УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОТИВОСКОЛЬЖЕНИЯ КОЛЕС ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
AUTOMOTIVE WHEEL ANTI-SKID DEVICE

Изобретение относится к транспортным средствам с пневматическими шинами и может найти применение при движении по скользкой поверхности, например по льду, и позволяет повысить безопасность движения в сложных дорожных условиях гололеда.
Известны колеса транспортного средства, снабженные дополнительными приставками в виде гофра, на ободе которого установлен протектор на опорной поверхности со вставленными шипами. Однако такие устройства сложны в изготовлении, дороги, увеличивают вес подвижной части транспортного средства.
АНАЛОГ, патент России №1826949 A3, B60B 15/26.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство противоскольжения для эластичных шин, содержащее элементы противоскольжения в виде шипов, прикрепленных в несущей части, выполненной в виде кольца из гибкого прочного материала, расположенного в кольцевом углублении протектора по окружности шины, предохранительной оболочки кольца, диаметр которого меньше диаметра дна кольцевого углубления ненакачанной шины, шипы противоскольжения, имеющие конструктивные элементы крепления, например, в форме серьги.
ПРОТОТИП, патент России №2055750 C1, B60C 27/18.
Однако это устройство представляет сложности при сборке.
Анализ заявленного технического решения в сопоставлении с прототипом позволяет сформулировать цель предлагаемого изобретения как упрощение конструкции шипового соединения с шиной, облегчение сборки устройства для противоскольжения. Поставленная цель достигается тем, что шиповое соединение для противоскольжения состоит из одного фигурного шипа, завулканизированного в выступе узора протектора шины, и представляет собой неразъемное соединение. Удобство сборки заключается в возможности механизировать процесс сборки и разборки оснастки для вулканизации протектора шины, используя выступающий конец шипа в виде резьбы, куда можно ввернуть фигурный болт с внутренней резьбой, пропущенный через разъемные части оболочки оснастки для вулканизации шины.
Новизна устройства заключается в том, что в предлагаемом устройстве шип собирается одновременно со сборкой разборной оснастки для формования шины и вулканизацией узора протектора с помощью специального болта, в отверстие которого ввернут выступающий из шины резьбовой конец шипа.
Существенные отличия от прототипа в том, что в предлагаемом устройстве шип находится в выступающей части протектора, а не в углублении его, конструктивные элементы крепления шипа заключены в нем самом, именно: наружная форма охватываемой резиной шипа представлена из квадратного профиля в форме диска с конусной проточкой о обеих сторон. Такая форма шипа позволяет удерживаться в шине постоянно без выпадения и не проворачиваться при езде по скользкой дороге.
Сочетание взаимоположения деталей, значимость назначения, совокупность всех признаков предложенного устройства позволяет признать данную заявку изобретением.
На фиг.1 изображено устройство в плане,
на фиг.2 изображено сечение А-А на фиг.1,
на фиг.3 и 3а изображен фрагмент части шины в сборе со специальной гайкой, ввинченной в специальный болт, вставленный в оболочку оснастки для вулканизации,
на фиг.4 изображено сечение Б-Б на фиг.3а.
Устройство состоит из следующих узлов и деталей: 1 - протекторная часть шины; 2 - шип для противоскольжения, находящийся в завулканизированной шине 1; 3 - резьбовой выступ шипа 2; 4 - болт специальный; 5 - внутренняя резьба болта 4, ответная резьбе 3; 6 - оснастка для вулканизации шины 1; 7 - оснастка для литья, условно не показана; 8 - углубления на нижнем торце шипа 2; 9 - диск шипа 2, подвергающийся закалке; 10 - гайка специальная; 11 - стакан; 12 -  шпонка подныривающая; 13 - пружина цилиндрическая; 14 - болт; 15 - шпоночный паз с прямыми боками; 16 - шпоночный паз с наклонными боками на гайке 10; R - радиус сферической поверхности выступа 3, К - длина выступа 3, численное значение составляет 2÷2,5 мм, М - размер прокатного профиля шипа 2, сторона квадрата или шестигранника, численное значение зависит от размера протектора.
Резьба в выступающей части шипа 2 метрическая М4×0,5 мелкая, недорез равен 1 мм по таблице на стр.395, Справочник конструктора-машиностроителя, том 1, 1982 г., Машиностроение, Москва.
При длине выступающей части шипа, равной 2÷2,5 мм, остается место для нарезки резьбы, соответствующей 1÷1,5 мм. На этой длине умещается 2÷3 витка резьбы. Этого достаточно, чтобы удержать шип в радиальном положении на болте 4, вставленном в отверстие оснастки для вулканизации и литья 6, 7. α° - угол конуса диска 9 =15÷30°.
