RU2742060C1

RU2742060C1 - Шип и пневматическая шина транспортного средства с шипами

Info

Publication number: RU2742060C1
Application number: RU2020125411A
Authority: RU
Inventors: Ян ШЛИТТЕНХАРД; Майк КЕТТЕР; Торбен ШПЕХТМЕЙЕР
Original assignee: Континенталь Райфен Дойчланд Гмбх
Priority date: 2018-02-02
Filing date: 2019-01-03
Publication date: 2021-02-02
Also published as: CN111683824A; EP3746314B1; DE102018201611A1; EP3746314A1; CA3088282C; CN111683824B; CA3088282A1; WO2019149461A1

Abstract

Изобретение относится к автомобильной промышленности. Шип (1, 1') для закрепления в отверстии для шипа протектора пневматической шины транспортного средства содержит опорный фланец (6, 6'), корпус (2, 2') шипа из неметаллического упругого материала, в частности каучукового материала, и штифт (3, 3') шипа из твердого металла. Штифт шипа закреплен во вставке (4, 4'), находящейся внутри корпуса (2, 2') шипа и имеющей опорную часть (4a, 4'a), и выступает концевым участком (3a, 3'a) за корпус (2, 2') шипа. Опорная часть (4a, 4'a) вместе с окружающим слоем (5, 5') из материала корпуса (2, 2') шипа образует указанный опорный фланец (6, 6') корпуса (2, 2') шипа. Опорный фланец (6, 6') имеет наружный контур, который выполнен симметрично относительно по меньшей мере одной плоскости (S₁, S₂) симметрии и имеет две продольные стороны и две узкие стороны. Наружный контур опорной части (4a, 4'a) геометрически отличается от наружного контура опорного фланца (6, 6'), так что окружающий слой (5, 5') на согласованной с продольной стороной и/или узкой стороной стороне опорной части (4a, 4'a) имеет по меньшей мере один участок, в котором указанный окружающий слой толще, чем на противоположной стороне опорной части (4a, 4'a). Технический результат - оптимизация эксплуатационных качеств шипа на льду. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 15 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к шипу (противоскольжения) для закрепления в отверстии для шипа протектора пневматической шины транспортного средства, имеющему корпус (тело) шипа, который состоит из неметаллического упругого материала, в частности каучукового материала, и который содержит опорный фланец, и имеющему штифт шипа из твердого металла, который закреплен во вставке, которая расположена внутри корпуса шипа и которая содержит опорную часть, и выступает концевой частью за корпус шипа, при этом опорная часть вместе с окружающим слоем из материала корпуса шипа образует опорный фланец корпуса шипа, и при этом опорный фланец имеет наружный контур, который выполнен симметрично относительно по меньшей мере одной плоскости симметрии и который имеет две продольные стороны и две узкие стороны.

Шипы обычно удерживаются в отверстиях для шипов протектора пневматических шин транспортного средства посредством комбинации из геометрического замыкания и зажимания. Традиционные шипы состоят из корпуса шипа из алюминия или стали, в котором удерживается штифт шипа, который выступает за поверхность протектора и состоит из твердого металла.

Уже было предложено использовать шипы с корпусами шипов, состоящими из каучука (резины) или пластмассы. Например, в WO 2017/088995 A1 раскрыт шип, относящийся к упомянутому в начале типу, при этом в данном случае штифт шипа и вставка, состоящая из пластмассы или алюминия, заделаны в каучуковую оболочку или в каучуковый материал. Конкретные преимущества этого варианта осуществления заключаются в основных свойствах материала каучукового корпуса. Его низкая плотность, составляющая приблизительно 1 г/см³, делает каучук особенно легким по сравнению с алюминием и сталью. Поэтому замена алюминия или стали каучуком (резиной) в качестве материала корпуса приводит к уменьшению веса шипа шины, что положительно влияет, помимо прочего, на износ дороги и образование мелкой пыли. Однако упругие свойства материала каучука имеют дополнительные преимущества. Во-первых, упругий материал корпуса демпфирует удары, в результате чего на камни на дорожном покрытии или на частицы мелкого гравия воздействуют меньшие силы. Этот эффект также уменьшает износ дороги и образование мелкой пыли. Более того, корпуса шипов, выполненные из каучука, превосходят те, которые выполнены из алюминия или стали, с точки зрения характеристик истирания, поскольку они имеют совершенно разные характеристики износа. Поскольку камни на дорожном покрытии и гравий обычно имеют большую твердость, чем алюминий или даже сталь, корпус шипа из алюминия или стали сильно истирается, в результате чего высота корпуса шипа и диаметр корпуса шипа уменьшаются. Это приводит к тому, что краевые области корпуса шипа в отверстиях для шипов подвергаются срезающему истиранию, которое приводит к эрозии краевых областей, из-за чего увеличивается в размерах зазор между шипом и окружающей резиновой матрицей. Это способствует проникновению песка и мелких камней, что еще больше ускоряет истирание корпуса шипа. Корпуса шипов, состоящие из каучука, могут иметь характеристики истирания, подобные каучуковому материалу протектора, в результате чего зазоры между корпусом шипа и материалом протектора по меньшей мере по существу больше не возникают. Кроме того, упругие характеристики каучука обеспечивают возможность заделки шипа в каучуковый материал протектора, что положительно влияет на долговечность шипа.

