Быстросъёмное устройство противоскольжения
QUICK-RELEASE ANTI-SKID DEVICE

Устройство относится к классу приспособлений, предотвращающих проскальзывание колес автомобиля, временно прикрепляемых к эластичным шинам.
Просмотрены описания изобретений России и СССР по классам В60С 27/02; В60С 27/04; В60С 27/06; В60С 27/10; В60С 27/12; В60С 27/20. с 1990 г. по 2017 г. в фонде областной научной библиотеки им. Герцена.
Выявлено устройство (аналог) противоскольжения (патент на изобретение №2023598), используемое для установки на автомобильные колеса при движении по труднопроходимым дорогам (лед, снег, глина...). Устройство состоит из несущей ступицы с резьбой в центре, с которой жестко соединены и радиально отходят пружинящие упругие противобуксовочные рычаги, обхватывающие своими концами протектор покрышки и имеющие грунтозацепы. Нажимное кольцо через радиальные стойки жестко связано со ступицей с отверстием в центре. Несущая ступица и ступица соединены стяжным болтом. При завинчивании стяжного болта, ступицы смещаются навстречу друг другу, усилие передается на упругие противобуксовочные рычаги через нажимное кольцо. Рычаги начинают изгибаться в средней своей части и обхватывать протектор покрышки.
Основным недостатком этого технического решения является низкое усилие удержания устройства на покрышке вследствие: 1 противоречия между упругостью и жесткостью противобуксовочных рычагов; 2 только часть осевого усилия стяжного болта переходит в радиальное усилие обхвата противобуксовочными рычагами покрышки.
Велика вероятность излома противобуксовочного рычага в мессе изгиба под действием знакопеременной силы, возникающей от реакции опоры (когда колесо опирается через рычаг, и когда не опирается).
Не предусмотрена замена грунтозацепов в зависимости от природных условий (лед, снег, глина…).
В нерабочем (транспортном) положении устройство имеет большой габарит.
Найдено быстросъемное устройство (аналог) противоскольжения (патент на изобретение №2205108) временно прикрепляемого на колесо автомобиля, при движении по скользкой дороге.
Устройство состоит из корпуса в виде двух, скрепленных между собой, треугольных звездочек, от вершин которых отходят лучи в виде составных трубок. Одна из трубок закреплена защелкой с возможностью перестановки и поворота ее по оси, вторая закреплена жестко, а подвижная ее часть подпружинена, а третья скреплена между собой рычагом с серьгой и ограничена упором от перемещения. На свободных концах трубок подвижно закреплены грунтозацепы, имеющие выступы и сменные лопатки, устанавливаемые согласно состоянию грунта.
Основным недостатком этого технического решения является низкое усилие удержания устройства на покрышке, которое может привести к ее повреждению и рывкам в трансмиссии. Причина недостаточного сжатия покрышки состоит в том, что только луч с рычагом и серьгой сжимает покрышку радиальным усилием, а на остальных лучах результирующие усилия направлены почти по касательной к окружности покрышки навстречу друг другу и только незначительная часть трансформируется в радиальные усилия.
Прототипа на данное техническое решение не выявлено.
Раскрытие изобретения
Перед автором стояла задача создать быстросъемное устройство противоскольжения, временно прикрепляемое на колесо автомобиля в любых дорожных условиях, надежное, имеющее съемные грунтозацепы для любой поверхности и минимальный нерабочий габарит.
Для решения этой задачи (технического результата) предлагается устройство, как и аналог, состоящее из пяти грунтозацепов в виде скоб, обхватывающих покрышку. На этом сходство заканчивается. Длинный конец скобы грунтозацепа жестко соединен с бобышкой, имеющей гладкое отверстие и на нижней торцовой поверхности радиальный паз. Конструкция устройства состоит из пяти идентичных лучей, поэтому рассмотрим один из них. Луч-это пруток с резьбой и лыской на одном конце и вилкой на другом. Пруток проходит через направляющую скобу, жестко связанной с кольцом. На пруток надеты пружина, шайба позиционной муфты с радиальным шипом и бобышкой со скобой грунтозацепа. Они ограничены в осевом перемещении самоконтрящейся гайкой. Другой конец прутка с вилкой шарнирно соединен с прямым концом скобы самоблокирующегося замка. Радиусный конец скобы замка шарнирно соединен со ступенчатой осью замка.
Самоблокирующийся замок состоит из квадратной полой оси, находящихся на ней шести круглых перегородок, разделенных между собой дистанционными кольцами и ступенчатыми осями. Крайние перегородки жестко связаны с квадратной полой осью. Ступенчатые оси в пяти образовавшихся канавках размещены по окружности со смещением в 72 градуса. Эффект самоблокирования достигается за счет смещения точки приложения усилия на ступенчатой оси относительно луча при повороте корпуса замка до упора (30 градусов ±5 градусов).
Пять направляющих скоб на кольце расположены через 72 градуса.
Скобы замка сопрягаются с плоскостью вилок гибом прямой части скобы.
