Заграждение для автотранспорта
BARRIER FOR MOTOR TRANSPORT

Изобретение относится к устройствам, препятствующим продвижению транспортных средств, и предназначено для принудительной остановки автотранспорта.
Известно заграждение против автотранспорта по патенту №2188273 опубликованному 27.08.2002. Заграждение для автотранспорта содержит опорную складную конструкцию в виде перекрещивающихся полос, шарнирно скрепленных между собой в местах перекрещивания и по концам с образованием шарнирно-рычажного многозвенника, и поражающие элементы в виде съемных шипов. Каждый из поражающих элементов размещен по оси соответствующего из указанных шарниров и связан с ним своим основанием. Ось шарнира имеет выступающую над пластинами коническую поверхность, которой соприкасается с основанием размещенного на ней шипа. Причем шип связан с осью шарнира стержнем, имеющим наружную резьбу, расположенным вдоль оси шарнира и шипа и ввернутым одновременно в резьбовые отверстия вершин наружного конуса шарнира и внутреннего конуса основания шипа.
Недостатком указанного технического решения является использование резьбового соединения для фиксации поражающих элементов. Резьбовое соединение, как правило, является достаточно прочным и нарушить такое соединение может быть весьма сложной задачей, отчего поражающий элемент может не зафиксироваться в колесе при наезде. Также такое крепление не является надежным и при транспортировке возможно появление люфта, а материал резьбового соединения может менять свои свойства с течением времени (коррозировать, окисляться). Также к существенным недостаткам вышеуказанного технического решения относится невозможность стравливать воздух из колеса, из-за того, что поражающий элемент выполнен сплошным. При наезде автотранспорта на заграждение, шип, оставшийся в колесе, заполняет образовавшееся отверстие, тем самым уменьшается шанс принудительной остановки. Некоторые транспортные средства имеют опцию автоматической подкачки шин, поэтому обычный прокол колеса не будет препятствовать дальнейшему движению колесного автотранспорта, даже в случае выпадения шипа из образовавшегося отверстия.
Известно заграждение против автотранспорта по патенту №2101660 опубликованному 27.08.2002. Выполненная в виде многозвенника перекрещивающихся пластин, шарнирно скрепленных между собой в местах перекрещивания и по концам, и поражающих элементов в виде съемных шипов, каждый из которых размещен по оси соответствующего из указанных шарниров и связан с ним своим основанием. При этом заграждение снабжено гибкой связью и кольцом со сквозными соосными отверстиями, охватывающим шип с возможностью скольжения, в оси шарнира и шипе выполнены сквозные отверстия; отверстия кольца расположены соосно с отверстием в шипе, а гибкая связь проведена через отверстие в оси шарнира, в шипе и в сквозных вышерасположенных отверстиях кольца и затянута в виде стягивающей петли.
Недостатком аналога является ненадежное крепление съемных шипов из-за наличия гибкой связи, находящейся снаружи шипа, которая вытягивается в процессе эксплуатации заграждения. В результате у шипа появляется люфт по отношению к шарниру, на котором он установлен, и как следствие отклонение шипа от вертикального положения и ухудшение надежности поражения колеса автотранспорта. Также гибкая связь подвержена износу как в процессе транспортировок и длительном ее хранении, так и при эксплуатации под действием вибраций, от чего шипы самопроизвольно отсоединяются, что негативно сказывается на эффективности планового и оперативного использования заграждения. Отверстие в шипе также является существенным недостатком т.к. ввиду его назначения, оно имеет небольшой диаметр и при застревании в колесе автотранспорта оно может забиться и препятствовать стравливанию воздуха. Увеличение диаметра отверстия способствует уменьшению толщины стенки поражающего элемента, что в свою очередь увеличивает возможность сгиба шипа или полного его разрушения без повреждения колес автотранспорта.
Известно заграждение против автотранспорта по патенту №2520231 опубликованному 22.10.2012 выбранное авторами в виде прототипа. Заграждение представляет из себя опорную складную конструкцию в виде перекрещивающихся полос, шарнирно скрепленных между собой в местах перекрещивания и по концам с образованием параллелограмного механизма. Поражающие элементы размещены на осях шарнирных соединений и дополнительных осях, а между осями и съемными шипами могут быть выполнены прослойкой из эластичного материала.
Недостатком прототипа является затруднительный сход шипов из-за внешних факторов, попадание грязи и инородных частиц, коррозии, которые могут затруднить сход шипа с оси и привести к заклиниванию шипа на оси при наезде автотранспорта на заграждение.
