КОЛЕСО ПЛЯСОВА "МЕЧТА" ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2002 года по МПК B60C7/20 

Заявляемое техническое решение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в различных областях народного хозяйства при конструировании колес транспортного средства (автомобилей, тракторов, мотоциклов и т.д.). Главным же образом колеса предназначены для автомобилей.

Известно колесо транспортного средства, содержащее обод колеса и расположенную на ободе по его окружности упругую шину, причем шина выполнена из высокопрочного стержня в виде витой пружины, у которой концевые части соединены друг с другом взаимным скручиванием (см. патент США 1932 г., 1865457).

У такого колеса имеются следующие недостатки:
внутрь шины будет попадать грунт во время езды по грунтовой дороге;
значительный шум во время езды по дороге с твердым покрытием;
соединить скручиванием концы стержня довольно трудно.

Прототипом заявляемого колеса является колесо транспортного средства, содержащее обод колеса и расположенную на ободе по его окружности упругую полую шину с упругими элементами на внутренней поверхности шины, причем упругий элемент шины выполнен в виде эластичной камеры, в которой находится воздух под давлением выше атмосферного (см. Политехнический словарь. М.: Советская энциклопедия, 1977, стр.562).

Это колесо имеет следующие недостатки:
необходимо иметь в шине давление воздуха выше атмосферного;
нет никаких гарантий, что во время движения автомобиля на большой скорости не произойдет быстрой утечки воздуха из шины какого-нибудь колеса (а это может привести к серьезной аварии);
сложность конструкции шины;
большой расход резины на изготовление шины.

В заявляемом техническом решении технический результат достигается тем, что у шины колеса упругие элементы выполнены в виде пружины. Также как прототип, предлагаемое колесо содержит обод и расположенную на ободе по его окружности упругую полую шину с упругими элементами на внутренней поверхности шины. Но это колесо имеет и существенные отличия от прототипа. У прототипа упругий элемент шины выполнен в виде эластичной камеры, в которой находится воздух под давлением выше атмосферного. У предлагаемого колеса упругие элементы шины выполнены в виде пружины.

Такого отличительного существенного признака нет ни у прототипа, ни у других известных колес.

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

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 не может быть в принципе у прототипа. В результате не только существенно улучшаются эксплуатационные характеристики колеса, но и расширяется область применения таких колес.

Перечисленные выше признаки неизвестны вообще. Следовательно, можно утверждать, что заявляемое техническое решение соответствует критерию "существенная новизна".

На фиг. 1 изображено колесо с шиной, выполненной в виде замкнутого рукава, фрагмент общего вида;
на фиг.2 - то же, вид сверху;
на фиг.3 - то же, разрез поперек замкнутого рукава;
на фиг. 4 - соединение концов стержня тороидообразной пружины с помощью трубки;
на фиг.5 - замкнутый рукав с винтовыми пружинами, которые отделены друг от друга эластичными кольцами, фрагмент общего вида;
на фиг. 6 - поперечный разрез дуги, у которой предусмотрен шип, выполненный в виде винта (увеличено);
на фиг. 7 - дуга, у которой на наружной поверхности расположен выступ, фрагмент общего вида;
на фиг. 8 - дуга с охватывающей ее скобой противоскольжения, причем профиль поперечного сечения концевой части скобы прямоугольный, фрагмент общего вида;
на фиг.9 - то же, фрагмент вида сверху;
на фиг.10 - то же, поперечный разрез дуги;
на фиг. 11 - дуга с охватывающей ее скобой противоскольжения, причем профиль поперечного сечения концевой части скобы круглый, фрагмент вида сверху;
на фиг.12 - то же, поперечный разрез дуги (увеличено);
на фиг. 13 - перемычка с отверстиями в ее концевых частях и с шипами, выполненными в виде винтов, общий вид;
на фиг.14 - то же, поперечный разрез перемычки;
на фиг.15 - то же, вид сверху;
на фиг.16 - поперечный разрез перемычки из эластичного материала;
на фиг.17 - перемычка с крюками на ее концевых частях, общий вид;
на фиг.18 - то же, поперечный разрез перемычки;
на фиг. 19 - быстросъемный грунтозацеп с присоединительными наконечниками, общий вид;
на фиг.20 - то же, вид сбоку;
на фиг. 21 - элемент, соединяющий концевую часть быстросъемного грунтозацепа с тиной, который выполнен в виде пластины с отверстием, общий вид;
на фиг.22 - то же, вид сбоку;
на фиг.23 - то же, вид сверху;
на фиг.24 - колесо с шиной, выполненной с дугообразным профилем ее поперечного сечения, фрагмент общего вида;
на фиг.25 - то же, разрез поперек шины;
на фиг.26 - то же; соединение шины с ободом колеса с помощью винтов.

