СМЕННЫЙ ПРОТЕКТОР ДЛЯ ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ ШИНЫ

Настоящая полезная модель относится к протекторам пневматических шин, а более точно касается сменного протектора для пневматической шины, который может применяться в качестве заменяемого протектора для пневматических шин автотранспортных средств различной категории и различной грузоподъемности в зависимости от дорожной ситуации и условий эксплуатации автомобиля.
В настоящее время существует множество типов приспособлений для повышения ходовых свойств транспортных средств, которые устанавливают на пневматические шины транспортных средств для использования в экстремальных условиях, например, при езде по снежным и обледенелым дорогам, а также в условиях бездорожья.
Особое значение имеет разработка специальных приспособлений, предназначенных для повышения ходовых свойств при езде по заснеженным или обледеневшим дорогам летних, или спортивных, или дождвых, или других пневматических шин, установленных на автомобилях, которые эксплуатируются в странах с теплым климатом. В таких странах, например, в большинстве европейских стран, за исключением стран Северной Европы, ввиду экономической нецелесообразности использование зимних шин не принято.
Особенно остро названная проблема стоит для грузового транспорта, для которого не используются зимние шины, так как они имеют высокую стоимость, доходящую до тысяч евро. Эксплуатация зимних шин становится экономически нецелесообразна. Такая же ситуация имеет место и для спортивных автомобилей. В случае возникновения экстремальной погодной ситуации спортивные автомобили становятся практически неуправляемыми.
Наряду с проблемой создания приспособлений, направленных на повышение ходовых качеств пневматических шин в зимних условиях, существует проблема разработки приспособлений, способных защитить от износа зимние шины при кратковременной эксплуатации в условиях положительных температур окружающего воздуха, при которой, как известно, происходит сильный износ зимних шин.
Еще одной проблемой является разработка сменных протекторов, которые используются для установки на изношенные протекторы пневматических шин с целью их восстановления.
Несмотря на разнообразие приспособлений, каждое из которых направлено на решение одной из названных выше задач, в настоящее время не известно о решении всех перечисленных задач в одном техническом воплощении. В практическом аспекте названное техническое решение должно иметь простую конструкцию, невысокую стоимость и легко монтироваться и демонтироваться в дорожных условиях.
Известен съемный протектор для пневматических шин (2245797 RU), содержащий профилированный обод с рисунком на наружной поверхности, на внутренней поверхности которого имеется ворсяной покров, при этом протектор выполнен с возможностью охвата беговой дорожки и большей части боковин пневматической шины.
Съемный протектор выполнен из такого же материала, как пневматическая шина, и имеет боковины, кромки которых выполнены с загнутыми краями, повышающими прочность съемного протектора. Съемный протектор рассчитан на длительную эксплуатацию для защиты пневматической шины от износа и также может быть использован в качестве восстановленного протектора при полном износе протектора пневматической шины.
Описанный съемный протектор практически полностью повторяет конфигурацию, структуру и габариты пневматической шины, что делает его стоимость сопоставимой со стоимостью самой пневматической шины. Кроме того, комплект из четырех таких съемных протекторов громоздок и не может поместиться в багажнике автомобиля, что практически исключает его использование в качестве вспомогательного средства в экстремальных дорожных ситуациях.
Монтаж съемного протектора осуществляют на снятой с автомобиля пневматической шине. Для этого снижают давление воздуха в пневматической шине до атмосферного, надевают съемный протектор на пневматическую шину до плотной посадки и накачивают воздух до штатного значения.
Монтаж описанного съемного протектора отличается высокой трудоемкостью и может быть осуществлен только в стационарных условиях с использованием специального оборудования.
Так как съемный протектор имеет форму пневматической шины, то надеть его можно только путем вставления пневматической шины внутрь съемного протектора, что представляется сложной операцией, так как съемный протектор практически не растягивается из-за его высокой жесткости. Выполнение кромок боковин съемного протектора с загнутыми краями, повышающими прочность, еще больше снижает способность к растяжению, что также усложняет процесс монтажа, который не может быть осуществлен водителем без посторонней помощи.
