КРЕПЕЖ КОЛЕС С ВОЗМОЖНОСТЬЮ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЗАЩИТНОГО КОЛПАЧКА (ВАРИАНТЫ)

Технические решения относятся к области транспортирования, а именно к устройствам, служащим для крепления колес автотранспортных средств, ограничивающим их несанкционированный съем.
Из существующего уровня техники известен крепеж для колес транспортных средств, представляющий собой болт или гайку и включающий цилиндрическую часть, снабженную пятигранной симметричной или асимметричной шпилькой. Некоторые грани шпильки снабжены выступами (см., напр., CN 2434157 Y. B60B 7/16, 13.06.2001).
Из существующего уровня техники известен замок для автомобильных колес, содержащий болт с цилиндрической головкой. Болт имеет коническую часть. На цилиндрической поверхности головки болта по периметру выполнены расположенные параллельно оси болта радиально ориентированные выемки. Вокруг цилиндрической части головки болта расположено цилиндрическое кольцо. которое охватывает выемки цилиндрической головки по периметру таким образом. что цилиндрическая головка и ее выемки располагаются в углублении. образованном цилиндрическим кольцом и цилиндрической головкой болта. Замок содержит съемную ответную часть, надеваемую на цилиндрическую головку болта и имеющую грани под гаечный ключ. Каждая выемка цилиндрической головки болта образована двумя наклонными гранями, между которыми имеется соединяющая грани прямолинейная поверхность. Цилиндрическое кольцо зафиксировано на головке с возможностью ее вращения вокруг оси болта. Выемки расположены с различным угловым шагом по отношению друг к другу (см., напр., RU 87661 U1, B60B 7/16, 20.10.2009).
Кроме того, известен замок для автомобильных колес, который содержит болт с круглой головкой, имеющей конусную часть. В головке болта на ее торце выполнена замкнутая по периметру волнообразная канавка, имеющая радиально ориентированные выпукло-вогнутые участки. Болт имеет резьбовую часть. На головке болта средством фиксации зафиксировано защитное кольцо с возможностью вращения вокруг головки болта. Между смежными выпукло-вогнутыми участками канавки расположены соединяющие их перемычки, имеющие различные длины по периметру канавки. Средство фиксации выполнено в виде кольцевого уступа или конуса, или канавки. Средство фиксации расположено на головке болта с возможностью съема защитного кольца с болта. фиксации защитного кольца на головке болта и предотвращения смещения защитного кольца в наружную сторону от резьбовой части болта (см., напр., RU 91316 U1, B60B 7/16, 10.02.2010).
Также из уровня техники известен замок для автомобильных колес, который содержит болт с головкой, имеющей цилиндрическую и коническую части. На головке зафиксировано с возможностью вращения вокруг нее защитное цилиндрическое кольцо. Между кольцом и головкой с ее торца образована расположенная параллельно продольной оси болта замкнутая канавка, имеющая расположенные на головке внешние дугообразные выпуклые от оси болта поверхности разной длины, расположенные с различным шагом между ними, и внутренние вогнутые в сторону оси болта дугообразные поверхности, соединенные с внешними поверхностями таким образом, что в местах соединения поверхностей образованы ребра. Длина каждой вогнутой дугообразной поверхности по ее периметру выбрана постоянной. В другом варианте исполнения данного технического решения замок содержит гайку с глухим резьбовым отверстием. имеющую цилиндрическую и коническую части. На цилиндрической части гайки зафиксировано с возможностью вращения вокруг нее защитное цилиндрическое кольцо. Между кольцом и цилиндрической частью гайки образована расположенная параллельно продольной оси гайки замкнутая канавка, имеющая расположенные на цилиндрической части гайки внешние дугообразные выпуклые от оси болта поверхности разной длины, расположенные с различным шагом между ними, и внутренние вогнутые в сторону оси болта дугообразные поверхности, соединенные с внешними поверхностями таким образом, что в местах соединения поверхностей образованы ребра. Длина каждой вогнутой дугообразной поверхности по ее периметру выбрана постоянной (см., напр., RU 106178 U1. B60B 7/16, 10.07.2011).
