Полимерный шип и шина, содержащая полимерный шип
Изобретение относится к автомобильной промышленности. Шип противоскольжения имеет корпус, изготовленный из материала на основе полимера. Корпус шипа содержит верхний участок, содержащий материал на основе полимера первого цвета, нижний участок, содержащий материал на основе полимера второго цвета, при этом шип дополнительно содержит стержень, проходящий из верхнего участка для контакта с дорогой. Технический результат – упрощение контроля износа шипа противоскольжения и протектора шины. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 8 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к полимерному противоскользящему шипу, который имеет особую ценность для использования на зимних шинах. Такие шипы имеют целью улучшить трение, чтобы обеспечить лучшее сцепление и сопротивление скольжению на льду, таком как лед, который может встречаться на ледяных поверхностях, включая ледяные дороги. Настоящее изобретение также направлено к шине, содержащей такие шипы.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Шипы для зимних шин известны на протяжении десятилетий и помогли значительно улучшить тяговые характеристики на снегу и особенно на покрытых льдом поверхностях, чтобы улучшить сцепление шины с обледеневшими дорогами и другими обледенелыми дорожными покрытиями. Однако обычные шипы для шин также имеют некоторые недостатки, которые ограничивают их использование в зимних шинах. Например, обычные шипы шины обычно имеют корпус, который изготовлен из металлического материала, такого как алюминий, и имеют стержень, выступающий из корпуса для обеспечения нескользящего поведения шины на обледенелых дорогах. Алюминий, однако, имеет недостаток, как правило, высокой стоимости и колебания цен. Кроме того, использование металлического корпуса может привести к относительно высокому уровню генерации шума.
Пример обычного металлического шипа противоскольжения для шины раскрыт в публикации WO 2009/141506 А1. Шип противоскольжения, раскрытая в этой ссылке, включает в себя корпус, снабженный опорным фланцем и стержнем, который образует поверхность сцепления и износа шипа противоскольжения, частично установленный внутри противоположного конца корпуса к опорному фланцу, отличающийся тем, что шип противоскольжения дополнительно включает в себя втулку, установленную вокруг корпуса, для создания второй поверхности сцепления в шипе противоскольжения, причем втулка выполнена из твердого металла или материала, подобного твердому металлу.
Недавно были разработаны шипы на основе полимерного материала, которые могут преодолеть некоторые из этих недостатков, связанных с обычными шипами. Пример полимерного шипа приведен в публикации WO2017/198352. Более конкретно, эта ссылка раскрывает шип для пневматической шины транспортного средства, имеющий корпус шипа, изготовленный из пластика, который содержит армирующие волокна, и стержень шипа, выполненный из твердого металла, который расположен в корпусе шипа и выступает из корпуса шипа, при этом корпус шипа имеет основную часть корпуса и часть основания, которая выступает в боковом направлении за пределы основной части корпуса. Стержень шипа достигает в корпусе шипа практически до уровня части основания и имеет хвостовик стержня, по меньшей мере, с одним крепежным элементом, который расширяет радиально внутреннюю концевую область хвостовика стержня, причем армирующие волокна в центральной области части основания ориентированы в основном и по существу перпендикулярно относительно стержня шипа. В любом случае, использование полимерного материала в шипах для шин не очень хорошо разработано, и все же остается значительный потенциал для улучшения конструкции шипов.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Первой задачей изобретения может быть обеспечение расширенного визуального контроля состояния износа шипа.
Второй задачей изобретения может быть обеспечение шипов для шины с дополнительными функциями, выходящими за рамки классических свойств противоскольжения.
Другой задачей изобретения может быть обеспечение нового средства, позволяющего визуально определять оставшуюся глубину протектора.
Настоящее изобретение определяется объемом независимых пунктов формулы изобретения. Дополнительные предпочтительные варианты осуществления изобретения предусмотрены в зависимых пунктах формулы изобретения.
В одном аспекте изобретения, предусмотрен шип зимней или противоскользящей шины (или, другими словами, шип), при этом шип содержит корпус, выполненный из материала на основе полимера, причем корпус содержит верхний участок, содержащий материал на основе полимера, имеющий первый цвет, и нижний участок, содержащий материал на основе полимера, имеющий второй цвет (отличный от первого цвета). Шип также содержит стержень, выходящий из верхнего участка для контакта с дорогой.
Применение шипа противоскольжения разных цветов сверху вниз посредством соответствующих материалов на основе полимеров позволяет проверить износ шипа при износе протектора шины. Это помогает указать, когда шипы слишком изношены, чтобы обеспечить достаточное поведение противоскольжения.
В частности, шина или зимняя шина могут иметь ламели шины, имеющие множество щелевидных канавок, и могут дополнительно иметь символ «Трехпиковая горная снежинка» на боковине шины.
Шипы противоскольжения также могут быть описаны как ледяные шипы, и/или стержень также может быть описан как стержень противоскольжения.
