ШИП ПРОТИВОСКОЛЬЖЕНИЯ И ШИНА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА С ТАКИМ ШИПОМ ПРОТИВОСКОЛЬЖЕНИЯ
ANTISKID STUD AND VEHICLE TIRE WITH SUCH ANTISKID STUD

Изобретение относится к шипу противоскольжения для шины транспортного средства с телом шипа противоскольжения и установленным в нем штифтом шипа противоскольжения, который содержит выступающую по меньшей мере частично из тела шипа противоскольжения или возвышающуюся над ним верхнюю часть с образующей поверхность качения верхней стороной, при этом верхняя часть представляет собой тело, боковая поверхность которого следует наружному контуру верхней стороны.
Шипы противоскольжения для протекторов шины транспортного средства известны в различных вариантах осуществления. Шипы противоскольжения состоят, как правило, из тела шипа противоскольжения, которое устанавливается в резиновый материал протектора шины транспортного средства, и из штифта шипа противоскольжения, который содержит верхнюю часть и нижнюю часть, при этом нижняя часть устанавливается в тело шипа противоскольжения и удерживается в нем с геометрическим замыканием и/или с силовым замыканием, и при этом верхняя часть выступает из тела шипа противоскольжения. При качении шины верхняя часть штифта шипа противоскольжения соприкасается с грунтом и способствует повышенному сцеплению с грунтом, в частности со льдом и снегом.
Из EP 1 661 734 B1 известны различные варианты осуществления штифтов шипа противоскольжения. Штифты шипов противоскольжения выполнены в виде прямоугольных параллелепипедов и других геометрических тел и таким образом, что они имеют по меньшей мере две плоскости симметрии. В круглых, в частности цилиндрических, формах существует множество плоскостей симметрии. Так как штифты шипов противоскольжения при использовании повышают истирание дорог, является предпочтительным выполнение штифтов шипов противоскольжения с как можно меньшей массой. При этом существует опасность того, что меры по снижению массы или веса сопровождаются также нежелательным снижением сцепления со снегом и льдом.
Следовательно, в основе изобретения лежит задача создания штифта шипа противоскольжения с уменьшенной массой, который, несмотря на уменьшенную массу, можно устанавливать в протекторе шины таким образом, что его характеристики в отношении сцепления со снегом и льдом будут соответствовать по меньшей мере таким характеристикам у штифтов шипов противоскольжения традиционного исполнения. Поэтому в основе изобретения также лежит задача создания шины транспортного средства с оптимально установленными шипами противоскольжения согласно настоящему изобретению.
Что касается шипа противоскольжения, то поставленная задача согласно настоящему изобретению решается тем, что верхняя часть штифта шипа противоскольжения представляет собой тело, продольно вытянутое в горизонтальной проекции на своей верхней стороне, с длиной, которая от 1,3 до 2,4 раз больше его наибольшей ширине, при этом тело увеличивается в ширину по меньшей мере более чем на половину своей длины, а также или не имеет вообще, или имеет только одну плоскость симметрии, которая делит пополам верхнюю часть, соответственно, штифт шипа противоскольжения перпендикулярно верхней стороне по их длине.
Что касается шины транспортного средства, то поставленная задача согласно настоящему изобретению решается тем, что шип противоскольжения устанавливается в протекторе таким образом, что продольная протяженность верхней части штифта шипа противоскольжения согласована с поперечным направлением протектора.