Также из уровня техники известен крепеж для автомобильных колес, характеризующийся тем, что он содержит болт или гайку, головка которого выполнена в виде тела вращения и разделена по высоте головки круговым замкнутым скошенным выступом, причем головку болта охватывает с возможностью вращения коаксиально расположенное защитное кольцо с выполненным в его нижней части пазом, в котором, по крайней мере, частично размещен круговой замкнутый скошенный выступ головки болта, при этом в торцевой части головки болта расположены средства для взаимодействия крепежа с нестандартным монтажным ключом. (RU 112097 U1, B60B 7/16, 15.09.2011)
Наиболее близким аналогом к техническому решению является крепеж для автомобильных колес, который содержит гайку или болт, головка которого имеет коническую или округло-сужающуюся часть и, по меньшей мере, две части, имеющие форму тела вращения, предпочтительно цилиндрические, которые разделены по высоте головки круговым замкнутым пазом со скошенными стенками, причем головка с торца снабжена криволинейным и/или ломанным замкнутым шлицом и по краям выполнена с фаской. (RU 111808 U1, 60B 7/16. опуб. 27.12.2011)
Недостатками указанных технических решений является отсутствие возможности обеспечения дополнительной защиты путем закрепления защитного колпачка.
Задачей, на решение которой направлено заявляемая группа полезных моделей, является повышение защиты крепежа.
Поставленная задача решается за счет того, что в первом варианте выполнения крепеж для автомобильных колес согласно техническому решению, представляет собой болт, головка которого имеет основание, включающее нижнюю коническую или округло-сужающуюся часть и верхнюю, предпочтительно. цилиндрическую, часть, а также средства для соединения с нестандартным ключем, причем в верхней части основания выполнено углубление, конфигурация которого обеспечивает закрепление на головке с возможностью вращения защитного колпачка.
Предпочтительно, что углубление выполнено в виде замкнутой канавки или желоба.
Углубление может быть выполнено в виде кольцевой проточки.
Предпочтительно, что поперечное сечение углубления имеет U-образную или V-образную форму.
Поперечное сечение углубления может имет U-образную форму со скругленными краями.
Предпочтительно, что верхний край углубления имеет округление, радиус которого r меньше радиуса округления R нижнего края, по меньшей мере. в два раза.
Поперечное сечение углубления может иметь U-образную форму со скругленным нижним краем.
Предпочтительно, что от углубления к краю верхней части, последняя имеет сужение.
Поверхность сужения, преимущественно, представляет собой поверхностью вращения, предпочтительно, коническую и/или оживальную.
Оконечность верхней части может иметь уступ, расположенный выше после сужения.
По внутреннему периметру уступа может проходить граница сопряжения верхней части основания головки со средствами соединения с нестандартным ключем, которые выполнены, предпочтительно, в виде выступа.
Предпочтительно, что выступ выполнен в виде цилиндра, в боковой поверхности которого выполнены параллельные продольной оси крепежа продолговатые округлые, по крайней мере, частично разновеликие выемки.
Средства для соединения с нестандартным ключем могут представлять собой ассиметрично расположенные выступы и/или выемки и/или шлицы и/или отверстия.
Поставленная задача по второму варианту выполнения устройства решается за счет того, что крепеж для автомобильных колес, согласно техническому решению, содержит гайку с основанием, включающим нижнюю коническую или округло-сужающуюся часть и верхнюю, предпочтительно. цилиндрическую, часть, а также средства для соединения с нестандартным ключем. причем в верхней части основания выполнено углубление, конфигурация которого обеспечивает закрепление на головке с возможностью вращения защитного колпачка.
Предпочтительно, что углубление выполнено в виде замкнутой канавки или желоба.
Углубление может быть выполнено в виде кольцевой проточки.
Предпочтительно, что поперечное сечение углубления имеет U-образную или V-образную форму.
Поперечное сечение углубления может имет U-образную форму со скругленными краями.
Предпочтительно, что верхний край углубления имеет округление, радиус которого r меньше радиуса округления R нижнего края, по меньшей мере, в два раза.
Поперечное сечение углубления может иметь U-образную форму со скругленным нижним краем.
Предпочтительно, что от углубления к краю верхней части, последняя имеет сужение.
Поверхность сужения, преимущественно, представляет собой поверхностью вращения, предпочтительно, коническую и/или оживальную.
Оконечность верхней части может иметь уступ, расположенный выше после сужения.
По внутреннему периметру уступа может проходить граница сопряжения верхней части основания головки со средствами соединения с нестандартным ключем, которые выполнены, предпочтительно, в виде выступа.
Предпочтительно, что выступ выполнен в виде цилиндра, в боковой поверхности которого выполнены параллельные продольной оси крепежа продолговатые округлые, по крайней мере, частично разновеликие выемки.
