ЦЕПЬ ПРОТИВОСКОЛЬЖЕНИЯ С НАПРАВЛЯЮЩИМИ ЦЕПЯМИ, ОБЛАДАЮЩИМИ БОКОВОЙ УСТОЙЧИВОСТЬЮ
ANTISKID CHAIN WITH GUIDE CHAINS WITH LATERAL STABILITY

Изобретение относится к цепи противоскольжения по меньшей мере для одной шины.
Чтобы на скользком грунте, как-то: слякоть и снег, добиться достаточной силы тяги для колес, в частности, двухосных тележек, обычно используются пластинчатые ленты, как, например, изготавливаемые фирмой «Olofstors». Публикации WO-A-2011142701 и WO-A-9937525 демонстрируют такие пластинчатые ленты. Однако пластинчатые ленты имеют большой вес и не всегда обеспечивают достаточную силу тяги.
В качестве альтернативного решения в отношении пластинчатых лент из патента ФРГ DE-U-89433881 известны, например, простые цепи противоскольжения. Однако поскольку двухосные тележки могут иметь цепи только на одной колесной паре, выигрыш в силе тяги при простых цепях противоскольжения удерживается в определенных пределах. В то же время по сравнению с пластинчатыми лентами цепи противоскольжения значительно легче и проще в монтаже.
Ввиду вышеописанных известных решений в основу изобретения положена задача создания, в частности для двухосных тележек, легкого устройства противоскольжения с большой силой тяги, которое должно просто монтироваться и иметь незначительный вес.
Согласно изобретению эта задача решается с помощью цепи противоскольжения для установки по меньшей мере на одной шине, причем цепь противоскольжения содержит две боковые обладающие боковой устойчивостью направляющие цепи, которые в собранном состоянии установлены по бокам протектора шины, и провисающую беговую сетку, проходящую между обеими направляющими цепями.
Направляющие цепи согласно изобретению обладают боковой устойчивостью и потому не провисают в боковом направлении, так что цепь противоскольжения хорошо выдерживает колею, и колеса не могут выскочить из направляющей цепи. Направляющие цепи наряду с протекторами центрируют цепь противоскольжения по меньшей мере на одной шине. Одновременно положение направляющих цепей по бокам протекторов, во всяком случае, обеспечивает наличие незначительных различий в окружной скорости между направляющими цепями и беговой сеткой, так что устойчивое вращение цепи противоскольжения достигается с незначительными усилиями в беговой сетке.
Сила тяги преимущественно создается не направляющими цепями, а беговой сеткой, установленной между обеими направляющими цепями и опирающейся тем самым на протектор шин. Решение согласно изобретению ведет к устройству противоскольжения с большой силой тяги, простому в монтаже и имеющему незначительный вес. Благодаря беговой сетке цепи противоскольжения согласно изобретению в отличие от пластинчатых лент не наносят вреда дороге.
Ниже описаны другие, сами по себе предпочтительные варианты осуществления изобретения. При этом отдельные варианты осуществления комбинируются друг с другом.
Шины, используемые в лесном и сельском хозяйстве, часто имеют очень крупные грунтозацепы. Ниже у таких шин боковиной шины называют профилированную область боковой стенки. Плечо протектора шины находится на боковом конце протектора. Оно может быть дистанцировано от аксиально расположенного внутри конца боковины шины, если профиль вследствие высоты своего рисунка протектора занимает часть боковой стенки шины.
Учитывая размеры шины, исходят из шины в новом состоянии, накачанной до соответствующего предписанного заводского рабочего давления, или из надлежащей степени износа. Шины, используемые в лесном и сельском хозяйстве, стандартизированы по своим размерам. Цепи противоскольжения рассчитаны на определенные размеры шин.
Согласно одному из вариантов осуществления предпочтительно, чтобы во время эксплуатации цепи противоскольжения между шинами, или колесами, и грунтом располагалась исключительно беговая сетка. Благодаря этой мере предотвращается преждевременный износ направляющих цепей, поскольку они не располагаются в области протектора между транспортным средством и грунтом.
Чтобы помешать тому, чтобы беговая сетка, в частности, при вращении цепи противоскольжения чрезмерно натягивалась между двумя колесами транспортного средства, расположенными друг за другом с неизменным интервалом, согласно другому предпочтительному варианту осуществления беговая сетка может иметь в тангенциальном направлении ведущие участки, соединенные с остальной беговой сеткой исключительно направляющими цепями. Таким образом, последовательно расположенные в тангенциальном направлении ведущие участки образуют независимые друг от друга сегменты тяги, которые через беговую сетку в тангенциальном направлении не могут передавать дальше никаких сил. Дальнейшая передача таких сил, как и удержание цепи противоскольжения, в этом варианте осуществления происходит исключительно через направляющие цепи. Поскольку направляющие цепи предпочтительно не располагаются на протекторе, они сохраняют некоторую подвижность в тангенциальном направлении и могут компенсировать натяжения и смещения в беговой сетке.
Кроме того, беговая сетка может иметь ведущие участки, проходящие предпочтительно в боковом направлении, от одной направляющей цепи к другой, в частности, непрерывно. Ведущие участки могут содержать цепные ветви или состоять из них. Цепные ветви могут состоять из единообразно или различно выполненных цепных звеньев, например из цепных звеньев из круглой или профильной стали или из комбинаций колец и перемычек.
Особенно простой вариант осуществления цепи противоскольжения может предусматривать, чтобы ведущие участки были ведущими ветвями, т.е. имели цепные ветви, непрерывно проходящие от ведущей цепи к ведущей цепи. Однако ведущие участки могут состоять также из цепных ветвей, проходящих в боковом направлении х, или кольцеобразно.
