СРЕДСТВО СЦЕПЛЕНИЯ С ГРУНТОМ Российский патент 1997 года по МПК B60C11/117 

Это изобретение относится к средствам сцепления с грунтом для транспортных средств и, в частности, может применяться как шина или гусеница для промышленных транспортных средств с управлением по принципу скольжения.

Известный уровень техники
Транспортное средство с управлением скольжением это самоходная машина, которая имеет ведущие колеса или гусеницы с двух противоположных сторон машины и которая достигает функции управления путем регулируемого поворота одного из противоположно расположенных ведущих колес или гусениц относительно друг друга. Относительное вращение между противоположными ведущими колесами или гусеницами вызывает изменение направления движения транспортного средства и таким образом обеспечивает функцию управления. Для таких транспортных средств важно, чтобы каждое колесо или гусеница имели протектор, который обеспечивает хорошую силу сцепления с грунтом и хорошее управление направлением движения как прямолинейного, так и при повороте.

Краткое изложение существа изобретения
Целью настоящего изобретения является создание средств сцепления с грунтом, имеющих протектор, который обеспечивает хорошую силу сцепления с грунтом и хорошее направленное управление.

В одной форме изобретения средство сцепления с грунтом, включает в себя корпус, сконструированный так, чтобы упруго деформироваться под нагрузкой, и протектор, образованный на корпусе, причем протектор состоит из множества выступающих частей, расположенных по окружности и образующих желобки между ними, каждая выступающая часть включает в себя первую центральную секцию и пару боковых секций, каждая из которых проходит наружу от центральной секции к одной стороне корпуса, при этом боковые секции образуют V-образный профиль, а первая центральная секция, проходит от V-образного профиля в направлении от наружных торцов боковых секций к V-образному профилю следующей смежной выступающей части.

Предпочтительно, конец каждой первой центральной секции, удаленной от боковых секций, сходится в вершину.

Первая центральная секция каждой выступающей части может включать в себя пару обычно параллельных кромок и пару сходящихся кромок, которые образуют упомянутую вершину. Преимущественно, каждая из сходящихся кромок проходит обычно параллельно с соответствующей одной из боковых секций.

Каждая выступающая часть может также включать в себя вторую центральную секцию, проходящую от V-образного профиля в направлении, противоположном первой центральной секции.

Конец каждой второй центральной секции, удаленный от боковых секций, может иметь хвостовое образование с углублением.

Предпочтительно каждый из наружных концов каждой пары боковых секций оканчивается смежно с соответствующей стороной корпуса.

В одной конструкции корпус кольцевой, поэтому средства сцепления с грунтом представлены в форме шины. Преимущественно, кольцевой корпус является монолитной конструкцией. В таком случае, первая и вторая центральные секции могут взаимодействовать для образования центрального ребра, которое проходит вокруг корпуса.

В другой конструкции корпус образован множеством сегментов, отдельно монтируемых на основании. Если средства сцепления с грунтом предназначены для колеса, то основание может быть любой соответствующей формы, например, такой, как обод колеса или бандаж, приспособленный для постоянной или съемной установки на ободе. Если средства сцепления с грунтом предназначены для гусеницы, то основание может быть из гибкого бесконечного бандажа, проходящего вокруг концевых роликов гусеницы.

Предпочтительно, чтобы каждый сегмент был выполнен V-образной конфигурации. Преимущественно, V-образный профиль, образованный сегментом обычно соответствует V-образному профилю, образованному боковыми секциями выступающей части протектора.

Каждый сегмент предпочтительно полый. Обычно сегмент трубчатый и открыт с концов.

В другом варианте воплощения изобретения сегмента для сцепления с грунтом включает в себя полый удлиненный корпус, имеющий внутреннюю продольную поверхность, наружную продольную поверхность и боковые продольные поверхности, расположенные между внутренней и наружной поверхностями, причем на наружной поверхности образована выступающая часть, при этом, по крайней мере часть упомянутой выступающей части разнесена внутрь от продольных боковых поверхностей, упомянутая выступающая часть состоит из центральной секции и пары боковых секций, причем каждая проходит наружу от первой центральной секции к торцам корпуса, при этом боковые секции образуют V-образный профиль, а первая центральная секция проходит от V-образного профиля в направлении от наружных концов боковых секций к смежной продольной боковой поверхности корпуса.

Конец первой центральной секции, удаленный от боковых секций, предпочтительно сходится в точке. Точка, определенная центральной секцией, может включить в себя пару сходящихся кромок, которые обычно находятся в одной плоскости с соответствующей продольной боковой поверхностью корпуса.

Каждая выступающая часть может включать в себя вторую центральную секцию, проходящую от V-образного профиля в направлении, противоположном первой центральной секции.

Конец каждой второй центральной секции, удаленный от боковых секций, может иметь хвостовое образование с углублением. Хвостовое образование может включать в себя пару сходящихся кромок, которые обычно находятся в одной плоскости с соответствующей продольной боковой стороной корпуса.