Средства для соединения с нестандартным ключем могут представлять собой ассиметрично расположенные выступы и/или выемки и/или шлицы и/или отверстия.
Технический результат, обеспечиваемый приведенной совокупностью признаков в обоих вариантах выполнения заявляемого устройства, заключается в повышении защищенности крепежа от несанкционированного съема путем дополнительной защиты средств для разъемного соединения с нестандартным ключем колпачком зафиксированным на крепеже с возможностью вращения.
Техническое решение иллюстрируется следующими графическими материалами и примерами выполнения, не охватывающими и, тем более, не ограничивающими весь объем притязаний данного технического решения:
На фиг.1 изображен болт по первому варианту выполнения, вид сбоку;
На фиг.2 изображен вид с торца болта, вид А на фиг.1;
На фиг.3 изображен защитный колпачек
На фиг.4 изображен вид с торца колпачка. Вид Б на фиг.3
На фиг.5 изображен продольный разрез колпачка, разрез В-В на фиг.4
На фиг.6 изображен узел А на фиг.1
На фиг.7-9 изображены возможные выполнения углубления и сужения верхней части основания.
На фиг.10 изображена гайка по второму варианту, вид сбоку
На фиг.11 изображен продольный разрез гайки, Д-Д на фиг.10
На фиг.12 изображен продольной разрез гайки с глухой резьбой (колпачковая гайка)
На фиг.13 изображена гайка вид сбоку
На фиг.14 изображен продольный разрез гайки с надетым защитным колпачком
На фиг.15 инструмент для снятия колпачка
На фиг.16 инструмент для снятия колпачка вид с торца, вид Ж на фиг.15
На фиг.17-18 иллюстрирован процесс снятия защитного колпачка
В первом варианте выполнения крепеж для автомобильных колес представляет собой болт 1 (фиг.1), головка 2 которого имеет основание. включающее нижнюю коническую или округло-сужающуюся часть 3 и верхнюю, предпочтительно, цилиндрическую, часть 4, а также средства для разъемного соединения с ключем.
В верхней части 4 основания выполнено углубление 5, конфигурация которого обеспечивает закрепление на головке с возможностью вращения защитного колпачка 6.
Углубление 5 может быть выполнено в виде замкнутой канавки или кольцевой проточки при этом поперечное сечение углубления имеет U-образную или V-образную форму.
Края 7 углубления могут быть не скруглены (фиг.6), либо оба края имеют округления 8 (фиг.7)
От углубления 5 к краю верхней части 4, последняя имеет сужение 9. То есть верхний край верхней части 4 основания головки выполнен со скосом, к низу 10 которого примыкает углубление 5.
Предпочтительно, что поперечное сечение углубления имеет U-образную форму только со скругленным нижним краем (фиг.8). В этом случае скругление нижнего края образует выемку 11, которая позволяет приспособлению для снятия колпачка зайти за край колпачка и обеспечить его дальнейший беспрепятственный съем. При этом верхний нескругленный край совместно с сужением (скосом) образует гарпунообразный профиль 12, который позволяет колпачку свободно защелкиваться в углубление 5 и при этом фиксирует край колпачка, предотвращая его снятие без использования приспособления для снятия колпачка, например, во время движения автомобиля или попыток его несанкционированного съема рукой или плоскогубцами.
Для исключения заклинивания при снятии колпачка верхний край углубления может иметь небольшое скругление, радиус которого r меньше радиуса округления R нижнего края, по меньшей мере, в два раза.
Поверхность 13 сужения представляет собой поверхностью вращения. предпочтительно, коническую поверхность (фиг.6, 8) и/или поверхность оживальной формы (фиг.7).
Оконечность верхней части имеет уступ 14, расположенный выше после сужения 7.
По внутреннему периметру 15 уступа проходит граница сопряжения верхней части основания головки со средства соединения с ключем, которое выполнено. предпочтительно, в виде выступа 16.
Конфигурация средств соединения с ключем обеспечивает соединение с нестандартным гаечным ключем. Для чего выступ выполнен в виде цилиндра, в боковой поверхности 17 которого выполнены параллельные продольной оси крепежа продолговатые округлые, по крайней мере, частично разновеликие выемки 18.
Средства для соединения с ключем, предпочтительно, представляют собой ассиметрично расположенные выступы и/или выемки и/или шлицы и/или отверстия.