Чтобы цепь противоскольжения обладала высокой боковой устойчивостью, беговая сетка может иметь по меньшей мере одну колейную кромку, проходящую в тангенциальном направлении. Колейные кромки, в частности, образованы радиально снаружи расположенными участками беговой сетки, вдавливающимися во время эксплуатации в грунт. Благодаря своей направленности колейные кромки препятствуют боковому соскальзыванию шины.
Если ведущий участок содержит несколько ведущих ветвей, то они могут быть соединены друг с другом колейным участком или несколькими колейными участками. Колейные кромки могут быть образованы на любых элементах беговой сетки, однако, в частности, на колейных участках. Колейными участками могут быть элементы, проходящие в тангенциальном направлении, например цепные звенья беговой сетки. Колейные кромки или колейные участки может иметь даже ведущий участок, содержащий только одну цепную ветвь.
Чтобы по мере возможности предохранить беговую сетку от воздействия сил, действующих в тангенциальном направлении, согласно очередному варианту осуществления может быть предусмотрено, чтобы ведущие участки в тангенциальном направлении не проходили далее длины площади контакта шины в тангенциальном направлении.
Структурная прочность цепи противоскольжения обеспечена предпочтительно за счет направляющих цепей. Направляющие цепи, в частности, удерживают беговую сетку.
Направляющие цепи могут быть выполнены в виде шарнирных цепей, в частности пластинчатых цепей и/или вилкообразных пластинчатых цепей. Преимущество этого варианта осуществления состоит в том, что пластинчатые цепи обладают высокой боковой устойчивостью в отсутствие особых конструктивных мер. Кроме того, пластинчатые цепи узки, так что в боковом направлении им не требуется много места на шине. Поэтому они хорошо адаптированы также к стесненным условиям монтажа, когда между боковой стенкой шины и колесной нишей транспортного средства мало места.
Беговая сетка и/или направляющие цепи предпочтительно изготовлены из металлического материала. Металлический материал, в частности железо или сталь, не только износо- и коррозионно-устойчив, но и непосредственно на месте прост в ремонте, например, с помощью сварки.
Кроме того, предпочтительно, чтобы направляющие цепи имели шарнирные узлы, расположенные в радиальном направлении по меньшей мере на уровне наружного конца боковин шины. Шарнирные узлы должны располагаться в пределах радиуса середины шины, в противном случае направляющие цепи слишком сильно вдавливаются в грунт. Предпочтительно шарнирные узлы располагаются примерно на уровне плеча протектора шины или несколько ниже. При этом положении шарнирных узлов в случае набегания беговой сетки на протектор шин между беговой сеткой и шарнирными узлами или направляющими цепями появляются лишь незначительные различия в скорости и, следовательно, лишь незначительные силы в тангенциальном направлении в беговой сетке.
Очередной предпочтительный вариант осуществления предусматривает, чтобы по меньшей мере одна направляющая цепь, предпочтительно обе направляющие цепи, по меньшей мере в одном радиальном направлении были самонесущими. Это означает, что направляющие цепи провисают лишь до определенного отклонения и, следовательно, не могут проседать, например, под действием силы тяжести. Таким образом, направляющие цепи, в частности, могут обладать боковой устойчивостью в одном направлении, в частности в боковом направлении, и тем самым быть почти неподвижными в этом направлении. В радиальном направлении, в котором эта боковая устойчивость отсутствует, направляющие цепи могут быть самонесущими и тем самым лишь ограниченно провисающими. Цепь противоскольжения, если она является самонесущей, в частности, под действием силы тяжести может обретать собственную устойчивую форму в виде по меньшей мере дуги окружности в плоскости, проходящей перпендикулярно осям колес. Направляющие цепи предпочтительно образуют несущий каркас цепи противоскольжения, на котором подвешена беговая сетка. Собственная устойчивость или самонесущее свойство проще всего реализуется в шарнирной цепи, являющейся подвижной лишь в одном измерении.
Направляющие цепи под действием собственного веса могут обретать самонесущий радиус, предпочтительно по меньшей мере равный по величине диаметру наружного конца боковин шин с учетом сжатия шин на площади контакта шины. В результате цепь противоскольжения в собранном состоянии является самонесущей. Беговая сетка не должна воспринимать никаких боковых действующих сил для натяжения направляющих цепей и препятствования их проседанию. Самонесущим радиусом является радиус, который имеют направляющие цепи, в частности их шарнирные узлы, если они являются самонесущими.
Согласно очередному предпочтительному варианту самонесущий радиус, предпочтительно измеренный на наружных кромках направляющих цепей, по величине может быть максимум равным радиусу шин в середине шины без учета сжатия на площади контакта шины. Этот размер является верхним пределом самонесущего радиуса постольку, поскольку в противном случае направляющие цепи вдавливаются в грунт слишком сильно. Предпочтительно самонесущий радиус соответствует радиусу плеча протектора шины в ненагруженном состоянии шин.
Направляющая цепь, самонесущая в радиальном направлении, может конструктивно простым способом создаваться за счет того, что предусмотрены опорные элементы, о которые ударяются соседние звенья направляющей цепи при откидывании по меньшей мере в одном направлении на максимальный угол между одноименными осями шарнирно сочлененных частей. Если максимальный угол между одноименными осями шарнирно сочлененных частей в таком предпочтительном варианте достигнут, дальнейшее откидывание больше невозможно. В этом случае звенья направляющей цепи опираются друг на друга через опорные элементы. Направляющая цепь в этом варианте провисает лишь до тех пор, пока соседние звенья опрокинуты относительно друг друга не более чем на максимальный угол между одноименными осями шарнирно сочлененных частей.
Опорные элементы могут быть выполнены в виде выступающих сбоку или аксиально плеч или перемычек с радиально кнаружи и/или вовнутрь обращенными упорными поверхностями. Опорные элементы могут быть предусмотрены лишь у каждого второго звена направляющей цепи.
