Устройство, предотвращающее умышленное повреждение и кражу вентилей для накачивания шин - RU2337015C2

Чертежи

Показать все 18 чертежа(ей)

Описание

Предпосылки изобретения

В настоящее время в большинстве наземных и воздушных транспортных средств используются накачиваемые газом шины, с камерами или без них. Для правильной работы шина должна содержать заранее установленное количество газа (обычно воздуха, но могут быть и другие газы). Это означает, что в шине необходимо создавать и поддерживать предписанное значение давления газа в зависимости от заданной исходной температуры. При накачивании шины путем введения подходящего количества газа это количество будет уменьшаться из-за естественных утечек газа из шины, а со временем и из других элементов колесной группы; это происходит также и из-за случайных утечек более или менее высокой интенсивности, обусловленных повреждениями и/или проколами. Кроме того, согласно инструкциям изготовителей шин и транспортных средств, на которые эти шины устанавливаются, надлежащее количество вводимого в шину газа зависит от ожидаемых условий пользования и, особенно, от нагрузки и скорости. Следовательно, необходимо более или менее частое вмешательство по восстановлению надлежащего количества газа внутри шин или его изменению.

Основные особенности изобретения

Устройство, предотвращающее умышленное повреждение и кражу вентилей для накачивания шин, содержит:

колпачок с имеющим внутреннюю резьбу корпусом, навинчивающимся на вентиль для накачивания шины;

кожух, который соединен с имеющим внутреннюю резьбу корпусом через подвижный расцепитель, обеспечивающий только завинчивание колпачка, но не его отвинчивание и предотвращающий непосредственный доступ к резьбовому корпусу,

при этом доступ происходит только в заранее заданной зоне резьбового корпуса, а отвинчивание резьбового корпуса происходит с помощью инструмента, воздействующего на указанную зону.

В первом варианте подвижный расцепитель имеет радиальную конструкцию.

Во втором варианте подвижный расцепитель имеет аксиальную конструкцию.

Между резьбовым корпусом и резьбовым концом трубки вентиля размещен элемент, создающий отвинчивающую пару сил, которая превышает пару сил, возникающую вследствие зажимания резьбового корпуса на трубке.

Для отвинчивания колпачка применяется инструмент для поднутренной области, обеспечивающий доступ к заранее заданной зоне резьбового корпуса; указанный инструмент входит в зацепление с зубьями, расположенными на нижней части резьбового корпуса.

Инструмент для поднутренной области имеет собственные зубья, выполненные с возможностью приложения только отвинчивающей пары сил, а не завинчивающей пары сил.

Заранее заданная для отвинчивания зона доступа к резьбовому корпусу, с которой сцепляется инструмент, расположена на верхней части резьбового корпуса и доступ к ней осуществляется через проход в кожухе.

Зона зацепления внешнего контура кожуха имеет насечку, рифленый или многоугольный профиль для эффективной передачи завинчивающего момента.

В устройстве предусмотрена поступательная кинематическая пара, образованная радиальным выступом и соответствующим пазом, выполненным во внутренней стенке кожуха, причем поступательная кинематическая пара обеспечивает возможность передачи момента между кожухом и цилиндрическим элементом в обоих направлениях, а также возможность свободного перемещения цилиндрического элемента в осевом направлении во внутреннем гнезде, расположенном между резьбовым корпусом и кожухом.

Кроме того, предусмотрена пружина, чтобы удерживать торцевые зубья аксиального подвижного расцепителя в состоянии зацепления.

Аксиальный подвижный расцепитель содержит зубья, выполненные за одно целое с резьбовым корпусом, и зубья, выполненные за одно целое с цилиндрическим элементом; форма зубьев выбрана так, что между кожухом и резьбовым корпусом обеспечивается передача достаточной завинчивающей пары сил и пренебрежимо малой отвинчивающей пары сил.

Радиальный подвижный расцепитель содержит зубья, выполненные за одно целое с резьбовым корпусом, и радиально деформирующиеся зубья, выполненные за одно целое с кожухом; форма зубьев выбрана так, что между кожухом и резьбовым корпусом обеспечивается передача достаточной завинчивающей пары сил и пренебрежимо малой отвинчивающей пары сил.

Для того чтобы разъединить контакт между зубьями, выполненными за одно целое с резьбовым корпусом, и зубьями, выполненными за одно целое с кожухом, указанный контакт между зубьями и другими зубьями осуществляется по контактным поверхностям, наклоненным под углами (γ, δ), вследствие чего завинчивающая пара сил, передаваемая кожухом корпусу, является ограниченной.

Цели изобретения и варианты его осуществления

Для изменения количества находящегося внутри шины газа на ободе колеса обычно крепится вентиль (в случае шин с камерой такой вентиль герметично закреплен на камере и выходит из обода через отверстие).

Указанный вентиль, изображенный на фиг.1, по существу состоит из металлической трубки (1), которая содержит корпус (2), прикрепленный к ее внутренней части посредством герметизирующего резьбового соединения (3) и в котором скользит в осевом направлении самозапорный элемент (4) с герметизирующей прокладкой (5), причем указанный запорный элемент (4) удерживается в запирающем положении пружиной (6). Запорный элемент (4) выполнен с возможностью автоматического открывания, когда давление в его обращенной наружу части (то есть в полости 7), умноженное на эффективную площадь герметизирующей прокладки (5), создает на этом запорном элементе (4) направленное вниз осевое усилие, превышающее усилие, которое обусловлено давлением в его обращенной внутрь части (то есть в полости (8) или внутри шины), умноженным на эффективную площадь герметизирующей прокладки (5) и добавляемым к усилию пружины (6), или наоборот - с возможностью оставаться закрытым, когда усилие, обусловленное давлением в обращенной наружу части (полости 7), меньше усилия, возникающего благодаря давлению внутри шины (полость 8) и добавляемого к силе пружины (6). Естественно, что самозапорный элемент (4) также открывается и за счет механического воздействия снаружи, путем приложения к его концу усилия, оказывающего давление в направлении внутренней части элемента (4) (эту легкую процедуру должен выполнить каждый для того, чтобы выпустить воздух из шины).

