СЕКЦИОННАЯ ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ КАМЕРА (ВАРИАНТЫ)

Заявляемая полезная модель относится к транспортному машиностроению и может найти применение во всех видах и типах колес с резиновой пневмокамерой.
Известна пневматическая шина (патент РФ на изобретение №2099200 от 14.02.1996 г.), содержащая надувную камеру, состоящую из отдельных секций (ячеек), закрепленных на остове, выполненном в виде двух параллельных друг другу трубчатых коллекторов, соединенных ниппелем с двумя отверстиями. Между коллекторами закреплены втулки, каждая секция снабжена штуцером и присоединена к соответствующей втулке. Каждая втулка внутри в верхней части содержит воздушный клапан с пружиной, а в нижней части поршень толкатель. Недостатками камеры является сложность процесса сборки и разборки и недостаточная конструктивная прочность, что снижает надежность колеса в целом.
Известно автоколесо безопасное, с защитным ободом и секционной резиновой пневмокамерой шины колеса по патенту РФ на изобретение №2312027 от 27.12.2005 г.(наиболее близкий аналог), включающее секционную резиновую пневмокамеру, разделенную на 8 секций, каждая из которых имеет свое зарядное устройство. Недостатками пневмокамеры являются излишний вес, жесткость перегородок, полная автономность секций, следовательно, наличие восьми штуцеров, для которых необходимо выполнение дополнительных отверстий в ступице колеса, что снижает прочность и надежность колеса в целом, а также создает трудности при установке и замене камеры.
Заявляемая камера, как и известные, разделена на отдельные секции перегородками.
Задача, решаемая данной полезной моделью, заключалась в создании более надежной по конструкции, а также безопасной для участников дорожного движения камеры.
Техническим результатам изобретения является увеличение прочности и безопасности камеры при ее эксплуатации, обеспечение дальнейшего следования автомобиля при проколах без возникновения ситуации ДТП, быстрая диагностика места повреждения, удобный монтаж и демонтаж шины.
Данный технический результат достигается тем, что на каждой перегородке, ближе к внутренней стенке камеры, жестко закреплен кожух, содержащий центральную перегородку, при этом в кожухе установлено запирающее устройство, перекрывающее отверстие, соединяющее секции.
Данный технический результат достигается тем, что по наружной стенке камеры в каждой секции расположены три прилегающих друг к другу предохранительных слоя, один из которых, примыкающий к наружной стенке камеры, выполнен в виде целлофановых листов или газовых гранул в резиновых оболочках, средний - в виде резиновых листов, а внутренний представляет собой резиновую сетку.
Каждая из перегородок может быть изготовлена из резины, при этом часть перегородки, примыкающая к наружной стенки камеры, может быть выполнена из нескольких прилегающих друг к другу слоев.
Запирающее устройство может содержать седло с гнездами, в которые входят с возможностью радиального перемещения заслонки, перекрывающие отверстия, выполненные в гнездах, заслонки жестко связаны со стержнями, проходящими через направляющие отверстия двух или более пластин, жестко соединенных с центральной перегородкой кожуха, на стержни надеты пружины, верхние концы которых закреплены на верхней части стержней, а нижние прикреплены к направляющей пластине, ближней к внутренней стенке камеры. Вместо пружин могут быть применены резиновые нити, верхние концы которых прикреплены к пластине, ближней к внутренней стенке камеры, нижние концы соединены с заслонками.
Секционная камера может быть выполнена с поперечным разрезом и иметь один или два ниппеля.
Предохранительные слои, выполненные из целлофановых и резиновых листов, могут быть соединены одной своей кромкой с наружной стенкой секций в местах ее соединения с перегородками, при этом могут чередоваться листы, соединенные левой и правой кромками, а слой, представляющий собой резиновую сетку, может быть соединен всеми своими кромками с наружной стенкой камеры.
Жесткое крепление на перегородке кожуха с запирающим устройством позволяет запирающему устройству не менять своего внутреннего положения под действием центробежных сил во время движения колеса.
Наличие запирающего устройства обеспечивает при вращении колеса автономность секций, что позволяет при проколе одной или нескольких секций сохранять круглую форму и давление в камере, необходимое для безаварийного движения автомобиля с целью вывода его из полосы транспортного потока на обочину дороги для аварийной остановки. При вращении колеса (от 0,5 до 1,5 об/сек), под действием центробежных сил пружины сжимаются, и заслонки запирающего устройства входят в гнезда перекрывая отверстия, делая секции автономными. При полной остановке автомобиля, пружины разжимаются, и заслонки запирающего устройства открывают отверстия, выполненные в гнездах, выравнивая давление в секциях. При использовании, вместо пружин, резиновых нитей, они сокращаются по длине, также поднимая заслонки и открывая отверстия, выполненные в гнездах. Однако заслонки со сторон неповрежденных секций из-за разности давлений, не открывают отверстия, соединяющие неповрежденные и аварийную секции, что позволяет сохранить рабочее давление в неповрежденных секциях, до и после полной остановки автомобиля. Затем можно легко обнаружить место повреждения колеса при помощи визуальной или слуховой диагностики, так как воздух может выходить только из поврежденной заблокированной секции сквозь блокирующие прокол предохранительные слои. При необходимости, допустимо следовать далее к месту ремонта с соответствующими сигналами
и безопасной скоростью, секции при движении будут автономными.
