КРЕПЕЖ ДЛЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ КОЛЕС (ВАРИАНТЫ)

Технические решения относятся к области транспортирования, а именно к устройствам, служащим для крепления колес автотранспортных средств, исключающим 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, В60В 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, В60В 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, В60В 7/16, 10.07.2011).
Недостатками указанных технических решений является недостаточная надежность крепления, недолговечность и относительная сложность установки.
Задачей, на решение которой направлено заявляемая группа полезных моделей, является обеспечение защиты от выкручивания не специальным ключом, повышение надежности и долговечности крепежа, обеспечение правильной центровки колеса на ступице, снижение количества необратимых деформаций, распределение концентрации напряжений в момент возникновения больших крутящих моментов.
Поставленная задача решается за счет того, что в первом варианте выполнения крепеж для автомобильных колес согласно техническому решению, содержит 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 болта с торца снабжена криволинейным и/или ломанным замкнутым шлицом и по краям выполнена с фаской.
Шлиц может быть выполнен симметричным или ассиметричным.
Торец головки может быть выполнен выпуклым наружу.
Радиус кривизны выпуклого торца может превосходить суммарную величину длины болта и высоты головки.
Болт может быть выполнен из высокопрочной легированной стали, подвергнут сквозной термообработке с конечной твердостью его материала 50-54 единицы по шкале Роквелла.
Болт может быть выполнен кованным из алюминия или алюминиевого сплава.
Болт может быть выполнен из анодированного алюминия методом холодной ковки с использованием.
Для повышения коррозионной стойкости на поверхность болта может быть нанесено покрытие из никеля и/или хрома, и/или цинка, и/или олова.
Покрытие может быть выполнено, предпочтительно, трехслойным.
Коническая часть головки болта может иметь угол сужения 60°.
Округло-сужающаяся часть выполнена с радиусом закругления 12 или 14 мм.
Резьбовая часть болта может быть выполнена с наружным диаметром 12 или 14 мм и шагом резьбы 1,25 или 1,5 мм.
Поставленная задача по второму варианту выполнения устройства решается за счет того, что крепеж для автомобильных колес, согласно техническому решению, содержит гайку с глухим резьбовым отверстием, имеющую коническую и, по меньшей мере, две части, имеющие форму тела вращения, предпочтительно цилиндрические, которые разделены по длине гайки круговым замкнутым пазом со скошенными стенками, причем гайка с торца снабжена криволинейным и/или ломанным замкнутым шлицом и по краям выполнена с фаской.
Шлиц может быть выполнен симметричным или ассиметричным.
Торец гайки может быть выполнен выпуклым наружу.
Радиус кривизны выпуклого торца может превосходить высоту гайки.
Гайка может быть выполнена из высокопрочной легированной стали, подвергнута сквозной термообработке с конечной твердостью его материала 50-54 единицы по шкале Роквелла.
Гайка может быть выполнена кованной из алюминия или алюминиевого сплава.
Гайка может быть выполнена из анодированного алюминия методом холодной ковки с использованием пресса.
Для повышения коррозионной стойкости на поверхность гайки может быть нанесено покрытие из никеля и/или хрома, и/или цинка, и/или олова.
Покрытие может быть выполнено, предпочтительно, трехслойным.
Коническая часть гайки может иметь угол сужения 60°.
Округло-сужающаяся часть выполнена с радиусом закругления 12 или 14 мм.
Резьбовая часть гайки выполнена с наружным диаметром 12 или 14 мм и шагом резьбы 1,25 или 1,5 мм.
Технический результат, обеспечиваемый приведенной совокупностью признаков в обоих вариантах выполнения заявляемого устройства, заключается в повышении эксплуатационных качеств крепежа, а именно надежности и долговечности за счет предлагаемой формы головки болта или гайки, выполненной с конической или округло-сужающейся частью, обеспечивающей правильную центровку колеса на ступице, и, по меньшей мере, с двумя частями, имеющими форму тела вращения, предпочтительно, цилиндрическими, обеспечивающими защиту от выкручивания не специальным ключом, разделенными по высоте головки болта или гайки пазом, распределяющим концентрацию напряжений в момент возникновения больших крутящих моментов при закручивании откручивании крепежа за счет выполнения стенок паза скошенными, а также обеспечивающим экономию материала, кроме того, предложенная конструкция крепежа облегчает его стыковку/расстыковку с ключом, которым он закручивается или откручивается, за счет снабжения головки болта или гайки фаской, снижающей количество необратимых деформаций - сколов и выщербин на поверхности крепежа, которые могут возникнуть при расстыковке упомянутого ключа и крепежа.