Если направляющие цепи образованы вилкообразными пластичными или пластичными цепями, опорный элемент пластины может поддерживать соседнюю пластину.
Чтобы не нарушать подвижность цепей, опорные элементы предпочтительно находятся со стороны направляющей цепи, противоположной беговой сетке. В случае вилкообразных пластинчатых цепей опорные элементы могут находиться с обеих сторон направляющей цепи, так что оба колена опираются на одну вилкообразную пластину.
Опорные элементы препятствуют проседанию направляющей цепи и удерживают ее натянутой в самонесущем диаметре. Максимальный угол между одноименными осями шарнирно сочлененных частей двух следующих друг за другом звеньев направляющей цепи может составлять в радиальном направлении вовнутрь 10-20°, в частности около 15°.
Кроме того, направляющая цепь может быть снабжена звеньями, содержащими направляющие элементы, радиально выступающие наружу. Направляющие элементы предпочтительно содержат направляющие поверхности, нормали которых направлены к середине шины. Каждое второе звено направляющей цепи может быть снабжено таким направляющим элементом. Направляющие поверхности служат для выравнивания цепи противоскольжения на шинах и удержания шин между направляющими цепями. Направляющие поверхности могут выступать, например, с радиально наружного конца боковин или с плеча протектора шины в радиальном направлении вовнутрь. Во время эксплуатации направляющие поверхности предпочтительно прилегают к боковинам и/или к плечу протектора шины.
Звенья направляющей цепи, имеющие направляющие поверхности, предпочтительно находятся со стороны направляющей цепи, обращенной к беговой сетке, в то время как звенья, расположенные между ними, предпочтительно расположены снаружи со стороны направляющей цепи, противоположной беговой сетке. В результате этого мероприятия направляющая цепь обретает подвижность, поскольку наружные звенья цепи могут двигаться, не натирая шины.
В одном из усовершенствованных предпочтительных вариантов осуществления направляющие поверхности могут быть образованы в пластинах, продолженных в радиальном направлении, если в качестве направляющих цепей используются шарнирные цепи, в частности пластинчатые цепи.
Шарнирные узлы, в которых звенья цепи установлены с возможностью поворота относительно друг друга, согласно очередному предпочтительному варианту осуществления могут быть образованы цепными звеньями за одно целое. Это может быть реализовано простым способом с помощью литых цепных звеньев. Шарнирные узлы могут быть образованы как шарнирные удлинители, например, в виде усеченных конусов.
При использовании вилкообразных пластин шарнирные узлы могут быть сформированы лишь на каждом втором звене цепи. При этом вилкообразные пластины могут быть изготовлены из двух или более частей, приставленных к обоим шарнирным узлам, сформированным по обе стороны цепного звена, и лишь затем соединенных в одну вилкообразную пластину. Направляющие поверхности могут иметь наклон относительно плоскости, проходящей перпендикулярно осям колес или параллельно тангенциальному направлению, причем направляющие поверхности, противолежащие друг другу в боковом направлении напрямую или наискось, образуют входной скос шины, расширяющийся вовнутрь в радиальном направлении. Скошенная форма направляющих поверхностей ведет к уменьшению нагрузки на боковую стенку шины при набегании цепи противоскольжения на шину.
Направляющие элементы, их направляющие поверхности и беговая сетка образуют открытый вовнутрь в радиальном направлении канал приема шины, в котором шина направляется с трех сторон. Канал приема шины в радиальном направлении вовнутрь может быть расширен с боков, так чтобы шины входили легче.
Беговая сетка может быть приделана, в частности приварена, в узлах крепления на направляющих сетях.
Крепежные узлы согласно одному из вариантов осуществления расположены радиально за пределами шарнирных узлов. Чтобы предотвратить запутывание беговой сетки в профиле шины, предпочтительно, чтобы крепежные узлы по меньшей мере находились за пределами площади контакта шины по меньшей мере на уровне плеча протектора шины или располагались в радиусе, по меньшей мере соответствующем радиусу плеча протектора шины в области площади контакта шины. Однако еще предпочтительнее, чтобы крепежные узлы располагались радиально на уровне шарнирных узлов, так чтобы шарнирные и крепежные узлы, а в крепежных узлах по меньшей мере боковая кромка беговой сетки вращались с одинаковой скоростью вращения.
В частности, при слабом грунте площади прилегания, предоставляемой шинами, иногда недостаточно для предотвращения проседания. Равным образом в случае рыхлых почв следует избегать чрезмерного уплотнения почвы транспортными средствами. Обе проблемы могут быть решены, если цепь противоскольжения предоставит дополнительную контурную площадь контакта. Поэтому один из усовершенствованных вариантов осуществления изобретения предусматривает, чтобы направляющие цепи были снабжены пластинчатой контурной площадью контакта, проходящей параллельно тангенциальному направлению.
Контурная площадь контакта предпочтительно проходит от беговой сетки кнаружи. Контурные площади контакта звеньев направляющих цепей увеличивают общую контурную площадь контакта транспортного средства, так что давление, производимое транспортным средством на грунт, падает. Это ведет к уменьшению уплотнения почвы, а также к уменьшению проседания цепи противоскольжения. Контурные площади контакта могут быть образованы на звеньях цепи, на которых находятся также направляющие элементы. Таким образом, пластины, образующие направляющие элементы, могут быть просто продолжены на контурных площадях контакта.
Контурная площадь контакта, если используется, например, шарнирная, или пластинчатая, цепь, может быть просто образована угловыми пластинами. Угловые пластины, если смотреть в тангенциальном направлении, имеют поперечное сечение в форме угла.