Поэтому в выполненных согласно настоящему изобретению штифтах шипов противоскольжения по сравнению с изготовленными традиционным способом штифтами шипов противоскольжения можно уменьшить массовую долю в направлении протяженности, так как изготовленные согласно настоящему изобретению верхние части штифтов шипов противоскольжения обладают четкой продольной протяженностью с максимум одной плоскостью симметрии и на большей части своей продольной протяженности становятся шире. Эта особенная форма верхней части штифта шипа противоскольжения позволяет позиционирование в протекторе, которая оказывает определенные влияния/эффекты, приблизительно на боковой увод, в зависимости от того, как штифт шипа противоскольжения в отношении своей продольной протяженности и своей более широкой/более узкой области позиционируется относительно окружного и поперечного направления протектора. Особенно предпочтительным является такое расположение штифтов шипов противоскольжения, при котором верхняя часть проходит параллельно или почти параллельно поперечному направлению протектора, так как в результате такого расположения можно заметно улучшить тяговое усилие и торможение на льду.
В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения верхняя часть штифта шипа противоскольжения увеличивается по ширине по меньшей мере на 65% своей длины, в частности, непрерывно. Такой вариант осуществления для определенных случаев позиционирования шипа противоскольжения в протекторе является особенно предпочтительным.
Выполненные согласно настоящему изобретению верхние части штифтов шипов противоскольжения имеют по меньшей мере три угловые области, при этом по меньшей мере одна угловая область, в частности все угловые области, ограничена/ограничены, закруглением. Такое решение снижает опасность откалывания на углах верхней части штифта.
В одном из вариантов осуществления изобретения верхняя часть на одном из своих концов, согласованных с продольной протяженностью, имеет ширину, которая по меньшей мере по существу соответствует ее наибольшей ширине, при этом верхняя часть в этой области ограничена ограничивающей поверхностью, которая, при рассмотрении в горизонтальной проекции, проходит по существу перпендикулярно плоскости симметрии верхней части. Такой вариант осуществления обладает преимуществами в определенных случаях позиционирования штифта шипа противоскольжения в протекторе.
Особенно полезное влияние на сцепление со снегом и льдом оказывает решение выполнить по меньшей мере одну из ограничительных поверхностей верхней части имеющей выпуклость или вогнутость. Относительно этого имеет значение также направленность имеющих вогнутость или выпуклость ограничительных поверхностей в случае позиционированного в протекторе шипа противоскольжения. В связи с этим для хорошего сцепления со льдом, прежде всего, является предпочтительным, если верхняя часть по обе стороны своей плоскости симметрии имеет ограничивающие поверхности, имеющие вогнутость.
В зависимости от того, в каком положении шипы противоскольжения согласно настоящему изобретению закреплены в протекторе пневматической шины транспортного средства, для характеристик сцепления со льдом, торможения и тяги, а также для бокового увода является предпочтительной определенная геометрия верхней части, например, в горизонтальной проекции она может быть подобной треугольнику, дельтообразной или каплеподобной и с одной плоскостью симметрии.
Как уже упоминалось, изобретение также относится к пневматическим шинам транспортного средства с протектором, в котором установлены шипы противоскольжения, выполненные согласно настоящему изобретению. Предпочтительная ориентация шипов противоскольжения согласно настоящему изобретению выбирается в поперечном направлении протектора, то есть таким образом, что плоскость симметрии штифта шипа противоскольжения, соответственно, направление его продольной протяженности выбирается параллельным поперечному направлению. «В поперечном направлении» подразумевает также отклонения от точного поперечного направления до ± 35°.
В пневматических шинах транспортного средства с несимметрично выполненным протектором, который имеет обращенную к продольной оси транспортного средства внутреннюю область и обращенную от нее наружную область, при этом наружная и внутренняя области имеют разную структуру профиля, шипы противоскольжения в наружной области протектора расположены предпочтительно таким образом, что штифты шипов противоскольжения своей широкой стороной находятся ближе к краю протектора. Такое расположение шипов противоскольжения согласно настоящему изобретению является особенно предпочтительным в отношении характеристик бокового увода шины.
