СТРУКТУРА КОЛЕСНОГО ДИСКА ДЛЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ Российский патент 2023 года по МПК B60B21/02 

Настоящее изобретение относится по существу к структуре колесного диска для автомобильных транспортных средств, в частности, но не исключительно, к структуре колесного диска для сельскохозяйственной машины, колесной строительной машины, или подобных транспортных средств.

В области сельскохозяйственных машин известны структуры колес, которые содержат колесный диск по существу круглой формы. Этот колесный диск имеет внешний части и внутренние части, относительно центральной плоскости, т каждая из которых имеет фланец для соответствующего бортового кольца шины, устанавливаемой на этот диск. Соответствующая усечено-коническая соединительная поверхность или стенка отходит от каждой внутренней и внешней части в направлении центральной плоскости. Обе усеченно-конические соединительные поверхности или стенки, таким образом, проходят в осевом направлении к центральной части, где образуется так называемая центральная периферийная стенка.

Фланец для бортового кольца шины и, типично, по меньшей мере часть усеченно-конической поверхности или стенки совместно образуют гнедо для посадки шины в целом на колесный диск. Усеченно-коническая соединительная поверхность или стенка обычно примыкает к боковой удерживающей поверхности, которая проходит по окружности в направлении центральной части внешней кромки колесного иска и примыкает с ней.

Такие колесные диски известного типа предназначены для установки шин с внутренними камерами и, особенно, так называемых бескамерных шин. Еще более конкретно, на такие колесные диски известного типа часто устанавливают шины высокой проходимости для использования в сельском хозяйстве и на строительных площадках. Такие колесные диски известного типа показаны, например, в документе EP-A-2193931, на котором основана ограничительная часть п. 1 формулы изобретения.

Недостаток таких колесных дисков известного типа заключается в том, что, учитывая высокие нагрузки, которым они обычно подвергаются, их срок службы может быть недостаточен. Это вызвано в основном структурными напряжениями, возникающими в области периферийного профиля колесного диска, боковые части которого, которые поддерживают шину, примыкают к центральной области, выполненной интегрально со стенкой крепления к ступице транспортного средства. Эти напряжения могут привести к деформациям и/или поломками и, в более общем виде, к преждевременному повреждению колесного диска.

Задачей настоящего изобретения является создание структуры колесного диска для автомобильных транспортных средств, способной устранить вышеописанные недостатки прототипа чрезвычайно простым и особенно функциональным образом.

Более подробно, целью настоящего изобретения является создание структуры колесного диска для автомобильных транспортных средств, который минимизирует по сравнению с подобными колесными дисками известного типа, структурные напряжения, которые возникают в области периферийного профиля колесного диска, боковые части которого соединены с центральной областью. Эксперименты на колесном диске по настоящему изобретению показали, что структурные проблемы в этой области периферийного профиля колесного диска существенно уменьшились.

Другой задачей настоящего изобретения является создание структуры колесного диска для автомобильных транспортных средств, который уменьшает время накачивания шины, вновь по сравнению с подобными колесными дисками известного типа.

Еще одной задачей настоящего изобретения является создание структуры колесного диска для автомобильных транспортных средств, который особенно прост в изготовлении.

Эти и другие задачи настоящего изобретения достигаются с помощью структуры колесного диска для автомобильных транспортных средств согласно п. 1 формулы изобретения.

Другие признаки изобретения приведены в зависимых пунктах, которые образуют неотъемлемую часть настоящего описания.

Признаки и преимущества структуры колесного диска для автомобильных транспортных средств по настоящему изобретению будут более понятны из нижеследующего описания не ограничивающего примера со ссылками на приложенные чертежи, где:

Фиг. 1 - вид в перспективе предпочтительного варианта структуры колесного диска для автомобильных транспортных средств по настоящему изобретению.

Фиг. 2 - боковая проекция структуры колесного диска по фиг. 1.

Фиг. 3 - сечение по линии III-III на фиг. 2 структуры колесного диска по фиг. 1.

Фиг. 4 - другое сечение структуры колесного диска по фиг. 1, на котором установлена шина и который установлен на ступицу транспортного средства.