Предохранительные слои по наружной стенке камеры в каждой секции фиксируют острый предмет в случае прокола колеса, создавая дополнительную защиту перегородкам, и герметизируют прокол, предотвращая мгновенный разрыв камеры. Целлофановые и резиновые листы, составляющие предохранительные слои, могут быть покрыты смазочным материалом для внутреннего скольжения (в слое) между собой. Толщина слоя резиновых листов может быть равна или больше толщины камеры. Вместо резиновых листов могут применяться листы из другого материала. Вместо целлофановых листов могут применяться газовые гранулы в резиновых оболочках, диаметр оболочек которых, под давлением может быть до 10 мм, или могут применяться гранулы из другого легкого вещества упругость которого, при длительном сжатии, не теряет своих амортизационных качеств.
Выполнение части перегородки, примыкающей к наружной стенке камеры, из нескольких прилегающих друг к другу слоев резины, которые могут быть покрыты смазочным материалом, усиливает прочность конструкции камеры и ее секций. При этом дополнительные слои накладываются с обеих сторон от первоначальной тонкой перегородки и соединяются с ней одной своей кромкой, ближней к внутренней стенки камеры, на одной высоте, а вторая их кромка соединена с наружной стенкой камеры. Перегородка сохраняет целостность (герметичность) при повреждении одного или нескольких из этих слоев. Выполнение части перегородки, прилегающей к внутренней стенке камеры, из одного слоя тонкой резины позволяет ей, деформироваться под давлением воздуха, заполнять большую часть пространства поврежденной при проколе секции и снимать угрозу дальнейшего разрыва места прокола камеры. Деформируются обе перегородки поврежденной секции, сохраняя форму круга и обеспечивая дальнейшую работу камеры. Для изготовления перегородок должна быть использована резина высокого качества, отвечающая закону Гука, т.е.
должна быть рассчитана величина упругой деформации, изменяющая форму перегородки при проколе.
Соединение предохранительных слоев, выполненных из целлофановых и резиновых листов, одной своей кромкой с наружной стенкой секций в местах ее соединения с перегородками, и чередование листов, соединенных левыми и правыми кромками, позволяет блокировать и отстранять острый предмет, проколовший камеру, защищая перегородки от повреждения. Соединение слоя, представляющего собой резиновую сетку, всеми своими кромками с наружной стенкой камеры позволяет удерживать целлофановые и резиновые листы у наружной стенки камеры при движении и стоянке автомобиля.
Наличие поперечного разреза позволяет укладывать камеру в шину «воротником» и накачивать в один из двух имеющихся ниппелей, создавая условия для удобного монтажа шины. Выпускать воздух из поврежденной камеры рекомендуется из обоих ниппелей, обеспечивая двухсторонний спуск относительно поврежденной секции. Секционная камера без поперечного разреза и камера с ниппелем, имеющим разветвление в обе конечные секции, укладывается в шину классическим способом.
Таким образом, совокупность существенных признаков позволяет получить новый технический результат: увеличение прочности, а также безопасности камеры при ее эксплуатации, обеспечение дальнейшего следования автомобиля при проколах без возникновения ситуации ДТП, быстрая диагностика места повреждения, удобный монтаж и демонтаж шины.
Заявляемая полезная модель поясняется с помощью чертежей, где на фиг.1 представлен продольный разрез камеры, на фиг.2 - продольный разрез секций с запирающим устройством, на фиг.3 - схема изготовления секционной камеры, на фиг.4 - продольный разрез секций, получивших прокол острым предметом.
Камера разделена на секции 1 (фиг.1) перегородками 2. На перегородке 2, ближе к внутренней стенке 3 камеры, жестко закреплен, например, при помощи герметично выполненных пластиковых заклепок (на чертеже не показано), кожух 4 (фиг.2) с центральной перегородкой 5. В кожухе 4 жестко установлено запирающее устройство 6, перекрывающее отверстие 7, соединяющее секции 1. Кожух 4 для обеспечения прохождения воздуха через отверстие 7, соединяющее секции 1, и для облегчения веса выполняется решетчатым (на чертеже не показано). Камера может иметь до ста и более секций 1 с миниатюрными запирающими устройствами 6. Перегородки 2 каждой секции 1 могут быть радиального, продольного или комбинированного исполнения.