Другие признаки, преимущества и подробности изобретения более подробно объясняются со ссылками на чертежи, на которых изображено несколько примеров осуществления. На чертежах показано:
фиг.1a и фиг.1b - первый вариант осуществления штифта шипа противоскольжения согласно настоящему изобретению, при этом фиг. 1a - горизонтальная проекция, а фиг. 1b - вид под наклоном; и
фиг.2a и 2b, 3a и 3b, 4a и 4b, 5a и 5b, 6a и 6b, 7a и 7b, 8a и 8b, а также 9a и 9b - изображения других вариантов осуществления штифтов шипов противоскольжения согласно настоящему изобретению, аналогичные изображениям на фиг. 1a и 1b.
Изобретение касается специальной формы осуществления штифтов шипов противоскольжения. Как известно, шипы противоскольжения для протектора шин транспортного средства имеют тело шипа противоскольжения, на фигурах не показанное, которое по меньшей мере частично, в частности полностью, вставлено в резиновый материал протектора шины транспортного средства, а также штифт шипа противоскольжения, который удерживается в теле шипа противоскольжения с геометрическим и/или силовым замыканием, и образует или содержит ту часть шипа противоскольжения, которая выступает из резинового материала протектора. Штифт шипа противоскольжения предпочтительно выполнен из твердого сплава, металлокерамики или тому подобного, тело шипа противоскольжения, как правило, также выполнено из металла либо из пластмассы или других износостойких материалов.
Во всех показанных на фигурах вариантах осуществления штифт шипа противоскольжения показан в предпочтительном «положении встраивания» в протекторе, и по этой причине стрелкой Q обозначено поперечное направление, а стрелкой U окружное направление протектора. Штифт 1 шипа противоскольжения содержит верхнюю часть 2 и нижнюю часть 3, которая подлежит закреплению в теле шипа противоскольжения. Верхняя часть 2 представляет собой ту часть штифта 1 шипа противоскольжения, которая выступает из тела шипа противоскольжения, при этом короткий участок нижней части 3 может также выступать из тела шипа противоскольжения. Во всех вариантах осуществления нижняя часть 3 выполнена, например, таким образом, что ее геометрическая форма согласуется по меньшей мере в значительной степени с геометрической формой верхней части 2, при этом ее площадь поперечного сечения по своей протяженности от верхней части 2 или непрерывно уменьшается или соответствует площади поперечного сечения верхней части 2. Верхняя часть 2 по своей радиальной протяженности - относительно оси вращения шины - имеет по меньшей мере по существу постоянную геометрию и поэтому выполнена с постоянным поперечным сечением или слегка конической. Образующая поверхность качения верхняя сторона 2a верхней части 2 имеет наружный контур, который продолжается в наружной периферийной поверхности - окружной поверхности - верхней части 2.
Верхняя часть 2 имеет в горизонтальной проекции (она соответствует виду на верхнюю сторону 2a) общую длину l и наибольшую ширину b, при этом длина l составляет от 2 мм до 4 мм и от 1,3 до 2,4 раз больше ширины b. Верхняя часть 2 имеет высоту от 0,5 мм до 1,5 мм. Более чем на 50%, в частности на 65%, своей длины l штифт 1 шипа противоскольжения, в частности непрерывно, увеличивается в ширину. Шипы противоскольжения со штифтами 1 шипов противоскольжения согласно изобретению позиционируются в протекторе шины предпочтительно таким образом, что большая протяженность штифта 1 шипа противоскольжения, соответственно, его верхней части 2 согласована с поперечным направлением Q (аксиальное направление) протектора, при этом это следует понимать таким образом, что штифт 1 шипа противоскольжения относительно своей продольной протяженности встраивается в протектор параллельно поперечному направлению Q или с отклонением до угла ± 35° от поперечного направления Q. Выполненные согласно изобретению штифты 1 шипов противоскольжения, соответственно, их верхние части 2a, кроме того, или не имеют вообще плоскости симметрии, или содержат единственную плоскость 4 симметрии, которая проходит перпендикулярно верхней стороне 2a, «делит пополам» штифт 1 шипа противоскольжения, соответственно, его верхнюю часть 2 в его/ее продольном направлении и в установленном в протектор шипе противоскольжения является проходящей в радиальном направлении плоскостью.
