ЦЕПЬ ПРОТИВОСКОЛЬЖЕНИЯ ДЛЯ КОЛЕСА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
VEHICLE ANTI-SKID CHAIN

Изобретение относится к приспособлению для придания сцепления колесу транспортного средства, в частности на снегу. Подобное приспособление обычно называют «цепью», поскольку различные приспособления, выполняющие данную функцию и известные до настоящего времени, имеют вид цепей, обычно металлических, так что термин стал общим.
Основные проблемы, с которыми сталкиваются пользователи подобных цепей, связаны, с одной стороны, с их установкой на рассматриваемых колесах транспортных средств и, с другой стороны, со сравнительно большим весом металлических цепей.
Вследствие присущего подобному изделию назначения их устанавливают, как правило, в трудных условиях, поскольку пользователь обычно ждет до самого последнего момента, то есть до момента, когда больше не будет никакого сцепления, следовательно, их устанавливают при часто существенной толщине снежного покрова. Кроме того, установка данных цепей является трудоемкой, поскольку средство сцепления, которое они образуют, должно быть правильно расположено на протекторе колес, помимо надлежащей подгонки на них для предотвращения случайного соскакивания цепи при вращении колеса, а также нежелательного шума, который неизбежно возникает.
Для преодоления данных недостатков, например, в документе WO 00/59745, были предложены цепи рассматриваемого типа, содержащие ленту, изготовленную в основном из текстильного материала и пригодную для окружения протектора рассматриваемого колеса. Данная текстильная лента удерживается на месте посредством гибких внутренних и наружных боковых участков. В данном документе беговой слой состоит из сетки, изготовленной из поливинилхлорида, покрытого сложным полиэфиром и даже резиной или полиуретаном, для придания необходимой прочности используемому текстильному материалу.
Тем не менее, несмотря на то что данные цепи обеспечивают большое преимущество по массе по сравнению с обычными цепями, их использование, как следствие, связано с сложностями технологического процесса, что влияет на их производственную себестоимость.
Цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить цепи, называемые «текстильными» цепями, позволяющие преодолеть недостатки предшествующего уровня техники, а также способные обеспечить более высокую износостойкость.
Данная цепь противоскольжения для колеса транспортного средства содержит протектор с улучшенным сцеплением [с дорогой], предназначенный для нахождения в контакте, по меньшей мере, с протектором рассматриваемого колеса и удерживаемый на месте посредством соответственно наружных и внутренних натяжных тросов.
В соответствии с изобретением протектор с улучшенным сцеплением состоит из сетки, изготовленной из текстильного материала, при этом указанная сетка изготовлена посредством переплетения кордов, которые сами изготовлены посредством вязаного переплетения, для образования ячеек указанной сетки, при этом указанные корды включают в себя усиливающий сердечник, изготовленный из материала с высоким модулем упругости.
Другими словами, изобретение заключается в изготовлении - для протектора рассматриваемых цепей с улучшенным сцеплением - сетки на основе кордов, в частности изготовленных из сложного полиэфира, полиамида или полимера на основе полиамида посредством вязания и охватывающих усиливающий сердечник из арамидного волокна, и в «сборке» (соединении) подобных нитей или кордов, также посредством вязания, для образования ячеек, в частности, имеющих ромбовидную или квадратную форму и размеры 40×40 мм, пригодных для образования протектора с улучшенным сцеплением.
В контексте настоящего изобретения материал с высоким модулем упругости означает материал, имеющий предел прочности на разрыв или предел прочности при растяжении, составляющий более 150 сН/текс (cN/tex), и/или исходный модуль упругости, составляющий более 1000 сН/текс.
Действительно, было отмечено, что в том случае, если используется усиливающий сердечник, имеющий прочность менее данной величины, получаемый технический эффект незначителен, так что включение подобного сердечника становится бесполезным.
В контексте настоящего изобретения «исходный модуль упругости» в данном описании означает модуль упругости при растяжении при малой деформации компонентов усиливающего сердечника. Данный исходный модуль упругости определяют как представляющий собой наклон линейного участка кривой зависимости относительного удлинения сердечника от нагрузки, измеренного непосредственно после стандартного предварительного натяжения, составляющего 0,5 сН/текс.
Исходный модуль упругости и механические свойства при растяжении, упомянутые в настоящей заявке (в особенности прочность при разрыве, в частности, предел прочности при растяжении), определяют известным самим по себе способом посредством определения отношения: нагрузка (декаНьютон (daN))/относительное удлинение (%), выполняемого с использованием прибора "INSTRON" с зажимами "4D", и использованием следующих рабочих параметров:
длина при растяжении:
400 мм
скорость нагружения при растяжении:
200 мм/мин
стандартное предварительное натяжение:
0,5 сН/текс.