Фиг. 5 - сечение детали структуры колесного диска по фиг. 1 в увеличенном масштабе.

Фиг. 6A и 6B - сечение структуры колесного диска, соответственно, по прототипу и по настоящему изобретению.

Фиг 7A и 7B - иллюстрируют в сечении фазу процесса формирования структуры колесного диска, соответственно, по прототипу и по настоящему изобретению.

Фиг. 8A и 8B - иллюстрируют в сечении в увеличенном масштабе детали структуры колесного диска по прототипу и по настоящему изобретению.

На чертежах показан предпочтительный вариант структуры колесного диска для автомобильных транспортных средств по настоящему изобретению, обозначенный в целом позицией 10. Колесный диск 10 содержит периферийную структуру 12 по существу круглой формы. Эта периферийная структура 12 проходит по окружности вокруг первой заданной оси A, которая по существу совпадает с осью ступицы H (фиг. 4) автомобильного транспортного средства, когда колесный диск 10 установлен на эту ступицу H. Как показано на фиг. 4, эта периферийная структура 12 является частью колесного диска 10, предназначенная ля приема шины Т. Клапан 50 для накачивания шины Т также может быть установлен в периферийной структуре 12 известным способом.

Колесный диск 10 содержит центральную структуру 14, выполненную внутренне интегрально с периферийной структурой 12 и имеющую средства для соединения со ступицей H транспортного средства. Соединение колесного диска 10 со ступицей H транспортного средства типично выполняется в направлении вышеупомянутой первой оси A. Соединительное средство, имеющееся на центральной структуре 14, известным образом может состоять из центрального сквозного отверстия, в которое вставлен терминальный конец ступицы H и из множества сквозных отверстий, расположенных по окружности вокруг центрального сквозного отверстия, которые допускают обратимое крепление колесного диска 10 к ступице H обычными болтами B.

Как показано, например, на фиг. 3, и со ссылками на положение колесного диска 10 на ступице H транспортного средства, периферийная структура 12 содержит аксиально внутренний участок 16, аксиально внешний участок 18 и центральный участок 20. Центральный участок 20 периферийной структуры 12 расположен между аксиально внутренним участком 16 и аксиально внешним участком этой периферийной структуры 12.

Центральный участок 20 периферийной структуры 12 содержит периферийную стенку, в области которой радиус колесного диска 10 минимален. Каждый из аксиально внутреннего участка 16 и аксиально внешнего участка 18 периферийной структуры 12 содержит, последовательно и начиная с внешней кромки колесного диска 10, соответствующий периферийный фланец 22, 24, соединительную стенку 26, 28, и соединительную часть 38, 40.

Каждая соединительная стенка 26, 28 аксиально внутреннего участка 18 периферийной структуры 12 соединяется с соответствующим периферийным фланцем 22, 24 и проходит в осевом направлении к центральному участку 20 периферийной структуры 12. Каждая соединительная стенка 26, 28 является по существу усеченно-конической и имеет первый осевой конец 30, 32 большего радиуса, который соединен с соответствующим периферийным фланцем 22, 24, и второй осевой конец 34, 36 меньшего радиуса, который обращен к центральному участку 20 периферийной структуры 12. Каждая соединительная стенка 26, 28 вместе с соответствующим периферийным фланцем 22, 24, таким образом, образует гнездо для приема бортового кольца шины T.

Каждая соединительная часть 38, 40 аксиально внутреннего участка 16 и аксиально внешнего участка 18 периферийной структуры 12 расположена между соответствующей соединительной стенкой 26, 28 и центральным участком 20 этой периферийной структуры 12. Соединительная часть 38, 40 по меньшей мере одного из аксиально внутреннего участка 16 и аксиально внешнего участка 18 периферийной структуры 12 содержит первую криволинейную область 42, 44, которая соединена с центральной частью 20 периферийной структуры 12.