Что касается крепления вентиля к колесной группе, т.е. к ободу, то в случае шины с камерой металлическую трубку (1) вводят в резиновый выступ, соединенный с отверстием в камере шины, причем этот выступ затем вставляют в свое собственное отверстие в ободе. И напротив, как показано на фиг.2, в случае бескамерных шин металлической трубке (1) придана соответствующая форма и для того, чтобы обеспечить непосредственное соединение с введением соответствующих прокладок, она в конце концов ввинчивается своей нижней частью в отверстие колесного обода (не показано), позволяющее осуществить крепление путем зажимания гайки (цельнометаллический вентиль), которая присоединяется к отверстию обода посредством простой посадки резинового покрытия (фиг.3), нанесенного на металлическую трубку (1), которое затем соответствующим образом формуется и на котором выполняется вырез подходящего диаметра (В), а также опора диаметра (А), способная обеспечить крепление вентиля, находящегося под нагрузкой давления газа внутри шины. Все эти варианты выполнения известны и являются стандартными, а получаемые вентили создаются с учетом разных значений их длины и диаметра.

Конец металлической трубки (1), обращенный наружу, имеет внешнюю резьбу (элемент 9 на фиг.1), которая предназначена для прикрепления элементов для накачивания шины, а также для навинчивания и закрепления устройства (10), закрывающего и/или предохраняющего вентиль, или другого устройства, решающего другие задачи, зависящие от условий использования шины. Далее такое устройство называется "колпачок", оно выполнено с возможностью предотвращения непосредственного доступа к герметизирующей внутренней части самозапорного элемента (4), а также с возможностью защиты указанного элемента (4) и соответствующих прокладок от физических воздействий и/или от внешнего загрязнения (грязь, пыль и т.д.), вызывающего повреждение или неправильное функционирование.

Основное назначение колпачка, во всяком случае в настоящее время, заключается в защите вентиля и его внутренних составных частей от неожиданных внешних воздействий (грязь и т.д.). В настоящее время существует несколько видов колпачков, которые, помимо обычной защиты от грязи и утечек газа, выполняют большое число других функций разного плана.

Известны колпачки с прокладками, которые предназначены для зажимания конца металлической трубки (см., например, элемент (11) на фиг.4) и способны осуществлять герметизацию, предотвращающую утечку газа через вентиль, когда его внутренние элементы (3, 4, 5 на фиг.1) не могут обеспечить идеальную герметизацию.

Если колпачок в своих конкретных формах содержит какие-либо технологические элементы, и/или выполнен из особого материала, и/или особым образом окрашен, или усиливает реальные или предполагаемые технические свойства (колпачка, колеса и/или его составных частей, транспортного средства и т.д.), то это значит, что он выполняет эстетические функции.

Кроме того, колпачок может предоставлять специальную информацию, например о шине и о ее использовании. К примеру, цвет колпачка зачастую указывает на то, что при накачивании использовался отличный от обычного воздуха газ (например, азот, гелий и т.д.), и/или он выполняет защитную функцию колпачка (например, желтый цвет вентильных колпачков используется для шин воздушных транспортных средств).

Наконец, известны колпачки, включающие также измерительные средства, и/или средства наблюдения за условиями функционирования шин (например, посредством измерения давления накачки, температуры и т.д.), и/или средства, сигнализирующие о внешних условиях функционирования. Например, такой колпачок описан в патенте ЕР 0893284, принадлежащем заявителю данной заявки. В этих случаях упомянутые средства действуют в качестве защитного колпачка.

В данной заявке "колпачком" называется любой элемент, который может прикрепляться к концу вентиля для накачивания шины и выполняет одну или более функций, часть из которых упомянута выше.

Естественно, что указанные колпачки должны обладать возможностью многократной установки на вентиль и снятия с этого вентиля (например, для обычного накачивания шины).

Кроме того, необходимо иметь в виду, что разработано много типов средств для наблюдения за условиями функционирования шин, и/или управления ими, и/или сигнализации о них. Некоторые из этих средств закрепляются вместе с частью вентиля, расположенной внутри обода; в этом случае часть вентиля, расположенная вне обода, обычно сохраняет форму и размер стандартного вентиля. Другие средства крепятся непосредственно к внутренней части обода, и, следовательно, вентиль для накачки шины в этом не задействован. В любом случае наружный конец вентиля для накачки шины по-прежнему защищается колпачком, навинчиваемым таким же образом, как это происходит в обычных вентилях для накачки шин.

Однако все известные из уровня техники системы, предназначенные как для обычных вентилей для накачки шин, так и для специальных вентилей, содержащих устройства для наблюдения за условиями функционирования шин, и/или для управления ими, и/или для подачи сигнала о них, а также системы, предназначенные для обычных вентилей, в которых вместо обычного защитного колпачка на конец вентиля навинчивают устройство для наблюдения за условиями функционирования шин, и/или для управления ими, и/или для подачи сигнала о них, не имеют соответствующего средства для предотвращения обычного отвинчивания части, привинченной к наружному концу вентиля (либо отвинчивания обычного колпачка или более сложной системы для наблюдения за условиями функционирования шин, и/или для управления ими, и/или для подачи сигнала о них). Как следствие, упомянутую часть, привинченную к вентилю (вручную или подходящими инструментами), можно легко отвинтить (вручную или инструментами). Необходимо, чтобы колеса оснащенных шинами наземных и воздушных транспортных средств обладали функцией предотвращения умышленного повреждения и кражи. Функцию предотвращения кражи можно рассматривать как подфункцию или следствие функции предотвращения умышленного повреждения, особенно, если колпачок содержит более сложное устройство, способное осуществлять другие функции (например, наблюдение за условиями функционирования шины и/или подачу сигнала о них) и/или, во всяком случае, имеет существенную ценность.