По наружной стенке 8 камеры в каждой секции 1 могут быть расположены, прилегающие друг к другу, предохранительные слои 9, 10, 11. Слой 9, прилегающий к наружной стенке 8, т.е. наружный, выполнен в виде целлофановых листов 12 или газовых гранул в резиновых оболочках 13, средний 10 - в виде резиновых листов 14, а внутренний 11, прилегающий к внутренней стенке 3 камеры, представляет собой резиновую сетку. Каждый из листов 12 и 14 соединяются поочередно левой и правой кромками с наружной стенкой 8 в местах ее соединения с перегородками 2. Слой 11, соединен всеми своими кромками с наружной стенкой 8. Каждая из перегородок 2 может быть изготовлена из резины, при этом часть 15 перегородки 2, прилегающая к наружной стенки 8 камеры может быть выполнена из нескольких прилегающих друг к другу слоев.
Запирающее устройство 6 содержит седло 16 с гнездами 17, в которые входят с возможностью радиального перемещения заслонки 18, перекрывая отверстия (на чертеже не показаны), выполненные в гнездах 17. Заслонки 18 жестко прикреплены к двум стержням 19. Стержни 19 проходят через направляющие отверстия 20, выполненные симметрично относительно центральной перегородки 5 кожуха 4, в пластинах 21, жестко соединенных с центральной перегородкой 5 кожуха 4. На стержни 19 надеты пружины 22,
верхние концы которых закреплены на верхней части стержней 19, а нижние прикреплены к пластине 21, ближней к внутренней стенке 3 камеры. Вместо пружин 22 могут применяться резиновые нити (на чертеже не показаны), верхние концы которых могут быть прикреплены к пластине 21, ближней к внутренней стенке 3 камеры, а нижние концы соединены с заслонками 18. Кожух 4 с центральной перегородкой 5 и запирающее устройство 6 могут быть выполнены из пластика, в гнезда 17 могут быть вставлены резиновые прокладки. Запирающее устройство 6 может быть выполнено другой конструкции.
Камера имеет поперечный разрез 23 и два ниппеля 24 и 25. Камера может иметь один ниппель, соединенный отростком с противоположной крайней секцией 1 камеры (на чертеже не показан), или ниппель, расположенный в разрезе 23 и имеющий разветвления в обе конечные секции 1 камеры (на чертеже не показан)
Изготовление секционной камеры происходит следующим образом.
В обычной камере 26 (фиг.3) около ниппеля 24 делается разрез 23. Камера 26 выворачивается, надевается на трубчатый дугообразный каркас 27, диаметр поперечного сечения которого чуть меньше или равен сечению камеры 26. Конец камеры 26, который не оканчивается ниппелем, захватывается подвижным цилиндром 28, размещенным внутри дугообразного каркаса 27 и фиксируется на внутренней стенке цилиндра 28 при помощи фиксатора 29 с винтом 30. Цилиндр 28 при помощи тяги 31 протягивает камеру внутри неподвижного каркаса 27 на заданное расстояние, образовав пространство секции 1 между цилиндром 28 и сгибом 32 с учетом длины крепления камеры.
На сгибе 32 камеры 26 на каркасе 27 с антифрикционными краями, после укладки (по второму варианту исполнения камеры) предохранительных слоев 9, 10, 11 по наружной стенке 8, по окружности, образуя секции, наклеивается перегородка 2 с кожухом 4, в котором установлено устройство 6. Когда наклеивается соответствующая
предпоследняя перегородка 2, камера 26 обратным ходом движения цилиндра 28 вынимается из полости каркаса 27. Цилиндр 28 и фиксатор 29 с помощью винта 33 разъединяются и вынимаются из разреза 23 камеры 26. В последней секции 1 может быть установлен второй ниппель 25 или перегородка 2 с отростком к единому ниппелю, соединенным с противоположной крайней секцией 1 камеры, или один ниппель, расположенный в разрезе 23, имеющий разветвления в обе конечные секции 1 камеры, далее наклеивается последняя перегородка 2. Секционная камера с поперечным разрезом 23 готова.
Конечные перегородки 2 могут быть склеены между собой, тогда получается секционная камера без поперечного разреза. В этом случае конечная перегородка 2 имеет вместо кожуха 4, отверстие, вмещающее кожух 4 с устройством 6 принадлежащий перегородке 2, вклеенной в противоположном проеме разреза 23.
Камеры с продольным или комбинированным исполнением перегородок 1 собираются аналогично (на чертеже не показано).
Работает камера следующим образом.
