ШИП ПРОТЕКТОРА ЗИМНЕЙ ШИНЫ (ВАРИАНТЫ)
STUD OF WINTER TIRE TREAD (VERSIONS)

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к шипам, устанавливаемым в участке протектора пневматической шины и, в частности, к пневматической шине, снабженной шипами.
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 проходит 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, поломки 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 шины. Следовательно, существует потребность в дальнейшем улучшении относительно выпадения шипа для этих пневматических шипованных шин, а также других рабочих характеристик шипов (например, тяги, долговечности, износа и т.д.).
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Первый шип в соответствии с настоящим изобретением вставляется в участок протектора шины. Первый шип включает в себя верхний конец, выступающий из участка протектора для контакта с поверхностью, причем верхний конец содержит радиально внешний участок с первой поверхностью, второй поверхностью, третьей поверхностью, четвертой поверхностью, пятой поверхностью, шестой поверхностью, и седьмой поверхность, причем первая поверхность образует неправильный четырехугольник и проходит радиально внутрь от четвертой поверхности к плоской стороне верхнего конца; и основание, включающее в себя фланцевый нижний участок, предусмотренный на конце, противоположном верхнему концу, и проходящий в радиальном направлении наружу, участок ножки, предусмотренный между нижним участком и верхним концом, и хвостовик, соединяющий участок ножки и нижний участок, при этом основание встраивается и закрепляется в участке протектора шины, в котором установлен первый шип, причем нижний участок имеет каплевидную форму, содержащую три плоских стороны и одну полуцилиндрическую сторону.
Согласно другому аспекту первого шипа, вторая поверхность образует неправильный четырехугольник и проходит радиально внутрь от первой поверхности к вертикальному углублению верхнего конца.
Согласно еще другому аспекту первого шипа, третья поверхность образует неправильный четырехугольник и проходит радиально внутрь от первой поверхности к вертикальному углублению верхнего конца.
Согласно еще другому аспекту первого шипа, четвертая поверхность образует неправильный пятиугольник и проходит радиально внутрь от первой поверхности к вертикальному углублению верхнего конца.
Согласно еще другому аспекту первого шипа, пятая поверхность образует неправильный пятиугольник и проходит радиально внутрь от первой, второй и третьей поверхностей к плоской стороне верхнего конца и двум вертикальным углублениям верхнего конца.
Согласно еще одному аспекту первого шипа, шестая поверхность образует неправильный пятиугольник и проходит радиально внутрь от второй поверхности к плоской стороне верхнего конца и двум вертикальным углублениям верхнего конца.
Согласно еще другому аспекту первого шипа, седьмая поверхность образует неправильный пятиугольник и проходит радиально внутрь от третьей поверхности к плоской стороне верхнего конца и двум вертикальным углублениям верхнего конца.
Согласно еще одному аспекту первого шипа, нижний участок имеет конфигурацию «блюдца» с наклонной поверхностью, проходящей радиально внутрь от сторон нижнего участка и от верхнего конца, причем наклонная поверхность имеет каплевидную форму.
Согласно еще другому аспекту первого шипа, нижний участок имеет такую конфигурацию, что наклонная поверхность проходит радиально внутрь от сторон нижнего участка и от верхнего конца.
Второй шип в соответствии с настоящим изобретением вставлен в участок протектора шины. Второй шип включает верхний конец, выступающий из участка протектора для контакта с поверхностью; и основание, включающее в себя фланцевый нижний участок, предусмотренный на конце, противоположном верхнему концу и проходящий радиально наружу, участок ножки, предусмотренный между нижним участком и верхним концом, и хвостовик, соединяющий участок ножки и нижний участок. Основание встроено и закреплено в участке протектора шины, в котором установлен второй шип. Нижний участок имеет каплевидную форму, содержащую три плоских стороны и одну полуцилиндрическую сторону. Нижний участок основания имеет конфигурацию «блюдца», так что наклонная поверхность проходит радиально внутрь от вертикальных сторон нижнего участка вдали от верхнего конца, так что наклонная поверхность принимает каплевидную форму нижнего участка.
Согласно другому аспекту второго шипа, второй шип дополнительно включает в себя первую поверхность и вторую поверхность. Вторая поверхность образует неправильный четырехугольник и проходит радиально внутрь от первой поверхности к вертикальному углублению верхнего конца.
