Вставка колесная
WHEEL INSERT

Изобретение относится к автомобильной промышленности, в частности к конструкциям деталей колес, позволяющим эксплуатировать автомобиль с пониженным давлением в шинах, исключая риск разбортировки колеса, а так же продолжать движение после потери давления в шинах, сохраняя управление автомобилем.
Известна конструкция вставки колесной универсальной, которая содержит два металлических полукольца с опорами, соединенными между собой в кольцо с помощью стяжек, расположенных в выемке диска, при этом каждое полукольцо вставки выполнено в виде двух параллельных полос, перекрывающих друг друга по ширине, имеющих возможность фиксированного положения одной полосы относительно другой и снабженных жестко установленными на внутренних поверхностях полос опорными элементами, соединенными между собой винтом с правой и левой резьбой, причем количество опорных элементов не ограничено. (Патент РФ на полезную модель № 52585, МклB60C 17/06, публ. 10.04.2006)
Известно размещение внутри колеса упругой оболочки с камерой, меньшего размера (таэрлок). За счет большего давления в таэрлоке эта конструкция фиксирует шину к внутренним краям диска, позволяя эксплуатировать автомобиль как при пониженном давлении, так и при отсутствии давления в шинах.(патентная заявка № WO2017147482 (A1) Мкл.B60C5 / 02 ; B60C5 / 04 ; B60C5 / 10 ; B60C5 / 20, публ2017-08-31)
Это устройство имеет сложную конструкцию, трудоемко в изготовлении, сборке и монтаже, не позволяет эксплуатировать автомобиль с пониженным давлением в шинах т.к. оно не фиксирует шину к диску и не может предотвратить разбортировки колеса.
Недостатком этого решения является то, что при потере давления в таэрлоке (прокол, прострел) конструкция полностью теряет свои свойства.
Известна фиксация шины внутренним кольцом в разборном диске (патентная заявка № US2007084537(A1),Мкл.B60C1/00; B60C17/04; B60C17/06; C08K3/00; C08K5/00; C08K5/548, публ.2007-04-19)
Недостатком этого решения является трудоемкость процесса монтажа и демонтажа, и применимо только к разборным дискам, которые имеются в очень узком размерном диапазоне.
Наиболее близкой по конструкции является вставка колесная, содержащая металлические тонкостенные полосы, соединенные между собой в кольцо с помощью стяжек. Они расположены в монтажной выемке на ободе колесного диска, металлические полосы оснащены системой отверстий, причем каждая из полос имеет оболочку в виде части составного резинового кольца, внешняя часть кольца имеет в сечении прямоугольный профиль, а внутренняя часть приближенно повторяет профиль колесного диска. (Патент РФ № 2671918,МклB60C 17/04, B60C 17/06, публ. 07.11.2018 )
Недостатком этого технического решения является сложность конструкции и монтажа.
Технической задачей, решаемой предложением, является упрощение конструкции, возможность установки колесной вставки на неразборный диск, обеспечение фиксации шины к диску изнутри, повышение надежности эксплуатации колеса, упрощение монтажа, расширение области применения колесных вставок.
Для решения этой технической задачи предлагается вставка колесная, содержащая металлическую тонкостенную пружинную полосу, соединенную в кольцо и составное распорное кольцо, которое прикреплено к внутренней стороне металлической тонкостенной полосы, концы которой соединены фиксатором с управляющей площадкой, в которой выполнено отверстие с резьбой, на середине длины металлической тонкостенной полосы закреплен штифт, обращенный внутрь кольца, на свободном конце штифта выполнены наружная и внутренняя резьба, на металлической тонкостенной полосе и на распорном кольце, соответственно, выполнено отверстие, комплементарное с отверстием в управляющей площадке в закрытом положении фиксатора.
Предлагаемая вставка колесная может быть изготовлена на существующем оборудовании из известных материалов. Других технических решений аналогичного назначения с подобными существенными признаками при проведении поиска по научно-технической литературе и патентной документации заявителем не обнаружено. Предложенное техническое решение не следует явным образом из уровня техники, поэтому заявитель считает, что предложение по данной заявке соответствует критериям охраноспособности изобретения «новизна», «изобретательский уровень» и «промышленная применимость».
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых показаны неисключающие примеры выполнения предлагаемого устройства и процесса его монтажа.
На фиг.1 показано устройство с открытым фиксатором, на фиг. 2 - устройство с закрытым фиксатором, фиг. 3 - 12 поясняют процесс монтажа/демонтажа бескамерной шины с колесной вставкой на обод колеса.
А
В
С, d
На фигурах обозначены: металлическая тонкостенная пружинная полоса 1,  составное распорное кольцо 2, которое  прикреплено к внутренней стороне металлической тонкостенной полосы 1, концы металлической тонкостенной полосы 1 соединены фиксатором 3, на середине длины металлической тонкостенной полосы 1 закреплен штифт 4, обращенный внутрь распорного кольца 2, на свободном конце штифта 4 выполнены наружная и внутренняя резьба, управляющая площадка 5 фиксатора 3, отверстие 6 в площадке 5 с резьбой, колесный диск 7, шина 8, гайка 9, фиксирующий винт 10. При монтаже колесной вставки используют два одинаковых инструмента: металлический трос 11, на одном конце которого закреплен резиновый конус 12, а на другом -стержень 13 с внешней резьбой, а также прижимные ролики 14 и 15, шиномонтажного станка (не показан), На чертежах обозначены также отверстие 16,   - зоны установки штифта 4 и сверления отверстий 6,16;  – осевая линия диска 7,  - предпочтительные плоскости сверления отверстий под штифт 4 и отверстий 6,16.