Контурные площади контакта направляющей цепи находятся согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления в радиальном направлении по меньшей мере на уровне плеч протектора шины. Если контурные площади контакта находятся примерно на уровне радиального наружного конца боковин шины, то контурные площади контакта опираются на грунт только в том случае, если шины уже несколько подсели. При твердом грунте контурная площадь контакта остается неиспользованной и изнашивается меньше. Чем больше контурные площади контакта сдвигаются радиально кнаружи, тем чаще они вступают в контакт с грунтом. Во избежание того, чтобы контурные площади контакта вступали в контакт с грунтом постоянно, им в радиальном направлении не следует располагаться по ту сторону от середины шины.
Контурные площади контакта в радиальном направлении предпочтительно находятся по ту сторону шарнирных узлов. Одновременно они служат защитой шарнирных узлов.
Шарнирные узлы в качестве крепежных средств и/или осей могут содержать винты или болты с резьбой, в частности, со стандартизованными головками, так что никакой необходимости в специальных инструментах для демонтажа направляющих цепей нет.
Правильное направление шин в устройстве противоскольжения достигается тогда, когда беговая сетка ограничивает интервал между направляющими цепями по меньшей мере до ширины шины на участке контурной площади контакта шины.
Беговая сетка предпочтительно крепится на тех звеньях направляющей цепи, на которых находятся направляющие поверхности. Таким образом, направляющие элементы также могут использоваться для закрепления беговой сетки.
Цепь противоскольжения в одном из вышеприведенных вариантов осуществления приспособлена, в частности, для двух колес, установленных с изменяемым интервалом, что имеет место, например, в случае двухосной тележки. При таком устройстве необходимо особенно следить за тем, чтобы шарнирные узлы, или направляющая цепь, и беговая сетка вращались с одинаковой окружной скоростью.
Наконец, изобретение относится к транспортному средству с двумя последовательно установленными с неизменным интервалом колесами с шинами, как, например, у двухосной тележки, с цепью противоскольжения в одном из вышеприведенных вариантов осуществления.
Ниже изобретение более подробно поясняется на примере различных вариантов его осуществления со ссылкой на чертежи. В соответствии с вышеприведенными вариантами осуществления отдельные признаки различных вариантов осуществления могут произвольно комбинироваться друг с другом, если в определенных приложениях дело не доходит до преимущества, связанного с каким-либо признаком.
В приложенных чертежах в отношении формы и/или функции аналогичных элементов для простоты постоянно используются те же позиции. При этом
фиг. 1 изображает фрагментарно вид сверху цепи противоскольжения согласно изобретению в натянутом состоянии;
фиг. 2 - схематически вид сбоку при направлении взгляда по стрелке II на фиг. 1;
фиг. 3 - схематически вид сбоку детали цепи противоскольжения при направлении взгляда по стрелке II на фиг. 1;
фиг. 4 - схематически вид разреза другой формы исполнения цепи противоскольжения согласно изобретению в направлении стрелки IV на фиг. 2;
фиг. 5 - схематически вид разреза очередной формы исполнения цепи противоскольжения согласно изобретению в направлении стрелки IV на фиг. 2;
фиг. 6 - схематически вид сбоку очередной формы исполнения направляющей цепи для цепи противоскольжения согласно изобретению;
фиг. 7 - схематически вид цепного звена 7 в направлении VII взгляда на фиг. 6 в перспективе;
фиг. 8 - вид сбоку звена цепи в направлении VIII взгляда на фиг. 6.
На фиг. 1 изображена цепь 1 противоскольжения в виде сверху на схематически изображенные шину 2 и грунт 3.
Шины 2 натянуты на колеса (на фиг. 1 не показаны), которые установлены на (не показанном) транспортном средстве с неизменным интервалом. Таким образом, интервал между колесными осями независимо от отклонения колес все время остается постоянным. Это имеет место, например, в случае двухосной тележки, используемой в транспортных средствах для лесного и сельского хозяйства.
Цепь 1 противоскольжения содержит две боковые направляющие цепи 4, предпочтительно выполненные идентичными. Направляющие цепи проходят, по существу, параллельно друг другу в тангенциальном направлении 5, причем они образуют две рядом расположенные в боковом направлении замкнутые цепные петли. Тангенциальное направление 5 повторяет форму направляющих цепей и идентично их продольному направлению.
Направляющие цепи 4, в частности, являются шарнирными. Как показано на фиг. 1, направляющие цепи 4, в частности, могут быть образованы пластинчатой цепью с пластинами 7, 8, соединенными друг с другом в шарнирных узлах 9. Боковина шины образует профилированную часть боковых стенок шины. На плече 11 протектора шины протектор 12 шины 2 переходит в боковую стенку. Протектор 12 шин у транспортных средств для лесного и сельского хозяйства в большинстве случаев имеет очень крупные грунтозацепы. Поэтому радиально между наружным концом боковины 10 шины и плечом 12 протектора шины профиль часто проходит до не профилированной боковой стенки шины. Направляющие цепи 4, как показано на фиг. 1, находятся сбоку протектора, предпочтительно на уровне боковин 10 шин.
Направляющие цепи 4, или шарнирные узлы 9, находятся в радиальном направлении боковины 11 шины примерно на уровне плеча протектора 11 шины или примерно несколько ниже его, однако в пределах радиуса середины 13 шины, который часто больше радиуса плеча протектора шины. Направляющие цепи 4 располагаются на шине сбоку, предпочтительно в ненатянутом состоянии.
Между обеими направляющими цепями 4 в боковом направлении 6 проходит провисающая беговая сетка 14, которая во время эксплуатации располагается между протектором 12 и грунтом 3. Для минимально возможного износа направляющих цепей 4 между шиной 2 и грунтом 4 предпочтительно находится исключительно беговая сетка 14.
