КОЛЕСО ПЛЯСОВА "РАДУГА" Российский патент 2004 года по МПК B60C7/20 

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

Известно колесо безрельсового транспортного средства, содержащее на своем ободе тороидообразную упругогибкую камеру с расположенными на ее наружной поверхности высокопрочными изогнутыми упругогибкими стержнями, охватывающими камеру поперек беговой дорожки колеса, а также расположенные на наружной поверхности обода колеса боковые ограничительные кольца с эластичными кольцеобразными прокладками, фиксирующие тороидообразную упругогибкую камеру и высокопрочные изогнутые упругогибкие стержни в определенном положении на ободе колеса, причем расположенные на наружной поверхности тороидообразной упругогибкой камеры охватывающие камеру поперек беговой дорожки колеса высокопрочные изогнутые упругогибкие стержни выполнены в виде витой винтовой пружины (см. патент РФ 2092324, 1997 г.).

Это колесо, являющееся прототипом предлагаемому техническому решению, имеет существенные недостатки:
1. Такое колесо трудно изготовить.

2. Мала область применения такого колеса.

В заявляемом техническом решении технический результат достигается тем, что расположенные на наружной поверхности тороидообразной упругогибкой камеры охватывающие камеру поперек беговой дорожки колеса высокопрочные изогнутые упругогибкие стержни выполнены в виде упругогибкой дуги, концевые части которой Г-образно согнуты в направлении друг к другу, причем Г-образно согнутая концевая часть дуги расположена на поверхности бокового ограничительного кольца или на поверхности эластичной кольцеобразной прокладки этого кольца.

Так же, как прототип, предлагаемое колесо содержит на своем ободе тороидообразную упругогибкую камеру с расположенными на ее наружной поверхности высокопрочными изогнутыми упругогибкими стержнями, охватывающими камеру поперек беговой дорожки колеса, а также расположенные на наружной поверхности обода колеса боковые ограничительные кольца с эластичными кольцеобразными прокладками, фиксирующие тороидообразную упругогибкую камеру и высокопрочные изогнутые упругогибкие стержни в определенном положении на ободе колеса.

Но это колесо имеет и существенные отличия от прототипа. У прототипа расположенные на наружной поверхности тороидообразной упругогибкой камеры охватывающие камеру поперек беговой дорожки колеса высокопрочные изогнутые упругогибкие стержни выполнены в виде витой винтовой пружины. У предлагемого же колеса расположенные на наружной поверхности тороидообразной упругогибкой камеры охватывающие камеру поперек беговой дорожки колеса высокопрочные изогнутые упругогибкие стержни выполнены в виде упругогибкой дуги, концевые части которой Г-образно согнуты в направлении друг к другу, причем Г-образно согнутая концевая часть дуги расположена на поверхности бокового ограничительного кольца или на поверхности эластичной кольцеобразной прокладки этого кольца.

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 технический результат изобретения. 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 заявленное техническое решение соответствует критерию "Существенная новизна".

На фиг.1 изображен фрагмент колеса, общий вид.

На фиг.2 - то же, вид сверху.

На фиг.3 - то же, поперечный разрез.

На фиг. 4 - поперечный разрез бокового ограничительного кольца и обода колеса вдоль фиксирующего штифта.

На фиг. 5 - поперечный разрез бокового ограничительного кольца и обода колеса вдоль крепежного винта.

На фиг.6 - вид сверху на боковое ограничительное кольцо, фрагмент.

На фиг.7 - продольный разрез концевой части дуги (увеличено).

На фиг.8 - поперечный разрез упругогибкой дуги и упругогибкой накладки, расположенной на наружной поверхности упругогибкой камеры (увеличено).

На фиг. 9 - боковое ограничительное кольцо, составленное из отдельных сегментов, фрагмент.

На фиг. 10 - расположенный в теле упругогибкой дуги резьбовой вкладыш с шипом противоскольжения, выполненным в виде винта, разрез вдоль геометрической оси шипа (увеличено).

На фиг.11 - то же, вид сверху (увеличено).

На фиг.12 - расположенный в стенке упругогибкой камеры резьбовой вкладыш с резьбовой пробкой, разрез вдоль геометрической оси пробки (увеличено).

На фиг.13 - то же, вид сверху (увеличено).

На фиг.14 - дуга, содержащая пакет высокопрочных упругогибких лент, поперечный разрез (сильно увеличено).