В варианте осуществления, шип шины имеет удлиненную форму с двумя концами, при этом верхний участок расположен на первом конце, а нижний участок расположен на втором конце, или, другими словами, каждый из участков проходит от своего соответствующего конца в направлении противоположного конца.
В другом варианте осуществления, стержень проходит через верхний участок в нижний участок. Таким образом, разные цвета верхнего и нижнего участков могут указывать, закреплена ли достаточная длина стержня в шипе. В частности, небольшая длина оставшегося стержня может привести к потере стержня или к полному истиранию стержня, что ухудшает свойства противоскольжения.
В другом варианте осуществления, стержень проходит в корпус шипа в направлении нижнего участка и необязательно проходит более чем на 5% длины корпуса шипа из шипа. Стержни шипов обычно выступают или проходят также во время износа шин из корпуса шипа из-за типичного износа на дороге.
В другом варианте осуществления, нижний участок шипа содержит (необязательно окружной) выступ для закрепления шипа в полом пространстве для размещения шипа в ламели протектора шины. Например, шип может быть нажат или выстрелян устройством в отверстие в протекторе шины; при этом для блокировки шипа в протекторе, шип может иметь один или несколько выступов. Способы установки шипов в отверстиях в шинах являются известными в технике. В частности, процесс может быть таким же, как для алюминиевых шипов.
В еще одном варианте осуществления, корпус шипа содержит промежуточный участок между верхним участком и нижним участком, при этом промежуточный участок имеет меньший диаметр, чем максимальный диаметр, по меньшей мере, одного из верхнего участка и нижнего участка. Диаметр измеряется перпендикулярно (направлению прохождения) стержня. Это может помочь закрепить шип. Как правило, указанные участки корпуса могут, по существу, состоять из материалов на основе полимеров и/или могут проходить до внешней поверхности шипа.
В еще одном варианте осуществления, корпус шипа содержит промежуточный участок между верхним участком и нижним участком, причем промежуточный участок содержит материал на основе полимера, имеющий третий цвет. Такой третий цвет может быть использован как предупреждение о том, что нижний участок будет достигнут вскоре при износе. В частности, первый, второй и третий цвета являются разными.
В еще одном варианте осуществления, стержень имеет, по меньшей мере, один выступ для закрепления стержня в корпусе шипа, при этом выступ необязательно расположен на конце стержня, закрепленного в корпусе шипа. В то время как стержни обычно плотно прилегают к корпусу металлических шипов, это менее предпочтительно для полимерных шипов, так что может быть желательно дополнительное сцепление формой шипа.
В другом варианте осуществления, верхний участок имеет первый максимальный диаметр, который по меньшей мере на 5% больше диаметра осевого участка, расположенного между верхним участком и нижним участком, при этом максимальный диаметр нижнего участка необязательно составляет по меньшей мере на 10% больше диаметра верхнего участка и/или по меньшей мере на 15% больше диаметра осевого участка.
В другом варианте осуществления, шип представляет собой единый шип с фланцем.
В еще одном варианте осуществления, шип представляет собой многофланцевый шип, в частности двухфланцевый шип.
В еще одном варианте осуществления, шип имеет, по существу, цилиндрическую форму. Цилиндрические шипы могут также включать не круглые сечения, такие как многоугольные сечения. Стержень может иметь стержнеобразную форму, которая может иметь различные формы сечения (перпендикулярно его длине), например многоугольную и/или дугообразную. Многоугольные или дугообразные формы могут помочь улучшить закрепление стержня в материале корпуса шипа, а также могут улучшить сцепление с дорогой.
В другом варианте осуществления, стержень выполнен из карбида вольфрама.
В еще одном варианте осуществления, стержень изготовлен из стали.
В другом варианте осуществления, материал на основе полимера представляет собой термопластичный материал или термореактивный материал (термореактивный полимер, смолу или пластик). Например, такие материалы могут иметь предпочтительную твердость.
В другом варианте осуществления, материал на основе полимера представляет собой одно или несколько из следующих веществ: полиэфирэфиркетон (PEEK), полифениленсульфид (PPS), полифениловый эфир (PPE), полипропилен (PP), полиэтилен (PE), поликарбонат (PC), полисульфон (PSU), полиэфиримид (PEI), полифениленсульфон (PPSU), полиариламид (PARA), нейлон, нейлон 66 и меламин, фенольная смола, меламиновая смола, эпоксидная смола, бензоксазин, сложный эфир цианата, полиуретан, полиакрил сложный эфир и полиимид. По желанию, материал на основе полимера армирован волокнами. В частности, можно использовать стекловолокно, тканые или штапельные волокна.
В другом варианте осуществления данного изобретения, материал на основе полимера состоит из синдиотактического 1,2-полибутадиена (SPBD). SPBD обладает тем преимуществом, что становится надежно связанным с резиной протектора шины. Считается, что синдиотактический 1,2-полибутадиен (SPBD) отверждается вместе с резиной протектора шины во время отверждения шины. В любом случае, получается сильная адгезия между SPBD и резиной протектора шины.
