NO163089B

NO163089B - VEHICLE TIRE CALCULATED FOR PIGGERS.

Info

Publication number: NO163089B
Application number: NO882006A
Authority: NO
Inventors: Unto Linden
Original assignee: Neste Oy
Priority date: 1986-09-19
Filing date: 1988-05-06
Publication date: 1989-12-27
Also published as: NO882006L; NO882006D0; DE3763832D1; NO163089C

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et kjøretøydekk beregnet for innsettelse av pigger, hvorved det i deler av dekket som er beregnet på pigger foreligger inhomogene områder. The present invention relates to a vehicle tire intended for the insertion of studs, whereby in parts of the tire intended for studs there are inhomogeneous areas.

Økende trafikkbelastning og piggdekk i kombinasjon har vist seg å være en betraktelig veinedslitende faktor. I enkelte land har dette til og med ført til forbud av piggdekk, eller i det minste betraktelige restriksjoner. Increasing traffic load and studded tires in combination have proven to be a considerable road-wearing factor. In some countries, this has even led to a ban on studded tyres, or at least considerable restrictions.

Under nordiske forhold har den fordelaktige virkning av en antislippinnretning på sikkerheten og trafikkfleksibiliteten på den andre side blitt uimotsigelig demonstrert, og denne virkning bør ikke ofres: isteden bør de tilhørende ulemper elimineres. Gode resultater vil oppnås ved ytterligere utvikling både av veidekkestrukturen og antislippdekk. Under Nordic conditions, the beneficial effect of an anti-skid device on safety and traffic flexibility, on the other hand, has been irrefutably demonstrated, and this effect should not be sacrificed: instead, the associated disadvantages should be eliminated. Good results will be achieved by further development of both the road surface structure and anti-slip tyres.

Når et pneumatisk bildekk ruller på en jevn flate, blir det betraktelig utflatet radielt på grunn av dets fleksibilitet, hvorved det genereres i kontaktområdet langsgående såvel som tverrgående krefter på grunn av endringene i rulleradius. When a pneumatic car tire rolls on a smooth surface, it is considerably flattened radially due to its flexibility, whereby longitudinal as well as transverse forces are generated in the contact area due to the changes in rolling radius.

De langsgående krefter som virker på piggen når dekket ruller skyldes bøying av dekklegemestrukturen, langsgående slipp og spenningsbølgeoppbygning i gummien. The longitudinal forces acting on the stud when the tire rolls are due to bending of the tire body structure, longitudinal slip and stress wave build-up in the rubber.

Når en pigg nærmer seg kontaktpunktet med veien undergår dekklegemet bøying slik at radiusen til den bøyde del er betydelig mindre enn en tilsvarende del på et ubelastet dekk. Dette avbøyer piggen, som er blitt montert ved rette vinkler mot overflaten for å innta en vertikal stilling før kontakt med veien. På grunn av fremspringet av piggens spiss, vendes eller snus imidlertid piggen ikke tilstrekkelig: den møter veioverflaten i en skrå stilling. Ved dette trinn begynner kreftene på grunn av slipptendensen å utøve sin innflytelse. When a spike approaches the point of contact with the road, the tire body undergoes bending so that the radius of the bent part is significantly smaller than a corresponding part on an unloaded tyre. This deflects the spike, which has been mounted at right angles to the surface to assume a vertical position before contact with the road. However, due to the protrusion of the spike's tip, the spike does not turn or turn sufficiently: it meets the road surface in an inclined position. At this stage the forces due to the slip tendency begin to exert their influence.

Tradisjonelt har formen til piggen vært symmetrisk og den har blitt montert i et hull, vinkelrett mot slitasjeflaten av dekket, hvorved den møter veien i en noe skrånende stilling, som beskrevet ovenfor. Den skrå kontakt mellom piggen og veien, såvel som at den blir skjøvet dypere inn i dekket i skrå stilling under den første del av veikontakten, bevirker skade på gummien og på piggen som forringer friksjonsegen-skapene til piggen, minsker holdbarheten til piggen og øker dens veinedslitende egenskaper. Traditionally, the shape of the stud has been symmetrical and it has been mounted in a hole, perpendicular to the wear surface of the tyre, whereby it meets the road in a slightly inclined position, as described above. The inclined contact between the stud and the road, as well as being pushed deeper into the tire in an inclined position below the first part of the road contact, causes damage to the rubber and to the stud which degrades the frictional properties of the stud, reduces the durability of the stud and increases its road-abrasive properties.