Что касается используемых единиц измерения, то следует напомнить:
что текс представляет собой единицу измерения нитей (единица международной весовой системы нумерации):
масса в г 1000 м нити (пряжи) с учетом того, что 0,111 текс = 1 денье;
что прочность для текстильного материала обычно выражают в сантиНьютонах/текс (сН/текс) с учетом того, что 1 сН/текс = 0,11 г/денье.
Арамидное волокно предпочтительно выбрано в качестве материала.
Корды, образующие сетку, получены, как уже было сказано, посредством вязания, так что их наружная «оболочка» имеет типовую среднюю толщину от 3 до 7 мм. В контексте настоящего изобретения толщина означает наименьший поперечный размер поперечного сечения «оболочки», когда оно является некруглым.
Данные корды изготовлены из сложного полиэфира или полиамида 6 или полиамида 66.
В соответствии с изобретением сетка, образующая протектор с улучшенным сцеплением [с дорогой], закрыта посредством закрывающей ленты, также называемой соединительной полосой.
Кроме того, внутренний край указанной сетки, предназначенный для загибания на внутреннюю сторону колеса, предусмотрен с эластичным натяжным тросом, который может иметь способность к удлинению, близкую к 120%. Он предпочтительно имеет предел прочности при растяжении, превышающий 55 декаНьютонов (550 Н).
Одновременно наружный край указанной сетки, предназначенный для загибания на наружную сторону колеса, предусмотрен с жестким, следовательно неэластичным, тросом или кордом, предназначенным для фиксации сетки, размещенной в заданном положении на колесе. Используемый трос в идеальном случае имеет нулевое относительное удлинение при низкой нагрузке или в любом случае ограниченное относительным удлинением 1% при растягивающей нагрузке 100 Н (10 декаНьютонов) и 10% при растягивающей нагрузке 1000 Н (100 декаНьютонов).
Функция фиксации, для выполнения которой предназначен данный трос, может быть дополнительно продублирована посредством перекрещивающихся диаметральных лент, число которых (2-4) зависит от размеров колеса. Предпочтительно данные ленты соединены вместе в точке их перекрещивания, в результате чего облегчается центрирование цепи относительно колеса во время установки. В соответствии с данной конфигурацией фактически образуется ряд цепей, размеры которых варьируются в целях обеспечения возможности их подгонки к различным размерам шин, имеющихся на рынке. Тем не менее, очевидно, что ряд размеров шин соответствует размеру рассматриваемой цепи, полученному посредством «регулировки» эластичности внутреннего натяжного троса.
В соответствии с одним признаком изобретения зоны соединения кордов, образующих ячейки сетки, образующей цепь, получены вязанием, и в них используются только компоненты вязаного переплетения за исключением усиливающего сердечника. Таким образом, при выполнении этого избегают механизмов сдвига (срезания), которые имеют тенденцию возникать между указанными упрочняющими сердечниками, и, как следствие, избегают их преждевременного износа.
Кроме того, также избегают чрезмерной толщины в данных зонах соединения, в результате чего улучшаются функциональные характеристики цепи, обеспечивающие сцепление, и повышается общая комфортность транспортного средства.
Предпочтительно усиливающий сердечник по изобретению имеется только по существу в зоне сетки, предназначенной для нахождения в контакте с протектором рассматриваемой шины. Другими словами, указанная сетка свободна от данного усиливающего сердечника в ее зонах, предназначенных для загибания на боковые стороны [боковины] рассматриваемой шины. Таким образом, при выполнении этого облегчается установка сетки на указанной шине вследствие незначительного выигрыша в гибкости. Кроме того, облегчается центрирование указанной сетки на шине, которое достигается автоматически, когда транспортное средство движется вперед, что способствует надлежащему размещению цепи в заданном положении на указанной шине и, как следствие, снижению рисков случайного соскакивания цепи с рассматриваемого колеса. Кроме того, уменьшается производственная себестоимость сетки.
В соответствии с другим предпочтительным признаком изобретения сетка в разных местах пересечения кордов, которые определяют границы ячеек, образующих ее, и в зоне, ограниченные зоной, предназначенной для размещения над протектором шины, содержит зажимы, оптимизирующие соединение кордов на данном уровне. Более точно, данные зажимы, добавленные на данном уровне после изготовления сетки и, следовательно, предназначенные для нахождения в контакте с проезжей частью дороги, служат для разгрузки кордов, образующих сетку, что обеспечивает удлинение эксплуатационного срока службы цепи.