Во втором варианте выполнения крепеж для автомобильных колес, содержит гайку 19, устройство которой аналогично описанной выше головке болта (сам болт отсутствует). Гайка имеет внутри канал с резьбой. Причем канал может быть как сквозным (фиг.11) так и замкнутым (колпачковая гайка, фиг.12).
Работают оба устройства одинаково за исключением того, что болт вкручивается в резьбовое отверстие в ступице автомобиля, а гайка накручивается на шпильку закрепленную в ступице автомобиля.
Колпачек выполнен, предпочтительно, в виде тела вращения и имеет стенку 19, преимущественно, цилиндрическую, и крышку 20.
Колпачек выполнен из материала имеющего способность к обратимым деформациям - металла или прочного пластика, либо из пластика с металлическим или металлизированным покрытием. Для усиления прочности пластик может быть композитным.
На внутренней поверхности 21 стенки 19 колпачка имеется небольшой выступ 22. предпочтительно, в виде кольца округлой формы предназначенный для размещения в углублении 5 в верхней части 4 основания и фиксации колпачка на основании болта или гайки.
Выступ 22 на внутренней поверхности 21 колпачка располагается предпочтительно вдоль нижнего края 23 стенки 19 колпачка 6 или в непосредственной близости от него.
Для того чтобы процесс съема и надевания колпачка не был трудоемким нижняя часть стенки колпачка может иметь утончение 24 или сужение.
Колпачек надевают на основание головку, прилагая усилие, направленное вдоль продольной оси головки.
Выступ 22 стенки 19 колпачка попадает на сужение 9 верхней части 3 основания, под действием прилагаемой нагрузки стенка 19 начинает деформироваться ее диаметр увеличивается, после чего выступ проскальзывает в углубление 5 и фиксируется в нем под действием сил упругости в стенке колпачка, которые стремятся вернуть диаметр стенки к первоначальному размеру, который она имела до приложения нагрузки. После установки колпачек может свободно вращаться внутри углубления.
Для снятия колпачка применяют специальный инструмент (фиг.13-16). Инструмент представляет собой металлическую скобу, выполненной путем гибки из металлической прямоугольной полосы.
Скоба имеет две прямолинейные ветви 24, соединенные между собой криволинейным участком 25. Свободный конец каждого из прямолинейных участков имеет отгиб 26, направленный внутрь скобы и расположенный под острым углом α к прямолинейному участку. Предпочтительно, под углом около 70° или менее. Каждый из отгибов имеет криволинейный вырез радиус которого не менее радиуса наименьшего сечения углубления.
Для снятия колпачка с головки болта или гайки инструмент заводят за колпачек в область конической или округло-сужающуюся части 3 и тянут вверх до тех пор, пока отгибы 26 ветвей 24 скобы не упрутся в края колпачка (фиг.15). Далее следует надавить на ветви 24, вытесняя выступ колпачка из углубления отгибами и одновременно потянуть колпачек вверх(относительно оси колеса автомобиля вбок) после чего колпачек будет снят (фиг.16).
Для исключения проскальзования пальцев руки пользователя часть скобы, а именно криволинейный участок и часть каждой ветвей(примерно до половины длинны ветви) имеют покрытие 27 или изоляцию, предпочтительно, из полимерного материала, например, из термоусадочной трубки.
Устройства в предпочтительном варианте выполнения изготовлены из высокопрочной легированной стали и подвергнута сквозной термообработке с конечной твердостью его материала 50-54 единицы по шкале Роквелла. Устройства могут быть выполнены кованной из алюминия или алюминиевого сплава. Например, она может быть выполнена из анодированного алюминия высочайшего качества марки 7075 методом холодной ковки с использованием пресса предпочтительно создающего усилие 250000 тонн.
Для повышения коррозионной стойкости на поверхность устройств нанесено покрытие из никеля и/или хрома, и/или цинка, и/или олова. Целесообразно покрытие выполнять трехслойным.
Для лучшей центровки колеса на ступице технического средства коническая часть устройств имеет угол сужения 60°, а в случае выполнения этой части округло-сужающейся - с радиусом закругления 12 или 14 мм.
Резьбовая часть гайки 9 выполнена с наружным диаметром 12 или 14 мм и шагом резьбы 1,25 или 1,5 мм.
Крепеж для автомобильных колес используют следующим образом:
Колеса могут крепиться к ступице автомобиля устройством, выполненным по любому варианту устройства: болтами или гайками (в последнем случае шпильки, на которые накручиваются гайки, жестко закреплены в ступице).