На фиг.15 - высокопрочная лента, на поверхности которой расположено эластичное покрытие, поперечный разрез (сильно увеличено).

Колесо безрельсового транспортного средства содержит на своем ободе 1 тороидообразную упругогибкую камеру 2 с расположенными на ее наружной поверхности высокопрочными изогнутыми упругогибкими стержнями 3, охватывающими камеру поперек беговой дорожки колеса, а также расположенные на наружной поверхности обода 1 колеса боковые ограничительные кольца 4 с эластичными кольцеобразными прокладками 5, фиксирующие тороидообразную упругогибкую камеру 2 и высокопрочные изогнутые упругогибкие стержни 3 в определенном положении на ободе колеса. Расположенные на наружной поверхности тороидообразной упругогибкой камеры 2 охватывающие камеру поперек беговой дорожки колеса высокопрочные изогнутые упруго гибкие стержни 3 выполнены в виде упругогибкой дуги 6. Здесь упругогибкие дуги 6 исполняют роль шины колеса. Концевые части дуги 6 Г-образно согнуты в направлении друг к другу, причем Г-образно согнутая концевая часть дуги расположена на поверхности бокового ограничительного кольца 4 или на поверхности эластичной кольцеобразной прокладки 5 этого кольца. На наружной поверхности упругогибкой камеры 2 поперек беговой дорожки колеса выполнены канавки 7, в которых расположены упругогибкие дуги 6. Упругогибкая дуга 6 может быть изготовлена в различных вариантах. В частности, упругогибкую дугу можно изготовить из эластичного материала, содержащего армирующие элементы 8. Армирующие элементы 8 могут быть самыми различными:
1. Армирующий элемент может быть выполнен в виде высокопрочной тонкостенной упругогибкой планки 9.

2. Армирующий элемент может быть выполнен в виде высокопрочного упругогибкого стержня 10 с круглым профилем поперечного сечения (фиг.10).

3. Армирующие элементы могут быть выполнены в виде высокопрочной упругогибкой нити или высокопрочного упругогибкого волокна 11 (фиг.3 и 6).

Упругогибкая дуга 6 может содержать пакет из высокопрочных упругогибких лент 12, расположенных друг на друге и соединенных друг с другом при помощи клея. На поверхности ленты 12 может быть расположено эластичное покрытие 13 (фиг.14 и 15).

На поверхности упругогибкой дуги 6, контактирующей с поверхностью дороги, может быть расположено эластичное покрытие 14, содержащее абразивные частицы 15 (фиг.8).

Упругогибкая дуга может содержать вкладыши 16 со сквозными резьбовыми отверстиями 17, причем в резьбовом отверстии расположен регулируемый по длине шип противоскольжения 18, выполненный в виде винта (фиг.10). На торцах выполненного в виде винта шипа 18 предусмотрены шлицы 19 для отвертки.

Профиль поперечного сечения бокового ограничительного кольца 4 Г-образный.

На поверхности бокового ограничительного кольца 4, контактирующей с поверхностью обода 1 колеса, расположено эластичное покрытие 20 (фиг.7).

Эластичная кольцеобразная прокладка 5 закреплена на боковом ограничительном кольце 4 при помощи клея.

Боковое ограничительное кольцо 4 может быть составлено из отдельных сегментов 21, согнутых по окружности обода 1 колеса и расположенных последовательно друг за другом торец напротив торца на наружной поверхности обода колеса, причем каждый сегмент может быть поставлен на обод колеса или снят с обода колеса независимо от других сегментов (фиг.9).

Эластичная кольцеобразная прокладка 5 может быть составлена из отдельных сегментов 22, согнутых по окружности обода 1 колеса и расположенных последовательно друг за другом торец напротив торца на поверхности бокового ограничительного кольца 4 (фиг. 9). На поверхности эластичной кольцеобразной прокладки 5 выполнены канавки 23, в которые помещены концевые части упругогибких дуг 6.

В теле бокового ограничительного кольца 4 и в теле эластичной кольцеобразной прокладки 5 выполнены сквозные отверстия 24, в которые помещены штифты 25, фиксирующие боковое ограничительное кольцо в определенном положении на ободе 1 колеса, причем один конец 26 штифта расположен в сквозном отверстии 27, предусмотренном на ободе колеса, а другой конец штифта выполнен в виде головки 28, контактирующей с наружной поверхностью упругогибкой камеры 2 (фиг.4).

