RU2175914C2

RU2175914C2 - Antiskid stud for vehicle tyres

Info

Publication number: RU2175914C2
Application number: RU98122641/28A
Authority: RU
Inventors: С.А. Миронов; сов Р.С. Иль; Р.С. Ильясов; А.А. Нелюбин; нов А.В. Уль; А.В. Ульянов
Original assignee: Частный предприниматель Хомутова Наталья Владимировна; Миронова Татьяна Станиславовна; Пермякова Марина Станиславовна
Priority date: 1998-12-15
Filing date: 1998-12-15
Publication date: 2001-11-20

Abstract

FIELD: tyre industry. SUBSTANCE: antiskid stud has body made of polyamide material in which hard insert is secured. Insert is rigidly connected with shank. The latter is connected coaxially to insert made of hard material with formation of fin at heating when connecting shank and hard insert. EFFECT: increased strength of stud, reduced weight and use of hard alloy. 2 dwg

Description

Изобретение относится к автомобильной промышленности, а именно к средствам противоскольжения транспортных средств, которыми оснащаются протекторы шин для повышения их сцепления с опорной поверхностью, характеризующейся малым коэффициентом сцепления. Настоящее изобретение касается конструкции шипа противоскольжения для шин колес транспортных средств, эксплуатируемых в зимний период времени. The invention relates to the automotive industry, and in particular to means of anti-skid vehicles, which are equipped with tire treads to increase their adhesion to the supporting surface, characterized by a low coefficient of adhesion. The present invention relates to the construction of an anti-skid stud for tire wheels of vehicles operated in winter.

Шип противоскольжения для шин транспортного средства содержит корпус с развитыми опорными поверхностями для закрепления в резиновом слое грунтозацепа протектора шины. Внутри корпуса закреплена износостойкая твердая вставка, выступающая над корпусом на заданную высоту, которая выполняется из твердых сплавов или иного материала, обладающего повышенной твердостью и износостойкостью. The anti-skid stud for vehicle tires comprises a housing with developed support surfaces for securing the tire tread in the rubber layer of the lug. A wear-resistant solid insert is fixed inside the body, protruding above the body to a predetermined height, which is made of hard alloys or other material with increased hardness and wear resistance.

Износостойкость шипа обеспечивается твердым износостойким материалом его головной части (вставки), которая взаимодействует с дорожным покрытием, а также прочностью и износостойкостью корпуса, который также взаимодействует с дорожным покрытием и с резиной грунтозацепа автомашины. Причем для обеспечения равномерного износа шипа и автошины в течение всего срока эксплуатации твердость головной части шипа определяется его материалом, конструктивными элементами и геометрическими размерами. The wear resistance of the spike is ensured by the hard wear-resistant material of its head part (insert), which interacts with the road surface, as well as the strength and wear resistance of the body, which also interacts with the road surface and with the lug rubber of the vehicle. Moreover, to ensure uniform wear of the stud and tire throughout the entire life of the hardness of the head of the stud is determined by its material, structural elements and geometric dimensions.