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 спереди;
На фиг.2 изображен вид с торца болта, вид А на фиг.1;
На фиг.3 изображен болт в разрезе, разрез Б-Б на фиг.2;
На фиг.4 изображена гайка.
В первом варианте выполнения крепеж для автомобильных колес, содержит болт 1. Головка 2 болта 1 имеет коническую или округло-сужающуюся часть 3 и, по меньшей мере, две части 4, 5, имеющие форму тела вращения, предпочтительно, цилиндрические, которые разделены по высоте головки 2 круговым замкнутым пазом 6 со скошенными стенками. Головка 2 болта с торца 7 снабжена криволинейным и/или ломанным замкнутым шлицом 8 и по краям выполнена с фаской.
Шлиц 8 может быть выполнен симметричным или ассиметричным.
Торец 7 головки 2 может быть выполнен выпуклым наружу. Радиус R кривизны выпуклого торца 7 превосходит суммарную величину L длины болта и высоты головки.
В предпочтительном варианте выполнения болт 1 выполнен из высокопрочной легированной стали, подвергнут сквозной термообработке с конечной твердостью его материала 50-54 единицы по шкале Роквелла. Или он может быть выполнен кованным из алюминия или алюминиевого сплава. Примером такого выполнения может служить выполнение болта 1 из анодированного алюминия высочайшего качества марки 7075 методом холодной ковки с использованием пресса, предпочтительно, создающего усилие 250000 тонн.
Для повышения коррозионной стойкости на поверхность болта 1 может быть нанесено покрытие из никеля и/или хрома, и/или цинка, и/или олова. Это покрытие обычно выполняется трехслойным.
Для лучшей центровки колеса на ступице технического средства коническая часть 3 головки болта имеет угол сужения 60°, а в случае выполнения этой части округло-сужающейся - с радиусом закругления 12 или 14 мм.
Резьбовая часть болта в предпочтительном варианте выполнения изготовлена с наружным диаметром 12 или 14 мм и шагом резьбы 1,25 или 1,5 мм.
Во втором варианте выполнения крепеж для автомобильных колес, содержит гайку 9 с глухим резьбовым отверстием 10. Гайка 9 имеет коническую 3 и, по меньшей мере, две части 4,5, имеющие форму тела вращения, предпочтительно цилиндрические. Две части 4,5 разделены по длине гайки 9 круговым замкнутым пазом 6 со скошенными стенками. Гайка 9 с торца 7 снабжена криволинейным и/или ломанным замкнутым шлицом 8 и по краям выполнена с фаской.
Шлиц 8 гайки 9 может быть выполнен симметричным или ассиметричным.
1
1
Торец 7 гайки 9 выполнен выпуклым наружу. Радиус R кривизны выпуклого торца 7 превосходит высоту гайки H.
Гайка 9 в предпочтительнм варианте выполнения изготовлена из высокопрочной легированной стали и подвергнута сквозной термообработке с конечной твердостью его материала 50-54 единицы по шкале Роквелла. Или гайка 9 может быть выполнена 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 гайки 9 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 3 гайки 9 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 головка болта имеет, например, коническую часть и две части, имеющие форму тела вращения - цилиндрические, которые разделены по высоте головки круговым замкнутым пазом со скошенными стенками, а в варианте выполнения крепежа - гайки с глухим резьбовым отверстием, гайка выполнена имеющей коническую и две части, имеющие форму тела вращения, предпочтительно цилиндрические, которые разделены по длине гайки круговым замкнутым пазом со скошенными стенками.
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. «Секретки» могут быть как заводского производства, так и быть произведены кустарным способом с использованием известных способов и материалов.
Крепеж колес отечественных и многих марок зарубежных европейских автомобилей имеет метрическую резьбу: М10×1,25; М12×1,25; М12×1,5; М14×1,5. 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 М12×1.75×25 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.