Крепление шипа и способ его изготовления

Изобретение относится к автомобильной промышленности и касается конструкции шипов противоскольжения. Шип противоскольжения включает в себя вводимый в заделочное отверстие беговой поверхности (10) шины удерживающий элемент (12), который образует приемный элемент (14) для выступающего из беговой поверхности (10) шины штифта (16) противоскольжения. Удерживающий элемент (12) по меньшей мере частично состоит из магния или магниевого сплава. Кроме того, раскрыт способ изобретения такой шиповой системы. Технический результат - щадящее влияние шипованной шины на дорожную поверхность. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение касается шиповой системы, которая включает в себя вводимый в заделочное отверстие беговой поверхности, в частности шины, удерживающий элемент, который образует приемный элемент для выступающего из беговой поверхности шины штифт противоскольжения.

Кроме того, изобретение касается способа изготовления такой шиповой системы.

Из уровня техники известны такие штифты противоскольжения, называемые также шипами, служащие для улучшения сцепления шин с покрытым снегом или льдом скользким дорожным полотном. При этом общим во всех известных шиповых системах является то, что при эксплуатации, например, в частности при процессе управления или торможения, износостойкая часть штифта противоскольжения внедряется в снег или в лед и таким образом значительно увеличивает сцепление шины с грунтом и вместе с тем передаваемое усилие.

Кроме того, все шиповые системы включают в себя удерживающие элементы или участки, которые чаще всего выполнены в форме фланцев, с помощью которых штифт противоскольжения удерживается в резине шины.

Кроме того, такие штифты противоскольжения применяются также в обуви, подковах, цепях противоскольжения и прочих устройствах, защищающих от опасности скольжения.

Для монтажа шиповой системы она запрессовывается в заделочное отверстие в беговой поверхности шины. Фланец охватывается упругим материалом шины и фиксируется.

Износостойкая часть и удерживающий участок могут быть изготовлены из одной детали. Альтернативно могут применяться системы, состоящие по меньшей мере из двух частей, у которых износостойкий штифт из твердого материала, чаще всего твердометаллический штифт, вставляется в гнездо удерживающего элемента. Соединение между штифтом и удерживающим элементом осуществляется при этом методом пайки, склеивания или прессования. Удерживающий элемент может изготавливаться из хорошо обрабатываемого материала, обладающего оптимальными свойствами материала, такого как сталь или металлокерамический сплав на основе железа.

Недостатком известных шиповых систем является то, что из-за высоких центробежных сил, которые передаются на дорожное полотно при вращении шины, покрытие дорожного полотна испытывает высокие нагрузки и при этом повреждается. Такое повреждение покрытия дорожного полотна, в частности, усиливается также из-за того, что штифты противоскольжения относительно неподвижно выступают из поверхности качения шины.

Изготовленный из стали удерживающий элемент традиционным образом изготавливается в процессе формования выдавливанием или методом ковки. При этом возможно образование только простых форм.

Итак, задачей изобретения является предоставить шиповую систему, которая в большей степени сохраняет (щадит) поверхность дороги по сравнению с традиционными системами шипа. Кроме того, должен быть предоставлен особенно простой способ изготовления подобного рода шиповой системы.

Эта задача решается в отношении устройства с помощью шиповой системы в соответствии с признаками п.1 формулы, а в отношении способа - с помощью способа изготовления в соответствии с признаками п.11 формулы. Предпочтительные усовершенствования соответственно описаны в зависимых пунктах формулы изобретения.

Соответственно этому удерживающий элемент по меньшей мере частично состоит из магния или магниевого сплава и может образовывать приемный элемент для штифта противоскольжения. Магний является прочным легким металлом, который к тому же примерно на треть легче, чем алюминий.

Так как изготовленный из магния или магниевого сплава удерживающий элемент, в частности, по сравнению с традиционными удерживающими элементами из стали имеет также значительно меньший вес, центробежные силы при вращении шины сильно уменьшены, благодаря чему возможна эксплуатация, сохраняющая (щадящая) дорожное покрытие.

К тому же и вес шины, укомплектованной предлагаемыми изобретением шиповыми системами, по сравнению с шиной, снабженной шипами из стали, значительно меньше, что в итоге может также привести к меньшему расходу топлива.

Если необходимо, чтобы общий вес шины при применении удерживающих элементов, изготовленных из магния или магниевого сплава, по сравнению с традиционными шипами из стали оставался одинаковым, то при одинаковом общем весе из магния или магниевого сплава могут изготавливаться более сложные геометрии, которые, в свою очередь, могут обеспечивать улучшенное сцепление на снегу и на льду.

