Способ транспортировки и замены очень больших пневматических шин
Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано для очень больших транспортных средств, имеющих диаметры шин свыше 3,05 м, таких, как карьерные самосвалы, использующих шины, со съемным протектором. Транспортировку протекторного браслета производят отдельно от каркаса шины в сжатом состоянии с двух противоположных сторон. Замену протектора на шине производят таким образом, что вначале частично понижают давление в каркасе шины, снимают в боковом направлении по меньшей мере часть первого протекторного браслета с по меньшей мере передней части каркаса шины, затем осуществляют качение каркаса шины вперед при приложении боковой силы к протекторному браслету в направлении снятия, пока каркас шины не выкатится из первого протекторного браслета и не ляжет на несущую поверхность, а затем снимают в боковом направлении остальные части первого протекторного браслета с каркаса шины. Второй протекторный браслет надевают следующим образом. Вначале перемещают часть второго протекторного браслета на переднюю часть каркаса шины, затем осуществляют качение каркаса шины вперед при приложении боковой силы ко второму протекторному браслету. В результате упрощается способ перевозки и замены больших пневматических шин. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 8 ил.
ОПИСАНИЕ
Изобретение относится к способам транспортировки, хранения и замены очень больших пневматических шин, обычно предназначенных для использования на очень больших транспортных средствах, таких как карьерные самосвалы, и более конкретно, к способам, возможным при использовании конструкции пневматической шины со съемным протекторным браслетом.
Пневматические шины с протекторным браслетом, которые являются предметом настоящего изобретения, представляют собой очень большие шины (с наружным диаметром более 304,8 см), обычно предназначенные для использования на очень больших транспортных средствах, обычно внедорожных транспортных средствах, таких как землеройные машины и карьерные самосвалы большой грузоподъемности (например, 300 коротких тонн или более). Эти очень большие шины и транспортные средства в целом используются на долгосрочных разработках месторождений или строительствах, таких как каменоломни, рудники, литейные предприятия, строительство больших туннелей/дорог, плотин/дамб и т.п. Очень большие транспортные средства обычно слишком велики для нормальной транспортировки на рабочую площадку и, таким образом, их часто перевозят по частям к рабочей площадке, где части собирают/сваривают в одно целое для использования. Поскольку современные строительные транспортные средства имеют все большие размеры, их шины увеличиваются до размера, с которым перевозка шин становится затруднительна. Например, конструкция существующего 360-тонного (326530 кг) грузовика требует пневматических шин диаметром 3,91 м, что рассматривается как максимальный размер шины, приемлемо возможный для транспортировки обычными железнодорожными или автодорожными средствами в Соединенных Штатах. Другим соображением является вес шины, поскольку очень большие шины могут весить от 3628 кг до 6803 кг или более в размонтированном виде. Промышленность может требовать даже больших - 400-тонных (362812 кг) или 450-тонных (408163 кг) - грузовиков с соответственно большими шинами диаметром 4,07 м или более. В зависимости от местных ограничений для транспортных средств (таких как габариты туннеля/моста и весовые ограничения автодорог), даже несколько меньшие из "очень больших шин" могут вызывать значительные проблемы и могут требовать необычных транспортных средств, таких как вертолет.
Другой проблемой, стоящей перед использующими очень большие пневматические шины, является замена очень больших шин на очень больших транспортных средствах. Очень большие транспортные средства обычно используют на таких объектах, как каменоломни, где шины подвергаются воздействию высоких напряжений и нагрузок, обычно в тяжелых условиях окружающей среды, где шины подвергаются воздействию условий, способствующих прокалыванию и износу. В этих условиях шины повреждаются относительно часто и должны заменяться на рабочей площадке. Даже относительно колес со съемным ободом, замена очень больших колес представляет собой трудный и долговременный процесс, требующий 5-6 часов для замены одной шины.
Другой проблемой является хранение очень больших шин на рабочей площадке. Поскольку шины становятся все больше, для их хранения требуется все больше и больше пространства. Кроме того, если рабочие условия особенно тяжелы или доставка и замена шин сразу "по требованию" неосуществимы, должны складироваться увеличенные количества запасных шин, что дополнительно увеличивает необходимое пространство для хранения. Кроме того, некоторые рабочие площадки требуют разных конструкций шин для разных рабочих условий. Например, для условий с вязким грунтом, таких как условия при дождливой погоде, могут требоваться широкие протекторы с глубокими грунтозацепами, тогда как для работы на гравии или в условиях сухой погоды требуются шины с нормальными протекторами и другой формой грунтозацепов. С учетом трудоемкости существующих способов замены шин, замена шин для получения оптимальных рисунков протектора не всегда осуществима.
Наконец, даже если ведущие колеса и управляющие колеса очень больших транспортных средств имеют одинаковые общие размеры, для наиболее эффективной работы рисунки протекторов двух типов колес должны быть разными. Это также увеличивает количество запасных шин, которые должны храниться на рабочей площадке.
Технической задачей настоящего изобретения является создание способа перевозки очень больших шин, допускающего большее использование обычных средств транспорта, причем желательно уменьшить потребность в складских площадях на рабочей площадке, а также усовершенствовать эффективность способа замены очень больших шин.
Хотя известны варианты выполнения шин со сменным протектором для автомобилей/мотоциклов и обычных грузовиков, до настоящего времени не было известно разработок шин с протекторным браслетом, которые бы соответствовали уникальным требованиям к очень большим пневматическим шинам для очень больших транспортных средств. Патент США №09/424089 под заголовком "Шина с усовершенствованным съемным протекторным браслетом", выданный Rayman, и принадлежащий автору настоящего изобретения, которое является его частичным продолжением, описывает шину с усовершенствованным съемным протекторным браслетом для использования на больших землеройных машинах. Эта шина с протекторным браслетом (так называемая "шина с траковой лентой") "состоит из съемного протекторного браслета, установленного на наружную кольцевую поверхность накачиваемого каркаса шины. Уникальная конструкция траковой ленты удерживает протектор от расширения с одновременным усовершенствованием надежной установки протектора на каркас и обеспечением улучшенной защиты от проколов. Кроме того, усовершенствованная траковая лента будет поддерживать более плоский профиль протектора, что в свою очередь будет увеличивать надежность и долговечность протектора".