Беговая сетка 14 содержит цепные ветви 15 или она состоит из таких цепных ветвей и предпочтительно разделяется в тангенциальном направлении 5 на ведущие участки 16. Ведущие участки 16 в тангенциальном направлении 5 являются независимыми друг от друга, поскольку они соединены друг с другом только направляющими цепями 4. Таким образом, беговая сетка 14 может передавать силу, действующую в тангенциальном направлении 5, только в пределах одного ведущего участка 16. Сила, действующая в тангенциальном направлении, не передается соседним ведущим участкам 16 через беговую сетку 14, так что беговая сетка во время эксплуатации может легче подгоняться и набегать на шины без перекоса.
Ведущие участки 16 предпочтительно проходят от одной направляющей цепи 4 к другой противолежащей направляющей цепи 4 непрерывно. Они могут быть образованы из одной или нескольких ведущих ветвей 17, в простейшем случае из одной единственной ведущей ветви 17. При этом ведущей ветвью называется цепная ветвь, предпочтительно непрерывно проходящая от одной направляющей цепи 4 к другой поперек тангенциального направления, которая, однако, не должна состоять из однотипных звеньев 18 цепи.
Только в качестве примера ведущий участок на фиг. 1 состоит из двух параллельных ведущих ветвей 17, соединенных в х-образную конфигурацию. Возможны также и другие, например кольцеобразные, конфигурации.
Ведущие участки 16 могут содержать по меньшей мере один колейный элемент 19, проходящий в тангенциальном направлении, или по меньшей мере одну проходящую в тангенциальном направлении колейную кромку 20, сцепляющуюся с грунтом 3. Колейные элементы 19 могут быть образованы цепными звеньями, проходящими по протектору 12 шины в тангенциальном направлении. Колейные кромки 20 могут быть образованы на любых цепных звеньях 18, в частности на колейных элементах. Колейные элементы 19, или колейные кромки 20, повышают боковую устойчивость цепи 1 противоскольжения.
В специальном исполнении на фиг. 1 предусмотрены две колейные кромки 20 по обе стороны от середины 13 шины. Колейные элементы 19, образующие, по существу, прямоугольный подучасток 22, подвешены по меньшей мере на одном кольцевом звене 21.
Кроме того, направляющие цепи 4 содержат поддерживающие элементы 23, на которых закреплена беговая сетка 14. Поддерживающие элементы 23 могут быть выполнены пластичными и выступать в радиальном направлении наружу относительно шарнирных узлов 9.
На фиг. 2 изображен вид на фиг. 1 по стрелке II. Стрелка 1 на фиг. 2 показывает направление взгляда на фиг. 1.
Цепь 1 противоскольжения на фиг. 2 показана только штрихпунктирными линиями, причем штрихпунктирная линия с двумя точками обозначает положение беговой сетки 14 в области середины шины, а штрихпунктирная линия с тремя точками - прохождение направляющих цепей 4, в частности шарнирных узлов 9 направляющих цепей 4.
Положение плеч 11 протектора шины обозначено штриховой линией, радиальный наружный конец боковин шины обозначен простой штрихпунктирной линией. В области площади 27 контакта шины последняя сжата, так что дело доходит до сплющивания, проходящего в тангенциальном направлении 5 на длину 28. Ведущие участки 16 предпочтительно проходят в тангенциальном направлении максимум на длину 28 площади 27 контакта шины, так что силы, создаваемые при прохождении площади контакта шины, в беговой сетке в тангенциальном направлении действуют лишь на ограниченном участке.
Кроме того, как видно на фиг. 2, направляющие цепи 4, или их шарнирные узлы 9, располагаются в радиальном положении 29, расположенном по меньшей мере за пределами площади 27 контакта шины за пределами радиального положения 29′ наружных концов боковин шины в области радиального положения 30 плеча 11 протектора шины и примерно в пределах радиального положения 31 середины 13 шины. Крепежные узлы 24 находятся в радиальной области 32, проходящей от радиального положения 29 шарнирных узлов до радиального положения 32 середины шины. Крепежные узлы 24 предпочтительно расположены на большем диаметре, чем шарнирные узлы 9, по меньшей мере на уровне 20 плеча 11 протектора шины.
В крепежных узлах 24 беговая сетка 14 соединена, например сварена, с направляющими цепями 4. Крепежные узлы 24, в которых беговая сетка 14 закреплена на направляющих цепях 4, находятся по меньшей мере за пределами площади 27 контакта шины, предпочтительно в радиальном направлении соответствующего плеча протектора шины. Крепежные узлы 24 не должны располагаться за пределами радиуса середины 13 шины. В боковом направлении 6 поддерживающие элементы 23, или крепежные узлы 24, могут дистанцироваться от шины 2 по меньшей мере за пределы области контурной площади контакта шины. Это предотвращает преждевременный износ шин и направляющих цепей и оставляет достаточно места для сжатия шины в области контурной площади контакта шины, по которой шина 2 прилегает к грунту 3.
Относительное положение направляющих цепей 4 и плеча 11 протектора шины изменяется при нагруженной шине в результате сжатия на контурной площади контакта шины, в частности, когда направляющие цепи 4 располагаются на грунте 3: во время эксплуатации центр части окружности, образованной направляющими цепями 4, смещается относительно центра колеса вверх, поскольку грунт отжимает направляющие цепи кверху. Когда колеса двигаются, центры направляющих цепей смещены против направления движения транспортного средства и назад относительно этих центров. Вследствие различия центров направляющих цепей и шин здесь сопоставлены друг с другом только радиальные положения, а не радиусы.
