СПОСОБ БАЛАНСИРОВКИ КОЛЕСА
METHOD OF BALANCING WHEEL

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу балансировки колеса транспортного средства, а также к балансировочным грузам и материалам для их изготовления, т.е. балансировочным материалам, используемым для компенсации неуравновешенных сил, действующих на транспортные средства, и в частности к грузам, используемым для балансировки колес автомобилей и прочих транспортных средств.
Уровень техники
Для балансировки автомобильного колеса на его обод в определенных местах устанавливают отдельные балансировочные грузы. При этом используют балансировочные грузы двух видов. К первому виду относятся балансировочные грузы, прикрепляемые прижимными пружинами, как это раскрыто в патенте EP 1613876 В1, а ко второму виду - балансировочные грузы, прикрепляемые посредством самоклеящейся ленты как клеевой основы, как это раскрыто в патенте US 6364421 B1.
Оба этих вида балансировочных грузов выпускаются различных размеров, а значит, имеют различные массы. При балансировке колеса транспортного средства выбирают балансировочный груз нужного размера и прикрепляют его к ободу. Большинство балансировочных грузов поставляются расфасованными в коробках, из которых вручную достают требуемое число грузов.
Это позволяет иметь простой в обращении и сравнительно недорогой запас балансировочных грузов. Недостатком при этом является то, что человек, достающий грузы из коробки, может взять не тот груз, что потребует проведения еще одной балансировки. Кроме того, процесс извлечения грузов из упаковки практически не поддается автоматизации. Поэтому были разработаны другие решения, такие как раскрыто в публикации WO 2008/103651 A1, где предлагается использовать непрерывную полимерную ленту. Недостатком этого решения является то, что полимерная лента обладает значительно меньшей прочностью и большей стоимостью, чем массивный балансировочный груз.
В публикации EP 1759893 A1 раскрыт способ балансировки шин, заключающийся в том, что на внутреннюю поверхность шины наносят непрерывную полосу балансировочного материала, получаемую с помощью экструдера. Поскольку при этом доступна лишь внутренняя поверхность шины, открытая до монтажа шины на обод колеса, этот способ непригоден для балансировки колеса в сборе.
Раскрытие изобретения
Решаемая изобретением задача заключается в том, чтобы предложить способ балансировки колеса, способ изготовления балансировочного материала и балансировочного груза, а также соответствующие балансировочные грузы, которые были бы очень прочны, технологичны, изготавливались с использованием небольшого числа операций и имели сравнительно малую стоимость.
Решения поставленной задачи описаны в независимых пунктах формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изобретения описаны в зависимых пунктах формулы.
3
Первым объектом изобретения является способ балансировки колеса, включающий в себя по меньшей мере один из этапов формирования балансировочного груза из неотвержденного и/или невулканизированного (или несульфированного) вязкоэластичного полимера, приложения балансировочного груза к колесному ободу (диску) или к колесу в сборе и последующего отверждения балансировочного груза на колесе. Полимер предпочтительно содержит по меньшей мере один наполнитель, предпочтительно обеспечивающий достижение общей плотности, превышающей 0,9 кг/дм. Известные из уровня техники балансировочные грузы отверждают до их крепления на колесе. Это требует проведения дополнительной технологической стадии отверждения. Балансировочные грузы, получаемые при осуществлении первого объекта изобретения, не требуют проведения этой стадии отверждения до крепления балансировочных грузов на ободе. Это упрощает изготовление балансировочных грузов, дает экономию энергии, сокращает затраты производственного времени и расходы на оснастку. Неотвержденные балансировочные грузы имеют характеристики пластических материалов, и поэтому им можно придавать требуемую форму, тогда как отвержденные балансировочные грузы имеют характеристики упругих материалов, не позволяющие придавать материалу постоянную, или устойчивую, форму. Кроме того, неотвержденные балансировочные грузы имеют гораздо более липкую поверхность по сравнению с отвержденными балансировочными грузами. Поэтому сила сцепления поверхности неотвержденных грузов может быть достаточной для того, чтобы удерживать груз на ободе, даже без применения дополнительных адгезивных средств, таких как клейкие ленты. Это обеспечивает более качественную, быструю и надежную фиксацию неотвержденных балансировочных грузов на ободе. Отверждение балансировочных грузов происходит после прикрепления балансировочных грузов к ободу. Отверждение происходит с течением времени даже при температурах, соответствующих температуре окружающей среды. Во время эксплуатации транспортного средства с неотвержденными балансировочными грузами отверждение ускоряется повышенными температурами, обусловленными солнечной радиацией, нагревом шин от трения или отводом теплоты от тормозов. Отверждение можно инициировать или ускорять с помощью методов и устройств, известных из уровня техники. Соответственно, колесный диск (обод) с неотвержденными балансировочными грузами можно подвергать нагреванию и/или горячей сушке (термообработке) в печи, воздействию ультрафиолетовым излучением, можно сульфировать или обрабатывать химическим агентом, либо можно подвергать указанным выше видам обработки в сочетании друг с другом.