В основу настоящего изобретения положена задача более эффективного, чем ранее, и, в частности, оптимального использования упомянутых в начале упругих свойств материала корпуса шипа для оптимизации жесткости заделки шипа в каучуковый (резиновый) материал протектора.

Поставленная задача согласно настоящему изобретению решается тем, что наружный контур опорной части геометрически отличается от наружного контура опорного фланца, так что окружающий слой на согласованной с продольной стороной и/или с узкой стороной стороне опорной части имеет, по меньшей мере один участок, в котором указанный окружающий слой толще, чем на противоположной стороне опорной части.

Настоящее изобретение обеспечивает оптимизацию эксплуатационных качеств шипа на льду путем целенаправленного влияния на жесткость заделки посредством соответствующего выполнения и конфигурации опорной части и опорного фланца для образования областей с разной толщиной окружающего слоя на противоположных друг другу сторонах опорного фланца. Силы, прилагаемые к штифту шипа при торможении, при тяговом усилии и во время поворота на ледяных поверхностях, передаются в опорный фланец особенно сильно благодаря рычажному действию. Поэтому, более толстый окружающий слой с большей упругостью и лучшей демпфирующей характеристикой обеспечен в той области стороны опорного фланца, где преимущественной является более мягкая заделка. Более тонкий и, следовательно, менее упругий окружающий слой обеспечивают возможность более жесткой заделки шипов при определенных нагрузках.

В одном предпочтительном варианте осуществления упомянутый по меньшей мере один участок, в которой окружающий слой имеет бо'льшую толщину, образует подушку из окружающего слоя. Выполнение в виде подушки связано с преимуществом в значительной мере непрерывного перехода в смежные участки окружающего слоя посредством становящихся более тонкими толщин слоев.

Также особенно преимущественным является вариант осуществления шипа, в котором опорный фланец имеет наружные поверхности, которые на виде сверху проходят прямолинейно вдоль продольных сторон указанного опорного фланца и проходят изогнуто наружу вдоль узких сторон указанного опорного фланца. В данном случае продольные стороны на виде сверху могут проходить прямо и, в частности, параллельно друг другу, а две узкие стороны выполнены, в частности, дугообразно скругленно наружу и могут также быть согласованно выполненными. Кроме того, продольные стороны могут проходить таким образом, что опорный фланец имеет большую ширину на одной узкой стороне, чем на другой узкой стороне. Таким образом, опорный фланец имеет, в частности, одну из простых и равномерных, по существу овальных на виде сверху форм, которые обеспечивают хорошее закрепление шипа в традиционных отверстиях для шипов протекторов в пневматических шинах транспортного средства.

Также особенно преимущественным является вариант осуществления опорной части вставки с продольными и узкими сторонами, которые согласованы с продольными и узкими сторонами опорного фланца и которые имеют скругленные наружу ограничивающие поверхности на узких сторонах и вдоль одной из продольных сторон - две ограничивающие поверхности, которые проходят под тупым внутренним углом относительно друг друга, так что окружающий слой образует относительно наружной поверхности опорного фланца две подушки из окружающего слоя, которые являются предпочтительно треугольными на виде сверху. Тупой внутренний угол между ограничивающими поверхностями составляет, в частности, от 150° до 170°, и наибольшая толщина подушек из окружающего слоя составляет в предпочтительном варианте осуществления от 0,35 мм до 1,0 мм, в частности, от 0,7 мм до 1,0 мм. Особенно преимущественную жесткость заделки выполненного таким образом шипа получают, если шип расположен в протекторе и в половинах этого протектора таким образом, что продольные стороны опорного фланца проходят в окружном направлении, а подушки из окружающего слоя в опорном фланце находятся соответственно ближе к смежному краю протектора. В случае нагрузки на штифт шипа в осевом или преимущественно осевом направлении к не имеющему подушки краю опорного фланца, шип может хорошо поддерживаться в указанной области и могут оптимально передаваться силы для хорошего бокового ведения. В случае нагрузки в противоположном осевом направлении, например, из-за скользящих движений во время уплощения шины, вступает в действие относительно мягкая заделка шипа в области подушек из окружающего слоя, и шип может относительно мягко податливо отклоняться требуемым образом.

В случае варианта осуществления шипа с по меньшей мере одной подушкой из окружающего слоя на продольной стороне опорной части, соответственно, опорного фланца окружающий слой имеет в тех областях, где не образована подушка из окружающего слоя, имеет толщину, которая меньше, чем наибольшая толщина подушки (подушек) из окружающего слоя.

В случае вариантов осуществления шипа с по меньшей мере одной подушкой из окружающего слоя на одной продольной стороне опорной части, соответственно, опорного фланца также особая конструкция штифта шипа, соответственно, его выступающего за корпус шипа концевого участка и образованных там на покрывающей поверхности краев сцепления является особенно преимущественной для оптимального сцепления со льдом. Концевой участок штифта шипа является продолговатым поперек продольных сторон опорного фланца и опорной части и имеет два края сцепления, которые проходят в направлении продольных сторон и которые имеют неодинаковую длину, при этом более длинный край сцепления является тем, который ближе к продольной стороне, на которой образована (образованы) подушка (подушки) из окружающего слоя.

