ГАЗОНАПОЛНЕННАЯ ГУСЕНИЦА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2008 года по МПК B62D55/247 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к транспортным средствам на гусеничном ходу высокой проходимости, в том числе способных преодолевать малые водные преграды.

Известна конструкция бесконечной ленточной гусеницы, патент Японии №55-35261 от 21.01.76 г., МПК B62D 55/24, в которой гусеница снабжена закладными элементами с направляющими гребнями, расположенными в массиве резины между цевочными окнами. На внутренней поверхности ленты расположены беговые дорожки для катков. Вдоль беговой дорожки со стороны направляющих гребней расположена сплошная канавка для снижения напряженного состояния в резине, возникающего при перемещении катков. Однако расположение канавки между основанием гребня и беговой дорожкой способствует забиванию ее почвой и ведет к разрушению ленты.

Известен также гусеничный движитель, патент RU 2194648 С2 от 28.12.1999 г., МПК 7 B62D 55/253, включающий в себя ведущие и направляющие звездочки, спорно-поддерживающие катки, гусеницу в виде нескольких четных рядов, вплетенных друг в друга по горизонтальной бесконечной плоскости бесконечных винтовых спиралей и запасованных по нейтральной оси тросов или канатов, а контактирующие поверхности витков спиралей, соприкасающихся с грунтом, футерованы резиной. Для уменьшения сил трения при контакте витков спирали с зубьями на витки намотана винтовая спираль.

Основным недостатком такой гусеницы является сложность конструкции и изготовления.

Наиболее близкой к заявляемому изобретению по совокупности существенных признаков является гусеница с воздушным наддувом, патент RU 2155691 С2 от 16.06.1998 г., МПК 7 B62D 55/247, содержащая наружную опорную ленту, опорные катки, объемную форму и складывающиеся боковые поверхности, а также имеет возможность нагнетания воздуха в нижнюю половину гусеницы. Гусеница разбита на отсеки с перегородками. Гусеница изготовлена из эластичного материала. Внутренняя сторона ее ленты имеет выступы для зацепления с ведущим зубчатым колесом. Опорная наружная лента имеет протектор. Гусеница выполнена с беговыми дорожками с ребордами для опорных катков. Боковые поверхности выполнены гофрированными, складывающимися наподобие мехов. Гусеница имеет возможность изменения объема в несколько раз. Между ребордами по всему внутреннему периметру гусеница имеет щель и выполнена с возможностью нагнетания воздуха в эту щель от центробежного или лопастного вентилятора через дефлектор.

Недостатком конструкции является сложность ее изготовления и громоздкость. Необходимо наличие на транспортном средстве компрессора высокой производительности, для работы которого требуются дополнительные мощности. При движении по сыпучему грунту возможно образование большого количество пыли за счет вдуваемого и выходящего через щели воздуха, забивания полого открытого объема грязью. Для перематывания гусеницы требуется большая мощность двигателя. Недостаточна поперечная устойчивость гусеницы на косогорах. Кроме того, невозможно использование данного движителя с упругой подвеской.

Задачей предлагаемого изобретения является создание гусеницы для транспортных средств высокой проходимости, обладающей свойствами колесного и гусеничного движителя, плавучестью, способностью гасить удары, хорошим сцеплением со слабыми грунтами, снегом, водной средой, бесшумностью при перематывании на больших скоростях.