Известна съемная оболочка для поверхности качения пневматической шины (GB 2061201), содержащая основание из эластичного материала, например, резины, с которым жестко связан обод из эластичного материала, снабженный элементами противоскольжения, например, шипами. Внутренний диаметр оболочки примерно на треть меньше наружного диаметра пневматической шины, а жесткое крепление обода к оболочке обеспечивается путем вулканизации. Съемная оболочка предназначена для охвата беговой дорожки и большей части боковин пневматической шины и имеет усиленные кромки, придающие прочность съемной оболочке.
Описанная съемная оболочка фактически представляет собой устройство противоскольжения и предназначена для повышения проходимости шин в условиях заснеженных или обледеневших дорог.
Монтаж известной съемной оболочки осуществляют на пневматическую шину при номинальном значении давления воздуха в шине путем растяжения эластичной оболочки и охвата беговой дорожки и части боковин пневматической шины. Установка оболочки является трудоемким процессом, требующим использования специального оборудования или применения большой физической силы. Это обусловлено тем, что при отрицательных температурах эластичная оболочка становится жесткой и растянуть ее до состояния, когда возможно вставить пневматическую шину, весьма сложно.
Описанная конструкция съемного протектора также, как и описанный выше съемный протектор, имеет габариты, сопоставимые с габаритами пневматической шины, что затрудняет перевозку комплекта таких протекторов в багажнике автомобиля и ограничивает область применения такого протектора.
Ближайшим аналогом, взятым за прототип, является сменный протектор для пневматической шины (CN 201287591 Y), выполненный в виде кольцеобразной оболочки, которая имеет рисунок протектора на наружной поверхности и структуру, сходную со структурой пневматической шины, и выполнена с возможностью фиксации на беговой дорожке пневматической шины. Ширина кольцеобразной оболочки равна ширине беговой дорожки пневматической шины, а рисунок протектора кольцеобразной оболочки соответствует условиям эксплуатации пневматической шины. При этом возможность фиксации кольцеобразной оболочки на пневматической шине обеспечивается путем вулканизации, что создает неразъемное соединение кольцеобразная оболочка - пневматическая шина.
Известный сменный протектор предназначен для восстановления изношенного протектора пневматической шины и не может быть в дальнейшем демонтирован. Термин «сменный протектор» понимается как протектор, который заменяет изношенный протектор пневматической шины.
Монтаж описанного сменного протектора, предназначенного для восстановления изношенного протектора пневматической шины, осуществляют путем срезания с беговой дорожки пневматической шины изношенного протектора, установки на беговую дорожку сменного протектора, вулканизации пневматической шины со сменным протектором до получения неразъемного соединения кольцеобразная оболочка - пневматическая шина. Монтаж известного протектора может быть осуществлен только специалистом в стационарных условиях.
Описанный выше сменный протектор после установки на пневматическую шину по сути является восстановленным собственным протектором пневматической шины; при этом в зависимости от типа установленного сменного протектора пневматическая шина приобретает свойства летней, или зимней, или всесезонной шины. Автомобилист, который использует восстановленные шины, сталкивается с общей для всех автомобилистов задачей - как в дорожных условиях быстро и легко придать шинам, установленным на автомобиле, необходимые свойства в зависимости от погодных условий и дорожной ситуации.
Для решения такой проблемы необходимо устанавливать на восстановленные пневматические шины дополнительные приспособления, адаптированные к конкретным дорожным и погодным условиям, что требует дополнительных расходов.
В основу полезной модели положена задача создать сменный протектор для пневматической шины с таким выполнением, которое позволяло бы упростить его конструкцию, обеспечивало бы его фиксацию на пневматической шине без применения средств крепления и возможность быстрого и простого монтажа и демонтажа.
Поставленная задача решается тем, что в сменном протекторе для пневматической шины, выполненным в виде кольцеобразной оболочки, которая имеет рисунок протектора на наружной поверхности и струкруру, сходную со структурой пневматической шины, и выполнена с возможностью фиксации на беговой дорожке пневматической шины, согласно полезной модели, кольцеобразная оболочка имеет внутренний диаметр, по существу равный наружному диаметру пневматической шины, и ширину, равную по меньшей мере части беговой дорожки пневматической шины, при этом кольцеобразная оболочка выполнена с возможностью свободного надевания на беговую дорожку пневматической шины посредством снижения давления в пневматической шине ниже атмосферного и фиксации на беговой дорожке посредством увеличения давления в пневматической шине по меньшей мере до номинального значения.