Колесо транспортного средства содержит обод 1 колеса и расположенную на ободе по его окружности упругую полую шину 2 с упругими элементами на внутренней поверхности шины, причем упругие элементы выполнены в виде пружины 3.

Конструкция колеса может иметь несколько вариантов. В одном из вариантов шина 2 выполнена в виде замкнутого тороидообразного рукава 4, а профиль поперечного сечения рукава овалообразный. Пружина 3 выполнена витой, тороидообразной. Пружина 3 навита из высокопрочного стержня 5, причем концы стержня соединены друг с другом с помощью трубки 6 (фиг.4). При другом варианте исполнения пружины 3 выполнены винтовыми и отделены друг от друга эластичными кольцами 7 (фиг.5). Может быть еще один вариант исполнения пружины 3: здесь пружины 3 выполнены в виде колец 8, причем кольца расположены в кольцевых канавках 9, предусмотренных на внутренней поверхности шины 2 (фиг. 24-25). Профиль поперечного сечения кольца 8 может быть как круглым, так и прямоугольным.

На поверхности кольца 8 желательно иметь покрытие из эластичного материала. Кольцо 8 выполнено виде изогнутого стержня 10, концы которого соединены с помощью трубки 11, изготовленной из эластичного материала. На наружной поверхности шины 2 поперек беговой дорожки шины по профилю шины выполнены канавки 12 (фиг.1 и 2), в которых расположены дуги 13.

Дуга 13 выполнена в виде изогнутого по профилю шины упругогибкого стержня 14. Профиль поперечного сечения дуги 13 может быть как круглым, так и прямоугольным. Дугу 13 в канавке 12 можно расположить таким образом, что ее наружная поверхность не будет выступать над наружной поверхностью шины 2, а можно расположить и таким образом, что ее наружная поверхность будет выступать над наружной поверхностью шины. На наружной поверхности дуги 13 могут быть выполнены выступы 15 (фиг.7). На поверхности канавки 12 могут быть выполнены пазы 16, в которых расположены скобы противоскольжения 17, причем скоба охватывает тело дуги 13, а концы скобы выступают над наружной поверхностью дуги.

Профиль поперечного сечения концевой части скобы 17 может быть как круглым (фиг.11 и 12), так и прямоугольным (фиг.8-10). Скоба 17 выполнена в виде П-образно-изогнутого стержня 18, причем в концевых частях стержня предусмотрены сквозные резьбовые отверстия 19, в которых расположены регулируемые по длине шипы, выполненные в виде винта 20. На обоих торцах винта 20 выполнены шлицы 21 под отвертку.

Регулируемые по длине шипы, выполненные в виде винта 20, могут быть расположены и непосредственно в теле дуги 13, для этого в теле дуги предусмотрены сквозные резьбовые отверстия 22 (фиг.6, 7). На беговой дорожке шины 2 выполнены пазы 23, в которых расположены перемычки 24, соединяющие соседние дуги 13 друг с другом. Перемычка 24 может быть выполнена в виде планки 25, концевые части которой разъемно соединены с дугами 13. Перемычка 24 может быть изогнута по окружности шины 2, а также может быть выполнена упругой. В концевых частях планки 25 выполнены сквозные отверстия 26, в которых расположены дуги 13. Для того чтобы облегчить надевание перемычки 24 на дугу 13, рекомендуется отверстие 26 выполнить овалообразным.

