УСТРОЙСТВО, ПРЕДОХРАНЯЮЩЕЕ ОТ СКОЛЬЖЕНИЯ, ДЛЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ КОЛЕС

Область техники
Техническое решение относится к области устройств, предохраняющих от скольжения, а именно, устройств, предохраняющих от скольжения, для автомобильных шин.
Известный уровень техники
Усилия по улучшению сцепления автомобильных колес в жестких условиях зимы или бездорожья с использованием различных цепей, шипов, протекторов, и т.п., предпринимаются давно. Например, в патенте США 768495, 1904 г. показано применение устанавливаемых вручную цепей с этой целью. Меняемые на ходу цепи, известные из патента США 1150148, 1913 г., по существу производятся до сегодняшнего дня в соответствии с указанием OnSpot. Они в основном используются для грузовых, аварийно-спасательных и ремонтных автомобилей.
Также хорошо известны устройства, предохраняющие от скольжения, устанавливаемые на шину автомобиля и, если необходимо, активируемые, т.е. входящие в рабочее положение. Таковыми являются пневматические системы, описанные, например, в документе WO 0172533, ЕР 0930980, WO 2004012949, или механические системы, известные, например, из документа WO 2011050218 или DE 102010011339. Данные устройства, предохраняющие от скольжения, имеют различные характеристики, они различаются по сложности, фактической применимости, надежности и затратам.
Описание сущности технического решения
Целью технического решения является создание устройства, предохраняющего от скольжения, устанавливаемого на колесо автомобиля, что дает возможность удаленного уравновешенного контроля с точки зрения эксплуатационных параметров относительно простоты, надежности, практической применимости, управляемости.
Данная цель достигается при помощи устройства, предохраняющего от скольжения, для автомобильных колес, устанавливаемое в соответствии с техническим решением на колесный диск, которое отличается тем, что оно содержит опорный элемент, устанавливаемый на колесный диск, на котором установлено несколько радиально направленных лап на шарнирах, оси поворота которых параллельны плоскости диска и перпендикулярны радиальному направлению, где каждая лапа оснащена сцепляющей поверхностью, прилегающей в рабочем положении к краевому участку шины и, в исходном положении, задвинутой к центру колеса.
В первом варианте осуществления каждая лапа установлена на опорном элементе на двух шарнирах посредством двух рычагов, с которыми лапа шарнирно соединена в двух точках, где оси шарниров предпочтительно расположены в той же плоскости, перпендикулярной оси колеса, и радиально смещены друг относительно друга, а лапа и рычаги образуют параллелограмм.
Во втором варианте осуществления каждая лапа на опорном элементе установлена на одном шарнире.
Устройство, предохраняющее от скольжения, может быть оснащено по меньшей мере одним дистанционным управляемым посредством беспроводной связи электрическим мотором на батарейках для управления расположением лап.
Также является возможным предоставить устройство, предохраняющее от скольжения, системами зарядки и диагностики, соединенными через модуль управления.
Электрический мотор может быть установлен на оси колеса.
Кольцеобразный фиксатор с боковыми ушками установлен на выходном валу электрического мотора, где количество ушек соответствует количеству лап. В исходной позиции лапы проходят дальше ушек, а когда фиксатор поворачивается, силой пружины лапы отводятся в рабочее положение.
Пружины преимущественно торсионного типа и установлены вокруг осей шарниров одного из рычагов.
Сплошной винт, зацепляемый с зубчатым сегментом, образованном на одном рычаге, может быть установлен на выходном валу электрического мотора.
Также возможно назначить каждой лапе один электрический мотор с выходным валом, соосным с одним из шарниров для установки лапы на опорном элементе.
Для того чтобы избегнуть изгиба параллелограмма в неподвижном центре, один предварительно напряженный относительно лапы эластичный элемент должен быть прикреплен к рычагу.
Для обеспечения правильного функционирования внутренние рычаги с определенными геометрическими пропорциями могут иметь длину, отличающиеся от длины внешних рычагов.
Описание графических материалов
Примеры вариантов осуществления устройства, предохраняющего от скольжения, для автомобильных шин, в соответствии с техническими решениями изображены на сопутствующих графических материалов, где на фиг.1 изображено устройство, предохраняющее от скольжения, установленное на колесе, на фиг.2 изображено то же устройство в рабочем положении, на фиг.3 изображен второй вариант осуществления устройств, предохраняющих от скольжения, установленных на колесе, на фиг.4 изображено устройство, изображенное на фиг.3, в рабочем положении, на фиг.5 изображен третий вариант осуществления устройств, предохраняющих от скольжения, установленных на колесе, на фиг.6 изображено устройство, изображенное на фиг.5, в рабочем положении, и на фиг.7А-7D схематически показаны несколько этапов выдвижения лапы в первом варианте осуществления в рабочее положение.