Целесообразно, чтобы кольцеобразная оболочка была выполнена с возможностью многократного использования и снятия без нарушения целостности пневматической шины и кольцеобразной оболочки.
Патентуемый сменный протектор является наиболее простым и надежным в эксплуатации среди всех описанных выше устройств аналогичного назначения, и может быть использован многократно в течение длительного времени. При этом для удержания сменного протектора на пневматической шине не требуются специальные средства крепления или вулканизация, так как фиксация кольцеобразной оболочки осуществляется исключительно посредством давления в пневматической шине, которое плотно прижимает оболочку по меньшей мере к части беговой дорожки пневматической шины и создает в условиях эксплуатации практически неразъемное соединение беговая дорожка пневматической шины - сменный протектор. Такое соединение в условиях эксплуатации исключает попадание снега, грязи и воды между оболочкой и шиной, а при необходимости может быть легко смонтировано и демонтировано.
Патентуемый сменный протектор компактен, имеет невысокую стоимость и может иметь маркировку, включающую марку, модель и технические характеристики. При этом сменный протектор может быть использован многократно в течение нескольких сезонов, а комплект из четырех сменных протекторов может легко разместиться в багажнике автомобиля.
Полезно, чтобы толщина кольцеобразной оболочки в радиальном направлении составляла от 0,1 до 2,0 толщины пневматической шины в зоне ее беговой дорожки.
Желательно, чтобы ширина кольцеобразной оболочки составляла от 0,03 до 1,0 ширины беговой дорожки пневматической шины.
Хорошие эксплуатационные качества сменного протектора наблюдаются даже в случае применения относительно узких по сравнению с беговой дорожкой кольцеобразных оболочек. При этом при большой нагрузке на пневматическую шину со сменным протектором усиливается сцепление между оболочкой и шиной, что повышает надежность при эксплуатации.
Целесообразно, чтобы рисунок протектора на наружной поверхности кольцеобразной оболочки соответствовал любому выбранному рисунку протектора пневматической шины.
Возможность выполнения сменного протектора нескольких модификаций - с зимним, или внедорожным, или всесезонным, или летним, или спортивным, или дождевым, или любым иным рисунком протектора значительно расширяет область его применения и предоставляет возможность потребителю выбрать такую модификацию, которая ему требуется. Например, при установке сменного протектора на летнюю шину она приобретает свойства зимней шины и может эксплуатироваться в течение всего зимнего сезона. А при установке сменного протектора с летним рисунком на шипованную шину, например, в период межсезонья, шипованная шина не изнашивается и не портит дорожное покрытие.
Особо следует подчеркнуть, что сменный протектор может использоваться для грузовых автомобилей, для которых, преимущественно, выпускаются только летние шины и которые становятся неуправляемыми в зимних условиях.
Кроме того, сменный протектор может быть установлен на изношенный протектор пневматической шины и успешно эксплуатироваться в течение длительного времени.
Полезно, чтобы кольцеобразная оболочка на наружной поверхности имела рисунок протектора, соответствующий рисунку протектора зимней пневматической шины, и была снабжена вставками против буксования, завулкинизированными в протектор кольцеобразной оболочки.
Желательно, чтобы вставки против буксования были выполнены в виде шипов.
Предпочтительно, чтобы вставки против буксования были выполнены в виде цепей.
Патентуемый сменный протектор, снабженный вставками против буксования - шипами или цепями, с успехом может быть использован на заснеженных или обледеневших дорогах, особенно в горах, где использование цепей на шинах является обязательным условием эксплуатации автомобиля.
Полезно, чтобы на внутренней поверхности кольцеобразной оболочки имелся по меньшей мере один кольцевой выступ, выполненный с возможностью установки по меньшей мере в одной кольцевой канавке протектора пневматической шины.
Выполнение кольцевого выступа, установленного в кольцевой канавке протектора пневматической шины, повышает сцепление между кольцеобразной оболочкой и пневматической шиной.
