КОЛЕСО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 1999 года по МПК B60B21/02 B60C15/02 

Изобретение относится к транспортным средствам, а именно к колесам для пневматических шин, и может быть использовано на грузовых автомобилях, автобусах, прицепах и других транспортных средствах.

Известно колесо транспортного средства [1, с.31, рис.22] имеющее основание обода с монтажным ручьем и посадочными полками, наибольший диаметр которых расположен в зоне средней их плоскости, бортовые и замочное кольцо, диск и шину, борта, которой размещены с натягом на посадочных полках основания обода.

Передача внешних сил, вращающих и тормозных моментов между шиной и ободом с диском в сборе обеспечивается за счет трения бортов шины о поверхности посадочных полок и бортовые закраины. В случае, когда пневматическая шина эксплуатируется при постоянном внутреннем давлении воздуха (нет системы регулирования давления воздуха в шине) для устойчивой передачи сил и моментов между колесом и шиной достаточно только сил трения, возникающих на поверхности контакта бортов с закраинами обода. Контактные поверхности бортов шин с посадочными полками в этом случае в передаче силовых нагрузок практически не участвуют и значительные натяги бортов шин на полках обода в этом случае теряют практический смысл. Кроме того, значительные величины натягов бортов шины на посадочных полках обода приводят к усложнению процессов сборки и разборки колеса с шиной. А это, по существу, и является недостатком известной конструкции колеса, который наиболее ярко проявляется на транспортных средствах, у которых не предусмотрено эксплуатационное регулирование (снижение) давления воздуха в шине до минимально допустимых пределов, а шины в этом случае, как правило имеют высокую жесткость бортов и боковин. Задачей изобретения является снижение трудозатрат и повышение удобств при выполнении работ по сборке и разборке колеса с шиной.

Поставленная задача решается за счет того, что величины натягов бортов шины на посадочных полках обода выполнены не равными между собой, при этом натяг борта шины со стороны монтажного ручья, т.е. со стороны, с которой проводится сборка и разборка колеса с шиной, уменьшен в сравнении с величиной натяга борта шины с противоположной стороны обода.

Согласно изобретению, натяг борта шины на посадочной полке обода со стороны монтажного ручья составляет от 30% до 70% от принятой величины натяга борта шины для посадочной полки с противоположной стороны обода. Меньшее процентное соотношение используется для колес транспортных средств с относительно легкими нагрузочными режимами эксплуатации, а большее процентное соотношение - для колес транспортных средств с тяжелыми нагрузочными режимами, включая использование их в качестве тягачей прицепов, полуприцепов и т.п.

Уменьшение натяга борта шины на одной посадочной полке обода не приведет к снижению тяговой способности соединения шины с ободом в целом, так как в этом случае провороту шины на ободе будут препятствовать не только силы трения от натяга на полках, но и эффект "окружного заклинивания", возникающий при упругом смещении борта с малым натягом относительно посадочной полки при качении колеса под нагрузкой. Вращающий момент, подведенный к колесу будет способствовать окружному смещению в первую очередь того борта шины, который имеет меньший натяг на полке, а т.к. борт с большим натягом не перемещается в окружном направлении, то происходит угловое упругое закручивание каркаса шины, способствующее в конечном итоге заклиниванию в окружном направлении борта шины с малым натягом на полке. В этом состоянии оба борта устойчиво передают вращающий момент.

Применение заявляемого колеса позволяет значительно снизить трудозатраты при выполнении операций сборки и разборки с шиной за счет уменьшения разности посадочных диаметров обода и шины, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "положительный эффект".

Применение колес с неравными натягами бортов шины на полках обода для снижения трудозатрат при их сборке и разборке, а также использование упругих свойств шины и эффекта "окружного заклинивания" борта с малым натягом на посадочной полке обода при передаче вращающих моментов значительной величины авторам не известны.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

На фиг. 1 показано колесо, радиальное сечение; на фиг.2 - установка борта шины на тороидальной полке обода.

