УЗЕЛ ШИПА ПРОТЕКТОРА ЗИМНЕЙ ШИНЫ
STUD ASSEMBLY OF WINTER TIRE TREAD

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к шипам, установленным в участке протектора пневматической шины и, в частности, к расположению шипа в участке протектора.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Обычные зимние шины могут быть оснащены шипами, установленными в участке протектора шины, чтобы шина могла сцепляться с обледенелой или снежной поверхностью дороги. Шип может быть встроен в отверстие для установки шипа, предусмотренное в участке протектора шины. Шип может расширять отверстие для шипа и плотно встраиваться в него, чтобы шип не выпадал из установочного отверстия для шипа из-за торможения, движения или боковых и вертикальных сил, возникающих на поверхности дороги во время вращения шины.
Шип может иметь опору и палец. Опора может быть установлена в сомкнутом отверстии, образованном в участке протектора шины, и тем самым прикреплена к поверхности протектора. Палец может выступать радиально наружу от опоры. Опора может иметь асимметричную и/или неправильную форму, когда она продолжается радиально наружу от протектора.
Когда эти шипованные зимние шины используются на бетонных или асфальтовых дорожных поверхностях, не покрытых снегом или льдом, эти более твердые, оголенные дорожные поверхности могут выбить шипы. Даже для шин, оснащенных вышеупомянутыми шипами, есть случаи, когда шипы часто выпадают (падение шипов) из-за усилий на шину при движении транспортного средства, торможении и/или поворота на бетонной или асфальтированной дороге. Будет большое количество выпадений шипов, если между шипом и поверхностью дороги будет приложено какое-либо царапающее усилие. Царапающее усилие может преодолеть усилие, удерживающее шип в резиновом материале протектора шины. Следовательно, существует потребность для дополнительного улучшения относительно выпадения шипа для этих пневматических шипованных шин, а также других рабочих характеристик шипов (например, силы сцепления, долговечности, износа и т.д.).
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с настоящим изобретением, создана система шипов, вставленных в участок протектора шины. Система включает в себя множество первых шипов, выступающих из не изношенного участка протектора для контакта с поверхностью, и множество вторых шипов, встроенных в участок протектора так, что вторые шипы выступают из изношенного участка протектора, когда участок протектора изнашивается против поверхности.
Согласно другому аспекту системы, первые шипы имеют радиально самые наружные плоские верхние концы для контакта с поверхностью.
Согласно еще одному аспекту системы, первые шипы имеют радиально самые наружные сферические верхние концы.
Согласно еще одному аспекту системы, вторые шипы имеют радиально самые наружные плоские верхние концы для контакта с поверхностью.
Согласно еще другому аспекту системы, вторые шипы имеют радиально самые наружные сферические верхние концы.
Согласно еще одному аспекту системы, первые шипы имеют радиально цилиндрический участок ножки.
Согласно еще другому аспекту системы, первые шипы имеют радиально самые наружные плоские верхние концы, а вторые шипы имеют радиально самые наружные сферические внешние концы.
Согласно еще одному аспекту системы, первые шипы имеют радиально самые наружные сферические верхние концы, а вторые шипы имеют радиально самые наружные плоские внешние концы.
Согласно еще одному другому аспекту системы, множество третьих шипов встроено в участок протектора так, что третьи шипы выступают из изношенного участка протектора, когда участок протектора изнашивается относительно поверхности, при этом третьи шипы встраиваются на радиальную глубину, отличную от вторых шипов.
Согласно еще одному аспекту системы, каждый из вторых шипов встроен на первой радиальной глубине участка протектора, а каждый из третьих шипов встроен на второй радиальной глубине участка протектора, при этом первая радиальная глубина является меньше, чем вторая радиальная глубина.
В соответствии с настоящим изобретением, конфигурация шипов для протектора шины включает в себя первое множество шипов, расположенных на первой радиальной глубине протектора шины, и второе множество шипов, расположенных на второй радиальной глубине протектора шины, и третье множество шипов, расположенных на третьей радиальной глубине протектора шины. Первая радиальная глубина является больше, чем вторая радиальная глубина, а вторая радиальная глубина является больше, чем третья радиальная глубина.
Согласно другому аспекту конфигурации шипа, первое множество шипов, второе множество шипов и третье множество шипов имеют одинаковую конструкцию.
Согласно еще другому аспекту конфигурации, первое множество шипов, второе множество шипов, второе множество шипов и третье множество шипов имеют отличную конструкцию.