Особое внимание уделяется геометрическим размерам вставки. Как правило, на практике используются вставки либо цилиндрические, либо конические, представляющие собой правильные тела вращения. Цилиндрической формы вставки наиболее простые в изготовлении, но требуют специальных мер по их закреплению в теле корпуса шипа противоскольжения. Использование конических вставок, являющихся телами вращения с малым углом конусности, позволяет получить шип противоскольжения с самозакрепляющейся головной частью. Это обусловлено тем, что при внешней нагрузке на вставку со стороны дорожного покрытия в результате эффекта малой конусности происходит самозатягивание вставки в отверстие металлического корпуса. Вставка при этом вставляется в полость отверстия корпуса шипа своей вершиной, а основание выступает над корпусом и предназначено для взаимодействия с дорожным полотном. В случае выполнения корпуса из полимерного материала или пластмассы, которые обладают недостаточными прочностными свойствами, коническая вставка плохо удерживается, так как в таком корпусе гнездо для вставки быстро разбивается. При этом теряется силовое взаимодействие поверхности вставки с стенками отверстия корпуса и шип уже не удерживается за счет трения. Particular attention is paid to the geometric dimensions of the insert. As a rule, in practice, inserts are either cylindrical or conical, which are regular bodies of revolution. Cylindrical-shaped inserts are the easiest to manufacture, but require special measures to fix them in the body of the anti-skid stud. The use of conical inserts, which are bodies of revolution with a small angle of taper, makes it possible to obtain an anti-skid spike with a self-locking head part. This is due to the fact that with an external load on the insert from the side of the road surface, as a result of the effect of low taper, the insert self-tightens into the hole of the metal case. In this case, the insert is inserted into the cavity of the thorn housing hole with its apex, and the base protrudes above the housing and is designed to interact with the roadway. In the case of a housing made of a polymer material or plastic, which have insufficient strength properties, the conical insert is poorly held, since in such a housing the insertion slot is quickly broken. In this case, the force interaction of the insert surface with the walls of the housing opening is lost and the spike is no longer retained due to friction.

По форме известные вставки представляют собой симметричные тела вращения с неограниченным количеством плоскостей симметрии, проходящих через продольную ось вставки. Примером исполнения может являться известная вставка из твердого материала для шипа противоскольжения, имеющая продолговатую форму с разной площадью сечения вершины и основания (см. GB, з. N 1269520, В 60 С 11/16, опубл. 1972). Такое исполнение обусловлено прежде всего технологичностью их изготовления и технологией процесса ошиновки самой пневматической шины. Отсутствие необходимости использования механизма ориентации шипов при их подаче из накопителя в отверстие в грунтозацепе шины существенно сокращает время на ошиновку шины. In shape, the known inserts are symmetrical bodies of revolution with an unlimited number of planes of symmetry passing through the longitudinal axis of the insert. An example of this may be a well-known solid material insert for an anti-skid stud having an oblong shape with different cross-sectional areas of the apex and base (see GB, Z. N 1269520, 60 C 11/16, publ. 1972). This design is primarily due to the manufacturability of their manufacture and the technology of the process of busing the pneumatic tire itself. The lack of the need to use the mechanism of orientation of the studs when they are fed from the drive into the hole in the lug of the tire significantly reduces the time for tire splinting.

В тех случаях, когда в динамике движения транспортного средства преобладают частые и резкие разгоны и торможения (например, езда автомобиля в городских условиях) желательно использовать шипы противоскольжения, обеспечивающие максимальное сцепление шины в дорожным покрытием именно в продольном направлении (в окружном направлении беговой дорожки пневматической шины), а в условиях частых крутых поворотов и бокового поперечного скольжения предпочтительно, чтобы шипы противоскольжения обеспечивали повышенное сцепление шины в поперечном направлении (в меридиональном направлении шины). Однако традиционно используемые шипы противоскольжения, имеющие в виде износостойких вставок тела вращения, образованные равноудалено расположенной образующей внешней поверхности, обеспечивают равные сцепные свойства шины с дорожным покрытием как при продольном перемещении, так и при поперечном перемещении шины. Это обусловлено тем, что в пятне контакта всегда расположено ограниченное количество шипов противоскольжения, а именно форма сечения вставок формирует сцепной эффект. In cases where frequent and sharp acceleration and braking prevail in the vehicle’s dynamics (for example, driving a car in urban conditions), it is advisable to use anti-skid spikes that provide maximum tire grip in the road surface in the longitudinal direction (in the circumferential direction of the treadmill of the pneumatic tire ), and in conditions of frequent sharp turns and lateral lateral sliding, it is preferable that the anti-skid spikes provide increased tire grip in the transverse direction (in the meridional direction of the tire). However, the traditionally used anti-skid studs having wear-resistant inserts of a rotation body formed by equidistantly located forming external surface provide equal grip properties of the road-covered tire both during longitudinal movement and in lateral movement of the tire. This is due to the fact that a limited number of anti-skid studs are always located in the contact patch, namely, the cross-sectional shape of the inserts forms a coupling effect.

