НАПРАВЛЯЕМЫЙ ВРУЧНУЮ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ШЕРОХОВАНИЯ ШИНЫ
MANUALLY GUIDED TOOL FOR TYRE BUFFING

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение в целом относится к ремонту шины и, в частности, к способу и устройству для подготовки поверхности шины для ремонта.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известно, что шины восприимчивы к образованию повреждений. Такое повреждение может произойти при столкновении шины с дорожным мусором, таким как гвозди, стекло и камень, и в течение монтажа и демонтажа шины. Повреждение может произойти как с внутренней, так и с внешней стороны шины, или может быть проникающим сквозь шину, таким как прокол или порыв. Кроме того, повреждение может произойти в области протектора, боковин или плеч, расположенных между протектором и боковиной. Поврежденная часть шины в целом относится к части шины, которая нуждается в ремонте, причем указанная потребность в ремонте может возникнуть по любой причине.
При ремонте поврежденной области шины обычно используют заплату, посредством которой закрывают и уплотняют поврежденную область. Заплата в целом выполнена из полимерного или эластомерного материала, такого как натуральная или синтетическая резина, и может содержать армирование, такое как металлическая проволока или синтетические нити. Заплаты для шины могут быть адгезивным способом прикреплены к шине или вулканизированы с ней.
Поврежденная область может быть подготовлена перед применением заплаты. Для некоторых видов заплат может возникнуть необходимость в обработке шерохованием поверхности шины перед наложением заплаты. Таким образом, имеется потребность в инструменте для шерохования шины, перемещение которого ограничено при обработке шерохованием поверхности шины.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Предложенный способ шерохования поверхности шины содержит этапы, на которых:
крепят шину для предотвращения ее поворота,
берут механизм, проходящий от основания, содержащий элемент для шерохования, причем указанный механизм ограничивает перемещение элемента для шерохования в пределах необходимой плоскости шерохования вдоль поверхности шины по меньшей мере частично при ручном управлении оператора,
перемещают элемент для шерохования в пределах указанной плоскости шерохования до необходимой поверхности шины и
вручную направляют элемент для шерохования в контакт с поверхностью шины для формирования обработанной шерохованием кривой линии в плоскости шерохования вдоль поверхности шины.
Также описан направляющий узел для обработки шерохованием поверхности шины, содержащий:
механизм, проходящий от основания, имеющий конец, выполненный с возможностью приема инструмента для шерохования, причем указанный механизм ограничивает перемещение инструмента для шерохования пределами заданной плоскости шерохования вдоль поверхности шины по меньшей мере частично при ручном управлении оператора,
при этом указанный механизм содержит по меньшей мере одну шарнирную ось, проходящую по существу перпендикулярно плоскости шерохования; и
линейный привод, выполненный с возможностью управления перемещением одного из группы, включающей механизм, шину или сочетание вышеуказанного, в направлении, в целом перпендикулярном плоскости шерохования.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг.1 показан перспективный вид направляемого вручную устройства для шерохования шины согласно настоящему изобретению.
На фиг.2 показан частичный разрез шины, показывающий вид сбоку направляемого вручную устройства для шерохования шины, показанной на фиг.1.
На фиг.3 показан видом сверху направляемого вручную устройства для шерохования шины, расположенного рядом с шиной.
На фиг.4 показан частичный разрез шины, показывающий вид сбоку направляемого вручную устройства для шерохования шины согласно другому варианту реализации настоящего изобретения.
На фиг.5 показан частичный перспективный вид внутренней части шины и обработанной шерохованием поверхности, сформированной способом согласно настоящему изобретению.
На фиг.6 показан частичный разрез внутренней части шины, показывающий обработанную шерохованием поверхность, сформированную способом согласно другому варианту реализации настоящего изобретения.
На фиг.7 показан частичный разрез внутренней части шины, показывающий обработанную шерохованием поверхность, показанную на фиг.5.
На фиг.8 показан разрез соединения между тягами согласно одному варианту реализации настоящего изобретения.