Задача решается тем, что газонаполненная гусеница транспортного средства, содержащая эластичную объемную форму с протектором на наружной поверхности и зацепами с ведущим колесом, а также устройства для нагнетания газа, выполнена в виде полого кольца, разделенного на участки по всему их периметру поперечными канавками-гофрами, причем нейтральная поверхность, делящая сечение кольца на наружную и внутреннюю части, снабжена элементами продольной жесткости, боковые поверхности наружной части эластичной объемной формы - элементами поперечной жесткости, а в зоне нейтральной поверхности наружная и внутренняя части образуют дополнительные опорные поверхности. Устройства для нагнетания газа, по меньшей мере три, установлены на одинаковом расстоянии по всей внутренней части эластичной объемной формы. Поперечные канавки-гофры наружной и внутренней частей выполнены трапецеидального и полукруглого сечений с постепенно уменьшающейся глубиной к нейтральной поверхности. Элементы продольной жесткости выполнены в виде гибких непрерывных нерастягивающихся устройств, например тросов. Элементы поперечной жесткости выполнены в виде плоских ребер, соединяющих боковые и дополнительные опорные поверхности. Наружная и внутренняя части эластичной объемной формы выполнены из резинокордовых материалов по технологиям для производства автомобильных шин. Поперечные канавки-гофры внутренней части эластичной объемной формы являются одновременно зацепами для взаимодействия с ведущим колесом.

Новая совокупность конструктивных элементов, а также наличие связей между ними позволяют, в частности, за счет:

- выполнения заполненной газом эластичной объемной формы в виде полого кольца гасить удары при наезде транспортным средством на мелкие препятствия, не разрушать дорожные покрытия, обеспечить дополнительную плавучесть транспортному средству при преодолении водных преград;

- выполнения поперечных канавок-гофр по всему периметру наружной и внутренней частей эластичной объемной формы придать гусенице гибкость и эластичность в поперечном направлении при работе;

- установки элементов продольной жесткости по нейтральной поверхности обеспечить прочность и жесткость гусеницы при передаче тягового усилия во время работы;

- выполнения на боковых поверхностях наружной части эластичной объемной формы элементов поперечной жесткости обеспечить устойчивость гусеницы на косогорах, надежное сцепление со слабым грунтом, снегом и создание дополнительной силы тяги при взаимодействии гусеницы с водой во время преодоления водной преграды;

- выполнения дополнительных опорных поверхностей в зоне нейтральной поверхности уменьшить удельное давление гусеницы при движении по слабым грунтам, снегу, при проваливании в него;

- выполнения устройств для нагнетания и запирания газа (воздуха), по меньшей мере трех, на одинаковом расстоянии внутренней части эластичного обода позволяет накачивать гусеницу газом в любом ее положении на транспортном средстве;

- выполнения поперечных канавок-гофр наружной и внутренней частей трапецеидального и полукруглого сечения с постепенно уменьшающейся глубиной к нейтральной поверхности обеспечить высокую технологичность и рациональный способ взаимодействия гусеницы с ведущим колесом;

- выполнения элементов продольной жесткости в виде гибких непрерывных нерастягивающихся устройств, например тросов, позволяет получить дополнительную продольную жесткость и прочность гусеницы при малом занимаемом объеме, не снижая ее гибкости;

- выполнения элементов поперечной жесткости в виде плоских ребер, соединяющих боковые и дополнительные опорные поверхности, позволяют обеспечить высокую технологичность изготовления;

- выполнения наружной и внутренней частей эластичной объемной формы из резинокордовых материалов по технологиям для производства автомобильных шин позволяет использовать известные технологии изготовления;

- выполнения поперечных канавок-гофр внутренней части эластичной объемной формы, являющихся одновременно зацепами для взаимодействия с ведущим колесом, позволяет исключить установку дополнительных зацепов на гусеницу для взаимодействия с ведущим колесом.

Изобретение поясняется чертежами, где

на фиг.1 изображен общий вид гусеницы, в составе гусеничного движителя;

на фиг.2 изображен общий вид полой гусеницы (технологический), до установки на транспортное средство;

на фиг.3 - разрез А-А на фиг.1 (пример конкретного исполнения сечения гусеницы);

на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.3 (продольный разрез конкретного исполнения гусеницы);

на фиг.3 изображен фрагмент гусеницы в аксонометрической проекции.