Siktemålet med oppfinnelsen er å oppnå en forbedring i for tiden kjente dekkdesigner for kjøretøy beregnet på innsetting av pigger. Det nærmere bestemte siktemål med oppfinnelsen er å tilveiebringe et kjøretøydekk beregnet på innsetting av pigger som kan være faste pigger, respektivt hylsemonterte pigger, og i hvilke ulempene som kompromitterer de tidligere kjente utforminger unngås. The aim of the invention is to achieve an improvement in currently known tire designs for vehicles intended for the insertion of spikes. The more specific aim of the invention is to provide a vehicle tire intended for the insertion of spikes which can be fixed spikes, respectively sleeve-mounted spikes, and in which the disadvantages that compromise the previously known designs are avoided.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen med et kjøretøydekk av den innledningsvis nevnte art som kjennetegnes ved at det i hver del av dekket som er beregnet på pigging er tilvirket et område som er hardere enn den omgivende gummi ved området mellom piggen og stedet for delens primærkontakt med veiflaten. According to the invention, this is achieved with a vehicle tire of the type mentioned at the outset, which is characterized by the fact that in each part of the tire intended for spikes, an area is made that is harder than the surrounding rubber at the area between the spike and the place of the part's primary contact with the road surface.

Ytterligere karakteristiske trekk ved kjøretøydekket ifølge oppfinnelsen fremgår av de uselvstendige krav 2-6. Further characteristic features of the vehicle tire according to the invention appear from the independent claims 2-6.

Oppfinnelsen er beskrevet i nærmere detalj under henvisning til enkelte fordelaktige utførelser av oppfinnelsen, som vist i figurene i de vedlagte tegninger, til hvilke oppfinnelsen dog ikke er ment å være utelukkende avgrenset. The invention is described in more detail with reference to certain advantageous embodiments of the invention, as shown in the figures in the attached drawings, to which the invention is not intended to be exclusively limited.

Fig. 1 viser skjematisk kraftkomponenten som vender eller snur piggen, kraftkomponenten som løfter piggen og resultanten av veikontaktkraften. Fig. 1 schematically shows the force component that turns or turns the spike, the force component that lifts the spike and the resultant of the road contact force.

fig. 2 viser en fordelaktig utførelse av kjøretøydekket fig. 2 shows an advantageous embodiment of the vehicle tire

beregnet for innsettelse av pigger ifølge oppfinnelsen, i skjematisk snitt. intended for the insertion of spikes according to the invention, in schematic section.

fig.3a,3b viser nok en fordelaktig utførelse av kjøretøy-dekket beregnet for innsetting av pigger ifølge oppfinnelsen, i skjematisk snitt og i sideriss. Fig. 3a, 3b show yet another advantageous embodiment of the vehicle tire intended for the insertion of studs according to the invention, in schematic section and in side view.

fig. 4 viser en tredje fordelaktig utførelse av kjøretøydekket beregnet for innsetting av pigger ifølge oppfinnelsen, sett i retning av planet for slitasjeflaten. fig. 4 shows a third advantageous embodiment of the vehicle tire intended for the insertion of studs according to the invention, seen in the direction of the plane of the wear surface.

fig. 5 viser en fjerde fordelaktig utførelse av kjøretøydekket beregnet for innsettelse av pigger ifølge oppfinnelsen sett fra retning av planet for slitasjeflaten. fig. 5 shows a fourth advantageous embodiment of the vehicle tire intended for the insertion of studs according to the invention seen from the direction of the plane of the wear surface.

fig. 6 viser en femte fordelaktig utførelse av kjøretøydekket beregnet på innsettelse av pigger ifølge oppfinnelsen, i skjematisk snitt. fig. 6 shows a fifth advantageous embodiment of the vehicle tire intended for the insertion of spikes according to the invention, in schematic section.

fig. 7 viser en sjette fordelaktig utførelse av et kjøretøydekk beregnet for innsettelse av pigger ifølge oppfinnelsen, i skjematisk snitt. fig. 7 shows a sixth advantageous embodiment of a vehicle tire intended for the insertion of spikes according to the invention, in schematic section.

fig. 8 viser en syvende fordelaktig utførelse av kjøretøydekket beregnet for innsettelse av pigger ifølge oppfinnelsen, i skjematisk snitt. fig. 8 shows a seventh advantageous embodiment of the vehicle tire intended for the insertion of spikes according to the invention, in schematic section.

fig. 9 viser en åttende fordelaktig utførelse av kjøretøydekket beregnet på innsettelse av pigger ifølge oppfinnelsen, i skjematisk snitt. fig. 9 shows an eighth advantageous embodiment of the vehicle tire intended for the insertion of spikes according to the invention, in schematic section.