SPBD, который может быть использован в практике данного изобретения, обычно имеет более 65% своих мономерных звеньев в синдиотактической 1,2-конфигурации. Такое SPBD может быть приготовлен в инертном органическом растворителе с использованием методики, описанной в патенте США 3,901,868, или в водной среде с использованием процесса, описанного в патенте США 4,506,031. В патенте США 4,506,031 более конкретно раскрыт способ получения полибутадиена, состоящего, по существу, из SPBD, включающий этапы, при которых: (А) приготавливают раствор компонента катализатора путем растворения в инертном органическом растворителе, содержащем 1,3-бутадиена (а), по меньшей мере, одного соединения кобальта, выбранного из группы, состоящей из (i) -бета-дикетоновых комплексов кобальта, (ii) ) сложноэфирных комплексов в-кетокислоты кобальта, (iii) соли кобальта органических карбоновых кислот, имеющих от 6 до 15 атомов углерода, и (iv) комплексов галогенированных соединений кобальта формулы CoXn, где X представляет собой атом галогена и n представляет собой 2 или 3, с органическим соединением, выбранным из группы, состоящей из третичных аминных спиртов, третичных фосфинов, кетонов и N, N-диалкиламидов, и (b) по меньшей мере, одного алюминийорганического соединения формулы AlR3, где R представляет собой углеводородный радикал от 1 до 6 атомов углерода; (B) приготавливают реакционную смесь путем смешивания указанного раствора компонента катализатора со смесью 1,3-бутадиена/воды, содержащей желаемые количества указанного 1,3-бутадиена; (C) приготавливают полимеризационную смесь путем смешивания сероуглерода по всей указанной реакционной смеси, и (D) осуществляют полимеризацию указанного 1,3-бутадиена в указанной полимеризационной смеси в полибутадиене с одновременным перемешиванием указанной полимеризационной смеси. В описанном в нем процессе, кристалличность и температура плавления SPBD может быть отрегулирована путем добавления спиртов, кетонов, нитрилов, альдегидов или амидов в полимеризационную смесь.
SPBD, используемый для изготовления шипов шины по данному изобретению, имеет температуру плавления 160°C или менее. SPBD обычно имеет температуру плавления в диапазоне от 70°C до 160°C. В целом, предпочтительно, чтобы SPBD, используемый при изготовлении шипов для шин согласно настоящему изобретению, имел температуру плавления в диапазоне от 80°C до 150°C, причем температура плавления в диапазоне от 90°C до 125°C является наиболее предпочтительной. Точки плавления, упомянутые здесь, представляют собой минимальные значения эндотермы, определенные по кривым DSC (дифференциальной сканирующей калориметрии).
Композиции, используемые при изготовлении шипов для шин по данному изобретению, могут оптимально представлять собой смесь, которая состоит из SPBD и, по меньшей мере, одного каучука, который совместим с SPBD. Каучук, используемый в таких смесях, может представлять собой практически любой тип эластомера, который содержит ненасыщенность, которая обеспечивает отверждение серы. Как правило, эластомер представляет собой один или несколько полидиеновых каучуков. Некоторые типичные примеры подходящих полидиеновых каучуков включают цис-1,4-полибутадиен, натуральный каучук, синтетический полиизопрен, стирол-бутадиеновый каучук, EPDM (этилен-пропилен-диеновый мономер) каучуки, изопрен-бутадиеновые каучуки и стирол-изопрен-бутадиеновые каучуки. Во многих случаях желательно использовать комбинацию диеновых каучуков в смеси. Например, каучуковая часть смеси может представлять собой комбинацию хлорбутилового каучука, натурального каучука и каучука EPDM. Особенно предпочтительно использовать комбинацию, которая содержит от примерно 30 весовых процентов до примерно 80 весовых процентов хлорбутилового каучука, от примерно 15 весовых процентов до примерно 55 весовых процентов натурального каучука, и от примерно 2 весовых процентов до примерно 10 весовых процентов каучука EPDM в качестве каучукового компонента в таких смесях. Особенно предпочтительно использовать комбинацию, которая состоит из от примерно 55 весовых процентов до примерно 65 весовых процентов хлорбутилового каучука, от примерно 25 весовых процентов до примерно 45 весовых процентов натурального каучука, и от примерно 3 весовых процентов до примерно 7 весовых процентов каучука EPDM.
