СПЛОШНАЯ ШИНА С ОСОБЫМИ АМОРТИЗИРУЮЩИМИ ОТВЕРСТИЯМИ, РАЗРАБОТАННАЯ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ И СТРОИТЕЛЬСТВЕ Российский патент 2021 года по МПК B60C7/12 

Настоящее изобретение относится к сплошной шине для применения в промышленности и строительстве, снабженной особыми отверстиями, предназначенными для уменьшения передачи колебаний на оператора.

Как хорошо известно, колеса, в промышленности и строительстве, часто используются колеса, изготовленные из резины и имеющие сплошную структуру, также именуемые "сплошные шины".

Сплошные шины известного типа являются упругими шинами, структурно состоящими из множества круглых слоев упругого материала, уложенных один поверх другого в радиальном направлении, и такие слои, проходя от центра шины к периферии, образуют по меньшей мере одну внутреннюю часть, именуемую "основание", и одну внешнюю часть, именуемую "протектор".

Упругие шины применяются на строительных машинах, промышленных транспортных средствах, тележках и прицепах разных типов. В частности, они широко применяются в машинах для перемещения материалов, таких как погрузчики, поскольку такие шины не боятся проколов. Например, рассмотрим операции по удалению металлических отходов в промышленности и строительстве, где часто встречаются острые кромки, которые могут проколоть надутые шины.

Для сопротивления проколам были разработаны известные упругие шины из смеси материалов с высокой твердостью, типично 85±10 по Шору А для основания (где Шор А - единица измерения твердости эластомеров по шкале А по Шору), и 70±5 по Шору А для протектора.

Однако промышленные и строительные машины, в частности, погрузчики, на которые устанавливают столь твердые шины, оказались некомфортабельными для водителя, поскольку такие машины не оснащаются системами подвески. Пружины, устанавливаемые под сиденьем водителя, и малая упругость шин фактически являются единственной формой подвески такого транспортного средства.

Для того, чтобы сделать упругие шины более мягкими, заявитель по настоящей заявке подал заявку на патент PCT/IT2017/000242, относящуюся к упругой сплошной шине, которая содержит протектор, состоящий из смеси, имеющей твердость 45-65 по Шору А, и множества амортизирующих отверстий, выполненных по меньшей мере в одной из боковых поверхностей упругой шины. Благодаря такой твердости и наличию амортизирующих отверстий эффекты колебаний и ударов, передаваемых на оператора, существенно снижаются.

Однако, твердость протектора 45-46 по Шору А влечет быстрый износ протектора и, следовательно, сокращения срока службы упругой шины.

Целью настоящего изобретения является создание упругой сплошной шины с улучшенными амортизирующими свойствами и, следовательно, с увеличенной способностью поглощать колебания и удары, воздействующие на водителя.

Другой целью настоящего изобретения является создание упругой шины, имеющей увеличенный срок службы и, следовательно, лучшим сопротивлением износу.

Согласно настоящему изобретению, эти цели достигаются с помощью упругой сплошной шины по п. 1 формулы изобретения.

Отличительные признаки и преимущества настоящего изобретения будут более понятны из нижеследующего подробного описания его практического варианта, который проиллюстрирован в качестве не ограничивающего примера на приложенных чертежах, на которых:

Фиг. 1 - вид в перспективе упругой шины по настоящему изобретению;

Фиг. 2 - деталь отверстия в упругой шине с фиг. 1;

Фиг. 3 - вид спереди упругой шины с фиг. 1;

Фиг. 4a - фрагмент фиг. 3;

Фиг. 4b - вид спереди отверстия в упругой шине с фиг. 1;

Фиг. 5 - вид сбоку упругой шины с фиг. 1; и

Фиг. 6-9 - другие виды спереди разных вариантов упругой шины согласно настоящему изобретению.

На фиг. 1 упругая сплошная шина согласно настоящему изобретению обозначена в целом ссылочной позицией 1.

Упругая шина 1 предназначена для применения в строительстве и промышленности на транспортных средствах разных типов, например, предназначенных для перемещения материалов. В частности, к таким средствам относятся погрузчики, которые являются машинами для перемещения материалов, таких как строительный мусор или промышленные отходы любого типа (например, металлы) для их перемещения и погрузки на грузовики, которые их затем отвозят на свалку.