Патентуемый сменный протектор может быть изготовлен на современном оборудовании для производства шин с использованием имеющихся шаблонов рисунка протектора и может иметь маркировку, включающую марку, модель и технические характеристики подобно маркировке, применяемой для пневматической шины.
Монтаж и демонтаж съемного протектора осуществляется быстро и легко одним человеком в дорожных условиях без применения специального оборудования. Для этих целей может быть использован компрессор двойного действия, т.е. компрессор, способный нагнетать и откачивать воздух. Такой компрессор может входить в комплект со сменным протектором или приобретаться отдельно.
Монтаж такого устройства может быть осуществлен примерно за 5-10 минут даже без снятия пневматической шины с автомобиля. После свободного надевания сменного протектора на беговую дорожку пневматической шины в ней повышают давление до значения не ниже номинального, что обеспечивает плотное прижимание сменного протектора к беговой дорожке пневматической шины.
Техническим результатом настоящей полезной модели является упрощение конструкции сменного протектора и возможность его многократного использования.
Другим техническим результатом является многофункциональность сменного протектора и возможность адаптировать пневматическую шину, установленную на автомобиле, к условиям эксплуатации.
Еще одним техническим результатом является возможность простого и быстрого монтажа и демонтажа в дорожных условиях без применения специального оборудования.
Полезная модель описывается детально в нижеприведенном примере, не являющемся при этом исключительным и единственным в рамках патентуемой полезной модели, со ссылкой на прилагаемые фигуры, на которых:
Фиг.1 изображает фрагмент сменного протектора, смонтированного на пневматической шине, согласно полезной модели;
Фиг.2 - пневматическую шину в процессе монтажа сменного протектора, согласно полезной модели;
Фиг 3 (a, b, c, d, e, f) - варианты выполнения сменного протектора в поперечном разрезе, согласно полезной модели;
Фиг.4 - то же, что на фиг.1, со вставками против буксования в виде цепей, согласно полезной модели;
Фиг 5 (a, b, c, d, e, f, g) - варианты выполнения сменного протектора со вставками против буксования в виде цепей в поперечном разрезе, согласно полезной модели;
Фиг.6 (a, b, c, d, e, f, g) - варианты выполнения сменного протектора со вставками против буксования в виде шипов в поперечном разрезе, согласно полезной модели.
Сменный протектор для пневматической шины содержит кольцеобразную оболочку 1 (фиг.1), установленную на пневматической шине 2. На наружной поверхности кольцеобразной оболочки 1 выполнен рисунок 3 протектора, внутренний диаметр кольцеобразной оболочки 1 по существу равен наружному диаметру пневматической шины 2, а ширина b кольцеобразной оболочки 1 равна по меньшей мере части беговой дорожки 4 пневматической шины 1.
Кольцеобразная оболочка 1 выполнена с возможностью свободного надевания на беговую дорожку 4 пневматической шины 2 посредством снижения давления в пневматической шине 2 ниже атмосферного и фиксации на беговой дорожке 4 посредством увеличения давления в пневматической шине 2 по меньшей мере до номинального значения.
Кольцеобразная оболочка 1 выполнена с возможностью многократного использования и снятия без нарушения целостности пневматической шины 2 и кольцеобразной оболочки 1.
Как видно из фиг.1, сменный протектор несколько возвышается над протектором пневматической шины 2, при этом контакт пневматической шины 2 с дорожным покрытием осуществляется посредством сменного протектора, а не собственного протектора шины 2.
Ширина кольцеобразной оболочки лежит в диапазоне от 0,03 до 1,0 ширины В беговой дорожки 4 пневматической шины 2 и в описываемом варианте составляет примерно 0,6 от ширины беговой дорожки 4.
Рисунок 3 сменного протектора может соответствовать рисунку протектрора пневматической шины любой модификации и выбирается потребителем в зависимости от предполагаемых условий эксплуатации пневматической шины.