Данные зажимы являются металлическими или изготовлены из пластика или термопласта.
В особенно предпочтительном варианте данные зажимы являются композиционными, в частности с металлической вставкой, частично покрытой термопластом, при этом непокрытая зона направлена к наружной стороне сетки и предназначена для нахождения в контакте с проезжей частью дороги, в то время как остальная часть покрыта термопластом, что ограничивает износ при контакте с кордами, образующими сетку. Данные зажимы дополнительно оптимизируют сцепление цепи с «замороженными» поверхностями (льдом).
В соответствии с другим предпочтительным признаком изобретения корды, образующие сетку, покрыты эластомером и, в частности, полиуретаном с тем, чтобы придать им большее сопротивление расплетанию помимо большей стойкости к абразивному износу. Кроме того, использование данного пропитывания способствует самоцентрированию сетки на шине.
В соответствии с еще одним предпочтительным признаком изобретения множество полосок, простирающихся в поперечном направлении относительно преимущественного направления движения колеса, на котором цепь должна быть закреплена, добавлены на наружной поверхности протектора цепи, характеризующегося улучшенным сцеплением с дорогой, следовательно, данные полоски предназначены для нахождения в контакте с проезжей частью дороги, а также предусмотрены на их наружной поверхности с шипами или выступами, пригодными для улучшения сцепления колеса при движении по льду.
Данные поперечные полоски распределены с определенной периодичностью или нет вдоль протектора, и их число, как правило, составляет от 6 до 8.
Способ, каким изобретение может быть реализовано, и его преимущества станут более явными из приведенных в качестве примера вариантов осуществления, которые будет описаны ниже и которые представлены для информирования и являются неограничивающими в сочетании с приложенными фигурами.
Фиг.1 показывает схематический вид в перспективе колеса, предусмотренного с текстильной цепью в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения.
Фиг.2 показывает схематическое частичное сечение определенного варианта осуществления сетки в соответствии с изобретением.
Фиг.3 показывает другой вариант осуществления изобретения.
Фиг.4 показывает еще один вариант осуществления изобретения.
В контексте настоящего изобретения и в непосредственней связи с описанием и формулой изобретения условно внутренняя сторона колеса (1) означает сторону, с которой заканчивается ось или карданный шарнир, и наружная сторона (3) колеса представляет собой сторону, непосредственно видимую без каких-либо манипуляций и выполненную с возможностью размещения на ней, например, колпака ступицы колеса.
Цепь противоскольжения в соответствии с изобретением в основном содержит протектор (5) с улучшенным сцеплением с дорогой, предназначенный для нахождения в плотном контакте с протектором (4) шины, смонтированной на колесе, подлежащем оснащению, между боковинами (2) указанной шины.
В соответствии с изобретением данный протектор (5) с улучшенным сцеплением с дорогой состоит из сетки, изготовленной из текстильного материала и образующей некоторое количество ячеек (6), при этом указанные ячейки предназначены для образования такого же числа блоков протектора, пригодных для обеспечения желательного сцепления со скользкой и относительно рыхлой поверхностью и, в особенности, при движении по снегу.
Другими словами, образованные таким способом ячейки образуют выступы, типовая высота которых над протектором (4) шины составляет приблизительно от 3 до 7 мм.
Данная сетка получена посредством вязания кордов (7), которые сами получены посредством вязаного переплетения. В соответствии с одним признаком изобретения операцию вязания кордов (7) и реальной сетки (5) выполняют одновременно, например, на вязальных машинах Mueller и, более точно, на вязальной машине GWM для вязания ластичного полотна с квадратным сечением или на основовязальной машине RD3MT3 с круглым сечением.
Корды (7) получают, как уже было указано, посредством вязания, и каждый из них содержит множество стренг и, например, от 3 до 10 стренг, при этом заданный диаметр кордов получают посредством вязаного переплетения и соединения указанных стренг вместе.
Число стренг также зависит от заданной механической прочности указанных кордов. Таким образом и в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения корды состоят из двух жгутов из трех стренг, образованных из сложного полиэфира и предпочтительно из полиамида 66. Данный материал имеет преимущество, заключающееся в сочетании высокой механической прочности, хороших адгезионных свойств, в особенности при движении по снегу, и, прежде всего, высокой стойкости к абразивному износу.