Известные вентили для накачки шин содержат колпачок, который, если не выполняет других функций по наблюдению за условиями функционирования шин, и/или управлению ими, и/или подаче сигнала о них, обычно защищает внутреннюю часть вентиля, при этом если он снабжен соответствующей прокладкой (11), то используется также в качестве дополнительного средства герметизации против утечки газа через вентиль для накачивания.

Колпачок (10), выполняемый, как правило, из полимерного материала или металла и при необходимости оснащаемый прокладкой, герметизирующей вентиль для накачивания шины, навинчивают на резьбовой конец вентиля обычно вручную, а следовательно, его вручную всегда легко и отвинтить. Удаление колпачка также становится легче в случае более усовершенствованных колпачков, выполненных из более прочных материалов (например, металлов) и навинчиваемых на вентиль за счет более существенных зажимающих пар сил, обеспечиваемых соответствующими подвижными ключами или инструментами (например, щипцами).

Любой человек, даже не обладая соответствующими навыками и/или инструментами, может за несколько секунд незаконно снять колпачок для того, чтобы легко добраться до вентиля и его внутренних компонентов (и через них внутрь шины), и/или для того, чтобы взять этот колпачок себе.

Как в случае обычных защитных колпачков вентилей для шин, так и в случае более сложных устройств, закрепляемых на вентилях вместо обычного защитного колпачка, кража связана не только с экономическим ущербом (очень незначительным в случае обычного защитного колпачка) и не только с возможным завершением функций, которые выполнял украденный колпачок (особенно если вместо обычного колпачка использовались устройства для наблюдения за условиями функционирования шин, и/или управления ими, и/или подачи сигнала о них), но, кроме того, потеря колпачка вызывает опасность загрязнения корпуса вентиля, в частности самозапорного элемента (4), а также опасность вероятных внешних воздействий. В любом случае кража причиняет неудобство, хлопоты и раздражение владельца и/или пользователя транспортного средства. Таким образом, указанные устройства необходимо снабдить функцией предотвращения кражи, причем сделать это как в отношении обычных защитных колпачков для вентилей шин, так и в отношении устройств, сигнализирующих о степени наполненности шины газом.

В дополнение к вышесказанному следует заметить, что основные проблемы, относящиеся к порче или прямому вредительству, связаны между собой, поскольку удаление защитного колпачка вентиля (любого вида) зачастую выполняют не только для того, чтобы заполучить колпачок себе, но также и для того, чтобы обеспечить доступ к самозапорному элементу (4), вызывая открытие вентиля и утечку газа из шины. Помимо очевидных происшествий, может произойти один из классических случаев (часто совершаемый в шутку, назло или по другим злостным причинам, вплоть до покушения на здоровье водителя и пассажиров транспортного средства), который заключается в преднамеренном полном или частичном опускании кем-либо одной или более шин (вероятно, это наихудший случай, который можно устроить легче и быстрее. Действительно, входя в автомобиль или совершая поездку на низкой скорости, очень трудно заметить, что произошел частичный и непредвиденный выпуск газа из шины, однако последствия этого могут быть даже фатальными из-за ухудшения условий управляемости и безопасности транспортного средства, особенно в случае высокой скорости).

Для того чтобы частично или полностью выпустить газ из шины и сделать это без особых усилий, без использования инструментов и не оставляя очевидных следов, то есть без риска и за короткое время, достаточно удалить (временно или насовсем) защитный колпачок вентиля шины и вручную совершить прямое воздействие на самозапорный элемент (4), расположенный внутри вентиля для накачивания шины, а именно продавить его небольшим усилием внутрь вентиля; самозапорный элемент (4) при этом открывается и позволяет газу вытекать из шины. Данное действие независимо от его цели является вредительством, которое может иметь более или менее серьезные последствия, начиная от простого раздражения и кончая катастрофой. Поэтому этот вопрос достаточно важен, особенно во времена, когда в силу политических, религиозных, социальных, расовых и других причин возрастает вероятность покушения на некоторых людей, а также вероятность осуществления террористических актов (т.е. без выбора определенной жертвы), о чем свидетельствуют ежедневные новости. Реализуемую таким образом возможность причинять серьезные повреждения низкой ценой и с малым риском нельзя недооценивать (принимая во внимание возможность повреждения шин автобуса), поэтому очень важно иметь такое устройство, подходящее для всех транспортных средств. В случае если защитный колпачок вентиля шины было бы невозможно отвинтить руками, этот легко осуществляемый вид вредительства можно было предотвратить, или, по меньшей мере, оно занимало бы много времени, было трудоемким и рискованным. Такое свойство вентиля выполняло бы также вторичную, вышеупомянутую функцию предотвращения кражи.

Следовательно, полезно и важно предотвратить указанную ситуацию. Для обеспечения желаемого результата достаточно не допустить возможности снятия колпачка (10) (причем как обычного защитного колпачка, так и устройства с другими функциями, например управления условиями функционирования, и/или использования шины, и/или для подачи сигнала о них) без использования специального ключа или инструмента, находящегося в распоряжении только у персонала, имеющего разрешение на доступ к вентилю или, во всяком случае, на удаление колпачка.

Цели изобретения и его признаки

Цель изобретения заключается в устранении недостатков, свойственных известного уровню техники. Заявленное изобретение решает проблему создания устройства, предотвращающего умышленное повреждение и кражу вентилей для накачивания шин.

Решаемые проблемы и основные особенности изобретения поясняются ниже со ссылкой на приложенные чертежи, не ограничивающие его задачи:

1. Предотвращать неправомерное или нежелательное снятие колпачка (10), что на практике означает создание колпачка с требуемой функцией предотвращения умышленного повреждения, а следовательно, и с требуемой функцией предотвращения кражи колпачка, без изменения конструкции вентиля, а также обычной процедуры монтажа и использования колпачка.

2. Создать колпачок с устройством для управления крутящим моментом зажимания.

