Выпускная головка инструмента для установки противоскользящих вставок, противоскользящая вставка и система оснащения противоскользящей вставкой устройства для повышения сцепления с грунтом
OUTLET HEAD OF A TOOL FOR INSTALLING ANTI-SLIP INSERTS, ANTI-SLIP INSERT AND SYSTEM FOR EQUIPPING A DEVICE WITH AN ANTI-SLIP INSERT TO INCREASE GRIP WITH THE GROUND

Область техники, к которой относится изобретение
[0001] Настоящее изобретение относится к автомобильным шинам. В частности, настоящее изобретение относится к вставлению противоскользящих вставок в протектор пневматической автомобильной шины. Более конкретно, настоящее изобретение относится к выпускной головке для инструмента для установки противоскользящих вставок, противоскользящей вставке и системе оснащения противоскользящей вставкой устройства для повышения сцепления с грунтом.
Уровень техники
[0002] Противоскользящие вставки, широко известные как шипы, устанавливают в протекторную часть шины посредством специального инструмента для установки, известного как шиповальный пистолет. Шиповальные пистолеты обычно представляют собой пневматические инструменты, имеющие интерфейс с ручным или автоматическим управлением, и выпускную головку. Выпускная головка содержит цилиндрическую основную полость, проходящую между одним отверстием для приводного элемента и другим отверстием для выпуска шипов. У выпускного отверстия выполнены зубцы для расширения приемной выемки в эластичной части протектора шины, так чтобы образовать проход для шипа. Приводной элемент, такой как стержень, приводят в действие в основной полости так, чтобы обеспечить проталкивание шипа вдоль полости. Когда шип приближается к выпускному отверстию, зубцы отводятся друг от друга, противодействуя упругому фиксатору, прижимающему зубцы друг к другу. Для вставления шипов в пистолет предусмотрена отдельная цилиндрическая ответвленная полость, сообщающаяся с основной полостью. Указанное ответвление проходит под углом к основной полости.
[0003] В зависимости от типа устанавливаемых шипов, известны различные типы шиповальных пистолетов. Например, из патентного документа US 20160311267 А1 известен шиповальный пистолет для установки шипов, имеющих либо круглую периферию корпуса, либо четыре стороны с выемками, причем каждые две смежные стороны соединены со скошенными частями на углах корпуса. Предпочтительна некруглая конструкция, поскольку она предотвращает или минимизирует вращение шипа вокруг его центральной оси. Шиповальный пистолет содержит четыре зубца для ориентации шипа в соответствующем угловом положении относительно основного направления протяженности шипа.
[0004] Однако известные шиповальные пистолеты, имеющие четыре зубца, не очень подходят для установки шипов на частях протектора, имеющих очень небольшие выемки под шипы. Производители шин предпочитают небольшие выемки, поскольку плотная посадка обеспечивает достаточный зажим между резиной и шипом. Будучи довольно толстыми, чтобы выдерживать действующие на них изгибающие силы, зубцы оставляют в выемке лишь место под установку шипов, имеющих небольшие нижние буртики. Однако для обеспечения долговременной посадки в выемке требуется максимально увеличить опорную поверхность шипа. Соответственно, по-прежнему требуется обеспечить возможность ориентации шипов с некруглым поперечным сечением, имеющих максимальную опорную поверхность, в шинах, имеющих небольшие выемки под шипы.
Раскрытие сущности изобретения
[0005] Предлагаемое решение представляет собой новаторскую выпускную головку инструмента для установки противоскользящих вставок. Выпускная головка имеет корпус с основной полостью и загрузочной полостью, пересекающейся с основной полостью. В приемном отверстии в корпусе установлен загрузочный вкладыш, содержащий загрузочную полость, сообщающуюся с загрузочной полостью корпуса. Загрузочная полость указанного вкладыша имеет некруглое поперечное сечение для перемещения противоскользящей вставки, имеющей корпус с соответствующим некруглым поперечным сечением.