Сборка. Сначала собирают отдельно болт 4 со стаканом 11. Для этого вставляют гайку специальную 10 в стакан 11, вворачивают болт 4 в гайку 10, имеющую мелкую резьбу М6×0,5, затем вставляют в шпоночный паз 15 стакана шпонку подныривающую 12 с вставленной пружиной сжатия 13 так, чтобы совместить со шпоночным пазом 16 с наклонными боками на гайке 10. Выступающий конец болта 4 вставляют в отверстие оснастки 6, 7, заранее выполненной в соответствии с выступами узора протектора 1 в разброс симметрично продольной оси шины 1. Рисунок протектора для каждого вида транспортного средства разный, технология литья и вулканизации на каждом предприятии имеет свои особенности, которых стараются не раскрывать. Закрепляют стакан 11 к оснастке 6, 7 с помощью болтов 14. Болты 4 выступают во внутреннюю полость шины на 0,5 мм, поэтому можно легко нащупать концы болтов 4 рукой, с внутренней стороны наворачивают резьбовую часть 3 шипа 2 до упора. Резьба в выступающей части 3 шипа 2 равна М4×0,5. Используется для заворачивания болта 4 механизированный сборочный инструмент - гайковерт, который контактирует с шестигранной головкой болта 4. Гайковерт - покупной инструмент, он имеет определенное усилие затяжки резьбы гайки. Не факт, что он не сорвет резьбу на гайке 10 при закручивании. Поэтому выбирают методом подбора податливость пружин 13 и их количество. Когда гайковерт ввернет болт 4 до упора в гайку 10, послышится характерный звук трещетки, надо остановить процесс вворачивания. Резьба М6×0,5 на гайке 10 останется несорванной, а резьбовой выступ 3, имеющий резьбу М4×0,5, будет ввернут во внутреннюю резьбу 5 болта 4. Продольная ось шипа 2 принимает радиальное положение. Заполняют протекторную часть оснастки резиновой смесью. Подвергают действию давления на резиновую смесь. Резиновая смесь под давлением охватывает всю наружную поверхность шипа 2, проникая в углубление 8 на торце шипа 2. Воздух вытесняется из оснастки через специальные места, на чертежах не показаны. После некоторой выдержки шину 1 подвергают вулканизации. После вулканизации гайковертом отворачивают все болты 4. Из-за того что площадь поверхности диска 9 сравнительно большая, сила сопротивления отворачиванию резьбовой части 3 много меньше силы вязкости резины 1 и силы трения, то болт 4 отворачивается, оставляя шип в шине 1. Затем разбирают части оснастки и снимают шины с оборудования.
Работа предложенного устройства для противоскольжения колес транспортного средства аналогична работе устройства прототипа с той разницей, что будет меньше происходить истирание протектора. В предлагаемом устройстве увеличена площадь опорной поверхности шипа 2, выполненной в виде диска, контактирующего с вулканизированной резиной, по сравнению с прототипом.
Углубление 3 на нижнем торце шипа 2, фиг.2, заполнено резиновой смесью, увеличивая площадь сцепления с резиной, увеличивая силу сопротивления силам растяжения. Действительно, при наезде шипа 2 на скользкую поверхность дороги происходит вдавливание выступа 3 частично в дорогу, большей частью - вовнутрь резинового протектора 1, стараясь выдавить резиновую массу под нижним торцом шипа 2. Резина под нижним торцом шипа 9 растягивается. Диск 9 шипа выполнен с конусной проточкой с обеих сторон с углом α° к оси шипа, что увеличивает долговечность работы устройства в части истирания. Диск 9 имеет профиль квадратный или шестигранный, что увеличивает площадь контакта с резиной. Материал диска шипа 2 подвергнут закалке. Это обстоятельство важно для сопротивления шипа боковым изгибающим силам, возникающим в процессе эксплуатации. Чем больше размер М профиля, тем долговечнее шип работает. Величина К выступающей части шипа чем меньше, тем лучше влияет на долговечность шипа. Эксплуатационные качества устройства улучшаются при применении небольшого заглубления резьбового выступа 3 в протектор шины, уменьшить величину К менее чем на 2 мм нельзя.
Экономический эффект от применения устройства складывается из следующих положительных свойств.
1. Устройство состоит из минимального числа составляющих деталей одного типа шипов, совместно вулканизированных с резиновой смесью. На изготовление шипов 2 требуется токарный, автомат, который уменьшает стоимость изготовления. При сборке используется механизированный инструмент - гайковерт, что также уменьшает стоимость.
2. Не требуется дополнительная работа с шинами. Даже по сравнению с конструкцией устройства с двумя деталями: гильза и вставленный в него штырь, наша конструкция менее затратная, так как исключает операцию сверления шины и клепание штыря.
3. Уменьшена вероятность потери шипов из-за выпадания из гнезда, так как шипы завулканизированы совместно с резиной, образуют неразъемное соединение.
Использованная литература
1. АНАЛОГ, патент России №1826949 A3, В60В 15/26.
2. ПРОТОТИП, патент России №2055750 С1, В60С 27/18.
3. Справочник конструктора-машиностроителя, том 1, стр.395, 447. Машиностроение, Москва, 1982 г.