На поверхности перемычки 24, контактирующей с поверхностью дороги, могут быть выполнены выступы 27 и впадины 28 (фиг.13, 17, 18). В теле перемычки 24 могут быть предусмотрены сквозные резьбовые отверстия 29, в которых расположены регулируемые по длине шипы, выполненные в виде винта 20 (фиг.13-15). Перемычка 24 может быть изготовлена из эластичного материала 30, причем на такой перемычке могут быть расположены абразивные частицы 31, предназначенные для контактирования с поверхностью дороги (фиг.1 и 16). Абразивные частицы 31 могут содержаться или непосредственно в теле перемычки 24, или в теле специальной накладки противоскольжения 32, расположенной на перемычке. Во втором случае на поверхности перемычки выполнен паз 33, в котором закреплена (например, с помощью клея) эта накладка.

Может быть еще один вариант исполнения перемычки 24; здесь на концевых частях перемычки 24 выполнены крюки 34, которые зацеплены за дуги 13 (фиг. 17). В этом варианте перемычка 24 может быть, в частности, выполнена в виде высокопрочной металлической ленты 35, у которой концевые части изогнуты в виде крюка 36. В средней части перемычки 24 края ленты 35 согнуты и на них выполнены выступы 27 и впадины 28. Перемычки 24 могут быть различной ширины; в этом случае широкие перемычки должны быть расположены в средней части беговой дорожки шины, а узкие перемычки - по краям беговой дорожки.

Шина 2 снабжена быстросъемными грунтозацепами 37, выполненными в виде винтовой пружины 38, расположенной на поверхности шины поперек ее беговой дорожки, причем концевые части пружины присоединены к шине (фиг.19). У наиболее простого быстросъемного грунтозацепа концевые части винтовой пружины 38 изогнуты в виде крюка 39. В другом случае, на концевых частях винтовой пружины расположены присоединительные наконечники 40, причем присоединительный наконечник выполнен в виде колпачка 41, на котором предусмотрен крюк 42. Крюк 42 закреплен на торце колпачка 41 с помощью заклепки 43, причем для надежности закрепления крюка на торце колпачка предусмотрен паз 44. На внутренней поверхности колпачка 41 выполнена резьба 45, с помощью которой он соединен с винтовой пружиной 38.

Внутри пружины 38 расположен упруго гибкий стержень 46, покрытый эластичным материалом 47. Внутрь пружины 38 вместо стержня 46 можно поместить отрезок каната.

На шине 2 по обе стороны от беговой дорожки шины расположены элементы 48, соединяющие концевые части быстросъемного грунтозацепа 37 с шиной. Элемент 48 выполнен в виде скобы 49, на концах которой предусмотрены крюки 50, зацепленные за соседние дуги 13 шины. Скоба 49 расположена в канавке 51, выполненной на поверхности шины. На поверхности шины поперек канавки 51 выполнен паз 52, предназначенный для крюка 39 или для крюка 42 быстросъемного грунтозацепа 37.

В другом варианте элемент 48, соединяющий концевые части быстросъемного грунтозацепа 37 с шиной 2, выполнен в виде пластины 53, закрепленной в теле шины, причем у пластины предусмотрено сквозное отверстие 54, расположенное снаружи шины (фиг.5 и 21). Отверстие 54 в пластине 53 может быть выполнено или круглым (для крюка 39), или щелеобразным (для крюка 42). На наружной поверхности шины 2 в непосредственной близости от пластины 53 предусмотрен паз 55, предназначенный для крюка 39 или для крюка 42 быстросъемного грунтозацепа.

На наружной поверхности замкнутого рукава 4 выполнены присоединительные выступы 56 (фиг.1, 3 и 5), причем эти выступы помещены в отверстия 57, предусмотренные на ободе 1 колеса. Выступ 56 рукава 4 выполнен в виде пальца 58, у которого одна концевая часть 59 расположена в теле рукава. Шина 2 закреплена на ободе 1 колеса с помощью винтов 60, причем каждый винт завинчен в резьбовое отверстие 61, выполненное в теле пальца 58. На винты 60 надеты шайбы 62, выполненные в виде П-образно-изогнутой планки с отверстием 63 в ее средней части. На краях обода Т колеса по окружности обода расположены кольцевые закраины 64. На закраине 64 поперек ее кромки выполнены пазы 65, которые предназначены для облегчения прохождения выступов 56 рукава 4 при надевании шины 2 на обод 1. Замкнутый рукав 4 содержит контактирующую с поверхностью дороги рабочую часть 66 с U-образным профилем поперечного сечения и присоединительную кольцеобразную часть 67, расположенную на ободе 1 колеса, причем обе части рукава соединены друг с другом с помощью клея (фиг. 5).