Используемая смесь SPBD обычно будет содержать от около 25 весовых процентов до около 75 весовых процентов SPBD и от около 75 весовых процентов до около 25 весовых процентов эластомеров, которые могут быть совместимы с SPBD. Включение высоких уровней SPBD приводит к лучшей адгезии, истиранию и сопротивлению разрыву отвержденного материала. Высокие уровни SPBD также приводят к увеличению прочности и жесткости. Кроме того, использование высоких уровней SPBD сокращает невулканизированное закрепление при выполнении обработки. Однако введение в смесь больших количеств SPBD также приводит к пониженной гибкости и эластичности. Соответственно, для достижения наилучшего баланса общих свойств используемая смесь будет содержать от около 33 весовых процентов до около 67 весовых процентов SPBD и от около 67 весовых процентов до около 33 весовых процентов каучуков, отверждаемых каучуков. Соответственно, для достижения наилучшего баланса общих свойств используемая смесь будет содержать от около 33 весовых процентов до около 67 весовых процентов SPBD и от около 67 весовых процентов до около 33 весовых процентов отверждаемых каучуков. Смеси, которые являются наиболее предпочтительными, будут содержать от около 45 весовых процентов до около 55 весовых процентов SPBD и от около 55 весовых процентов до около 45 весовых процентов эластомерного компонента.
SPBD, используемый при изготовлении смесей, из которых образуются аппликации, обычно включают в смесь в форме порошка или гранул. Другими словами, SPBD находится в форме порошка или гранул в то время, когда он смешивается с каучуковым компонентом, используемым для приготовления смеси, из которой состоит декоративная аппликация. SPBD, используемый в соответствии с данным изобретением, может быть превращен в порошкообразную форму путем измельчения или другого подходящего способа.
Порошок или гранулы SPBD могут быть смешаны с каучуковым компонентом с использованием стандартных способов смешивания. Однако, смешивание обычно проводят при температуре, которая, по меньшей мере, так же высока, как температура плавления используемого SPBD. Во время процедуры смешивания, гранулы порошка SPBD вводятся в каучук с дополнительными требуемыми ингредиентами для смешивания. Такое смешивание обычно проводят в смесителе Бенбери, мельничном смесителе или в смесителе другого подходящего типа.
Такие смеси SPBD и каучуков также содержат другие стандартные каучуковые химические вещества. Например, такие смеси будут дополнительно содержать серу и, по меньшей мере, один желательный краситель или пигмент. Они также обычно содержат другие каучуковые химические вещества, такие как антиоксиданты, ускорители, масла и воски в обычных количествах. Например, смесь SPBD/каучук обычно содержит от около 0,2 до около 8 мас.ч. серы. Обычно, предпочтительно, чтобы смесь содержала приблизительно от 0,5 до 4 мас.ч. серы, и наиболее предпочтительно, чтобы такие смеси содержали от 1 до 2,5 мас.ч. серы. Основной ускоритель, как правило, также присутствует в концентрации, которая находится в диапазоне от примерно 0,1 до примерно 2,5 мас.ч. Обычно, предпочтительно, чтобы основной ускоритель присутствовал в концентрации, находящейся в диапазоне от около 0,2 до около 1,5 мас.ч., при этом наиболее предпочтительно, чтобы основной ускоритель находился в концентрации от 0,3 до 1 мас.ч. Вспомогательный ускоритель, как правило, также будет присутствовать в концентрации, которая находится в диапазоне от примерно 0,02 до примерно 0,8 мас.ч. Вспомогательные ускорители, предпочтительно, используют в концентрации от 0,05 до 0,5 мас.ч., причем наиболее предпочтительным является использование от 0,1 до 0,3 мас.ч. вспомогательного ускорителя. Такие смеси SPBD/каучук обычно содержат от около 1 до около 10 мас.ч. различных технологических масел, и обычно, предпочтительно, чтобы такие смеси содержали от около 2,5 до около 7,5 мас.ч. технологических масел. Смесь SPBD/каучук будет обычно содержать от около 25 мас.ч. до около 100 мас.ч различных наполнителей. Обычно, предпочтительно, чтобы такие смеси содержали от около 40 мас.ч. до около 80 мас.ч. наполнителей. Следует отметить, что диоксид титана действует как наполнитель и белый пигмент.
В еще одном варианте осуществления, материал на основе полимера окрашивается посредством пигментов или красителей. В частности, пигменты могут быть минеральными или органическими пигментами. Красители могут быть органическими красителями. Специалист в данной области знает, какие пигменты или красители использовать для достижения желаемого цвета.
В еще одном варианте осуществления, верхний участок имеет зеленый или черный цвет, а нижний участок имеет красный цвет. Эти примеры распределения цвета могут помочь пользователю интуитивно понять состояние износа шипа. Сочетание черного и красного цветов имеет дополнительное преимущество простого предупреждения пользователя, когда это действительно необходимо. Это может быть объединено с третьим цветом в промежуточном участке.
В еще одном варианте осуществления, шип имеет промежуточный участок между верхним участком и нижним участком, имеющий оранжевый или желтый цвет. Этот дополнительный цвет может дать пользователю понять, что шип скоро будет изношен при дальнейшем использовании.
В еще одном варианте осуществления, стержень проходит параллельно длине/продолжению шипа вдоль центральной оси шипа, причем стержень необязательно проходит по меньшей мере на треть длины шипа (в частности, когда шип не изношен). Такая форма и расположение могут улучшить фиксацию стержня в шипе и/или сцепление шипа на дороге, в частности на обледенелой дороге.