На металлической тонкостенной полосе 1 и на распорном кольце, соответственно,  выполнено отверстие 16, комплементарное с отверстием 6 в управляющей площадке 5 в закрытом положении фиксатора 3. Для монтажа/демонтажа устройства используют металлический трос 11, и прижимные ролики 14 и 15 шиномонтажного станка.
Процесс монтажа колесной вставки.
C
d
d
0
Так как колесная вставка с раскрытым фиксатором 3 имеет диаметр больший, чем внешний диаметр колесного диска 7, надевают колесную вставку на колесный диск 7 и закрывают фиксатор 3. На колесной вставке размечают места для сверления отверстия под штифт 4 и для отверстий 6 и 16 под винт 10 и сверлят отверстия в колесной вставке и диске 7. Диаметр отверстия 16 должен быть несколько больше отверстия 6. Штифт 4 и винт 10 следует располагать в одной плоскости ( или ), которая может быть параллельна или совпадать с плоскостью В. Наилучший вариант, если плоскость штифта 4 и винта 10 совпадает с плоскостью  и пересечение с диском 7 в местах сверления отверстий  составляет угол 90 или близкий к нему. Благодаря большому разнообразию колесных дисков это условие может быть трудно выполнимо, поэтому можно сместить плоскость штифта 4 и винта 10 не выходя за ширину пружинной пластины1. Так же на этом этапе  определяют длину штифта 4 и винта 10. Длина выступающего за диск7 штифта4 с гайкой9 должна быть как можно меньше, что бы при вращении колеса не соприкасаться с деталями подвески. Вместо гайки8, штифт4 можно закрепить за внутреннюю резьбу винтом (не показано). Винт10 не должен выступать за управляющую площадку5, т.к., при работе колеса с пониженным давлением, выступающая часть винта10 может повредить шину8 изнутри.
Вставляют колесную вставку с раскрытым фиксатором 3 во внутреннюю полость шины 8. На шиномонтажном станке надевают один край  шины 8 на диск 7 (фиг.3). Имея доступ во внутреннюю полость шины 8, закрепляют штифт 4 на колесную вставку в просверленном отверстии под штифт 4.
Металлические тросы 11 прикрепляют к колесной вставке через просверленные отверстия в диске 7.На этапе, показанном на фиг.4, вворачивают стержни 13 инструментов в штифт 4 и в отверстие 6 на площадке 5 через отв.16 (фиг4. и фиг9). Надевают вторую часть шины 8 на диск 7 (фиг.5). Резиновыми конусами 12, расположенными на других концах металлических тросов 11, закрывают отверстия в диске 7. Накачивают шину 8 до рабочего давления, (фиг.6). Спускают воздух и, вытягивая металлический трос 11 на штифте 4, совмещают штифт 4 и отверстие в диске 7 под штифт 4 (фиг.7). Прижимным роликом 14 через шину 8, за счет упругой деформации шины 8, поджимают колесную вставку, что бы она заняла рабочее положение внутри шины 8, одновременно, вытягивая трос 11, совмещают штифт 4 с отверстием в диске 7. Снимают металлический трос 11 и фиксируют штифт 4 гайкой 9, герметизируя отверстие в диске 7, (фиг.8).
Прижимными роликами 15 через шину 8, за счет упругой деформации шины 8, поджимают противоположные части колесной вставки до рабочего положения и, вытягивая металлический трос 11, закрывают и запирают фиксатор 3.(фиг.9, 10). Выворачивают металлический трос 11 из отверстия 6. Винт 10 заворачивают в отверстие 6 на площадке 5 через отв.16, закрепляя фиксатор 3 и предотвращая его отпирание при вращении колеса, и одновременно герметизируют отверстие в диске 7.Накачивают шину и балансируют колесо.
Процесс демонтажа колеса с колесной вставкой.
Сбрасывают давление в шине 8, выворачивают винт 10 из фиксатора 3 и гайку 9 с штифта 4. Металлическим стержнем (не показан) через отверстие в диске 7 нажимают на площадку 5, отпирают и открывают фиксатор 3. При открывании фиксатора 3 крайние части распорного кольца, под действием металлической пружинной полосы 1, раздвигаются. Надавив на штифт 4 внутрь колеса, освобождают оставшуюся часть фиксирующего распорного кольца 2. Далее обычный процесс демонтажа шины.
Как видно из описания, конструкция вставки колесной позволяет устанавливать ее на любые модели колесных дисков на уже существующем оборудовании. Составное распорное кольцо 2 колесной вставки может быть изготовлено из любого прочного, упругого материала (металл, пластик, резина, т.д….)
В рабочем положении колесная вставка прижимает шину 8 изнутри к колесному диску 7, препятствуя разбортировки колеса как при пониженном давлении, так и при отсутствии давления в шине 8.
Заявителем изготовлены и успешно испытаны опытные образцы предлагаемой вставки колесной.