Для того чтобы произвести сборку шины 2, нужно в полость 68 рабочей части 66 рукава 4 поместить пружины 3 (определенного варианта), а затем присоединительную кольцеобразную часть 67 рукава приклеить к рабочей части рукава. В качестве материалов для изготовления рабочей части 66 рукава 4 и присоединительной части 67 рукава могут быть применены резина, резинотканевая композиция, эластичная пластмасса и т.д.

Далее рассмотрим второй вариант исполнения колеса, который относительно рассмотренного варианта имеет иную конструкцию шины и иной способ крепления шины к ободу колеса (фиг.24-26). Во втором варианте профиль поперечного сечения шины - дугообразный, при этом предусмотрена возможность монтажа и демонтажа пружин 3 между бортами 69 шины через кольцевое окно 70. В частном случае, профиль поперечного сечения шины 2 может быть U-образным. Шина 2 закреплена на ободе 1 колеса с помощью винтов 60, причем на винты надеты шайбы 62. В бортах 69 шины расположены вставки 71 с резьбовыми отверстиями 72 для винтов 60. На ободе 1 колеса выполнены отверстия 73 для винтов 60. Между ободом 1 колеса и бортами 69 шины предусмотрены эластичные прокладки 74.

Профиль поперечного сечения шины 2 необязательно должен быть овалообразным; этот профиль, например, может иметь вид четырехугольника, у которого углы закруглены. Шина 2 может быть закреплена на ободе 1 колеса с помощью клея.

Таким образом, достигаемый технический результат предлагаемого колеса заключается в следующем:
устраняются все указанные выше недостатки прототипа;
не нужно накачивать шины воздухом;
при любом проколе шины транспортное средство может совершать движение на любой необходимой скорости, так как проколотая шина не теряет своей обычной работоспособности;
появилась возможность снять шину с обода колеса (и поставить обратно на обод) без снятия всего колеса с оси транспортного средства;
на колесо можно поставить различные съемные элементы противоскольжения с самым широким спектром возможностей;
наличие простых и эффективных быстросъемных грунтозацепов (они нужны при бездорожье);
универсальность шины колеса (годится как для шоссе, так и для бездорожья);
повышение безопасности транспортных средств.

Внутри шины расположены упругие элементы в виде пружин. Поперек беговой дорожки шину охватывают упругие дуги, соединенные друг с другом перемычками. На дугах и перемычках могут быть расположены шипы, выполненные в виде винта. Колесо снабжено быстросъемными пружинными грунтозацепами. В результате увеличивается надежность, проходимость и безопасность колеса. 55 з.п.ф-лы, 26 ил.

