентированных в осевом направлении контактных поверхностей увеличивается, что ведет к улучшенному соединению с геометрическим замыканием в осевом направлении. Хорошо действующее как в осевом направлении, так и в окружном направлении соединение с геометрическим замыканием достигается, когда угол между продольной протяженностью выемок 35 и продольной осью 42 износостойкого штифта 30 лежит в диапазоне от 60° до 90°. В этом угловом диапазоне оптимальным образом учитываются условия, что воздействующие на износостойкий штифт 30 во время эксплуатации переменные силы действуют в аксиальном направлении и в окружном направлении.
Соответственно за счет большого количества соседних в осевом направлении выемок 35 образуется много действующих блокирующим образом контактных поверхностей между износостойкой частью 30 и несущей частью 20. Вследствие этого при данной воздействующей силе уменьшается образующееся контактное напряжение и, тем самым, опасность деформации более мягкого по сравнению с износостойким штифтом 30 материала несущей части 20.
Дополнительно к разделенным в окружном направлении выемкам 35 также многоугольный внешний контур износостойкого штифта 30 с выполненными между частичными поверхностями 34.1, 34.2, 34.3, 34.4, 34.5, 34.6, 34.7, 34.8 кромками ведет к блокировке вращательных движений. Этот эффект усиливается в результате удлиненного выполнения первой и пятой частичной поверхности 34.1, 34.5.
Посредством закругленного контура выемок 35 и переходов между соседними выемками 35 исключены острые кромки и, тем самым, концентрация напряжения при надрезе как на износостойком штифте 30, так и на окружающей несущей части.
В показанном на фиг.2а и 2b примере осуществления головной участок 31 и опорный участок 33 выполнены одинаково. Стержневой участок 32, не принимая во внимание впадины в результате выемок 35, не имеет никаких изменений контура или поперечного сечения вдоль своей продольной протяженности. Выемки 35 на противолежащих участках окружной поверхности 34 в проекции расположены с противоположным наклоном друг относительно друга. В результате такого выполнения износостойкого штифта поперек и вдоль продольной оси 24 образуются плоскости симметрии, которые позволяют монтаж износостойкого штифта 30 в различных ориентациях. Так, при заделывании износостойкого штифта 30 в несущую часть 20 оба противолежащих конца износостойкого штифта 30 могут предусматриваться в качестве головного участка 31 или в качестве опорного участка 33. Несущие выемки 35 первая и пятая частичные поверхности 34.1, 34.5 выполнены вращательно симметрично друг относительно друга своими соответственно соседними участками, так что даже в окружном направлении возможны две равнозначные ориентации износостойкого штифта 30. Это явно упрощает изготовление шипа 10 противоскольжения, поскольку при заделывании износостойкого штифта 30 в несущую часть 20 не нужно делать различий, например, между головным и опорным участком 31, 33. Поскольку вдоль продольной оси 42 имеется только одна плоскость симметрии, выполненное на головном участке 31 ребро по заданию может ориентироваться относительно направления движения шины. Так, ребро может быть расположено, например, поперек окружного направления шины, чтобы достичь лучшего сцепления износостойкого штифта 30 в процессе торможения или ускорения со скользкой поверхностью дороги.
Выемки 35 расположены предпочтительно в области стержневого участка 32 износостойкого штифта 30. Так, образованные вследствие этого соединения с геометрическим замыканием между износостойким штифтом 30 и несущей частью 20 могут доводиться до непосредственной близости к внешней поверхности 22 в виде внешнего завершения несущей части 20. Тем самым получается короткий рычаг между головным участком 31 в виде точки ввода силы при эксплуатации износостойкого штифта 30 в шине и обращенными к поверхности шины соединениями с геометрическим замыканием. Таким образом, могут уменьшаться опрокидывающие движения износостойкого штифта 30 внутри несущей части 20 поперек его продольной оси 42.