Предпочтительно используемый полиамид предварительно стабилизируют посредством горячей обработки (как правило, при приблизительно 120°С), вызывая предварительную усадку.
В соответствии с описанным приведенным в качестве примера вариантом осуществления плотность вязания сетки такова, что при исключении какого-либо усиливающего сердечника она имеет линейную плотность 12,3 г/м.
Кроме того, и в соответствии с одним признаком изобретения сердечник (12), изготовленный из материала с высоким модулем упругости и, как правило, из арамидного волокна, вставляют во время изготовления кордов для придания сетке более высокой механической прочности и стойкости к абразивному износу.
Данное арамидное [волокно] имеет прочность при разрыве, составляющую 200 сН/текс. Данный материал может быть заменен материалом, продаваемым под зарегистрированным товарным знаком Vectran, или полиэтиленом, продаваемым под зарегистрированным товарным знаком Dyneema, при этом данные два материала имеют соответствующую прочность, составляющую 230 сН/текс и 180 сН/текс.
Следовательно, вставка данного сердечника (12) в корды происходит только в результате операции вязания кордов.
В соответствии с одним признаком изобретения соответствующие сердечники кордов никогда не перекрещиваются, они также не входят в контакт друг с другом. Это позволяет устранить механизмы сдвига (срезания) и, следовательно, преждевременный износ данных материалов, а также избыточную толщину в зонах соединения кордов, которые образуют сетки.
Утверждается, что самые дальние от центра корды сетки, соответственно обозначенные (10) и (11), не имеют подобного сердечника (12).
Кроме того, и предпочтительно, зоны (17) и (18) сетки, то есть зоны, отличные от зоны (19), предназначенной для нахождения в контакте с протектором (4) шины, не имеют сердечника (12). При выполнении этого сетке придается более высокая гибкость, и, как следствие, тем самым облегчается ее установка на колесе. Кроме того, таким образом, также улучшается самоцентрирование сетки во время ее установки, а также во время движения транспортного средства вперед.
Таким образом, полиамидные корды обеспечивают защиту усиливающего сердечника от абразивного износа и механических повреждений, что оказалось особенно предпочтительным, особенно во время внезапного торможения, при котором указанные силы трения, вызывающие абразивный износ, являются значительными. Как следствие, усиливающий сердечник, например выполненный из арамидного волокна, придает структуре больший предел прочности при растяжении.
Оригинальное сочетание двух компонентов согласно изобретению служит для получения гибкой легкой цепи, которая, тем не менее, выполняет свою главную функцию сцепления [с дорогой], в особенности при движении по снегу.
Во время операции вязания образуют ячейки (6), размеры которых по существу стандартизированы (как правило, 40×40 мм) и которые в положении, когда рассматриваемая сетка натянута на колесе транспортного средства, имеют квадратную или ромбовидную форму, как можно увидеть на различных фигурах.
Сетка, образованная таким образом, ограничена двумя боковыми краями (8, 9), соответственно внутренним (8) и наружным (9), предназначенными для загибания на каждую из двух боковин протектора (4) рассматриваемого колеса (1). Как следствие, данные боковые края подвергаются воздействию усилий (находятся в напряженном состоянии) для установки в заданном положении и удерживания полученной таким образом текстильной цепи на указанном колесе.
Кроме того, сетку закрывают лентой (13), называемой закрывающей лентой или соединительной полосой, изготовленной из сложного полиэфира или полиамида. Данную ленту прикрепляют посредством сварки, сшивания и т.д.
Данная лента может быть продублирована, при этом одна лента будет проходить под сеткой, а другая над ней, при этом в данном случае две ленты соединяют друг с другом посредством вязания, а два конца сетки «закрывают» посредством сшивания. После охватывания и сшивания двух концов сетки две стренги, образованные таким путем и проходящие сверху и снизу, также соединяют друг с другом посредством сшивания, что представляет собой простую операцию и обеспечивает охватывание сетки.
В ячейках внутреннего края (8) сетки размещен эластичный натяжной трос (непоказанный), концы которого присоединяют к закрывающей полоске или ленте (13) во время размещения последней.
Данный эластичный натяжной трос может иметь способность к удлинению, близкую к 120%, что обеспечивает возможность эффективного размещения цепи в заданном положении, несмотря на закрытие протектора с улучшенным сцеплением с дорогой (сетки (5)), который образует ее [сетку], то есть перекрытия протектора (4) рассматриваемого колеса, помимо надлежащего размещения цепи в заданном положении и ее достаточного натяжения для обеспечения возможности выполнения ею ее функции.