[0006] С другой стороны, согласно изобретению предлагается соответствующий загрузочный вкладыш. Загрузочный вкладыш выполнен с возможностью вставления в такую выпускную головку и имеет в целом цилиндрическую наружную поверхность, а также центральное отверстие с четырехугольным поперечным сечением для подачи противоскользящих вставок, корпуса которых имеют некруглое поперечное сечение вдоль их основной протяженности.
[0007] Также предлагается система для оснащения противоскользящей вставкой устройства для повышения сцепления с грунтом. Указанная система содержит противоскользящую вставку, с корпусом, имеющим некруглое поперечное сечение вдоль своей основной протяженности. Кроме того, указанная система содержит инструмент для установки противоскользящих вставок, содержащий указанную выпускную головку.
[0008] Изобретение характеризуется признаками независимых пунктов формулы изобретения. Некоторые частные варианты осуществления охарактеризованы в зависимых пунктах формулы изобретения.
[0009] Значительные преимущества достигаются предлагаемой новаторской разработкой. Поскольку загрузочная полость выполнена в виде некруглого прохода, противоскользящая вставка может быть ориентирована при ее прохождении через выпускную головку. Это позволяет применять меньше четырех зубцов, обычно необходимых для соответствующей ориентации противоскользящей вставки. При использовании трех или же двух зубцов меньше пространства занято в выемке во время установки, что, в свою очередь, позволяет устанавливать противоскользящие вставки с большими нижними буртиками в сравнительно небольшие выемки на устройстве для повышения сцепления с грунтом.
Краткое описание чертежей
[0010] Ниже более подробно описаны некоторые варианты осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых изображено следующее:
- фиг. 1 представляет собой вид сзади в аксонометрии выпускной головки для шипов, выполненной согласно по меньшей мере некоторым вариантам осуществления;
- фиг. 2 представляет собой вид спереди с пространственным разделением деталей выпускной головки для шипов, проиллюстрированной на фиг. 1;
- фиг. 3 представляет собой вид сзади с частичным поперечным разрезом выпускной головки для шипов, проиллюстрированной на фиг. 1;
- фиг. 4 представляет собой вид сзади выпускной головки для шипов, проиллюстрированной на фиг. 1;
- фиг. 5 представляет собой поперечный разрез вдоль линии А-А изображения, проиллюстрированного на фиг. 4.
Осуществление изобретения
[0011] В контексте настоящего описания выражения «продольный» и «осевой» следует понимать, как относящиеся к направлению, вдоль которого должен быть обеспечен выпуск противоскользящих вставок, или, альтернативно, к направлению основной протяженности корпуса 110. Соответственно, выражение «радиальный» следует понимать как относящееся к нормальному направлению относительно осевой протяженности. Кроме того, выражение «задний» следует понимать как относящееся к концу или части выпускной головки, где происходит прием противоскользящих вставок, в то время как выражение «передний» следует понимать как относящееся к концу или части выпускной головки, где происходит выпуск противоскользящих вставок.
[0012] На фиг. 1 показаны основные детали выпускной головки 100 инструмента для установки противоскользящих вставок. На одном конце выпускная головка 100 имеет загрузочное отверстие 101 для ввода противоскользящих вставок (не показаны) в выпускную головку 100 и отверстие 102 для проведения приводного элемента инструмента для установки. Загрузочное отверстие 101 и отверстие 102 привода выполнены с помощью специальных вкладышей 160, 140, вставленных в соответствующие отверстия в корпусе 110 выпускной головки 110. Отверстия предпочтительно представляют собой цилиндрические отверстия, которые могут быть выполнены в корпусе 110 без труда и с высокой степенью точности, например, посредством сверления. На другом конце выпускной головки 100 выполнено выпускное отверстие 103, например, для выпуска противоскользящих вставок в приемные выемки на протекторной части пневматической шины. Другие примеры включают в себя практически все устройства для повышения сцепления с грунтом, такие как сплошные резиновые шины, обувь, гусеницы для снегоходов, палки для скандинавской ходьбы и т.д.