Этап формирования балансировочного груза предпочтительно включает отделение отрезка экструдированного профиля из указанного полимера. Предпочтительно, чтобы этот экструдированный профиль имел постоянную массу на единицу длины, благодаря чему длина отделенного отрезка соотносится с требуемой массой балансировочного груза.
Способ изготовления балансировочного материала, который может использоваться при осуществлении описанного выше способа, включает в себя по меньшей мере этапы смешивания полимера с частицами высокоплотного материала и формования из полученной смеси заготовки. Эта предварительно отформованная заготовка предпочтительно представляет собой профиль, и/или полосу, и/или брусок, и/или плитку и, что наиболее предпочтительно, приобретает такую форму в процессе экструзии. Наиболее предпочтительно придавать балансировочному материалу форму бруска, от которой можно отрезать части, имеющие длину, требуемую для получения определенного веса. Кроме того, для балансировочных грузов можно использовать части балансировочного материала требуемого размера и требуемой массы. При этом балансировочный материал можно заранее нарезать на части массой 2, 5, 10, 20 граммов. Также к предварительно отформованной заготовке или к ее частям предпочтительно присоединять защитный материал или любой иной антиадгезионный материал, который может представлять собой тонкую пластмассовую пленку.
Наиболее предпочтителен вариант осуществления изобретения, в котором полимер включает в себя сополимер этилена и по меньшей мере одного вещества, выбранного из акрилата, предпочтительно метилакрилата, или отверждающего и/или вулканизирующего агента. В качестве такого сополимера может использоваться VAMAC (товарный знак компании DuPont). Также в качестве полимера может использоваться натуральный или синтетический каучук, которым может быть полихлоропрен.
3
Также предпочтителен вариант осуществления изобретения, в котором высокоплотный материал включает в себя по меньшей мере один материал, выбранный из стали, нержавеющей стали, вольфрама, цинка или оксида цинка или любого иного подходящего материала, предпочтительно в виде частиц с медианным размером d50 (при котором доли частиц размером более и менее d50 равны), меньшим 150 мкм. Также предпочтителен вариант, в котором материал содержит смесь частиц, размеры которых колеблются в диапазоне с нижним пределом 1 мкм. Предпочтительно, чтобы объемная доля высокоплотного материала в пересчете на эластомер была выше 5% и ниже 35%, хотя доля высокоплотного материала также может составлять от 35% до 65%. Добавление большей процентной доли наполнителя позволяет сделать материал более жестким и неподатливым. Таким образом, механические свойства можно отрегулировать выбором нужной доли высокоплотного материала. В еще одном предпочтительном варианте осуществления изобретения для дополнительного регулирования механических свойств без чрезмерного увеличения веса можно добавлять низкоплотный материал, который может включать в себя углеродный сыпучий материал или угольный порошок. Вообще, предпочтительные значения плотности находятся в интервале от 3…5 до 6 г/см. Механические свойства балансировочного материала, т.е. материала балансировочных грузов, можно регулировать с помощью высокоплотного материала и низкоплотного материала, делая балансировочный материал сравнительно жестким и массивным даже без его отверждения и таким образом получая свойства, сравнимые со свойствами отвержденных балансировочных материалов.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления изобретения способ включает в себя дополнительный этап заключения сердечника балансировочного материала в эластомерный материал. Этот сердечник балансировочного материала может представлять собой эластомер с заключенным в него высокоплотным материалом, предпочтительно имеющим более высокий удельный вес, чем окружающий его эластомер. Кроме того, сердечник балансировочного материала может быть сплошным высокоплотным материалом, таким как сталь, нержавеющая сталь, вольфрам, цинк, оксид цинка или любой иной подходящий материал. Он может включать в себя меньшие частицы или пластинки таких материалов. Если предусмотрен сердечник балансировочного материала, дополнительное включение высокоплотного материала в эластомер, окружающий балансировочный материал, не требуется. Таким образом, сердечник балансировочного материала может быть заключен в эластомер, не содержащий высокоплотного материала.
В еще одном варианте осуществления изобретения способ включает в себя дополнительный этап формирования слоя неотвержденного и/или невулканизированного вязкоэластичного полимера по меньшей мере на одной поверхности балансировочного материала. Наиболее предпочтительно, чтобы этот слой не содержал низкоплотного и/или высокоплотного материала и/или, по крайней мере, содержал меньшую долю низкоплотного и/или высокоплотного материала. Это обеспечивает липкость его поверхности, обеспечивающую лучшее сцепление с ободом и/или клейкой лентой.
Предпочтительно предусмотреть дополнительный этап присоединения самоклеящейся ленты к одной стороне балансировочного материала. Такая самоклеящаяся лента обеспечивает простоту крепления балансировочных грузов на ободе.
Также предпочтительно включить этап расположения на одной поверхности балансировочного материала защитного материала, предпочтительно путем закрытия липкой поверхности, которая может быть образована либо липким полимером, либо самоклеящейся лентой, для защиты этой поверхности.