Согласно еще одному аспекту конфигурации, каждый из первого множества шипов имеет верхний конец с первым размером, каждый из второго множества шипов имеет верхний конец со вторым размером, и каждый из третьего множества шипов имеет верхний конец с первым размером, при этом первый размер больше, чем второй размер.
Согласно еще другому аспекту конфигурации, каждый из первого множества шипов имеет верхний конец с первым размером, каждый из второго множества шипов имеет верхний конец со вторым размером, и каждый из третьего множества шипов имеет верхний конец с первым размером, при этом второй размер больше чем первый размер.
Шип для использования по настоящему изобретению может быть выполнен с возможностью вставки в участок протектора шины. Шип может включать верхний конец, выступающий из участка протектора для контакта с поверхностью, и основание, включающее фланцевый нижний участок, предусмотренный на конце, противоположном верхнему концу и продолжающийся радиально наружу, участок ножки, предусмотренный между нижним участком и верхним концом, участок хвостовика, взаимно соединяющий участок ножки и нижний участок. Основание может быть встроено и закреплено в участке протектора шины, в котором установлен шип. Нижний участок может иметь каплевидную форму, состоящую из трех плоских сторон и одной полуцилиндрической стороны. Участок ножки может иметь многоугольную форму, состоящую из трех вогнутых сторон, двух выпуклых сторон и одной плоской стороны.
Согласно другому аспекту шипа, верхний конец может иметь сечение в форме шестиугольника, продолжающегося радиально наружу от радиально удаленной поверхности участка ножки основания.
Согласно еще одному аспекту шипа, верхний конец может иметь сечение с тремя вогнутыми поверхностями, с тремя плоскими поверхностями.
Согласно еще одному аспекту шипа, сечение участка ножки может включать плоскую сторону, расположенную по окружности между первым и вторым вогнутыми углублениями, и две выпуклые стороны, по окружности разделенные третьим вогнутым углублением.
Согласно еще одному аспекту шипа, сечение участка ножки может включать плоскую сторону, расположенную по окружности между первым и вторым вогнутыми углублениями, и первую и вторую выпуклые стороны, по окружности разделенные третьим вогнутым углублением. Первое вогнутое углубление примыкает к первой выпуклой стороне, а второе вогнутое углубление примыкает ко второй выпуклой стороне.
Согласно еще другому аспекту шипа, нижний участок может иметь сечение каплевидной формы с тремя плоскими сторонами и одной полуцилиндрической стороной.
Согласно еще одному аспекту шипа, участок хвостовика может иметь более тонкое сечение по сравнению с нижним участком.
Согласно еще другому аспекту шипа, участок хвостовика может иметь более тонкое сечение по сравнению с участком ножки.
Согласно еще одному аспекту шипа, участок хвостовика может иметь овальное сечение.
Согласно еще другому аспекту шипа, верхний конец может иметь радиально внешнюю поверхность с четырьмя, в целом, плоскими поверхностями, сходящимися для образования внешней точки для улучшения зацепления шипа с поверхностью льда.
Первая конфигурация шипа для протектора шины в соответствии с настоящим изобретением включает в себя: первое множество шипов, расположенных в первой области протектора шины, причем каждый из первого множества шипов имеет первую ориентацию; второе множество шипов, расположенных во второй области протектора шины, причем каждый из второго множества шипов имеет вторую ориентацию, повернутую на +90 градусов относительно радиальной оси; и третье множество шипов, расположенных в третьей области протектора шины, причем каждый из третьего множества шипов имеет третью ориентацию, повернутую на -90 градусов относительно радиальной оси.
Согласно другому аспекту первой конфигурации шипа, каждый из первого множества шипов, второго множества шипов и третьего множества шипов может иметь одинаковую конструкцию.
Согласно еще одному аспекту первой конфигурации шипа, первая область может быть плечевым участком участка протектора, вторая область может быть центральным участком участка протектора, а третья область может быть другим плечевым участком участка протектора.
Согласно еще одному аспекту первой конфигурации шипа, каждый из первого множества шипов может иметь верхний конец с первым размером, каждый из второго множества шипов может иметь верхний конец со вторым размером, и каждый из третьего множества шипов может иметь верхний конец с первым размером. Первый размер может быть больше, чем второй размер.
Согласно еще одному аспекту первой конфигурации шипа, каждый из первого множества шипов может иметь верхний конец с первым размером, каждый из второго множества шипов может иметь верхний конец со вторым размером, и каждый из третьего множества шипов может иметь верхний конец с первым размером. Второй размер может быть больше, чем первый размер.