Для раскрытия некоторых вариантов осуществления выпускной головки в качестве конкретного примера приведена установка на пневматическую автомобильную шину. Однако следует понимать, что то же самое применимо к любому устройству для повышения сцепления с грунтом. Переход выпускного отверстия 103 между открытым и закрытым положением осуществляется посредством зубцов 130, зафиксированных относительно корпуса посредством упругого фиксатора 150. Указанный узел удерживается вместе посредством муфты 120.
[0013] На фиг. 2 детали выпускной головки 100 показаны более подробно. Как видно из чертежа, корпус 110 в целом имеет вытянутую полую форму. Более конкретно, корпус 110 сужается от задней части к передней части вдоль своего направления основной протяженности. На внешней периферии корпуса 110 выполнены выемки. Передняя выемка 112 представляет собой канавку для размещения упругого фиксатора 150, предназначенного для прижатия друг к другу зубцов 130, так чтобы закрыть выпускное отверстие 103. В проиллюстрированном примере выпускная головка 100 содержит три зубца, но опционально может быть также предусмотрено два зубца. В предпочтительном варианте осуществления число зубцов составляет менее четырех. Промежуточная выемка 113 представляет собой канавку для размещения уплотнительного кольца для фиксации внутри корпуса 110 ряда небольших направляющих элементов (не показаны), предназначенных для сохранения ориентации шипа, проходящего через выпускную головку 100. Задняя выемка 114 представляет собой канавку для размещения фиксатора 170, предназначенного для зацепления и прижатия задних концов зубцов 130 к корпусу 110. Для облегчения крепления задние концы зубцов 130 содержат соответствующие выемки для фиксатора 170 (фиг. 4). Фиксаторы 150, 170 могут представлять собой, например, любые подходящие упругие профили, например, уплотнительные кольца, изготовленные из нитрильного каучука (Nitrile(-Butadiene) Rubber, NBR) или синтетического каучука, такого как этиленпропиленовый мономер (Ethylene-Propylene-Diene Monomer, EPDM). Позади задней канавки 114 предусмотрен буртик 115, действующий как стопор для муфты 120. Муфта 120 имеет центральное отверстие 121, выполненное с возможностью зацепления с наружной поверхностью корпуса 110, в частности с участком, проходящим между выемками 113, 114. На своей наружной поверхности муфта 120 имеет наружную резьбу для крепления выпускной головки 100 на инструменте для установки и удерживания деталей выпускной головки 100.
[0014] Корпус 110 также содержит продольные прорези 116, по одной на каждый зубец 130. Прорези 116 и зубцы 130 имеют размеры, обеспечивающие возможность предотвращения свободного перемещения зубцов 130 в соответствующих прорезях 116. Кроме того, диаметр углубленных участков 112, 114 корпуса 110 и фиксаторов 150, 170 выбран так, что передние концы зубцов 130, т.е. концы у выпускного отверстия 103, могут отодвигаться от центральной линии корпуса 110 для освобождения места для противоскользящей вставки, продвигающейся по выпускной головке 100. И наоборот, размеры углубленного участка 114 корпуса 110 и фиксатора 170 выбраны так, чтобы задние концы зубцов 130, т.е. концы, расположенные ближе к отверстию 102 привода, оставались прижатыми к корпусу 110 (фиг. 4).