Как показано на фиг.5, 6, устройство, предотвращающее умышленное повреждение, получают несколькими способами, например, путем размещения на конце вентиля вместо обычной резьбы (9) поднутренного фасонного контура (12) (см. фиг.5), действующего в качестве препятствия для присоединения колпачка, вследствие чего зажимной колпачок (10) радиально охватывает одной своей частью (13) этот поднутренный фасонный контур (12); или путем сохранения резьбы (9) и оснащения (фиг.6) колпачка (10) дополнительным радиальным зажимным устройством (14) по отношению к концу вентиля (зажим, радиальная резьба и т.д.), требующим специального инструмента для работ по удалению колпачка (10).

Необходимо иметь в виду, что не предлагается модификация обычного вентиля для накачивания шины, поэтому (стандартный) резьбовой конец лучше сохранять неизмененным, даже при наличии на средстве вентиль/колпачок устройства, предотвращающего умышленное повреждение и кражу. Также предполагается избегать использования систем, способных изменить или модифицировать конец с резьбой и, вообще, стандартную исходную конструкцию вентиля.

Также предпочтительно в силу практических причин (а кроме того, в случае более сложной системы или в случае выполнения одной или более функций, особенно функций управления условиями функционирования шины и сигнализации о них), чтобы монтаж и зажимание колпачка (10), а также начало функции предотвращения умышленного повреждения или кражи выполнялись таким же обычным образом, как и завинчивание и зажимание обычного защитного колпачка, т.е. вручную, без специальных инструментов или ключей, поскольку функции предотвращения умышленного повреждения и функции предотвращения кражи применимы только для недопущения снятия колпачка и затрудняют этап монтажа колпачка на вентиль.

Для того чтобы реализовать функцию предотвращения умышленного повреждения и функцию предотвращения кражи без изменения обычных процедур по монтажу колпачка (10) и его зажиманию, а также без какого-либо изменения обычного стандартного вентиля для накачивания шины, то есть при сохранении соединения за счет резьбы, необходимо использовать колпачок с устройствами, которые не допускают снятие только за счет отвинчивания, если при этом не используется специальный ключ или инструмент, недоступный для каждого.

Это и является целью изобретения. Естественно, что решение проблемы не вполне очевидно: оно, например, не может основываться на очень сильном конечном зажимании колпачка (10) во время монтажа, которое способно предотвратить отвинчивание без использования ключей или клещей, позволяющих прикладывать очень высокие отвинчивающие пары сил к колпачку (10).

В действительности, любой человек легко может обзавестись этими инструментами или элементами с эквивалентной функцией, и, следовательно, в этом случае нет необходимости в особом инструменте или ключе, доступном только для уполномоченного персонала. По существу, эту функцию нельзя связать просто с большим моментом, прикладываемым для конечного зажимания колпачка (10) после его навинчивания на корпус вентиля.

Таким же образом, данную функция нельзя реализовать за счет устройства, для удаления которого, в случае когда оно навинчено на вентиль, требуется произвести его существенное изменение или разрушение (выполняемое специальными инструментами), поскольку в данном случае не выполняется основное условие, заключающееся в возможности многократного использования колпачка (10).

Напротив, важно, чтобы колпачок (10) нормально завинчивался путем приложения соответствующего момента к кожуху (16) (обычно эту операцию выполняют вручную, поэтому момент не может быть очень большим, в том числе из-за малых диаметров кожуха), однако если зажимание осуществлено, то важно, чтобы соединительный элемент с резьбой в дальнейшем нельзя было удалить без использования специального инструмента, механизма или ключа.

Процедура достижения желаемой цели осуществляется за счет использования колпачка (10), который более не является единой деталью (сейчас обычные колпачки имеют кожух, внутри которого нанесена резьба для крепления к концу вентиля), а оснащен по меньшей мере двумя основными элементами, показанными на фиг.7: кожухом (16) колпачка и элементом (15) с внутренней резьбой, выполненным с возможностью навинчивания на конец вентиля (9). Соединение кожуха (16), к которому прикладывают зажимающую и завинчивающую пару сил (например, вручную с помощью соответствующего инструмента), с имеющим внутреннюю резьбу элементом (15) обеспечивают посредством подвижного расцепителя (фиг.7, сечение А-А), допускающего передачу момента между кожухом (16) и резьбовым корпусом (15) только в направлении завинчивания. В таком случае, если колпачок зажат и возник соответствующий тормозящий момент (способный оказывать противодействие отвинчивающей паре сил), то колпачок отвинтить от вентиля невозможно, поскольку приложенная к кожуху (16) отвинчивающая пара сил не передается к резьбовому корпусу (15).

Для снятия колпачка (10) необходимо на резьбовом корпусе (15) выполнить части, которые имеют соответствующую форму и могут зажиматься посредством специального ключа, или инструмента, или подобного механизма, которые предоставляются и доступны только сотрудникам, уполномоченным удалять колпачок (10). Соответственно, упомянутые части расположены в зоне группы колпачок/вентиль, которая напрямую является недоступной. Таким образом, исключается возможность отвинчивания при использовании несоответствующих инструментов вместо специальных инструментов.

Кроме того, помимо устройства, устанавливаемого вместо защитного колпачка вентиля и предназначенного для наблюдения за условиями функционирования шин, и/или управления ими, и/или подачи сигнала о них, на резьбе (9) трубки вентиля для накачивания шины требуется окончательно и надежно закреплять также и существующие защитные колпачки вентилей. Это закрепление необходимо не только для предотвращения их откручивания и выпадения при движении транспортного средства из-за внешних сил и вибраций, оно также необходимо для того, чтобы гарантировать эффективность одной из функций, которую должны выполнять эти компоненты (включая существующие защитные колпачки) и которая заключается в создании, с помощью прокладки (11) дополнительного барьера для возможной утечки газа через вентиль, когда самозапорный элемент (4) или другие внутренние части вентиля для накачивания не могут обеспечить надлежащую герметизацию для газа шины и, следовательно, вызывают утечку через внутренний проход вентиля.

Функция предотвращения отвинчивания колпачка (10) вручную, после его навинчивания на вентиль для накачивания, реализована за счет отделения кожуха (16), который выполнен регулируемым и передает устройству необходимую для завинчивания пару сил от элемента (15) с внутренней резьбой, выполненного с возможностью навинчивания на резьбовой конец трубки вентиля для накачивания шины, а также за счет размещения между ними однонаправленного подвижного расцепителя.