Газонаполненная гусеница транспортного средства (фиг.1) представляет из себя эластичную объемную форму 1 и содержит протектор 2 на наружной поверхности, зацепы 3 с ведущим колесом 4, устройства для нагнетания газа 5. Предлагается вариант эластичной объемной формы 1, выполненной в виде полого кольца (фиг.2) из соединенных по нейтральной поверхности 6 наружной 7 и внутренней 8 частей. Нейтральная поверхность 6 является зоной минимальных напряжений от изгиба гусеницы. Наружная 7 и внутренняя 8 части разделены на участки по всему периметру поперечными канавками-гофрами 9 и 10 соответственно (фиг.1, 2). Нейтральная поверхность 6 снабжена элементами продольной жесткости 11 (фиг.3, 5), боковые поверхности наружной части 7 - элементами поперечной жесткости 12. В зоне нейтральной поверхности 6 наружная 7 и внутренняя 8 части образуют дополнительные опорные поверхности 13 и 14. Устройства для нагнетания газа 5 (фиг.1), по меньшей мере три штуки, установлены на одинаковом расстоянии по всей внутренней части 8 эластичной объемной формы 1.

Поперечные канавки-гофры 9 (фиг.4) и 10 наружной 7 и внутренней 8 частей выполнены трапецеидального и полукруглого сечений с постепенно уменьшающейся глубиной к нейтральной поверхности 6. Элементы продольной жесткости 11 (фиг.3, 5) выполнены в виде гибких непрерывных нерастягивающихся устройств, например тросов. Элементы поперечной жесткости 12 выполнены в виде плоских ребер, соединяющих боковые 15 и дополнительные опорные поверхности 13. Наружная 7 и внутренняя 8 части эластичной объемной формы 1 выполнены из резинокордовых материалов. Поперечные канавки-гофры 10 (фиг.1) внутренней части 8 являются зацепами для взаимодействия с ведущим колесом 4. 16 - ведомое колесо.

Работает устройство следующим образом.

До установки на транспортное средство гусеница имеет форму кольца (фиг.2). Для облегчения монтажа на транспортное средство она не заполняется сжатым газом (воздухом). После установки на изделие (фиг.1), натяжения на ведущее 4 и ведомое 16 колеса гусеница приобретает форму гусеничного обвода. После чего через устройства для накачивания и запирания газа 5 гусеница накачивается до определенного давления. При этом наружная часть 7 эластичной объемной формы 1 и канавки-гофры 9 на участках ведущего 4 и ведомого 16 колес растягиваются, на прямых участках L сжимаются, а внутренняя часть 8 эластичной объемной формы 1 и канавки-гофры 10 на колесах 4 и 16 сжимаются, на прямых участках L растягиваются. Нерастягивающиеся элементы продольной жесткости 11, например тросы, вмонтированные в нейтральную поверхность 6 гусеницы, воспринимают при движении транспортного средства растягивающие и изгибающие напряжения при передаче тягового усилия гусеничным движителем. При движении транспортного средства крутящий момент передается на гусеницу посредством канавок-гофр 10 внутренней части 8 эластичной объемной формы 1, которые входят в зацепление с зубьями ведущего колеса 4, а гладкие поверхности ведомого 16 и ведущего 4 колес взаимодействуют с поверхностями внутренней части 8 эластичной объемной формы 1 и дополнительными опорными поверхностями 14, которая начинает перематываться, обеспечивая передвижение транспортному средству. При этом канавки-гофры 9 и 10 внутренней 7 и наружной 8 частей будут то растягиваться, то сжиматься, обеспечивая гибкость гусенице.

Опорная поверхность L гусеницы своим протектором 2 и канавки-гофры 9 обеспечивают достаточное сцепление с поверхностью твердого грунта. При движении транспортного средства по слабому грунту, снегу гусеница проваливается в него и во взаимодействие с ним вступают дополнительные опорные поверхности 13 и элементы поперечной жесткости (ребра) 12, обеспечивая надежное сцепление и уменьшение удельного давления. В зоне ведущего 4 и направляющего 16 колес гусеница ведет себя, как автомобильная шина.