Структурно, как показано на фиг. 3, упругая шина 1 содержит множество круглых слоев упругого материала, расположенных поверх один другого в радиальном направлении, и эти слои образуют, начиная от центра упругой шины к ее периферии, внутреннюю часть, именуемую основанием 2, внешнюю часть, именуемую протектором 3, и две боковые поверхности (или боковины) 4, 4', имеющие высоту Q. Высота Q также известна как "высота сечения".

В частности, основание 2 является частью шины 1, которая монтируется на обод, который, в свою очередь, крепится к оси, которая приводит колесо во вращение. Предпочтительно основание 2 имеет твердость 80±15 по Шору А (единица измерения по шкале А Шора для определения твердости эластомеров). Протектор 3, является частью структуры упругой шины 1, которая контактирует с землей, по которой катится колесо.

Протектор 3 может быть гладким или может иметь канавки, количество, форма и глубина которых меняется в зависимости от условий эксплуатации, для которых предназначена шина.

Кроме того, упругая шина 1 содержит множество амортизирующих отверстий 7, выполненных в обеих боковых поверхностях 4, 4' упругой шины 1, и такие отверстия 7 предназначены для работы в качестве подвески строительной машины для уменьшения влияния повторяющихся колебаний и ударов машины на оператора.

Чтобы было более понятно специалистам в этой области, на фиг. 1 показаны только отверстия 7 в боковой поверхности 4, а отверстия 7, выполненные в другой боковой поверхности 4', не показаны. Однако, как уже было сказано выше и показано на фиг. 5 и 6, отверстия изготавливаются в обеих боковых поверхностях 4, 4' упругой шины 1.

Для того, чтобы описание упругой шины 1 по настоящему изобретению было более понятным, в описании применяется прямоугольная система координат X, Y, Z, где ось Z параллельна оси вращения шины 1, а оси X, Y, ортогональные оси Z, представляют плоскость боковых поверхностей 4, 4' шины 1.

Как более ясно показано на фиг. 2, отверстия 7 по существу имеют форму крыла.

Кроме того, каждое отверстие 7 имеют удлиненную форму, начиная от отверстия, созданного в боковой поверхности 4, 4', сужаясь в направлении внутрь шины 1. Другими словами, каждое отверстие 7 имеет поперечные размеры, которые уменьшаются оп мере продвижения по оси Z от боковой поверхности 4, 4' внутрь шины 1.

Отверстие 7 может иметь первую часть 13, расположенную рядом с боковой поверхностью 4, 4', и вторую часть 14, расположенную более глубоко, при этом первая часть 13 сужается так, что уменьшение ширины на единицу длины вдоль оси Z такое же или больше, чем во второй части 14, как показано, например, на фиг. 2

Следовательно, конец каждого отверстия 7 имеет по существу форму отверстия в боковой поверхности 4, 4', но меньшего размера.

Сечение входа каждого отверстия 7, кроме того, можно вписать в прямоугольник, лежащий в плоскости X-Y и имеющий высоту H, основание W и диагонали, пересекающиеся в точке M (в геометрии известной как "центр прямоугольника"). Фраза "вписан в прямоугольник" означает, что этот прямоугольник одновременно является тангенциальным к верхней выпуклости 8, нижней выпуклости 9, верхней кромке 10 и нижней кромке 11 отверстия.

Предпочтительно, высота H прямоугольника составляет 10-30% от высоты Q сечения боковой поверхности 4, 4' упругой шины 1. Более предпочтительно, высота H прямоугольника составляет 20% от высоты Q сечения боковой поверхности 4, 4' упругой шины 1.

Основание W прямоугольника, предпочтительно составляет 20-70% от высоты Q сечения боковой поверхности 4, 4' упругой шины 1. Более предпочтительно, основание W прямоугольника составляет 50% от высоты Q сечения боковой поверхности 4, 4' упругой шины 1.

Например, в упругой шине радиусом R 815 мм и с боковыми поверхностями 4, 4' с высотой Q сечения 500 мм прямоугольник имеет высоту H 100 мм и основание W 240 мм.

Для каждой из боковых поверхностей 4, 4' отверстия 7 находятся на одинаковом расстоянии друг от друга, расположенные радиально относительно оси вращения шины 1 (фиг. 3).