Глубина выемок 35 выбрана таким образом, что образованные ими соединения с геометрическим замыканием сохраняются даже при различной усадке использованного при изготовлении несущей части 20 материала и материала износостойкого штифта 30 при изготовлении шипа 10 противоскольжения. В результате такой различной усадки, как она, например, может возникать у изготовленного из твердого сплава износостойкого штифта 30 и изготовленной из полимера несущей части 20, может образовываться зазор между износостойким штифтом 30 и несущей частью 20. Глубина 40 выемок 35 рассчитана таким образом, что этот зазор надежно перекрыт и соединение с геометрическим замыканием сохраняется. Также такой зазор может образовываться в результате различного термического расширения соединенных материалов при температурном перепаде, причем за счет выбранной глубины 40 выемок 35 соединения с геометрическим замыканием сохраняются. Максимальная глубина 40 выемок 35 выбрана таким образом, что при обычных поперечных сечениях износостойкого штифта 35 остается достаточная толщина материала, чтобы не ослаблять износостойкий штифт 35.
Фиг.3а на виде сбоку показывает износостойкий штифт 30 с многоугольным поперечным сечением и другим расположением выемок 35. Фиг.3b на виде сверху показывает показанный на фиг.3а износостойкий штифт 30. Контур износостойкого штифта 30, его головной участок 31 и его опорный участок 33, а также использованный материал соответствуют показанному на фиг.2а и 2b износостойкому штифту 30, на соответствующее описание которого здесь следует сделать ссылку.
В первой, третьей, пятой и седьмой частичных поверхностях 34.1, 34.3, 34.5, 34.7 отформованы выемки 35. Отформованные в третьей и противолежащей седьмой частичной поверхности 34.3, 34.7 выемки 35 ориентированы поперек продольной оси 42 износостойкого штифта 30 и своими открытыми концами направлены в соответственно соседние вторую и четвертую частичные поверхности 34.2, 34.4, соответственно, шестую и восьмую частичные поверхности 34.6, 34.8. В показанном примере осуществления введенные в третью и седьмую частичную поверхность 34.3, 34.7 выемки 35 ориентированы вдоль своей продольной протяженности перпендикулярно продольной оси 42 и тем самым в окружном направлении. Отформованные в первой и противолежащей пятой частичной поверхности 34.1, 34.5 выемки 35 выполнены в виде продольных желобков. Они с концов закрыты и соответственно не доходят до соседних в окружном направлении участков износостойкого штифта 30. Отформованные в первой и противолежащей пятой частичной поверхности 34.1, 34.5 выемки 35 ориентированы наклонно к продольной ости 42 и тем самым также наклонно к окружному направлению износостойкого штифта 30. По сравнению с показанными на фиг.2а и 2b выемками 35 отформованные в первой и противолежащей пятой частичной поверхности 34.1, 34.5 на фиг.3а и 3b выемки 35 ориентированы относительно продольной оси 42 под меньшим углом.
Также в случае показанных на фиг.3а и 3b выемок 35 они разделены в окружном направлении, т.е. выполнены не окружными относительно износостойкого штифта 30. Вследствие этого, как выполнено на фиг.2а и 2b, получаются действующие в окружном направлении соединения с геометрическим замыканием между износостойким штифтом 30 и показанной на фиг.1 окружающей износостойкий штифт 30 несущей частью 20. Отформованные в третьей и противолежащей седьмой частичной поверхности 34.3, 34.7 выемки 35 ориентированы таким образом, что они улавливают ориентированные, в частности, в осевом направлении силы. Отформованные в первой и противолежащей пятой частичной поверхности 34.1, 34.5 выемки 35 посредством своей предусмотренной под острым углом к продольной оси 42 ориентации оптимизированы для приема направленных в окружном направлении сил. Таким образом, износостойкий штифт 30 как в осевом направлении, так и в окружном направлении может посредством соединений с геометрическим замыканием жестко соединяться с окружающей несущей частью 20, как это показано на фиг.1.
Выемки 35 выполнены закругленными с описанными к фиг.2а и 2b преимуществами. Износостойкий штифт 30 имеет симметрии, проходящие поперек и вдоль продольной оси 42, так что он может заделываться в несущую часть 20 в нескольких равнозначных ориентациях. Это обеспечивает простое и экономичное изготовление шипа 10 противоскольжения.
Фиг.4 показывает на схематичном перспективном изображении прямоугольный износостойкий штифт 30 с поперечно проходящими выемками 35 на противолежащих длинных участках окружной поверхности 34 износостойкого штифта 30.