На фиг.9 показан разрез соединения между тягами согласно другому варианту реализации настоящего изобретения.
На фиг.10 показан частичный перспективный вид внутренней части шины и заплаты, установленной способом согласно настоящему изобретению.
На фиг.11 показан частичный разрез шины, показывающий вид сбоку направляемого вручную устройства для шерохования шины согласно другому варианту реализации настоящего изобретения.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В настоящем изобретении предложены способы и устройство для подготовки части шины для ремонта. В частности, поврежденную часть шины подготавливают для облегчения ремонта наложением заплаты и/или заполнением поврежденной части. Части шины могут быть восстановлены применением к указанной части шины заплаточного материала, такого как, например, предварительно сформированные заплата и/или заполнитель. Согласно некоторым вариантам реализации перед применением заплаты поверхность шины подвергают шерохованию в области заплаты для очистки поверхности шины, удаления обрывков и обеспечения улучшенной адгезии заплаты.
Предложенный способ обработки шерохованием поверхности шины содержит этапы, на которых крепят шину для предотвращения ее поворота и берут механизм, проходящий от основания, содержащий элемент для шерохования, причем указанный механизм ограничивает перемещение элемента для шерохования в пределах необходимой плоскости шерохования вдоль поверхности шины по меньшей мере частично при ручном управлении оператора. Указанный способ содержит этапы, на которых перемещают указанный элемент для шерохования в пределах указанной плоскости шерохования в направлении до необходимой поверхности шины и вручную направляют указанный элемент для шерохования в контакт с поверхностью шины для формирования обработанной кривой линии шерохования в пределах плоскости шерохования вдоль указанной поверхности, такой как показанная на фиг.6.
На фиг.1-3 показан вариант реализации механизма, который может быть использован для практического осуществления способа согласно настоящему изобретению. Согласно предложенному способу указанный механизм может содержать рычажный узел, выполненный с возможностью перемещения в поперечном направлении вдоль основания, такой как рычажный узел 20, показанный на фиг.1-3. Рычажный узел 20 может содержать несколько конструктивных тяг, проходящих от основания, в частности рычажный узел 20 содержит первую тягу 30, функционально прикрепленную к основанию, и концевую тягу 32, расположенную в конце механизма, выполненную с возможностью приема элемента 24 для шерохования, причем указанный рычажный узел содержит по меньшей мере одну шарнирную ось 36, проходящую по существу перпендикулярно плоскости шерохования, так что концевая тяга может перемещаться в плоскости шерохования.
Согласно одному варианту реализации способа этап, на котором ограничивают перемещение инструмента для шерохования в необходимой плоскости шерохования, может быть осуществлен с использованием рычажного узла, показанного на фиг.1-4, в котором шарнирные оси по существу являются параллельными друг другу, и каждая из них ориентирована перпендикулярно относительно необходимой плоскости шерохования. При указанной ориентации шарнирных осей рычажного узла перпендикулярно плоскости шерохования указанная концевая тяга и элемент для шерохования могут только поворачиваться и/или перемещаться в плоскости шерохования.
На фиг.11 показан другой вариант выполнения механизма, который может быть использован для практического осуществления предложенного способа. Согласно предложенному способу механизм, показанный на фиг.11, может содержать втулку 122 скольжения, содержащую по меньшей мере одну из указанных шарнирных осей 124 и выполненную с возможностью перемещения в боковом направлении вдоль основания, и вал 126, расположенный с возможностью скольжения во втулке скольжения и выполненный с возможностью поворота вместе с указанной втулкой скольжения вокруг оси вращения втулки скольжения, причем один конец указанного вала содержит концевой механизм, выполненный с возможностью приема элемента 24 для шерохования, ось вращения втулки 124 скольжения проходит по существу перпендикулярно плоскости шерохования, и форма поперечного сечения вала и соответствующей ему втулки скольжения ограничивает перемещение указанного элемента для шерохования в пределах плоскости шерохования. Для ограничения перемещения инструмента для шерохования в плоскости шерохования могут быть использованы помимо прочего другие механизмы, содержащие шарнирные оси и ползуны.