В первом варианте упругой шины 1, показанном на фиг. 6, отверстия 7, выполненные в одной боковой поверхности 4, и отверстия 7, выполненные в другой боковой поверхности 4' расположены бок о бок друг с другом, но ориентированы относительно верхних кромок 10 в противоположных направлениях.

На фиг. 7 показан второй вариант упругой шины 1, в котором отверстия 7, выполненные в одной боковой поверхности 4, смещены на половину шага 12 относительно отверстий 7, выполненных в другой боковой поверхности 4'. Однако, величина смещения отверстий 7 в одной боковой поверхности 4 относительно отверстий 7 в другой боковой поверхности 4' может отличаться от половины шага 12.

В третьем варианте (фиг. 8) отверстия 7 в одной боковой поверхности 4 являются зеркальным отражением отверстий 7, выполненных в другой боковой поверхности 4'. Фактически на фиг. 8 отверстия 7 в одной боковой поверхности 4 наложены на отверстия 7 в другой боковой поверхности 4'.

В четвертом варианте упругой шины 1, показанном на фиг. 9, отверстия 7 в одной боковой поверхности 4 также являются зеркальными отражениями и, кроме того, смещены на половину шага 12 относительно отверстий 7 в другой боковой поверхности 4'. Кроме того, в и этом случае величина смещения отверстий 7 в одной боковой поверхности 4 относительно отверстий 7 в другой боковой поверхности 4' может отличаться от половины шага 12.

Альтернативно, для большей ясности описания, форму входа каждого отверстия 7 можно описать со ссылкой на шаг 12 упругой шины 1. Здесь под термином "шаг" понимается расстояние между двумя входами примыкающих друг к другу отверстий на воображаемой окружности С, проходящей через точки M. Следовательно, под шагом следует понимать длину дуги между точками M двух соседних входов, как показано на фиг. 4a.

Используя эту ссылку, вход каждого отверстия 7 имеет верхнюю выпуклость 8, длина которой составляет 40-90% от длины шага 12, и нижнюю выпуклость 9, длина которой составляет 25-75% от длины шага 12. Предпочтительно вхож каждого отверстия 7 содержит верхнюю выпуклость 8 длиной прибл. 80% от длины шага 12, и нижнюю выпуклость 9 длиной прибл. 65% от длины шага 12.

Кроме того, каждое отверстие 7 имеет глубину, не превышающую 90% ширины L протектора 3. Предпочтительно, каждое отверстие имеет глубину, равную 45% ширины L протектора.

Например, в упругой шине 1 радиусом R 815 мм с высотой Q сечения боковых поверхностей 4, 4' 500 мм, и шириной L 610 мм, каждое отверстие 7 имеет глубину 275 мм.

Количество отверстий на каждой из двух боковых поверхностей 4, 4' может быть от 8 до 20. Предпочтительно, упругая шина 1 имеет 11 отверстий 7.

Конкретная форма отверстий 7 и их размеры относительно размеров упругой шины 1 позволяют создать амортизирующий эффект независимо от твердости смеси. Следовательно, для протектора 3 упругой шины 1 можно даже использовать твердые смеси., например, твердостью 70±5 по Шору А, что повышает сопротивление износу.

В случае множество транспортных средств, таких как погрузчики, конкретная форма отверстий 7 такова, чтобы позволить шине (и, в частности, протектору 3) деформироваться под действием веса транспортного средства, тем самым демпфируя колебания и удары, которые передаются на водителя.

Благодаря упругой шине по настоящему изобретению и, особенно, конкретной форме амортизирующих отверстий 7, выполненных в боковинах шины, влияние повторяющихся колебаний и ударов на оператора дополнительно ограничивается и срок службы шины увеличивается.

