КОЛЕСО ПЛЯСОВА "ПРУЖИННОЕ" ДЛЯ БЕЗРЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 1997 года по МПК B60C7/20 

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано в различных областях народного хозяйства при конструировании колес безрельсового транспортного средства (автомобилей, тракторов, мотоциклов и т.д.). Главным же образом колеса предназначены для автомобилей.

Аналогом заявляемого колеса является колесо безрельсового транспортного средства, содержащее упругую шину, расположенную на ободе колеса по его окружности, причем у шины профиль поперечного сечения корытный и она изготовлена из резины, армированной высокопрочными нитями, и в ней предусмотрена герметичная камера, в которой находится воздух под давлением выше атмосферного (см. Политехнический словарь. М. Советская энциклопедия, 1977, 562 с.).

Такое колесо имеет существенные недостатки:
1. Необходимо иметь в шине давление воздуха выше атмосферного.

2. Нет никаких гарантий, что во время движения автомобиля на большой скорости не произойдет быстрая утечка воздуха из шины какого-нибудь колеса (а это может привести к серьезной аварии).

3. Сложность конструкции шины.

4. Большой расход резины на изготовление шины.

Целью изобретения является улучшение технической характеристики колеса и снижение его себестоимости.

Поставленная цель достигается тем, что у предлагаемого колеса шина выполнена из высокопрочного стержня в виде навитой тороидообразной пружины, при этом концевые части стержня соединены друг с другом. Так же, как прототип, предлагаемое колесо имеет упругую шину, расположенную на ободе колеса по его окружности, но при всем этом предлагаемое колесо имеет существенные отличия от прототипа. У прототипа профиль поперечного сечения шины корытный и она изготовлена из резины, армированной высокопрочными нитями, и в ней предусмотрена герметичная камера, в которой находится воздух под давлением выше атмосферного. В предлагаемом же колесе шина выполнена из высокопрочного стержня в виде навитой тороидообразной пружины, при этом концевые части стержня соединены друг с другом.

Таких существенных признаков нет ни у прототипа, ни у других известных колес.

В дополнительных пунктах формулы изобретения предложенного колеса указаны и другие существенные отличия.

Вот некоторые из указанных отличий:
1. На обод предлагаемого колеса надеты и закреплены на нем два ограничительных кольца, предназначенные для расположения на них шины, причем у каждого кольца профиль поперечного сечения соответствует профилю поперечного сечения шины.

2. У шины профиль поперечного сечения круглый.

3. У шины профиль поперечного сечения овальный.

4. На ободе колеса расположены рядом две шины.

Все вышеперечисленные отличия конструктивных признаков предлагаемого колеса от конструктивных признаков прототипа являются очень существенными, благодаря чему и достигается цель, поставленная перед изобретением. У предлагаемого колеса появляются такие свойства, которых нет и в принципе не может быть у прототипа. В результате не только существенно улучшаются эксплуатационные характеристики колеса, но и расширяется область применения таких колес.

Перечисленные выше отличительные признаки неизвестны вообще. Следовательно, можно утверждать, что заявляемое техническое решение соответствует критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 изображен фрагмент общего вида колеса; на фиг. 2 элемент противоскольжения, выполненный в виде разрезного кольца на стержне, разрез вдоль стержня; на фиг. 3 то же, разрез поперек стержня; на фиг. 4 элемент противоскольжения, выполненный в виде скобы, разрез поперек стержня; на фиг. 5 фрагмент общего вида шины, собранной из секторов; на фиг. 6 соединение концевых частей стержня с помощью трубки с резьбой; на фиг. 7 поперечный разрез шины, расположенной на ободе колеса (у шины профиль поперечного сечения овальный); на фиг. 8 поперечный разрез двух шин, расположенных на одном ободе колеса (у шин профиль поперечного сечения круглый); на фиг. 9 - соединение концевых частей стержня с помощью трубки, которая припаяна; на фиг. 10 вид сверху на колесо, на ободе которого расположена одна шина (фрагмент); на фиг. 11 вид сверху на колесо, на ободе которого расположены две шины (фрагмент).