В другом варианте осуществления, стержень проходит через весь верхний участок в направлении нижнего участка и необязательно в нижний участок. Это может быть полезно, так как стержень не полностью изнашивается до достижения второго или третьего участка.
В еще одном варианте осуществления, шип имеет промежуточный участок между верхним участком и нижним участком, причем промежуточный участок имеет, по меньшей мере, участок, имеющий третий цвет, и при этом стержень проходит через верхний участок, имеющий первый цвет, и промежуточный участок, имеющий третий цвет, входит в часть нижнего участка, имеющего второй цвет, причем необязательно по меньшей мере 5% длины (например, исходной или неизношенной длины) стержня проходит в нижний участок, имеющий второй цвет. Например, это приводит к отображению первого цвета, когда шип все еще находится в относительно новой форме, и отображению третьего цвета (второго цвета, который пользователь увидит при износе) в качестве предупреждения о дальнейшем износе и, наконец, второго цвета (который является третьим цветом, который пользователь увидит при дальнейшем износе шипа в этом примере), который указывает, что шип слишком изношен. Например, это может означать, что стержень скоро выпадет или будет слишком изношен, чтобы обеспечить желаемые нескользящие свойства на обледенелых дорогах. Ослабление шипов и/или стержней шипов в значительном количестве может представлять серьезный риск для безопасности, поскольку та же шина демонстрирует значительно худшее нескользящее поведение без шипов, чем с функционирующими шипами/остриями.
В целом, цвета и/или материал на основе полимера, имеющий цвет, могут проходить по всей (радиальной) высоте их соответствующих участков. Участки корпуса могут, по существу, состоять из материалов на полимерной основе или, по меньшей мере, на 50%, предпочтительно, по меньшей мере, на 80% изготовлены из полимерного и окрашенного материала, так что цвет каждого участка (непрерывно) виден в течение износа соответствующего участка.
В другом аспекте изобретения, предусмотрена шина, причем шина содержит множество шипов согласно вышеупомянутым аспектом изобретения и/или одному или нескольким его вариантами осуществления. Предпочтительно, шина дополнительно содержит протектор и/или ламели протектора, причем множество из указанных ламелей протектора содержат шип противоскольжения, имеющий корпус, выполненный из материала на основе полимера, причем корпус шипа содержит верхний участок, содержащий материал на основе полимера, имеющий первый цвет, нижний участок, содержащий материал на основе полимера, имеющий второй цвет, который отличается от первого цвета, и при этом шип противоскольжения дополнительно имеет стержень, выходящий из верхнего участка для контакта с дорогой.
Таким образом, шина, например зимняя и/или шина для движения по снегу, содержащая шипы, имеет средство для индикации износа шипов. При желании, изменение цвета шипов при износе может дополнительно использоваться для индикации износа протектора.
В случае если шип должен использоваться дополнительно в качестве индикатора износа протектора, нижний участок и/или участок второго цвета могут иметь свой радиально внешний край или, другими словами, заканчиваться на глубине менее 2 мм, предпочтительно около 1,6 мм, измеряемой в радиальном направлении от нижнего участка самой глубокой или смежной кольцевой канавки шины.
В варианте осуществления, верхняя поверхность верхнего участка шипа, по существу, находится на одном уровне с (радиально самой внешней) поверхностью ламели протектора, когда шина или протектор шины не изношены или расположены в диапазоне от 0,5 мм до 0,3 мм (предпочтительно между 0,8 мм и 0,25 мм) ниже (радиально самой внешней) поверхности ламели протектора, причем стержень проходит, по существу, во внешнем радиальном направлении шины вне корпуса шипа и, возможно, вне ламели протектора или протектора.
В другом варианте осуществления, стержень проходит через верхний участок в нижний участок, причем цвет верхнего участка и нижнего участка указывает на износ шипа (и протектора шины), когда шип и ламели протектора изнашиваются при движении.
В другом аспекте изобретения, предусмотрено применение вышеупомянутого шипа (шипов) или способ применения таких шипов. В частности, этот аспект направлен на применение одного или нескольких шипов противоскольжения шины согласно одному или нескольким из вышеупомянутых вариантов осуществления в шине или протекторе шины, чтобы указать износ шипов и/или износ протектора шины при езде (или другими словами, при езде шины по земле).
Следует подчеркнуть, что признаки одного или нескольких из вышеупомянутых аспектов и вариантов осуществления могут быть объединены друг с другом.
Ссылка на верхний участок шипа, например, может пониматься как участок шипа (контактирующий в первую очередь с дорогой при движении), то есть радиально внешний (больший участок) шипа. Аналогичным образом, нижний участок шипа может пониматься, например, как радиально внутренний (больший) участок шипа, когда он установлен в протекторе шины. Стержень для контакта с дорогой обычно может выходить из верхнего участка в радиальном направлении шины.