На фиг.1a и 1b показаны варианты осуществления штифта 1 шипа противоскольжения с верхней частью 2 с четырехугольной верхней стороной 2a и четырьмя проходящими в радиальном направлении ограничительными поверхностями 5, 6, 7 и 8, при этом расположенные с продольной стороны ограничительные поверхности 5 и 6 проходят параллельно относительно друг другу и имеют различную длину. Ограничительные поверхности 7 и 8 проходят зеркально симметрично относительно плоскости 4 симметрии и каждая из них образует с более длинной, расположенной с продольной стороны ограничительной поверхностью 5 острый угол, а с более короткой, расположенной с продольной стороны ограничительной поверхностью 6 - тупой угол, соответственно. Поэтому верхняя сторона имеет форму равнобедренного, срезанного на одном углу треугольника. На верхней стороне 2a верхней части 2 находится плоский изогнутый участок 9, наружный контур которого проходит параллельно наружному контуру верхней стороны 2a верхней части 2 и с небольшим смещением вовнутрь по отношению к ней и который имеет ровную плоскую область 9a. Высота изогнутого участка 9 составляет от 0,1 мм до 0,5 мм. Плоская область 9а изогнутого участка 9 также имеет наружный контур, который проходит параллельно наружному контуру верхней стороны 2а верхней части 2.
На фиг.2a и 2b показан вариант осуществления, который подобен варианту осуществления согласно фиг.1a и фиг.1b. Верхняя часть 2, которая в горизонтальной проекции по существу треугольная, а точнее подобная равнобедренному треугольнику, представляет собой тело с двумя ограничительными поверхностями 7 и 8, которые расположены под острым углом относительно друг друга и проходят с двух сторон и симметрично плоскости 4 и которые на одном конце соединяются друг с другом посредством закругления 10а, а на другом конце каждая из них также через закругление 10b переходит в третью ограничительную поверхность 5. На верхней стороне 2a верхней части 2 находится изогнутый участок 9 с плоской областью 9a, как в первом варианте осуществления. За счет закруглений 10a, 10b достигается противодействие откалыванию материала штифта в этих областях, так как обеспечивается снижение пиков напряжения.
Показанный на фиг.3a и 3b вариант осуществления отличается от варианта осуществления согласно фиг.2a и 2b тем, что ограничительная поверхность 5 является вогнуто изогнутой. При расположении шипа противоскольжения, при котором ограничительная поверхность 5 ориентирована параллельно окружному направлению U протектора, изогнутый участок ограничительной поверхности 5 обеспечивает повышение сцепления штифта 1 шипа противоскольжения со льдом за счет оптимизации сопротивления штифта при воздействии боковых усилий.
Показанный на фиг.4a и 4b вариант осуществления соответствует в значительной мере показанному на фиг.3a и 3b с той разницей, что наряду с ограничительной поверхностью 5 другие ограничительные поверхности 7 и 8 по существу по всей своей длине также являются немного вогнуто изогнутыми. Такое решение может прежде всего улучшить сцепление со льдом при действующих силах тяги и торможении, если шип противоскольжения закреплен в показанном положении в протекторе.
Модификация показанного на фиг.4a и 4b варианта осуществления приведена на фиг.5a и 5b. Ограничительные поверхности 7 и 8 состоят из двух участков 7a, 7b и 8a, 8b соответственно, при этом примыкающие к ограничительной поверхности 5 через закругление 10b участки 7a и 8a проходят параллельно относительно друг друга, а участки 7b и 8b, которые немного изогнуты внутрь, сходятся в направлении закругления 10a. Плоскость 4 симметрии здесь также обеспечивает зеркально симметричное расположение ограничительных поверхностей 7 и 8. На верхней стороне 2a в вариантах осуществления согласно фиг.2a и 2b, 3a и 3b, а также 4a и 4b находится в каждом случае по меньшей мере по существу следующий наружному контуру верхней стороны 2a изогнутый участок 9 с плоской областью 9a.