В описываемом варианте выполнения изображен съемный протектор зимней модификации, который имеет рисунок 3 протектора, представляющий собой рельефную конструкцию, образованную множеством поперечных и продольных канавок 5, комбинация которых формирует множество шашечных блоков 6 с дренажными элементами 7
Особое значение для движения по мокрым и покрытых снегом дорогам имеет наличие дренажных элементов 7, то есть набора щелевидных прорезей и канавок, ориентированных главным образом поперечно относительно направления качения и имеющих малые размеры вдоль окружности. Основной функцией названных дренажных элементов 7 является отвод воды на мокрой дороге, накопление и удержание снега в зимних условиях, что позволяет более эффективно осуществлять зацепление по снегу.
Монтаж сменного протектора в виде кольцеобразной оболочки осуществляют путем снижения давление в пневматической шине 2 до давления ниже атмосферного, свободного надевания кольцеобразной оболочки 1 по меньшей мере на часть беговой 4 дорожки пневматической шины 2, повышения давления в пневматической шине 2 по меньшей мере до номинального значения, посредством которого осуществляется фиксация кольцеобразной оболочки 1 на беговой дорожке 4 пневматической шины 2.
Фиг.2 иллюстрирует процесс монтажа сменной оболочки 1 на пневматической шине 2, установленной на диске 8 колеса, причем изображение соответствует моменту, когда в пневматической шине 2 давление ниже атмосферного. При этом происходит изменение конфигурации пневматической шины 2 с образованием вогнутых участков, что позволяет осуществить свободное надевание кольцеобразной оболочки 1 на часть беговой дорожки 4 пневматической шины 2. После того, как кольцеобразная оболочка 1 установлена на беговой дорожке 4, повышают давление в пневматической шине до значения по меньшей мере до номинального значения для данного типа пневматической шины 2. Сменный протектор прочно удерживается на пневматической шине за счет давления в пневматической шине, которое должно быть не ниже номинального для данной модификации шины, то есть равно номинальному или несколько его превышать.
Снижение давление ниже атмосферного и повышение давления до значения не ниже номинального осуществляют с использованием компрессора двойного действия. Монтаж и демонтаж сменного протектора может быть легко осуществлен одним человеком даже на пневматической шине, не снятой с автомобиля.
Отличительной особенностью настоящей полезной модели является то, что для удержания сменного протектора на пневматической шине не требуются специальные средства крепления или вулканизация, так как фиксация кольцеобразной оболочки осуществляется исключительно посредством давления в пневматической шине, которое плотно прижимает оболочку к беговой дорожке пневматической шины и исключает попадание снега, грязи и воды между оболочкой и шиной.
Сменный протектор, выполненный в соответствии с настоящей полезной моделью, позволяет многократно использовать такой протектор без нарушения целостности пневматической шины 2 и самого сменного протектора.
1
1
2
2
3
3
На фиг.3 (a, b, c, d, e, f) изображены варианты выполнения сменного протектора, установленного на пневматической шине 2. Из представленных чертежей видно, что структура сменного протектора 1 соответствует структуре пневматической шины 2, то есть имеется внутренняя оболочка 1, 2, корд 1, 2 и протекторный слой 1,2, соответственно. При этом толщина кольцеобразной оболочки 1 в радиальном направлении составляет от 0,1 до 2,0 толщины пневматической шины 2 в зоне ее беговой дорожки 4.
На фиг.3 (a, b) в поперечном разрезе изображена пневматическая шина 2 с кольцевыми канавками 9, выполненными на плечевых зонах протектора, при этом ширина кольцеобразной оболочки 1 составляет 0,18 и 0,35 от ширины В беговой дорожки 4 пневматической шины 2, а ее толщина h составляет 0,35 и 0,7 от толщины Н пневматической шины 2 в зоне ее беговой дорожки 4.
Такой вариант соответствует шине спортивного или легкового автомобиля малой грузоподъемности, для которой достаточно использование сменного протектора относительно небольшой ширины и высоты.
На фиг.3 (c, d, e) представлена в поперечном разрезе пневматическая шина 2 с одной, пятью и тремя кольцевыми канавками 9, выполненными в экватириальной плоскости. При этом внутреняя поверхность кольцеобразной оболочки 1 за счет давления в пневматической шине 2 не ниже номинального плотно прилегает к беговой дорожке 4 пневматической шины 2. Ширина кольцеобразной оболочки 1 меняется от 0,55 до 1,0 ширины беговой дорожки 4 пневматической шины 2.