Som vist i fig. 1 er, i en statisk situasjon og ved lave hastigheter, trykkvirkningen som utgår fra kontaktvinkelen K i gummien jevn og dens resultant RO er svært nær vertikal. Det bakre området av gummistykket 12 buler ut bakover og kontaktflaten vender fremad mot veien. Etterhvert som hastigheten øker vender trykkresultanten fremover 1 retning RI, og trykkmønsteret blir mer fremtredende ovalt. Trykkresultanten blir også dreid fremad fordi i området D er trykket i gummien lavere ettersom ingen trykkraft er tilstede der. På grunn av dreiningen av dekket 10 og sammentrykningen av gummien 11, forflytter trykkresultanten seg også fremad til punktet R2 som påstøter flensen 22 på piggen 20, og tildeler den en akselerasjon oppad, med komponenten Fl, og samtidig vender den fra den installerte stilling til en stilling nærmere vinkelrett mot veiflaten 13, med komponenten F2. Piggen 20 er det gjort mulig å vende ettersom det ikke er noen sammentrykning på den fremre side av denne. Ved installasjonsmåten for piggen 20, og ved dens form, kan utnyttelse av de nevnte krefter påvirkes. I fig. 1 er det for piggen 20 benyttet en fast pigg 20, hvor dens spiss er indikert med henvisningstallet 23. As shown in fig. 1, in a static situation and at low speeds, the compressive action emanating from the contact angle K in the rubber is uniform and its resultant RO is very close to vertical. The rear area of the rubber piece 12 bulges out backwards and the contact surface faces forward towards the road. As the speed increases, the pressure resultant turns forward 1 direction RI, and the pressure pattern becomes more prominently oval. The pressure resultant is also turned forward because in area D the pressure in the rubber is lower as no pressure force is present there. Due to the rotation of the tire 10 and the compression of the rubber 11, the pressure resultant also moves forward to the point R2 which abuts the flange 22 on the spike 20, and assigns it an upward acceleration, with the component Fl, and at the same time it turns from the installed position to a position closer to perpendicular to the road surface 13, with the component F2. The spike 20 is made possible to turn as there is no compression on the front side of it. By the installation method for the spike 20, and by its shape, utilization of the aforementioned forces can be affected. In fig. 1, a fixed spike 20 is used for the spike 20, where its tip is indicated by the reference number 23.

I utførelsen ifølge fig. 2 er kjøretøydekket beregnet for innsettelse av pigger ifølge oppfinnelsen generelt indikert med hensvisningstallet 10. Dekkgummien er indikert med henvisningstallet 11 og slitasjeflaten med henvisningstallet 12. Veloverflaten er indikert med henvisningstallet 13. I denne utførelse har en hylsemontert pigg, generelt indikert med henvisningstallet 15, blitt installert i dekket 11. Den hylsemonterte pigg 15 innbefatter stiften 16, stifthodet 17, spissen 18 og hylsen 19. In the embodiment according to fig. 2, the vehicle tire intended for the insertion of studs according to the invention is generally indicated by the reference number 10. The tire rubber is indicated by the reference number 11 and the wear surface by the reference number 12. The tread surface is indicated by the reference number 13. In this embodiment, a sleeve-mounted stud, generally indicated by the reference number 15, has been installed in the tire 11. The sleeve-mounted spike 15 includes the pin 16, the pin head 17, the tip 18 and the sleeve 19.

Som vist ifølge hovedidéen med oppfinnelsen har forhøyninger 14 i denne utførelse blitt anordnet på slitasjeflaten 12 til dekket 10. Kun en slik forhøyning 14 er avbildet 1 fig. 2, men det skal forstås at hele slitasjeflaten 12 til dekket er anordnet med lignende forhøyninger 14, hvor slitasjeflaten for alle hylsemonterte pigger 15 er av lignende art. As shown according to the main idea of the invention, elevations 14 in this embodiment have been arranged on the wear surface 12 of the tire 10. Only one such elevation 14 is depicted in Fig. 1. 2, but it should be understood that the entire wear surface 12 of the tire is arranged with similar elevations 14, where the wear surface for all sleeve-mounted spikes 15 is of a similar nature.