1. Колесо транспортного средства, содержащее обод колеса, расположенную на ободе колеса по его окружности упругую полую шину с охватывающим обод колеса закрытым кольцевым окном и расположенные на внутренней поверхности шины упругие элементы, выполненные в виде пружины, а также винты, при помощи которых шина закреплена на ободе колеса, отличающееся тем, что винты, при помощи которых шина закреплена на ободе колеса, помещены в предусмотренные на цилиндрической поверхности обода колеса сквозные отверстия и ввернуты либо в резьбовые отверстия пальцев, которые одним концом расположены в теле шины, а другим концом - в сквозном отверстии цилиндрической поверхности обода колеса, либо в резьбовые отверстия вставок, которые расположены в бортах шины, причем кольцевое окно шины закрыто или упругим кольцеобразным элементом, приклеенным к поверхности шины, или ободом колеса при помощи винтов, помещенных в сквозные отверстия цилиндрической поверхности обода колеса и ввернутых в резьбовые вставки бортов шины, а также при помощи эластичных прокладок, расположенных под кромками бортов шины на наружной цилиндрической поверхности обода колеса. 2. Колесо по п. 1, отличающееся тем, что шина выполнена в виде замкнутого рукава. 3. Колесо по п. 2, отличающееся тем, что замкнутый рукав выполнен тороидообразным. 4. Колесо по п. 2, отличающееся тем, что профиль поперечного сечения рукава овалообразный. 5. Колесо по п. 1, отличающееся тем, что пружина выполнена витой, тороидообразной. 6. Колесо по п. 5, отличающееся тем, что пружина навита из высокопрочного стержня, причем концы стержня соединены друг с другом с помощью трубки. 7. Колесо по п. 1, отличающееся тем, что пружины выполнены винтовыми и отделены друг от друга эластичными кольцами. 8. Колесо по п. 1, отличающееся тем, что пружины выполнены в виде колец, причем кольца расположены в кольцевых канавках, предусмотренных на внутренней поверхности шины. 9. Колесо по п. 8, отличающееся тем, что кольцо выполнено в виде изогнутого стержня, концы которого соединены с помощью трубки. 10. Колесо по п. 8, отличающееся тем, что профиль поперечного сечения кольца прямоугольный. 11. Колесо по п. 1, отличающееся тем, что на наружной поверхности шины, поперек беговой дорожки шины, по профилю шины выполнены канавки, в которых расположены упругие дуги. 12. Колесо по п. 11, отличающееся тем, что дуга выполнена в виде изогнутого по профилю шины упругогибкого стержня. 13. Колесо по п. 11, отличающееся тем, что наружная поверхность дуги не выступает над наружной поверхностью шины. 14. Колесо по п. 11, отличающееся тем, что наружная поверхность дуги выступает над наружной поверхностью шины. 15. Колесо по п. 11, отличающееся тем, что на наружной поверхности дуги расположены выступы. 16. Колесо по п. 11, отличающееся тем, что на поверхности канавки выполнены пазы, в которых расположены скобы противоскольжения, причем скоба охватывает тело дуги, а концы скобы выступают над наружной поверхностью дуги. 17. Колесо по п. 16, отличающееся тем, что скоба выполнена в виде П-образно-изогнутого стержня, причем в концевых частях стержня предусмотрены сквозные резьбовые отверстия, в которых расположены регулируемые по длине шипы, выполненные в виде винта. 18. Колесо по п. 11, отличающееся тем, что в теле дуги предусмотрены сквозные резьбовые отверстия, в которых расположены регулируемые по длине шипы, выполненные в виде винта. 19. Колесо по п. 11, отличающееся тем, что на беговой дорожке шины выполнены пазы, в которых расположены перемычки, соединяющие соседние дуги друг с другом. 20. Колесо по п. 19, отличающееся тем, что перемычка выполнена в виде планки, концевые части которой разъемно соединены с дугами. 21. Колесо по п. 19, отличающееся тем, что перемычка изогнута по окружности шины. 22. Колесо по п. 19, отличающееся тем, что перемычка выполнена упругой. 23. Колесо по п. 20, отличающееся тем, что в концевых частях планки выполнены сквозные отверстия, в которых расположены дуги. 24. Колесо по п. 19, отличающееся тем, что на поверхности перемычки, контактирующей с поверхностью дороги, выполнены выступы и впадины. 25. Колесо по п. 19, отличающееся тем, что в теле перемычки предусмотрены сквозные резьбовые отверстия, в которых расположены регулируемые по длине шипы, выполненные в виде винта. 