Первая криволинейная область 42, 44 предпочтительно содержит, известным образом, первую вогнутую поверхность 56, вторую вогнутую поверхность 58 и третью вогнутую поверхность 60, разнесенные в осевом направлении между которыми расположены две выпуклые поверхности 62, 64. Три вогнутые поверхности 56, 58 и 60 и две соответствующие выпуклые поверхности 62, 64 проходят по окружности, если смотреть сбоку колесного диска 10, на котором установлена шина T. Однако первая криволинейная область 42, 44 может содержать криволинейные, вогнутые и/или выпуклые поверхности, от имеющихся в прототипе.

Если первая криволинейная область 42, 44 содержит вышеуказанные три вогнутые поверхности 56, 58, 60, можно идентифицировать угол α между плоскостью P, перпендикулярной первой оси A, и линией L, которая проходит тангенциально на стороне колесного диска 10, на которой установлена шина T, через точку перегиба между двумя смежными вогнутыми поверхностями 56, 58, 60. Предпочтительно, угол α больше 45°.

Независимо от формы первой криволинейной области 42, 44, соединительная часть 38, 40, которая содержит эту первую криволинейную область 42, 44 далее содержит вторую криволинейную область 46, 48 с широким радиусом, которая расположена между соответствующей первой криволинейной областью 42, 44 и вторым осевым концом 34, 36 меньшего радиуса, чем соответствующая соединительная стенка 26, 28. Согласно настоящему изобретению, со ссылкой на фиг. 5, эта вторая криволинейная область 46, 48 с широким радиусом имеет выпуклый профиль, если смотреть со стороны колесного диска 10, на котором установлена шина T, и содержит:

- первую криволинейную поверхность 52, которая соединена со вторым осевым концом 34, 36 меньшего радиуса соответствующей соединительной стенки 26, 28, и имеющую первый радиус R1 кривизны; и

- вторую криволинейную поверхность 54, расположенную между первой криволинейной поверхностью 52 и первой криволинейной областью 42, 44, и имеющую второй радиус R2 кривизны.

Предпочтительно, второй радиус R2 кривизны второй криволинейной поверхности 54 отличается от первого радиуса R1 кривизны первой криволинейной поверхности 52.

Согласно предпочтительному аспекту настоящего изобретения, второй радиус R2 кривизны второй криволинейной поверхности 54 больше, чем первый радиус R1 кривизны первой криволинейной поверхности 52. И вновь предпочтительно, со ссылкой на вариант колесного диска 10, показанного на чертежах, первый радиус R1 кривизны имеет величину 10-20 мм, а второй радиус R2 кривизны имеет величину 40-80 мм. Еще более предпочтительно, второй радиус R2 кривизны имеет величину 50-70 мм.

В варианте, показанном на приложенных чертежах, колесный диск 10 симметричен относительно второй оси B, перпендикулярной первой оси A, которая по существу совпадает с осью ступицы H. Как показано на фиг. 4 эта вторая ось B проходит через центральную линию центрального участка 20 периферийной структуры 12 колесного диска 10.

Вторая криволинейная область 46, 48 с широким радиусом колесного диска 10 по настоящему изобретению гарантирует лучшее структурное сопротивление колесного диска 10 по сравнению с подобными колесными дисками стандартного типа. Преимущества такой новой структуры колесного диска многочисленны.

Например, когда на колесном диске 10 имеется вторая криволинейная область 46, 48 с широким радиусом, заменяющая прямолинейный профиль обычного типа, эта вторая криволинейная область 46, 48 с широким радиусом способствует уменьшению времени накачивания шины T при ее установке на колесный диск 10. Фактически, следует отметить, что перед накачиванием, бортовое кольцо шины T находится в слегка смещенном положении относительно соответствующей стенки 26, 28 (которая является стенкой, образующей гнездо для бортового кольца шины T). Точнее, перед накачиванием бортовое кольцо шины T немного смещено в направлении центральной линии колесного диска 10, а не находится в нужном положении в гнезде (состоящем из соединительной стенки 26, 28). Поэтому на фазе накачивания бортовое кольцо шины T сдвигается к гнезду, чему способствует специальное смазывающее вещество, нанесенное по меньшей мере на часть периферийной структуры 12 колесного диска 10.