Беговая сетка 14 в боковом направлении 6 предпочтительно не натянута и провисает с верхней стороны в области 33 между шинами 2. На грунте 3 она между шинами в большинстве случаев несколько отжимается кверху, как это схематически показано на фиг. 2. Вследствие большей подвижности беговой сетки 14 относительно направляющих цепей траектории движения направляющей цепи 4 и беговой сетки 14 при их вращении вокруг обеих шин 2 и расположенной между ними области 33 отклоняются друг от друга. Отклоняющиеся траектории движения повторяют различные радиальные положения, так что направляющие цепи 4 и беговая сетка 14, а также различные части беговой сетки имеют разные окружные скорости. Радиальные положения шарнирных узлов 9 и крепежных узлов 24 должны располагаться как можно ближе друг к другу, так чтобы различия в окружных скоростях были как можно меньшими и не приводили к чрезмерной нагрузке на беговую сетку.
На фиг. 3 изображен фрагмент направляющей цепи 4 с частичным разрезом в виде по стрелке II на фиг. 1. Только в качестве примера направляющая цепь изображена в виде пластинчатой цепи. Выражение «пластина» в дальнейшем используется вместо цепного звена. Таким образом, вместо пластин 7, 8, изображенных на фиг. 3, используются также цепные звенья другой формы, пластины 8, например, могут быть образованы вилкообразными пластинами.
Как показано на фиг. 3, отдельные пластины 7, предпочтительно каждая вторая пластина, снабжены направляющими элементами 34, которые могут проходить в радиальном направлении 35 вовнутрь и, в частности, могут быть выполнены пластинчатыми. Направляющие элементы 34 предпочтительно располагаются направляющими поверхностями 34′ на боковинах 10 шин (см. фиг. 1, 2). Направляющие элементы 34 обеих направляющих цепей 4 в боковом направлении 6 могут соответственно располагаться относительно друг друга напрямую или наискось. Они служат для того, чтобы шины при набегании цепи 1 противоскольжения центрировались между направляющими цепями 4 автоматически. Для упрощения набегания и центрирования шины направляющие поверхности 34′ могут располагаться под углом к радиальному направлению 35, причем интервал между противолежащими направляющими поверхностями 34′ в радиальном направлении вовнутрь увеличивается.
Кроме того, на фиг. 3 показано, что направляющая цепь обладает боковой устойчивостью и является самонесущей. Боковая стабильность ведет к тому, что направляющая цепь 4 не провисает в боковом направлении 6, а звенья направляющей цепи, во всяком случае, прежде чем столкнуться друг с другом, смещаются относительно друг друга на небольшую величину. Боковая устойчивость при пластинчатой цепи достигается, например, за счет того, что пластины 7, 8 в боковом направлении 6 перекрываются в области 36, изображенной на фиг. 3 заштрихованной. В боковом направлении в шарнирных узлах 9 может иметь место небольшой люфт, так что направляющая цепь 4 в этом направлении является несколько податливой. Если пластины 7, 8 в области 36 перекрытия сталкиваются друг с другом, направляющая цепь 4 блокируется. Боковая устойчивость направляющих цепей 4 обеспечивает устойчивость формы всей цепи 1 противоскольжения.
Кроме того, направляющая цепь 4 является по меньшей мере в радиальном направлении 35 самонесущей. Это означает, что она в плоскости, расположенной перпендикулярно тангенциальному направлению, также не провисает полностью и, в частности, по меньшей мере в направлении 38 поворота пластин 7, 8 не проседает под действием силы 37 тяжести, а обретает самонесущий радиус 39. Самонесущий радиус 39 определяется радиальным положением шарнирных узлов.
Самонесущее свойство направляющей цепи достигается за счет того, что в одном направлении 38 поворота имеется образованный, например, в виде упора опорный элемент 40, ограничивающий взаимную подвижность пластин 7, 8 вокруг шарнирных узлов 9. Опорный элемент 40 может быть образован выступающим в боковом направлении уступом, например, в виде радиально вовнутрь или кнаружи обращенного плеча или соответствующей перемычки.
Самонесущий радиус 39 предпочтительно равен по величине радиусу 41 (фиг. 2) боковины шины на площади 28 контакта шины. Таким образом, самонесущий радиус 39 предпочтительно рассчитан таким образом, чтобы во время эксплуатации цепи 1 противоскольжения направляющие цепи 4 несли в области шин 2 себя, а также беговую сетку 14. Чтобы, однако, помешать тому, чтобы кромки 42 направляющих цепей 4, радиально расположенные снаружи, вдавливались в грунт 3, радиальные наружные кромки 42 предпочтительно проходят в радиусе, меньшем радиуса 31 (фиг. 2) середины шины, предпочтительно меньшем радиуса 41′ площади контакта шины. Радиус, на котором крепежные узлы 24 располагаются в самонесущем состоянии ведущих узлов, соответствует по меньшей мере радиусу 41′ плеча 12 протектора шины и максимум радиусу середины шины.
Соединительная линия между последовательно расположенными шарнирными узлами в самонесущем радиусе смещена соответственно на максимальный угол 43 между одноименными осями шарнирно сочлененных частей. Максимальный угол 43 между одноименными осями шарнирно сочлененных частей составляет 10-20°.
Опорный элемент 40 и пластины 8 между пластинами 7 и направляющими элементами предпочтительно располагаются со стороны направляющей цепи, противоположной беговой сетке 14.
Благодаря самонесущему радиусу 39 препятствуется тому, чтобы направляющие цепи 4 относительно протектора шин располагались на чересчур малом радиусе и чтобы между несущими цепями 4 и беговой сеткой возникала чрезмерная разница в скорости.
У пластины, изображенной на фиг. 3, поддерживающий элемент 23, на котором беговая сетка 14 закреплена на направляющих цепях, образован поддерживающим элементом 23 пластин 7, 8, выступающим в радиальном направлении кнаружи.
На фиг. 4 в направлении стрелки IV на фиг. 2 схематически изображен разрез шины 2 в области площади 27 контакта шины.