Известный вариант усовершенствованных протекторов или траковых лент для очень больших шин описан в патенте США №4351380, в котором некоторые известные шины с траковой лентой содержат множество входящих в зацепление с грунтом "башмаков", разнесенных по периферии опорной конструкции. Большие нагрузки на "башмаки" приводят к созданию больших напряжений, что иногда ведет к преждевременному повреждению шины. Патент №4351380 раскрывает способ получения усовершенствованной траковой ленты, которая содержит множество башмаков, разнесенных по периферии несущей конструкции и прикрепленных к армирующей ленточной конструкции, расположенной на стороне башмака, которая противоположна его стороне, входящей в контакт с грунтом.
Большая часть шин известного уровня техники относится к шинам со съемными протекторными браслетами (см., например, патент США №3897814, патент США №3224482, патент США №3087526 и патент Великобритании G.B. 2073109). Однако эти патенты раскрывают использование разных решений, относящихся к шинам, используемым в основном на дорожных транспортных средствах, таких как автомобили и грузовики. Примеры этих решений включают: изменение разнесения корда для уменьшения износа наружной кромки протекторного браслета для "увеличения срока службы и понижения производственных затрат"; усовершенствование поперечного изгиба для "повышения комфортабельности езды и улучшение сцепления с дорогой"; и соединение отдельных бандажных колец для "улучшения сцепления с дорогой и бесшумной езды". Соответственно, согласно известному уровню техники изменялось количество, конфигурация, расположение и разнесение бандажных колец, армирующих полос, нерастяжимых кордов и сцепляющихся канавок в каркасе шин и протекторном браслете, но эти изменения не адекватны ни для обращения к специальным требованиям к шинам внедорожных транспортных средств, ни к очень большим шинам в целом.
Существуют все еще не решенные проблемы, относящиеся к сборке из пневматической шины и протекторного браслета, и касающиеся перевозки, хранения, инвентаризации и замены очень больших шин на очень больших транспортных средствах.
Поставленная техническая задача решается за счет создания усовершенствованного способа транспортировки, хранения и замены очень больших пневматических шин, которые используются на очень больших транспортных средствах, таких как карьерные транспортные средства. Очень большие шины обычной конструкции иногда имеют высоту свыше 4 м и весят приблизительно от 3628 кг до 6803 кг, и предполагаемые конструкции очень больших грузовиков требуют еще больших шин. Размер и вес очень больших известных шин создают существенные проблемы при транспортировке, хранении и замене шин.
Согласно изобретению, очень большие шины являются шинами со съемным протекторным браслетом, и протекторный браслет транспортируют отдельно от каркаса шины. Съемный протекторный браслет для транспортировки удерживают в сжатом состоянии, посредством чего он имеет значительно уменьшенный диаметр для простоты транспортировки.
Согласно одному аспекту изобретения, для сжатого протекторного браслета используют распорный элемент, придающий протекторному браслету удлиненную овальную конфигурацию с прямыми сторонами.
Согласно другому аспекту изобретения, каркас шины для транспортировки также удерживают в сжатом состоянии.
Согласно изобретению, шины со съемным протекторным браслетом используют для упрощения и ускорения процесса замены шин относительно очень больших шин на очень больших транспортных средствах, таким образом, получая экономию времени и средств, а также создавая возможность смены типов протекторов очень больших шин для соответствия разным рабочим условиям. Способ замены шин, соответствующий изобретению, включает следующие операции: (а) частичное понижение давления в каркасе шины, остающейся на транспортном средстве, для ослабления натяжения протекторного браслета; (b) удаление с шины протекторного браслета в боковом направлении; (с) установку в боковом направлении заменяющего протекторного браслета на каркас шины и должное его расположение; и (d) накачивание каркаса до нужного давления для удерживания заменяющего протекторного браслета на месте на каркасе шины.
Согласно аспекту изобретения, операции (b) и (с) могут выполняться посредством выезда из протекторного браслета и въезда в заменяющий протекторный браслет, соответственно.
Согласно аспекту изобретения, операции (b) и (с) могут выполняться непосредственно, если очень большое транспортное средство сначала устанавливают так, чтобы заменяемая шина была вывешена над землей, с использованием, например, пневматического домкрата, и затем опускают очень большое транспортное средство после завершения операции (d).
Согласно аспекту изобретения, операция (с) включает правильное расположение протекторного браслета на каркасе, например, посредством надлежащего расположения входящих во взаимное зацепление направляющих выступов и канавок таким образом, что протекторный браслет располагается на каркасе шины как необходимо для нормальной работы собранной шины.
Согласно аспекту изобретения, протекторный браслет может заменяться браслетом, имеющим такую же конфигурацию или браслетом, имеющим другую конфигурацию для соответствия разным рабочим условиям, таким как разные состояния несущей поверхности или разные варианты применения очень больших транспортных средств.
Согласно изобретению, шины со съемным протекторным браслетом используют для уменьшения физических размеров и стоимости хранения запасных очень больших шин на рабочей площадке, где используют очень большие транспортные средства. Хранится небольшое количество универсальных каркасов шин, используемых для замены поврежденных каркасов, и большее количество протекторных браслетов хранится для замены протекторных браслетов, которые приблизительно в четыре раза более подвержены повреждениям или износу по сравнению с каркасами.
Согласно аспекту изобретения, на рабочей площадке хранят протекторные браслеты разной конфигурации, таким образом получая возможность их использования на очень больших транспортных средствах для соответствия разным рабочим условиям.
