КОЛЕСО ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА СО СПИЦАМИ Российский патент 2006 года по МПК B60B1/02 B60B11/06 

Область техники, к которой относится изобретение.

Изобретение относится к колесу со спицами любого транспортного средства, в частности велосипеда. Колесо имеет ось, втулку, приспособленную для крепления колеса к оси транспортного средства, кольцевой обод и спицы, идущие от обода к втулке. Более конкретно изобретение относится к конструкции двухободного колеса велосипеда, в котором ободья жестко соединены спицами с втулкой. Ободья расположены вплотную друг к другу, без какого-либо зазора. Такая конструкция колеса повышает устойчивость транспортного средства, его безопасность и проходимость в условиях бездорожья.

Уровень техники.

Усовершенствованием конструкции колеса транспортного средства продолжают активно заниматься многие фирмы-производители. Свои изобретения они широко патентуют по системам РСТ и ЕПВ. Одной из распространенных технических задач является повышение проходимости транспортных средств, особенно в условиях бездорожья. В основном, эта задача решается за счет использования вспомогательных конструкций в виде различных уширителей для колес.

Так, известно использование колес, в которых на втулке устанавливается две шины одна в другой. В этом случае совместно с основной шиной монтируется упругодеформируемая покрышка арочного типа, при этом последняя располагается соосно на валу с возможностью свободного вращения относительно ступицы основной шины и с обеспечением дополнительной защиты от попадания внутрь грунта, песка, снега (патент РФ № 2059468, опубл. 10.05.96, бюл. № 13).

Для повышения проходимости используют также вспомогательные диски с грунтозацепами различной конструкции, соосно размещаемые на валу основного колеса с возможностью одновременного вращения. Такой диск, например, может быть выполнен в виде звезды (патент РФ № 2220052, опубл. 27.12.2003, бюл. № 36).

Ряд изобретений имеют своим предметом выполнение колесного узла сдвоенным. Узел содержит внутреннее и наружное колеса, которые смонтированы последовательно на общей втулке. Каждое колесо имеет свой обод и свою шину. Отличие заключается, в основном, в конструкции монтажных и крепежных деталей. Так, в бездисковом сдвоенном колесе (патент РФ № 1830209, опубл. 20.08.95, бюл. № 23) ободья установлены на ступицу с возможностью поворота до совпадения выступов конусных поверхностей ступицы с выступами конусных поверхностей ободьев. На двух диаметрально расположенных впадинах дополнительной конусной поверхности ступицы выполнены продольные пазы на всю ее ширину. В пазах установлены фиксаторы поворота.

Другая конструкция сдвоенного колесного узла предусматривает использование ободьев различного диаметра - внутренний меньше наружного. Компенсировать неравномерность давления колес на почву позволяют утолщенные посадочные бортовые кольца внутреннего колеса (патент ВОИС WO 2057095 А1, опубл. 18.01.2001, РСТ/АИ 01/00047). Вышеприведенные примеры касаются, в основном, конструкции колес автомобилей, сельскохозяйственной техники, садового инвентаря и описывают дисковые или бездисковые колесные узлы. Они достаточно сложны и требуют применения дополнительных монтажных деталей.

В конструкцию колеса со спицами, в частности велосипедного колеса, также постоянно вносят различные усовершенствования, расширяющие его эксплуатационные возможности. Эти изменения направлены, главным образом, на повышение устойчивости транспортного средства и дополнительных возможностей его использования на рыхлых грунтах, на мокрой или обледеневшей дороге, т.е. увеличения силы сцепления колеса с контактной поверхностью.

Известно колесо с регулируемой длиной контакта с грунтом, в котором цель - увеличение пятна прилегания колеса к грунту, достигается перемещением подвижной ступицы, изменяющей расстояние между вершинами виртуальных геометрических конусов. На поверхностях этих конусов расположены тяги, предназначенные для передачи крутящего момента. Тяги могут иметь форму плоских лент, тросов, проволок, и они лежат на виртуальных конусных поверхностях перекрестно, что позволяет надежно использовать колесо как ведущее (патент РФ № 2204489, опубл. 20.05.2003, бюл. № 14).

Та же цель достигается путем выполнения обода ступицы колеса транспортного средства, в частности мотоцикла, в виде связанных между собой средствами крепления соосно расположенных дисков, между которыми расположены бортовые части боковин шины. При этом диски выполнены с боковыми наклонными поверхностями, вершина каждой из которых расположена на оси вращения колеса в направлении от экваториальной плоскости шины. При повороте транспортного средства происходит наклон колеса в сторону поворота. Шина смещается в поперечном направлении за счет деформации боковин, жесткость которых меньше жесткости протекторной части. Боковина опирается на наклонный участок поверхности и плавно натекает на него, используя наклонную поверхность в качестве опоры и ограничителя деформации шины. Пятно контакта при этом остается прежним, как при прямолинейном движении. Сохранение площади пятна контакта повышает устойчивость мотоцикла при повороте (патент РФ № 2087325, опубл. 20.08.1997).