В другом преимущественном варианте осуществления шипа опорная часть имеет продольные (длинные) и узкие стороны, которые согласованы с продольными (длинными) и узкими сторонами опорного фланца и которые имеют скругленные наружу ограничивающие поверхности на узких сторонах, при этом по меньшей мере одна из указанных ограничивающих поверхностей в области ее центра закругления снабжена уплощенным участком, который проходит, в частности, по прямой на виде сверху, так что окружающий слой образует подушку из окружающего слоя относительно наружной поверхности опорного фланца.

При этом, особенно предпочтительным является вариант осуществления шипа, в котором узкие стороны опорного фланца и опорной части имеют неодинаковую ширину, при этом опорная часть по меньшей мере на своей более широкой узкой стороне в области ее центра закругления снабжена уплощенным участком, который проходит, в частности, по прямой на виде сверху и который предпочтительно имеет длину от 2,0 мм до 3,0 мм. Наибольшая толщина указанной подушки из окружающего слоя составляет, в частности, от 0,5 мм до 1,0 мм, предпочтительно от 0,7 мм до 1,0 мм. При этом, особенно преимущественно, если такие шипы расположены в протекторе таким образом, что подушка из окружающего слоя согласована с окружным направлением шины, соответственно, обращена к нему. Это расположение шипов является особенно подходящим для жесткости заделки в случае сил, которые действуют при нагрузке при тяговом усилии и нагрузке при торможении на ледяных поверхностях.

В другом предпочтительном и преимущественном варианте осуществления шипа на каждой из скругленных наружу ограничивающих поверхностей на узких сторонах в области центра закругления предусмотрен уплощенный участок, который проходит по прямой на виде сверху, при этом подушка из окружающего слоя на узкой стороне с большей шириной имеет большую толщину в своей точке с наибольшей толщиной, чем подушка из окружающего слоя на узкой стороне с меньшей шириной. Таким образом, можно целенаправленно влиять на жесткость заделки при нагрузках при торможении и тяговом усилии.

В одном другом преимущественном варианте осуществления указанного шипа, предусмотрено, что опорная часть имеет на своих продольных сторонах ограничивающие поверхности, которые проходят с изгибом вогнуто вовнутрь, при этом окружающий слой на этих ограничивающих поверхностях предпочтительно образован так, чтобы иметь наружные поверхности, которые проходят по прямой на виде сверху, и соответственно варьирующуюся толщину слоя, составляющую, в частности, от 0,2 мм до 0,4 мм. Толщина слоя, таким образом, меньше вдоль этих ограничивающих поверхностей, чем в области подушек из окружающего слоя на узких сторонах. В центральной области этих ограничивающих поверхностей толщина слоя является самой большой благодаря вогнутому выполнению ограничивающих поверхностей и, таким образом, также может влиять на жесткость заделки шипа.

В случае данного осуществления шипа для получения хороших эксплуатационных качеств на льду является особенно преимущественным один особый вариант осуществления штифта шипа, соответственно, его краев сцепления на его наружной покрывающей (верхней) поверхности. В случае этого варианта осуществления концевой участок штифта шипа на виде сверху является продолговатым поперек продольных сторон опорного фланца и опорной части и имеет края сцепления неодинаковой длины в отношении узких сторон опорной части, при этом более короткий край сцепления является тем, который расположен ближе к подушке из окружающего слоя на узкой стороне, соответственно, если подушки из окружающего слоя образованы на обеих узких сторонах, ближе к более толстой подушке из окружающего слоя.

Кроме того, настоящее изобретение относится к пневматической шине транспортного средства, имеющей протектор с шипами, выполненными согласно изобретению, при этом шипы расположены в протекторе таким образом, что их более длинная протяженность согласована с окружным направлением или по существу окружным направлением. При этом, особенно преимущественным также является расположение, при котором шипы расположены в проходящих по окружности дорожках для шипов и в каждой дорожке для шипов находятся соответственно шипы с подушками из окружающего слоя, образованными на узких сторонах, и шипы с подушками из окружающего слоя, образованными на продольных сторонах. Также особенно подходящим является расположение шипов в протекторе таким образом, чтобы в центральной области протектора были образованы преимущественно или исключительно шипы с подушками из окружающего слоя на узких сторонах, а в боковых областях протектора были образованы главным образом или исключительно шипы, в случае которых подушки из окружающего слоя образованы на продольных сторонах.

Другие признаки, преимущества и подробности настоящего изобретения далее будут описаны более подробно на основе чертежей, на которых проиллюстрированы примеры осуществления. При этом показано:

фиг.1 и 2 виды сбоку первого варианта осуществления шипа согласно изобретению,

фиг.3 вид под наклоном шипа согласно фиг.1 и 2,

фиг.4 вид сверху шипа согласно первому варианту осуществления,

фиг.5 вид в сечении по плоскости сечения, указанной линией V-V на фиг.4,

фиг.6 вид в сечении по плоскости сечения, указанной линией VI-VI на фиг.4,

фиг.7 вид в сечении по плоскости сечения, указанной линией VII-VII на фиг.1,

фиг.8 и 9 виды сбоку второго варианта осуществления шипа согласно изобретению,

фиг.10 вид под наклоном шипа согласно фиг.8 и 9,

фиг.11 вид сверху шипа согласно второму варианту осуществления,

фиг.12 вид в сечении по плоскости сечения, указанной линией XII-XII на фиг.11,

фиг.13 вид в сечении по плоскости сечения, указанной линией XIII-XIII на фиг.11,

фиг.14 вид в сечении по плоскости сечения, указанной линией XIV-XIV на фиг.1,

фиг.15 вид сверху окружного участка протектора пневматической шины транспортного средства с одним вариантом осуществления расположения шипов.