Согласно аспекту изобретения, по меньшей мере часть протекторных браслетов хранят в сжатом состоянии, таким образом дополнительно уменьшая потребности в складском пространстве.
Другие задачи, признаки и преимущества изобретения поясняются в ниже следующим описании, в котором сделаны ссылки в деталях на предпочтительные варианты осуществления изобретения, примеры которого показаны на прилагаемых чертежах. Предусматривается, что фигуры являются иллюстративными, а не вносящими ограничения. Хотя изобретение в целом описано в контексте этих предпочтительных вариантов его осуществления, следует понимать, что не предусматривается ограничить сущность и объем изобретения этими конкретными вариантами.
Некоторые элементы на избранных чертежах могут быть показаны не в масштабе для наглядности. Виды поперечных сечений, когда они здесь представлены, могут быть в форме "срезов" или "близоруких" видов, на которых некоторые фоновые линии, которые в противном случае были бы видны на истинных сечениях, исключены для наглядности.
Элементы на фигурах, как правило, пронумерованы следующим образом. Наиболее значительные цифры (сотни) ссылочного номера соответствуют номеру фигуры. Элементы фигуры 1 пронумерованы в пределах 100-199. Элементы фигуры 2 пронумерованы в пределах 200-299. Подобные элементы на чертежах могут обозначаться одинаковыми ссылочными номерами. Например, элемент 199 на фигуре может быть подобным и, возможно, идентичным элементу 299 на другой фигуре. В некоторых случаях подобные (включая идентичные) элементы могут обозначаться подобными номерами на одном чертеже. Например, каждый из множества элементов 199 может обозначаться индивидуально как 199а, 199b, 199с и т.д. Такое родство, если оно встречается, между подобными элементами на одной или разных фигурах станет понятным в ходе описания, включая, если это применимо, формулу изобретения и реферат.
Конструкция, работа и преимущества предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения будут более понятны при рассмотрении следующего описания, данного в сочетании с прилагаемыми чертежами, на которых:
фиг.1 изображает вид поперечного сечения, показывающий половину части шины со съемным протекторным браслетом, соответствующей изобретению;
фиг.2А изображает вид сбоку протекторного браслета, подготовленного к транспортировке в соответствии с изобретением;
фиг.2В изображает вид сбоку альтернативного варианта подготовки протекторного браслета к транспортировке в соответствии с изобретением;
фиг.3А изображает вид сбоку каркаса шины, при необходимости подготовленного к транспортировке в соответствии с изобретением;
фиг.3В изображает вид поперечного сечения каркаса шины, при необходимости подготовленного к транспортировке в соответствии с изобретением;
фиг.4 изображает вид сбоку складской зоны для очень больших шин в соответствии с изобретением;
фиг.5А изображает вид в сечении, показывающий способ замены очень большой шины в соответствии с изобретением;
фиг.5В изображает вид сбоку альтернативного варианта выполнения способа замены очень большой шины в соответствии с изобретением.
В описании изобретения под следующими терминами понимаются:
"Борт" означает часть шины, содержащую кольцевой натянутый элемент, обернутый кордами слоя и снабженный другими армирующими элементами, такими как крыльевые ленты, гребни, закраины для ног и чеферы, или не имеющий их, для установки на обод колеса.
"Армирующая структура браслета или протекторного слоя" означает по меньшей мере два слоя параллельных кордов, плетеных или не плетеных, уложенных под протектором, не прикрепленных к борту и имеющих левый и правый углы намотки кордов в пределах от 17 градусов до 33 градусов относительно экваториальной плоскости шины.
"Шина с наклонным слоем" означает шину, имеющую каркас с армирующими кордами в слое каркаса, проходящем по диагонали поперек шины от сердечника борта к сердечнику борта под углом около 25-50 градусов относительно экваториальной плоскости шины. Корды проходят под противоположными углами в чередующихся слоях.
"Кольцевые" означает линии или направления, проходящие вдоль периметра поверхности кольцевого протектора перпендикулярно осевому направлению.
"Корд" означает одну из армирующих жил, из которых состоят слои в шине.
"Экваториальная плоскость (ЕР)" означает плоскость, перпендикулярную оси вращения шины и проходящую через центр ее протектора.
"Отпечаток протектора" означает пятно контакта или площадь контакта протектора шины с плоской поверхностью под воздействием нагрузки и давления.
"Боковой" и "в боковом направлении" означают линии или направления, параллельные оси вращения шины (также "осевое направление").
"Нормальное давление накачивания" относится к давлению накачивания конкретной конструкции под удельной нагрузкой, назначенному соответствующими стандартами метрологической службы для рабочих условий для шины.
"Нормальная нагрузка" относится к удельной нагрузке при давлении накачивания конкретной конструкции, назначенном соответствующими стандартами метрологической службы для рабочих условий для шины.
"Слой" означает непрерывный слой покрытых резиной параллельных кордов.
"Радиальный" и "в радиальном направлении" означают направления, проходящие радиально к оси вращения шины и от нее.
"Шина с радиальным слоем" означает радиальную или стянутую по окружности пневматическую шину, в которой корды слоя, которые проходят от борта к борту, уложены под углами кордов от 65 до 90 градусов относительно экваториальной плоскости шины.
"Корды под углом ноль градусов" означают по меньшей мере один слой параллельных кордов (обычно из металлической проволоки), уложенных под протектором, не прикрепленных к борту, проходящих спиралью по окружности вдоль протектора и имеющие углы корда в пределах от 0 градусов до 5 градусов относительно экваториальной плоскости шины.
Способ, соответствующий этому изобретению, относится к варианту очень большой шины с протекторным браслетом (такой как шины диаметром 3,05 м, используемые на очень больших транспортных средствах типа карьерных самосвалов). Способ не зависит от конкретной конструкции съемного протекторного браслета и соответствующего ему каркаса. Хотя для иллюстрации варианта осуществления способа, соответствующего изобретению, ниже описана конструкция конкретной очень большой шины, способ не следует ограничивать этой конкретной конструкцией шины.