В примерах, показанных на фиг.1-4, и альтернативно на фиг.11, элемент для шерохования может быть механизирован. Как таковой, предложенный способ дополнительно может содержать этап, на котором поворачивают указанный элемент для шерохования вокруг оси вращения, по существу перпендикулярной шарнирным осям, в плоскости шерохования.
Этапы, на которых перемещают элемент для шерохования и вручную направляют элемент для шерохования в контакт с необходимой поверхностью шины, могут быть выполнены оператором. Оператор может перемещать элемент для шерохования в плоскости шерохования, управлять высотой или длиной обработанной шерохованием кривой линии вдоль поверхности шины, а также глубиной обработанной шерохованием линии в поверхности шины. В некоторых случаях применения силы, созданные элементом для шерохования, могут быть ориентированы примерно перпендикулярно плоскости шерохования, в частности, если плоскость шерохования совпадает с плоскостью, которая делит пополам ось вращения шины, или находится рядом с ней. На фиг.1-4 и 11 показаны примеры механизмов, которые несут нагрузку, созданную боковыми силами, приложенными крутящим моментом двигателя и контактом элемента для шерохования с поверхностью шины, и помогают оператору управлять перемещением элемента 24 для шерохования в плоскости 26 шерохования с уменьшенным усилием и повышенной точностью.
Способ может содержать дополнительные этапы, на которых перемещают механизм вдоль основания в направлении, в целом перпендикулярном плоскости шерохования, и направляют элемент для шерохования в контакт с поверхностью шины для шерохования дополнительной кривой линии вдоль поверхности, расположенной рядом с предыдущей линией шерохования. Затем, в случае необходимости этапы, на которых перемещают механизм и направляют элемент для шерохования в контакт с указанной поверхностью шины, могут быть повторены для формирования обработанной шерохованием поверхности, имеющей необходимую высоту, ширину и глубину. Иными словами, оператор может обрабатывать шерохованием первую кривую линию в плоскости шерохования вдоль поверхности шины, затем переместить механизм в направлении, перпендикулярном плоскости шерохования, до положения, расположенного рядом с исходным положением, и обрабатывать шерохованием вторую линию в поверхности шины. Затем оператор может переместить механизм в направлении, перпендикулярном плоскости шерохования, и обработать шерохованием поверхность шины в третьей линии, и так далее, с повторением этапов для формирования области заплаты необходимого размера. На фиг.5 и 7 показаны примеры области 16 заплаты, обработанной шерохованием согласно предложенному способу. Механизм принуждает элемент для шерохования оставаться в необходимой плоскости шерохования и таким образом помогает оператору формировать обработанную шерохованием кривую линию в плоскости шерохования вдоль поверхности шины.
Предложенный способ содержит этап, на котором перемещают механизм вдоль основания в направлении, в целом перпендикулярном плоскости шерохования, в то время как рычажный узел перемещает элемент для шерохования с сохранением той же ориентации относительно поверхности шины для формирования области заплаты. Согласно другому варианту реализации на указанном этапе перемещают механизм вдоль основания в направлении под углом к плоскости шерохования, в то время как указанный механизм перемещает элемент для шерохования с изменением его ориентации относительно поверхности шины. Механизм может быть выполнен с возможностью перемещения вдоль основания посредством линейного привода, как описано ниже.
Расстояние, на которое механизм перемещается в направлении, перпендикулярном первой обработанной шерохованием кривой линии, например, при подготовке к формированию второй обработанной шерохованием линии, может быть выбрано на основании размера и формы элемента для шерохования, необходимого размера области заплаты, состава и конструкции шины, и в случае необходимости на основании других факторов. В одном примере указанный механизм дискретно перемещается в направлении, перпендикулярном плоскости шерохования, на некоторое расстояние, так что последующая обработанная шерохованием линия перекрывает предыдущую обработанную шерохованием линию, с повторением до достижения необходимой ширины области заплаты. В другом примере указанный механизм дискретно перемещается в направлении, перпендикулярном плоскости шерохования, на некоторое расстояние, так что последующая обработанная шерохованием линия не перекрывается с предыдущей обработанной шерохованием линией, и между указанными линиями остается полоса необработанной шерохованием поверхности шины, с повторением до получения области заплаты, разделенной на полосы. Затем, механизм дискретно перемещается в обратном направлении и выравнивает необработанные части, пока не будет завершена вся область заплаты. Предполагается, что при формировании обработанной шерохованием области заплаты могут быть использованы различные последовательности шерохования.
