FI115621B

FI115621B - Non-slip vehicle winter tire

Info

Publication number: FI115621B
Application number: FI20011817A
Authority: FI
Inventors: Kari Craelius
Original assignee: Nokian Renkaat Oyj Abp
Priority date: 2001-09-14
Filing date: 2001-09-14
Publication date: 2005-06-15
Also published as: SE0202734D0; FI20011817A0; SE524297C2; SE0202734L; FI20011817A

Description

115621115621

Ajoneuvon talvirenkaan liukuesteNon-slip vehicle winter tire

Keksinnön kohteena on ajoneuvon talvirenkaan liukueste, joka käsittää kärjen ja siihen kiinnitetyn rungon, joka runko käsittää rungon pohjalai-pan, rungon ympärille kiinnitetyn oleellisesti polymeerimateriaalista valmistetun 5 vaipan, jonka polymeerimateriaalin jäykkyys muuttuu lämpötilan funktiona.The invention relates to an anti-skid barrier for a vehicle winter tire comprising a tip and a body attached thereto, the body comprising a base body of the body, a diaper 5 made of a substantially polymeric material whose polymeric material's stiffness changes as a function of temperature.

Ajoneuvon talvirenkaissa käytetään liukuesteitä renkaan pidon parantamiseksi erityisesti tilanteissa joissa kumin ja kuvion avulla ei päästä riittävään tulokseen, kuten sileällä jäällä. Liukuesteen eli nastan avulla muodostetaan renkaan ja tien välille mekaaninen pidätys siten, että nasta tunkeutuu tien 10 pinnassa olevaan jäähän.The vehicle's winter tires use anti-slip tires to improve tire traction, especially in situations where rubber and tread do not provide sufficient results, such as on smooth ice. By means of a non-slip pin, a mechanical retention is formed between the tire and the road so that the pin penetrates the ice in the surface of the road 10.

Tunkeutumavoimaa eli pistovoimaa, joka on nastan kärjen renkaan kulutuspinnan tasoon painamiseen tarvittava voima, voidaan säätää valitsemalla nastalle tietyt dimensiot, läpimitta, pituus, muoto ja sen ulkonema renkaan pinnasta. Pistovoimaa ei voida jälkikäteen muuttaa, koska nasta on 15 asennettu kiinteäksi renkaaseen.The penetration force, or puncture force, which is the force required to push the tip of the stud to the level of the tire tread, can be adjusted by selecting a particular dimension, diameter, length, shape, and protrusion of the stud from the tire surface. The stitching force cannot be changed afterwards because the pin 15 is mounted on the ring.

Käytössä olevat nastat ovat pääsääntöisesti edellä kuvattuja kiinteitä nastoja.The pins in use are generally fixed pins as described above.

Mekaanisen pidätyksen johdosta nasta aiheuttaa tiepäällysteeseen kulumista, joka on riippuvainen muun muassa nastojen lukumäärästä ren-20 kaassa, edelläkuvatuista dimensioista, minkä lisäksi kulumiseen vaikuttavat ajonopeus, nastan massa ja renkaan voimansiirto tiehen.Due to the mechanical retention, the stud causes wear on the road pavement, which depends, among other things, on the number of studs on the tire, the dimensions described above, and is affected by travel speed, stud mass, and tire transmission on the road.

Tutkimusten mukaan päällystekuluminen jakautuu kahteen pääteki-’·· jään, ns. raapaisusta johtuvaan ja dynaamisesta iskusta johtuvaan.According to studies, wear of the coating is divided into two main types of ice. due to scratching and due to dynamic impact.

:··: Raapaisu tienpintaan syntyy renkaan voimansiirrossa tämän kudos- 25 rungon muodonmuutosten eli luiston seurauksena. Tähän kulumistyyppiin vai-kutiaa nastan dimensioiden ja asennusulkoneman välityksellä pääasiassa nastan pistovoima. Raapaisukulutuksen osuus päällysteen kulumisesta on hal-litseva kaupunkinopeuksilla ja sitä korostaa ajoneuvon jarrutus, kiihdytys ja kaarteenajo.: ··: Scratching on the road surface occurs as a result of the deformation of the tire tread, ie the slip. This type of wear is affected mainly by the dimensions of the stud and the mounting projection, mainly by the puncture force of the stud. Scratch wear as a percentage of pavement wear is predominant at city speeds and is emphasized by vehicle braking, acceleration and cornering.

