СПОСОБ ОШИПОВКИ ШИН ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ ШИПАМИ ПРОТИВОСКОЛЬЖЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

СПОСОБ ОШИПОВКИ ШИН ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ ШИПАМИ ПРОТИВОСКОЛЬЖЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ


RU (11) 2159184 (13) C1

(51) 7 B29D30/66, B29C73/04, B29C73/06 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 99106768/12 
(22) Дата подачи заявки: 1999.03.25 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 1999.03.25 
(45) Опубликовано: 2000.11.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2050286 C1, 20.12.1995. RU 2120383 C1, 20.10.1998. US 3258835 A, 05.07.1966. SU 351736 A, 29.09.1972. SU 441168 A, 07.07.1975. 
(71) Заявитель(и): Бородин Сергей Николаевич; Дорошенко Вячеслав Витальевич; Степанов Александр Сергеевич; Фролов Александр Анатольевич; Щекин Сергей Михайлович 
(72) Автор(ы): Бородин С.Н.; Дорошенко В.В.; Степанов А.С.; Фролов А.А.; Щекин С.М. 
(73) Патентообладатель(и): Бородин Сергей Николаевич; Дорошенко Вячеслав Витальевич; Степанов Александр Сергеевич; Фролов Александр Анатольевич; Щекин Сергей Михайлович 
Адрес для переписки: 160035, г.Вологда, ул. Козленская 40, кв.4, Щекину С. М. 

(54) СПОСОБ ОШИПОВКИ ШИН ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ ШИПАМИ ПРОТИВОСКОЛЬЖЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 

Изобретение относится к области автомобильного транспорта, а именно к оснащению шин средствами противоскольжения, и может быть использовано при ошиповке протекторов шин шипами противоскольжения. В способе устанавливают шину на опору, выполняют сверлением глухие отверстия в выступах протектора шины. Предварительно вставляют шип в цилиндрическую оправку. Подводят шип к отверстию на шине. Оправку вращают, придавая ей эксцентриковое круговое движение вокруг оси отверстия с величиной смещения не более диаметра отверстия, и/или вращают оправку по конической образующей с углом при вершине не более 20°. Посредством осевой подачи шипа до упора в дно отверстия заглубляют его. Затем извлекают оправку из отверстия. Устройство для установки шипов содержит стойку, опору для шины, механизм ориентирования, поштучной подачи и фиксации шипов и запрессовочное устройство. Запрессовочное устройство состоит из присоединенного к стойке корпуса, установленного в корпусе шпинделя, снабженного приводом его вращения и осевого перемещения относительно корпуса. Корпус присоединен к стойке посредством подпружиненных шарнирных соединений. Запрессовочное устройство содержит цилиндрическую оправку, установленную в шпинделе с регулируемым эксцентриситетом в диапазоне не более 2 мм, рабочая часть которой выполнена с изгибом под углом не более 10° к оси шпинделя. Привод для осевого перемещения шпинделя выполнен рычажным. Опора для шины снабжена приводом ее поворота. Изобретение позволяет повысить производительность ошиповки, надежность посадки шипа в отверстие, стойкость его последующей работы. 2 с.п.ф-лы, 6 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области автомобильного транспорта, а именно к оснащению шин средствами противоскольжения, и может быть использовано при ошиповке протекторов шин шипами противоскольжения.

Известен способ ошиповки шин шипами противоскольжения, заключающийся в том, что шины устанавливают на опору, сверлят глухие отверстия в выступах протектора шины и устанавливают шипы вручную с помощью молотка и оправки. Данный способ применяется при отсутствии иных средств ошиповки и не является промышленным.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому эффекту является способ ошиповки, включающий установку шины на опору, сверление глухих отверстий в выступах протектора шины и последующую установку шипа путем его подвода к отверстию и осевой подачи до упора в дно отверстия с помощью пневмопистолета [1].