Секционная камера заправляется в шину и накачивается классическим способом. Камера, имеющая разрез 23, накачивается в один из двух имеющихся ниппелей 24 или 25. При этом отверстия 7, соединяющие секции 1, открыты, заслонки 18 в устройстве 6 подняты, обеспечивая газовое сообщение между всеми секциями 1 камеры. Воздух равномерно распределяется по секциям 1 камеры до требуемого давления. Если по наружной стенке 8 камеры в каждой секции 1 уложены газовые гранулы 13, то они, уменьшаясь в диаметре, создают слой 9 определенной толщины. Слои 9, 10 в любом месте камеры поджаты к наружной стенке 8 резиновой сеткой 11. Автомобиль трогается с места, центробежные силы в колесах, воздействуя на массы заслонок 18 и сжимая пружины 22 или растягивая резиновые нити, смещают заслонки 18 в гнезда 17, перекрывая седла 16, вставленные в отверстия 7, газовое сообщение между секциями 1
прекращается. Чем выше скорость автомобиля, тем плотнее перекрыты газовые сообщения.
В случае прокола острый предмет 34 (фиг.4), проникший в камеру, проходит предохранительный слой 9, некоторые целлофановые листы 12 он пронзает. Наложенные сверху листы 12 отстраняются, и скользяще, друг относительно друга, поднимаются резиновые листы 14 среднего предохранительного слоя 10, создавая дополнительную защиту перегородкам 2 от повреждения острым предметом 34.
Сжатый воздух в поврежденной секции 1 стремится выйти в образовавшийся прокол. Если острый предмет 34 удалился из камеры, то целлофановые листы 12, под воздействием выходящего воздуха, накладываясь друг на друга, блокируют его выход, а резиновые листы 14 и центробежная сила - окончательно укрепляют их положение над проколом.
При выходе воздуха из поврежденной секции 1 перегородки 2 камеры получают изгибы в сторону поврежденной секции 1, т.к. сообщение между секциями перекрыто заслонками 18, тем самым, поскольку изгибы получают в разной степени все перегородки 2 камеры, они способствуют снижению динамики вытеснения воздуха из поврежденной секции 1 и, тем самым, снимают угрозу дальнейшего разрыва места прокола камеры. Перегородки 2 поврежденной секции 1, даже при полном замедленном выходе воздуха из нее и с наличием острого предмета 34 в ней, деформируясь особенно частью, прилегающей к наружной стенке 8 камеры, заполняют собой пространство этой секции 1. Острый предмет 34 в этом случае обволакивается слоями 9, 10.
При использовании в секциях 1 слоя 9 из газовых гранул 13, острый предмет 34, войдя в него, разрушает только попавшие на острие гранулы, оставшиеся гранулы вокруг острого предмета 34 под давлением стремятся заблокировать выход воздуха. Наложенные листы 14 слоя 10 под воздействием центробежных сил, возможной смазки и возникшей разности давлений обеспечивают дополнительную блокировку выхода воздуха и защищают перегородки 2 от острого предмета, если он пробил слой 9.
При разрушении предметом 34 непосредственно перегородки 2 происходят аналогичные процессы, но деформации перегородок 2, особенно их частей, прилегающих к наружной стенке 8 камеры, будут более выраженные.
Шофер, отследивший вероятность возможного прокола камеры, должен съехать на обочину дороги и проверить состояние колес. При полной остановке автомобиля заслонки 18 под воздействием пружинок 22 или резиновых нитей открывают отверстия 7, соединяющие секции 1 в камере. Заслонки 18 со сторон неповрежденных секций 1, вследствие разности давлений, не открывают отверстия 7, соединяющие неповрежденные и аварийную секции 1. После визуальной или слуховой диагностики, можно обнаружить место повреждения колеса. Выпуск воздуха из цельной, то есть склеенной камеры и ее замена в колесе производится классическим образом, выпуск воздуха из поврежденной камеры с разрезом 23 производится в оба открытых ниппеля 24 и 25. Если в данный момент нет возможности произвести ремонт или замену камеры, то по возможности острый предмет 34 извлекается, по необходимости камера подкачивается. И далее можно следовать к месту ремонта с соответствующими сигналами и с безопасной скоростью, т.к. с началом движения отверстия 7, соединяющие секции 1 в камере, закрываются заслонками 18 и просачивание воздуха в прокол, если оно продолжалось, прекращается.
Применение предлагаемой конструкции секционной камеры позволит существенно увеличить безопасность всех участников дорожного движения. Применение ее в колесах автомобилей специального назначения повышает качество выполнения их служебных обязанностей. Применение предлагаемой конструкции камеры для вседорожников, участвующих в авторалли, может сократить время прохождения трассы, обеспечивая престиж автомобилей и увеличение спроса на них. Предложенная конструкция перегородок может быть применена в бескамерных шинах, обеспечивая их многосекционность.