Как можно заметить, шина на площади 27 контакта шины выгибается по бокам кнаружи, так что она в этом месте расширена. Минимальный интервал 44 между направляющими цепями, определяемый шириной беговой сетки 14 в боковом направлении, рассчитан таким образом, чтобы шина 2 даже на площади 27 контакта шины могла умещаться между направляющими цепями 4, в частности между их направляющими поверхностями 34′. Таким образом, ширина приемного канала, образованного цепью 1 противоскольжения, который в боковом направлении 6 ограничен направляющими цепями 4, а в радиальном направлении снаружи - беговой сеткой 14, соответствует по меньшей мере ширине в боковом направлении шины 2 на площади 27 контакта шины.
Кроме того, на фиг. 4 видно, что канал 45 приема шины в радиальном направлении 35 вовнутрь расширяется, так что шина 2 при набегании цепи 1 противоскольжения легче центрируется автоматически. Этого можно добиться за счет того, что направляющие элементы 34 (фиг. 3) проходят под углом к осям шарнирных узлов 9.
На фиг. 5 изображена очередная форма исполнения цепи 1 противоскольжения. В этой форме исполнения контурная площадь контакта увеличена за счет цепи 1 противоскольжения. Для этого цепь 1 противоскольжения образует контурные опорные элементы 46, предпочтительно проходящие в боковом направлении 6 от шины 2 параллельно тангенциальному направлению 5. Этого добиваются, например, с помощью угловых пластин 7. Контурные опорные элементы образуют контурные площади 47 контакта, радиально обращенные кнаружи. При мягком грунте, если, например, шина 2 погружается в грунт 3, контурные опорные элементы 46 ложатся на грунт 3 и таким образом увеличивают общую контурную площадь контакта площади 27 контакта шины и цепи 1 противоскольжения.
Контурные опорные элементы 46, в частности, могут быть выполнены пластинчатыми и занимать радиальное положение, как это описано выше в связи с радиальными наружными кромками 42 на фиг. 3. Они располагаются в радиальном положении, которое может проходить от положения плеча протектора шины на площади контакта шины, т.е. на уровне радиуса 41, до радиального положения 31 середины 14 шины. Чем дальше кнаружи располагаются контурные площади 47 контакта, тем скорее они вступают в контакт с грунтом.
На фиг. 6 схематически изображен вид сбоку очередной формы исполнения направляющий цепи 4. В этой форме исполнения крепежные узлы 24 находятся между шарнирными узлами 9. Благодаря этому (не показанная) беговая сетка удерживается на том же радиальном уровне, что и шарнирные узлы 9. Это ведет к особенно малым различиям в окружных скоростях беговой сетки и направляющей цепи 4.
Радиальные наружные кромки 42 в этой форме исполнения предпочтительно являются вогнутыми. Радиус 48 кривизны радиальных наружных кромок 42 может соответствовать радиусу 30 плеча 11 протектора шины.
Опорный элемент 40, как и в вышеописанном примере выполнения, также может быть выполнен в виде плеча, выступающего сбоку. Контур опорного элемента предпочтительно повторяет контур радиальной внутренней кромки 49 тех цепных звеньев 7, которые опираются на опорные элементы 40. Если, как в примере выполнения на фиг. 6, радиальные внутренние кромки 49 слегка изогнуты, предпочтительно параллельно наружным кромкам 42, то опорный элемент 40 также может иметь изгиб в тангенциальном направлении. Если направляющая цепь обретает самонесущий радиус, внутренние кромки 49 прижимаются к плечу 40 и полностью располагаются на плечах 40.
Для придания жесткости направляющей поверхности 34′ направляющий элемент 34 может иметь одно или несколько ребер 50, предпочтительно проходящих в радиальном направлении вовнутрь.
Надежная посадка цепи противоскольжения достигается тогда, когда ширина 51 направляющего элемента 34 в тангенциальном направлении 5 больше его высоты 52 в радиальном направлении 35. Радиальная ширина 51 предпочтительно больше интервала между грунтозацепами соответствующей шины, так что направляющие элементы 34 не могут сцепляться между грунтозацепами, если профиль шин проходит до боковой стенки шин.
Чтобы обеспечить постепенный контакт направляющего элемента 34 с шинами при вращении цепи противоскольжения, ширина 51 направляющего элемента 34 уменьшается по мере удаления от шарнирных узлов 9. Кромки 53, располагающиеся в тангенциальном направлении 5, в частности в радиальном направлении, все более изогнуты в тангенциальном направлении 5 и переходят по радиусу в кромку 54, радиально расположенную внутри. Радиальная внутренняя кромка 54 также может быть изогнута.
В направляющей цепи 4 в форме исполнения согласно фиг. 6 пластинчатые цепные звенья 7 без направляющих элементов 34 чередуются с такими же пластинчатыми цепными звеньями 8, снабженными направляющими элементами 34.
На фиг. 7 схематически в перспективе изображено цепное звено 7 в направлении взгляда по стрелке VIII на фиг. 6.
Цепные звенья 7 выполнены в виде вилкообразных пластин, оба конца 55 которых выполнены вилкообразными в тангенциальном направлении 5. Как показано на фиг. 7, цепные звенья 7 могут состоять из двух идентичных или зеркально выполненных сложенных пластичных тел 56. Пластинчатые тела 56 могут быть, например, сварены между собой. Само собой разумеется, цепное звено 7 может быть также выполнено за одно целое в виде отлитой детали. В случае двухчастевой формы пластинчатые тела 56 содержат центральные, цоколеобразные распорные элементы, торцевые поверхности которых могут использоваться в качестве крепежных поверхностей.