Согласно другому аспекту второго шипа, второй шип дополнительно включает в себя первую поверхность, вторую поверхность и третью поверхность. Третья поверхность образует неправильный четырехугольник и проходит радиально внутрь от первой поверхности к вертикальному углублению верхнего конца.
Согласно другому аспекту второго шипа, второй шип дополнительно включает в себя первую поверхность, вторую поверхность, третью поверхность и четвертую поверхность. Четвертая поверхность образует неправильный пятиугольник и проходит радиально внутрь от первой поверхности к вертикальному углублению верхнего конца.
Согласно еще одному аспекту второго шипа, второй шип дополнительно включает в себя первую поверхность, вторую поверхность, третью поверхность, четвертую поверхность и пятую поверхность. Пятая поверхность образует неправильный пятиугольник и проходит радиально внутрь от первой, второй и третьей поверхностей к плоской стороне верхнего конца и двум вертикальным углублениям верхнего конца.
Согласно еще другому аспекту второго шипа, второй шип дополнительно включает в себя первую поверхность, вторую поверхность, третью поверхность, четвертую поверхность, пятую поверхность и шестую поверхность. Шестая поверхность образует неправильный пятиугольник и проходит радиально внутрь от второй поверхности к плоской стороне верхнего конца и двум вертикальным углублениям верхнего конца.
Согласно еще одному аспекту второго шипа, второй шип дополнительно включает в себя первую поверхность, вторую поверхность, третью поверхность, четвертую поверхность, пятую поверхность, шестую поверхность и седьмую поверхность. Седьмая поверхность образует неправильный пятиугольник и проходит радиально внутрь от третьей поверхности к плоской стороне верхнего конца и двум вертикальным углублениям верхнего конца.
Согласно еще одному аспекту второго шипа, нижний участок имеет конфигурацию «блюдца» с наклонной поверхностью, проходящей радиально внутрь от сторон нижнего участка и от верхнего конца, причем наклонная поверхность имеет каплевидную форму.
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.
«В осевом 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.
«Конструкция брекерного пояса» или «Армирование брекерного пояса» или «Пакет брекерного пояса» означает, по меньшей мере, два кольцевых слоя или слоя параллельных кордов, 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 конструкцию шины, отличную от конструкции брекерного пояса, 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 пустотную 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.
«Чистая к общей» означает отношение чистой площади 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 шины» 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 контактирующую с землей часть 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.
«Вертикальный» означает в радиальном направлении шины.
«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 собой внешний вид в перспективе шипа в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.2 схематично представляет внешний ортографический радиальный вид шипа с фиг.1;
Фиг.3 схематично представляет вид в разрезе по линии «3–3» части шипа с фиг.2;
Фиг.4 схематично представляет вид в разрезе по линии «4–4» части шипа с фиг.2; и
Фиг.5 схематично представляет ортогональную детализацию внешнего верхнего конца шипа с фиг.1.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ниже приведено объяснение узла пневматической или не пневматической шины согласно настоящему изобретению. Узел может быть аналогичен конфигурации пневматической шины, раскрытой в патенте США № 10035382, включенном в данный документ в качестве ссылки во всей своей полноте. Фиг.1 патента США № 10035382 схематично представляет вид сечения шины, иллюстрирующий сечение пневматической шины. Пневматическая шина может представлять собой шину с шипами, вставленными в участок протектора пневматической шины, как раскрыто в заявке США № 16/166,207, поданной 22 октября 2018 года, которая включена в данный документ посредством ссылки во всей своей полноте.
Направление вдоль окружности шины, поясненное ниже, относится к направлению вращения (в обоих направлениях качения) поверхности протектора шипованной шины относительно оси вращения шины. Радиальное направление шины относится к направлению, исходящему из центра относительно направления, продолжающегося ортогонально к/от оси вращения шины. Внешняя сторона в радиальном направлении шипованной шины 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.
Шипованная шина в соответствии с настоящим изобретением может включать слой каркасного слоя шины, слой брекерного пояса и сердечники бортов шины, которые служат каркасом для шипованной шины. Шипованная шина может дополнительно включать в себя элемент протектора, элементы боковины, элементы наполнителя бортов, элементы амортизатора обода и элемент внутренней облицовки вокруг рамы 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 пояса может быть предусмотрен на внешней стороне в радиальном направлении слоя каркасного слоя, выполненным из двух элементов брекерного пояса. Слой брекерного пояса 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 пояса может быть противоположным друг другу.