Наиболее близким по технической сути и достигаемому эффекту к устройству для ошиповки является устройство для ошиповки шины, состоящее из стойки, опоры для шины, механизмов ориентирования, поштучной подачи и фиксации шипов и запрессовочного устройства, выполненного в виде пневматического пистолета [1] . В данном устройстве запрессовочное устройство содержит лапки, которые раздвигают края отверстия в протекторе и служат направляющими для шипа при его осевой подаче в отверстие в протекторе шины.

Известный способ, который реализуется с применением специальных пневмопистолетов, осуществляющих осевую подачу шипа до упора в дно отверстия, обладает следующими недостатками. Надежность закрепления шипов, установленных этим способом, весьма низкая, так как направляющие лапки, выступающие из пневмопистолета и раздвигающие края отверстия в трех направлениях под углом 120o, имеют кромки, которые растягивают резину до возникновения остаточных деформаций и могут произвести надрез резины. В дальнейшем, этот надрез, являющийся концентратором напряжений, при раскачивании шипа от действия нагрузки дорожного полотна, разрывает резину и шип выпадает из отверстия. Производительность ошиповки по данному способу низка, так как станок приходится часто останавливать из-за неправильного размещения шипа в отверстии (слишком большое выступание над протектором или посадка шипа с наклоном), что вызвано неустойчивостью шипа при его движении по направляющим лапкам.

Известное устройство для установки шипов в протектор шины обладает следующими недостатками. Устройство непригодно для ошиповки шин, смонтированных на диске, так как накаченная шина не обладает жесткостью, необходимой для внедрения шипа в отверстие в протекторе шины. Кроме того, надежность работы оборудования весьма низкая из-за частых остановок в работе, вызванных поломками лапок и других частей, что снижает производительность ошиповки и качество произведенной работы.

Целью данного изобретения является устранение указанных недостатков, а именно, повышение производительности ошиповки шины, повышение надежности посадки шипа в протекторе шины и последующей стойкости его работы, обеспечение возможности ошиповки шины, смонтированной на диске.

Указанная цель достигается тем, что в способе, включающем установку шины на опору, сверление глухих отверстий в выступах протектора шины и последующую установку шипа путем его подвода к отверстию и осевой подачи до упора в дно отверстия, шип предварительно вставляют в цилиндрическую оправку таким образом, что торец оправки упирается во фланец шипа, затем путем вращения оправки заглубляют его в отверстие с последующим извлечением оправки из отверстия, оправке придают вращение в виде эксцентрикового кругового движения вокруг оси отверстия с величиной смещения не более диаметра отверстия и/или вращение по конической образующей с углом при вершине не более 20.

Указанная цель достигается также тем, что в устройстве для установки шипов в протектор шины транспортных средств, состоящем из стойки, опоры для шины, механизмов ориентирования, поштучной подачи и фиксации шипов и запрессовочного устройства, упомянутое запрессовочное устройство состоит из присоединенного к стойке посредством подпружиненных шарнирных соединений корпуса, шпинделя, установленного в корпусе и снабженного приводом его вращения и осевого перемещения относительно корпуса, цилиндрической оправки, установленной в шпинделе с регулируемым в диапазоне не более 2 мм эксцентриситетом, при этом рабочая часть оправки выполнена с изгибом под углом не более 10o к оси шпинделя, а привод для осевого перемещения шпинделя выполнен, например, рычажным, кроме того, опора для шины снабжена приводом ее поворота.

Сущность изобретения подтверждается чертежами, на которых изображены:

фиг.1 - цилиндрическая оправка с установленным в ней шипом, которым придают вращение и осевое перемещение к отверстию в протекторе шины;

фиг. 2 - оправка с шипом во время заглубления в отверстие выступа протектора;

фиг. 3 - изменение осевой силы P по длине отверстия при различных эксцентриситетах; фиг. 4 - деформация резины протектора во время заглубления в отверстие выступа протектора;

фиг. 5 - общий вид устройства для установки шипов в протектор шины (вид спереди):

фиг. 6 - общий вид устройства для установки шипов в протектор шины (вид сбоку).