Для транспортных средств, условия работы пневматических шин которых сочетают в одинаковой степени поворотов и бокового поперечного скольжения, предпочтительно, чтобы шипы противоскольжения обеспечивали повышенное сцепление шины в поперечном направлении (в меридиональном направлении шины). В этом случае возникают усиленные разносторонние нагрузки на твердую вставку, которые передаются на корпус шипа. В случае изготовления корпуса шипа из пластических масс и композиционных материалов происходит разрушение верхней части корпуса шипа и твердый сплав выпадает. For vehicles whose operating conditions for pneumatic tires combine the same turns and lateral lateral sliding, it is preferable that the anti-skid studs provide increased tire grip in the transverse direction (in the tire meridional direction). In this case, reinforced versatile loads on the solid insert arise, which are transmitted to the tenon body. In the case of the manufacture of the stud body from plastics and composite materials, the upper part of the stud body is destroyed and the hard alloy falls out.

Одним из примеров усиления крепления твердой вставки в композиционном неметаллическом корпусе служит патент США N 3476166, В 60 С 11/16 1969 г., в котором шип содержит конический палец из закаленного металла. Один конец пальца установлен в гнезде, имеющем форму плоского кольца (элемент усиления конструкции), Гнездо и палец заделаны в оболочку из полиамида так, что указанный конец может быть закреплен в материале шины. Палец запрессован в гнездо и постоянно соединен с ним при помощи припоя или слоя синтетической пластмассы, затвердевающей при нагревании. Такая конструкция существенно упрочняет положение твердой вставки в полиамидном корпусе, но существенно усложняет технологию производства шипа и увеличивает его стоимость. One example of reinforcing the fastening of a solid insert in a composite non-metallic case is US Pat. No. 3,476,166, B 60 C 11/16 of 1969, in which the tenon comprises a conical pin of hardened metal. One end of the finger is mounted in a flat ring-shaped nest (structural reinforcing member). The nest and finger are embedded in a polyamide sheath so that the end can be fixed to the tire material. The finger is pressed into the socket and is constantly connected to it using solder or a layer of synthetic plastic that hardens when heated. This design significantly strengthens the position of the solid insert in the polyamide housing, but significantly complicates the technology of the stud production and increases its cost.

Кроме этого данная конструкция имеет другой существенный недостаток - это большой вес конического пальца для грузовых шипов высотой 15-30 мм. В случае его изготовления из сплава ВК-8 большая часть пальца, находящаяся в элементе усиления, идет в необратимые отходы. In addition, this design has another significant drawback - it is a large weight of the conical pin for cargo spikes with a height of 15-30 mm. In the case of its manufacture from VK-8 alloy, most of the finger located in the reinforcement element goes into irreversible waste.

Цель изобретения - упрощение технологии изготовления шипа при обеспечении прочности крепления твердой вставки в полиамидном корпусе. The purpose of the invention is to simplify the manufacturing technology of the spike while ensuring the strength of the fastening of the solid insert in the polyamide body.

Сущность изобретения заключается в том, что шип противоскольжения, состоящий из композиционного материала, износостойкой твердой вставки, жестко соединенной с элементом усиления конструкции, элемент усиления конструкции выполнен в виде хвостовика продолговатой формы и жестко закреплен к твердой вставке и имеет на границе перехода от твердой вставки к хвостовику увеличение диаметра как над твердой вставкой, так и над хвостовиком. The essence of the invention lies in the fact that the anti-skid stud consisting of a composite material, a wear-resistant solid insert rigidly connected to the structural reinforcing element, the structural reinforcing element is made in the form of an elongated shank and is rigidly fixed to the solid insert and has a transition from a solid insert to shank increase in diameter both over the solid insert and over the shank.