Схематичный прямоугольный внешний контур показанного на Фиг.4–10, а также на фиг.12, 16 и 17 износостойкого штифта 30 служит упрощенным изображением различных выполнений и расположений выемок 35 и выступов 36, как они могут быть расположены на износостойком штифте 30. Изображенные и описанные выемки 35 и выступы 36 в своем выполнении и по своим свойствам могут переносится на другие геометрии штифта, например, на показанную на фиг. 2а, 2b, 3а, 3b восьмиугольную геометрию штифта. Показанные износостойкие штифты 30 разделены соответственно вдоль своей продольной оси 42 на головной участок 31, стержневой участок 32 и опорный участок 33, как они обозначены соответствующими двойными стрелками. Возможно по–разному формовать головной участок 31 и опорный участок 33. Так, например, на опорном участке 33 могут быть отформованы дополнительные крепежные элементы.
Как можно заключить из фиг.4, выемки 35 отформованы в виде гальтельных канавок в окружной поверхности 34. Они одинаково дистанцированны друг от друга вдоль продольной оси 42 износостойкого штифта 30. Они могут быть ориентированы вдоль своей продольной протяженности поперек, в данном случае перпендикулярно, относительно продольной оси 42 износостойкого штифта 30. Вследствие этого относительно окружающего материала несущей части 20, как это показано на фиг.1, формируются соединения с геометрическим замыканием, которые предназначены, в частности, для отведения аксиально воздействующих на износостойкий штифт 30 сил в несущую часть 20 и тем самым в покрышку шины. Внутренняя поверхность выемок 35 выполнена закругленной так, что концентрации напряжения при надрезе (надрезающее воздействие) на износостойком штифте 30 или материале окружающей несущей части 20 предотвращаются. Поперек своей продольной протяженности выемки 35 через края переходят в соседнюю окружную поверхность 34. Такие острые края (кромки) ведут к образованию соединений с геометрическим замыканием с окружающим материалом несущей части 20, которые могут передавать высокие усилия. Однако, также возможно выполнять эти переходы закругленными, чтобы здесь также уменьшить концентрацию напряжений при надрезе.
Выемки 35 со стороны конца открыты и оканчиваются в соседних коротких участках окружной поверхности 34. В окружном направлении выемки 35 являются прерванными. Вследствие этого во взаимодействии с показанной, например, на фиг.1 окружающей несущей частью 20 образуются действующие в окружном направлении соединения с геометрическим замыканием между износостойким штифтом 30 и окружающей несущей частью 20. Вместе с прямоугольным контуром износостойкого штифта 30 эти соединения с геометрическим замыканием блокируют вращательное движение износостойкого штифта 30 внутри несущей части 20 вокруг его продольной оси 42.
Как можно позаимствовать из фиг.4, 6, 7, 10, расположенные на противолежащих участках окружной поверхности 34 выемки 35 вдоль продольной оси 42 износостойкого штифта 30 расположены со смещением друг относительно друга на величину аксиального сдвига 43. Вследствие этого предотвращено то, что выемки 35 точно противоположно отформованы в износостойком штифте 30. Посредством такого расположения могут предотвращаться сильные сужения поперечного сечения износостойкого штифта 30 за счет противоположно расположенных выемок 35 и связанное с этим ослабление износостойкого штифта 30.
В результате выполнения выемок 35 на длинных участках окружной поверхности 34 обеспечиваются большие по площади соединения с геометрическим замыканием относительно окружающей несущей части 20. Они могут передавать большие усилия без деформации, в частности, мягкого материала несущей части 20 в результате слишком большого контактного напряжения. Посредством образованных соединений с геометрическим замыканием вдоль длинных участков блокируются опрокидывания износостойкого штифта 30, в частности, по длинным краям головного, соответственно, опорного участка 31, 33.
Выемки 35 могут иметь, например, вдоль своей продольной протяженности постоянный контур, т.е. одинаковую форму и одинаковую глубину 40. При этом выемки 35 проходят прямолинейно вдоль своей продольной протяженности. Однако, также возможно, что форма и/или глубина 40 выемок 35 вдоль их продольной протяженности изменяется и/или что выемки 35 вдоль своей продольной протяженности проходят дугообразно, изогнуто или по ломанной. Посредством такого изменения формы, глубины 40 и/или хода выемок 35 вдоль их продольной протяженности образованные соединения с геометрическим замыканием с окружающей несущей частью 20 могут подгоняться к соответственно ожидаемым требованиям за счет того, что блокирующие друг друга контактные поверхности посредством выбора формы, глубины 40 и/или хода выемок 35 ориентируются подходящим образом.