На фиг.1 показано поперечное сечение части очень большой пневматической шины 10 с протекторным браслетом, которая в конкретном показанном варианте является шиной карьерного самосвала размера 70/68R63. Шина размера 70/68R63 имеет максимальный наружный диаметр (OD) в накачанном состоянии, составляющий 411,45 см, максимальную ширину в накачанном состоянии в осевом направлении, составляющую 177,8 см, и номинальный диаметр борта, составляющий 160,02 см. Протекторный браслет 12 имеет толщину (t), составляющую приблизительно 25,4 см, и ширину, составляющую приблизительно 165,1 см. Собранная шина 10 весит 7256 кг, из которых приблизительно 3628 кг относятся к съемному протекторному браслету 12. Каркас 14 шины обычно накачивают воздухом и иногда смесью воздуха и азота до давления, составляющего около 686 кПа. Очень большая пневматическая шина 10 с протекторным браслетом включает входящий в контакт с грунтом, простирающийся по окружности протекторный браслет 12, установленный на армированном в радиальном направлении и имеющем борта каркасе 14 шины. Каркас 14 шины с бортами обычно включает боковины 16 шины, простирающиеся в радиальном направлении внутрь от наружной кольцевой поверхности 20 каркаса 14 шины и заканчиваются у пары сердечников 22 бортов. Каждая боковина 16 имеет верхнюю часть 16а, расположенную в плечевой зоне каркаса 14 шины и радиально снаружи от максимальной ширины сечения каркаса 14 шины, и нижнюю часть 16b, расположенную вблизи сердечников 22 бортов и радиально внутри от максимальной ширины сечения каркаса 14 шины.
Большинство деталей каркаса 14 шины не относятся к способу, соответствующему настоящему изобретению, и не будут описываться, за исключением того, что каркас 14 обычно содержит по меньшей мере один прорезиненный слоистый слой 34 из кордового полотна шины. Каркас 14 монтируют на монтажном ободе 42 колеса, он пневматическим способом уплотняется в районе борта 22, упираясь во фланец 35 и удерживаясь им на месте, причем фланец обычно может сниматься с обода 42 на колесах, используемых для очень больших шин 10.
Дополнительный признак, в целом, включен в конструкцию шин 10 со съемным протекторным браслетом для содействия удерживанию съемного протекторного браслета 12 на месте на каркасе 14. Этот дополнительный признак, показанный на фиг.1, содержит набор из одной или более канавок 78 и одного или более выступов 76, сформированных на наружной кольцевой поверхности 20 каркаса 14.
На каркас 14 шины установлен с возможностью отсоединения входящий в зацепление с грунтом, проходящий по окружности протекторный браслет 12. Как минимум, протекторный браслет 12 шины содержит протекторную часть 80 и по меньшей мере одну ленту 82, 84, 86 и/или 88 (82-88) или набор кордов 90, расположенных под углом 0 градусов, которые проходят по окружности протектора шины и предназначены для ограничения расширения протекторного браслета 12 в радиальном направлении наружу. Расположение и конфигурация кордов 90 и/или лент 82-86 являются предметами других патентов и не принципиальны для способа, соответствующего этому изобретению.
Дополнительный признак варианта выполнения протекторного браслета 12, показанного на фиг.1, содержит один или более кольцевых выступов 72 и одну или более кольцевых канавок 74, расположенных на нижней стороне или внутренней кольцевой поверхности 70 протекторного браслета 12, которые входят в зацепление с соответствующими канавками 78 и выступами 76 на каркасе 14 шины для предотвращения движения протекторного браслета 12 в боковом или осевом направлении относительно каркаса 14.
До недавнего появления значительно больших "очень больших" пневматических шин ощущалась очень незначительная потребность в вариантах этих шин со съемным протекторным браслетом. Настоящее изобретение выявило новую категорию проблем, относящихся к очень большим шинам и предлагает способы транспортировки, хранения и замены очень больших шин, согласно которым используются конструкции шин со съемным протекторным браслетом, для решения проблем транспортировки, хранения и замены, которые уникальны для этой категории шин.
Когда пневматические шины становятся такими большими, что их нельзя транспортировать обычными средствами, способ транспортировки, соответствующий настоящему изобретению, предлагает использование шин со съемным протекторным браслетом (например, 10) и транспортировку протекторного браслета 12 отдельно от каркаса 14 шины. Независимо от того, как они подготовлены к транспортировке, само отделение протекторного браслета 12 от каркаса 14 позволяет значительно уменьшить вес и размеры транспортируемых предметов. Относительно примера, показанного на фиг.1, общий диаметр шины уменьшается от полного наружного диаметра шины, составляющего приблизительно 4,11 м, до приблизительно 3,61 м, то есть наружного диаметра каркаса 14 шины. Подобно этому, вес всей шины, составляющий 7256 кг, разделяется на приблизительно 3268 кг веса каркаса 14 и приблизительно 3268 кг.
Отделенный протекторный браслет 12 при подготовке к транспортировке может быть сжат с получением разных меньших размеров. Предпочтительный вариант 200 показан на фиг.2А, где протекторный браслет сжат в диаметральном направлении и удерживается в сжатом состоянии одной или более стяжек 210 (210а, 210b, 210с, 210d, 210e), выполненных из стали или другого пригодного крепежного материала, такого как пластмасса, ткань, канат или цепи. Для предотвращения сплющивания протекторного браслета 12 и потенциального повреждения браслета вследствие чрезмерно сильного изгибания концов 212а и 212b, внутрь протекторного браслета 12 помещают распорный элемент 220. Стяжки 210 удерживают протекторный браслет 12 в сжатом состоянии на диаметрально противоположных сторонах от распорного элемента 220, и распорный элемент 220 имеет такую конструкцию, что сжатая конфигурация протекторного браслета 12, предпочтительно, представляет собой удлиненный овал с прямыми сторонами с отношением высоты (Н) к длине (L), составляющим не менее 40%. Это минимальное отношение высоты к длине предназначено для предотвращения повреждения браслета вследствие чрезмерно сильного изгибания концов 212а и 212b протекторного браслета 12. Распорный элемент 220 выполнен с использованием известных технических приемов и материалов, пригодных для удерживания веса и сил, возникающих при транспортировке протекторного браслета 12. Например, могли бы использоваться деревянные или металлические конструкции или предварительно сформированные пластмассовые конструкции, обеспечивающие получение распорного элемента, не имеющего каких-либо острых кромок, которые могли бы повредить поверхность протекторного браслета 12. Размеры распорного элемента таковы, что он будет поддерживать протекторный браслет 12 на протяжении приблизительно 40%-70% его длины L в сжатом состоянии, минимум 50% ширины W протекторного браслета и будет также обеспечивать получение указанного выше минимального отношения высоты к длине.