Вторая конфигурация шипа для использования с настоящим изобретением может включать в себя: первое множество шипов, расположенных в первой области протектора шины, причем каждый из первого множества шипов имеет первую ориентацию; второе множество шипов, расположенных во второй области протектора шины, причем каждый из второго множества шипов имеет вторую ориентацию, повернутую на +45 градусов относительно радиальной оси; и третье множество шипов, расположенных в третьей области протектора шины, причем каждый из третьего множества шипов имеет третью ориентацию, повернутую на -45 градусов относительно радиальной оси.
Согласно другому аспекту второй конфигурации шипа, каждый из первого множества шипов, второго множества шипов и третьего множества шипов может иметь одинаковую конструкцию.
Согласно еще одному аспекту второй конфигурации шипа, первая область может быть плечевым участком участка протектора, вторая область может быть центральным участком участка протектора, а третья область может быть другим плечевым участком участка протектора.
Согласно еще другому аспекту второй конфигурации шипа, каждый из первого множества шипов может иметь верхний конец с первым размером, каждый из второго множества шипов может иметь верхний конец со вторым размером, и каждый из третьего множества шипов может иметь верхний конец с первым размером. Первый размер может быть больше, чем второй размер.
Согласно еще другому аспекту второй конфигурации шипа, каждый из первого множества шипов может иметь верхний конец с первым размером, каждый из второго множества шипов может иметь верхний конец со вторым размером, и каждый из третьего множества шипов может иметь верхний конец с первым размером. Второй размер может быть больше, чем первый размер.
ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Следующие определения относятся к настоящему изобретению.
«Осевой» и «В осевом направлении» означает линии или направления, которые являются параллельными оси вращения шины.
«В осевом направлении внутрь» означает в осевом направлении к экваториальной плоскости.
«Осевой в направлении наружу» означает в осевом направлении от экваториальной плоскости.
«Борт» или «Сердечник борта шины» обычно означает ту часть шины, которая содержит кольцевой растяжимый элемент с радиально внутренними бортами, которые связаны с удержанием шины на ободе.
«Структура брекерного браслета» или «Армирование брекерного браслета» или «Пакет брекерного браслета» означают, по меньшей мере, два кольцевых слоя или слоя параллельных шнуров, тканых или нетканых, лежащих под протектором, не закрепленных к борту и имеющих как левый, так и правый углы корда в диапазоне от 18 градусов до 30 градусов относительно экваториальной плоскости шины.
«Каркас» означает структуру шины, отличную от структуры брекерного браслета, протектора, подпротекторного слоя, но включающую в себя борта.
«Окружной» означает круговые линии или направления, продолжающиеся по периметру поверхности кольцевого протектора, перпендикулярно осевому направлению; это также может относиться к направлению наборов смежных круговых кривых, радиусы которых образуют осевую кривизну протектора, если смотреть в сечении.
«Направленный рисунок протектора» означает рисунок протектора, разработанный для определенного направления вращения.
«Экваториальная плоскость» означает плоскость, перпендикулярную оси вращения шины и проходящую через центр ее протектора; или плоскость, содержащая окружную осевую линию протектора.
«Отпечаток» означает участок контакта или область контакта протектора шины с плоской поверхностью при нормальных условиях давления нагрузки и скорости.
«Канавка» означает удлиненную пустую область в протекторе, которая может продолжаться по окружности или в поперечном направлении в протекторе прямым, изогнутым или зигзагообразным образом. Понятно, что все ширины канавок измеряются перпендикулярно центральной линии канавки.
«Герц» означает количество циклов в секунду.
«Боковой» означает направление, идущее от одной боковины шины к другой боковине шины.
«Чистый к общей» означает отношение чистой поверхности протектора, контактирующей с грунтом, к общей площади протектора, включая поверхность протектора, контактирующую с грунтом, и пустые пространства, содержащие канавки, выемки и прорези.
«Надрез» означает пустую область ограниченной длины, которая может быть использована для изменения вариации чистой площади к общей пустой площади на краях блоков.
«Слой покрышки» означает армированный кордом слой из резины, покрытой радиально развернутыми или иным образом параллельными кордами.
«Радиальный» и «радиально» означают направления в радиальном направлении к оси вращения шины или от нее.
«Шина с радиальным слоем» означает пневматическую шину с брекером или с ограничением по окружности, в которой, по меньшей мере, один слой имеет корды, которые продолжаются от борта к борту, проложены под углами корда между 65 и 90 градусами относительно экваториальной плоскости шины.
«Плечо» означает верхнюю часть боковины чуть ниже края протектора.
«Боковая стенка» означает часть шины между протектором и бортом.