Примеры вариантов осуществления
Устройство, предохраняющее от скольжения, содержит опорный элемент , в данном случае изготовленный в виде пластины. Этот опорный элемент  установлен на диске  автомобильного колеса с внешней стороны известным способом, например, согласно патенту CZ 280219. Несколько радиально направленных лап  установлены на опорный элемент  на равном расстоянии под углом. В данном случае присутствуют четыре лапы, для ясности только одна изображена на каждой из фиг.1 и 2. Каждая лапа  поворачивается на шарнирах  посредством двух рычагов  и . Оси шарниров  параллельны плоскости диска , перпендикулярны радиальному направлению, при этом в радиальном направлении они смещены по отношению друг к другу, и в данном случае расположены в одной плоскости. Также точки шарнирного соединения лапы  с рычагами ,  находятся на расстоянии друг от друга. Внутренний рычаг , ось поворота которого ближе к оси колеса, является внутренним, а второй рычаг  является внешним. Указанное расположение образует из каждой лапы  и ее рычагов ,  параллелограмм. Лапы  снабжены на концах поверхностями  для сцепления, охватывающими в рабочем положении шину по окружности (фиг.2), а в исходном положении они отведены к центру колеса (фиг.1).
Конкретная конструкция рычагов ,  определена требованиями для надежной эксплуатации в течение срока службы устройства с учетом условий эксплуатации. Следовательно, в данном варианте осуществления внешний рычаг  выполнен двойным. Внутренний рычаг , следовательно, расположен между двумя частями внешнего рычага .
Устройство, предохраняющее от скольжения, дополнительно содержит электрический мотор  с дистанционным управлением посредством беспроводной связи на батарейках, расположенными на опорном элементе . Электрический мотор  расположен на оси колеса.
В первом варианте осуществления (фиг.1 и 2) кольцеобразный фиксатор  с радиально направленными по окружности ушками  установлен на выходном валу электрического мотора . Количество ушек  равно количеству лап , которые зафиксированы в исходном положении за этими лапами . После отправки управляющего сигнала на электрический мотор , электрический мотор поворачивает фиксатор . Это действие освобождает лапы , которые после этого перемещены в рабочее положение посредством силы торсионных пружин  (фиг.2). Пружины  расположены вокруг оси шарнира  одного из рычагов  или . В результате лапы  с поверхностями  для сцепления осуществляют движение по кривой вдоль боковой стороны шины, представленное параллелограммом. На конечном этапе этого движения поверхности  для сцепления прилегают к окружности шины, и лапы  прилегают к боковой стороне шины. Лапы  могут быть вновь установлены в рабочее положение во время езды. В данном варианте осуществления лапы  возвращены в исходное положение вручную. Лапы  при этом движутся против силы пружины , до момента захвата фиксаторами  за ушки .
Второй вариант осуществления (фиг.3 и 4) отличается от вышеупомянутого первого варианта осуществления управлением движением лап . Движение лап , как из исходного положения в рабочее, так и из рабочего положения в исходное положение, полностью обеспечивается электрическим мотором . Электрический мотор , следовательно, в данном случае является более мощным, и целесообразно предусмотреть блок перезаряжаемых батарей. Сплошной винт , зацепляемый с зубчатым сегментом , образованным как часть одного из рычагов  или , установлен на выходной вал электрического мотора . Движение лап  управляется посредством электрических сигналов, выдаваемых электрическим мотором  посредством беспроводной связи. В данном варианте осуществления целесообразно прикрепить пружину (не изображена), смещенную относительно лапы , к внутреннему рычагу  для предотвращения изгиба параллелограмма в неподвижных центрах, где рычаги  и  направлены параллельно.
Длина рычагов  и  и расположение их осей поворота определяется геометрическими соотношениями колеса, диска и шины. Длина внутреннего рычага  может отличаться от длины внешнего рычага . В результате всегда достигается оптимальное прилегание поверхностей  для сцепления к окружности шины, и лап  к боковой поверхности шины.
Для движения параллелограмма могут использоваться системы управления, отличные от описанной электрической системы, например пневматическая система.
На фиг.7А-7D схематически изображено несколько положений параллелограмма. На фиг.7В и 7C лапы  с поверхностями  для сцепления обходят сторону непоказанной шины, на фиг.7D поверхности  для сцепления охватывают шину по окружности (рабочее положение).
В третьем варианте осуществления (фиг.5 и 6) каждая лапа  установлена на одном шарнире . В этом случае лапы  с поверхностями  для сцепления осуществляют поворот. Данное расположение подходит для колес с низкопрофильными шинами. В данном варианте осуществления целесообразно снабдить каждую лапу  электрическим мотором . Следовательно, электрические моторы  расположены соосно с шарнирами .
Целесообразно снабдить устройства, предохраняющие от скольжения, системой диагностики, соединенной с модулем управления. Это не показано в иллюстрациях.
Из соображений безопасности целесообразно снабдить устройство покрытием - не изображено.