Для удобства при манипулировании сжатый протекторный браслет 12, предпочтительно, притягивают к нижнему поддону 230, имеющему размеры, пригодные для поддержки по меньшей мере всей ширины W и по меньшей мере длины Lf плоской стороны сжатого протекторного браслета 12. Поддон 230 выполнен с использованием известных технических приемов и из пригодных известных материалов для изготовления поддона и имеет конструкцию, способную выдерживать ожидаемые веса и силы, возникающие при транспортировке.
Верхний настил 232, подобный нижнему поддону 230, может при необходимости располагаться над сжатым протекторным браслетом 12 и удерживаться на месте стяжками 210. Благодаря использованию поддона 230 и настила 232 со стяжками 210, охватывающими снизу нижний поддон 230 и сверху верхний настил 232, протекторный браслет 12 защищен от повреждения из-за контакта со стяжками 210.
На фиг.2В показан альтернативный вариант 250 протекторного браслета 12 очень большой шины, подготовленного для транспортировки в сжатом состоянии. Этот альтернативный вариант 250 сохраняет такую же конфигурацию и общие размеры сжатого протекторного браслета, как и в предпочтительном варианте 200, но протекторный браслет 12 уложен на его боковую сторону. Хотя распорный элемент 270 и здесь используется внутри протекторного браслета 12 для поддержания того же минимального отношения высоты к длине протекторного браслета 12, распорный элемент 270 может иметь меньшую прочность, поскольку он больше не удерживает вес приблизительно половины протекторного браслета 12 (или даже больше, если сжатые протекторные браслеты должны устанавливаться штабелем). Нижний поддон 280 имеет ширину Wp, которая больше высоты Н или приблизительно равна высоте сжатого протекторного браслета 12, и длину Lp, которая по меньшей мере равна длине Lf плоской стороны, но предпочтительно, равна длине L сжатого протекторного браслета 12. Одна или более стяжек 260 (260а, 260b, 260с) окружают протекторный браслет 12 и нижний поддон 280 для удерживания протекторного браслета 12 в сжатом состоянии вокруг распорного элемента 270. Верхний настил 282, подобный нижнему поддону 280, может при необходимости располагаться над сжатым протекторным браслетом 12 и удерживаться на месте стяжками 260. Благодаря использованию поддона 280 и настила 282 со стяжками 260, охватывающими снизу нижний поддон 280 и сверху верхний настил 282, протекторный браслет 12 защищен от повреждений от контакта со стяжками 260.
На фиг.3А и 3В показан возможный способ 300 транспортировки каркаса 14 очень большой шины. Этот способ необязателен, поскольку общий наружный диаметр OD шины существенно уменьшен благодаря использованию конструкции 10 со съемным протекторным браслетом очень большой шины, соответствующей этому изобретению. Кроме того, степень диаметрального сжатия, возможного для шины 10 или каркаса 14 шины, сильно ограничена жесткостью боковин 16 каркаса и бортов 22. Однако, если очень большая шина 10 так велика, что даже уменьшенный диаметр каркаса 14 шины создает проблемы при транспортировке, диаметр каркаса 14 шины может в некоторой степени дополнительно уменьшаться посредством его сжатия стяжками 310 (310а, 310b), которые накладывают по диаметру каркаса шины. Как и стяжки 210, 260 протекторного браслета, стяжки 310 могут выполняться из любого пригодного материала, такого как сталь, пластмасса, полотно, канат или цепи. Если выбранный материал для стяжек признан чрезмерно абразивным или имеет острые кромки, между стяжками 310 и каркасом 14 шины следует расположить пригодные прокладки.
Как лучше показано на поперечном сечении на фиг.3В, между стяжками 310 и каркасом 14 шины могут располагаться вспомогательные торцевые крышки 315. Торцевые крышки 315 могут быть фанерными или другими, имеющими пригодную жесткость прямоугольными элементами, выполненными из дерева, пластмассы или металла, которые имеют длину Lc, приблизительно равную длине сплющенной части сжатого каркаса 14 шины, и ширину Wc, которая равна ширине выпуклых боковин 316 (316а, 316b, 316с, 316d) или немного больше. Поскольку сердечники 22 бортов значительно более жестко сохраняют круглую форму, чем остальная часть каркаса 14 шины, то когда стяжки 310 сжимают каркас 14 шины, боковины имеют тенденцию сминаться, и предпочтительно позволить им выгибаться в боковом направлении наружу относительно экваториальной плоскости шины. Вздутие наружу является естественным направлением движения боковины шины, и как таковое вызывает минимальное напряжение элементов каркаса 14. Торцевые крышки 315 удерживают стяжки 310 в боковом направлении снаружи от боковин 316, таким образом, позволяя боковинам 316 вздуваться наиболее естественным для них образом под действием сил диаметрального сжатия, прилагаемых стяжками 310. Размеры (Lc x Wc) торцевых крышек 315 определяют эмпирическим путем, поскольку они зависят от индивидуального каркаса 14 шины и его реакции на величину силы сжатия прилагаемой стяжками 310, когда стяжки 310 сжимают каркас 14 до необходимого для транспортировки диаметра Dc.