В частности, при одинаковом весе могут быть реализованы конструкции большего размера. С применением магниевого материала могут быть, в частности, получены геометрии, которые обеспечивают возможность улучшенного бокового увода или улучшенных характеристик ускорения и, соответственно, торможения. Кроме того, возможно достижение оптимизированного системного износа всей шиповой системы. При этом отдельный износ штифта противоскольжения, удерживающей части и шины могут быть согласованы друг с другом таким образом, чтобы стало возможным равномерное изнашивание. Если все шиповые системы шины изнашиваются равномерно, то балансировка шины сохраняется.

Чтобы обеспечить надежное крепление/удержание штифта противоскольжения в удерживающем элементе и вместе с тем на шине, может быть предусмотрено, чтобы штифт противоскольжения удерживался в приемном элементе удерживающего элемента с геометрическим замыканием. Фиксация с геометрическим замыканием надежно предотвращает потерю (выпадение) штифта противоскольжения. Это соединение с геометрическим замыканием технологически является особенно простым в изготовлении, если предусмотрено, что штифт противоскольжения снабжен по меньшей мере одним поднутрением, которое удерживается охватывающей приемный элемент оболочкой удерживающего элемента.

Тем самым также эффективно предотвращается смещение штифта противоскольжения в направлении его протяженности. Такое поднутрение на штифте противоскольжения может служить для надежной фиксации внутри приемного элемента удерживающего элемента.

В соответствии с изобретением может быть также предусмотрено, что удерживающий элемент в отдельных областях имеет заформованную часть из полимерного материала.

Заформованная часть из полимерного материала обеспечивает возможность легкой реализации множества получаемых форм и интеграции в удерживающий элемент других функций. К тому же изготовленные таким образом удерживающие элементы являются особенно легкими и могут быть также выполнены экономичными и оптимизированными в отношении износа.

Один из предпочтительных вариантов изобретения заключается в том, что штифт противоскольжения удерживается в приемном элементе с возможностью поворота. При этом с помощью подобного рода вращающейся опоры, соответственно, плавающей опоры может быть достигнуто, что штифт противоскольжения, в зависимости от свойств покрытия дорожного полотна, несколько поворачивается, и таким образом возможна бережная эксплуатация дорожного полотна, а также оптимальное сцепление на льду и на снегу.

В одном из вариантов осуществления изобретения штифт противоскольжения может включать в себя по существу цилиндрическое основное тело, на входящем в приемный элемент конце которого цельно с основным телом отформовано примерно шарообразное утолщение, при этом на переходе от шарообразного утолщения к основному телу выполнено поднутрение. Путем такого формования реализована особенно надежная фиксация штифта противоскольжения в удерживающей части.

Особенно предпочтительным образом штифт противоскольжения может быть установлен в приемном элементе удерживающего элемента с возможностью поворота вокруг шарообразного утолщения.

Особенно большой поворот штифта противоскольжения может быть достигнут за счет того, что штифт противоскольжения по меньшей мере в отдельных областях находится на расстоянии от внутренней стенки приемного элемента.

Надежное крепление удерживающего элемента на шине может быть достигнуто за счет того, что на конце удерживающего элемента, вводимом в беговую поверхность шины, выполнено выступающее фиксирующее основание, которое может жестко фиксироваться в шине.

В соответствии с предлагаемым изобретением способом предлагаемая изобретением шиповая система может изготавливаться следующим образом: штифт противоскольжения изготавливается из твердого материала, например из твердого металла. Этот штифт противоскольжения в качестве закладной детали вводится в литьевую пресс-форму, в которой вокруг штифта противоскольжения заформовывается магнием или магниевым сплавом. Этот способ изготовления отличается особенно простым манипулированием.

При этом удерживающий элемент может изготавливаться как полученная методом литья под давлением деталь из магния или магниевого сплава. Во время литья под давлением могут также изготавливаться поднутрения на удерживающем элементе.

Альтернативно удерживающий элемент может изготавливаться из магния или магниевого сплава тиксоспособом. Этот способ, известный так же как тиксоформование или тиксолитье, объединяет преимущества литья и ковки. Подлежащий обработке магний или, соответственно, сплав нагревается до переходной температуры между твердым и жидким состоянием и обрабатывается методом литья под давлением. В тиксотропном состоянии вязкость материала уменьшается. Металл в виде пластилиноподобной массы может очень точно запрессовываться в формы под небольшим давлением. В противоположность литью под давлением при тиксоспособе время цикла, расход материала и пути течения уменьшаются, а качество детали и свойства улучшаются. Изготовленные детали отличаются малой усадкой при одновременно высокой вязкости. Сравнимые свойства хотя и могут быть достигнуты методом ковки, однако при этом возможно изготовление только сравнительно грубых форм.

Возможный вариант изобретения заключается в том, что на удерживающий элемент напыляется или наносится полимерная деталь, отлитая под давлением.