I utførelsen avbildet i fig. 3a og 3b, er slitasjef laten 12 formet til å være et påtenkt mønsterelement 14a. I denne utførelse benyttes faste pigger 20 som Innbefatter en elementdel 21, en flens 22 og en spiss 23. De andre henvis-ningstall er like med de i fig. 2. In the embodiment depicted in fig. 3a and 3b, the wear leader batten 12 is shaped to be an intended pattern element 14a. In this embodiment, fixed spikes 20 are used which include an element part 21, a flange 22 and a tip 23. The other reference numbers are the same as those in fig. 2.

I utførelsen ifølge fig. 3 er slitasjeflaten 12 formet til å oppvise knottmønstere 14b. In the embodiment according to fig. 3, the wear surface 12 is shaped to exhibit knob patterns 14b.

I utførelsen vifølge fig. 5 innbefatter slitasjeflaten 12 langsgående utforminger 14c. In the embodiment according to fig. 5, the wear surface 12 includes longitudinal designs 14c.

I utførelsen ifølge flg. 6 er gummien 11 gjort hardere i området indikert ved henvisningstallet 14d, ved hjelp av varme, stråling, kjemikalier, etc. slik at et område 14d er hardere enn resten av gummimaterialet, og går fra kontaktvinkelen mellom mønsterelementet 12 til hullet for den hylsemonterte pigg 15, eller likeledes til hullet for en fast pigg 20, og som ved formidling av støtet fra veloverf laten avgir straks før øyeblikket for veikontakt en vendende og løftende kraftkomponent mot den hylsemonterte pigg 15, respektivt den faste pigg 20. En slik hardgjøring kan utføres under tilvirkningstrinnet av dekket 10, eller etterpå, eller ikke før pigginstallasjon skal foretas, f.eks. ved aldrings-hardgjøring av gummimaterialet 11 med en roterende drill og ved injlsering av herdbart vulkaniseringsmaterlale i hullet. In the embodiment according to fig. 6, the rubber 11 is made harder in the area indicated by the reference number 14d, by means of heat, radiation, chemicals, etc., so that an area 14d is harder than the rest of the rubber material, and goes from the contact angle between the pattern element 12 to the hole for the sleeve-mounted spike 15, or likewise to the hole for a fixed spike 20, and which, by mediating the impact from the well surface, emits immediately before the moment of road contact a turning and lifting force component against the sleeve-mounted spike 15, respectively the fixed spike 20. Such hardening can be carried out during the manufacturing step of the tire 10, or afterwards, or not before stud installation is to be carried out, e.g. by aging-hardening the rubber material 11 with a rotary drill and by injecting hardenable vulcanization material into the hole.

Utførelsen ifølge fig. 7 er den samme som den ifølge fig. 6 bortsett fra at utførelsen ifølge fig. 7 er en hel halvdel av mønsterelementet 12, dvs. området 14e er hardgjort for å frembringe en trykkeffekt og en fast pigg 20 blir benyttet. The embodiment according to fig. 7 is the same as that according to fig. 6 except that the embodiment according to fig. 7 is a full half of the pattern element 12, i.e. the area 14e is hardened to produce a pressure effect and a fixed spike 20 is used.

I utførelsen ifølge fig. 8 utføres effekten som vender og løfter den hylsemonterte pigg 15 ved å plassere et stykke 14f av samme materiale forskjellig fra gummi inne i mønsterele-mentet 12, som skal utrustes med en pigg, hvor stykket er ordnet til å overføre støtet fra kontaktvinkelen til den hylsemonterte pigg 15. Det skulle være unødvendig å si at en fast pigg 20 likeledes kan benyttes istedenfor den hylsemonterte pigg 15. I utførelsen ifølge fig. 8 innsettes et hovedsakelig stavformet legeme 14f, f.eks. av plast, i mønsterelementet 12 som er ment å motta en pigg, ved å sementere eller på annen måte hvor legemet hviler med en ende mot hylsen 19 av den hylsemonterte pigg 15, respektivt mot flensen 22 av den faste pigg 20, eller mot gummiområdet 11 temmelig nær inntil dette. Den andre ende av dette stavformede legemet 14f er lokalisert i kontaktvinkelen av mønster-elementet 12. Deformasjon av gummien 11 overføres ved hjelp av det stavformede legemet 14f, f.eks. til flensen 22 av den faste pigg 20, og dreier således den faste pigg 20 til en vertikal stilling og tildeler også den faste pigg 20 før veikontakten en oppad akselerasjon som reduserer det dynamiske støt. In the embodiment according to fig. 8, the effect of turning and lifting the sleeve-mounted spike 15 is performed by placing a piece 14f of the same material other than rubber inside the pattern element 12, which is to be equipped with a spike, the piece being arranged to transfer the shock from the contact angle to the sleeve-mounted spike 15. It should be needless to say that a fixed spike 20 can also be used instead of the sleeve-mounted spike 15. In the design according to fig. 8, a mainly rod-shaped body 14f is inserted, e.g. of plastic, in the pattern element 12 which is intended to receive a spike, by cementing or otherwise where the body rests with one end against the sleeve 19 of the sleeve-mounted spike 15, respectively against the flange 22 of the fixed spike 20, or against the rubber area 11 pretty close to this. The other end of this rod-shaped body 14f is located in the contact angle of the pattern element 12. Deformation of the rubber 11 is transferred by means of the rod-shaped body 14f, e.g. to the flange 22 of the fixed spike 20, thus turning the fixed spike 20 to a vertical position and also assigning the fixed spike 20 before road contact an upward acceleration which reduces the dynamic impact.