Выполненные в износостойком штифте 30 в виде элемента геометрического замыкания выемки имеют по сравнению с выступами 36, как они показаны на фиг.5, преимущество в экономии материалов при изготовлении износостойкого штифта 30. В частности, это является существенным при изготовлении износостойких штифтов 30 при большом числе изделий из относительно дорогих материалов, как в данном случае из твердого сплава.
Фиг.5 показывает в схематичном перспективном изображении прямоугольный износостойкий штифт 30 с проходящими поперек выступами 36 на противолежащих длинных участках окружной поверхности 34 износостойкого штифта 30. При этом выступы 36 возвышаются на обозначенную стрелкой высоту 41 относительно окружающей окружной поверхности 34.
Выступы 36 выполнены валикообразными с поверхностями, закругленными для предотвращения концентраций напряжений при надрезании. Переходы в окружающую окружную поверхность 34 выполнены в данном случае с острыми краями (кромками). Однако, также для предотвращения концентраций напряжений при надрезе возможно предусмотреть закругленные переходы. Выступы 36 проходят вдоль своей продольной протяженности прямолинейно с остающимся одинаковым внешним контуром и высотой 41. Возможно выполнять высоту 41, форму и/или ориентацию выступов 36 вдоль их продольной протяженности по–разному, чтобы оказывать влияние на образованные соединения с геометрическим замыканием относительно окружающей несущей части 20. Выступы 36 расположены друг под другом эквидистантно вдоль продольной оси 42 износостойкого штифта 30. В окружном направлении выступы 36 разделены. В результате ориентации выступов 36 поперек, в данном случае перпендикулярно, продольной оси 42 износостойкого штифта 30 посредством выступов 36 образуются соединения с геометрическим замыканием с окружающей несущей частью 20, которые оптимизированы, в частности, для приема аксиально ориентированных усилий. Прерывание выступов 36 в окружном направлении дает действующие в окружном направлении соединения с геометрическим замыканием между износостойким штифтом 30 и несущей частью 20, как это показано, например, на фиг.1. Таким образом, у окончательно изготовленного шипа 10 противоскольжения износостойкий штифт 30 удерживается несущей частью 20 заблокированным образом как аксиально, так и в окружном направлении. При этом, действующая в окружном направлении блокада поддерживается посредством прямоугольного формирования износостойкого штифта 30.
Отформованные на противолежащих длинных участках износостойкого штифта 30 выступы 36 расположены со смещением относительно друг друга в осевом направлении. Аксиальный сдвиг 43 обозначен двойной стрелкой на двух выступах 36. В результате аксиального сдвига 43 вдоль продольной оси 42 достигается постоянное или по меньшей мере приближенное к постоянному поперечное сечение и тем самым по меньшей мере приближенная к постоянной прочность износостойкого штифта 30.
По сравнению с выполненными в качестве элементов геометрического замыкания выемками 35 выступы 36 имеют преимущество в том, что они не приводят к сужению поперечного сечения и тем самым ведут к незначительному ослаблению материала износостойкого штифта 30.
Посредством образованных соединений с геометрическим замыканием вдоль длинных участков блокируются опрокидывания износостойкого штифта 30, в частности, по длинным краям головного, соответственно, опорного участка 31, 33.
На показанных на фиг.4 и фиг.5 выполнениях выемки 35, соответственно, выступы 36 расположены в стержневом участке 32 соответствующего износостойкого штифта 30. Так, получается множество соединений с геометрическим замыканием между износостойким штифтом 30 и окружающей несущей частью 20, которые подводятся вплоть до головного участка 31 износостойкого штифта 30 и, тем самым, до точки ввода силы при использовании штифта 10 противоскольжения на шине. Посредством большого количества и соединений с геометрическим замыканием могут восприниматься высокие, воздействующие на износостойкий штифт 30 силы. При этом, посредством незначительного рычага между головным участком 31 и обращенными к головному участку 31 соединениями с геометрическим замыканием исключаются опрокидывания износостойкого штифта 30 внутри несущей части 20 даже при высоких, воздействующих на головной участок 21 поперечных сил.