Заявленное колесо транспортного средства содержит основание обода 1 с монтажным ручьем 2 и посадочными полками со стороны замочной части 3 и со стороны бортовой части 4, бортовые 5 и 6 и замочное 7 кольца. Борта 8 и 9 пневматической шины установлены на посадочные полки 3 и 4 с натягом δ₁ и δ₂, причем величина натяга δ₂ меньше величины натяга δ₁ на 30 - 70% в зависимости от принятого типоразмера колеса и режимов его нагружения в эксплуатации, т.е. δ₂ = (0,3...0,7)δ₁.
Натяг δ (фиг. 2) бортов шины на посадочных полках обода определяется в радиальном выражении, как полуразность посадочных диаметров обода и шины, т. е. δ = (D_по-D_пш)/2. За посадочный размер обода D_по принимается наибольший диаметр поперечного сечения посадочной полки, а за посадочный размер шины - диаметр по основанию 10 борта шины D_пш, замеренной в сечении совпадающим с наибольшим диаметром поперечного сечения посадочной полки обода.

Сборка колеса с шиной производится в следующей последовательности. Вначале на основание обода 1 одевают бортовое кольцо 5, затем, используя монтажный ручей 2 в наклонном состоянии, одевают на основание обода 1 борт 8, а затем и борт 9 шины. Трудоемкость и удобство выполнения этих операций зависит от величины натяга бортов шины на посадочных полках обода. С увеличением натяга возрастает и трудоемкость и сложность выполнения этих операций. Особенно это сказывается при операции с бортом 9 шины, т.к. массу шины для облегчения выполнения операций использовать не удается.

После перемещения борта 9 через полку 3 устанавливают бортовое 6 и замочное 7 кольца. После выполнения этих операций колесо и шина подготовлены для накачивания воздухом. Под давлением воздуха внутри шины борта 8 и 9 перемещаются в аксиальном направлении, прижимаются к бортовым кольцам 5 и 6, а их основания 10 размещаются на поверхностях посадочных полок 3 и 4 основания обода 1.

Разборка колеса и шины производится в обратной последовательности.

Величина δ натяга бортов шины на посадочных полках основания обода определяется для каждого типоразмера колеса исходя из нагрузочных режимов и условий эксплуатации и принимается равной величине δ₁. Для колес не подвергающихся в эксплуатации высоким нагрузкам, особенно в режиме тяги и торможения величина малого натяга δ₂ принимается не менее 30% от величины δ₁, т.е. δ₂ ≈ 0,3δ₁. Меньшее значение приведет к перегрузке борта установленного на полке с натягом δ₁.
В условиях эксплуатации колес транспортных средств в тяжелых тягово-тормозных режимах соотношение натягов приближается к величине 0,7, т.е. δ₂ ≈ 0,7δ₁. Снижение соотношения натягов δ₁ и δ₂ более чем на 70% отрицательно сказывается на снижении трудозатрат при сборке и разборке колес с шиной, что, в конечном итоге, создает условия, когда не решается задача изобретения.

Итак, использование в заявленной конструкции колеса транспортного средства не равных между собой натягов бортов шины на посадочных полках основания обода снижает трудозатраты при сборке и разборке колес с шиной, не ухудшая при этом тяговой способности колеса за счет использования упругих свойств шины и эффекта "окружного заклинивания" борта с малым натягом на поверхности посадочной полки основания обода.

Литература
1. Савельев Г.В. Автомобильные колеса. - М.: Машиностроение, 1983, с.31.

Колесо содержит основание обода с монтажным ручьем и посадочными полками, а также шину, борта которой сопряжены с посадочными полками с натягом. Натяг борта шины на посадочной полке со стороны монтажного ручья составляет 30 - 70 % от величины натяга борта шины на второй посадочной полке с противоположной стороны основания обода. Изобретение решает задачу облегчения процесса сборки и разборки колеса с шиной. 2 ил.

Колесо транспортного средства, содержащее основание обода с монтажным ручьем и посадочными полками, наибольший диаметр которых расположен в среднем сечении, бортовые и замочное кольца и шину, борта которой сопряжены с посадочными полками с натягом, отличающееся тем, что величины натягов бортов шины на посадочных полках основания обода не равны между собой, причем натяг борта на полке со стороны монтажного ручья составляет 30 - 70% от величины натяга борта шины на посадочной полке с противоположной стороны основания обода для передачи колесом вращающего момента с использованием эффекта окружного заклинивания.