Увеличение площади контакта колес ходовой части с грунтом и, тем самым, повышение устойчивости транспортного средства и его проходимости может быть достигнуто использованием спаренных колес. Так, патентуется конструкция колеса, на ободе которого можно монтировать несколько шин. Шины отделяются одна от другой зазором. Для удаления попадающего в этот зазор снега или воды на ободе выполнен ряд отверстий (патент РФ № 1431668, опубл. 15.10.88, бюл. № 38). Недостатком данного технического решения является наличие зазора между шинами колеса, куда могут попадать частицы грунта, песок, снег, что, при достижении цели повышения устойчивости, снижает эксплуатационные характеристики транспортного средства, в частности его проходимость.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению аналогом (прототип) является изобретение по патенту РФ № 2015049. Устройство содержит ось, расположенные вдоль нее два подвижных колеса, которые фиксируются в требуемых положениях и связаны между собой по периметру гибким цилиндрическим элементом. Недостатком конструкции является использование для соединения колес гибкого элемента, не обеспечивающего достаточно прочного закрепления колес относительно друг друга.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение направлено на решение следующей технической задачи: жесткого соединения с помощью спиц двух ободьев колеса, размещенных на одной втулке.

Достигаемый при этом технический эффект заключается в обеспечении устойчивости транспортного средства, в частности велосипеда, при торможении и остановке, что особенно важно для начинающих велосипедистов, а также в повышении безопасности и проходимости велосипеда при его эксплуатации по бездорожью.

Указанный технический эффект достигается тем, что в конструкцию втулки колеса вводят вторую пару буртиков для крепления дополнительных спиц, соединяющих втулку с дополнительным ободом в единую жесткую систему.

При этом расстояние между плоскостями симметрии ободьев равняется расстоянию, на которое смещена каждая пара буртиков втулки, и это расстояние должно быть не меньше ширины обода колеса.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой неразрывной совокупности существенных признаков, образующих формулу изобретения в объеме, достаточном для охарактеризования заявленного технического решения.

Настоящее изобретение иллюстрируется примером, который, однако, не является единственно реализуемым, но показывает возможность решения поставленных задач и достижение требуемого эффекта указанной совокупностью признаков.

На фиг.1 показано заявляемое колесо транспортного средства со спицами. Колесо содержит ось 1 с размещенной на ней втулкой 2, спицы 4, ободья 5 и шины 6. На втулке имеются четыре ряда буртиков 3 для крепления спиц с одного конца - два внешних и два внутренних ряда. Противоположные концы спиц попарно присоединяются к ободьям.

Крепление спиц к буртикам производится следующим образом: спицы, идущие от одного обода, закрепляют на первом и третьем ряду буртиков, а спицы от второго обода - на втором и четвертом ряду. При этом два ряда спиц образуют как бы латинскую букву "W". Такое закрепление спиц обеспечивает жесткую состыковку ободьев "в замок". Как показано на чертеже, расстояние между плоскостями симметрии ободьев, проецируемое на втулку, равно ширине обода, а расстояние между рядами буртиков 1 и 3, 2 и 4 не меньше ширины обода колеса. В том случае, если это требование не будет выполнено, между ободьями образуется зазор, что не соответствует заявляемому техническому решению.

Колесо по изобретению работает следующим образом. Ось 1 приводится в движение с помощью зубчатой передачи или иным способом, движение передается втулке 2, а от нее через спицы 4 ободьям 5 колеса. Нагрузка на колесо распределяется равномерно на оба обода, что обеспечивает достаточную механическую жесткость при вращении и за счет этого - отсутствие биений сдвоенного обода в горизонтальной плоскости.

Введение второго обода создает дополнительную площадь опоры колеса, т.к. центр тяжести проецируется в точку, равноудаленную от точек опоры ободьев колеса, обеспечивая велосипеду необходимую устойчивость. Снижение нагрузки на каждую шину, увеличение площади контакта с грунтом, дублирование шин повышает проходимость транспортного средства, улучшает его безопасность и устойчивость при эксплуатации.

Заявляемая конструкция колеса проста в изготовлении, не требует специальных монтажных деталей, кроме дополнительных буртиков на втулке.

На фиг.2 представлены фотографии промышленного образца заявляемого колеса.

Колесо предназначено преимущественно для велосипеда. Колесо содержит ось, втулку с буртиками для крепления спиц с одного конца, обод для крепления спиц с другого конца и размещенную на ободе шину. Колесо выполнено двухободным, на втулке размещены два ряда дополнительных буртиков, а спицы со стороны втулки соединены с четырьмя рядами буртиков попарно. В результате повышается устойчивость транспортного средства при торможении и остановке, а также повышается его безопасность и проходимость. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Колесо для транспортного средства со спицами, содержащее ось, втулку с буртиками для крепления спиц с одного конца, обод для крепления спиц с другого конца и размещенную на ободе шину, отличающееся тем, что колесо выполнено двухободным, на втулке размещены два ряда дополнительных буртиков, а спицы со стороны втулки соединены с четырьмя рядами буртиков попарно.2. Колесо для транспортного средства со спицами по п.1, отличающееся тем, что спицы, идущие от одного обода, закреплены на первом и третьем рядах буртиков, а спицы от второго обода - на втором и четвертом рядах.3. Колесо для транспортного средства со спицами по п.1 или 2, отличающееся тем, что расстояние между плоскостями симметрии ободьев, проецируемое на втулку, равно ширине обода, а расстояние между рядами буртиков 1 и 3, 2 и 4 не меньше ширины обода колеса.