Способ ошиповки шин транспортных средств шипами противоскольжения осуществляется следующим образом. Шину устанавливают на опору, в выступе протектора 1 высверливают глухое отверстие 2 (фиг.1). К нему поводят оправку 3, в которую устанавливают шип 4 таким образом, что торец оправки 3 упирается во фланец шипа 4. Оправке 3 придают вращение и одновременное эксцентриковое круговое движение вокруг оси отверстия 2 с величиной смещения "e" и одновременное вращение по конической образующей с углом при вершине "" , а также осевое перемещение к краю отверстия 2 и последующую подачу вглубь отверстия выступа протектора (фиг.2). После этого оправку 3 удаляют из отверстия 2.

Вращение оправки с шипом облегчает условия входа шипа в отверстие, что особенно важно при ошиповке протектора, не обладающего необходимой жесткостью, содержащего мягкую резину, а также при ошиповке шины, смонтированной на диске. В этом случае осевое усилие входа шипа в отверстие невелико и выступ не деформируется под действием осевой нагрузки. Кроме того, вращение позволяет избежать операции точного прицеливания шипа и отверстия, так как вращающаяся оправка сама находит углубление в виде края отверстия и фиксируется на нем. Это особенно эффективно происходит при эксцентриковом вращении оправки или вращении по конической образующей.

На фиг. 2 показаны две характерные зоны, в которых осевая сила сопротивления может меняться в значительных пределах. В зоне "а", равной высоте выступа протектора, резина раздается в стороны, пропуская шип и не оказывая ему существенного сопротивления. Зона "б" оказывает значительно большее сопротивление, так как отверстие проходит в основном массиве резины. Сказанное подтверждается экспериментами, результаты которых приведены на фиг.3, где показана диаграммная запись изменения осевой силы P по длине отверстия во время заглубления шипа. Записи производились на приборе Н-327 для двух случаев - без эксцентриситета, "e"=0, и с эксцентриситетом "e"=1,2 мм, при следующих параметрах: диаметр фланца шипа 8 мм, диаметр отверстия 2,4 мм, скорость вращения оправки 800 об/мин, подача 7 мм/с.

На фиг. 3 показаны участок 1 - вход оправки в отверстие, 2 - движение оправки в зоне "а", 3 - движение оправки в зоне "б", 4 - упирание шипа в дно отверстия, 5 - выход оправки из отверстия. При "e"=0 на входе в отверстие шип испытывает большее сопротивление, чем при "e"=1,2 мм. При эксцентриситете "e"= 1,2мм, осевая сила P меньше на всех участках, а зоны "а" и "б" (участки 2 и 3) неразличимы по значению осевой силы Р. К моменту упирания шипа в дно отверстия осевая сила P при наличии эксцентриситета "e"=1,2 мм примерно на 100H меньше, чем без эксцентриситета. Это вызвано тем, что в зонах "а" и "б" модуль упругости резины различен, так как он зависит не только от свойств резины, но и от коэффициента формы выступа протектора [2]. Такие зоны характерны для шин Я-380, МИ-16 и других, а также для шин бывших в употреблении с частично изношенным протектором, но который еще позволяет установку шипов. Для твердой резины и для шин, изготовленных более чем за год до ошиповки, прошедшей процесс старения и ставшей более твердой, сила сопротивления в зоне "б" еще больше вышеуказанных и может достигать 400H и более. Это существенно затрудняет установку шипа в отверстие, а иногда даже делает ее невозможной, так как отверстие не раздается в стороны, а сминается под действием осевой нагрузки. В этом случае шип не доходит до дна отверстия и выступает над протектором больше допускаемой величины, что часто имеет место при использовании пневмопистолетов. Вращение оправки такого не допускает, так как прилегающий к оправке слой резины из-за большой силы трения тянется за ней, а деформация кручения, вызванная крутящим моментом, приложенным к оправке 3, расширяет отверстие 2 (фиг.4), оно становится более пологим, облегчая прохождение оправки 3 с шипом внутрь отверстия. У самого дна отверстия 2, где осевая сила сопротивления перемещению максимальна, благодаря действию сил трения, резина испытывает максимальную деформацию кручения, сопровождающуюся деформациями растяжения стенки отверстия.