Ниже изобретение поясняется подробнее на одном из примеров осуществления, изображенном на чертеже,

где на схематичном виде сбоку в сечении показана шиповая система, которая включает в себя введенный в заделочное отверстие беговой поверхности 10 шины и зафиксированный там удерживающий элемент 12. С этой целью на вводимом в беговую поверхность 10 шины конце 28 удерживающего элемента 12 выполнено выступающее фиксирующее основание 30.

Удерживающий элемент 12 образует приемный элемент 14 для выступающего из беговой поверхности 10 шины штифта 16 противоскольжения.

Штифт 16 противоскольжения состоит из твердого материала, например твердого металла, и включает в себя по существу цилиндрическое основное тело 22, на входящем в приемный элемент 14 конце 24 которого цельно (за одно целое) с основным телом 22 отформовано примерно шарообразное утолщение 26.

На переходе от шарообразного утолщения 26 к основному телу 22 выполнено поднутрение 18, которое окружено заформованной частью 20 из магниевого сплава, образующей удерживающую часть 12.

Штифт 16 противоскольжения установлен внутри приемного элемента 14 удерживающего элемента 12 с возможностью поворота вокруг шарообразного утолщения 26 в направлениях двойной стрелки S, при этом штифт 16 противоскольжения находится на расстоянии от внутренней стенки приемного элемента 14.

Показанная шиповая система изготавливается таким образом, что удерживающая часть 12 формуется как полученная методом литья под давлением деталь из магния или магниевого сплава. При этом штифт 16 противоскольжения в качестве закладной детали вводится в (не показанную) литьевую пресс-форму и тиксоспособом (формование в полутвердом состоянии) заформовывается магнием или магниевым сплавом с целью образования удерживающей части 12.

С помощью описанного способа, наряду с получением показанной на фиг.1 формы, возможно изготовление практически любых форм из магния при особенно высоком качестве и стабильности формы и при особенно точном соблюдении заданных размеров.

1. Шиповая система, которая включает в себя вводимый в заделочное отверстие беговой поверхности (10) шины удерживающий элемент (12), который образует приемный элемент (14) для штифта (16) противоскольжения, отличающаяся тем, что удерживающий элемент (12) по меньшей мере частично состоит из магния или магниевого сплава.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что штифт (16) противоскольжения удерживается в приемном элементе (14) удерживающего элемента (12) с геометрическим замыканием.

3. Система по п.2, отличающаяся тем, что штифт (16) противоскольжения снабжен по меньшей мере одним поднутрением (18), которое удерживается охватывающей приемный элемент (14) оболочкой удерживающего элемента (12).

4. Система по одному из пп.1-3, отличающаяся тем, что удерживающий элемент (12) в отдельных областях снабжен заформованной частью (20) из полимерного материала.

5. Система по п.1, отличающаяся тем, что штифт (16) противоскольжения удерживается в приемном элементе (14) с возможностью поворота.

6. Система по п.5, отличающаяся тем, что штифт (16) противоскольжения и приемный элемент (14) образуют поворотную опору.

7. Система по п.1, отличающаяся тем, что штифт (16) противоскольжения включает в себя, по существу, цилиндрическое основное тело (22), на входящем в приемный элемент (14) конце (24) которого цельно с основным телом (22) отформовано примерно шарообразное утолщение (26), при этом на переходе от шарообразного утолщения (26) к основному телу (22) выполнено поднутрение (18).

8. Система по п.7, отличающаяся тем, что штифт (16) противоскольжения установлен внутри приемного элемента (14) удерживающего элемента (12) с возможностью поворота (стрелка S) вокруг шарообразного утолщения (26).

9. Система по п.1, отличающаяся тем, что штифт (16) противоскольжения по меньшей мере в отдельных областях находится на расстоянии от внутренней стенки приемного элемента (14).

10. Система по п.1, отличающаяся тем, что на вводимом в беговую поверхность (10) шины конце (28) удерживающего элемента (12) выполнено выступающее фиксирующее основание (30).

11. Способ изготовления шиповой системы, которая включает в себя вводимый в заделочное отверстие беговой поверхности (10) шины удерживающий элемент (12), который образует приемный элемент (14) для штифта (16) противоскольжения, при этом способ включает в себя следующие этапы:
- изготовление штифта (16) противоскольжения из твердого материала,
- введение штифта (16) противоскольжения в форму инструмента,
- заформовывание штифта (16) противоскольжения магнием или магниевым сплавом с целью образования удерживающего элемента (12).

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что удерживающий элемент (12) изготавливается как полученная методом литья под давлением деталь из магния или магниевого сплава.

13. Способ по п.11 или 12, отличающийся тем, что удерживающий элемент (12) изготавливается из магния или магниевого сплава тиксо-способом.

14. Способ по п.11 или 12, отличающийся тем, что на удерживающий элемент (12) напыляется или наносится полимерная деталь, отлитая под давлением.