[0015] Кроме того, на фиг. 2 показаны детали, образующие полости выпускной головки 100. В проиллюстрированном варианте осуществления обе полости образованы посредством сменных вкладышей. Канал 140 представляет собой деталь, отдельную от корпуса 110. Теперь могла бы быть образована выпускная головка, имеющая канал, объединенный с корпусом (на чертежах не показано). Однако в проиллюстрированном предпочтительном варианте осуществления канал 140 выполнен в виде вкладыша привода, который может быть приспособлен для перемещения противоскользящей вставки определенного типа, благодаря чему корпус 110 может действовать как универсальный компонент. Следовательно, корпус 110 может содержать простое и сравнительно большое центральное цилиндрическое отверстие 111 для вкладыша 140 привода, имеющего соответствующую вытянутую цилиндрическую огибающую поверхность. Вкладыш 140 привода также имеет продольные прорези 146, обеспечивающие возможность радиального перемещения зубцов 130. В собранном виде прорези 146 во вкладыше 140 привода совпадают с прорезями в корпусе 110. Вкладыш 140 привода установлен в центральном цилиндрическом отверстии 111 корпуса 110 и закреплен посредством штифта 180. Штифт 180 может представлять собой метчик с направляющей цапфой или фиксирующий винт, ввинчивающийся либо в приемную внутреннюю резьбу вкладыша 140, либо во внутреннюю резьбу на корпусе 110, так чтобы закрепить вкладыш 140.
[0016] Кроме того, на фиг. 2 показан загрузочный вкладыш 160, вставленный в приемное отверстие в задней части корпуса 110. Загрузочный вкладыш 160 имеет в целом цилиндрическую наружную огибающую поверхность и центральное отверстие четырехугольной формы, так чтобы обеспечить возможность вмещения противоскользящих вставок, имеющих некруглую форму. На фиг. 3 подробно показано взаимодействие между загрузочным вкладышем 160, вкладышем 140 привода и корпусом 100. Как видно, вкладыш 140 привода проходит в продольном направлении в центре цилиндрического отверстия в корпусе 110 между задней поверхностью и выпускным отверстием. Таким образом, вкладыш 140 привода образует отверстие 102 привода (фиг. 1). Кроме того, на фиг. 3 показано четырехугольное поперечное сечение полости вкладыша 140 привода, более конкретно, четырехугольное поперечное сечение. В проиллюстрированном примере указанное поперечное сечение имеет квадратную форму. Внутренняя полость вкладыша 140 привода образует основную полость 141 выпускной головки 100. Основная полость 141 выполнена не только с возможностью вмещения со скольжением нецилиндрической противоскользящей вставки, но и с возможностью проталкивания противоскользящей вставки вдоль основной полости 141 приводным элементом инструмента для установки. На фиг. 4 показано, как основная полость 141 проходит через корпус 110 в виде четырехугольного канала, заканчивающегося у зубцов 130.
[0017] Как показано на фиг. 3 и 5, вкладыш 140 привода содержит ответвленную полость, образующую часть загрузочной полости 142 для выпускной головки 100. Загрузочная полость 142 вкладыша 140 привода выполнена с возможностью расположения соосно отверстию для вмещения загрузочного вкладыша 160. По технологическим причинам указанное приемное отверстие может иметь круглую форму, поэтому загрузочный вкладыш 160 может иметь цилиндрическую огибающую поверхность. Загрузочный вкладыш 160 содержит внутреннюю полость 162, расположенную соосно и соответствующую по форме загрузочной полости 142 вкладыша 140 привода. Таким образом, загрузочная полость 162 загрузочного вкладыша 160 может иметь четырехугольную, в частности, четырехугольную или квадратную форму, так чтобы она могла вмещать противоскользящие вставки, имеющие некруглую форму. Загрузочные полости 142, 162 вкладыша 140 привода и загрузочного вкладыша 160, расположенные соосно друг другу, образуют загрузочное отверстие 101 для выпускной головки 100 (фиг. 1). Загрузочные полости 142, 162 пересекаются с основной полостью 141 внутри корпуса 110. За счет непараллельной взаимной ориентации загрузочной полости 142, 162 и основной полости 141 передний конец загрузочного вкладыша 160 скошен.