Описанные выше способы транспортировки были проиллюстрированы вариантами 200, 250, 300, которые включают стяжки 210, 260, 310 для удерживания протекторных браслетов 12 и каркасов 14 шин в сжатом состоянии. Получив описанный здесь способ транспортировки, специалист в данной области техники может представить альтернативные средства для удерживания протекторных браслетов 12 и каркасов 14 шин в сжатом состоянии, такие как использование стягивающей коробчатой конструкции вокруг некоторых или всех частей одного или более протекторных браслетов 12 или стягивающей коробчатой конструкции вокруг некоторых или всех частей одного или более каркасов 14 шин.
Способ, соответствующий настоящему изобретению, включает использование шин 10 со съемным протекторным браслетом для очень больших транспортных средств, требующих наличия очень больших шин на рабочей площадке. Предполагается, что вновь разработанный каркас 14 очень больших шин прослужит в среднем дольше четырех вновь разработанных съемных протекторных браслетов 12 очень больших шин в типичных трудных рабочих условиях на рабочих площадках, типичных для очень больших шин (например, каменоломнях). Это подразумевает, что на рабочей площадке требуется хранить в четыре раза меньше каркасов 14 по сравнению с протекторными браслетами 12. Поскольку протекторные браслеты 12 занимают значительно меньшее складское пространство, чем каркасы 14, использование конструкции очень больших шин со съемным протекторным браслетом дает значительные преимущества при хранении. Эти преимущества дают экономию средств на хранение и транспортировку, поскольку протекторные браслеты 12 менее дороги при приобретении, и их транспортировка дешевле по сравнению с каркасами 14 и обычными очень большими шинами.
Соотношение в экономии пространства/средств протекторных браслетов 12 и каркасов 14 (или обычных шин) дополнительно улучшается, если рабочая площадка требует разных типов протекторов для разных условий движения. Тогда как это было неосуществимо для обычных шин, использование съемных протекторных браслетов 10 позволяет хранить на рабочей площадке дополнительные протекторные браслеты 12 разных типов для одного количества каркасов 14 на складе и, таким образом, превращать каркасы 14 в универсальные каркасы, которые могут использоваться для формирования набора очень больших шин 10 для разных целей.
На фиг.4 показан способ 400 хранения очень больших шин 10 со съемным протекторным браслетом в типичной складской зоне на рабочей площадке. Хранится относительно небольшое количество каркасов 414 шин и относительно большое количество протекторных браслетов 412 (412а, 412b, 412с, 412d, 412e). Часть протекторных браслетов 412а хранят в таком виде, как они транспортировались. Другие протекторные браслеты 412b...412е уложены штабелем в слабо сжатом состоянии. Протекторные браслеты 412 имеют разные рисунки протектора. Например, протекторные браслеты 412b, 412с нормальной ширины имеют формы грунтозацепов для работы на гравии или в условиях сухой погоды и грязи. Протекторный браслет 412e имеет более широкий протектор с глубокими грунтозацепами для условий с вязкой почвой, таких как при дождливой погоде. Более широкий протекторный браслет 412e предназначен для установки на такой же каркас 414, на который устанавливаются другие протекторные браслеты 412. Протекторный браслет 412d имеет рисунок протектора, пригодный для управляемых колес, а не ведущих колес.
Использование очень больших шин 10 со съемным протекторным браслетом для очень больших транспортных средств на рабочей площадке согласно способу, соответствующему этому изобретению, делает процесс замены шин значительно более экономически эффективным. Когда используются обычные очень большие шины, очень большую шину на колесе следует снять с очень большого транспортного средства, затем первую шину следует снять с колеса и заменить второй шиной, и затем вторую шину на колесе следует установить на очень большое транспортное средство. Этот способ замены шин обычно требует 5-6 часов для замены одной шины.
На фиг.5А показан вариант 500 усовершенствованного способа замены шины в соответствии с настоящим изобретением, согласно которому используются шины 10 со съемным протекторным браслетом и который требует приблизительно 1 часа для замены протекторного браслета. Экономия времени (и средств) с использованием этого способа 500 предусматривает, что замены требует только протекторный браслет, как обычно будет в этом случае, особенно для вновь разработанных очень больших шин 10 с протекторным браслетом, которые включают признаки конструкции протекторного браслета 12, которые защищают каркас от проколов и разрезов, и признаки конструкции каркаса 14, которые увеличивают долговечность каркаса в экстремальных условиях нагрузки и изгибания. Если каркас поврежден или изношен, то потребуется обычный трудоемкий способ замены шины для замены каркаса 14. Для вновь разработанных очень больших шин 10 со сменным протекторным браслетом предполагается, что по меньшей мере в 3 из 4 случаев замены шины будет требоваться только замена протекторного браслета 12.
В варианте 500 способа замены очень большой шины согласно настоящему изобретению, шина 510, имеющая первый протекторный браслет 512а, который следует заменить, должна быть расположена так, чтобы первый протекторный браслет 512а был выведен из контакта с несущей поверхностью, такой как грунт 537. В этом примере необходимую часть очень большого транспортного средства 525 поднимают на домкрате 539 (например, пневматическом домкрате). Затем в каркасе 514, удерживающем первый протекторный браслет 512а, который следует заменить, по меньшей мере частично понижают давление, пока первый протекторный браслет 512а не будет свободно располагаться на каркасе 514 шины. Затем первый протекторный браслет 512а снимают в боковом направлении с каркаса 514 шины с использованием любых пригодных не наносящих повреждений инструментов и технических средств (например, лапчатых ломов, крюков, цепей, канатов). Как показано на фиг.5А, одну или более цепей 533 (533а, 533b) прикрепляют к первому протекторному браслету 512а и прилагают силу в боковом направлении, например, рукой или при помощи автопогрузчика (не показаны). Предпочтительным способом можно было бы сначала стянуть одну часть первого протекторного браслета 512а (например, часть, расположенную ближе к грунту 537) и затем стянуть или снять оставшиеся части первого протекторного браслета 512а.