30 Dynaaminen kuluminen johtuu pääasiassa nastan massasta, joka : aiheuttaa voimakkaan lyhytkestoisen iskun tien pintaan suurilla nopeuksilla ja on tutkimuksen mukaan suunnilleen suoraan verrannollinen ajoneuvon no-* * * *; peuden neliöön. Dynaaminen isku on pääasiallinen kulutustekijä maantieajos- sa.30 Dynamic wear is mainly due to the mass of the stud, which: causes a strong short-lasting impact on the road surface at high speeds and, according to the study, is approximately directly proportional to the vehicle no- * * * *; to the square. Dynamic impact is the main consumption factor in road travel.

35 Liukueste aiheuttaa myös melua, joka on pääasiassa riippuvainen ’ · · ·' nastojen ulkonemista, massasta ja pistovoimista.35 Non-slip noise also causes noise, which is mainly dependent on the protrusion, mass and puncture force of the studs.

» · 115621 2 Päällystekulumisen hillitsemiseksi on nastoille asetuksen muodossa laadittu säännökset, jotka rajoittavat nastojen määrää, pistovoimaa, ulkonemia ja käyttöaikaa. Säännökset ovat kompromissi tiepäällysteen kulumisen ja renkaan pito-ominaisuuksien välillä. Erittäin alhaisissa lämpötiloissa nastan pito 5 on siksi usein riittämätön pistovoiman ollessa liian pieni nastan tunkeutumiseksi kovaan jäähän, toisaalta sulan kelin olosuhteissa nasta aiheuttaa tarpeetonta päällystekulumista, kun nastoja ei varsinaisesti tarvita.»· 115621 2 In order to control the wear of the coating, there are provisions in the form of a regulation that limit the number of pins, the puncture force, the protrusions and the service life. The regulations are a compromise between road wear and tire grip. At very low temperatures, therefore, pin grip 5 is often inadequate when the puncture force is too small to penetrate the hard ice, and in molten conditions, the pin causes unnecessary coating wear when the pins are not really needed.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan uudenlainen ja parannettu ajoneuvon renkaan liukueste.The object of the present invention is to provide a novel and improved anti-slip vehicle tire.

10 Keksinnön mukaiselle liukuesteelle on tunnusomaista se, että vaip pa käsittää pohjalaipan, jonka läpimitta on oleellisesti suurempi kuin rungon pohjalaipan läpimitta, ja että mainitun vaipan pohjalaipan jäykkyys on sovitettu kasvavaksi lämpötilan laskiessa niin, että liukuesteen pistovoimaa määräävä pohjalaippojen pinta-ala kasvaa aiheuttaen liukuesteen pistovoiman oleellisen 15 kasvun.The non-slip barrier of the invention is characterized in that the diaper comprises a bottom flange having a diameter substantially greater than the bottom flange of the body, and that the stiffness of said diaper bottom flange is adapted to increase as 15 growth.

Keksinnön olennainen ajatus on, että liukuesteen runko-osaan on kiinnitetty erityisestä polymeerimateriaalista valmistettu vaippa, jonka jäykkyys on oleellisesti lämpötilasta riippuvainen. Edelleen on keksinnön erään edullisen sovellutusmuodon olennaisena ajatuksena se, että liukuesteen runko-osa 20 käsittää runko-osan pohjalaipan ja vaippa käsittää vaipan pohjalaipan, jonka läpimitta on suurempi kuin runko-osan pohjalaipan läpimitta.An essential idea of the invention is that a non-slip body is provided with a casing made of a special polymeric material, the stiffness of which is essentially temperature dependent. It is a further essential idea of a preferred embodiment of the invention that the non-slip body portion 20 comprises a bottom portion of the body portion and the shell comprises a bottom portion of the shell greater than the diameter of the bottom portion of the body portion.

Keksinnön etuna on, että liukuesteen pistovoimaa säätyy lämpötilasta riippuvaisesti siten, että se perinteiseen liukuesteeseen verrattuna on : " nolla-asteen yläpuolella on selvästi tätä alhaisempi ja taas matalissa lämpöti- 25 loissa suurempi. Keksinnön mukaisella liukuesteellä varustettuna renkaan pi-to-ominaisuudet muuttuvat siten, että liukuesteen pistovoima ja teho kasvaa *"’i kiinteään perinteiseen liukuesteeseen verrattuna alhaisissa lämpötiloissa, mi- * · *: kä parantaa talvirenkaan pito-ominaisuuksia ja vastaavasti lämpimissä olosuh- teissä pistovoima laskee, mikä vähentää tien päällysteen kulumista erityisesti 30 hitaassa taajama-ajossa ja tien ollessa sula. Keksinnön mukaisen liukuesteen ,·. massa on nykyisä nastoja pienempi, mistä seuraa vähäisempi päällystekulu- minen myös maantienopeuksilla. Vielä renkaan aiheuttama melu ulospäin ja : sisällä ajoneuvossa vähenee käytettäessä rengasta sulatien olosuhteissa.An advantage of the invention is that the puncture force of the non-slip barrier is temperature dependent so that, compared to a conventional non-slip barrier, it is "substantially lower than zero and higher at low temperatures. With the non-slip barrier that the anti-slip stiffener power and power increases * "'i compared to a conventional conventional anti-slip barrier at low temperatures, mi- * · * improves the winter tire's grip properties and, in warmer conditions, decreases the strain, especially reducing 30 in slow urban driving and when the road is thawed. The non - slip barrier according to the invention,. mass is now lower than studs, resulting in lower pavement wear even at road speeds. Even the noise from the tire to the outside and to the inside of the vehicle is reduced when using the tire in melted conditions.