Быстросъемное устройство противоскольжения может находиться в трех устойчивых положениях: рабочее - замок закрыт, скобы противоскольжения плотно обхватывают покрышку, усилие натяжения регулируется самоконтрящимися гайками;
нерабочее - замок открыт, скобы противоскольжения максимально выдвинуты от центра устройства под воздействием усилий пружин;
транспортное - преодолевая незначительное усилие позиционной муфты, скобы грунтозацепов поворачиваются в плоскости устройства.
Таким образом, все выше перечисленное позволило достичь технического результата:
1. Устройство быстро и легко ставится и снимается на колесо автомобиля в любых дорожных условиях.
2. Надежность фиксации устройства на колесе обеспечивает самоблокирующийся замок. Усилие натяжения скоб грунтозацепов регулируется самоконтрящимися гайками.
3. Устройство долговечно в эксплуатации в связи с тем, что в процессе вращения колеса происходит упругая деформация покрышки в зоне контакта с поверхностью опоры, и скоба грунтозацепа вместе с бобышкой смещается по лучу, не испытывая усилия изгибающего момента.
4. В устройстве предусмотрена замена скоб проивоскольжения в соответствии с предполагаемыми условиями эксплуатации (лед, снег, глина…).
На Фиг. 1 показано устройство в нерабочем положении, состоящее из пяти грунтозацепов 1 в виде скоб, обхватывающих покрышку. Скоба грунтозацепа жестко соединена с бобышкой 2, имеющей гладкое отверстие и на нижней торцевой поверхности радиальный паз. Каждая скоба грунтозацепа соединена лучом 3 с самоблокирующимся замком 4. Луч-это круглый пруток с резьбой и лыской на одном конце и вилкой на другом. Пруток проходит через направляющую скобу 5, жестко связанной с кольцом 6. На пруток надета пружина 7, поджимающая шайбу позиционной муфты 8 с радиальным шипом и бобышку 2 со скобой грунтозацепа 1 к самоконтрящейся гайке 9. Другой конец прутка с вилкой 10 шарнирно соединен с прямым концом скобы 11, а ее радиусный конец шарнирно соединен со ступенчатой осью 12 замка.
На Фиг. 2 показан открытый корпус замка со скобами 11, состоящий из квадратной полой оси 13, находящихся на ней шести круглых перегородок 14 с квадратными отверстиями, разделенных между собой пятью дистанционными кольцами 15 и пятью ступенчатыми осями 12. Крайние перегородки жестко связаны с квадратной полой осью. Ступенчатые оси в пяти образовавшихся канавках размещены по окружности со смещением в 72 градуса. Эффект самоблокирования достигается за счет смещения точки приложения усилия на ступенчатой оси относительно луча при повороте корпуса замка до упора.
На Фиг. 3 показан корпус замка в закрытом состоянии. Угол смещения точки приложения усилия равен примерно 30-ти градусам.
На Фиг. 4 показана позиционная муфта, состоящая из бобышки 2 с радиальным пазом на нижней торцовой поверхности, шайбы 8 с радиальным шипом и пружины 7. Шайба позиционной муфты имеет профильное отверстие, поэтому может перемещаться только вдоль луча 3.
На Фиг. 5 показано устройство в рабочем положении: замок закрыт, лучи подтянуты к замку, грунтозацепы плотно обхватывают покрышку.
На Фиг. 6 показано устройство в транспортном положении. Преодолевая незначительное усилие позиционной муфты, скобы грунтозацепов поворачиваются в плоскости устройства для уменьшения габаритных размеров.
Работает устройство следующим образом.
Необходимо повернуть скобы грунтозацепов 1 перпендикулярно плоскости устройства до момента фиксации их позиционной муфтой. Если замок был закрыт, то ключом с квадратным хвостовиком (не показан), поворачивается корпус замка. Под воздействием усилий пружин 7 скобы грунтозацепов 1 вместе с лучами 3 выдвигаются на величину, определяемую конструкцией замка. Устройство накладывается на колесо, корпус замка, преодолевая усилия сжатия пружин и покрышки, поворачивается ключом с квадратным хвостовиком до упора, происходит его блокировка. Скобы грунтозацепов 1 обхватывают и сжимают покрышку с усилием, регулируемым при необходимости, самоконтрящимися гайками 9. В процессе вращения колеса происходит упругая деформация покрышки в зоне контакта с поверхностью опоры, и скоба грунтозацепа 1 вместе с бобышкой 2 смещается по лучу 3, не испытывая усилия изгибающего момента. Происходит ослабление усилия натяжения на этом луче, что не приводит к разблокированию замка ввиду наличия усилий на остальных лучах.
В устройстве предусмотрена замена скоб грунтозацепов в соответствии с предполагаемыми условиями эксплуатации (снег, лед, глина…)
Для уменьшения усилия закрывания-открывания замка, без ухудшения работы устройства, необходима максимальная шероховатость на поверхности скоб грунтозацепов, обращенных к покрышке.