26. Колесо по п. 22, отличающееся тем, что перемычка изготовлена из эластичного материала, причем на перемычке расположены абразивные частицы, предназначенные для контактирования с поверхностью дороги. 27. Колесо по п. 19, отличающееся тем, что на концевых частях перемычки выполнены крюки, которые зацеплены за дуги. 28. Колесо по п. 1, отличающееся тем, что шина снабжена быстросъемными грунтозацепами, выполненными в виде винтовой пружины, расположенной на поверхности шины поперек ее беговой дорожки, причем концевые части пружины присоединены к шине. 29. Колесо по п. 28, отличающееся тем, что концевые части пружины изогнуты в виде крюка. 30. Колесо по п. 28, отличающееся тем, что на концевых частях пружины расположены присоединительные наконечники. 31. Колесо по п. 30, отличающееся тем, что присоединительные наконечники выполнены в виде колпачка, на котором предусмотрен крюк. 32. Колесо по п. 31, отличающееся тем, что на внутренней поверхности колпачка выполнена резьба, с помощью которой он соединен с винтовой пружиной. 33. Колесо по п. 28, отличающееся тем, что внутри пружины расположен упругогибкий стержень. 34. Колесо по п. 33, отличающееся тем, что упругогибкий стержень покрыт эластичным материалом. 35. Колесо по п. 28, отличающееся тем, что внутри пружины расположен отрезок каната. 36. Колесо по п. 28, отличающееся тем, что на шине по обе стороны от беговой дорожки шины расположены элементы, соединяющие концевые части быстросъемного грунтозацепа с шиной. 37. Колесо по п. 36, отличающееся тем, что элемент, соединяющий концевую часть быстросъемного грунтозацепа с шиной, выполнен в виде скобы, на концах которой предусмотрены крюки, зацепленные за соседние дуги шины. 38. Колесо по п. 37, отличающееся тем, что скоба расположена в канавке, выполненной на поверхности шины. 39. Колесо по п. 36, отличающееся тем, что элемент, соединяющий концевую часть быстросъемного грунтозацепа с шиной, выполнен в виде пластины, закрепленной в теле шины, причем у пластины предусмотрено сквозное отверстие, расположенное снаружи шины. 40. Колесо по п. 39, отличающееся тем, что отверстие выполнено круглым. 41. Колесо по п. 40, отличающееся тем, что отверстие выполнено щелеобразным. 42. Колесо по п. 2, отличающееся тем, что на наружной поверхности замкнутого рукава выполнены присоединительные выступы, причем эти выступы помещены в отверстия, предусмотренные на ободе колеса. 43. Колесо по п. 42, отличающееся тем, что выступ рукава выполнен в виде пальца, у которого одна концевая часть расположена внутри тела рукава. 44. Колесо по п. 43, отличающееся тем, что шина закреплена на ободе колеса с помощью винтов, причем каждый винт завинчен в резьбовое отверстие, выполненное в теле пальца. 45. Колесо по п. 44, отличающееся тем, что на винты надеты шайбы, выполненные в виде П-образно-изогнутой планки с отверстием в ее средней части. 46. Колесо по п. 42, отличающееся тем, что на краях обода колеса по окружности обода расположены кольцевые закраины. 47. Колесо по п. 46, отличающееся тем, что на закраине поперек ее кромки выполнены пазы, которые предназначены для обеспечения прохождения выступов рукава при надевании шины на обод колеса. 48. Колесо по п. 2, отличающееся тем, что замкнутый рукав содержит контактирующую с поверхностью дороги рабочую часть с U-образным профилем поперечного сечения и присоединительную кольцеобразную часть, расположенную на ободе колеса, причем обе части рукава соединены друг с другом с помощью клея. 49. Колесо по п. 1, отличающееся тем, что профиль поперечного сечения шины дугообразный, при этом предусмотрена возможность монтажа и демонтажа пружин между бортами шины через кольцевое окно. 50. Колесо по п. 49, отличающееся тем, что профиль поперечного сечения шины выполнен U-образным. 51. Колесо по п. 49, отличающееся тем, что шина закреплена на ободе колеса с помощью винтов. 52. Колесо по п. 51, отличающееся тем, что в бортах шины расположены вставки с резьбовыми отверстиями для винтов. 53. Колесо по п. 51, отличающееся тем, что на ободе колеса выполнены отверстия для винтов. 54. Колесо по п. 51, отличающееся тем, что между ободом колеса и бортами шины предусмотрены эластичные прокладки. 55. Колесо по п. 1, отличающееся тем, что профиль поперечного сечения шины имеет вид четырехугольника, у которого углы закруглены. 56. Колесо по п. 1, отличающееся тем, что шина закреплена на ободе колеса с помощью клея.