В другом варианте осуществления, шина представляет собой зимнюю шину, в частности шину для легкового автомобиля или шину для грузового автомобиля.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Структура, функционирование и преимущества изобретения станут более очевидными при рассмотрении следующего описания в сочетании с прилагаемыми чертежами, на которых:
Фиг.1 представляет схематичный вид сбоку примера шипа шины;
Фиг.2 представляет схематичный вид сверху шипа шины по фиг.1;
Фиг.3 представляет схематичный вид сбоку другого примера шипа шины;
Фиг.4 представляет схематичный вид сверху шипа шины, показанного на фиг.3;
Фиг.5 представляет собой схематичное сечение участка короны шины, включающего протектор с ламелями протектора, содержащими шипы, в соответствии с примером изобретения;
Фиг.6 представляет собой схематичное сечение практически не изношенной ламели протектора с двумя смежными кольцевыми канавками протектора, причем ламель протектора содержит шип в соответствии с примером изобретения;
Фиг.7 представляет собой схематичное сечение ламели протектора по фиг.6, но в дополнительно изношенном состоянии; и
Фиг.8 представляет собой схематичное сечение ламели протектора по фиг.6 и фиг.7, но в более изношенном состоянии, чем на фиг.6 и фиг.7.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
фиг.1 представляет собой схематичный вид сбоку первого примера шипа 3 для шины в соответствии с изобретением. Шип 3 содержит удлиненный стержень 33, проходящий из верхнего участка 31 шипа 3 и проходящий также через верхний участок 31 в нижний участок 32, как показано пунктирными линиями. В целом, шип 3 предполагается быть установленным в протекторе шины, в частности, в ребра и/или ламели протектора шины таким образом, чтобы верхний участок 31 был установлен радиально наружу от нижнего участка 32. Другими словами, нижний участок 32 расположен радиально внутрь от верхнего участка 31, когда шип 3 установлен в шине. Нижний участок 32 или верхний участок 31, каждый, может содержать, по меньшей мере, одну выступающую часть или выступ, помогающий закрепить шип 3 в установочном отверстии в протекторе шины. Предпочтительно, нижний участок 32 имеет меньший диаметр (измеренный перпендикулярно удлинению стержня 33) на верхнем конце 34 нижнего участка 32, чем в нижней области нижнего участка 32. Кроме того, максимальный диаметр нижнего участка 32 больше, чем максимальный диаметр верхнего участка 31, при этом диаметр последнего участка 31 снова, предпочтительно, больше диаметра верхней концевой области 34 нижнего участка 32. Верхний участок 31 содержит первый полимер, имеющий первый цвет, а нижний участок 32 содержит второй полимер, имеющий второй цвет, отличный от первого. Как правило, верхний участок 31 может иметь черный или зеленый цвет, тогда как нижний участок 32 может иметь красный цвет.
Фиг.2 представляет собой вид сверху шипа 3, показанного на фиг.1. В этом примере, стержень 33 имеет шестиугольную форму, которая может улучшить закрепление стержня 33 в полимерном материале и/или может также увеличить сцепление с дорогой, или, другими словами, поведение противоскольжения. Кроме того, нижний участок 32 выдается или выступает за верхний участок 31 перпендикулярно стержню 33. Хотя может быть желательно, чтобы выступ нижнего участка 32 был больше, чем выступ верхнего участка 31, верхний участок 31 может, по существу, проходить до нижнего участка 32 от центральной линии стержня 33 (центральная ось стержня 33 параллельна длине стержня 33).
Фиг.3 показывает вид сбоку второго примера шипа 3' шины. Шип 3' является аналогичным шипу 3 на фигурах 1 и 2, с основным отличием в том, что шип 3' содержит промежуточный участок 35, расположенный между верхним участком 31 и верхней концевой областью 34 нижнего участка 32, причем промежуточный участок содержит материал на основе полимера, имеющий цвет, отличный от первого и второго цветов, упомянутых выше. Как правило, цвет промежуточного участка 35 может быть желтым или оранжевым.
В целом, используемый материал на основе полимера может быть, по существу, одинаковым по всему корпусу шипа, с той лишь разницей, что он включает разные красители для достижения разного внешнего вида с точки зрения цвета.
Фиг.4 представляет собой вид сверху шипа 3', причем вид сверху является таким же, как и для шипа 3, как показано на фиг.2. Те же ссылочные позиции, что и на фиг.2, были использованы для шипа 3’, где это применимо.