Заменяющий второй протекторный браслет 512b теперь можно перемещать в боковом направлении на каркас 514 шины. Это, предпочтительно, выполняют с использованием крана или автопогрузчика (не показаны) для подъема верхней части второго протекторного браслета 512b до уровня верхней поверхности каркаса 514 в непосредственной близости к каркасу 514. С использованием пригодных инструментов, включая, например, приспособления на автопогрузчике (не показаны), верхнюю часть второго протекторного браслета 512b перемещают в боковом направлении (например, толкают) на верхнюю поверхность каркаса 514. Когда верхняя часть второго протекторного браслета 512b перемещается в боковом направлении, остальную часть второго протекторного браслета 512b можно толкать так, чтобы она следовала за движением в боковом направлении верхней части второго протекторного браслета 512b, пока весь протекторный браслет 512b не будет правильно установлен по окружности вокруг наружной кольцевой поверхности 20 каркаса 514 шины. Такое правильное расположение включает выравнивание в боковом направлении наружных кромок второго протекторного браслета 512b относительно наружных в боковом направлении кромок верхних частей 16а боковин 16 каркаса 514; и также включает выравнивание и введение в зацепление любых канавок 74, 78 и любых соответствующих выступов 72, 76 (если они применены) на входящих во взаимное зацепление кольцевых поверхностях 70, 20 второго протекторного браслета 512b и каркаса 514 шины.
Наконец, каркас 514 шины, предпочтительно, накачивают до необходимого давления или накачивают по меньшей мере достаточно для того, чтобы внутренняя кольцевая поверхность 70 второго протекторного браслета 514b точно соответствовала наружной кольцевой поверхности 20 каркаса 514 шины. Замена очень большой шины завершена, и очень большое транспортное средство может приводиться в рабочее состояние посредством опускания на грунт 537, например, посредством опускания и удаления пневматического домкрата 539.
На фиг.5В показан альтернативный вариант 550 усовершенствованного способа замены шины согласно настоящему изобретению, в соответствии с которым также используются шины 10 со съемным протекторным браслетом и требуется меньше приспособлений, чем согласно первому варианту 500. Как и в первом варианте 500, в альтернативном варианте 550 возможна значительная экономия времени и средств в большинстве случаев, когда требуется замена только протекторного браслета 12.
Альтернативный способ устраняет необходимость подъема очень большого транспортного средства 525. Первой операцией способа замены шины теперь становится частичное понижение давления в каркасе 514 шины, пока первый протекторный браслет 512а не будет свободно располагаться на каркасе 514 шины. Следующая операция снятия в боковом направлении первого протекторного браслета 512а с каркаса 514 шины с использованием пригодных инструментов модифицирована и включает снятие в боковом направлении по меньшей мере передней части 512а1 первого протекторного браслета 512а (например, стягивание цепью 533а1) и затем по существу "выкатывание" каркаса 514 из первого протекторного браслета 512а. Процесс "выкатывания" содержит качение каркаса 514 по направлению 561 вперед (движение очень большого транспортного средства 525 по направлению 563 вперед) при приложении боковой силы (например, одной или более цепей 533а1) по меньшей мере к передней части 512а1 первого протекторного браслета 512а в направлении 565 снятия, таким образом, вызывая скатывание первого протекторного браслета 512а по спирали с каркаса 514 шины. Процесс выкатывания завершается, когда первый протекторный браслет 512а скатывается по спирали настолько, что каркас 514 шины накладывается на несущую поверхность 537 (например, грунт) без наличия какой-либо части первого протекторного браслета 512а между каркасом 514 и несущей поверхностью 537. В этот момент движение 563 очень большого транспортного средства 525 может прекращаться, и затем оставшиеся части (при их наличии) первого протекторного браслета 512а могут удаляться в боковом направлении с каркаса 514.
Следующая операция перемещения в боковом направлении второго (заменяющего) протекторного браслета 512b на каркас 514 шины с использованием пригодных инструментов модифицирована и включает "вкатывание" во второй протекторный браслет 512b, то есть выполнение в обратном порядке предыдущего процесса снятия согласно альтернативному способу 550. С использованием пригодных средств, таких как автопогрузчик с толкающими приспособлениями (не показан), второй протекторный браслет 512b поднимают и толкают на верхнюю часть каркаса 514 шины так, что второй протекторный браслет 512b накладывается по меньшей мере на часть верхней части 514а2 каркаса 514 шины и по меньшей мере частично удерживается ею; и второй протекторный браслет 512b также толкают и/или поворачивают таким образом, что по меньшей мере часть второго протекторного браслета 512b накрывает часть передней части 514а1 каркаса 514 шины. Теперь каркас 514 шины может "вкатываться" во второй протекторный браслет 512b посредством качения каркаса 514 шины по направлению 561 вперед (движения очень большого транспортного средства 525 по направлению 563 вперед) при приложении боковой силы по меньшей мере к передней части 512а1 второго протекторного браслета 512b в направлении 566 наложения, таким образом, вызывая спиральное накатывание второго протекторного браслета 512b на катящийся каркас 514 шины. Процесс вкатывания завершают, когда второй протекторный браслет 512b накатился по спирали настолько, что каркас 514 шины располагается на втором протекторном браслете 512b, который находится между каркасом 514 шины и несущей поверхностью 537 (например, грунтом), без вхождения какой-либо части каркаса 514 шины в контакт с несущей поверхностью 537, и второй протекторный браслет 512b находится близко к правильному положению на каркасе 514 шины в нижней части 514а3 каркаса 514 шины. Из-за спирального движения второго протекторного браслета 512b круговая плоскость второго протекторного браслета 512b может оставаться под небольшим углом к круговой плоскости каркаса 514 шины и, таким образом, когда каркас 514 шины продолжает катиться, соответствующие части второго протекторного браслета 512b теперь следует толкать или тянуть в боковом направлении так, чтобы повернуть его для выравнивания двух круговых плоскостей по меньшей мере там, где второй протекторный браслет 512b входит в контакт с грунтом. Может помочь управление рулем очень большого транспортного средства 525 таким образом, чтобы вызывать поворот каркаса 514 шины во второй протекторный браслет 512b. В этот момент движение в направлении 563 очень большого транспортного средства 525 может быть прекращено, и затем остальные части (при их наличии) второго протекторного браслета 512b могут перемещаться на каркас 514 шины и выравниваться с ним таким образом, чтобы протекторный браслет 512b был правильно установлен на каркас 514 шины. Последующее накачивание каркаса 514 шины до надлежащего давления завершает выполнение альтернативного варианта 550 способа замены очень больших шин, соответствующего изобретению.