Фиг.5а показывает на схематичном изображении отличающееся от фиг.4 и 5 выполнение износостойкого штифта 30. Как можно заключить их этого изображения, на одной стороне износостойкого штифта 30 предусмотрены выступы 36, а на противолежащей стороне – выемки 35. Относительно формы, расположения и вариантов исполнения выступов 36, соответственно, выемок с целью устранения повторений можно сослаться на выше описанные рассуждения для фиг.4 и 5. С помощью такого исполнения (формы) износостойкого штифта 30 достигается улучшенная фиксация в несущей части 20. В частности, при этом достигнуто улучшенное удержание износостойкого штифта 30 относительно опрокидывания, в частности, при торможении и ускорении или движении при повороте во время использования при вождении. Это имеет место, в частности, тогда, когда износостойкий штифт 30 монтируется в шине так, что стороны, которые имеют выемки 35, соответственно, выступы 36, расположены поперек направления F движения, как это наглядно показано на фиг.5.
Фиг.6 показывает на схематичном перспективном изображении прямоугольный износостойкий штифт 30 с поперечно проходящими выемками 35 на противолежащих коротких участках окружной поверхности 34 износостойкого штифта 30. Образованные галтелеобразно со скругленным дном и с прямолинейным ходом выемки 35 ориентированы поперек, здесь перпендикулярно, продольной оси 42 износостойкого штифта 30. При этом выемки 35 расположены внутри стержневого участка 32 износостойкого штифта 30. Отформованные на противолежащих участках износостойкого штифта 30 выемки 35 расположены со смещением друг относительно друга вдоль продольной оси 42 износостойкого штифта на величину аксиального сдвига 43, вследствие чего устраняется недопустимо высокое уменьшение площади поперечного сечения износостойкого штифта 30.
Посредством образованных соединений с геометрическим замыканием вдоль коротких участков блокируется опрокидывание износостойкого штифта 30, в частности, по коротким кромкам головного, соответственно, опорного участка 31, 33.
Фиг.7 показывает на схематичном перспективном изображении прямоугольный износостойкий штифт 30 с поперечно проходящими выступами 36 на противолежащих коротких участках окружной поверхности 34 износостойкого штифта 30. Валикообразные выступы ориентированы поперек, в данном случае перпендикулярно, продольной оси 42 износостойкого штифта 30. Вдоль продольной оси 42 через одинаковые расстояния друг от друга расположены смежные выступы 36. Расположенные на противолежащих участках окружной поверхности 34 выступы 36 смещены друг относительно друга вдоль продольной оси 42 на величину аксиального сдвига 43. В окружном направлении выступы 36 являются прерванными.
Выполненные подобным образом выступы 36 образуют относительно окружающей несущей части 20, как она показана, например, на фиг.1, соединения с геометрическим замыканием, которые блокируют как аксиальное перемещение, так и вращательное движение износостойкого штифта 30 внутри несущей части 20. Посредством расположения выступов на измеренных поперек продольной оси 42 коротких участках окружной поверхности 34 блокируются опрокидывающие движения износостойкого движения по его коротким кромкам.
Фиг.8 показывает на схематичном перспективном изображении прямоугольный износостойкий штифт 30 с наклонно проходящими выемками 35 на противолежащих длинных участках окружной поверхности 34 износостойкого штифта 30.
Выемки 35 выполнены в виде прямолинейно проходящих, галтелеобразных канавок. Они вдоль своей продольной протяженности ориентированы под углом 44 к продольной оси 42 износостойкого штифта 30. Со стороны конца выемки 35 оканчиваются в коротких участках окружной поверхности 34. Выемки 35 расположены на расстоянии друг от друга вдоль продольной оси 42 и разделены в окружном направлении. Расположенные на противолежащих длинных участках окружной поверхности 34 выемки 35 расположены со смещением друг относительно друга в осевом направлении.
Посредством наклонного расположение выемок 35 относительно продольной оси 42 в сравнении с перпендикулярно проходящими выемками 35, как они показаны на фиг.4, достигается улучшенное, действующее в окружном направлении геометрическое замыкание между износостойким штифтом 30 и окружающей его несущей частью 20, как она показана, например, на фиг.1. Одновременно посредством ориентации выемок 35 поперек продольной оси 42 даже высокие аксиально воздействующие на износостойкий штифт 30 силы могут надежно отводиться в несущую часть 20. Посредством аксиального сдвига 43 противоположно расположенных выемок 35 предотвращено недопустимое сужение поперечного сечения износостойкого штифта 30.