На фиг. 4 показан выделенный элемент пристеночного слоя резины шины 1 "KLMNOPRS" до внедрения оправки 3 в отверстие 2 и тот же элемент "K'L'M'N'OPRS" в процессе деформации, вызванной заглублением оправки 3 с шипом в отверстие 2. Выделенный элемент деформируется под действием крутящего момента М и смещается в сторону вращения оправки 3, расширяя отверстие 2 для прохода фланца шипа. Фактор вращения делает ошиповку доступной для любого типа резины. Этот режим ошиповки особенно эффективен при установке сухих шипов, в отличие от известного способа, где используют только смоченные в мыльном растворе шипы. Это повышает стойкость шипов во время эксплуатации и не требует последующей после ошиповки обязательной (при существующей технологии) обкатки ошипованной шины.

Упругие деформации резины способствуют прижатию пристеночными слоями резины фланца шипа к дну отверстия. При извлечении оправки из отверстия резина тянется за оправкой, "натягиваясь" на шип, что обеспечивает особо прочное закрепление шипа в отверстии, а следовательно, надежность посадки шипа в отверстие и его последующую стойкость в работе.

Придание оправке с шипом эксцентрикового кругового движения вокруг оси способствует вкручиванию шипа в отверстие по винтовой линии с большей амплитудой. Радиальные деформации резины, вызванные биением оправки, вследствие релаксации (гистерезиса) резины при снятии радиальной силы возвращаются в исходное положение с меньшим усилием, чем при первоначальной деформации. Это облегчает продвижение шипа в отверстии.

При эксцентриситете более чем 2 диаметра отверстия оправка имеет слишком большие радиальные амплитуды колебаний и не может зафиксироваться на краях отверстия при вводе оправки в отверстие. Придание оправке с шипом вращения по конической образующей с углом при вершине дополнительно создает облегченные условия для входа оправки в отверстие, так как фланец шипа входит в отверстие не по всему диаметру фланца шипа, а его сегментом. В дальнейшем фланец шипа перемещается по отверстию, вкручиваясь также по винтовой линии. Придание вращения по конической образующей с углом при вершине более 10o создает слишком большие радиальные нагрузки и неустойчивость при входе оправки в отверстие в протекторе.

Устройство для установки шипов в протектор шины транспортных средств (фиг. 5, 6) состоит из стойки 5, выполненной из швеллера, опоры 6 для шины в виде ролика, закрепленного на консольном кронштейне 7. Устройство содержит также механизм ориентирования 8 шипов известной конструкции, например, марки ROTOVAC, механизм 9 поштучной подачи шипов и механизм 10 фиксации шипов в виде подпружиненных шариков, расположенных на выходе оправки из запрессовочного устройства. Запрессовочное устройство 11 состоит из присоединенного к стойке 5 посредством кронштейна 12 и подпружиненных шарнирных соединений 13 корпуса 14, выполненного в виде полой трубы. Шпиндель 15 установлен в корпусе 14 и снабжен приводом 16 его вращения и приводом 17 его перемещения относительно корпуса 14. Привод 17 выполнен рычажным в виде ножной педали, соединенной посредством троса 18 с шарнирными соединениями 13. Цилиндрическая оправка 3 установлена в шпинделе 15 с регулируемым в диапазоне не более 2 мм эксцентриситетом, при этом рабочая часть оправки 3 выполнена с изгибом под углом не более 10o к оси шпинделя 15. Опора 6 для шины снабжена приводом 19 ее поворота, установленного на кронштейне 7.