Краткое описание чертежей
Изобретение будет лучше понято из последующего описания нескольких конкретных исполнений изобретения со ссылкой на приложенные чертежи, на которых:
фиг. 1 вид в перспективе шины, изготовленной в соответствии с первым вариантом; фиг. 2 вид в перспективе сегмента, который образует часть шины, показанной на фиг. 1; фиг. 3 вид в перспективе снизу сегмента на фиг. 2; фиг.4 вид в перспективе шины согласно второму варианту исполнения; фиг. 5 - вид в перспективе шины, изготовленной в соответствии с третьим вариантом исполнения; фиг. 6 вид в перспективе сегмента, который образует часть шины с фиг. 5; фиг. 7 вид в перспективе снизу сегмента, показанного на фиг. 6.

Описание конкретных исполнений изобретения
Варианты конструкции, показанные на чертежах, предназначены для шин, используемых на транспортных средствах с управлением по принципу скольжения.

Вариант конструкции, показанный на фиг. 1, 2 и 3, представлен в форме шины, состоящей из множества сегментов 11, сцепляющихся с грунтом и приспособленных к индивидуальной установке по периферии колесного обода (не показан) для изготовления колеса.

Каждый сегмент проходит поперек направления движения колеса и выполнен V-образной конфигурации, как показано на чертежах.

Каждый сегмент 11 состоит из полого корпуса 13, изготовленного из усиленного упругого полимерного материала, например, каучука. Корпус - трубчатый и открыт с концов, для образования отверстий 15, которые обеспечивают доступ к внутренней части полого корпуса.

Полый корпус каждого сегмента, сцепляющегося с грунтом, включает в себя внутреннюю продольную поверхность 17 для контакта с ободом, наружную продольную поверхность 19 для контактирования с грунтом и две продольные боковые поверхности 21, 22, расположенные между внутренней и наружной поверхностями. Продольный корпус также включает в себя торцевые поверхности 23, в которых выполнены отверстия 15.

Было установлено, что соотношение между высотой сегмента (определена как расстояние между внутренней продольной поверхностью 17 и наружной продольной поверхностью 19) и шириной сегмента (определена как расстояние между продольными поверхностями 21 и 22) влияет на способности шины к выдерживанию нагрузки и передаче крутящего момента. Хотя можно применять любое подходящее отношение высоты к ширине, однако было установлено, что отношение в диапазоне 0,75-1,1 (высота: ширина) обеспечивает желаемые характеристики по несущей нагрузке и передаче крутящего момента.

Наружная продольная поверхность 19 снабжена выступающей контактирующей частью 25, которая включает в себя первую центральную секцию 27 и две боковые секции 29, все из которых выполнены за одно целое друг с другом. Боковые секции 29 проходят наружу от одного торца центральной секции к соответствующим торцевым поверхностям 23 и образуют V-образный профиль, который соответствует V-образной форме, образованной сегментом. Каждая боковая секция 29 имеет продольные кромки 31, разнесенные внутрь от продольных поверхностей 21, 22 корпуса так, чтобы образовать желоба 33 в корпусе.

Центральная секция проходит от основания V-образного формирования, образованного боковыми секциями 29 в направлении к смежной продольной поверхности 21 полого корпуса, как показано на чертежах. Центральная секция включает в себя пару параллельных боковых кромок 37 и пару сходящихся кромок 39, которые образуют вершину 40. Сходящиеся кромки 39 проходят в одной плоскости с продольной стороной 21 полого корпуса.

Сегменты смонтированы по окружности обода со смежными продольными поверхностями, обращенными друг к другу. Сегменты прикреплены к ободу при помощи зажимной пластины (не показана), расположенной внутри полости 16 в каждом сегменте. Зажимная пластина прикреплена к ободу при помощи крепежных болтов, которые проходят через отверстия в зажимной пластине и соответствующие отверстиям 45, образованным во внутренней продольной поверхности 17 сегмента. Зажимная пластина имеет продольные стороны, которые загнуты кверху в криволинейную форму так, чтобы обеспечить некоторую опору сбоку для продольных боковых поверхностей полого корпуса, а также исключить образование острой кромки, которая может повредить полый корпус.

Совместно с сегментами, установленными по периферии обода, выступающие части 25 разнесены по окружности, а канавки 29 образованы между ними. В частности, канавки образованы благодаря взаимодействию между смежными пазами 33 смежных сегментов.

Теперь обратимся к фиг. 4. Шина, в соответствии со вторым вариантом исполнения, подобна первому варианту за исключением того, что она имеет цельную конструкцию, а не состоит из множества сегментов, которые собраны на ободе колеса. В этом варианте шина выполнена в форме кольцевого остова, который может быть установлен на ободе колеса и закреплен в этом положении при помощи крепежных пластин, и в первом варианте, или любым другим соответствующим способом, например, таким как бандаж.

Подобно первому варианту, было установлено, что отношение "высоты к ширине" в этой монолитной конструкции играет важную роль в определении характеристик шины по несущей нагрузке и передаче крутящего момента. В этом случае, однако "ширина" должна быть определена как периметр кольцевой внутренней поверхности шины, поделенный на количество полостей (эффективно определяющей эквивалентную ширину сегмента, как в первом варианте).