Фиг.9 показывает на схематичном перспективном изображении прямоугольный износостойкий штифт 30 со скрещенным расположением выемок 35 на противолежащих длинных участках окружной поверхности 34 износостойкого штифта 30. Проходящие прямолинейно выемки 35 проходят поперек продольной оси 42 по всей ширине длинных сторон износостойкого штифта 30 так, что они со стороны конца оканчиваются в коротких участков окружной поверхности 34. Выемки 35 вдоль своей продольной протяженности наклонены под углом 44 относительно продольной оси 42 таким образом, что соответственно две выемки 35 в проходящей вдоль продольной оси 42 центральной области длинных участков скрещены. В результате такого симметричного выполнения выемок 35 предотвращается опрокидывание износостойкого штифта 30, например, при аксиально вводимых усилиях, относительно окружающей несущей части 20.
Фиг.10 показывает на виде сбоку прямоугольный износостойкий штифт 30 с неконгруэнтно расположенными выемками 35 на противолежащих длинных участках окружной поверхности 34 износостойкого штифта 30. Расположенные с задней стороны на выбранном боковом виде выемки 35 обозначены штриховыми линиями. На каждом из показанных длинных участков изображена только одна выемка 35. Однако, возможно на каждом из длинных участков располагать соответственно одинаково ориентированные выемки 35 дистанцированно друг от друга вдоль продольной оси 42 внутри стержневого участка 32.
Выемки 35 ориентированы под углом 44 к продольной оси 42. При этом может быть предусмотрено то, что углы 44 на противолежащих сторонах образованы одинаково, как показывает фиг.10. Однако, также возможно, что на противолежащих сторонах используются разные углы. При этом расположенные на противолежащих участках окружной поверхности 34 выемки 35 в проекции расположены пересекаясь друг с другом. В результате скрещенного расположения выемок 34 предотвращается недопустимое сужение поперечного сечения износостойкого штифта 30, как оно может возникать при противоположно расположенных и одинаково ориентированных в проекции выемок 35, и связанное с ним ослабление износостойкого штифта 35. Ориентированные наклонно под углом 44 к продольной оси 42 выемки 35 обеспечивают образование действующих как в осевом направлении, так и в окружном направлении соединений с геометрическим замыканием износостойкого штифта 30 относительно окружающей несущей части 20.
Фиг.11 на схематичном перспективном изображении показывает износостойкий штифт 30 с округлой площадью поперечного сечения. Выемки 35 отформованы в износостойком штифте 30 вдоль своей продольной оси 42. Выемки 35 имеют вытянутую форму. Они ориентированы вдоль своей продольной протяженности поперек, в данном случае перпендикулярно, продольной оси 42. Однако, также возможно, что выемки 35 расположены повернуто относительно продольной оси на угол. На противолежащем участке окружной поверхности 34 вдоль продольной оси 42 износостойкого штифта 30 расположены закрыто расположенные, одинаковые выемки на расстоянии друг от друга в осевом направлении. Выемки 35 разделены в окружном направлении износостойкого штифта 30. Посредством выемок 35 на окружающей несущей части 20, в которую может заформовываться износостойкий штифт 30, образуются действующие как в осевом направлении, так и в окружном направлении соединения с геометрическим замыканием. Таким образом, предотвращается аксиальное движение износостойкого штифта 30, а также вращательное движение износостойкого штифта 30 вокруг его продольной оси 42 внутри несущей части 20. Износостойкие штифты 30 с округлыми поперечными сечениями имеют возможность простого и экономичного изготовления. Однако, чисто цилиндрический внешний контур не образует с несущей частью 20 геометрически замыкаемое соединение. В результате разделенных в окружном направлении выемок 35 могут реализовываться действующие как в окружном направлении, так и аксиально соединения с геометрическим замыканием между износостойким штифтом 50 с по существу цилиндрическим внешним контуром и окружающей несущей частью 20. Таким образом, действующие в окружном направлении на износостойкий штифт усилия не приводят к нежелательному вращению износостойкого штифта 30 внутри несущей части 20 вокруг его продольной оси 42.