Колесо безрельсового транспортного средства содержит упругую шину 1, расположенную на ободе 2 колеса по его окружности. Шина 1 выполнена из высокопрочного стержня 3 в виде навитой тороидообразной пружины, при этом концевые части 4 стержня соединены друг с другом. В качестве материала для стержня 3 может быть применена, например, сталь, пригодная для изготовления пружин. Концевые части 4 стержня 3 могут быть соединены друг с другом двумя способами:
1. Концевые части 4 соединены друг с другом с помощью трубки 5 (фиг. 1, 5 и 9), которая припаяна к этим концевым частям.

2. На концевых частях 4 выполнена резьба и они соединены друг с другом с помощью трубки 6 (фиг. 6) с внутренней резьбой, которая навернута на эти концевые части, причем длина резьбы 7 на одной из концевых частей стержня больше, чем длина резьбы 8 на другой концевой части.

Для того чтобы соединить концевые части стержня друг с другом, следует сначала завернуть трубку 6 полностью (на всю ее длину) на концевую часть с резьбой 7, а затем навернуть трубку 6 на резьбу 8 другой концевой части (на половину длины трубки).

Как вариант, шина 1 может быть собрана из отдельных секторов 9 (фиг. 5), при этом каждый сектор выполнен в виде навитой пружины, а концевые части 4 стержней всех секторов последовательно соединены друг с другом. Внутри шины 1 расположена упругая камера 10, выполненная в виде тороидообразного рукава, концевые части 11 которого соединены друг с другом. При этом профиль поперечного сечения камеры соответствует профилю поперечного сечения шины 1, а наружная поверхность 12 камеры находится в контакте с витками 13 стержня 3 шины. Концевые части 11 тороидообразного рукава соединены друг с другом с помощью вкладыша 14, выполненного в виде отрезка упругого рукава, при этом вкладыш приклеен к внутренним поверхностям обеих концевых частей тороидообразного рукава. В качестве материала для камеры 10 и вкладыша 14 могут быть применены резина, резинотканевая композиция, армированная высокопрочными нитями резина и т.п.

Как вариант, камера 10 может быть собрана из отдельных секторов 15 (фиг. 5), последовательно соединенных друг с другом, при этом каждый сектор выполнен в виде отрезка тороидообразного рукава.

На обод 2 колеса надеты и закреплены на нем два ограничительных кольца 16, предназначенных для расположения на них шины 1, причем у каждого кольца 16 профиль поперечного сечения соответствует профилю поперечного сечения шины. У каждого кольца 16 на поверхности, обращенной к шине 1, расположена прокладка 17 из эластичного материала. На прокладке 17 выполнены канавки 18 для витков 13 стержня 3 шины. По крайней мере одно ограничительное кольцо 16 закреплено на ободе 2 колеса с помощью стопорных винтов 19 с коническим концом 20 (фиг.7), причем каждый винт 19 своей резьбовой частью завинчен в резьбовое отверстие 21 обода 2, а его конический конец 20 помещен в отверстие 22 ограничительного кольца 16. Для винтов 19 на внутренней поверхности 23 (фиг.1, 7 и 8) обода колеса могут быть предусмотрены бобышки 24. В прокладке 17 предусмотрены отверстия 25 для винтов 19, чтобы прокладка не мешала завинчивать эти винты.

У шины 1 профиль поперечного сечения может быть различным: круглым, овальным (фиг. 7) и т.п. а у камеры 10 профиль поперечного сечения должен соответствовать профилю поперечного сечения шины.

Шина 1 снабжена элементами противоскольжения 26 (фиг. 2 4, 10 и 11), расположенными на стержне шины, причем элементы противоскольжения могут быть выполнены в следующих вариантах:
1. Элемент противоскольжения выполнен в виде упругого разрезного кольца 27 (фиг. 2, 3 и 10), надетого на стержень 3.

