Инструмент для демонтажа шин

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к области технического обслуживания колесной техники и может быть использована для оперативного ремонта покрышек и замены камер колес сельскохозяйственной и другой большегрузной техники в полевых условиях.
Уровень техники
В настоящее время на рынке имеется большое разнообразие шиномонтажных инструментов, от простых рычагов – так называемых монтировок, до технически сложных приводных устройств-стендов, обеспечивающих высокую механизацию ремонтных работ.
Недостатком стендов (см. например, патент RU 2019435, опубл. 15.09.1994 или патент RU 2007300, 15.02.1994), является их громоздкость и стационарное размещение в ремонтных мастерских, как следствие, необходимость транспортировки к ним поврежденного колеса, что требует привлечения дополнительных транспортных средств и ведет к длительным простоям техники.
Основным достоинством ручных инструментов типа монтировок (см. например, патент SU 1620335, опубл.15.01.91, патент US 5265661, опубл. 30.11.93) является их доступность, простота и возможность использования в любых условиях, для любых типоразмеров шин. Недостатком использования таких инструментов является низкая эффективность работы при больших затратах физических сил и времени, существенно возрастающих с увеличением габаритов колеса, при этом высока вероятность повреждения бортов шины в процессе  демонтажа и образования разрывов, не подлежащих ремонту.
Известны инструменты, работающие по принципу концентрического движения, и имеющие демонтажную арматуру, которая входит в зацепление между ободом колеса и бортом шины, и затем вращается вокруг центральной оси до тех пор, пока борт шины не сместиться с обода  (например, см. патент SU118374, 10.11.58 или RU 2323835, опубл. 20.07.2007). Зачастую такие инструменты приспособлены для конкретных типоразмеров шин, что ограничивает возможности их использования.
В качестве наиболее близкого аналога, по наличию признаков, сходных с существенными признаками заявляемого технического решения, принята конструкция мобильного переносного инструмента для демонтажа шин, работающего по принципу комбинированного движения, см. патент WO2010065670, МПК: B60C25/00, опубл. 10.06.2010.
Конструкция ближайшего аналога характеризуется следующими признаками, сходными с существенными признаками заявляемого устройства. Инструмент для демонтажа шин содержит два телескопически соединенных звена. На внешнем звене закреплен рабочий орган, включающий удлиненное тело и захватную часть для взаимодействия с бортом шины. На внутреннем звене смонтирован элемент упора в обод колеса. Для перемещения внутреннего звена относительно внешнего служит приводной механизм.
Этот инструмент сочетает в себе простоту и универсальность рычагов и мощность приводных инструментов, и при этом обеспечивает эффективное и бережное снятие шины с обода колеса с сохранением целостности бортов.
Комбинированное движение инструмента включает в себя линейное перемещение рабочего органа, зацепленного за борт шины, относительно неподвижной точки опоры, образованной элементом упора в обод колеса, и поворот инструмента относительно этой точки, что в совокупности приводит к снятию шины с обода колеса.
Существенным недостатком ближайшего аналога является его неприспособленность для извлечения из шины камеры, которое обычно выполняется вручную, необходимость проведения полного демонтажа (разбортовки) колеса для замены камеры. Особенно проблематичным является процесс извлечения камер из колес крупногабаритной и крупнотоннажной техники.
Предлагаемое техническое решение направлено на решение упомянутой проблемы и упрощение процесса извлечения камеры путем его механизации.
Достигаемый технический результат заключается в расширении функциональных возможностей инструмента, механизации процесса извлечения камеры из покрышки (шины), обеспечении возможности проведения замены камеры колеса без полной разбортовки.
Раскрытие сущности полезной модели
Упомянутая проблема решена благодаря усовершенствованиям конструкции инструмента для демонтажа шин, содержащего два телескопически соединенных звена: внешнее с рабочим органом, включающим удлиненное тело и захватную часть, выполненную с возможностью взаимодействия с бортом шины, и внутреннее с элементом упора в обод колеса, и приводной механизм для перемещения внутреннего звена относительно внешнего. Усовершенствования, согласно заявляемой полезной модели, заключаются в том, что рабочий орган снабжен съемной насадкой, выполненной с формой, обеспечивающей возможность установки на захватной части, и с захватом для камеры.
Благодаря оснащению рабочего органа съемной насадкой обеспечено расширение функциональных возможностей инструмента, который позволяет извлекать камеру из покрышки (шины) и при этом использует возможности силового привода. Замена камеры колеса в этом случае не требует проведения полной разбортовки.
При этом конструктивное исполнение съемной насадки обеспечивает простоту и легкость ее установки на рабочем органе, которая осуществляется без использования каких-либо дополнительных (крепежных) деталей и инструментов.
Быстроразъемное соединение насадки с рабочим органом обеспечивается посредством зацепов, образованных формой насадки, и наличия ответных элементов (поверхностей) в насадке, которая в своей установочной части частично повторяет форму захватной части рабочего органа. В этом случае соответствие контактных поверхностей насадки и захватной части рабочего органа обеспечивает плотность их прилегания и, как следствие, надежную совместную работу рабочего органа и насадки в процессе извлечения камеры.