Боковое ограничительное кольцо 4 закреплено на поверхности обода 1 колеса при помощи крепежных винтов 29, помещенных в сквозные отверстия 30, предусмотренные на ободе колеса, причем резьбовой конец 31 крепежного винта ввернут в сквозное резьбовое отверстие 32 вкладыша 33, расположенного на поверхности бокового ограничительного кольца 4 или на поверхности эластичной кольцеобразной прокладки 5 этого кольца (фиг.3 и 5). На внутренней поверхности обода 1 колеса предусмотрены цилиндрические бобышки 34, предназначенные для расположения на них головки 35 крепежного винта 29, причем геометрическая ось сквозного отверстия 30 совпадает с геометрической осью бобышки 34.

Упругогибкая камера 2 изготовлена из эластичного материала.

Упругогибкая камера 2 содержит два упругогибких кольца 36 и 37 с дугообразным профилем поперечного сечения, которые состыкованы друг с другом своими краями и соединены друг с другом при помощи клея или сварки, а также два упругогибких кольца 38 и 39 с плоским профилем поперечного сечения, которые помещены внутрь камеры и соединены с поверхностью камеры при помощи клея, причем одно кольцо 38 расположено на внутренней поверхности камеры, непосредственно под беговой дорожкой колеса вдоль беговой дорожки колеса, а другое кольцо 39 расположено на внутренней поверхности камеры по окружности обода 1 колеса (фиг.3).

На поверхности упругогибкой камеры 2 расположено покрытие из ткани 40, причем ткань соединена с поверхностью камеры при помощи клея (фиг.8).

На наружной поверхности упругогибкой камеры 2 между упругогибкими дугами 6 могут быть расположены упругогибкие накладки 41, которые соединены с камерой при помощи клея. В этом случае канавки 7 на поверхности камеры могут отсутствовать (фиг.8).

Упругогибкая накладка 41, изготовленная из эластичного материала, может содержать армирующие элементы 8.

В стенке упругогибкой камеры 2 выполнено сквозное отверстие 42, в котором расположен вкладыш 43 со сквозным резьбовым отверстием 44, причем в резьбовое отверстие вкладыша ввернута резьбовая пробка 45 (фиг.12).

На одном конце резьбового вкладыша 43 выполнен буртик 46, контактирующий с наружной поверхностью упругогибкой камеры 2, а другой конец 47 вкладыша 43 развальцован. На конце резьбовой пробки 45 предусмотрена головка 48 с шлицем 49 для отвертки.

На поверхностях резьбового вкладыша 43 и резьбовой пробки 45, контактирующих друг с другом, расположено покрытие из клея, предотвращающее попадание воды внутрь упругогибкой камеры 2. Если в стенке упругогибкой камеры 2 по какой-нибудь причине появится сквозное отверстие, то внутрь камеры может попасть вода. В этом случае перед ремонтом камеры можно просушить ее внутреннюю поверхность теплым воздухом через сквозное отверстие 44, предусмотренное во вкладыше 43, который расположен в стенке камеры 2.

Сборку колеса можно произвести следующим образом:
1. Упругогибкие дуги 6 поместить в канавки 7, предусмотренные на поверхности упругогибкой камеры 2.

2. Поставить на обод 1 колеса первое боковое ограничительное кольцо 4 и закрепить его на ободе 1 при помощи винтов 29.

3. Надеть на обод 1 колеса упругогибкую камеру 2, обратив внимание на то, чтобы упругогибкие дуги 6 расположились в канавках 23 эластичной кольцеобразной прокладки 5 бокового ограничительного кольца 4.

4. Поставить на обод 1 колеса второе боковое ограничительное кольцо 4, обратив внимание на то, чтобы упругогибкие дуги 6 расположились в канавках 23 эластичной кольцеобразной прокладки 5, и закрепить кольцо 4 на ободе 1 при помощи винтов 29.

Предлагаемое колесо лишено недостатков, отмеченных у прототипа; кроме того, у него появляются следующие преимущества:
1. Быстрота сборки и разборки такого колеса.

2. Такое колесо легко ремонтировать.

3. Такие колеса хорошо работают при бездорожье и гололедице.

4. При изготовлении колеса можно использовать достаточно много разнообразных материалов.

Теперь сравним работу предложенного колеса с работой традиционного пневматического колеса, чтобы дать как можно более полную техническую характеристику предложенного колеса, а также чтобы как можно нагляднее показать общественно-полезные преимущества, которые можно получить от использования изобретения.