На фиг.1-14 представлены упрощенные изображения шипов 1, 1' согласно изобретению. Выражения, такие как «вертикальный», «выше», «ниже» и т.п., используемые в следующем описании, относятся к изображениям шипов 1, 1' на фигурах.

Показанные шипы 1 (фиг.1-7) и 1' (фиг.8-14) принципиально состоят из корпуса (тело) 2 (фиг.1-7) и 2' (фиг.8-14) шипа и штифта 3 (фиг.1-7) и 3' (фиг.8-14) шипа. В корпусе 2, 2' шипа содержится вставка 4, 4', которая имеет опорную часть 4a, 4'a и держатель 4b, 4'b штифта, в центре которого в каждом случае закреплен штифт 3, 3' шипа, который выступает концевым участком 3a, 3'a за корпус 2, 2' шипа. Шипы 1, 1' имеют проходящие вертикально центральные вертикальные оси a (фиг.5 и 6; фиг. 12 и 13), на которых находится центр тяжести (не обозначен) шипов 1, 1'.

Вставка 4, 4' выполнена из пластмассы, в частности из термореактивной или термопластичной пластмассы, или из металла, в частности из алюминия. Держатель 4, 4' штифта, который в показанных вариантах осуществления выполнен примерно в форме блока, проходит до центральной области корпуса 2, 2' шипа. Опорная часть 4a, 4'a вставки 4 является компонентом, который выступает за держатель 4b, 4'b штифта предпочтительно на всех сторонах и наибольшая толщина d₁ (фиг.5, фиг.12) которого составляет порядка от 1,0 мм до 1,4 мм.

Корпус 2, 2' шипа имеет опорный фланец 6, 6', который состоит из опорной части 4a, 4'a вставки 4, 4' и из окружающего слоя 5, 5', который окружает опорную часть 4a, 4'a, так что опорная часть 4a, 4'a заделана в материал корпуса 2, 2' шипа. За исключением опорного фланца 6, 6', корпус 2, 2' шипа в проиллюстрированных упрощенных вариантах осуществления представляет собой цилиндрический компонент. Корпус 2, 2' шипа, впрочем, также может иметь какую-либо другую внешнюю форму, например, усеченный конус или какого-либо другой конус.

Корпус 2, 2' шипа выполнен из неметаллического упругого материала, предпочтительно каучукового (резинового) материала, в частности устойчивого к разрезанию и к истиранию каучукового материала. Альтернативно корпус 2, 2' шипа выполнен из термопластичного вулканизата со свойствами, схожими с каучуковыми материалами. Составы смеси для изготовления подходящих каучуковых материалов и подходящих термопластичных вулканизатов, хорошо известны специалистам в области шин. Кроме того, материал корпуса 2, 2' шипа окружает концевой участок 3a, 3'a штифта 3, 3' шипа, при необходимости с покрытием или без покрытия верхней (покрывающей) поверхности 7, 7' концевого участка 3a, 3'a.

Штифт 3, 3' шипа состоит, в частности, из твердого металла и является стержнеподобно выполненным компонентом, который конически сужается по своей длине и жестко закреплен своим сужающимся концевым участком в держателе 4b, 4'b штифта. Площадь поперечного сечения штифта 3, 3' шипа непрерывно уменьшается вдоль продольной протяженности штифта 3, 3' шипа из-за сужения штифта 3, 3' шипа, но остается геометрически одинаковой в этом предпочтительном выполнении штифта 3, 3' шипа.

В варианте осуществления, показанном на фиг.1-7, опорная часть 4a вставки 4 представляет собой продолговатый овальный компонент с узкими сторонами, которые имеют равную ширину на виде сверху, и с двумя по-разному выполненными продольными (длинными) сторонами. Как показано, в частности, на фиг.7, на узких сторонах расположены дугообразно скругленные наружу ограничивающие поверхности 8a, при этом на одной из продольных сторон ограничивающие поверхности 8a соединены друг с другом посредством проходящей по прямой ограничивающей поверхности 8b и на другой продольной стороне - посредством двух ограничивающих поверхностей 8c₁ и 8c₂, которые проходят под тупым внутренним углом α относительно друг друга. Тупой угол α составляет порядка от 150° до 170°. Две ограничивающие поверхности 8c₁ и 8c₂ предпочтительно имеют согласованные длины, и область их перехода из одной в другую имеет скругленную форму в показанном примере осуществления.

Окружающий слой 5 окружает опорную часть 4a вдоль ограничивающих поверхностей 8a и 8b в каждом случае с постоянной или практически постоянной толщиной порядка от 0,2 мм до 0,30 мм. Вдоль ограничивающих поверхностей 8c₁ и 8c₂ окружающий слой 5 имеет наружную поверхность, которая проходит параллельно наружной поверхности, которая проходит вдоль ограничивающей поверхности 8b в противоположной области окружающего слоя 5, так что вдоль ограничивающих поверхностей 8c₁ и 8c₂ присутствуют подушки 9 из окружающего слоя, которые на виде сверху (фиг.7), соответственно, в поперечном сечении являются треугольными и утолщенными по сравнению с остальной толщиной окружающего слоя 5. Толщина d₂ указанных подушек 9 из окружающего слоя составляет в своей точке с наибольшей толщиной порядка от 0,35 мм до 1,0 мм, в частности по меньшей мере 0,7 мм. В области переходного скругления между ограничивающими поверхностями 8c₁ и 8c₂ присутствует только очень тонкий слой каучука с толщиной порядка от 0,1 мм до 0,15 мм.