Фиг.5 представляет собой схематичное частичное сечение шины 1, показывающее, по существу, область короны шины. Для упрощения, области бортов шины 1 здесь не показаны, так как они не являются решающими для настоящего изобретения. Специалист в данной области техники знает, как спроектировать такие участки бортов шины 1. Как показано на фиг.5, шина 1 также имеет боковины 2, протектор 10, слои 11 брекера, слой 9 каркаса и внутренний герметизирующий слой 13. Кроме того, протектор 10 шины имеет четыре кольцевые канавки 15, а также ребра или ламели 14 протектора, примыкающие к указанным канавкам 15. Множество ламелей 14 протектора имеют шипы 3, 3', причем радиально верхний участок шипов выровнен (заподлицо) с радиально внешней поверхностью ламелей 14 протектора. В этом примере, шина 1 является, по существу, не изношенной или новой. Стержни шипов 3, 3 'выступают из протектора 10 и ламелей 14 протектора, соответственно, так что они увеличивают нескользящие свойства шины 1, в частности на обледенелых дорогах или на льду.
Фиг.6 представляет собой схематичное сечение участка протектора 10, показывающее ламель 14 протектора и две смежные канавки 15. Ламель 14 протектора содержит шип 3', с его верхним краем его верхнего участка 31, выровненным с радиальным внешним краем ламели 14 протектора. Аналогично ситуации, показанной на фиг.5, шип 3' и ламель 14 протектора по-прежнему практически не изношены, причем ламель 14 протектора имеет радиальную высоту dn. Радиальная высота ламели 14 протектора измеряется от нижней части смежной канавки 15 до радиально внешнего края ламели 14 протектора. Стержень 33 также имеет свою начальную или исходную длину и проходит через верхний и промежуточный участки в нижний участок шипа 3'. Пользователь увидит черный или зеленый цвет шипа 3’, если смотреть на шип 3’, расположенный в протекторе 10.
Следует подчеркнуть, что ламели протектора, показанные в примерах по настоящему изобретению, могут, в целом, также иметь формы, отличные от показанных. В частности, если смотреть на протектор, указанные ламели не обязательно должны иметь прямоугольную форму, они могут иметь другие многоугольные формы или, например, другие формы, известные в технике протекторов зимних шин.
Фиг.7 показывает протектор 10 в изношенном состоянии. Ламель 14 протектора имеет только радиальную высоту dw, которая меньше, чем высота dn ламели протектора в не изношенном состоянии. Следовательно, верхний участок шипа 3′ является изношенным, и в этом примере полностью исчез, так что на радиально внешней поверхности ламели 14 протектора остался только промежуточный участок 35. Длина стержня 33 также уменьшилась. Как и в алюминиевых шипах, стержень 33 изнашивается с той же скоростью, что и шип 3', так что стержень 33 проходит от ламели 14 протектора во внешнем радиальном направлении шины 1. Согласно ситуации, изображенной на фиг.7, визуальный осмотр показал бы желтый или оранжевый цвет шипа 3’ при взгляде на изношенный протектор 10.
На фиг.8 протектор 10 и конкретная ламель 14 протектора изношены дополнительно по сравнению с ситуацией, изображенной на фиг.7. Высота dr ламели протектора меньше, чем высота dw ламели протектора, показанной на фиг.7. Как следствие, также промежуточный участок 35 исчез из-за износа, и единственным оставшимся участком корпуса шипа 3' является нижний участок 32. Стержень 33 имеет относительно небольшую длину прохождения в шип 3', соответственно, оставшийся нижний участок. Это может означать, что шип 3' или его стержень 33 могут потерять свою функцию или могут быть скоро потеряны. Как предупреждающий знак, шип 3’ может визуально выглядеть красным на поверхности протектора.
Вариации в настоящем изобретении возможны в свете предоставленного описания. Иллюстрации и соответствующие описания не предназначены для какого-либо ограничения или ограничения объема прилагаемой формулы изобретения. Хотя некоторые типичные варианты осуществления, примеры и подробности были показаны с целью иллюстрации предмета изобретения, для специалиста в данной области техники будет очевидно, что в него могут быть внесены различные изменения и модификации, не выходящие за рамки объема изобретения. Следовательно, следует понимать, что в описанные конкретные примеры осуществления могут быть внесены изменения, которые будут находиться в пределах объема изобретения, как определено в следующей прилагаемой формуле изобретения.
1. Шип (3, 3') противоскольжения шины, имеющий корпус шипа, изготовленный из материала на основе полимера, причем корпус шипа содержит верхний участок (31), содержащий материал на основе полимера, имеющий первый цвет, и нижний участок (32), содержащий материал на основе полимера, имеющий второй цвет, который отличается от первого цвета, при этом шип (3, 3') дополнительно содержит стержень (33), проходящий из верхнего участка (31) для контакта с дорогой.
2. Шип (3, 3') противоскольжения шины по п. 1,
в котором шип (3, 3′) имеет удлиненную форму с двумя концами, причем верхний участок (31) расположен на первом конце, а нижний участок (32) расположен на втором конце; и/или
в котором стержень (33) проходит в корпус шипа в направлении нижнего участка (32), причем стержень (33) проходит необязательно более чем на 5% длины корпуса шипа из шипа (3, 3’).