Это обеспечивается следующим техническим решением. К твердой вставке на величину ее износа жестко крепят хвостовик из легкого материала, металлокерамики, который погружают в корпус шипа на величину, примерно равную длине обычно применяемой твердой вставки. Так, твердые вставки фирмы "Ситек" Германия для шипов легковых автомобилей имеют длину от 5,2 до 7,8 мм. На практике изнашивается максимально 2/3 длины твердой вставки, то есть, в этом случае, от 3,5 до 5,2 мм. Длина корпуса легковых шипов этой же фирмы от 8 до 15 мм. This is ensured by the following technical solution. A shank of lightweight material, cermet, which is immersed in the tenon body by an amount approximately equal to the length of the commonly used solid insert, is rigidly fixed to a solid insert by the amount of its wear. So, solid inserts of the company "Citec" Germany for car spikes have a length of 5.2 to 7.8 mm. In practice, a maximum of 2/3 of the length of the solid insert wears out, that is, in this case, from 3.5 to 5.2 mm. The length of the housing of passenger spikes of the same company is from 8 to 15 mm.

Таким образом, представляется возможным увеличивать длину хвостовика при такой высоте шипов из композита до 8 мм, что дополнительно увеличивает прочность крепления износостойкой вставки в композитном корпусе. Thus, it seems possible to increase the length of the shank at this height of the studs from the composite to 8 mm, which further increases the fastening strength of the wear-resistant insert in the composite housing.

В случае изготовления грузовых шипов длиной от 15 до 30 мм с диаметром твердой вставки от 3 до 6 мм применение комбинированной твердой вставки приносит максимальный эффект. В настоящее время применяемая твердая вставка в грузовых шипах с композиционным корпусом имеет длину от 8 до 12 мм в зависимости от типоразмера. При принятых условиях износа 2/3 части для легковых шипов, для грузовых шипов на практике износ составляет не более 50% от длины твердой вставки. Учитывая, что твердый сплав является наиболее дорогой составляющей шипа, то применение хвостовика обеспечивает максимальную экономию. In the case of the manufacture of cargo spikes with a length of 15 to 30 mm with a diameter of the solid insert from 3 to 6 mm, the use of a combined solid insert brings maximum effect. Currently used solid insert in cargo spikes with a composite body has a length of 8 to 12 mm, depending on size. Under the accepted conditions of wear, 2/3 of the part for car spikes, for cargo spikes, in practice, wear is not more than 50% of the length of the solid insert. Given that carbide is the most expensive tenon component, the use of a shank provides maximum savings.

На чертеже (фиг. 1) изображено предлагаемое техническое решение, где 1 - корпус шипа, 2 - твердая вставка, 3 - хвостовик, 4 - грат, образуемый при соединении хвостовика с твердой вставкой при термическом нагреве. The drawing (Fig. 1) shows the proposed technical solution, where 1 is the tenon body, 2 is a solid insert, 3 is a shank, 4 is a burr formed when the shank is connected to a solid insert with thermal heating.

На фиг. 2 изображен дополнительный элемент 5. Это может быть основание заклепки или шляпки гвоздя, в случае применения в качестве хвостовика метизного металла конструкция шипа, изображенного на фиг. 2, имеет увеличенную прочность крепления металлического закладного элемента, состоящего из твердого сплава с хвостиком из облегченного материала в полиамидном корпусе. In FIG. 2 depicts an additional element 5. This may be the base of a rivet or nail head; if a metal is used as a liner, the tenon construction shown in FIG. 2, has an increased fastening strength of a metal embedded element consisting of a hard alloy with a tail of lightweight material in a polyamide body.

Предлагаемые технические решения обеспечиваются простыми технологическими решениями крепления хвостовиков из облегченного материала к твердому сплаву, что снижает расход твердого сплава, а в случае изготовления шипов для грузовых автомобилей и вес шипа с 5 г до 3,5 г. The proposed technical solutions are provided by simple technological solutions for attaching the shanks of lightweight material to the hard alloy, which reduces the consumption of hard alloy, and in the case of making studs for trucks and the weight of the stud from 5 g to 3.5 g

Claims

An anti-skid stud comprising a body made of polyamide material in which a solid insert is fixed rigidly connected to the shank, characterized in that the shank is coaxially attached to the solid material insert to form a burr when connecting the shank to the solid insert during thermal heating.