Шина шипованная минишипами и способ её шипования
TIRE STUDDED WITH MINISTUDS AND METHOD OF ITS STUDDING

Группа изобретений относится к шинной промышленности, касается конструкции шипов противоскольжения и способу шипования протектора шин транспортных средств для повышения их сцепления с опорной поверхностью, характеризующейся малым коэффициентом сцепления, и могут быть использованы при производстве шин.
Известен способ шипования шины [патент GB 1034446, класс В60С11/16, дата публикации 29.06.1966], заключающийся в сверлении отверстий в грунтозацепах протектора в соответствии с заданным рисунком расположения шипов противоскольжения, установке шипов противоскольжения в указанные отверстия и закрепления их в этих отверстиях.
Известна также зимняя шина [патент RU 2499681, класс В60С11/16, В60С11/00, дата публикации 27.11.2013] содержащая протектор, причем протектор содержит: множество канавок, образованных на его поверхности; пояски, ограниченные канавками; узкие прорези, выполненные на поясках; и шипы, запрессованные в пояски, в которой протектор содержит поверхностный слой, расположенный на стороне поверхности шины, и внутренний слой, расположенный на радиальной внутренней стороне поверхностного слоя.
Аналоги имеют несколько недостатков. Используемые в них крупные шипы противоскольжения наносят значительный ущерб асфальтобетонным покрытиям. В связи с этим шипы располагаются редко на поверхности протектора, в то время как чем плотнее их расположение, тем надёжнее движение по льду. Используемые шипы имеют высокую стоимость производства, как из-за сложной конструкции, так и из-за используемых в конструкции стержней из дорогостоящих твердых сплавов, [пример, патент РФ 2171179]. Кроме того, по мере эксплуатации грунтозацепы протектора изнашиваются, а вместе с ними подвергаются износу и шипы противоскольжения. В результате износа шипов часть из них выпадает из гнезд грунтозацепов. Если учесть, что под слоем резины грунтозацепов расположены слои каркаса и/или брекера, повреждение которых должно быть исключено, то при установке шипов их располагают на глубину существенно меньшую высоты самого грунтозацепа. Износ шин визуально определяется по появлению слоя индикатора износа шины. К этому времени износ грунтозацепа по высоте существенно превышает высоту всего шипа противоскольжения, что приводит к ситуации, согласно которой шина может эксплуатироваться, так как слой индикатора износа еще не проявлен, а в грунтозацепах уже отсутствуют шипы противоскольжения, что приводит к необходимости замены шины до истечения срока ее службы. Дополнительная ошиповка такой шины невозможна, так как при этом будут нарушены слои каркаса и/или брекера.
Известен способ шипования шины [патент RU 2220055, класс В60С11/16, дата публикации 27.12.2003], выбранный за прототип и включающий в себя сверление отверстий в грунтозацепах протектора и установку в эти отверстия шипов противоскольжения, причём шипы противоскольжения устанавливают в отверстия грунтозацепов со стороны протектора обратной беговой поверхности грунтозацепов протектора, а затем проектор с шипами устанавливают на отшерохованный каркас шины с последующей вулканизацией.
Известна также покрышка пневматической шины [патент RU 2425758, класс В60С9/08, дата публикации 10.08.2011], выбранная за прототип, которая содержит протектор, брекер, боковины, каркас, состоящий из наружной и внутренней групп слоев обрезиненного корда, бортовые кольца.
Среди недостатков прототипов можно отметить следующие. В прототипе-способе для установки шипов противоскольжения приходится просверливать отверстия под каждый шип в силу их большого диаметра с последующей установкой шипов, что требует больших временных затрат. Прототип-устройство не обеспечивает хорошего сцепления шины с поверхностью дорожного полотна, покрытого льдом.
Настоящая группа изобретений направлена на решение технической задачи по обеспечению высоких сцепных качеств шины по всей глубине грунтозацепа за счёт использования нового типа шипов противоскольжения. Технический результат заявленного решения заключается в повышении эксплуатационных качеств шины по сравнению с прототипами, за счёт высокой плотности расположения шипов, сохраняющейся в течение всего срока службы шины.