Элемент протектора может быть расположен на внешней стороне в радиальном направлении шины слоя брекерного пояса. Элементы боковины могут быть соединены с двумя сторонами элемента протектора для образования двух боковин. Элемент 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. 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 рядом с областью полости шины, которая заполнена газом, окруженным шипованной шиной и ободом. Шипованная шина может иметь эту конструкцию шины или любую другую подходящую конструкцию, пневматическую и/или не пневматическую.
Фиг.1 показывает внешний вид в перспективе шипа 50 в соответствии с настоящим изобретением. Фиг.2 показывает радиально внутренний вид шипа 50 по Фиг.1. Фиг. 3 и 4 показывают виды сбоку шипа 50 по фиг. 1 и 2. Шип 50 может включать в себя радиально внешний верхний конец 52 и основание 54 для частичного введения в соответствующие углубления в элементе протектора. Таким образом, основание 54 может быть частично встроено в отверстие для установки шипа в участке 18 протектора шины 10, в котором он установлен. Шип 50 может быть прикреплен к шине посредством боковых поверхностей отверстия для установки пальца шипа, прижимая и зажимая на части основания 54. Основание 54 может включать скошенные края 164 для улучшения зацепления с элементом протектора. Верхний конец 52 также может иметь скошенные края 162 для улучшения сцепления с поверхностью льда.
Основание 54 может включать в себя участок 56 ножки, нижний участок 58 и хвостовик 60, радиально соединяющий нижний участок и участок ножки. Нижний участок 58 может быть расположен у радиально противоположного конца участка 56 ножки и верхнего конца 52. Таким образом, шип 50 может быть образован из нижнего участка 58, хвостовика 60 и участка 56 ножки в этом радиально возрастающем порядке.
Как иллюстрировано на фиг. 1–4, когда шип 50 установлен в участке протектора, верхний конец 52 представляет собой участок шипа 50, который может выступать радиально от поверхности протектора, контактировать с поверхностью дороги и царапаться в лед и/или снег. Верхний конец 52 может иметь гексагональную форму (фиг. 2 и 5) продолжающуюся радиально наружу от радиально внешней поверхности участка 56 ножки основания 54. Вид в плане верхнего конца 52 может включать в себя три вертикальные вогнутые изогнутые углубления 71, 73, 75 с тремя вертикальными, в целом, плоскими сторонами 72, 74, 76. То есть внешняя периферийная поверхность верхнего конца 52 может содержать три вертикальные впадины 71, 73, 75 и три вертикальные, в целом, плоские стороны 72, 74, 75 (фиг. 2 и 5). Другое подходящее количество впадин и сторон может быть сконфигурировано для верхнего конца 52.
Участок 56 ножки может быть фланцем, расположенным между верхним концом 52 и хвостовиком 60. Другими словами, верхний конец 52 может быть образован радиально продолжающимся наружу от плоской радиально внешней поверхности 57 участка 56 ножки. Когда этот шип 50 установлен в шине, участок 56 ножки может быть встроен в элемент протектора. Форма участка 56 ножки может быть аналогична форме верхнего конца 52 с плоской стороной 92 по окружности между двумя вогнутыми углублениями 91, 93 и двумя выпуклыми сторонами 94, 96 по окружности разделенными третьим вогнутым углублением 95. Внешняя периферийная поверхность 91, 92, 93, 94, 95, 96 участка 56 ножки может контактировать и прижиматься к внутренней поверхности установочных отверстий элемента протектора, как это обычно известно. Сечение участка 56 ножки может альтернативно быть, по существу, треугольным, четырехугольным, пятиугольным, шестиугольным (фиг. 2 и 5) или другой многоугольной формы.
Нижний участок 58 может быть фланцем, расположенным напротив верхнего конца 52. Сечение нижнего участка 58 может быть, в целом, каплевидной формы с тремя вертикальными плоскими сторонами 111, 113, 115 и одной вертикальной полукруглой стороной 117 (фиг.2). Две небольшие вертикальные плоские поверхности 131, 133 могут соединять плоскую сторону 111 и полукруглую сторону 177, и плоскую сторону 115 и полукруглую сторону 117, соответственно. Сечение нижнего участка 58 может альтернативно быть, по существу, треугольной, четырехугольной, пятиугольной, или шестиугольной формы. Таким образом, верхний конец 52, участок 56 ножки и нижний участок 58 образуют, в целом, стреловидную форму, с каждым из заострений, указывающих в одном направлении (вниз на фиг.2).