Предложенный способ ошиповки шин шипами противоскольжения реализовали следующим образом. Шину марки Я-380 установили на опору, закрепили в электродрель трубчатое сверло и высверлили 80 отверстий глубиной 10 мм и диаметром 2 мм. Затем установили на опору шину, а в шпиндель запрессовочного устройства установили цилиндрическую оправку с наружным диаметром 7,5 мм и внутренним диаметром 5,4 мм. Хвостовая часть оправки, закрепленная в шпиндель, имеет эксцентриситет 1,5 мм для придания оправке эксцентрикового кругового вращения. Установили в оправку шип марки Sitek длиной 11 мм, диаметром фланца 8 мм и диаметром корпуса 5 мм. Включили привод вращения шпинделя и одновременно осуществили осевую подачу оправки в отверстие. После достижения шипом дна отверстия оправку извлекли из отверстия. Аналогичные действия произвели с остальными шипами. На ошиповку данной шины было затрачено 315 с.

Устройство для установки шипов в протектор шины транспортных средств работает следующим образом. Устанавливают на опору шину с готовыми высверленными отверстиями. Включают привод механизма ориентирования шипов, привод вращения шпинделя и привод поворота шины. Затем ориентируют отверстие в протекторе под осью шпинделя и нажимают на ножную рычажную педаль привода осевой подачи шпинделя. Вращающаяся оправка при движении к шине захватывает в механизме фиксации шипов шип и вместе с ним продвигается к отверстию и заглубляет шип в отверстие. Шип упирают в дно отверстие и затем оправку поднимают в исходное положение. Затем цикл повторяют до полной ошиповки шины.

Предложенный способ ошиповки шин шипами противоскольжения позволяет повысить производительность ошиповки, надежность посадки шипа в отверстие, стойкость его последующей работы, обеспечить возможность ошиповки шины, смонтированной на диске.

Источники информации

1. "Инструкция по применению шипов противоскольжения", НИИАТ, Москва, 1974 г., 84 с.

3. Юзеф Яворский. "Резина в автомобилях"/пер. с пол. - Л.: Машиностроение, 1980.- З60 с. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Способ ошиповки шин транспортных средств шипами противоскольжения, при котором устанавливают шину на опору, выполняют глухие отверстия в выступах протектора шины, предварительно вставляют шип в оправку, подводят его к отверстию на шине, вращают оправку и посредством осевой подачи шипа до упора в дно отверстия заглубляют его, а затем извлекают оправку из отверстия, отличающийся тем, что глухие отверстия выполняют сверлением, а оправку используют цилиндрическую, которой придают эксцентриковое круговое движение вокруг оси отверстия с величиной смещения не более диаметра отверстия и/или вращают оправку по конической образующей с углом при вершине не более 20o.

2. Устройство для установки шипов в протектор шины транспортных средств, содержащее стойку, опору для шины, механизм ориентирования, поштучной подачи и фиксации шипов и запрессовочное устройство, состоящее из присоединенного к стойке корпуса, установленного в корпусе шпинделя, снабженного приводом его вращения и осевого перемещения относительно корпуса, отличающееся тем, что корпус присоединен к стойке посредством подпружиненных шарнирных соединений, а запрессовочное устройство содержит цилиндрическую оправку, установленную в шпинделе с регулируемым эксцентриситетом в диапазоне не более 2 мм, рабочая часть которой выполнена с изгибом под углом не более 10o к оси шпинделя, причем привод для его осевого перемещения выполнен рычажным, а опора для шины снабжена приводом ее поворота.


ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян

Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящиеся к автомобильной промышленности, а именно к устройствам, составам и способам изготовления автомобильных шин (покрышка) и их ремонт: способы изготовления автомобильных шин (покрышка), способы изготовления шипованной шины (покрышка), варианты рисунка протектора автомобильных шин (покрышка), ремонт автомобильных шин (покрышка), специальные автомобильные шины (покрышка) и др..



Автомобильный транспорт и другие наземные транспортные средства




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+протектор -шины".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "протектор" будут найдены слова "протектора", "протектором" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("протектор!").




Рейтинг@Mail.ru