Упомянутый однонаправленный подвижный расцепитель имеет, согласно схемам функционирования на фиг.7 (сечение по А-А), радиальную форму или, согласно схемам функционирования на фиг.8, аксиальную форму.

Согласно предпочтительному варианту с радиальной формой на внешней цилиндрической поверхности резьбового корпуса (15) находятся радиальные зубья (17), которые выполнены с возможностью сцепления с торцевой поверхностью соответствующих выступов (18), присоединенных к внутренней цилиндрической поверхности кожуха (16). Указанные выступы (18) обычно расположены так, как это показано на фиг.7 (сечение по А-А), при этом они обладают достаточной упругостью для того, чтобы радиально изгибаться наружу, вследствие чего они, в конце концов, выходят из взаимодействия с зубьями (17).

Изменяют радиальную упругость выступов (18) или управляют ею с помощью внешних упругих элементов, таких как пружины, полимерные элементы и т.д.

Если к кожуху (16) прикладывается момент в направлении по часовой стрелке (в соответствии с сечением А-А на фиг.7), то выступы (18) входят в зацепление с зубьями (17) и передают момент резьбовому корпусу (15). И, наоборот, если момент прикладывается к кожуху (16) в направлении против часовой стрелки (в соответствии с сечением А-А на фиг.7), то выступы (18) скользят по обратной стороне зубьев (17) и не передают момент резьбовому корпусу (15) (минимальное значение, обусловленное трением при скольжении выступов (18) по обратной стороне зубьев (17), не учитывается).

Согласно предпочтительному варианту с аксиальной схемой, подобной той, что изображена на фиг.8, торцевые зубья (19), параллельные оси устройства и расположенные на внешней окружности резьбового корпуса (15), входят в зацепление с соответствующими осевыми торцевыми зубьями (20), расположенными на цилиндрическом элементе (21), который установлен коаксиально резьбовому корпусу (15) и способен скользить аксиально вниз по отношению к корпусу (15). Скольжение происходит на достаточное расстояние для того, чтобы вывести соответственные зубья из зацепления, причем вверх цилиндрический элемент (21) смещается пружиной (22), которая стремится удерживать зубья (19, 20) в контакте друг с другом.

По причинам, связанным с установкой цилиндрического элемента (21), резьбовой корпус (15) выполнен состоящим из двух частей (15а, 15b), сваренных друг с другом.

Цилиндрический элемент (21) посредством поступательной кинематической пары, например радиального выступа (23), соединен с соответствующим пазом (24), находящимся на внутренней стенке кожуха (16); такое выполнение позволяет передавать момент в обоих направлениях между кожухом (16) и цилиндрическим элементом (21), который совершает осевое перемещение в гнезде, находящемся во внешней цилиндрической поверхности резьбового корпуса (15), преодолевая действие пружины (22).

Если к кожуху (16) приложен момент, действующий в направлении завинчивания, то этот момент передается цилиндрическому элементу (21), его аксиальные зубья (20) входят в зацепление с соответственными аксиальными зубьями (19) резьбового корпуса (15). Таким образом, тормозящий момент передается резьбовому корпусу (15).

После зажимания между резьбовым корпусом (15) и резьбовым концом (9) трубки (1) вентиля для накачивания шины действует исключающая возврат пара сил.

Если на кожух (16) действует момент в направлении отвинчивания, то этот момент передается цилиндрическому элементу (21), аксиальные зубья (20) которого стремятся проскользнуть по соответствующей обратной стороне аксиальных зубьев (19) резьбового корпуса (15); это происходит благодаря особому углу наклона обратных сторон зубьев, вследствие чего цилиндрический элемент (21) стремится к смещению вниз, преодолевая усилие пружины (22) и не передавая отвинчивающую пару сил резьбовому корпусу (15), величина пары сил трения при движении скольжения обратных сторон аксиальных зубьев не учитывается.

Как показано на фиг.9, пружина (22) также располагается между резьбовым корпусом (15) и кожухом (16); в этом случае упомянутая пружина (22) действует так, как сказано выше, если поступательная кинематическая пара между кожухом (16) и цилиндрическим элементом (21) представляет собой аксиальный упор, заставляющий цилиндрический элемент (21) двигаться к низу кожуха (16), преодолевая усилие пружины (22), если к кожуху (16) приложена отвинчивающая пара сил и обратные стороны зубьев цилиндрического элемента (21) проскальзывают относительно зубьев резьбового корпуса (15).

При такой конфигурации кожух (16) и цилиндрический элемент (21) можно также выполнить в виде одной детали или сделать их неотъемлемыми друг от друга.

Вариант с радиальной конструкцией создает большие помехи в радиальном направлении, чем вариант с аксиальной конструкцией; следовательно, эта аксиальная конструкция лучше радиальной из-за пределов для допустимых радиальных помех по отношению к окружающей среде и компонентам, существующим вокруг вентиля для накачивания шины.

Очевидно, что при использовании механизмов указанных видов резьбовому корпусу (15) передается только часть момента в направлении завинчивания (в направлении часовой стрелки в соответствии с фиг.7, если используется правая резьба) из-за трения между зубьями подвижного расцепителя и зубьями резьбового корпуса (15).

Как при радиальном, так и при аксиальном варианте, сцепление между соответствующими зубьями сменяется соответственными пустотами на обеих частях со вставкой плавающих соединительных стержней соответствующей формы, как это свойственно подвижным расцепителям обычного промышленного производства.

Таким образом, как это и требуется, предотвращается отвинчивание устройства при воздействии на внешний кожух (16), при условии, что резьбовой корпус (15) зажимается при его завинчивании с созданием исключающей возврат зажимающей пары сил со значением, превышающим момент, который может быть передан в направлении отвинчивания, причем этот момент является небольшим, хотя и существует.