Изобретение предназначено для использования в промышленных и строительных машинах. Шина содержит множество круглых слоев упругого материала, расположенных один поверх другого в радиальном направлении и образующих, от центра шины (1) к ее периферии, внутреннюю часть, именуемую "основание" (2), внешнюю часть, именуемую "протектор"(3), и две боковые поверхности (4, 4') высотой (Q). Упругая шина (1) содержит множество амортизирующих отверстий (7), выполненных в обеих боковых поверхностях (4, 4') упругой шины (1), и амортизирующие отверстия (7) по существу имеют форму крыла. Технический результат - улучшение амортизирующих свойств шины, а также улучшение сопротивления износу и, следовательно, увеличение срока службы шины. 14 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Упругая шина (1), предназначенная для использования на промышленных и строительных машинах и содержащая множество круглых слоев упругого материала, расположенных один поверх другого в радиальном направлении и образующих, в направлении от центра упругой шины (1) к периферии, внутреннюю часть, именуемую "основание" (2), внешнюю часть, именуемую "протектор" (3), и две боковые поверхности (4, 4') высотой (Q), при этом упругая шина (1) содержит множество амортизирующих отверстий (7), выполненных в обеих боковых поверхностях (4, 4') упругой шины (1), отличающаяся тем, что амортизирующие отверстия (7) по существу имеют форму крыла.

2. Упругая шина (1) по п. 1, отличающаяся тем, что каждое отверстие (7) имеет удлиненную форму, которая, начиная от входа, выполненного в боковой поверхности (4, 4'), сужается в направлении внутрь шины (1).

3. Упругая шина (1) по п. 2, отличающаяся тем, что отверстие (7) содержит первую часть (13), расположенную рядом с боковой поверхностью, и вторую часть (14), расположенную дальше вглубь, при этом первая часть (13) сужается на единицу дины так же или быстрее, чем вторая часть (14).

4. Упругая шина (1) по п. 1, отличающаяся тем, что вход каждого отверстия (7) в боковой поверхности (4, 4') имеет профиль крыла, содержащий верхнюю выпуклость (8), нижнюю выпуклость (9), верхнюю кромку (10) и нижнюю кромку (11).

5. Упругая шина (1) по п. 4, отличающаяся тем, что вход каждого отверстия (7) можно вписать в прямоугольник, имеющий высоту (H) и основание (W), при этом высота (H) составляет 10-30% от высоты (Q) сечения боковых поверхностей (4, 4'), а основание (W) составляет 20-70% от высоты (Q) сечения боковых поверхностей (4, 4').

6. Упругая шина (1) по п. 5, отличающаяся тем, что высота (H) составляет 20% от высоты (Q) сечения боковых поверхностей (4, 4'), а основание (W) составляет 50% от высоты (Q) сечения боковых поверхностей (4, 4').

7. Упругая шина (1) по п. 4, отличающаяся тем, что вход каждого отверстия (7), имеющийся в боковой поверхности (4, 4'), может быть вписан в прямоугольник, диагонали которого пересекаются в точке (M), причем вход каждого отверстия (7) содержит верхнюю выпуклость (8) длиной 40-90% от длины шага (12), и нижнюю выпуклость (9) длиной 25-75% от длины шага (12), при этом шаг (12) является расстоянием между двумя соседними входами, измеренным по воображаемой окружности (С), проходящей через точки (M).

8. Упругая шина (1) по п. 7, отличающаяся тем, что вход каждого отверстия (7) содержит верхнюю выпуклость (8) длиной около 80% от длины шага (12) и нижнюю выпуклость (9) длиной около 65% от длины шага (12).

9. Упругая шина (1) по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что она содержит от 8 до 20 отверстий (7).

10. Упругая шина (1) по п. 9, отличающаяся тем, что она содержит 11 отверстий (7).

11. Упругая шина (1) по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что каждое отверстие (7) имеет глубину не более 90% от ширины (L) протектора (3).

12. Упругая шина (1) по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что отверстия (7), выполненные в одной боковой поверхности (4), и отверстия (7), выполненные в другой боковой поверхности (4'), расположены рядом друг с другом, но ориентированы так, что их соответствующие верхние кромки (10) обращены в противоположных направлениях.

13. Упругая шина (1) по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что отверстия (7), выполненные в одной боковой поверхности (4), являются зеркальным отражением отверстий (7), выполненных в другой боковой поверхности (4').

14. Упругая шина (1) по п. 12 или 13, отличающаяся тем, что отверстия (7), выполненные в одной боковой поверхности (4), смещены относительно отверстий (7), выполненных в другой боковой поверхности (4').

15. Упругая шина (1) по п. 14, отличающаяся тем, что отверстия (7), выполненные в одной боковой поверхности (4), смещены на половину шага (12) относительно отверстий (7), выполненных в другой боковой поверхности (4').