Как отмечено в первом варианте, установлено, что отношение в диапазоне 0,75-1,1 (высота: ширина) обеспечивают наиболее подходящие характеристики по несущей способности и передаче крутящего момента, хотя в действительности можно применять любое соответствующее отношение.

Третий вариант конструкции, который показан на фиг. 5, 6 и 7, подобен первому варианту за исключением того, что каждая выступающая часть 25 дополнительно включает в себя вторую центральную секцию 51, которая проходит от основания V-образного профиля, образованного двумя боковыми секциями 29, в направлении, противоположном первой центральной секции 27. Свободный конец второй центральной секции (конец, отдаленный от боковых секций 29) образует формирование 53, имеющее углубление 55. Хвостовое образование 53 имеет пару расходящихся кромок 57, которые образуют углубление 55 и находятся в одной плоскости с продольной стороной 22 корпуса. Углубление 55 обычно соответствует и принимает вершину 40 смежного сегмента, как показано на фиг. 5.

Первая и вторая центральные секции 27 и 51 взаимодействуют, образуя центральное периферийное ребро на шине, чтобы смягчить условия езды по дороге с покрытием и другим жестким поверхностям.

Каждый из различных вариантов конструкции обеспечивает создание шины относительно простой конструкции, но с высокой эффективностью работы на транспортном средстве, управляемом по принципу скольжения. Протектор шины обеспечивает хорошую силу сцепления с грунтом и управляющие направлением движения как прямолинейного, так и при повороте. Шина имеет дополнительные преимущества в том, что она достаточно упруга, чтобы обеспечить амортизацию, и что в ней не используется воздух, поэтому исключены проблемы прокола шины.

Следует отметить, что объем изобретения не ограничен описанными вариантами.

Использование: в конструкции протектора шин транспортных средств. Сущность: протектор состоит из множества выступающих частей, каждая из которых содержит центральную секцию и пару боковых секций, расположенных V-образно. 15 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Средство сцепления с грунтом, состоящее из эластичного корпуса и протектора, состоящего из множества выступающих частей по периферии с желобками между ними, причем каждая выступающая часть состоит из центральной секции, направленной в сторону Y-образного профиля следующей смежной выступающей части, а ее конец, удаленный от боковых секций, сходится в вершину, и пары связанных между собой боковых секций, каждая из которых направлена наружу от центральной секции к одной из торцевых сторон корпуса, образующих между собой Y-образный профиль, отличающееся тем, что центральная секция выполнена за одно целое с боковыми секциями. 2. Средство по п. 1, отличающееся тем, что выступающие части разнесены по окружности относительно друг друга. 3. Средство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что центральная секция каждой выступающей части включает в себя пару обычно параллельных кромок и пару сходящихся кромок, которые образуют вершину. 4. Средство по п. 3, отличающееся тем, что каждая из сходящихся кромок проходит параллельно одной из боковых секций. 5. Средство по пп. 1 5, отличающееся тем, что каждая из выступающих частей включает в себя вторую центральную секцию, проходящую от Y-образного профиля в направлении, противоположном первой центральной секции. 6. Средство по п. 5, отличающееся тем, что конец каждой второй центральной секции, удаленный от боковых секций, образует хвостовое формирование с углублением. 7. Средство по пп. 1 6, отличающееся тем, что наружный конец каждой боковой секции оканчивается смежно с соответствующей стороной корпуса. 8. Средство по пп. 1 7, отличающееся тем, что множество разнесенных по окружности отверстий проходят через корпус и соосно с боковыми секциями разнесены от них внутрь. 9. Средство по пп. 1 8, отличающееся тем, что каждый корпус - кольцеобразный и имеет монолитную конструкцию. 10. Средство по пп. 1 8, отличающееся тем, что корпус образован множеством сегментов, индивидуально установленных на основание. 11. Средство по п. 10, отличающееся тем, что каждый сегмент имеет Y-образную форму. 12. Средство по п. 11, отличающееся тем, что Y-образный профиль, образованный сегментом, соответствует Y-образному профилю, образованному боковыми секциями выступающей части протектора. 13. Средство по пп. 10 12, отличающееся тем, что сегменты выполнены полыми. 14. Средство по п. 13, отличающееся тем, что сегменты выполнены трубчатыми и открытыми по их торцам. 15. Средство по п. 14, отличающееся тем, что каждый сегмент имеет внутреннюю продольную поверхность, наружную продольную поверхность и боковые поверхности, проходящие между внутренней и наружной поверхностями, на наружной поверхности выполнена выступающая часть, причем по крайней мере участок выступающей части разнесен внутри от боковых поверхностей. 16. Средство по п. 15, отличающееся тем, что каждый сегмент выполнен с по крайней мере одним продольно проходящим отверстием, образованным между продольным участком внутреннего сегмента для сцепления с основанием, продольным участком наружного сегмента, несущим выступающую часть, и продольными боковыми участками, проходящими между внутренним и наружным участками и образующими упругую опору для наружного участка, причем отверстие имеет форму поперечного сечения, включая выступающую внутреннюю поверхность, имеющую Y-образный профиль, проходящую под выступающей частью.