Keksintöä selitetään tarkemmin oheisessa piirustuksessa, joka esit-35 tää kaavamaisesti erästä keksinnön mukaista liukuestettä osittain poikkileikat-.···. tuna ja sivustapäin.The invention will be explained in more detail in the accompanying drawing, which schematically shows a partial cross-section of a non-slip barrier according to the invention. tuna and sideways.

115621 3115621 3

Kuviossa 1 on esitetty kaavamaisesti eräs keksinnön mukainen liu-kueste osittain poikkileikattuna ja sivustapäin. Huomautettakoon, että kuviossa keksintö on esitetty yksinkertaistettuna.Figure 1 is a schematic view of a partial slit bar in accordance with the invention, partially in section and sideways. It should be noted that the figure illustrates the invention in simplified form.

Ajoneuvon liukuesteessä on kärki 1, joka on valmistettu tyypillisesti 5 kovametallista. Kärki 1 on kiinnitetty liukuesteen runkoon 2 ja joka on valmistettu metallista tai kulutusta kestävästä erikoismuovista. Liukuesteen rungon toiseen päähän on sovitettu rungon pohjalaippa 4, joka osaltaan määrittää liukuesteen ominaispistovoimaa.The anti-slip vehicle has a tip 1, typically made of 5 carbides. The tip 1 is attached to a non-slip body 2 and is made of metal or special wear-resistant plastic. At the other end of the non-slip body is a bottom flange 4 of the body which in turn defines the specific stitching power of the non-slip body.

Rungon 2 ympärille on kiinnitetty oleellisesti liikkumattomasti vaippa 10 3. Se on valmistettu ainakin osittain polymeerimateriaalista, jonka jäykkyys on voimakkaasti lämpötilasta riippuvainen. Vaipan 3 rungon pohjalaipan 4 puoleiseen päähän on muodostettu vaipan pohjalaippa 5, jonka läpimitta on oleellisesti rungon pohjalaipan 4 läpimittaa suurempi.Sheath 10 3 is substantially immobilized around body 2 and is made, at least in part, of a polymeric material whose stiffness is strongly temperature dependent. At the end of the body bottom flange 4 of the body 3, a bottom body flange 5 is formed which has a diameter substantially larger than the body bottom flange 4.

Rungon 2 suurin läpimitta on likipitäen sama kuin vaipan pohjalai-15 pan 5 läpimitta. Siten liukueste on helppo asentaa renkaassa olevaan liukues-teelle tarkoitettuun reikään.The largest diameter of the body 2 is approximately the same as the diameter of the bottom panel 5 of the shell. Thus, the non-slip barrier is easy to install in the slip hole in the tire.

Keksintö toimii seuraavasti. Nolla-asteen yläpuolella olevissa lämpötiloissa on polymeerimateriaalia sisältävän vaipan 3 ja sen pohjalaipan 5 jäykkyys suuruudeltaan likipitäen sama kuin ympäröivän renkaan kumiainek-20 sen. Vaippa 3 ja sen pohjalaippa 5 osallistuu liukuesteen pistovoiman muodostukseen liukuestettä renkaan kulutuspinnan tasoon painettaessa hyvin vähän tai ei lainkaan. Tällöin liukuesteen rungon pohjalaippa 4 - sen pinta-ala -pääasiassa määrää pistovoiman tason. Näin ollen liukuesteen pistovoima on selvästi alhaisempi normaaliin kiinteään nastaan verrattuna.The invention works as follows. At temperatures above zero the stiffness of the polymeric material-containing jacket 3 and its base flange 5 is approximately equal to that of the rubber of the surrounding ring. The diaper 3 and its base flange 5 contribute to the formation of a non-slip puncture force with little or no pressure on the tire tread. In this case, the base flange 4 of the non-slip body mainly determines the level of the puncture force. Thus, the slip bar has a significantly lower puncture force compared to a normal fixed pin.