Чтобы обеспечить более высокую исключающую возврат зажимающую пару сил, помимо обычного трения между обеими частями, соединенными посредством резьбы, когда их оба конца находятся в контакте, используются другие технические средства, например:

- самозажимные устройства в резьбовом корпусе (15) на наружной резьбе (9) в виде частичной деформации внутренней резьбы резьбового корпуса (15) или размещения на его верхнем конце деформируемого элемента, способного создать пару сил с большим трением на резьбе (9), как это обычно делается для самозажимных гаек. (См. Filippi, Disegno di Machine, vol.II, Hoepli, в качестве известных примеров, которые не являются исчерпывающими или ограничивающими);

- дополнительные компоненты, создающие сильное трение и эффективную исключающую возврат пару сил между обеими частями (15, 19), скрепленными друг с другом, как, например эластичные шайбы UNI 1751 е 1752 о DIN 128, волнистые и имеющие насечку эластичные шайбы, плоские или конические эластичные шайбы с рифлением согласно UNI 3703, 3704, 3705, 3706 и т.д. (см. Filippi, как упоминалось ранее), прикладываемые на упорный конец наружной резьбы (9) во избежании ее повреждений.

На фиг.10 показан вариант выполнения изобретения, согласно которому верхний опорный конец части (9) с наружной резьбой трубки (1) вентиля для накачивания одновременно касается как герметизирующей прокладки (11), так и элемента (25), характеризующегося упругими аксиальными зубьями, входящими при зажимании в зацепление с седлом, находящимся на верхнем конце полости резьбового корпуса (15), и с указанным опорным концом трубки, создавая сильную исключающую возврат пару сил, препятствующую отвинчиванию. Чтобы в случае необходимости обеспечить возможность выполнения отвинчивания не вручную и без использования обычных инструментов и/или технических элементов, необходимо приложить отвинчивающую пару сил непосредственно к резьбовому корпусу (15) в зонах, доступ к которым возможен только при помощи соответствующих инструментов, причем возможен только для покупателя деталей, снабженных устройствами предотвращения кражи.

На фиг.8, 11 показан вариант выполнения изобретения, согласно которому на нижней части (27) резьбового корпуса (15) используется специальный ключ (26) с двумя рычагами; этот ключ (26) проходит вдоль оси вниз, поэтому имеются соответствующие радиальные выемки (28), пригодные для введения зубьев (29) данного ключа (26). Упомянутая нижняя часть (27) покрыта внешним кожухом (16) и имеет область, поднутренную по отношению к кожуху (16), на случай если кто-нибудь захочет получить доступ извне (имея в виду обычные условия монтажа вентилей шин на колесах транспортных средств). Отвинчивание колпачка вентиля можно выполнять только ключом, выполненным с возможностью согласованного прилегания к поднутренной области и зацепления с выемками (28), находящимися в нижней части (27) резьбового корпуса (15), вследствие чего к резьбовому корпусу (15) прикладывается требуемая отвинчивающая пара сил.

Оба рычага (26а, 26b) специального ключа (26) являются гибкими или подвижными в радиальном направлении и обладают возможностью раскрываться и обеспечивать доступ к нижней части (27) резьбового корпуса (15).

Зубья (29), расположенные на концах рычагов (26а, 26b) специального ключа (26), для зацепления с нижней частью (27) резьбового корпуса (15) имеют показанную на фиг.12 форму, чтобы использоваться только для приложения отвинчивающей пары сил к резьбовому корпусу (15), и имеют наклонную плоскость, стремящуюся удалить их из выемки (28), если прикладывается завинчивающая пара сил. Это сделано во избежании приложения чрезмерных зажимающих пар сил.

Другой вариант изобретения, относящийся к приложению отвинчивающей пары к резьбовому корпусу (15) непосредственно в зонах, доступ к которым возможен только при помощи соответствующих специальных инструментов, заключается, как следует из фиг.13, в создании центрального отверстия (30) в верхней стенке внешнего кожуха (16), через которое возможен доступ к глухому отверстию (31), выполненному в выступе (32), расположенном на верхней части резьбового корпуса (15). Выступ имеет соответствующий и нестандартный контур, куда для отвинчивания можно вставить только ключ охватываемого профиля, имеющего ту же площадь, что и глухое отверстие (31).

Чтобы предотвратить попадание грязи, в зоне взаимодействия между центральным отверстием (30) кожуха (16) и выступом (32) имеется соответствующая прокладка (33).

Во всех описанных вариантах, чтобы предотвратить попадание грязи, в нижней части кожуха (16) в зоне взаимодействия с цилиндрической нижней частью резьбового корпуса (15) предусмотрены дополнительная прокладка или защитная кромка (34).

Во всех вышеупомянутых вариантах изобретения внешнему контуру кожуха (16) в зоне зацепления для приложения пары сил (как вручную, так и посредством подвижных ключей или соответствующих инструментов) можно также придавать не только цилиндрическую форму, но и форму, более подходящую для лучшего зажимания и передачи момента, как, например, контур с рифлением, канавками или многоугольный контур, показанный на фиг.14.

Зажимание колпачка на вентиле происходит правильно, если его осуществляют посредством соответствующей завершающей пары сил, достаточной, но не чрезмерной. Как в случае ручного завинчивания колпачка на конце вентиля для накачивания шины, так и, прежде всего, в случае использования вспомогательных инструментов для создания более сильной зажимающей пары существует опасность приложить слишком большую зажимающую пару сил, повреждающую колпачок и/или герметизирующую прокладку (11). Однако приложение чрезмерной зажимающей пары сил не является единственной проблемой: недостаточная зажимающая пара сил также вредна, поскольку она сводит на нет действие герметизирующей прокладки (11) и вызывает неожиданное, даже полное отвинчивание колпачка, вызванное вибрациями при движении транспортного средства.

Поэтому в предпочтительном случае устройство, предотвращающее умышленное повреждение и кражу вентилей для накачивания шин и присоединенное к защитному колпачку вентиля шины (также в случае, когда колпачок содержит средства для наблюдения за условиями функционирования шин, и/или управления ими, и/или сигнализации о них), оснащено элементами, гарантирующими эффективное и полное зажатие резьбовых элементов (15, 9) и возможной прокладки (11), расположенной внутри колпачка для герметизации на верхнем краю резьбового конца (9) вентиля для накачивания шины, даже неквалифицированным работником, у которого нет соответствующего инструмента (и поэтому он не может проверить, имеет ли пара сил для завинчивания достаточное значение для зажимания).