Данный эластичный натяжной трос состоит, например, из резинового сердечника, покрытого полиэфирной оболочкой.
Одновременно наружный край (9) сетки (5), предназначенный для загибания на наружную сторону (2) колеса, предусмотрен с жестким, следовательно, неэластичным тросом или кордом (14), предназначенным для фиксации сетки на колесе после установки ее в заданном положении.
Данный жесткий трос состоит, например, из сердечника из сложного полиэфира, покрытого оболочкой, также выполненной из сложного полиэфира.
Вследствие выполняемой им функции фиксации данный трос имеет способность к удлинению, близкую к нулевой.
За счет выполнения подобных элементов и использования эластичного троса и жесткого троса обеспечивают точное наматывание сетки на колесо посредством регулирования эластичности эластичного внутреннего натяжного троса. Для оптимизации фиксации сетки на колесе цепь предусмотрена с множеством перекрещивающихся лент (15, 16), число которых (от 2 до 4) зависит от размеров колеса и концы которых присоединены к наружному краю (9) указанной сетки. Кроме того, данные ленты соединены вместе по существу в их середине, то есть у места их перекрещивания. Следовательно, данные перекрещивающиеся ленты простираются поверх наружной стороны (3) колеса.
Очевидно, что за счет выполнения этого тем самым получают цепь противоскольжения, которая оптимальным образом поджимается к протектору (4) рассматриваемой шины. Это предотвращает смещение цепи с шины вплоть до сравнительно значительной скорости и, в частности, превышающей 50 км/ч.
Предпочтительно, если зоны пересечения кордов (7), образующих ячейки (6), снабжены зажимами (20). Данные зажимы (20) установлены только в той зоне (19) сетки, которая представляет собой зону, предназначенную для нахождения в контакте с протектором шины.
Кроме того, несмотря на то что на фиг.4 смешанные зоны соединения, которые расположены у разделительной линии между зоной (19) и соседними зонами (17) и (18), не имеют подобных зажимов, вполне возможно, чтобы они были предусмотрены с зажимами.
Данные зажимы (20) главным образом оптимизируют соединение кордов (7), образующих ячейки, обеспечивая их разгрузку от усилия, приложенного к полиамиду, из которого образованы корды. Кроме, того, будучи предназначенными для нахождения в контакте с проезжей частью дороги благодаря выступам, которые они образуют относительно общей «огибающей» поверхности цепи, они способствуют сцеплению, в частности при движении по льду.
Кроме того, множество (от шести до восьми) соединительных полосок (21) добавлено к протектору с улучшенным сцеплением с дорогой, при этом они простираются между двумя сторонами (10, 11) сетки параллельно соединительной полоске (13), которая фактически закрывает указанную сетку.
Данные полоски прикрепляют любыми средствами и, в частности, посредством сшивания, и их наружная поверхность, то есть поверхность, предназначенная для нахождения в контакте с проезжей частью дороги, имеет неровности или выступы любого типа, также обеспечивающие возможность оптимизации сцепления рассматриваемого колеса с замерзшей поверхностью.
В соответствии с другим предпочтительным признаком изобретения корды (7), образующие сетку, покрыты эластомером и, более точно, полиуретаном, с тем чтобы придать им большее сопротивление расплетанию, помимо большей стойкости к абразивному износу.
Данную операцию нанесения покрытия выполняют, например, посредством ролика или посредством распыления после установки зажимов в том случае, когда сетка предусмотрена с ними.
Кроме того, данное нанесение покрытия выполняют посредством использования полиуретана с очень низкой вязкостью, которая, как правило, меньше 20 сантипуаз, что обеспечивает возможность очень хорошего пропитывания составляющих элементов сетки.
Полиуретан выбирают так, чтобы он затвердевал при температуре окружающей среды или температуре, фактически равной температуре окружающей среды.
Предпочтительно пропитывание эластомером и, в частности, полиуретаном выполняют только на наружной стороне сетки, то есть той стороне, которая предназначена для нахождения в контакте с проезжей частью дороги. Это обусловлено тем, что отсутствие данного материала на внутренней стороне сетки способствует ее самоцентрированию.
Применение вязаной текстильной сетки в соответствии с настоящим изобретением также служит для обеспечения значительного выигрыша в массе, а также для облегчения установки данных цепей и для придания шине оптимизированного сцепления со скользкой проезжей частью дороги, в особенностью тогда, когда она покрыта снегом или льдом.