Фиг.12 на схематичном перспективном изображении показывает прямоугольный износостойкий штифт 30 с расположенными наклонно, укороченными выемками 35 на противолежащих длинных участках окружной поверхности 34 износостойкого штифта 30. Выемки 35 в виде вытянутых желобов отформованы в измеренных в окружном направлении, длинных участках окружной поверхности 34 износостойкого штифта 30. Они ориентированы вдоль своей продольной протяженности наклонно к продольной оси 42 износостойкого штифта 30. Выемки 35 со стороны конца замкнуты внутри длинных участков окружной поверхности 34 так, что они не выступают в соседний, измеренный в окружном направлении короткий участок окружной поверхности 34. Они расположены дистанцированно друг от друга вдоль продольной оси 42 и выполнены разделенными в окружном направлении. Если выполненный таким образом износостойкий штифт 30 заформовывается в несущую часть 20, то материал несущей части 20 проникает в выемки 35 так, что в несущей части 20 образуются соединения с геометрическим замыканием между износостойким штифтом 30 и несущей частью 20. Эти соединения действуют как в аксиальном направлении, так и в окружном направлении износостойкого штифта 30. Выемки 35 расположены внутри стержневого участка 32 износостойкого штифта 30. Однако, также возможно предусмотреть выемки в головном участке 31 или в опорном участке 33.
Фиг.13 на схематичном перспективном изображении показывает износостойкий штифт 30 с многоугольным поперечным сечением и расположенными наклонно, укороченными выемками 35 на противолежащих длинных участках окружной поверхности 34 износостойкого штифта 30. Поперечное сечение износостойкого штифта 30 выполнено восьмиугольным. Выемки 35 выполнены соответственно изображению на фиг.12 и соответствующему описанию и отформованы в расположенных противолежащими, длинных по сравнению с соседними участками в окружном направлении участках окружной поверхности 34.
Фиг.14 на схематичном перспективном изображении показывает конически сужающийся износостойкий штифт 30 с округлым поперечным сечением и наклонно расположенными выемками 35. Выемки 35 расположены дистанцированно друг относительно друга вдоль продольной оси 42 износостойкого штифта 30 и ориентированы под наклоном к продольной оси 42. На противолежащем участке расположенные закрыто износостойким штифтом 30 выемки 35 отформованы в его окружной поверхности 34. В результате своего конического выполнение износостойкий штифт 30 может запрессовываться в несущую часть 20 и удерживаться в нем с силовым замыканием. Дополнительно к силовому замыканию посредством дистанцированных вдоль продольной оси 42 и разделенных в окружном направлении выемок образуются соединения с геометрическим замыканием между износостойким штифтом 30 и несущей частью 20 так, что прерывается движение износостойкого штифта 30 внутри несущей части 20 даже при высоких нагрузках.
Фиг.15 на схематичном перспективном изображении показывает сужающийся износостойкий штифт 30 с прямоугольным сечением и наклонно расположенными выемками 35. Выемки 35 отформованы в окружной поверхности 34 износостойкого штифта 30 в виде продольных желобков дистанцированно друг от друга вдоль продольной оси 42 износостойкого штифта 30 и ориентированно вдоль своей продольной протяженности наклонно к продольной оси 42 в области стержневого участка 32. Выполненный таким образом износостойкий штифт 30 также может запрессовываться в несущую часть 20 с силовым замыканием. Дополнительно вдоль выемок 35 образуются соединения с геометрическим замыканием между износостойким штифтом 30 и несущей частью 20, которые действуют как в окружном направлении, так и аксиально.
Фиг.16 на схематичном перспективном изображении показывает прямоугольный штифт 30 с округло выполненными выемками 35. Выемки 35 отформованы в окружной поверхности 34 износостойкого штифта 30 дистанцированно друг от друга вдоль продольной оси 42 и в окружном направлении износостойкого штифта 30. При этом выемки 35 предусмотрены на противолежащих, определенных в окружном направлении длинных участках окружной поверхности 34.
В данном случае, соответствующее основание выемок 35 выполнено закругленным, чтобы предотвратить концентрации напряжений при надрезе.
В результате своего разделения в окружном направлении выемки 35 образуют соединения с геометрическим замыканием относительно окружающей несущей части 20, которые действуют как в осевом направлении, так и в окружном направлении. В результате большого количества выемок 35 может выполняться большое число соединений с геометрическим замыканием между износостойким штифтом 30 и несущей частью 20 так, что высокие усилия от износостойкого штифта 30 могут отводиться на несущую часть 20 примерно показанного на фиг.1 шипа 10 противоскольжения.
Является возможным также в определенных в окружном направлении коротких участках окружной поверхности 34 износостойкого штифта 30 формовать расположенные дистанцированно друг от друга в осевом направлении и в окружном направлении выемки 35.