Предложен также другой вариант, который помимо того, что гарантирует полное и эффективное зажимание резьбового корпуса (15) на вентиле (9), то есть информирует оператора о достижении надлежащего значения завинчивающего момента, еще и предотвращает чрезмерное зажимание в случае, когда прикладывается завинчивающий момент, значение которого превышает требуемое. В действительности, в случае использования защитных колпачков для вентилей для накачивания шин, выполненных из пластика, чрезмерное зажимание вызывает, как известно, быстрый износ детали и/или ее разрушение, а следовательно, делает ее бесполезной. Это, в частности, происходит, когда для герметизации газа шины колпачок имеет прокладку в зоне контакта. Чрезмерный зажимающий момент легко повреждает эту прокладку. Конечно, это происходит не только в случае обычного защитного колпачка, но и в случае детали, навинченной на конец вентиля и выполняющей другие функции, как, например, наблюдение за условиями функционирования шины, и/или управление ими, и/или сигнализация о них.

Поэтому для достижения данной цели необходимо использовать устройство ограничения завинчивающего момента, также выполненное с возможностью информирования оператора о том, обеспечено или нет требуемое значение момента. Обычные и хорошо известные вентили для шин и соответствующие защитные колпачки не представляют собой какой-либо функции или предотвращающего умышленное повреждение и кражу устройства и не представляют механизмов, обеспечивающих полное и эффективное зажимание колпачка и его герметизирующего уплотнения на резьбовом конце вентиля для накачивания шины. Это же справедливо и для устройства наблюдения за условиями функционирования хорошо известных шин, и/или управления ими, и/или сигнализации о них.

Для получения того, о чем сказано выше, в устройстве используется элемент, который ограничивает завинчивающий момент, прикладываемый внешним кожухом (16) к резьбовому корпусу (15) через подвижный расцепитель.

Рассмотрим фиг.15, где изображен радиальный подвижный расцепитель, имеющий зубья, составляющие одно целое с показанными на фиг.7 (сечение по А-А) деталями. Передняя часть, расположенная между зубьями (17) и выступами (18), выполнена таким образом, что не является радиальной, то есть перпендикулярной к взаимно сообщаемой силе (приближенно тангенциальной), а наклонена под соответствующим углом γ относительно радиального направления и вызывает во время контакта между двумя поверхностями А и В зуба (17) и выступа (18) появление радиальной компоненты R, стремящейся отогнуть выступ (18) наружу, чтобы вывести его из зацепления с соответствующим зубом на резьбовом корпусе (15).

Когда между двумя поверхностями А и В достигается заранее заданная перпендикулярная сила F (то есть когда устанавливается заранее заданное значение момента, приложенного к внешнему кожуху (16) и обеспечивающего надлежащее зажимание резьбового корпуса (15) на трубке вентиля для накачивания), радиальная компонента R достигает значения, вызывающего выход из взаимодействия двух поверхностей А и В зубьев подвижного расцепителя. Это, как и требуется, ограничивает максимальное значение приложенной зажимающей пары сил, которая информирует прикладывающего момент оператора о быстром уменьшении противоположной пары сил вместе с вибрацией и шумом, возникающими из-за радиального освобождения зубьев, подсказывая правильный момент завершения операции зажимания. Таким образом, создан первый вид радиального подвижного расцепителя, который также образует устройство, ограничивающее пару сил и которое легко настраивается путем соответственного задания угла γ и упругой реакции выступов (18).

Что касается варианта аксиального подвижного расцепителя, показанного на фиг.8, то устройство, ограничивающее пару сил, выполнено (см. фиг.16) с наклоном δ к контактирующим поверхностям торцевых зубьев (19, 20), которые первоначально располагаются на плоскостях, параллельных оси устройства, и передают момент между внешним кожухом (16) и резьбовым корпусом (15) через цилиндрический элемент (21). Таким образом достигается тот же эффект, что и в описанном выше радиальном подвижном расцепителе. Кроме того, при такой конструкции получены торцевые кулачки (19, 20), обеспечивающие относительное винтовое движение между внешним кожухом (16) и резьбовым корпусом (15). Если использовать противодействующий упругий элемент (пружину (22), показанную на фиг.9), который соответственно нагружен и стремится за счет своей реакции препятствовать осевому смещению цилиндрического элемента (21) и/или внешнего кожуха (16) по отношению к резьбовому корпусу (15), то упомянутое винтовое движение и соответствующее опускание цилиндрического элемента (21) и/или внешнего кожуха (16) по отношению к резьбовому корпусу (15) начнется только после того, как завинчивающая пара, приложенная к внешнему кожуху (16), превысит значение, способное создать при винтовом зацеплении торцевых кулачков (19, 20) осевую силу, которая превышает силу, обусловленную противодействующим упругим элементом (22). Если это значение пары сил превышено (в соответствии с надлежащим значением зажимающей пары двух резьбовых элементов), то происходит относительное скольжение винтовых поверхностей Е и G торцевых кулачков (19, 20) и опускание на длину хода С цилиндрического элемента (21) и/или внешнего кожуха (16) по отношению к резьбовому корпусу (15), в конце которого цилиндрический элемент (21) и/или внешний кожух (16), благодаря силе противодействующего упругого элемента (22), опять возвращается вверх до тех пор, пока поверхность G присоединенного торцевого кулачка не войдет в контакт с поверхностью Е′ следующего зуба, расположенного на резьбовом корпусе (15). Таким образом получается второй вид аксиального подвижного расцепителя, который в виде функции силы противодействующего упругого элемента (22) реализует ограничивающее пару сил устройство, которое можно легко регулировать, соответствующим образом изменяя угол δ и противодействующее усилие пружины (22). При этом система, как и в предыдущем случае, информирует о достижении надлежащего значения пары сил.