Благодаря относительной простоте новых способов хранения и замены протекторных браслетов 12 для очень больших шин 10, это изобретение делает возможной замену протекторных браслетов 12 для использования разных типов протекторов (например, протекторных браслетов 412b, 412с, 412d, 412e) для соответствия разным рабочим условиям, таким как разные состояния несущей поверхности 537 (например, вызванные изменениями в окружающей среде: влажно/сухо, лето/зима, грязь/снег/сухо), или таким как разные варианты применения очень больших транспортных средств 525 (например, использование на гравии, грязи, песке, пересеченной местности или мощеной дороге, вождение с высокой скоростью, вождение с малой скоростью).
Хотя изобретение было проиллюстрировано и описано в деталях на чертежах и в предыдущем описании, они должны рассматриваться как имеющие иллюстративный и не ограничивающий характер, и следует понимать, что были показаны и описаны только предпочтительные варианты, и все изменения и модификации, которые соответствуют сущности изобретения, должны быть защищены. Несомненно, специалисту в области техники, к которой наиболее близко относится настоящее изобретение, представится много других модификаций по изложенной выше "тематике", и эти варианты рассматриваются как входящие в рамки описанного здесь изобретения.
1. Способ транспортировки очень больших пневматических шин, имеющих диаметры (OD) свыше 3,05 м, в котором очень большая шина содержит накачиваемый каркас шины и съемный протекторный браслет, окружающий каркас шины и соответствующий каркасу шины, когда каркас шины накачан, отличающийся тем, что осуществляют следующие операции: транспортировку протекторного браслета отдельно от каркаса шины и удерживание при транспортировке двух диаметрально противоположных сторон протекторного браслета в сжатом состоянии, таким образом, уменьшая расстояние (н) между двумя диаметрально противоположными сторонами протекторного браслета.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют следующие операции: помещают распорный элемент внутрь протекторного браслета и стягивают протекторный браслет таким образом, чтобы две диаметрально противоположные стороны протекторного браслета удерживались на распорном элементе, конфигурируя протекторный браслет в форме удлиненного овала с прямыми сторонами в сжатом состоянии.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют удерживание двух диаметрально противоположных сторон каркаса шины в сжатом состоянии при транспортировке, таким образом, с уменьшением расстояния (Dc) между двумя диаметрально противоположными сторонами каркаса шины.
4. Способ замены очень больших пневматических шин, имеющих диаметры свыше 3,05 м, в котором очень большая шина содержит накачиваемый каркас шины, и съемный первый протекторный браслет, окружающий каркас шины и имеющий внутреннюю кольцевую поверхность, которая точно соответствует наружной кольцевой поверхности каркаса шины, когда каркас шины накачан, отличающийся тем, что осуществляют следующие операции: (a) по меньшей мере частично понижают давление в каркасе шины, установленной на очень большом транспортном средстве, таким образом, что первый протекторный браслет остается в ослабленном состоянии на каркасе шины;
(b) смещают в боковом направлении первый протекторный браслет с каркаса шины посредством стягивания в боковом направлении протекторного браслета с каркаса шины;
(c) перемещают в боковом направлении второй протекторный браслет на каркас шины;
(а) правильно располагают второй протекторный браслет его внутренней кольцевой поверхностью вокруг наружной кольцевой поверхности каркаса шины и
(е) накачивают каркас шины для получения точного соответствия внутренней кольцевой поверхности второго протекторного браслета и наружной кольцевой поверхности каркаса шины.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что в операции (b) осуществляют следующие операции: сначала снимают в боковом направлении по меньшей мере часть первого протекторного браслета с по меньшей мере передней части каркаса шины, затем осуществляют качение каркаса шины вперед при приложении боковой силы к первому протекторному браслету в направлении снятия, пока каркас шины не выкатится из первого протекторного браслета и не ляжет на несущую поверхность при отсутствии какой-либо части первого протекторного браслета между каркасом и несущей поверхностью, и затем снимают в боковом направлении остальные части первого протекторного браслета с каркаса шины, а в операции (с) осуществляют следующие операции: сначала перемещают по меньшей мере часть второго протекторного браслета на по меньшей мере переднюю часть каркаса шины, затем осуществляют качение каркаса шины вперед при приложении боковой силы ко второму протекторному браслету в направлении наложения по меньшей мере пока каркас шины не вкатится во второй протекторный браслет и не будет лежать на несущей поверхности при наличии второго протекторного браслета между каркасом шины и несущей поверхностью, и затем перемещают в боковом направлении остальные части протекторного браслета на каркас шины.
6. Способ по п.4, отличающийся тем, что перед операцией (а) очень большое транспортное средство располагают так, что первый протекторный браслет выводится из контакта с несущей поверхностью, и заменяемая шина больше не несет нагрузки, а после операции (d) очень большое транспортное средство располагают так, что второй протекторный браслет вводится в контакт с несущей поверхностью, и замененная шина несет нормальную долю нагрузки.