3. Шип (3, 3') противоскольжения шины по п. 1 или 2,
в котором нижний участок (32) шипа содержит, необязательно окружной, выступ для закрепления шипа в полом пространстве для приема шипа (3, 3’) в протекторе шины, и/или
в котором шип (3, 3’) содержит промежуточный участок (35) между верхним участком (31) и нижним участком (32), при этом промежуточный участок (35) имеет меньший диаметр, чем максимальный диаметр по меньшей мере одного из верхнего участка (31) и нижнего участка (32).
4. Шип (3, 3') противоскольжения шины по одному или нескольким предшествующим пунктам, в котором корпус шипа содержит промежуточный участок (35) между верхним участком (31) и нижним участком (32), при этом промежуточный участок (35) содержит материал на основе полимера, имеющий третий цвет, причем промежуточный участок (35) необязательно проходит к боковой внешней поверхности шипа (3, 3'), так что боковая внешняя поверхность промежуточного участка (35) имеет третий цвет.
5. Шип (3, 3') противоскольжения шины по одному или нескольким предшествующим пунктам, в котором
стержень (33) имеет по меньшей мере один выступ для закрепления стержня (33) в корпусе шипа (3, 3’), при этом выступ необязательно расположен на конце стержня (33), закрепленного в корпусе шипа (3, 3’); и/или
верхний участок (31) имеет максимальный диаметр, который по меньшей мере на 5% больше диаметра промежуточного участка (35), расположенного между верхним участком (31) и нижним участком (32), при этом максимальный диаметр нижнего участка (32) по меньшей мере на 10% больше максимального диаметра верхнего участка (31).
6. Шип (3, 3') противоскольжения шины по одному или нескольким предшествующим пунктам, в котором верхний участок (31) и нижний участок (32) проходят к боковым внешним поверхностям шипа (3, 3'), так что боковая внешняя поверхность верхнего участка (31) имеет первый цвет, а боковая внешняя поверхность нижнего участка (32) имеет второй цвет.
7. Шип (3, 3') противоскольжения шины по одному или нескольким предшествующим пунктам, в котором стержень (33) изготовлен из металла и/или керамического материала, и предпочтительно изготовлен из карбида вольфрама.
8. Шип (3, 3') противоскольжения шины по одному или нескольким предшествующим пунктам, в котором
материал на основе полимера представляет собой один из термопластичного материала и термореактивного материала; и/или
материал на основе полимера представляет собой или содержит один или несколько из: от 25 до 75 вес.% синдиотактического 1,2-полибутадиена, необязательно имеющего температуру плавления, находящуюся в диапазоне от около 70 до 160°С, и от 25 до 75 вес.% по меньшей мере одного полидиенового каучука, отверждаемого указанным синдиотактическим 1,2-полибутадиеном.
9. Шип (3, 3') противоскольжения шины по одному или нескольким предшествующим пунктам, в котором
верхний участок (31) имеет зеленый цвет или черный цвет; и/или
нижний участок (32) имеет красный цвет; и/или
шип (3, 3') имеет промежуточный участок (35) между верхним участком (31) и нижним участком (32), причем промежуточный участок (35) имеет оранжевый или желтый цвет.
10. Шип (3, 3') противоскольжения шины по одному или нескольким предшествующим пунктам, в котором
стержень (33) проходит по существу параллельно длине шипа (3, 3') вдоль центральной оси шипа (3, 3'); и/или
стержень (33) имеет одно или несколько из многоугольного сечения и дугообразного сечения; и/или
стержень (33) проходит по меньшей мере на треть длины шипа, когда он не изношен, предпочтительно через весь верхний участок (31) в нижний участок (32).
11. Шип (3, 3') противоскольжения шины по одному или нескольким предшествующим пунктам, дополнительно содержащий промежуточный участок (35) между верхним участком (31) и нижним участком (32), причем промежуточный участок (35) имеет участок, имеющий третий цвет, при этом стержень (33) проходит через верхний участок (31), имеющий первый цвет, и промежуточный участок (35), имеющий третий цвет, в часть нижнего участка (32), имеющего второй цвет, причем необязательно по меньшей мере 5% длины стержня (33) проходит в нижний участок (32), имеющий второй цвет.
12. Шина (1), содержащая протектор (10), имеющий ламели (14) протектора, при этом по меньшей мере одна из ламелей (14) протектора содержит по меньшей мере один шип (3, 3') противоскольжения согласно одному или нескольким из предшествующих пунктов.
13. Шина (1) по п. 12, в которой верхняя поверхность верхнего участка (31) шипа (3, 3') противоскольжения по существу находится на одном уровне с радиально самой внешней поверхностью ламели (14) протектора, когда протектор (10) не изношен, при этом стержень (33) проходит в радиальном направлении шины (1).
14. Шина по п. 12 или 13, в которой стержень (33) проходит через верхний участок (31) в нижний участок (32).
15. Применение одного или нескольких шипов (3, 3') противоскольжения по одному или нескольким пп. 1-11 в протекторе (10) шины для индикации износа шипов (3, 3') при движении и/или износа протектора (10) шины при движении.