Ширина каждой формируемой кривой линии соответствует ширине контакта между элементом для шерохования и поверхностью шины, которая может изменяться в зависимости от параметров, таких как размер и форма элемента для шерохования, шероховатость поверхности элемента для шерохования, давление, приложенное элементом для шерохования к поверхности шины, скорость и направление перемещения элемента для шерохования относительно поверхности шины, состав и конструкция шины, и других параметров. Длина и глубина обработанной шерохованием кривой линии в поверхности шины в случае необходимости определяются оператором для конкретного случая применения.
Предложенный способ может содержать этап, на котором размещают направляющий узел таким образом, чтобы плоскость шерохования оставалась примерно параллельной второй плоскости, делящей пополам ось вращения шины. На фиг.6 показана обработанная шерохованием кривая линия 14, причем плоскость 26 шерохования приблизительно является параллельной второй плоскости 28, делящей пополам ось вращения шины. Согласно другому варианту реализации плоскость шерохования может совпадать со второй плоскостью, делящей пополам ось вращения шины. В любом случае, независимо от того, совпадает или не совпадает плоскость, делящая пополам ось вращения шины, результирующая область заплаты является выровненной относительно радиуса шины или по существу является параллельной ему.
В некоторых случаях применения указанного способа обработанная шерохованием поверхность шины расположена на внутренней поверхности шины. Дополнительно, предложенный способ может содержать этап, на котором устанавливают заплату на обработанной шерохованием поверхности шины. В примере, показанном на фиг.10, заплата 50 установлена на обработанной шерохованием внутренней поверхности 16 шины. Однако, при некоторых видах ремонта шины обработанная шерохованием поверхность шины может быть расположена снаружи шины (не показано).
Описанный в настоящей заявке направляющий узел для обработки шерохованием поверхности шины содержит механизм, проходящий от основания и имеющий конец, выполненный с возможностью приема инструмента для шерохования, причем указанный механизм ограничивает перемещение инструмента для шерохования в пределах заданной плоскости шерохования вдоль поверхности шины по меньшей мере частично при ручном управлении оператора, при этом указанный механизм содержит по меньшей мере одну шарнирную ось, проходящую по существу перпендикулярно плоскости шерохования, и линейный привод, выполненный с возможностью управления перемещением одного, выбранного из группы, содержащей указанный механизм, шину и сочетание вышеуказанного, в направлении, в целом перпендикулярном указанной плоскости шерохования.
Как показано на фиг.1-3, механизм дополнительно может содержать рычажный узел 20, содержащий несколько конструктивных тяг, проходящих от основания 22. Рычажный узел содержит первую тягу 30, функционально прикрепленную к основанию 22, и концевую тягу 32, расположенную в концевом механизме и выполненную с возможностью приема инструмента 34 для шерохования. Рычажный узел 20 содержит по меньшей мере одну шарнирную ось 36, проходящую по существу перпендикулярно плоскости 26 шерохования, так что концевая тяга 32 может перемещаться в плоскости 26 шерохования. Как показано на фиг.1, линейный привод 23 может быть выполнен с возможностью управления перемещением рычажного узла 20 в направлении, в целом перпендикулярном плоскости 26.