I utførelsen ifølge fig. 9 er et legeme 14g installert inne i mønsterelementet 12, som frembringer rundt seg selv i gummien II et spenningsfelt, indikert ved C. Dette spenningsfelt C møter spenningsfeltet, indikert ved B, som ble frembragt ved installasjonen av den hylsemonterte pigg 15, respektivt den faste pigg 20, og vender den faste pigg 20, respektivt den hylsemonterte pigg 15, til en mer loddrett stilling enn den vist i figuren. Et slikt spenningsfelt C overfører også trykkresultanten RO - RI, frembragt ved velkontakt av mønsterelementet 12, hurtigere f.eks. til flensen 22 av den faste pigg 20, hvorved kraftkomponenten som beskrevet ovenfor vender og løfter den faste pigg 20, respektivt den hylsemonterte pigg 15, frembringes. In the embodiment according to fig. 9, a body 14g is installed inside the pattern element 12, which produces around itself in the rubber II a stress field, indicated at C. This stress field C meets the stress field, indicated at B, which was produced by the installation of the sleeve-mounted spike 15, respectively the fixed spike 20, and turns the fixed spike 20, respectively the sleeve-mounted spike 15, to a more vertical position than that shown in the figure. Such a voltage field C also transfers the pressure resultant RO - RI, produced by good contact of the pattern element 12, faster e.g. to the flange 22 of the fixed spike 20, whereby the force component as described above turns and lifts the fixed spike 20, respectively the sleeve-mounted spike 15, is produced.

I det foranstående er bare enkelte av fordelaktige utførelser ifølge oppfinnelsen vist, og det er åpenbart for fagmannen at tallrike modifikasjoner av denne kan gjøres innenfor oppfinnelsens ramme og idé som angitt i de vedlagte krav. In the foregoing, only some of the advantageous embodiments according to the invention are shown, and it is obvious to the person skilled in the art that numerous modifications of this can be made within the scope and idea of the invention as stated in the attached claims.

Claims

1. Vehicle tire (10) intended for the insertion of studs, whereby in parts of the tire intended for studs there are inhomogeneous areas (14d; 14e; 14f; 14g), characterized in that in each part of the tire (10) intended for plgglng is made an area (14d;14e; 14f;14g) which is harder than the surrounding rubber (11) at the area between the spike (15;20) and the place of the part's primary contact with the road surface (13).

2. Vehicle tire according to claim 1, characterized in that the rubber (11) in the tire (10) is hardened by means of heat, radiation, chemicals or similar.

3. Vehicle tire according to claim 2, characterized in that the area (I4d) which is harder than the other rubber material faces the hole for the spike (15;20) from the priming contact side.

4. Vehicle tire according to claim 2, characterized in that the entire area (14e) on the primary contact side of the part intended to be equipped with spikes is hardened.

5. Vehicle tire according to claim 1, characterized in that bodies (14f) which are of a different nature than the rubber (11) in the tire (10) are arranged within the part intended to be equipped with spikes. 6- Vehicle tire according to claim 1, characterized in that objects (14g) are arranged within the part which is intended to be equipped with studs, which surround themselves in the rubber (11) and provide a stress field (C), which meets the stress field (B) which is formed from the installation of the spike's sleeve (15), respectively the fixed spike (20).