В этом предпочтительном варианте осуществления ширина b₁ опорного фланца 7 составляет порядка от 6,5 мм до 7,0 мм, в частности 6,7 мм, и его наибольшая длина l₁ составляет от 7,7 мм до 8,3 мм, в частности 8,0 мм. Согласно этому осуществлению опорной части 4a шип 1 имеет одну единственную плоскость симметрии, которая проходит через вертикальную ось «a» и которая проходит под прямыми углами к продольным сторонам опорного фланца 7, и которая представлена на фиг.4 линией S₁.

В проиллюстрированном предпочтительном варианте осуществления штифт 3 шипа также выполнен симметрично, только относительно плоскости S₁ симметрии. Для сцепления со льдом важно выполнение наружной верхней поверхности 7 на концевом участке 3a штифта 3 шипа. Верхняя поверхность 7 имеет свою наибольшую длину протяженности вдоль плоскости S₁ симметрии, так что на виде сверху штифт 3 шипа является продолговатым вдоль плоскости S₁ симметрии. Длина l₂ (фиг.4) верхней поверхности 7 составляет от 2,7 мм до 3,2 мм, а ее наибольшая ширина b₂ составляет от 2,0 мм до 2,3 мм. Верхняя поверхность 7, таким образом, имеет на своих узких сторонах, расположенных в продольной протяженности, по одному краю 10a₁, 10a₂ сцепления, проходящему под прямым углом к плоскости S₁ симметрии, при этом край 10a₁ сцепления длиннее, чем край 10a₂ сцепления. Длина края 10a₁ сцепления составляет от 1,6 мм до 2,2 мм, а длина края 10a₂ сцепления меньше на величину от 0,2 мм до 0,5 мм. Штифт 3 шипа закреплен в держателе 4b штифта таким образом, что более длинный край 10a₁ сцепления является тем, который расположен ближе к ограничивающим поверхностям 8c₁ и 8c₂ опорной части 4a вставки 4.

В показанном варианте осуществления оба края 10a₁, 10a₂ сцепления соединены друг с другом в каждом случае посредством двух краев 11a₁ и 11a₂ сцепления, которые выполнены одинаково и которые проходят под тупым внутренним углом β, порядка предпочтительно 160° – 170°, относительно друг друга. Кроме того, в показанном варианте осуществления край 11a₁ сцепления, непосредственно примыкающий к краю 10a₁ сцепления, короче, чем края 11a₂ сцепления. В альтернативных вариантах осуществления, которые не изображены отдельно, края 10a₁, 10a₂ сцепления соединены друг с другом в каждом случае посредством одного единственного прямого края сцепления или посредством проходящего дугообразного наружу края сцепления. Края 10a₁, 10a₂, 11a₁ и 11a₂ сцепления переходят вдоль штифта 3 шипа в указанные соответствующим образом ограничивающие боковые поверхности.

Особый вариант осуществления опорной части 4a вставки 4 упрощает установку вставки 4 со штифтом 3 шипа в правильной ориентации в форму для заформовывания в материал корпуса 2 шипа.

Для свойств шипа 1 важен особый вариант осуществления опорного фланца 6 с подушками 9 из окружающего слоя, в котором подушки из окружающего слоя обеспечивают возможность влияния и оптимизации жесткости заделки шипа 1, вставленного в протектор. Как указано, например, на фиг.4 стрелкой U, шип 1 расположен в протекторе предпочтительно своей более длинной протяженностью опорного фланца 6 параллельно или приблизительно параллельно - с отклонением вплоть до приблизительно 15° - окружному направлению протектора, и в половинах протектора, кроме того, таким образом, что подушки 9 из окружающего слоя в опорном фланце 6 расположены в каждом случае ближе к смежному краю протектора, так что в зависимости от направления преимущественно действующей нагрузки получаются отличающиеся жесткости заделки шипа 1. В случае нагрузки стержня 3 шипа в осевом или преимущественно осевом направлении, как указано на фиг.7 стрелкой P₁, шип 1 подпирается в области не имеющего подушки края опорного фланца. Таким образом могут оптимально передаваться силы для хорошего бокового ведения шины. В случае нагрузки из направления стрелки P₂, например, из-за скользящих (проскальзывающих) движений во время уплощения шины, вступает в действие более мягкая заделка шипа 1 в области подушек 9 из окружающего слоя, и шип 1 может относительно мягко податливо отклоняться требуемым образом.