[0018] В процессе эксплуатации выпускную головку 100 соединяют с инструментом для установки (не показан) и приводной элемент, приводимый в действие пневматически, гидравлически или иным способом, устанавливают соосно с основной полостью 141. Противоскользящую вставку вставляют в выпускную головку 100 через загрузочное отверстие 101 посредством приводного элемента, в убранном положении установленного у задней части загрузочной полости 142, 162. Противоскользящая вставка имеет такую форму и размеры, которые обеспечивают возможность ее прохождения через загрузочную полость 142, 162 в основную полость 141, в которой противоскользящую вставку останавливают зубцы 130, прижатые друг к другу посредством упругой силы фиксатора 150, действующей на зубцы 130. Поскольку загрузочная полость 142, 162 и основная полость 141 имеют некруглое поперечное сечение, противоскользящая вставка, также имеющая некруглое поперечное сечение, будет иметь определенную ориентацию относительно ее продольной протяженности. Другими словами, форма основной полости 141 обеспечивает возможность предотвращения вращения противоскользящей вставки во время вставления. Согласно отдельному варианту осуществления форма поперечного сечения противоскользящей вставки совпадает с формой поперечного сечения загрузочной полости 142, 162 и/или с формой поперечного сечения основной полости 141. Такая ориентация имеет особое преимущество, поскольку противоскользящая вставка может быть правильно ориентирована относительно протектора шины, которую оснащают противоскользящей вставкой. Таким образом, ориентация противоскользящей вставки может быть выполнена в результате корректировки угловой ориентации продольной оси выпускной головки 100 относительно оси вращения шины.
[0019] Когда выпускное отверстие 103, а именно кончики зубцов 130 установлены с правильной ориентацией внутри приемной выемки в протекторе шины, приводной элемент выдвигается вперед. Поскольку приводной элемент продвигается в основной полости 141, он входит в контакт с задним буртиком противоскользящей вставки и толкает противоскользящую вставку вдоль основной полости 141 к выпускному отверстию 103. При прохождении через основную полость 141 противоскользящая вставка входит в контакт с внутренней поверхностью зубцов 130. Поэтому зубцы 130 предпочтительно выполнены с показанной на чертежах фаской, так чтобы обеспечить как можно более плавный контакт. Поскольку зубцы 130 проходят в радиальном направлении в основную полость 141 и поскольку зубцы 130 закреплены с возможностью поворота в задней части посредством фиксатора 170 и закреплены в радиальном направлении в передней части посредством упругого фиксатора 150, перемещение вперед противоскользящей вставки преодолевает пружинное отскакивание упругого фиксатора 150, таким образом, обеспечивая отведение друг от друга передних концы зубцов 130 и открытие выпускного отверстия 103. Отделенные друг от друга зубцы 130 расширяют выемку в эластичном протекторе шины, так чтобы освободить место для противоскользящей вставки. Когда противоскользящая вставка выходит через выпускное отверстие 103 и принимает в выемке свое нижнее положение, выпускную головку 100 извлекают из выемки, при этом зубцы 130, скользя вокруг противоскользящей вставки, выходят из выемки. После этого приводной элемент убирают в заднее положение, освобождая загрузочную полость 142, 162 для новой устанавливаемой противоскользящей вставки.
[0020] В проиллюстрированном примере для образования в выпускной головке основной полости 141 с ответвлением 142 для формирования части загрузочной полости используется вкладыш 140. Конечно, основная полость может быть изготовлена непосредственно в корпусе без вкладыша. Однако предпочтителен вариант осуществления с вкладышем, поскольку это повышает универсальность выпускной головки. Путем замены вкладыша универсальный корпус может быть адаптирован под установку особой противоскользящей вставки.
[0021] Для специалиста в данной области техники очевидно, что варианты осуществления раскрытого здесь изобретения не ограничены частными конструкциями, технологическими операциями или материалами, описываемыми в настоящем документе, и распространяются на их эквиваленты. Кроме того, следует понимать, что терминология, используемая в настоящем документе, предназначена только для описания частных вариантов осуществления изобретения и не предназначена для ограничения.