В предпочтительном примере осуществления устройства захват образован формой насадки, а именно: широким участком по краю насадки, отвернутым, расположенным под углом, относительно сопряженного с ним участка, который в установленной насадке, примыкает к удлиненному телу рабочего органа, над захватной частью.
Такое исполнение способствует надежному захвату камеры в процессе извлечения и исключает ее повреждение о выступающие края захватной части рабочего органа, обеспечивая бережное извлечение камеры из покрышки.
В качестве приводного механизма для перемещения внутреннего звена относительно внешнего,  предпочтительно, использован механизм типа «винт-гайка», винт которого установлен на внешнем звене, а гайка – на внутреннем.
В качестве силового привода вращения винта может быть использован мускульный привод, однако более целесообразно использовать пневмопривод, в частности, пневматический пистолет, выполненный с возможностью подключения к компрессору транспортного средства.
Использование винтового механизма обусловлено простотой его исполнения и надежностью работы, предпочтительное использование пневмопривода обусловлено простотой и доступностью источников сжатого воздуха даже в полевых условиях, однако такое исполнение привода подвижного звена не исключает возможности использования других известных приводных устройств, например электрических.
Элемент упора в обод колеса может быть выполнен в виде съемного наконечника.
Для удобства использования инструмента внешнее звено снабжено рукояткой.
Предлагаемое техническое решение поясняется чертежами, на которых изображены:
на фиг. 1 – предлагаемый инструмент для демонтажа шин, общий вид;
на фиг.2 –устройство в разобранном виде с разнесенными в перспективе деталями;
на фиг. 3 – вид инструмента со снятой насадкой и полностью втянутым штоком;
на фиг. 4 - предпочтительный пример исполнения съемной насадки, изометрия;
на фиг. 5 - 6 – иллюстрирован процесс снятия первого борта шины с использованием предлагаемого инструмента;
на фиг. 7 - 8 – иллюстрирован процесс извлечения камеры посредством инструмента с установленной насадкой;
на фиг. 9 – частичный вид сбоку инструмента в процессе снятия второго борта шины.
Осуществление полезной модели
Предлагаемый инструмент относится к мобильным переносным устройствам, которые могут храниться непосредственно в транспортном средстве и использоваться в полевых условиях. При этом последнее не исключает возможности использования инструмента в мастерских и на станциях техобслуживания.
Инструмент для демонтажа шин (см. фиг. 1-2) включает два телескопически соединенных звена 1 и 2 и привод их взаимного перемещения.
Внешнее звено 1 представляет собой удлиненный трубчатый корпус (далее - корпус 1), на одном (условно нижнем) конце которого смонтирован рабочий орган, включающий удлиненное тело 2, закрепленное снаружи на корпусе 1, продольно ему,  и захватную часть 3, выполненную с возможностью взаимодействия с бортом шины.
Рабочий орган снабжен съемной насадкой 4, устанавливаемой поверх захватной части 3.
Внутреннее звено 5 представляет собой телескопически установленный в полости корпуса 1, со стороны рабочего органа 2, шток (далее - шток 5), на свободном конце которого, выступающем из корпуса 1, установлен элемент упора в обод колеса, далее – упор 6. Упор 6 может быть соединен со штоком 5 неразъемно, выполнен заедино с ним или выполнен в виде съемного наконечника, что также расширяет возможности устройства, повышает его ремонтопригодность.
Для перемещения штока 5 относительно корпуса 1 служит приводной механизм типа «винт-гайка», винт 7 которого установлен в верхней части корпуса 1 с возможностью осевого вращения, но с исключением линейного перемещения, а гайка 8 – жестко связана со штоком 5 (см. фиг. 2). Головка винта 7 выведена за пределы корпуса 1 и выполнена с возможностью подключения к ней силового привода.
В качестве силового привода, предпочтительно используют пневматический пистолет (гайковерт), подключаемый в полевых условиях к компрессору трактора или комбайна. В отдельных случаях, при отсутствии источников энергии, в качестве силового привода может быть использован маховик, приводимый в действие вручную, например, обычный гаечный ключ.
Съемная насадка выполнена с формой, которая обеспечивает возможность ее установки на захватной части 3 рабочего органа и образует захват для камеры (см. фиг. 4).
Установочная часть насадки включает пару зацепов 9 и опорные участки 10 и 11, повторяющие форму контактных поверхностей захватной части 3.
Насадка 4 легко и быстро устанавливается на захватной части 3 рабочего органа и также просто и быстро может быть снята с него. За счет соответствия форм сопрягаемых поверхностей насадки и захватной части обеспечен их плотный контакт, что способствует надежной совместной работе насадки 4 и рабочего органа в процессе извлечения камеры.
Для захвата камеры служит широкий участок 12, сопряженный с участком 10, который в установленной насадке примыкает к удлиненному телу 2 рабочего органа, над захватной частью 3 (см. фиг.1), при этом сам участок 12, в установленном положении насадки, ориентирован вдоль удлиненного тела 2 рабочего органа.