На концах 55 находится соответственно крепление 58 пластины, открытое с одной стороны в тангенциальном направлении 5, которое служит для приема цепного звена 8 и ограничено с боков коленами вилкообразных пластин.
На фиг. 8 цепное звено изображено в виде сбоку в направлении взгляда по стрелке VIII на фиг. 6.
Как видно, шарнирные узлы 9 предпочтительно выполнены за одно целое в качестве шарнирных удлинителей 59 в виде усеченных осей, выступающих в боковом направлении 6. Шарнирные удлинители имеют в плоскостях, перпендикулярных боковому направлению 6, предпочтительно кругообразное поперечное сечение и могут быть выполнены, в частности, в виде усеченного конуса. При этом диаметр шарнирных удлинителей 59 в боковом направлении с высотой 6 уменьшается. Высота 60 шарнирных удлинителей 59 в боковом направлении 6 рассчитана таким образом, чтобы она не превышала высоты плеч 40 в боковом направлении 6.
Толщина материала направляющего элемента 34 в радиальном направлении 35 может убывать по мере удаления от шарнирных узлов 9.
Как показано на фиг. 8, шарнирные узлы 9 с обеих противолежащих в боковом направлении 6 сторон цепного звена 8 установлены соответственно попарно, так что они входят в зацепление с соответствующими вилкообразными концами цепных звеньев 7 согласно фиг. 7.
Шарнирные отверстия 60 цепных звеньев 7 (см. фиг. 7) могут иметь внутренний контур, выполненный сопряженным с наружным контуром шарнирных узлов 9 или шарнирных удлинителей 59. В случае примера выполнения на фиг. 6-8 это означает, что внутренние контуры шарнирных отверстий 60 выполнены сопряженными с формой усеченного конуса шарнирных узлов 9 в виде боковой поверхности конуса и что они сужаются в боковом направлении 6 кнаружи.
В варианте осуществления на фиг. 6-8 пластинчатые тела 56 при сборке направляющей цепи 4 сначала прикладываются к обеим сторонам цепного звена 6 раздельно и шарнирные удлинители 59 вставляются в шарнирные отверстия 60. После того как это сделано с обоих концов 55 цепного звена 7, оба пластинчатых тела 56 соединяются друг с другом, например свариваются, склеиваются или свинчиваются. Таким образом, цепные звенья 7, 8 сочленены.
Само собой разумеется, от шарнирного удлинителя 59 можно также отказаться, а вместо него использовать отдельный болт. Такой болт может надежно удерживаться в направляющей цепи за счет пластичной деформации, например высадки головок.
В результате использования вилкообразных цепных звеньев 7, как показано на фиг. 8, по обе стороны предусмотрены также опорные элементы 40, так что оба вилкообразных конца цепного звена 7 могут соответственно подпираться. Это повышает несущую способность направляющей цепи 7 в самонесущем состоянии.
Цепное звено 8, или направляющий элемент 34, не должны быть выполнены симметричными. Проходящая внутри в боковом направлении 6 внутренняя сторона 61, обращенная к (не показанной) беговой сетке, для лучшего повторения наружного контура боковой стенки шины может быть вогнутой. Наружная сторона 62 направляющего элемента 34 со стороны цепного звена 8, противоположной беговой сетке, может быть вогнутой, изогнутой в направлении внутренней стороны 61. Такой изгиб в направлении шины уменьшает опасность слишком большого отступления от шины в боковом направлении 6 направляющей цепи 4, или ее направляющих элементов 34, что может повысить опасность травмирования и повреждения. Выпуклость или вогнутость предпочтительно увеличиваются в направлении радиальной внутренней кромки 54.
Хотя цепь 1 противоскольжения в примерах выполнения описана исключительно в связи с колесной парой, она может монтироваться также только на одной шине. В этом варианте продолжают действовать вышеуказанные правила расчета.
Перечень позиций
1 цепь противоскольжения
2 шина
3 грунт
4 направляющие цепи
5 тангенциальное направление
6 боковое направление
7 пластина направляющей цепи
8 пластина направляющей цепи
9 шарнирный узел направляющей цепи
10 боковина шины
11 плечо протектора шины
12 протектор шины
13 середина шины
14 беговая сетка
15 цепные ветви беговой сетки
16 ведущие участки беговой сетки
17 ведущие ветви беговой сетки
18 цепное звено
19 колейные участки беговой сетки
20 колейные кромки беговой сетки
21 кольцевое звено
22 прямоугольный подучасток
23 поддерживающие элементы
24 крепежные узлы
25 колеса
26 направление вращения
27 площадь контакта шины
28 длина площади контакта шины
29 радиальное положение направляющей цепи, или шарнирных узлов
29′ радиальное положение наружного конца боковины шины
30 радиальное положение плеча протектора шины
31 радиальное положение середины шины
32 радиальная область для положения крепежных узлов
33 область между шинами
34 направляющие элементы
34′ направляющие поверхности
35 радиальное направление
36 область перекрытия
37 плоскость натяжения направляющей цепи
38 направление поворота
39 самонесущий радиус
40 опорный элемент
41 радиус плеча протектора шины на площади контакта шины
41′ радиус площади контакта шины
42 радиальные наружные кромки
43 угол
44 интервал между направляющими цепями
45 канал приема шины
46 распорные элементы
47 контурные площади контакта
48 изгибный радиус
49 радиальная внутренняя кромка
50 ребра жесткости
51 ширина в тангенциальном направлении направляющего элемента
52 высота в радиальном направлении направляющего элемента
53 кромка, расположенная в тангенциальном направлении
54 радиальная внутренняя кромка
55 концы
56 пластинчатые тела
57 распорный элемент
58 крепление пластины
59 шарнирный удлинитель
60 шарнирные отверстия
61 внутренняя сторона направляющего элемента
62 наружная сторона направляющего элемента