В вариантах осуществления, показанных на фиг. 6a и 6b, а также 7a и 7b, плоский изогнутый участок 13 на верхней стороне 2a верхней части 2 штифта 1 шипа противоскольжения в горизонтальной проекции (т.е. на виде сверху) выполнен круглым и без плоской области. Верхняя часть 2 показанного на фиг.6а и 6b штифта 1 шипа противоскольжения имеет в горизонтальной проекции форму дельтоида, в котором вдоль оси симметрии проходит плоскость 4 симметрии, и поэтому он содержит четыре ограничительные поверхности 5, 6, 7 и 8. Показанный на фиг.7a и 7b штифт 1 шипа противоскольжения содержит верхнюю часть 2 с верхней стороной 2a в форме, подобной равнобедренному треугольнику, и с закругленными угловыми областями 10a, 10b, расположенными со стороны бедер треугольника ограничительными поверхностями 7 и 8 и имеющей выпуклость расположенной с продольной стороны ограничительной поверхностью 5. Показанные на фиг.6a и 6b, а также на фиг.7a и 7b штифты 1 шипов противоскольжения имеют непрерывно сужающуюся в направлении нижней части 3 форму.
На фиг.8a и 8b показан штифт 1 шипа противоскольжения, верхняя часть 2 которого содержит верхнюю сторону 2а закругленной, симметричной, каплеподобной формой. На верхней стороне 2a верхней части 2 находится изогнутый участок 14 в форме дельтоида с дельтообразной плоской областью 14а. Нижняя часть 3 и верхняя часть 2 выполнены согласующимися друг с другом по форме и с постоянными поперечными сечениями.
Показанный на фиг.9a и 9b штифт 1 шипа противоскольжения не содержит никакой плоскости симметрии, верхняя часть 2 имеет верхнюю сторону 2а, наружный контур которой выполнен неправильной формы и снабжен закругленными угловыми областями. Поэтому верхняя часть содержит несколько закруглений 10' и несколько ограничительных поверхностей, которые являются частично изогнутыми. На верхней стороне 2а верхней части 2 предусмотрен плоский, примыкающий к наружному контуру верхней части 2 изогнутый участок 15 с наложенным на его плоскую область 15а, вторым, меньшим, круглым и тоже плоским изогнутым участком 16.
Выполненные согласно настоящему изобретению штифты шипов противоскольжения пригодны, в частности, для использования в шинах с несимметрично выполненными протекторами. Несимметричными называют протекторы, которые в обеих половинах протектора, разделенных экватором шины, обладают по-разному спроектированными структурами профиля, так что эти шины снабжены определенной наружной областью и определенной внутренней областью в протекторе. Шину необходимо монтировать в транспортное средство таким образом, чтобы внутренняя область находилась ближе к продольной оси транспортного средства. В наружной области такого протектора выполненные согласно настоящему изобретению шипы располагают таким образом, что более широкий участок штифта шипа противоскольжения находится с наружной стороны протектора.
Перечень ссылочных позиций:
1 - штифт шипа противоскольжения;
2 - верхняя часть;
2a - верхняя поверхность;
3 - нижняя часть;
4 - плоскость симметрии;
5 - ограничительная поверхность;
6 - ограничительная поверхность;
7 - ограничительная поверхность;
7a, 7b - участок;
8 - ограничительная поверхность;
8a, 8b - участок;
9 -изогнутый участок;
9a - плоская область;
10a, 10b - закругление;
11 - закругление;
12 - ограничительная поверхность;
13 - изогнутый участок;
13a - плоская область;
14 - изогнутый участок;
14a - плоская область;
15 - изогнутый участок;
15a - плоская область;
16 - изогнутый участок;
b - ширина;
l - длина;
Q - поперечное направление;
U - окружное направление.