Фиг.17 на схематичном перспективном изображении показывает прямоугольный износостойкий штифт 30 с системой выполненных в виде различных геометрических фигур выемок 35. Показанные фигуры примерно подходят для произвольно выполненных выемок 35, которые отформованы дистанцированно в осевом направлении и разделенно в окружном направлении в области по меньшей мере стержневого участка 32 износостойкого штифта в его окружной поверхности 34. Посредством таких выемок 35 могут образовываться соединения с геометрическим замыканием относительно окружающей износостойкий штифт 30 несущей части 20, которые блокируют движение износостойкого штифта 30 относительно несущей части 20 как в осевом направлении, так и в окружном направлении. При этом форма выемок 35 может быть выбрана таким образом, что при ожидаемых нагрузках износостойкого штифта 30 надежно предотвращено движение относительно несущей части 20.
Фиг.18 показывает на виде сбоку износостойкий штифт 30 с многоугольным поперечным сечением и выполненными в виде рифления выемками 35. Внешний контур показанного на фиг.18 износостойкого штифта 30 – за исключением выемок 35 – соответствует контуру показанного на фиг.2а, 2b, 3а, 3b износостойкого штифта 30, на описание которого здесь делается соответствующая ссылка. В измеренных в окружном направлении длинных участках (первая и пятая частичная поверхность 34.1, 34.5) окружной поверхности 34 отформованы выемки 35 в форме рифления. Эти выемки 35 дистанцированы друг от друга в осевом направлении и в окружном направлении. Они соответственно разделены в окружном направлении. В данном случае, выемки 35 расположены в головном участке 31 в стержневом участке 32 и в опорном участке 33 износостойкого штифта 30.
Посредством рифления может образовываться множество соединений с геометрическим замыканием между износостойким штифтом 30 и удерживающей этот износостойкий штифт 30 несущей частью 20. Они действуют блокирующим образом как для аксиально ориентированного, так и для ориентированного в окружном направлении движения износостойкого штифта 30 относительно несущей части 20.
В примерах осуществления, как они показаны на фиг.1–18, соединения с геометрическим замыканием между износостойким штифтом 30 и несущей частью 20 шипа 10 противоскольжения образуются посредством дистанцированных в осевом направлении и разделенных в окружном направлении выемок 35 или выступов 36 в окружной поверхности 34 износостойкого штифта 30. Следует отметить, что геометрически замыкаемое соединение выемки 35 соответственно также может достигаться посредством ответно отформованного и одинаково ориентированного выступа 36 и, наоборот, геометрически замыкаемое соединение выступа 36 соответственно также может достигаться ответно отформованными и одинаково ориентированными выемками 35. Существенный признак представляет собой имеющееся в окружном направлении разделение выемок 35, соответственно, выступов 36, которые позволяют действующее в окружном направлении соединение с геометрическим замыканием между износостойким штифтом 30 и несущей частью 20.
Фиг.19 и 20 показывают на перспективном изображении и на виде сбоку шип 10 противоскольжения с несущей частью 20 и удерживаемым в нем износостойким штифтом 30, как он, например, ближе показан на фиг.2А–18 или может иметь иную геометрию в соответствии с изобретением, в частности, как она описана в формуле изобретения. По отношению к представленной на фиг.1 несущей части 20 несущая часть 20, представленная на фиг.19 и 20, имеет измененную геометрию в том отношении, что используется не цилиндрический удерживающий участок 21, а бочкообразный удерживающий участок 21. Также возможно применение удерживающего участка 21, который может иметь любую другую геометрию, например, вогнутую геометрию или комбинированную выпукло–вогнутую геометрию. Далее, несущая часть 21 отличается тем, что использованы два фланцевых участка 23, которые расположены дистанцированно друг от друга. Вместо двух фланцевых участков 23, разумеется, также могут быть предусмотрены три или более фланцевых участка на несущей части 20. В то время как диаметр одного фланцевого участка меньше, чем максимальный внешний диаметр удерживающего участка 21, второй фланцевый участок 23 имеет больший внешний диаметр, чем удерживающий участок 21. Фланцевые участки 23 переходят друг в друга через суженную область. Эта суженная область может быть, например, вогнуто, образована переходным участком 23.1. В остальном, несущая часть 20 может быть выполнена в соответствии с выше описанными выполнениями. Поэтому, для устранения повторов делается ссылка на приведенные выше рассуждения.