Несколько тяг могут представляет собой по меньшей мере три конструктивные тяги. Согласно другому или дополнительно к настоящему варианту реализации могут быть использованы четыре тяги. В примере, показанном на фиг.2, рычажный узел 20 содержит две промежуточные тяги 38. В примере, показанном на фиг.4, рычажный узел содержит одну промежуточную тягу 38. Подразумевается, что рычажный узел в случае необходимости может содержать любое количество тяг для обеспечения перемещения и поворота концевой тяги 32 в плоскости 26 шерохования. Указанные тяги могут быть шарнирно соединены таким образом, что шарнирные оси 36 шарнирно-звеньевых связей являются приблизительно параллельными.
Показанный на фиг.11 механизм согласно другому варианту реализации может содержать механизм 120 скольжения. Механизм 120 скольжения может содержать втулку 122 скольжения, содержащую одну из указанных по меньшей мере одной шарнирной оси 124, и вал 126, выполненный с возможностью скольжения во втулке 122 скольжения и поворота вместе с указанной втулкой скольжения вокруг ось 124 вращения втулки скольжения. Один конец вала 126 содержит концевой механизм, выполненный с возможностью приема инструмента 34 для шерохования. Ось 124 вращения втулки скольжения проходит по существу перпендикулярно плоскости шерохования, причем форма поперечного сечения вала и соответствующей втулки скольжения ограничивают перемещение инструмента для шерохования пределами плоскости шерохования.
Кроме того, механизм 120 скольжения содержит шарнирную ось 128, расположенную между валом 126 и инструментом 34 для шерохования, которая проходит по существу перпендикулярно плоскости шерохования. Между валом 126 и инструментом 34 для шерохования может быть расположена концевая тяга 130.
Форма поперечного сечения вала 126 и втулки 122 скольжения может быть выбрана с возможностью сопряжения друг с другом для ограничения перемещения инструмента для шерохования пределами плоскости шерохования. Например, форма поперечного сечения вала 126 может быть квадратной, и форма поперечного сечения соответствующей втулки 122 скольжения также может быть выбрана квадратной, так что вал 126 может скользить во втулке 122. Согласно другому варианту реализации форма поперечного сечения вала 126 и соответствующей втулки 122 может быть пятиугольной, шестиугольной, прямоугольной, эллиптической, ключевидной или может быть использована любая другая форма поперечного сечения, по существу предотвращающая вращение вала во втулке скольжения и ограничивающая перемещение инструмента для шерохования пределами плоскости шерохования.
Вал 126 может содержать изгиб, формирующий угол между концевым механизмом и продольным валом и ориентирующий инструмент для шерохования в направлении поверхности шины. Указанный угол может быть острым углом, как показано на фиг.11. Согласно другому варианту реализации указанный изгиб может формировать тупой угол (не показан) в случае необходимости в зависимости от конкретного случая применения.
Инструмент 34 для шерохования, прикрепленный к концевому механизму, содержит элемент 24 для шерохования, выполненный с возможностью перемещения в плоскости 26 шерохования вместе с механизмом. Элемент 24 для шерохования содержит поверхность шерохования или режущую поверхность, выбранную в случае необходимости для конкретного случая применения. Кроме того, инструмент 34 для шерохования может быть механизирован. Механизированный инструмент 34 для шерохования может содержать выполненный с возможностью приведения во вращения элемент 24 для шерохования, имеющий ось вращения, по существу перпендикулярную шарнирным осям 36 и проходящую в плоскости шерохования. Элемент 24 для шерохования может быть абразивным диском, вращающимся или невращающимся режущим инструментом, однозубой фрезой, вращающимся или невращающимся инструментом для шерохования, щеткой, резаком с режущим инструментом в виде нагретой проволоки или другим инструментом для шерохования или фасонным инструментом, выбранным для формирования обработанной шерохованием поверхности. Элемент 24 для шерохования может содержать абразивы, такие как оксид алюминия, карбид кремния, двуокись циркония/оксид алюминия, алмаз, кубический нитрид бора и/или другие абразивы. Согласно другому варианту реализации элемент 24 для шерохования может содержать резец, имеющий конфигурацию, подходящую для разрезания, шерохования, шевингования, выравнивания, скобления, чистки и/или шерохования или формирования другого типа. Немеханизированный инструмент 34 для шерохования может представлять собой рашпиль, шавер, скребок, щетку, режущий инструмент в виде нагретой проволоки или другой немеханизированный инструмент, имеющий конфигурацию, пригодную для шерохования или формирования. Механизированный инструмент 34 для шерохования может быть электрическим или пневматическим, или указанный элемент 24 для шерохования может приводиться в действие шкивом или ременным приводом или другими механизированными способами.