В качестве еще одного объекта изобретения предлагается балансировочный материал, содержащий неотвержденный и/или невулканизированный вязкоэластичный полимер. Он может обладать любыми рассмотренными выше признаками. Предпочтительно он содержит частицы по меньшей мере одного высокоплотного материала и оформлен в виде экструдированного профиля, и/или полосы, и/или бруска, и/или плитки, как указано выше. В предпочтительном варианте осуществления изобретения полимер включает в себя сополимер этилена и по меньшей мере одного вещества, выбранного из акрилата, предпочтительно метилакрилата, или отверждающего и/или вулканизирующего агента. Высокоплотный материал предпочтительно включает в себя по меньшей мере один материал, выбранный из стали, нержавеющей стали, вольфрама, цинка или оксида цинка. Также предпочтительно иметь на одной поверхности балансировочного материала слой эластомерного материала с меньшим содержанием частиц, создающий липкую поверхность. Кроме того, на одной поверхности балансировочного материала может/могут быть предусмотрена(-ы) самоклеящаяся лента и/или защитный материал.
Балансировочный материал, раскрытый в данном описании, специально рассчитан на поглощение вибраций, обусловленных его высокой массой и упругостью. Кроме того, материал является более термостойким, чем обычная пластмасса, и обладает стойкостью к большинству химических продуктов, используемых в автомобилях, таких как топливо и масло, а также к ультрафиолетовому излучению. Благодаря своей шероховатой поверхности, он легко приклеивается к любой другой поверхности, например поверхности обода колеса. Кроме того, для улучшения внешнего вида в состав материала может быть добавлен краситель или частицы металла, такого как алюминий.
Еще одним объектом изобретения является балансировочный груз, содержащий предлагаемый в изобретении балансировочный материал.
Разумеется, возможности осуществления изобретения не ограничиваются балансировочными грузами для транспортных средств. На самом деле такие балансировочные грузы могут использоваться везде, где может применяться дополнительный груз.
Краткое описание чертежей
Ниже изобретение поясняется на примерах его осуществления, не ограничивающих общего изобретательского замысла, со ссылками на чертежи, на которых показано:
на фиг. 1 - предпочтительный вариант осуществления изобретения,
на фиг. 2 - местный вид в разрезе фрагмента балансировочного груза,
на фиг. 3 - вид в разрезе,
на фиг. 4 - вид в разрезе с расположенным внутри сердечником из балансировочного материала.
на фиг. 5 - вид в разрезе самоклеящегося балансировочного груза.
на фиг. 6 - вид в разрезе усовершенствованного самоклеящегося балансировочного груза.
Осуществление изобретения
На фиг. 1 показан предпочтительный вариант осуществления изобретения. Тело балансировочного груза изготовлено из полимерной композиции, обеспечивающей нужную массу и поэтому выполняющей функцию груза. Для крепления балансировочного груза к ободу колеса предусмотрена клейкая лента 43. Для защиты клейкой ленты она закрыта защитным материалом 42, который подлежит снятию перед приложением балансировочного груза к ободу. Балансировочный материал предпочтительно оформлен в виде бруска, имеющего ширину от 5 мм до 5 см, предпочтительно от 2 до 3 см, и высоту от 2 мм до 2 см, наиболее предпочтительно от 3 до 8 мм.
На фиг. 2 показан местный вид в разрезе фрагмента балансировочного груза.
На фиг. 3 показан вид в разрезе (поперечном) бруска балансировочного материала.
На фиг. 4 показан вид в разрезе груза в виде бруска или плитки с расположенным внутри, т.е. заключенным, сердечником 44 из балансировочного материала. Этот сердечник из балансировочного материала также может быть эластомером с заключенным в нем высокоплотным материалом, предпочтительно имеющим более высокий удельный вес, чем окружающий сердечник эластомер 41. Кроме того, сердечник из балансировочного материала может быть сплошным высокоплотным материалом, таким как сталь, нержавеющая сталь, вольфрам или цинк либо любой другой подходящий материал. Этот сердечник из балансировочного материала может комбинироваться со всеми другими раскрытыми в описании вариантами осуществления изобретения.
На фиг. 5 показан самоклеящийся балансировочный груз в виде бруска или плитки. При этом балансировочный груз крепится за счет самоклеящихся свойств эластомерного материала. Для защиты липкой поверхности может быть предусмотрен защитный материал 42. Этот балансировочный груз также может иметь заключенный внутри балансировочный материал, как это поясняется выше.
На фиг. 6 показан усовершенствованный самоклеящийся балансировочный груз в виде бруска или плитки. Поскольку сила сцепления эластомерного материала уменьшается с увеличением объемной доли наполнителя и/или высокоплотного материала, для повышения силы сцепления с ободом одна поверхность груза снабжена дополнительным слоем эластомера без наполнителя или с меньшим содержанием наполнителя. Также для защиты липкой поверхности предусмотрен защитный материал.
Перечень номеров позиций
40 балансировочный груз
41 тело балансировочного груза
42 защитный материал
43 клейкая лента
44 сердечник из балансировочного материала
45 дополнительный слой эластомера