Таким образом, предложенное техническое решение позволит создавать новые оригинальные транспортные средства высокой проходимости для движения по бездорожью, заснеженной целине, мху тундры, грязи, дорогам с твердым покрытием типа асфальта без его разрушения, обеспечивая относительную бесшумность.

Возможно эффективное использование гусеничного движителя с полой газонаполненной гусеницей для плавающих машин, так как легкая, большого объема гусеница обеспечивает дополнительную плавучесть транспортному средству.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к транспортным средствам на гусеничном ходу высокой проходимости, преодолевающим малые водные преграды. Устройство содержит эластичную объемную форму с протектором на наружной поверхности, зацепами с ведущим колесом и устройства для нагнетания газа. Эластичная объемная форма выполнена в виде полого кольца, разделенного на участки по всему их периметру поперечными канавками-гофрами, причем нейтральная поверхность, делящая сечение кольца на наружную и внутреннюю части, снабжена элементами продольной жесткости, боковые поверхности наружной части эластичной объемной формы - элементами поперечной жесткости, а в зоне нейтральной поверхности наружная и внутренняя части образуют дополнительные опорные поверхности. Устройства для нагнетания газа, по меньшей мере три, установлены на одинаковом расстоянии всей внутренней части эластичной объемной формы. Поперечные канавки-гофры наружной и внутренней частей выполнены трапецеидального и полукруглого сечений с постепенно уменьшающейся глубиной к нейтральной поверхности. Элементы продольной жесткости выполнены в виде гибких непрерывных нерастягивающихся устройств, например тросов. Элементы поперечной жесткости выполнены в виде плоских ребер, соединяющих боковые и дополнительные опорные поверхности. Наружная и внутренняя части эластичной объемной формы выполнены из резинокордовых материалов по технологиям для производства автомобильных шин. Поперечные канавки-гофры внутренней части эластичной объемной формы одновременно являются зацепами для взаимодействия с ведущим колесом. Технический результат заключается в создании гусеницы, обладающей свойствами колесного и гусеничного движителя, плавучестью, способностью гасить удары, хорошим сцеплением со слабыми грунтами, снегом, водной средой, бесшумностью. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Газонаполненная гусеница транспортного средства, содержащая эластичную объемную форму с протектором на наружной поверхности, зацепами с ведущим колесом и устройства для нагнетания газа, отличающаяся тем, что эластичная объемная форма выполнена в виде полого кольца, разделенного на участки по всему их периметру поперечными канавками-гофрами, причем нейтральная поверхность, делящая сечение кольца на наружную и внутреннюю части, снабжена элементами продольной жесткости, боковые поверхности наружной части эластичной объемной формы - элементами поперечной жесткости, а в зоне нейтральной поверхности наружная и внутренняя части образуют дополнительные опорные поверхности, кроме того, устройства для нагнетания газа, по меньшей мере, три, установлены на одинаковом расстоянии всей внутренней части эластичной объемной формы.2. Газонаполненная гусеница по п.1, отличающаяся тем, что поперечные канавки наружной и внутренней частей выполнены трапецеидального и полукруглого сечений с постепенно уменьшающейся глубиной к нейтральной поверхности.3. Газонаполненная гусеница по п.1, отличающаяся тем, что элементы продольной жесткости выполнены в виде гибких непрерывных нерастягивающихся устройств, например тросов.4. Газонаполненная гусеница по п.1, отличающаяся тем, что элементы поперечной жесткости выполнены в виде плоских ребер, соединяющих боковые и дополнительные опорные поверхности.5. Газонаполненная гусеница по п.1, отличающаяся тем, что наружная и внутренняя части эластичной объемной формы выполнены из резинокордовых материалов по технологиям для производства автомобильных шин.6. Газонаполненная гусеница по любому из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что поперечные канавки-гофры внутренней части эластичной объемной формы одновременно являются зацепами для взаимодействия с ведущим колесом.