Если к внешнему кожуху (16) приложить пару сил, которая превосходит пару сил, необходимую для превышения максимального момента, прикладываемого к резьбовому корпусу (15), и реакцию упругого элемента (22), то возникает осевая сила Р, положительное направление которой показано на фиг.17. Эта сила Р с длиной С хода возникает благодаря винтовому сцеплению поверхностей Е и G торцевых кулачков и внешнего кожуха (16) по отношению к резьбовому корпусу (15) или другим вставленным или присоединенным элементам. Осевая сила Р используется для выполнения функций, относящихся к монтажу, и/или функционированию, и/или использованию как обычных защитных колпачков вентиля для накачивания шин, так и устройств, привинченных к внешнему концу вентиля для накачивания и предназначенных для управления условиями функционирования шин, и/или наблюдения за ними, и/или сигнализации о них.

Следующее достоинство этого варианта обусловлено тем, что перед приложением вышеупомянутой положительной осевой силы Р в любом случае необходимо завершить эффективное зажимание резьбового корпуса (15) на конце (9) вентиля, заранее убедившись в хорошем результате этой функции.

Сказанное ранее применимо для всех вышеупомянутых случаев, в особенности, если осевая сила Р необходима для выполнения функций, относящихся к монтажу, и/или функционированию, и/или использованию обычных защитных колпачков вентиля для накачивания шины, а особенно устройств, привинченных к внешнему концу вентиля для накачивания и предназначенных для управления условиями функционирования шин, и/или наблюдения за ними, и/или сигнализации о них, причем эти устройства до их активации должны быть правильно зажаты на вентиле при заранее установленном значении пары сил, даже если операция выполняется вручную и без специального инструмента или измерительного и контрольного элемента.

Другой вариант выполнения устройства, ограничивающего пару сил, обеспечивает то, что относительное скольжение между винтовыми поверхностями Е и G двух торцевых кулачков, которые находятся соответственно на резьбовом корпусе (15) и внешнем кожухе (16), ограничено только одним ходом С′ (фиг.16), более коротким по сравнению с длиной хода С, вызывающего их расцепление и переход поверхности G от контакта с поверхностью Е к контакту с поверхностью Е′ после прохождения длины хода С. Если заранее установленное значение зажимающей пары сил резьбового корпуса (15) на конце вентиля превышено, то происходит прямое винтовое движение внешнего кожуха (16) относительно резьбового корпуса (15). Указанное движение вызывает перемещение внешнего кожуха (16) по отношению к резьбовому корпусу (15) на величину, соответствующую С′. При освобождении зажимающей пары сил, приложенной к внешнему кожуху (16), происходит возврат внешнего кожуха (16) в состояние покоя относительно резьбового корпуса (15) с достаточно малыми углами 5 посредством обратного винтового движения, обусловленного реакцией упругого элемента (22).

Дополнительное преимущество при использовании данного ограничивающего пару сил устройства в отношении завинчивающего момента заключается в том, что исключается какое-либо чрезмерное зажимание.

Все вышеупомянутые варианты выполнения применимы не только к обычным защитным колпачкам вентилей для накачивания шины, но также к устройствам для управления условиями функционирования шин, и/или наблюдения за ними, и/или сигнализации о них, которые навинчены на внешний конец вентиля для накачивания, а следовательно, защищают вентиль и могут быть удалены в результате вредительства и/или воровства.

Упомянутые технические решения, относящиеся к регулированию зажимающей пары сил, и особенно решения, позволяющие (путем сигнализации о начале расцепления) задавать надлежащее и эффективное значение зажимания, и/или решения, позволяющие предотвращать приложение чрезмерных зажимающих пар сил, могут применяться и использоваться по отдельности и/или одновременно, путем применения предотвращающей умышленное повреждение или кражу систему, которая делает отвинчивание вручную невозможным за счет отвинчивающей пары сил, приложенной к внешнему кожуху (16).

Все вышеупомянутые варианты выполнения изобретения используются не только для деталей, прикладываемых к концу вентиля для накачивания шины, но и во всех случаях регулируемого зажимания резьбовых элементов для обеспечения заранее установленного значения зажимающей пары сил и/или для предотвращения неожиданного приложения зажимающих пар сил, величина которых существенно превышает заранее установленное значение, и/или для предотвращения отвинчивания путем приложения отвинчивающей пары сил к внешнему кожуху (16), даже если завинчивающие или отвинчивающие пары сил прикладываются руками или посредством ключей и/или инструментов, зацепляющих внешний кожух (16).

Все вышеупомянутые устройства и, в частности, внешний кожух (16) выполнены из полимерных материалов или металлов, имеют расцветку, соответствующую природе или пигментации материала, или покрыты лаком или другими веществами. Кроме того, внешнее очертание кожуха (16) имеет в плане круглое сечение или любое другое сечение, способствующее передаче момента рукой или посредством ключей и/или инструментов. В частности, упомянутое внешнее очертание имеет в плане выступы или многоугольную форму.

Реферат

Изобретение предназначено для использования в автомобильной промышленности. Устройство включает в себя колпачок с имеющим внутреннюю резьбу корпусом, навинчивающимся на вентиль для накачивания шины, кожух, который соединен с имеющим внутреннюю резьбу корпусом через подвижный расцепитель, обеспечивающий только завинчивание колпачка, но не его отвинчивание, и предотвращающий непосредственный доступ к резьбовому корпусу. При этом доступ происходит только в заранее заданной зоне резьбового корпуса, а отвинчивание резьбового корпуса происходит с помощью инструмента, воздействующего на указанную зону. Таким образом, если колпачок зажат и обеспечен достаточный тормозящий момент (способный противостоять отвинчивающему моменту), то колпачок от вентиля отвинтить невозможно, поскольку приложенный к кожуху отвинчивающий момент не передается резьбовому корпусу. В результате повышается защита вентиля от неожиданных внешних воздействий, в том числе от неправомерного снятия колпачка вентиля. 12 з.п. ф-лы, 17 ил.

Формула