Нижний участок 58 может дополнительно включать конфигурацию «блюдца» с наклонной поверхностью 151, проходящей радиально внутрь от сторон 111, 113, 115, 177 от верхнего конца 52. Таким образом, наклонная поверхность 151 принимает каплевидную форму нижнего участка 58 или любую форму нижнего участка.
В целом, нижний участок 58 может быть вставлен в соответствующее отверстие для установки пальца шипа каплевидной формы в элемент 18 протектора шины 10, тем самым обеспечивая закрепление шипа 50 и предотвращая вращение шипа во время использования. Альтернативно, отверстие для установки шипа может быть круглым или иметь другую подходящую форму, позволяющую закрепить нижний участок 58 от вращения.
Хвостовик 60 может соединять участок 56 ножки и нижний участок 58. Хвостовик 60 может иметь меньшее или более тонкое сечение по сравнению с участком 56 ножки и нижним участком 58. Сечение хвостовика 60 может быть, в целом, овальной формы (фиг.1).
В соответствии с настоящим изобретением, радиально самая внешняя поверхность верхнего конца 52 может иметь семь, в целом, плоских наклонных поверхностей. Это могут быть первая поверхность 101, вторая поверхность 102, третья поверхность 103, четвертая поверхность 104, пятая поверхность 105, шестая поверхность 106 и седьмая поверхность 107 (фиг.5). Первая поверхность 101 может образовывать неправильный четырехугольник и продолжаться радиально внутрь от четвертой поверхности 104 к плоской стороне 74. Вторая поверхность 102 может образовывать неправильный четырехугольник и продолжаться радиально внутрь от первой поверхности 101 к углублению 73. Третья поверхность 103 может образовывать неправильный четырехугольник и продолжаться радиально внутрь от первой поверхности 101 к углублению 75. Четвертая поверхность 104 может образовывать неправильный пятиугольник и продолжаться радиально внутрь от первой поверхности 101 к углублению 71. Пятая поверхность 105 может образовывать неправильный пятиугольник и продолжаться радиально внутрь от первой, второй и третьей поверхностей 101, 102, 103 к плоской стороне 74 и углублениям 73, 75. Шестая поверхность 106 может образовывать неправильный пятиугольник и продолжаться радиально внутрь от второй поверхности 102 к плоской стороне 72 и углублениям 71, 73. Седьмая поверхность 107 может образовывать неправильный пятиугольник и продолжаться радиально внутрь от третьей поверхности 103 к плоской стороне 76 и углублениям 71, 75. Такая поверхность 101–107 может облегчать зацепление верхнего конца 52 с поверхностью льда во время вращения шины под нагрузкой.
Верхний конец 52 и основание 54 могут быть выполнены из одного и того же металлического материала или из разных металлических материалов. Например, верхний конец 52 и основание 54 могут быть выполнены из алюминия. Верхний конец 52 может быть изготовлен из карбида вольфрама, а основание 54 может быть изготовлено из алюминия. Если верхний конец 52 и основание 54 выполнены из разных металлических материалов, верхний конец 52 может быть прикреплен к основанию 54 посредством вталкивания и посадки с натягом выступа (не показан) верхнего конца 52 в радиальном направлении внутрь отверстия (не показано) участка 56 ножки основания 54.
Если боковая поверхность отверстия для установки шипа находится в контакте с полукруглой стороной 117 нижнего участка 58, когда шип 50 входит в отверстие для установки цилиндрического пальца шипа в шину 10, плоская сторона 113 напротив полукруглой стороны 117 нижнего участка 58 может врезаться в противоположную боковую поверхность отверстия для установки цилиндрического пальца шипа элемента 18 протектора, тем самым препятствуя вращению нижнего участка 58 и всего шипа 50 во время использования. В целом, независимо от формы отверстия для установки шипа, резина элемента 18 протектора может следовать форме и различным поверхностям шипа 50 для крепления шипа к элементу протектора.
Верхние концы шипов шины и конфигурации таких верхних концов в соответствии с настоящим изобретением были описаны выше в качестве примера. Однако шина, шип и/или конфигурация 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.