2. Элемент противоскольжения выполнен в виде скобы 28 (фиг. 4 и 11) с U-образно изогнутыми концами, которые зацеплены за витки 13 стержня шины, расположенные по соседству.

На наружной поверхности 12 камеры 10 выполнены пазы 29 для элементов противоскольжения 26, расположенных на стержне.

Колесо снабжено быстросъемными грунтозацепами 30, причем каждый грунтозацеп выполнен в виде винтовой пружины с расположенными на концевых частях крюками 31, у которых концы помещены в отверстия 32, предусмотренные на внешних краях ограничительных колец 16.

Как вариант, на ободе 2 колеса могут быть расположены рядом две шины 1 (фиг. 8 и 11), причем у одной шины направление навивки пружины должно быть правое, а у другой, расположенной на том же ободе 2, направление навивки пружины должно быть левое.

На ободе 2 колеса между шинами 1 расположено сборное кольцо 33, содержащее ограничительные кольца 34 и 35, внутреннее кольцо 36 и внешнее кольцо 37, соединенные друг с другом при помощи сварки. Сборное кольцо 33 закреплено на ободе 2 колеса с помощью стопорных винтов 19. На колесе с двумя шинами 1 конец одного из крюков 31 быстросъемного грунтозацепа 30 помещен в отверстие 32 ограничительного кольца 16, а конец другого крюка 31 этого грунтозацепа помещен в отверстие 38, предусмотренное во внешнем кольце 37 сборного кольца 33.

Для того чтобы получить полностью собранную замкнутую тороидообразную шину 1 в таком ее варианте, когда и сама шина состоит из отдельных секторов 9 и расположенная внутри нее камера 10 состоит из отдельных секторов 15, нужно выполнить следующие операции:
1. Собрать незамкнутую тороидообразную камеру 10. Для этого между секторами 15 камеры выполнить все соединения, кроме самого последнего, то есть замыкающего, соединения.

2. Собрать незамкнутую тороидообразную шину 1. Для этого надеть все сектора 9 шины на незамкнутую тороидообразную камеру 10 и между секторами шины выполнить все соединения, кроме самого последнего то есть замыкающего, соединения.

3. Сжать крайние витки 13 стержня 3 незамкнутой шины в такой степени, чтобы получить свободный доступ к концевым частям 11 незамкнутой тороидообразной камеры 10.

4. Соединить концевые части 11 камеры 10 с помощью вкладыша 14, то есть замкнуть камеру.

5. Соединить концевые части 4 стержня 3 шины 1 с помощью трубки 5 или 6, то есть замкнуть шину.

Для того чтобы получить полностью собранное колесо, нужно выполнить следующие операции:
1. Надеть на обод 2 колеса одно ограничительное кольцо 16 с прокладкой 17 и закрепить его на ободе с помощью стопорных винтов 19.

2. Надеть на обод 2 колеса полностью собранную шину 1, обратив внимание на то, чтобы витки 13 стержня 3 шины расположились в канавках 18 прокладки 17.

3. Надеть на обод 2 другое ограничительное кольцо 16 с прокладкой 17, обратив внимание на то, чтобы витки 13 стержня 3 шины расположились в канавках 18 прокладки 17, а затем закрепить кольцо на ободе с помощью стопорных винтов 19.

Предлагаемое колесо лишено недостатков, отмеченных у прототипа; кроме того, у него появляются следующие преимущества:
1. Универсальность шины колеса (годится как для шоссе, так и для бездорожья).

2. Наличие простых эффективных съемных элементов противоскольжения (они нужны при гололедице).

3. Наличие простых и эффективных быстросъемных грунтозацепов (они нужны при бездорожье).

4. Можно создать автомобильное колесо с такой шиной, в конструкции которой не обязательно наличие резины.

Общественно-полезные преимущества от использования предлагаемого изобретения:
1. Снижение себестоимости.

2. Увеличение срока службы.

3. Улучшение качества изделия.