Сформированная между телом 2 рабочего органа и участками 10 и 12 насадки открытая полость служит для размещения захватываемой камеры и ее надежного удержания. При этом установленная на захватной части 3 насадка 4 скрывает ее выступающие элементы, что исключает возможность повреждения ими камеры.
Приведенный пример является предпочтительным, что не ограничивает возможности других реализаций съемной насадки, очевидных для специалиста в этой области техники.
В частности, захват для камеры может быть выполнен другим образом, например, в виде крючка, закрепленного на установочной части насадки.
Все составляющие части инструмента изготавливаются из качественных сталей с толщиной, достаточной для восприятия высоких нагрузок при работе инструмента и сохранения исходной формы.
Для исключения вращения штока 5 внутри корпуса 1 целесообразным является изготовление корпуса 1 из трубы с квадратным поперечным сечением и выполнение гайки 8 с ответной четырехгранной боковой поверхностью. При этом шток 5 может быть выполнен в виде круглой трубки.
Для удобства работы с инструментом корпус 1 снабжен ручкой (рукояткой) 13 с противоскользящим покрытием.
Предлагаемый инструмент для демонтажа шин обеспечивает возможность механизированного снятия шины (покрышки) с обода колеса и извлечения камеры.
Для снятия шины с обода колеса используют инструмент со снятой насадкой 4 (см. фиг.3). В исходном положении шток 5 полностью втянут в корпус 1.
Предварительно снятию, целесообразно произвести отжатие бортов шины от обода, посредством любых, используемых для этих целей устройств.
Снятие шины осуществляют следующим образом.
Удерживая корпус 1 за рукоять 13, заводят инструмент рабочим концом между фланцем обода 14 и первым бортом 15 шины.
Рабочий орган 2, продольно закрепленный на корпусе, по сути, представляет собой продолжение корпуса 1. Размеры (толщина, ширина, длина удлиненного тела) и форма рабочего органа таковы, что, с одной стороны, обеспечивают удобство и легкость введения между ободом и шиной и возможность зацепления обоих бортов шины, а с другой стороны - имеют достаточную прочность, обеспечивающую надежную и продолжительную эксплуатацию инструмента.
Захватная часть 3 расположена поперечно удлиненному телу рабочего органа и имеет достаточную ширину, чтобы предотвратить повреждения бортов шины. По ширине захватной части проходит выступ 16, обеспечивающий ее зацепление с внутренней частью борта шины (см. фиг.5).
После того как инструмент установлен и получен контакт захватной части 3 с бортом шины, к головке винта 7 подключают силовой привод и осуществляют выдвижение штока 5 до зацепления упора 6 за обод 14 колеса.
Далее продолжают вращать винт 7, сокращая расстояние между захватной частью 3 рабочего органа, которая удерживает борт шины, и упором 6, при этом осуществляют постепенный поворот инструмента в вертикальной плоскости вокруг неподвижной точки опоры, образованной упором 6 (см. фиг.6). В результате такого совокупного движения происходит снятие борта 15 шины с обода 14 колеса, после чего усилие с винта 7 снимается.
В случае разбортовки крупногабаритных колес, этот процесс может быть повторен с  диаметрально противоположной стороны.
После снятия одного борта из покрышки может быть удалена камера.
Для этого  устанавливают инструмент со стороны снятого первого борта 15 между ободом 14 колеса и камерой 17, так что бы камера 17 полностью находилась поверх удлиненного тела 2 рабочего органа. Не извлекая инструмент, на рабочий орган надевают насадку 4  и проверяют, чтобы камера 17 оказалась в полости между телом рабочего органа и захватом насадки (см. фиг.7).
Вращением винта 7 выдвигают шток 5 до зацепления упора 6 за обод колеса (см. фиг.8), после чего продолжают вращать винт 7 до полного извлечения камеры 17 из полости покрышки.
Благодаря наличию съемной насадки 4 и использованию возможностей механического (силового) привода инструмента существенно упрощается и облегчается процесс извлечения камеры и в целом упрощается процесс демонтажа колесного узла.
После удаления камеры 17, насадку 4 снимают и осуществляют снятие второго борта шины с обода колеса. Для этого рабочий орган 2 вставляют с той же стороны колеса до зацепления захватной части 3 за второй борт 18 шины, упирают упор 6 в обод  14 колеса, и вращением винта 7 повторяют процесс снятия для второго борта шины (см. фиг. 9).
Весь процесс разбортовки колеса занимает около 15 минут. Со всеми этапами работ отлично справятся два человека в полевых условиях без вызова специальной транспортной техники.
Конструктивное исполнение инструмента характеризуется универсальностью использования: для большинства типов и размеров шин, возможностью применения в любых, в том числе полевых условиях и в условиях отсутствия источников энергии, и при этом обеспечивает эффективное и бережное снятие шины с сохранением целостности бортов и возможность извлечения камеры из покрышки без полной разбортовки.