В варианте осуществления, показанном на фиг.8-14, опорная часть 4'a вставки 4' также представляет собой продолговато овальный компонент, но с одинаково широкими на виде сверху узкими сторонами и с одинаково выполненными продольными сторонами (фиг.14). Шип 1' симметрично выполнен относительно плоскости S₂ симметрии (фиг.11), проходящей в продольной протяженности опорного фланца 4'a через вертикальную ось «a». На узких сторонах опорной части 4'a расположены дугообразно скругленные наружу ограничивающие поверхности 8'a₁ и 8'a₂. На продольных сторонах находятся ограничивающие поверхности 8'b, которые проходят с изгибом вогнуто внутрь. Прямые линии, которые соединяют концы ограничивающих поверхностей 8'b, проходят в каждом случае под острым углом γ, составляющим порядка 5° - 20°, к плоскости S₂ симметрии таким образом, что расстояния между указанными прямыми линиями на их концах к ограничивающей поверхности 8'a₁ меньше, чем расстояния между указанными прямыми линиями на их концах у ограничивающей поверхности 8'a₂. Ограничивающие поверхности 8'a₁ и 8'a₂ каждая в области их центров закругления снабжены уплощенным участком 12a₁ и 12a₂, который прямо проходит на виде сверху. Указанные участки 12a₁ и 12a₂ проходят под прямым углом к плоскости S₂ симметрии. Участок 12a₁ короче на 0,3 - 0,8 мм, чем участок 12a₂, длина которого составляет порядка 2,0 мм - 3,0 мм. Окружающий слой 5' окружает ограничивающие поверхности 8'a₁ и 8'a₂ равномерно и в каждом случае в целом со скруглением наружу и, в скругленных участках ограничивающих поверхностей 8'a₁ и 8'a₂, с постоянной или по существу постоянной толщиной d₃, d₄ слоя. Толщина d₃ окружающего слоя 5' вдоль скругленных участков более короткой ограничивающей поверхности 8'a₁ может, однако, также быть меньше, чем вдоль скругленных участков более длинной ограничивающей поверхности 8'a₂. В любом случае более крупная и более толстая подушка 9' из окружающего слоя образована вдоль уплощенного участка 12a₂ на более длинной ограничивающей поверхности 8'a₂, чем вдоль участка 12a₁ на ограничивающей поверхности 8‘a₁. Толщина d₅ указанной подушки 9' из окружающего слоя в случае уплощенного участка 12a₂ составляет от 0,5 - 1,0 мм. Вдоль проходящих вогнуто изогнуто вовнутрь ограничивающих поверхностей 8'b опорной части 4'a окружающий слой 5' предпочтительно образован с плоской наружной поверхностью и, следовательно, с соответственно варьирующейся толщиной d₆ слоя 0,2 - 0,4 мм.

Штифт 3' шипа, который расположен в центре шипа 1' вдоль вертикальной оси a, имеет верхнюю поверхность 7', которая имеет приблизительно форму продолговатого четырехугольника со скошенными углами и длину l₃ 2,8 - 3,2 мм, и ширину b₃ 1,8 - 2,0 мм, при этом штифт 3' шипа закреплен во вставке 4' так, чтобы проходить под прямым углом к плоскости S₂ симметрии и, следовательно, чтобы быть симметричным по отношению к ней. Верхняя поверхность 7', таким образом, имеет два более длинных края 13a₁ и 13a₂ сцепления, которые проходят под прямым углом к плоскости S₂ симметрии, и, кроме того, два более коротких и одинаковых по длине края 13b сцепления, которые проходят параллельно плоскости S₂ симметрии. Края 13b сцепления имеют, в частности, длину протяженности от 1,0 мм до 1,7 мм, край 13a₁ сцепления имеет длину от 2,3 мм до 3,2 мм, а край 13a₂ сцепления имеет длину, которая короче на величину вплоть до 1,2 мм, чем длина края 13a₁ сцепления. Угловые края 14a соединяют край 13a₁ сцепления с краями 13b сцепления, а угловые края 14b соединяют край 13a₂ сцепления с краями 13b сцепления. Вдоль протяженности штифта 3' шипа примыкают исходящие от краев 13a₁, 13a₂, 13b сцепления и угловых краев 14a, 14b, соответственно выполненные боковые поверхности, которые не обозначены. Вместо угловых краев и связанных угловых поверхностей штифт 3' шипа может иметь переходные скругления и скругленные переходные поверхности.

Шип 1' представляет собой так называемый шип для тягового усилия и торможения, который предпочтительно предусмотрен во всех дорожках для шипов протектора, в частности в комбинации с шипами 1. В случае протекторов с несвязанным с направлением вращения выполнением приблизительно половина предусмотренных в протекторе шипов 1' - соответствующим образом распределенные по окружности - расположены в одной ориентации относительно окружного направления (стрелка U на фиг.11), как изображено на фигурах, а вторая половина предусмотренных шипов 1' расположены в противоположной ориентации. Однако, особенно преимущественным является расположение шипов 1’ в протекторах шин с предварительно определенным направлением вращения при движении вперед, иначе говоря, в шинах с протектором, который имеет связанное с направлением вращения выполнение. При этом расположение шипов 1' осуществляется таким образом, что при качении шины во время движения вперед более широкая сторона опорных фланцев 6' указывает в направлении качения, как обозначено стрелкой U на фиг.11. Такое расположение шипов 1' является особенно преимущественным для жесткости заделки в случае сил, которые действуют при тяговой нагрузке и тормозной нагрузке на ледяных (заледенелых) поверхностях.

При тяговом усилии штифт 3' шипа 1' своим более коротким краем 13a₂ сцепления легко внедряется в ледяную поверхность и начинает передачу силы; при этом он опрокидывается (наклоняется) и жестко опирается на более узкую подушку 9 из окружающего слоя. Передняя, более толстая подушка 9' из окружающего слоя облегчает указанное опрокидывание шипа, поскольку упругий каучуковый материал имеет более низкую жесткость, чем пластмассовый или алюминиевый материал опорной части 4'a. Таким образом, шип 1' может легко «ставиться», чтобы создать более высокое выступание и чтобы быстрее занимать оптимальный врезающий (фрезерный) угол.