Предложенное колесо будет работать значительно лучше колеса с пневматической шиной. Если на поверхности дороги окажется небольшой твердый предмет, а обычное пневматическое колесо наедет на этот предмет, то (при движении автомобиля на достаточно большой скорости) обычное пневматическое колесо получит значительный толчок, который будет очень плохо смягчен (при обычном давлении воздуха внутри шины колеса). В предложенном же колесе (в аналогичных условиях) тот же толчок в колесо примет на себя одна из упругогибких дуг колеса, а так как упругогибкая дуга легко деформируется, то толчок в колесо будет достаточно хорошо смягчен. Упругогибкая дуга выступит в данном случае в роли и рессоры, и амортизатора.

Если на предлагаемые колеса поставить регулируемые по длине шипы противоскольжения, то не будет особых проблем при движении автомобиля во время сильной гололедицы даже на крутых подъемах и спусках.

С такими колесами не будет особых пролем и при движении автомобиля по сильно захламленной местности, когда на пути будут встречаться различные небольшие предметы (небольшие камни, кирпичи, тонкие бревна и т.п.). Автомобиль на колесах с пневматическими шинами не смажет проехать через такое серьезное препятствие, как колючая проволока или доска с выступающими над ее поверхностью острыми концами гвоздей, а автомобиль, снабженный предложенными колесами, сможет преодолеть такое препятствие, причем колеса не будут выведены из строя.

Таким образом, во многих случаях на транспортных средствах вместо традиционных колес с пневматическими шинами выгоднее поставить предложенные колеса с упругогибкими дугами.

Колесо содержит на своем ободе тороидообразную упругогибкую камеру с исполняющими роль шины колеса расположенными на ее наружной поверхности высокопрочными изогнутыми упругогибкими стержнями, охватывающими камеру поперек беговой дорожки колеса. Также на наружной поверхности обода колеса расположены боковые ограничительные кольца с эластичными кольцеобразными прокладками, фиксирующие тороидообразную упругогибкую камеру и высокопрочные изогнутые упругогибкие стержни в определенном положении на ободе колеса. Высокопрочные изогнутые упругогибкие стержни выполнены в виде упругогибкой дуги, концевые части которой Г-образно согнуты в направлении друг к другу, причем Г-образно согнутая концевая часть дуги расположена на поверхности бокового ограничительного кольца или на поверхности эластичной кольцеобразной прокладки этого кольца. В результате улучшаются эксплуатационные характеристики колеса, а также расширяется область его применения. 24 з.п.ф-лы, 15 ил.