4. Повышение безопасности транспортных средств.

Использование: в автомобильном транспорте. Сущность: колесо с упругой шиной, выполненной в виде витой, торообразной высокопрочной пружины, внутри которой расположена торообразная упругая камера, контактирующая с витками пружины. 19 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Колесо безрельсового транспортного средства, содержащее упругую шину, выполненную из высокопрочного стержня в виде витой тороидообразной пружины, у которой концевые части стержня соединены одна с другой, расположенную на ободе колеса по его окружности, отличающееся тем, что внутри шины расположена упругая камера, выполненная в виде замкнутого тороидообразного рукава, а концевые части стержня соединены одна с другой с помощью трубки. 2. Колесо по п.1, отличающееся тем, что трубка к концевым частям стержня припаяна. 3. Колесо по п.1, отличающееся тем, что на концевых частях стержня выполнена резьба и они соединены одна с другой с помощью трубки с внутренней резьбой, которая навернута на эти концевые части. 4. Колесо по п.1, отличающееся тем, что шина собрана из отдельных секторов, при этом каждый сектор выполнен в виде витой пружины, а концевые части стержней всех секторов последовательно соединены одна с другой. 5. Колесо по п.1, отличающееся тем, что профиль поперечного сечения камеры соответствует профилю поперечного сечения шины, а наружная поверхность камеры находится в контакте с витками стержня шины. 6. Колесо по п.5, отличающееся тем, что концевые части тороидообразного рукава соединены одна с другой с помощью вкладыша, выполненного в виде отрезка упругого рукава, при этом вкладыш приклеен к внутренним поверхностям обеих концевых частей тороидообразного рукава. 7. Колесо по п.5, отличающееся тем, что камера собрана из отдельных секторов, последовательно соединенных друг с другом, при этом каждый сектор выполнен в виде отрезка тороидообразного рукава. 8. Колесо по п.1, отличающееся тем, что на обод колеса надеты и закреплены на нем два ограничительных кольца, предназначенных для расположения на них шины, причем у каждого кольца профиль поперечного сечения соответствует профилю поперечного сечения шины. 9. Колесо по п.8, отличающееся тем, что у каждого кольца на поверхности, обращенной к шине, расположена прокладка из эластичного материала. 10. Колесо по п.9, отличающееся тем, что на прокладке выполнены канавки для витков стержня шины. 11. Колесо по п.6, отличающееся тем, что по крайней мере одно ограничительное кольцо закреплено на ободе колеса с помощью стопорных винтов с коническим концом, причем каждый винт своей резьбовой частью завинчен в резьбовое отверстие обода, а его конический конец помещен в отверстие ограничительного кольца. 12. Колесо по п.1, отличающееся тем, что у шины профиль поперечного сечения круглый. 13. Колесо по п.1, отличающееся тем, что у шины профиль поперечного сечения овальный. 14. Колесо по п.1, отличающееся тем, что шина снабжена элементами противоскольжения, расположенными на стержне шины. 15. Колесо по п.14, отличающееся тем, что элемент противоскольжения выполнен в виде упругого разрезного кольца, надетого на стержень. 16. Колесо по п.14, отличающееся тем, что элемент противоскольжения выполнен в виде скобы с U-образно изогнутыми концами, которые зацеплены за смежные витки стержня шины. 17. Колесо по п.14, отличающееся тем, что на наружной поверхности камеры выполнены пазы для элементов противоскольжения, расположенных на стержне. 18. Колесо по п. 8, отличающееся тем, что оно снабжено быстросъемными грунтозацепами, каждый из которых выполнен в виде винтовой пружины с расположенными на концевых частях крюками, у которых концы помещены в отверстия, предусмотренные на внешних краях ограничительных колец. 19. Колесо по п. 1, отличающееся тем, что на ободе колеса расположены рядом две шины. 20. Колесо по п.19, отличающееся тем, что у одной шины направление навивки пружины правое, а у другой, расположенной на том же ободе, направление навивки пружины левое.