Во время передачи силы торможения штифт 3' шипа также сначала своим более коротким краем 13a₂ сцепления внедряется в лед, но затем «переворачивается» из-за относительного движения между шиной и поверхностью дороги, а затем передает силы торможения посредством своего более длинного края 13a₁ сцепления. Во время «переворачивания» шипа штифт 3' квази автоматически вжимается в лед. Для максимизации сил торможения особенно важно, чтобы шип 1' был мягко заделан, чтобы пики напряжения уменьшались и, следовательно, предотвращалось преждевременное раскалывание льда. Мягкая заделка осуществляется посредством более толстой, упругой подушки 9' из окружающего слоя на опорном фланце 6'.

На фиг.15 схематически показан окружной участок протектора для зимней шины легкового автомобиля со связанным с направлением вращения профилем. Протектор, показанный в качестве примера, имеет два расположенных со стороны плеча покрышки ряда 15 грунтозацепов и между ними в центральной области протектора другие грунтозацепы 16, которые образованы поперечными каналами 17, проходящими в форме буквы V по ширине протектора, и некоторым количеством окружных каналов 18 и наклонных каналов 19. Направление вращения во время движения вперед указано стрелкой P_v. «B» обозначает ширину той части протектора, которая вступает в контакт с грунтом. В пределах этой ширины B шипы 1 1' расположены в так называемых дорожках S_P для шипов, количество которых обычно составляет от 4 до 25, в частности от 12 до 20. Дорожки S_P для шипов представляют собой линии, проходящие по кругу параллельно окружному направлению, и представлены на фиг.15 штриховыми линиями. В варианте осуществления, показанном на фиг.15, семь дорожек S_P для шипов предусмотрены в каждой половине протектора, причем их расположение симметрично в отношении экваториальной линии A-A шины.

В показанном окружном участке по меньшей мере один шип 1 и по меньшей мере один шип 1' примерно показаны в каждой дорожке для шипов. Обычно от 4 до 25, в частности от 7 до 16, шипов 1, 1' расположены по окружности шины в каждой дорожке S_P для шипов. В альтернативном варианте осуществления в дорожках S_P для шипов в обеих боковых окружных областях расположены исключительно шипы 1, а в дорожках S_P для шипов в центральной окружной области расположены исключительно шипы 1'.

Список ссылочных позиций

1, 1' Шип

2, 2' Корпус (тело) шипа

2a Часть корпуса шипа

3, 3' Штифт шипа

4, 4' Вставка

4a, 4'a Опорная часть

4b, 4'b Держатель штифта

5, 5' Окружающий слой

6, 6' Опорный фланец

7, 7' Верхняя поверхность

8a, 8b Ограничивающая поверхность

8'a₁, 8'a₂ Ограничивающая поверхность

8'b Ограничивающая поверхность

8c₁, 8c₂ Ограничивающая поверхность

9, 9' Подушка из окружающего слоя

10a₁, 10a₂ Край сцепления

11a₁, 11a₂ Край сцепления

12a₁, 12a₂ Участок

13a₁, 13a₂ Край сцепления

13b Край сцепления

14a, 14b Угловой край

15 Ряд грунтозацепов

16 Грунтозацеп

17 Поперечный канал

18 Окружной канал

19 Наклонный канал

α, β, γ Угол

A-A Экваториальная линия шины

a Вертикальная ось

B Ширина

b_1,b_2,b₃ Ширина

l_1,l_2,l₃ Длина

d₁, d₂ Толщина

d₃, d₄,d_5,d₆ Толщина

P_1,P₂ Стрелка

P_V Стрелка

S_1,S₂ Плоскость симметрии

S_P Дорожка для шипов

Claims

1. Шип (1, 1') для закрепления в отверстии для шипа протектора пневматической шины транспортного средства, содержащий имеющий опорный фланец (6, 6') корпус (2, 2') шипа из неметаллического упругого материала, в частности каучукового материала, и штифт (3, 3') шипа из твердого металла, причем штифт шипа закреплен во вставке (4, 4'), находящейся внутри корпуса (2, 2') шипа и имеющей опорную часть (4a, 4'a), и выступает концевым участком (3a, 3'a) за корпус (2, 2') шипа, причем опорная часть (4a, 4'a) вместе с окружающим слоем (5, 5') из материала корпуса (2, 2') шипа образует указанный опорный фланец (6, 6') корпуса (2, 2') шипа, и причем опорный фланец (6, 6') имеет наружный контур, который выполнен симметрично относительно по меньшей мере одной плоскости (S₁, S₂) симметрии и имеет две продольные стороны и две узкие стороны,

отличающийся тем, что наружный контур опорной части (4a, 4'a) геометрически отличается от наружного контура опорного фланца (6, 6'), так что окружающий слой (5, 5') на согласованной с продольной стороной и/или узкой стороной стороне опорной части (4a, 4'a) имеет по меньшей мере один участок, в котором указанный окружающий слой толще, чем на противоположной стороне опорной части (4a, 4'a).

2. Шип (1, 1') по п.1, отличающийся тем, что указанный участок, в котором окружающий слой (5, 5') имеет более значительную толщину, образует подушку (9, 9') из окружающего слоя.