В случае использования эластично материала к недостаткам прототипа можно отнести высокую зависимость от адгезивных свойств эластичного материала к материалу оси и шипа. Если адгезия недостаточна, то появляется высокая вероятность выпадения шипа при транспортировке и хранении. В случае если адгезия хорошая, то повышается вероятность того, что шип останется на оси после проникновения в колесо. Это может произойти по причине того, что после прокола колеса при его наезде на шип, сила трения материала покрышки о внешнюю поверхность шипа будет меньше чем сила трения необходимая для разрушения соединения эластичного материала с шипом. Дополнительно, со временем адгезионные свойства могут меняться под воздействием атмосферных условий или временных, что может привести к нежелательным последствиям.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является обеспечение надежной фиксации шипа в заграждении до момента наезда на него автотранспорта и эффективного схода шипа с оси после вхождения в колесо. Техническим результатом изобретения является повышение надежности и эффективности за счет оптимизации конструкции крепления поражающего элемента с осью.
Технический результат достигается за счет того, что в заграждении для автотранспорта, содержащем опорную складную конструкцию в виде перекрещивающихся полос, шарнирно скрепленных между собой в местах перекрещивания и по концам с образованием параллелограммного механизма, шипы установлены на оси с зазором от 0,05 до 0,5 от высоты оси.
Гарантированное разрушение соединения шипа с осью достигается при помощи соблюдения зазора между основанием осей и торцом шипа, который составляет от 0,05 до 0,5 высоты оси.
Если зазор будет больше 0,5, то возрастает вероятность отклонения оси шипа от оси, на которой фиксируется поражающий элемент, ввиду этого при наезде автотранспорта на заграждение, может не произойти пробития колеса из-за деформации оси или разрушения поражающего элемента. Так же возрастает вероятность схода шипа при транспортировке или хранении.
Если зазор будет меньше 0,05, то возрастает вероятность, что соединение поражающего элемента с осью не разрушится и будет препятствовать сходу поражающего элемента при наезде автотранспорта на заграждение, ввиду этого заграждение может не сработать.
Таким образом, конструкция предложенного заграждения для автотранспорта позволяет повысить вероятность пробития колеса и обеспечить гарантированный сход шипа с оси.
Заграждение работает следующим образом:
Заграждение для автотранспорта раздвигается вручную и устанавливается поперек дорожной полосы шипами вверх. Автотранспорт подъезжает к заграждению и упирается колесами в поражающие элементы. При контакте колеса с шипом, под воздействием силы тяжести автотранспорта, шип упирается в основание заграждения, зазор между шипом и основанием оси сокращается до минимума. В результате движения шипа по оси, соединение поражающего элемента с осью разрушается, позволяя шипу свободно перемещаться по оси. Потеряв возможность дальнейшего движения, шип прорезает протектор колеса и плотно фиксируется в покрышке. Колесо продолжает свою траекторию движения и начинает стаскивать шип с оси. Ввиду того, что величина силы трения между внешней стенкой шипа и протектором колеса, меньше чем сила трения между внутренней стенкой шипа и осью, шип сходит с оси и остается в колесе. С момента проникновения шипа в колесо, начинается быстрое стравливание воздуха, не позволяющее продолжать дальнейшее свободное движение автотранспорта.
Для повышения технологичности изготовления и надежности при эксплуатации, в зазоре между осью и поражающим элементом может быть установлена шайба из эластичного материала. В таком случае, уменьшается вероятность схлопывания зазора в процессе транспортировки или иных небоевых перемещений.
Был изготовлен опытный образец заграждения для автотранспорта, на котором были выполнены полосы с поражающими элементами (шипами), изготовленные из водогазонапорной трубы из стали 2ПС 13,5×2,5. Высота шипа 65 мм, внешний диаметр шипа 12,5 мм, внутренний диаметр шипа 8,5 мм, высота оси 25 мм. Поражающие элементы были расположены с зазором от основания оси в пределах от 0,05 до 0,5 высоты оси.
Была проведена серия испытаний, в ходе которых на различных скоростях на заграждение наезжал автомобиль ВАЗ-2107. В результате испытаний при наезде автотранспорта на заграждение, зазор между шипом и основанием оси сокращался до минимума и эластичный материал, который связывал поражающий элемент и ось, разрушался, шип сходил с оси и пробивал не менее одного колеса в 85% случаев, стравливал воздух, не позволяя автотранспортному средству преодолеть расстояние более 30 м, что доказывает высокую эффективность предлагаемой конструкции.
Таким образом, действие заявляемых параметров изобретения позволило установить повышенные стандарты работоспособности изделия и обеспечить их выполнение, результатом чего явилось достижение заявленного технического результата - повышения надежности и эффективности.
Заявленное техническое решение по конструктивным особенностям заграждения для автотранспорта является новым, так как совокупность отличительных признаков изобретения, в том числе и в частных случаях, неизвестна из литературных данных и практического опыта работ в этой области.
Решение соответствует критерию «изобретательский уровень», так как предложенное не следует явным образом для специалиста из анализа отечественного и зарубежного уровня техники.