25 Lämpötilan laskiessa alle nollapisteen vaipan 3 polymeerimateriaali :,v kristallisoituu, minkä seurauksena se jäykistyy oleellisesti. Vaipan 3 ja sen : pohjalaipan 5 jäykistyminen johtaa siihen, että pistovoimaa määräävä pohja- *:·*: laippojen pinta-ala kasvaa oleellisesti, mistä seuraa liukuesteen pistovoiman voimakas kasvu. Kun renkaan ajolämpötila käytännössä on keskimäärin 10 °C 30 korkeampi kuin ulkoilman, asettuu pistovoiman kasvu lämpötila-alueelle noin -.·. 10 °C, eli olosuhteisiin, jossa tiesuolaus ei enää sulata ajoradalla olevaa jäätä.As the temperature drops below the zero point, the polymer material:, v crystallizes, resulting in substantially stiffening. The stiffening of the sheath 3 and its: bottom flange 5 results in a substantial increase in the surface area of the bottom *: · *: flange which determines the puncture force, which results in a strong increase in the puncture force of the slip bar. When the running temperature of the tire in practice is on average 10 ° C 30 higher than the outside air, the increase in puncture force will be within the temperature range of about -. 10 ° C, ie conditions where road salt ceases to melt ice on the road.

Edellä kuvatulla tavalla voidaan säätää liukuesteen tiehen kohdis- » · ';'' tamaa pistovoimaa. Pistovoiman säätymisestä seuraa vähäisempi päällysteku- luminen erityisesti taajamanopeuksilla. Myös renkaan aiheuttama melu ulos-35 päin ja sisällä ajoneuvossa vähenee käytettäessä rengasta sulatien olosuh-. · * ·, teissä.The stitch force exerted by the anti-slip road "·"; '' can be adjusted as described above. The adjustment of the stitching force results in lower coating cost, especially at the urban speeds. Also, tire-to-road noise inside and outside the vehicle reduces tire melt conditions. · * ·, In you.

* · 115621 4* · 115621 4

Vaipan (3) massa on sen materiaalista johtuen hyvin alhainen. Tämän ansiosta liukuesteen kokonaismassa on nykyisiä liukuesteitä pienempi, mistä seuraa aikaisempaa vähäisempi päällystekuluminen myös maantieno- peuksilla.Due to its material, the shell (3) has a very low mass. As a result, the total mass of the slip barrier is lower than the current slip barrier, resulting in lower pavement wear, even at road speeds.

5 Vaipan 3 polymeerimateriaali materiaali on esimerkiksi kauppani mellä Adiprene® tunnettua elastomeerimateriaalia tai muuta vastaavaa materiaalia, jonka jäykkyys muuttuu oleellisesti sopivalla lämpötila-alueella.The material of the polymeric material of the jacket 3 is, for example, an elastomeric material known in the trade with Adiprene® or the like, whose stiffness changes substantially within a suitable temperature range.

Piirustukset ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollistamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan keksintö voi vaihdella patentti-10 vaatimusten puitteissa.The drawings and the description related thereto are intended only to illustrate the idea of the invention. The details of the invention may vary within the scope of the claims.

» I » ) · t I I > · ' I · * » · 9 4 « * · » t • · * ·»I») · t I I> · 'I · * »· 9 4« * · »t • · * ·

> I I> I I

* * * · * ♦ f t I » • ·* * * · * ♦ f t I »• ·

Claims

An anti-skid barrier for a vehicle winter tire comprising a tip (1) and a body (2) attached thereto, the body (2) comprising a body (3) of substantially polymeric material mounted around the body (4), the stiffness of the polymeric material changes as a function of temperature, characterized in that the sheath (3) comprises a bottom flange (5) having a diameter substantially larger than the diameter of the base flange (4) of the sheath and that the stiffness of said sheath base flange (5) the area of the bottom flanges (4, 5) defining the non-slip puncture force increases by 10, causing a substantial increase in the non-slip puncture force.

An anti-slip device according to claim 1, characterized in that the maximum diameter of the body (2) and the diameter of the bottom flange (5) of the jacket are approximately the same. 15

A non-slip barrier according to any one of the preceding claims, characterized in that the sheath (3) is made of at least partially a polymeric material which is vulcanizable with the rubber material of the ring.

An anti-slip device according to any one of claims 1 to 2, characterized in that the diaper (3) is arranged to adhere to the rubber material of the tire. 1> ·

An anti-slip device according to any one of the preceding claims, characterized in that: . 25 n e 11 u that the tip (1) is a carbide stud. • 1 »i ·» 115621