Шип для противоскользящего устройства

Полезная модель относится к обувному производству, а именно к средствам противоскольжения, надеваемым на обувь различного назначения и используемым при передвижении по скользкой поверхности вне помещений. Предлагаемая к патентованию полезная модель касается конструкции шипа для устройств, предохраняющих от скольжения и установленных в эластичных каркасах или пластинах.
В последнее время широко используются шипы в составе корпуса из полимерного материала с опорными поверхностями, которые крепятся в эластичных каркасах, и установленной в нем износостойкой твердой вставки, выступающей над корпусом.
Износостойкость шипа обеспечивается твердостью той части вставки, которая взаимодействует со скользкой поверхностью, и прочностью корпуса, который также взаимодействует со скользкой поверхностью и эластичным каркасом. В основном равномерность износа шипа и устройства в течение всего срока эксплуатации определяется конструкцией его головной части и зависит от твердости материала вставки, от геометрической формы конструктивных элементов и соотношения их размеров. Как правило, на практике используются цилиндрические твердосплавные вставки, представляющие собой правильные тела вращения.
Примером исполнения может являться устройство против скольжения с увеличенным, благодаря конструкции шипа, сроком службы (патент на полезную модель РФ №173636, публ. 04.09.2017, бюл. 25). Устройство содержит эластичную конструкцию с носочной и пяточной частями в виде петлевых фиксаторов. Средняя часть эластичной конструкции выполнена в виде пластины с запрессованными в нее шипами. Шип содержит стальной корпус в виде цилиндра с фланцевым основанием и кольцевым выступом, опирающимся на эластичную пластину. В корпусе имеется гнездо, в которое вставлена цилиндрическая износостойкая вставка из твердосплавного материала, выполненная с уменьшенным диаметром и меньшей высоты.
Ходьбе по скользким неровным поверхностям из-за реальной возможности запнуться или поскользнуться, создает постоянные неравномерные ударные нагрузки разной интенсивности на шипы, при этом взаимодействие особо твердых элементов шипа, с эластичной пластиной приводит к повреждению эластичного материала. Кроме того, металлические шипы обладают повышенной массой, являются тяжелыми для тонкой эластичной пластины и при ударном динамическом воздействии могут выпадать из места установки.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является шип для предотвращения скольжения, используемый для накладок на обувь для ходьбы в гололед также обеспечивающее увеличение срока службы и удобство при эксплуатации (патент на полезную модель РФ №186854, публ. 06.02.2019, бюл. №4). Шип для предотвращения скольжения имеет верхнюю часть в виде конуса и нижнюю плоскую часть, соединенные средней частью под прямым углом, что позволяет надежно зафиксировать данный шип в специальной накладке. Средняя часть имеет любую цилиндрическую форму. Верхняя часть выполняется конусообразной, причем конус желательно изготавливать с углом в 38-40 градусов. Нижняя часть может быть в виде круглой пластины, тонкой шайбы или любой другой плоской формы, толщиной не более 2,5 мм. Все части данного шипа можно изготовить в качестве единого корпуса из стали, алюминия, пластмассы, керамики или другого материала. Шип имеет выступающую из центра конусной верхней вставку из твердого сплава, такого как сплава карбида вольфрама с кобальтом или марок стали высокой твердости, каленой стали или других похожих материалов. Вставка 3 может иметь конусообразное или же заостренное окончание.
Ходьба по скользким неровным поверхностям сопровождается постоянными ударными нагрузками разной интенсивности на обувь из-за реальной возможности запнуться или поскользнуться, создавая условия для возникновения разрушительного воздействия частыми неравномерными ударными нагрузками. В таких условиях интенсивному износу подвергаются противоскользящие шипы особенно твердосплавные вставки, например, из-за образования трещины или скола во вставке из победита от резкого удара, особенно, если вставка тонкая и выполнена с острием на конце. Твердотельная вставка из победита обладает всеми свойствами материала, в частности склонностью к хрупкости при ударах, колкостью и трещинообразованию.
Недостатком известного устройства также является постоянное воздействие твердой вставки на тонкую нижнюю часть (основание) корпуса, способствуя возникновению выпуклой деформации, особенно если корпус из пластика, что может повреждать подошву обуви и причинять дискомфорт при ходьбе.
Задача, на решение которой направлена предложенная полезная модель, заключается в создании надежного и технологичного устройства.
Техническим результатом является в увеличении срока службы противоскользящих шипов за счет снижения воздействия ударных нагрузок, передаваемых от износостойкой твердой вставки на корпус шипа и повышения надежности крепления вставки в корпусе.
Технический результат достигается тем, что шип для противоскользящего устройства, содержащий полый цилиндрический корпус, выполненный с нижним глухим фланцевом основанием и верхним кольцевым выступом и твердосплавную вставку, большая часть твердосплавной вставки установлена в цилиндрическом корпусе, а меньшая часть является внешней и предназначена для взаимодействия со скользкой поверхностью. Твердосплавная вставка выполнена в виде усеченного конуса с уширением к меньшему основанию и установлена во внутренней полости корпуса с образованием изолированной полости.
Расположение твердосплавной вставки во внутренней полости корпуса характеризуется направлением ее меньшего основания к фланцевому основанию корпуса.
Полый цилиндрический корпус выполнен из полимерного материала.
Коническая твердосплавная вставка имеет малый угол конусности, что при внешней нагрузке на вставку со стороны скользкой поверхности создает эффект самозатягивания вставки в полость корпуса, что надежно фиксирует вставку в корпусе. Кроме того, более острый угол верхнего конического основания обеспечивает лучшее сцепление точечного контакта вставки со скользкой поверхностью.
Отсутствие плотного контакта основания твердосплавной вставки и фланцевого основания корпуса шипа, за счет изолированной полости, предотвращает деформацию и разрушение тонкого основания пластикового корпуса при динамических нагрузках.
Уширение у малого основания вставки усиливает зацепление между твердосплавной вставкой и пластиковым корпусом и позволяет обеспечить надежное удержание в корпусе противоскользящего шипа. Кроме этого уширение препятствует заполнению изолированной полости размягченным пластиком корпуса при запрессовке твердосплавной вставки.
На фиг. 1 представлен шип для противоскользящего устройства, продольный разрез.
Шип для противоскользящего устройства содержит цельный корпус 1 в виде полого цилиндра, который снабжен нижним глухим фланцевым основанием 2 и верхним кольцевым выступом 3. Во внутренней полости корпуса установлена твердосплавная вставка 4 в виде усеченного конуса с уширением 5 к меньшему основанию. Твердосплавная вставка 4 установлена во внутренней полости корпуса 1 с образованием изолированной полости, при этом расположение вставки во внутренней полости корпуса характеризуется направлением ее меньшего основания к фланцевому основанию корпуса.
Фиксация и удержание твердосплавной вставки в полимерном корпусе шипа осуществляется соединением с термовоздействием. За счет нагрева полимерный корпус приобретает пластичность и заполняет пространство вокруг поверхности, образующей усеченный конус, сохраняя при этом полость ниже меньшего основания. При прекращении термовоздействия достигается плотный прижим сопрягаемых поверхностей корпуса и вставки, чем обеспечивается надежная фиксация твердосплавной вставки в полимерном корпусе шипа. После сборки готовый шип запрессовывается в эластичный каркас 6 противоскользящего устройства.
Предлагаемая к патентованию полезная модель повышает надежность, увеличивает срок службы шипа для противоскользящего устройства, обеспечивает удобство при эксплуатации, а также позволяет снизить расход дорогостоящего материала, используемого для твердосплавных вставок, и вес шипа в целом.