«Прорезь» означает канавку, имеющую ширину в диапазоне от 0,2 до 0,8 процента от ширины протектора. Прорези, как правило, образованы стальными лезвиями размером от 0,4 до 1,6 мм, вставленными в литой или механически обработанный шаблон.
«Тангенциальный» и «Тангенциально» относятся к сегментам круговых кривых, которые пересекаются в точке, через которую можно провести одну прямую, которая является взаимно касательной к обоим круговым сегментам.
«Протектор» означает контактирующий с землей участок шины.
«Ширина протектора» (TW) означает наибольшее осевое расстояние поперек протектора при измерении (с использованием следа шины) в поперечном направлении от плеча до края плеча, когда оно установлено на ободе конструкции и подвергается определенной нагрузке и при накачке до заданного давления накачки для упомянутой нагрузки.
«Пустое пространство» означает участки поверхности протектора, содержащие канавки, выемки и прорези.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Настоящее изобретение будет лучше понято посредством ссылки на следующее описание и прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг.1 схематично представляет внешний вид в перспективе первого шипа.
Фиг.2 схематично представляет внешний вид в перспективе второго шипа.
Фиг.3 схематично представляет радиальную ортографическую проекцию протектора для использования с устройством первого и второго шипов с фиг. 1 и 2 в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг.4 схематично представляет собой детальную ортографическую проекцию другого устройства шипа в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг.5 схематично представляет вид сечения части устройства шипа с фиг.4.
Фиг.6 схематично представляет вид сечения другой части устройства шипа с фиг.4.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ниже приведено объяснение узла пневматической или не пневматической шины согласно настоящему изобретению. Узел может быть аналогичен конфигурациям пневматической шины, раскрытым в патенте США № 10,035,382, полностью включенном в настоящий документ в качестве ссылки, и серийной заявке на патент США № 16/166207, поданной 22 октября 2018 года, включенной в настоящий документ посредством ссылки во всей своей полноте. Фиг.1 патента США № 10,035,382 схематично представляет вид сечения шины, иллюстрирующий сечение пневматической шины. Пневматическая шина может быть шиной с шипами, встроенными в участок протектора пневматической шины.
Направление вдоль окружности шины, поясненное ниже, относится к направлению вращения (в обоих направлениях качения) поверхности протектора шипованной шины 10 относительно оси вращения шины. Радиальное направление шины относится к направлению, исходящему из центра относительно направления, продолжающегося ортогонально к/от оси вращения шины. Радиально внешняя сторона шипованной шины 10 может относиться к стороне от оси вращения шины в радиальном направлении шипованной шины. Направление ширины шины может быть направлением, параллельным оси вращения шины, и внешняя сторона в направлении ширины шины может относиться к двум сторонам от центральной линии шины шипованной шины 10.
Шипованная шина 10 в соответствии с настоящим изобретением может включать слой каркасного слоя покрышки, слой брекерного браслета и сердечники бортов покрышки, которые служат каркасом для шипованной шины. Шипованная шина 10 может дополнительно включать в себя элемент 18 протектора, элементы боковины, элементы наполнителя борта, элементы амортизатора обода и элемент внутренней облицовки вокруг каркаса для шипованной шины.
Слой каркасного слоя может быть образован тороидальной формы, намотанный между парой круглых кольцеобразных сердечников борта, и может включать в себя покрытые резиной органические волокна элементов каркасного слоя. Слой каркасного слоя может быть выполнен из нескольких элементов слоя каркаса или одного элемента слоя каркаса. Слой брекерного браслета может быть предусмотрен на внешней стороне в радиальном направлении слоя каркасного слоя и выполнен из двух элементов брекерного браслета. Слой брекерного браслета может быть изготовлен из покрытых резиной стальных кордов, расположенных под заданным углом, например, от 20 до 30 градусов, относительно окружного направления шины. Направление наклона стальных кордов двух слоев элементов брекерного браслета может быть противоположным друг другу.
Элемент 18 протектора может быть расположен на внешней стороне в радиальном направлении шины слоя брекерного браслета. Элементы боковины могут быть соединены с двумя сторонами элемента 18 протектора для образования двух боковин. Элемент 18 протектора может быть выполнен из двух слоев резины, верхний элемент протектора расположен на внешней стороне в радиальном направлении шины, а нижний элемент протектора расположен на внутренней стороне в радиальном направлении шины. Элементы амортизатора обода могут быть расположены на внутренних сторонах в радиальном направлении шины элементов боковины и вступать в контакт с ободом, на котором может быть установлена шипованная шина 10. Материал наполнителя бортов может быть расположен между участком слоя каркасного слоя до того, как слой каркасного слоя намотан вокруг сердечников бортов и участка слоя каркасного слоя. Элемент внутренней облицовки может быть расположен на внутренней поверхности шипованной шины 10 рядом с областью полости шины, которая заполнена газом, окруженным шипованной шиной и ободом. Шипованная шина 10 может иметь эту структуру шины или любую другую подходящую структуру, пневматическую и/или не пневматическую.