Направляющий узел 10 может быть использован для подготовки поверхности 12 шины к ремонту. Направляющий узел 10 дополнительно может содержать крепление шины (не показано), препятствующее перемещению шины под действием сил, приложенных направляющим узлом. Направляющий узел 10 может быть расположен таким образом, что плоскость 26 шерохования, по существу перпендикулярная шарнирным осям 36, является параллельной второй плоскости 28, делящей пополам ось вращения шины, а сам механизм может быть выполнен с возможностью перемещения линейным приводом 23 вдоль основания в направлении, по существу перпендикулярном плоскости 26 шерохования.
Согласно варианту реализации, показанному на фиг.1 и 3, основание 22 содержит линейный привод 23, выполненный с возможностью управления перемещением рычажного узла 20 в направлении, в целом перпендикулярном плоскости 26 шерохования. Таким образом, при перемещении рычажного узла 20 в целом перпендикулярно плоскости 26 элемент 24 для шерохования перемещается приблизительно параллельно поверхности шины, сохраняя приблизительно ту же ориентацию относительно поверхности шины для формирования области 16 заплаты. Для некоторых случаев применения перемещение рычажного узла 20, и следовательно элемента 24 для шерохования, может быть осуществлено в направлении под некоторым углом к плоскости 26. Перемещение рычажного узла под углом к плоскости 26 шерохования обеспечивает возможность различной ориентации элемента 24 для шерохования относительно поверхности 12 шины в случае необходимости для конкретного случая применения. Предполагается, что рычажный узел 20 выполнен с возможностью перемещения в любом направлении относительно плоскости шерохования, как требуется в конкретном случае применения.
Линейный привод 23 может быть винтовым приводом, как показано на фиг.1, для перемещения рычажного узла 20 перпендикулярно плоскости 26 шерохования. Согласно другому варианту реализации линейный привод 23 может содержать привод, выбранный из группы, включающей винтовой привод, зубчатую рейку и шестерню, линейный скользящий привод и T-образный желоб. Линейный привод может содержать зажим, выполненный с возможностью удерживания рычажного узла в необходимом положении.
Механизм может содержать по меньшей мере одну рукоятку 40, прикрепленную к механизму, расположенную таким образом, что оператор может направлять элемент 24 для шерохования в пределах внутренней части шины. Рукоятки 40 могут быть расположены на концевом механизме или инструменте 34 для шерохования.
Шарнирное соединение, выполненное с возможностью поворота вокруг любой шарнирной оси, может содержать фиксатор, выполненный с возможностью фиксации указанного соединения в необходимом положении. Согласно другому или дополнительному варианту реализации указанное шарнирное соединение содержит пружину. Как показано на фиг.8, фиксатор может представлять собой по меньшей мере одну пружинную шайбу 42, сжатую вдоль шарнирной оси, например, для фрикционного удерживания двух тяг в необходимом положении. Согласно другому варианту реализации между одной парой тяг могут быть установлены по меньшей мере шарик и гнездо, стопор или фиксатор другого типа. Согласно другому варианту реализации, показанному на фиг.9, указанное шарнирное соединение содержит подшипник 44, такой как шайба, или другую опорную поверхность. Рычажный узел 20 может содержать несущие штифты или стержни, расположенные вдоль шарнирных осей 36, шарнирно соединяющих расположенные рядом тяги.
Несмотря на то, что настоящее изобретение описано на примере конкретных вариантов его реализации, следует рассматривать это описание как иллюстрацию, но не как ограничение. Соответственно, объем защиты и содержание настоящего изобретения должны быть определены только в соответствии с пунктами приложенной формулы.