Указанный технический результат достигается тем, что в известной покрышке пневмонической шины, содержащей протектор, брекер, боковины, каркас, состоящий из наружной и внутренней групп слоев обрезиненного корда, бортовые кольца, в протектор, со стороны, обратной беговой поверхности, вбиты шипы, причём с высокой плотностью распределения по всей поверхности качения.
Фиг. 1
Тот же результат достигается тем, что тело шипов выполнено в форме скобы  или гвоздика  из стальной или вольфрамовой проволоки диаметром 2÷4 мм, используемой для изготовления пружин (назовем их "минишипы"). Кончики “минишипа“ длиной порядка 1.5÷2 диаметров проволоки предлагается закаливать для повышения износостойкости.
Тот же результат достигается тем, что "минишипы" выдаются над поверхностью протектора на величину, приблизительно равную диаметра "минишипа".
Тот же результат достигается тем, что в известном способе шипования шины, заключающемся в установке шипов противоскольжения со стороны протектора обратной беговой поверхности грунтозацепов протектора, шипы вбиваются в готовый ленточный протектор, предназначенный для наложения на отшерахованный каркас шины с последующей вулканизацией.
Тот же результат достигается тем, что набивку шипов производит червячная машина, доработанная устройством типа степлера, чтобы размещение "минишипов" было согласовано с рисунком протектора.
Форма минишипов и способ их установки полностью исключает выпадение минишипов до полного износа шины.
По сравнению с прототипами группа изобретений имеет новую совокупность существенных признаков, т.е. отвечает критерию новизны.
2
Сущность изобретения состоит в том, что новая конструкция шипованной шины предполагает размещение большого количества мелких шипов из стальной проволоки (назовем их "минишипы"), до 1 шт/см по всей поверхности качения. В процессе эксплуатации эти минишипы истираются вместе с протектором, но поскольку прочность металла выше прочности резины, они в процессе истирания всегда будут изнашиваться медленнее резины. Таким образом, они всегда будут несколько выступать над поверхностью резины. Упругость минишипа и выступ над поверхностью резины порядка диаметра не позволит им изгибаться и обеспечит постоянное рабочее состояние. Такая конструкция шины обеспечит ей больший коэффициент сцепления со льдом, чем традиционные шипы, за счёт большого количества минишипов, не худшее сцепление со снегом, и значительно лучшее сцепление на асфальте. Это обеспечивается тем, что на твёрдом асфальте шипы вдавливаются в упругую резину, и сцепление происходит с резиной протектора, в то время как у традиционной шипованной шины шипы почти не дают резине соприкасаться с асфальтом. Кроме того минишипы практически не будут повреждать асфальт, в отличие от крупных и твердосплавных шипов традиционной шины. Всё это позволит лучше использовать шину новой конструкции в переходный период, т.е. переобуть машину заблаговременно.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 представлен общий вид расположения минишипов, на фиг.2 представлена конструкция шипованной шины с минишипами типа скобка, а на фиг.3 представлена конструкция шипованной шины с минишипами типа гвоздик.
Шипованная шина состоит из протектора 1 плечевой части 2, каркаса 3, боковых частей (крыла шины) 4, брекера и подушечного слоя 5, дополнительной вставки в плечевой зоне 6, бортовых колец 7, бортовой части 8, минишипов 9, вставленных в протектор со стороны, обратной беговой поверхности. Минишипы могут представлять собой скобки из стальной или вольфрамовой проволоки ~Ø2÷4 мм, либо гвоздики со стержнем ~Ø2÷4 мм. Минишипы должны высовываться над поверхностью грунтозацепов протектора на высоту 2÷4 мм. Расположение минишипов должно быть согласовано с рисунком протектора и располагаться в грунтозацепах, а не в канавках между ними.
Ошиповывание шины реализуется следующим образом. Заготовка протектора получается из резиновых смесей в результате шприцевания на червячной машине. В процессе создания протекторной заготовки она набивается минишипами со стороны, обратной беговой поверхности. Набивку шипов производит та же червячная машина, доработанная устройством типа степлера. Таким образом, согласовано размещение минишипов с рисунком протектора. После процесса вулканизации минишипы прочно удерживаются протекторным слоем резины и упираются в слой брекера.
Настоящее изобретение поясняется конкретным примером, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения приведенной совокупностью признаков требуемого технического результата.