[0022] Согласно частному варианту осуществления загрузочный вкладыш 160 или вкладыш 140 привода, или оба указанные вкладыша выполнены в виде расходной детали из материала, менее износостойкого, чем материал противоскользящей вставки. Например, для установки противоскользящих вставок, корпус которых изготовлен из металла, например, из алюминия или стали, загрузочный вкладыш 160 или вкладыш 140 привода, или оба эти вкладыша изготавливают из закаленной или инструментальной стали, более износостойкой, чем материал корпуса противоскользящей вставки, но менее износостойкой, чем материал твердосплавного наконечника противоскользящей вставки. В этом случае вкладыш (вкладыши) будет (будут) предохранять противоскользящую вставку от повреждений. Поскольку вкладыш (вкладыши) взаимозаменяем (взаимозаменяемы), корпус также останется исправным, что увеличит срок службы выпускной головки.
[0023] В настоящем описании ссылка на один вариант осуществления или вариант осуществления означает, что особый признак, конструкция или свойство, описанные в связи с указанным вариантом, включены по меньшей мере в один вариант осуществления настоящего изобретения. Таким образом, если фраза «в одном варианте осуществления» или «в варианте осуществления» встречается в различных местах описания, то она не обязательно относится к одному и тому же варианту осуществления. Когда делается ссылка на числовое значение с использованием такого термина, как, например, приблизительно или по существу, то также раскрывается точное числовое значение.
[0024] В настоящем описании для удобства множество деталей, конструкционных элементов, составных элементов и/или материалов может быть представлено в общем списке. Однако эти списки следует понимать так, будто каждый элемент списка идентифицируется индивидуально, как отдельный и уникальный элемент. Таким образом, если не указано обратное, ни один отдельный элемент такого списка не должен толковаться как фактический эквивалент любого другого элемента того же списка исключительно на основании их представления в общей группе. Кроме того, в настоящем документе могут содержаться ссылки на различные варианты осуществления и примеры настоящего изобретения, а также альтернативные варианты их различных компонентов. Очевидно, что такие варианты осуществления, примеры и альтернативы не должны толковаться как фактические эквиваленты друг другу, и их следует рассматривать как отдельные и независимые представления настоящего изобретения.
[0025] Кроме того, описанные признаки, конструкции или свойства могут быть объединены любым подходящим образом в одном или нескольких вариантах осуществления. В данном описании приведено множество частных деталей, таких как примеры длины, ширины, формы и т.д., для достижения полного понимания вариантов осуществления изобретения. При этом специалисту в данной области техники будет ясно, что изобретение может быть осуществлено без одной или нескольких таких частных деталей, или же посредством других способов, компонентов, материалов и т.д. В других случаях широко известные конструкции, материалы или операции не показаны и не описаны подробно во избежание неясности понимания аспектов собственно изобретения.
[0026] Хотя приведенные примеры иллюстрируют принципы настоящего изобретения в одном или нескольких частных применениях, для специалиста в данной области техники очевидно, что многочисленные модификации относительно формы, использования и деталей осуществления могут быть выполнены без приложения изобретательской деятельности и в рамках принципов и подходов, использованных в изобретении. Соответственно, никакое ограничение правовой охраны изобретения не подразумевается, за исключением того, что определено прилагаемой формулой изобретения.
[0027] Глаголы «содержать» или «включать» применяются в настоящем документе как открытые ограничения, не исключающие и не требующие наличия также не перечисленных признаков. Если явно не указано иное, признаки, перечисленные в зависимых пунктах формулы изобретения, свободно комбинируются друг с другом. Кроме того, подразумевается, что во всем тексте настоящего документа использование формы единственного числа не исключает множественного числа.
Список ссылочных обозначений
100 выпускная головка
101 загрузочное отверстие
102 отверстие привода
103 выпускное отверстие
110 корпус
111 центральное цилиндрическое отверстие
112 выемка
113 выемка
114 выемка
115 буртик
116 прорезь
120 муфта
121 отверстие
130 зубец
140 вкладыш привода, канал
141 основная полость
142 ответвленная полость
150 фиксатор
160 загрузочный вкладыш
162 загрузочная полость
170 фиксатор
180 штифт.