Колесо надевают на ступицу, фиксируют в заданном положении и через отверстие в колесе в ступицу вкручивают крепеж-болт или на выведенную через указанное отверстие шпильку накручивают гайку. Затяжку крепежа осуществляют специальным инструментом, предназначенным для данного крепления.
Болты или гайки крепления колес обычно затягивают моментом около 10-11 кгс/м, если в «Руководстве по эксплуатации автомобиля» не указано другое (усилие затяжки должно соответствовать величине рекомендованной заводом). При этом болты (гайки) должны быть слегка смазаны любой густой смазкой. Рекомендуется смазать и резьбу гаек (шпилек) и болтов крепления колес тонким слоем пластичной или графитовой смазки.
Необходимо следить за затяжкой болтов (гаек) крепления колеса, поскольку твердость материала легкосплавных колес ниже, чем стальных, поэтому микронеровности диска в зонах контакта с головками стальных болтов (гаек) или ступицами при установке колеса через некоторое время сминаются и соединение ослабляется. При перетяжке болтов диск колеса деформируется, профиль отверстия нарушается, и колесо перестает удерживаться на ступице с необходимым усилием. Излишним усилием можно также смять шлицы головки болта и даже оборвать головку. А при перетяжке гайки шпилька может провернуться в отверстии ступицы, и тогда гайку вообще невозможно будет отвернуть без специального инструмента или услуг автосервиса. Износ посадочного конуса в отверстии диска может привести к обрыву шпильки при затяжке на тех автомобилях, где используются колпачковые (глухие) гайки.
Во избежание повреждения дорогостоящих колес, целесообразно через некоторое время после их установки на автомобиль подтянуть крепления. Болты и гайки со смятыми гранями и поврежденной резьбой лучше своевременно заменить новыми (обязательно аналогичными), штатными не только по размеру резьбы, но и по прочности, т.е. не кустарного, а заводского изготовления.
Прижимные части болтов и гаек должны обязательно совпадать с профилем отверстий в диске колеса, так как обеспечивают правильную центровку колеса на ступице. Это особенно важно при креплении колеса гайками.
Поэтому основание болта или гайки имеет коническую или округло-сужающуюся часть 3 и верхнюю, предпочтительно, цилиндрическую, часть 4.
Для защиты колес от кражи применяют "секретный крепеж" - болты или гайки, выполненные с торца с уникальным криволинейным и/или ломанным замкнутым шлицом. Ими заменяют один-два болта (гайки) крепления каждого колеса и при затяжке применяют меньшее усилие, чем к основному крепежу. «Секретный крепеж» предназначен для крепления/снятия только специальным. индивидуальным ключом (идет в комплекте) и должен находиться только у владельца автомобиля. Крепеж колес отечественных и многих марок зарубежных европейских автомобилей имеет метрическую резьбу: M10×1,25; M12×1,25; M12×1,5; M14×1,5. У европейских автомобилей (предназначенных для экспорта в США. Англию и страны, бывшие ее колониями) крепежные детали колес изготовляются с дюймовой резьбой. Все болты, как стандартные, так и метрические классифицируются по диаметру, шагу резьбы и длине. При этом на американских автомобилях применяют крепежные детали как с дюймовой (7/16”. 1/2”, 9/16”, 1/2”), так и с метрической резьбой. Наиболее распространен крепеж с резьбой 1/2”. Например, стандартный болт 1/2×13×1 имеет полдюйма в диаметре, 13 витков резьбы на один дюйм и длину 1 дюйм. Метрический болт M12×1.75×25 имеет диаметр 12 мм, шаг резьбы 1,75 мм и длину 25 мм.
Еще один параметр соответствия, касающийся в основном болтов, - это их длина.
Для установки штампованных (стальных) дисков применяют короткие болты, для литых/кованых (легкосплавных) дисков - как правило, длинные.
Правильно подобранный по длине болт заходит на полную толщину ступицы и выступает на 3-4 мм за ее пределы (должно быть 6-8 полных витков).
Большее выступание грозит задеванием болтов за детали неподвижного тормозного механизма, а то и полным заклиниванием.
Малый заход болта в ступицу, обусловленный недостаточной его длиной. делает крепление колеса ненадежным и приведет к повреждению резьбы и в отверстиях, и на самих болтах. После такой установки колеса могут долго не продержаться.
Использование заявленного технического решения, выполненного по любому из его вариантов обеспечивает повышение эксплуатационных качеств крепежа путем повышения удобства использования при достижении его конструкцией экономии материала и обеспечении высокой надежности и долговечности.