Фиг.1 показывает внешний вид в перспективе первого шипа 50 для использования с настоящим изобретением. Первый шип 50 может включать в себя радиально внешний верхний конец 52 и основание 54 для частичной вставки в соответствующие углубления в элементе 18 протектора. Таким образом, основание 54 может быть частично встроено в отверстие для установки шипа в участке 18 протектора шипованной шины 10, в котором оно установлено. Первый шип 50 может быть прикреплен к шипованной шине 10 посредством боковых поверхностей отверстия для установки шипа, прижимая и зажимая на части основания 54, (см. фиг. 5 и 6).
Основание 54 может включать в себя нижний участок 58 и цилиндрический участок 56 ножки, радиально соединяющий нижний участок и верхний конец 52. Нижний участок 58 может быть расположен у радиально противоположного конца верхнего конца 52. Таким образом, шип 50 может быть образован из нижнего участка 58, участка 56 ножки и верхнего конца в этом радиально возрастающем порядке.
Фиг.2 показывает внешний вид в перспективе маленького второго шипа 150 для использования настоящим изобретением. Второй шип 150 может включать в себя радиально внешний сферический верхний конец 152 и основание 154 для частичной вставки в соответствующие углубления в элементе 18 протектора. Таким образом, основание 154 может быть частично встроено в отверстие для установки шипа в участке 18 протектора шипованной шины 10, в котором оно установлено. Второй шип 150 может быть прикреплен к шипованной шине 10 посредством боковых поверхностей отверстия для установки шипа, прижимая и зажимая на части основания 154 (см. фиг. 5 и 6).
Основание 154 может включать в себя нижний участок 158 и цилиндрический участок 156 ножки, радиально соединяющий нижний участок и верхний конец 152. Нижний участок 158 может быть расположен у радиально противоположного конца верхнего конца 152. Таким образом, шип 150 может быть образован из нижнего участка 158, участка 56 ножки и верхнего конца 152 в этом радиально возрастающем порядке.
Фиг.3 схематично показывает радиальную ортографическую проекцию участка 18 протектора для использования с первым расположением 21 первого и второго шипов 50, 150 по фиг. 1 и 2 в соответствии с настоящим изобретением. Первое расположение 21 содержит пары шипов, при этом каждая пара имеет один первый шип 50 и один второй шип 150.
Фиг.4 показывает радиальную ортографическую проекцию протектора другого участка 118 протектора для использования со вторым устройством 22 первого и второго шипов 50, 150 по фиг. 1 и 2 в соответствии с настоящим изобретением. Второе расположение 22 предусматривает тройки шипов, при этом каждая тройка имеет три первых шипа 50 или три вторых шипа 150. Как показано на фиг. 5 и 6, каждая тройка 50 или 150 может иметь три шипа 50 или 150, расположенные на разных радиальных глубинах ниже радиально внешней поверхности 122 протектора 118. Кроме того, тройки могут быть расположены таким образом, что верхние концы 52 или 152 выступают радиально за пределы массы участка 118 протектора (фиг.5).
Альтернативно, тройки могут быть расположены таким образом, чтобы верхний конец 52 или 152 только радиально внешне большинства шипов 50 или 150 выступал радиально наружу из массы не изношенного участка 118 протектора (фиг.6). Два других верхних конца 52 или 152 могут быть на радиальной глубине, так что верхние концы 52 или 152 являются вставленными в массу участка 118 протектора до тех пор, пока участок 118 протектора не изнашивается со временем и при использовании шипованной шины 10. Таким образом, расположение 22 позволяет радиально внутренним шипам 50 или 150 выступать, когда радиально внешние шипы изношены. Таким образом, новые эффективные шипы 50 или 150 могут появляться при определенном пробеге/износе протектора 118.
Расположения 21, 22 таких шипов 50, 150 согласно настоящему изобретению, были описаны выше детально в качестве примера. Однако шина, шип и/или устройство согласно настоящему изобретению не могут быть ограничены вышеприведенными примерами и могут быть модифицированы и иметь различные замены в соответствии с духом и объемом настоящего изобретения.