1. Колесо безрельсового транспортного средства, содержащее на своём ободе тороидообразную упругогибкую камеру с исполняющими роль шины колеса расположенными на ее наружной поверхности высокопрочными изогнутыми упругогибкими стержнями, охватывающими камеру поперёк беговой дорожки колеса, а также расположенные на наружной поверхности обода колеса боковые ограничительные кольца с эластичными кольцеобразными прокладками, фиксирующие тороидообразную упругогибкую камеру и высокопрочные изогнутые упругогибкие стержни в определенном положении на ободе колеса, отличающееся тем, что исполняющие роль шины колеса расположенные на наружной поверхности тороидообразной упругогибкой камеры охватывающие камеру поперек беговой дорожки колеса высокопрочные изогнутые упругогибкие стержни выполнены в виде упругогибкой дуги, концевые части которой Г-образно согнуты в направлении друг к другу, причем Г-образно согнутая концевая часть дуги расположена на поверхности бокового ограничительного кольца или на поверхности эластичной кольцеобразной прокладки этого кольца.2. Колесо по п.1, отличающееся тем, что на наружной поверхности упругогибкой камеры поперек беговой дорожки колеса выполнены канавки, в которых расположены упругогибкие дуги.3. Колесо по п.1, отличающееся тем, что упругогибкая дуга изготовлена из эластичного материала, содержащего армирующие элементы.4. Колесо по п.3, отличающееся тем, что армирующий элемент выполнен в виде высокопрочной тонкостенной упругогибкой планки.5. Колесо по п.3, отличающееся тем, что армирующий элемент выполнен в виде высокопрочного упругогибкого стержня с круглым профилем поперечного сечения.6. Колесо по п.3, отличающееся тем, что армирующие элементы выполнены в виде высокопрочной упругогибкой нити или высокопрочного упругогибкого волокна.7. Колесо по п.1, отличающееся тем, что упругогибкая дуга содержит пакет из высокопрочных упругогибких лент, расположенных друг на друге и соединенных друг с другом при помощи клея.8. Колесо по п.7, отличающееся тем, что на поверхности ленты расположено эластичное покрытие.9. Колесо по п.1, отличающееся тем, что на поверхности упругогибкой дуги, контактирующей с поверхностью дороги, расположено эластичное покрытие, содержащее абразивные частицы.10. Колесо по п.3, отличающееся тем, что упругогибкая дуга содержит вкладыши со сквозными резьбовыми отверстиями, причем в резьбовом отверстии расположен регулируемый по длине шип противоскольжения, выполненный в виде винта.11. Колесо по п.1, отличающееся тем, что профиль поперечного сечения бокового ограничительного кольца Г-образный.12. Колесо по п.1, отличающееся тем, что на поверхности бокового ограничительного кольца, контактирующей с поверхностью обода колеса, расположено эластичное покрытие.13. Колесо по п.1, отличающееся тем, что эластичная кольцеобразная прокладка закреплена на боковом ограничительном кольце при помощи клея.14. Колесо по п.1, отличающееся тем, что боковое ограничительное кольцо составлено из отдельных сегментов, согнутых по окружности обода колеса и расположенных последовательно друг за другом торец напротив торца на наружной поверхности обода колеса, причем каждый сегмент может быть поставлен на обод колеса или снят с обода колеса независимо от других сегментов.15. Колесо по п.1, отличающееся тем, что эластичная кольцеобразная прокладка составлена из отдельных сегментов, согнутых по окружности обода колеса и расположенных последовательно друг за другом торец напротив торца на поверхности бокового ограничительного кольца.16. Колесо по п.1, отличающееся тем, что в теле бокового ограничительного кольца и в теле эластичной кольцеобразной прокладки выполнены сквозные отверстия, в которые помещены штифты, фиксирующие боковое ограничительное кольцо в определенном положении на ободе колеса, причем один конец штифта расположен в сквозном отверстии, предусмотренном на ободе колеса, а другой конец штифта выполнен в виде головки, контактирующей с наружной поверхностью упругогибкой камеры.17. Колесо по п.1, отличающееся тем, что боковое ограничительное кольцо закреплено на поверхности обода колеса при помощи крепежных винтов, помещенных в сквозные отверстия, предусмотренные на ободе колеса, причем резьбовой конец крепежного винта ввернут в сквозное резьбовое отверстие вкладыша, расположенного на поверхности бокового ограничительного кольца или на поверхности эластичной кольцеобразной прокладки этого кольца.18. Колесо по п.1, отличающееся тем, что упругогибкая камера содержит два упругогибких кольца с дугообразным профилем поперечного сечения, которые состыкованы друг с другом своими краями и соединены друг с другом при помощи клея или сварки, а также два упругогибких кольца с плоским профилем поперечного сечения, которые помещены внутрь камеры и соединены с поверхностью камеры при помощи клея, причем одно кольцо расположено на внутренней поверхности камеры непосредственно под беговой дорожкой колеса вдоль беговой дорожки колеса, а другое кольцо расположено на внутренней поверхности камеры по окружности обода колеса.19. Колесо по п.1, отличающееся тем, что на поверхности упругогибкой камеры расположено покрытие из ткани, причем ткань соединена с поверхностью камеры при помощи клея.20. Колесо по п.1, отличающееся тем, что на наружной поверхности упругогибкой камеры между упругогибкими дугами расположены упругогибкие накладки, которые соединены с камерой при помощи клея.21. Колесо по п.20, отличающееся тем, что упругогибкая накладка изготовлена из эластичного материала.22. Колесо по п.21, отличающееся тем, что эластичный материал накладки содержит армирующие элементы.23. Колесо по п.1, отличающееся тем, что в стенке упругогибкой камеры выполнено сквозное отверстие, в котором расположен вкладыш со сквозным резьбовым отверстием, причем в резьбовое отверстие вкладыша ввернута резьбовая пробка.24. Колесо по п.23, отличающееся тем, что на одном конце резьбового вкладыша выполнен буртик, контактирующий с наружной поверхностью упругогибкой камеры, а другой конец вкладыша развальцован.25. Колесо по п.23, отличающееся тем, что на поверхностях резьбового вкладыша и резьбовой пробки, контактирующих друг с другом, расположено покрытие из клея, предотвращающее попадание воды внутрь упругогибкой камеры.