На фиг.3 (е) изображена кольцеобразная оболочка 1, на внутренней поверхности которой имеется по меньшей мере один кольцевой выступ 10, в описываемом варианте два кольцевых выступа 10, установленных в кольцевых канавках 9 пневматической шины 2. Такое выполнение сменного протектора повышает сцепление кольцеобразной оболочки 1 с беговой дорожкой 4 пневматической шины 2. Описанные выше варианты выполнения сменного протектора приспособлены для установки на пневматических шинах легковых автомобилей.
На фиг.3 (f) изображена кольцеобразная оболочка 1, полностью охватывающая беговую дорожку 4 пневматической шины 4, а толщина h оболочки 1 практически равна толщине Н пневматической шины 2. Такой вариант выполнения пригоден для использования на пневматических шинах грузовых автомобилей.
Для улучшения проходимости по заснеженным или обледеневшим дорогам, особенно в горах, сменный протектор с зимним рисунком снабжен вставками против буксования, например цепями 11, завулканизированными в протектор кольцеобразной оболочки 1, как представлено на фиг.4.
Такой протектор придает легковому автомобилю характеристики внедорожника, что позволяет эксплуатировать автомобиль в сложных дорожных условиях без трудоемкого процесса установки цепей на колеса.
На фиг.5 (a, b, c, d, e, f, g) представлены варианты выполнения сменного протектора со вставками против буксования в виде цепей. Представленные варианты иллюстрируют разные модификации сменного протектора с разным количеством цепей 11 - от одной до четырех в зависимости от ширины кольцеобразной оболочки 1 и условий эксплуатации. Также, как описано выше, представлены варианты сменного протектора с разной шириной и толщиной кольцеобразной оболочки 1, с кольцевыми выступами 10 и без таковых, при этом область применения таких модификаций сменных протекторов аналогична описанной выше.
Фиг 6 (a, b, c, d, e, f, g) изображены варианты выполнения сменного протектора со вставками против буксования в виде шипов 12, завулканизированных в протекторный слой кольцеобразной оболочки 1. Преимущества использования шипованных шин на заснеженных дорогах хорошо известны, поэтому применение на летней пневматической шине сменного протектора с шипами несомненно облегчит эксплуатацию автомобиля в зимних условиях.
Описанные выше варианты выполнения сменного протектора иллюститруют наиболее часто встречающуюся комбинацию - летняя пневматическая шина с зимним сменным протектором и не являются исключительными и единственными в рамках патентуемой полезной модели.
Возможность выполнения сменного протектора нескольких модификаций - с зимним, или внедорожным, или всесезонным, или летним, или спортивным, или дождевым, или любым иным рисунком протектора значительно расширяет область его применения и предоставляет возможность потребителю выбрать такую модификацию, которая ему требуется в предстоящих условиях эксплуатации. Для удобства потребителя сменный протектор подобно пневматической шине может быть снабжен маркировкой, включающей марку, модель и технические характеристики.
Например, при установке сменного протектора с зимним рисунком на летнюю шину она приобретает свойства зимней шины и может эксплуатироваться в течение всего зимнего сезона. В том случае, если водителю требуется проехать по бездорожью, например, при поездке на охоту или рыбалку, он может использовать сменный протектор с рисунком внедорожной шины.
При установке сменного протектора с летним рисунком на шипованную шину, например, в период межсезонья, шипованная шина не изнашивается и не портит дорожное покрытие.
Особо следует подчеркнуть, что сменный протектор может использоваться для грузовых автомобилей, для которых, преимущественно, выпускаются только летние шины и которые становятся неуправляемыми в зимних условиях.
Кроме того, сменный протектор может быть установлен на изношенный протектор пневматической шины и успешно эксплуатироваться в течение длительного времени.
Патентуемый сменный протектор компактен, имеет невысокую стоимость, может быть изготовлен на современном оборудовании для производства шин с использованием имеющихся шаблонов рисунка протектора и использован многократно в течение нескольких сезонов.