3. Шип (1, 1') по п.1 или 2, отличающийся тем, что опорный фланец (6, 6') имеет наружные поверхности, которые на виде сверху проходят по прямой вдоль продольных сторон указанного опорного фланца и проходят с изгибом наружу вдоль узких сторон указанного опорного фланца.

4. Шип (1) по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что опорная часть (4a) имеет согласованные с продольными и узкими сторонами опорного фланца (6) продольные и узкие стороны со скругленными наружу ограничивающими поверхностями (8a) на узких сторонах и вдоль указанной одной продольной стороны - две проходящие под тупым внутренним углом (α) относительно друг друга ограничивающие поверхности (8c₁, 8c₂), так что окружающий слой (5) образует относительно наружной поверхности опорного фланца (6) две подушки (9) из окружающего слоя, которые являются предпочтительно треугольными на виде сверху.

5. Шип (1) по п.4, отличающийся тем, что тупой внутренний угол (α) между ограничивающими поверхностями (8c₁, 8c₂) составляет 150-170°.

6. Шип (1) по п.4, отличающийся тем, что подушки (9) из окружающего слоя имеют наибольшую толщину (d2) 0,35-1,0 мм, в частности 0,7-1,0 мм.

7. Шип (1) по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что окружающий слой (5) вдоль тех продольных и узких сторон опорной части (4a), на которых не образована подушка (9) из окружающего слоя, имеет толщину, которая меньше, чем наибольшая толщина (d₂) подушки/подушек (9) из окружающего слоя.

8. Шип (1) по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что указанный концевой участок (3a) штифта (3) шипа является продолговатым поперек продольных сторон опорного фланца (6) и опорной части (4a) и имеет два края (10a₁, 10a₂) сцепления, которые проходят в направлении продольных сторон и имеют неодинаковую длину, причем более длинный край (10a₁) сцепления является тем, который лежит ближе к продольной стороне, на которой образована/образованы подушка/подушки (9) из окружающего слоя.

9. Пневматическая шина транспортного средства с протектором с шипами (1) по одному из пп.1-8, отличающаяся тем, что шипы (1) расположены в протекторе так, что в каждой половине протектора подушки (9) из окружающего слоя в опорном фланце (6) находятся каждая ближе к смежному краю протектора.

10. Шип (1') по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что опорная часть (4'a) имеет согласованные с продольными и узкими сторонами опорного фланца (6') продольные и узкие стороны со скругленными наружу ограничивающими поверхностями (8'a₁, 8'a₂)на узких сторонах, причем по меньшей мере одна из указанных ограничивающих поверхностей (8'a₁, 8'a₂)в области ее центра закругления снабжена уплощенным, проходящим, в частности, по прямой на виде сверху участком (12a₁, 12a₂), так что окружающий слой (5') образует подушку (9') из окружающего слоя к наружной поверхности опорного фланца (6).

11. Шип (1') по п.10, отличающийся тем, что узкие стороны опорного фланца (6') и опорной части (4a') имеют неодинаковую ширину, причем опорная часть (4'a), по меньшей мере, на своей более широкой узкой стороне в области центра закругления снабжена уплощенным, проходящим, в частности, по прямой на виде сверху участком (12a₂), который предпочтительно имеет длину 2,0-3,0 мм.

12. Шип (1') по п.10 или 11, отличающийся тем, что подушка (9') из окружающего слоя имеет наибольшую толщину (d₅) 0,5-1,0 мм, в частности 0,7-1,0 мм.

13. Шип (1') по любому из пп.10-12, отличающийся тем, что каждая из скругленных наружу ограничивающих поверхностей (8'a₁, 8'a₂) на узких сторонах в области своего центра закругления снабжена уплощенным, проходящим по прямой на виде сверху участком (12a₁, 2a₂), причем подушка (9') из окружающего слоя на узкой стороне с большей шириной имеет большую толщину в своей наиболее толстой точке, чем подушка (9') из окружающего слоя на узкой стороне с меньшей шириной.

14. Шип (1') по любому из пп.10-13, отличающийся тем, что опорная часть (4'a) на своих продольных сторонах имеет ограничивающие поверхности (8'b), которые проходят с изгибом вогнуто вовнутрь.

15. Шип (1') по п.14, отличающийся тем, что окружающий слой (5') на указанных проходящих с изгибом вогнуто вовнутрь ограничивающих поверхностях (8'b) имеет проходящие по прямой на виде сверху наружные поверхности и варьирующуюся толщину (d₆) слоя, в частности, 0,2-0,4 мм.

16. Шип (1') по любому из пп.1-3 или пп.10-15, отличающийся тем, что концевой участок (3'a) штифта (3') шипа на виде сверху является продолговатым поперек продольных сторон опорного фланца (6') и опорной части (4'a) и имеет относительно узких сторон опорной части (4'a) неодинаковые по длине края (13a₁, 13a₂) сцепления, причем более короткий край (13a₂) сцепления является тем, который расположен ближе к подушке (9') из окружающего слоя на узкой стороне, соответственно, если подушки (9') из окружающего слоя образованы на обеих узких сторонах - к более толстой подушке (9') из окружающего слоя.

17. Пневматическая шина транспортного средства с протектором с шипами (1') по одному из пп.1-3 или пп.10-16, отличающаяся тем, что шипы (1') расположены в протекторе таким образом, что подушка/подушки (9') из окружающего слоя согласована/согласованы с окружным направлением шины, соответственно обращена/обращены к нему.