Следовательно, в колесных дисках известного типа, имеющих прямоугольный профиль обычного типа (показанный на фиг. 8A), между гнездом бортового кольца шины T и соответствующей примыкающей соединительной стенкой образуется острый угол. Поэтому, когда бортовое кольцо шины T сдвигается во время накачивания, оно должно преодолеть этот острый угол, который может образовывать преграду по меньшей мере для части бортового кольца шины T. Наоборот, в колесном диске 10 по настоящему изобретению, в котором имеется вторая криволинейная область 46, 48 с широким радиусом (выделенная на фиг. 5), во время накачивания бортовое кольцо шины T может легко смещаться вдоль профиля периферийной структуры 12 колесного диска 10, смазанной смазывающим веществом, что устраняет любые препятствия, которые могут возникнуть при наличии острого угла.

Другим преимуществом структуры колесного диска для автомобильных транспортных средств по настоящему изобретению является "разная глубина", понимаемая как расстояние от боковой кромки колесного диска 10, второй криволинейной области 46, 48 с широким радиусом, относительно, например, профиля по прототипу. Как показано на фиг. 6A (где показан профиль по прототипу) и 6B (где показана структура колесного диска для автомобильных транспортных средств по настоящему изобретению), диагональное измерение диаметра, которое на практике совпадает с измерением растяжения шины T, меньше в структуре колесного диска для автомобильных транспортных средств по настоящему изобретению, чем в профиле стандартного колесного диска. Структура колесного диска для автомобильных транспортных средств по настоящему изобретению, следовательно, требует меньших усилий для установки шины T на колесный диск 10, что позволяет упростить и ускорить операцию по надеванию шины.

Наконец, структура колесного диска для автомобильных транспортных средств по настоящему изобретению также позволяет улучшить процесс формирования колесного диска 10. Как показано на фиг. 7A и 7B, когда вторая криволинейная область 46, 48 с широким радиусом (показанная на фиг. 5) формируется на колесном диске 10 для замены прямолинейного профиля обычного типа, инструмент для формирования колесного диска 10, используемый в процессе формирования колесного иска 10, имеет большую поверхность контакта (обозначенную позицией S на фиг. 7A и 7B) на поверхности периферийной структуры 12 колесного диска 10. Увеличенная поверхность контакта в дополнение к недопущению формирования вышеупомянутого острого угла со всеми присущими ему недостатками, удлиняет срок службы формующего инструмента для колесного диска 10 и уменьшает его износ.

Увеличенная поверхность контакта также делает процесс формирования колесного диска 10 более стабильным. Это значит, что при вращении колесного диска 10 в процессе формирования, уменьшается риск возникновения вибраций, что, в свою очередь, способствует хорошим результатам анализа качества, например, контроля равномерности геометрии колесного диска в радиальном направлении (необходимой для противодействия явлению радиального биения), который проводится посте формирования колесного диска.

Таком образом, показано, что структура колесного средства для автомобильных транспортных средств по настоящему изобретению достигает поставленных целей.

В структуру колесного средства для автомобильных транспортных средств по настоящему изобретению можно вносить различные изменения и модификации, все из которых охвачены идеей изобретения. Кроме того, все детали могут быть заменены на технически эквивалентные элементы. На практике можно использовать любые материалы, формы и размеры, соответствующие техническим требованиям.

Объем защиты изобретения определяется приложенной формулой.

Колесный диск (10) содержит периферийную структуру (12), выполненную с возможностью приема шины (T), и центральную структуру (14), соединенную со ступицей (H) автомобильного транспортного средства. Периферийная структура (12) содержит последовательно, для каждой стороны колесного диска (10) периферийный фланец (22, 24), соединительную стенку (26, 28), на которую опирается бортовое кольцо шины (T) и соединительную часть (38, 40). В центре периферийной структуры (12) имеется центральный участок (20). Соединительная часть (38, 40) содержит первую криволинейную область (42, 44) соединенную с центральным колодцем (20) и вторую криволинейную область (46, 48), расположенную между первой криволинейной областью (42, 44) и соединительной стенкой (26, 28). Вторая криволинейная область (46, 48) имеет выпуклый профиль, если смотреть сбоку колесного диска (10), на котором установлена шина (T), и содержит первую криволинейную поверхность (52), соединенную с соединительной стенкой (26, 28), и вторую криволинейную поверхность (54), расположенную между первой криволинейной поверхностью (52) и первой криволинейной областью (42, 44). Технический результат – повышение прочности колесного диска. 7 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Колесный диск (10) для автомобильных транспортных средств, содержащий:

периферийную структуру (12), проходящую по окружности вокруг заданной первой оси (A), при этом периферийная структура (12) выполнена с возможностью приема шины (T); и

центральную структуру (14), внутренне интегральную с периферийной структурой (12) и снабженную средством для соединения вдоль первой оси (A) со ступицей (H) автомобильного транспортного средства,

при этом периферийная структура (12) содержит аксиально внутренний участок (16), аксиально внешний участок (18) и центральный участок (20), расположенный между аксиально внутренним участком (16) и аксиально внешним участком (18), причем центральный участок (20) содержит проходящую по окружности стенку, где радиус колесного диска (10) минимален, и при этом каждый из аксиально внутреннего участка (16) и аксиально внешнего участка (18) содержит последовательно:

соответствующий периферийный фланец (22, 24);

соединительную стенку (26, 28), которая соединена с соответствующим периферийным фланцем (22, 24) и проходит в осевом направлении к центральному участку (20), причем каждая соединительная стенка (26, 28) является по существу усеченно-конической и имеет первый осевой конец (30, 32) большего радиуса, соединенный с соответствующим периферийным фланцем (22, 24), и второй осевой конец (34, 36) меньшего радиуса, обращенный к центральному участку (20), и при этом каждая соединительная стенка (26, 28) вместе с соответствующим периферийным фланцем (22, 24) образует гнездо для приема бортового кольца шины (T);

соединительную часть (38, 40), расположенную между соответствующей соединительной стенкой (26, 28) и центральным участком (20);

причем соединительная часть (38, 40) по меньшей мере одного из аксиально внутреннего участка (16) и аксиально внешнего участка (18) содержит первую криволинейную область (24, 44), которая соединена с центральным участком (20),

отличающийся тем, что соединительная часть (38, 40), содержащая первую криволинейную область (42, 44) дополнительно содержит вторую криволинейную область (46, 48), расположенную между первой криволинейной область (42, 44) и вторым осевым концом (34, 36) меньшего радиуса соответствующей соединительной стенки (26, 28), при этом вторая криволинейная область (46, 48) имеет выпуклый профиль, если смотреть сбоку колесного диска (10), на котором установлена шина (T), при этом вторая криволинейная область (46, 48) содержит:

первую криволинейную поверхность (52), соединенную со вторым осевым концом (34, 36) меньшего радиуса соответствующей соединительной стенки (26, 28), и которая имеет первый радиус (R1) кривизны, и

вторую криволинейную поверхность (54), расположенную между первой криволинейной поверхностью (52) и первой криволинейной областью (42, 44), и которая имеет второй радиус (R2) кривизны, отличающийся от первого радиуса (R1) кривизны.

2. Диск по п. 1, отличающийся тем, что второй радиус (R2) кривизны второй криволинейной поверхности (54) больше, чем первый радиус (R1) кривизны первой криволинейной поверхности (52).

3. Диск по п. 2, отличающийся тем, что первый радиус (R1) кривизны имеет величину 10-20 мм.

4. Диск по п. 2 или 3, отличающийся тем, что второй радиус (R2) кривизны имеет величину 40-80 мм.

5. Диск по п. 2 или 3, отличающийся тем, что второй радиус (R2) кривизны имеет величину 50-70 мм.

6. Диск по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что первая криволинейная область (42, 44) содержит первую вогнутую поверхность (56), вторую вогнутую поверхность (58) и третью вогнутую поверхность (60), разнесенные в осевом направлении, и между которыми расположены две соответствующие выпуклые поверхности (62, 64), при этом вогнутые поверхности (56, 58, 60) и две выпуклые поверхности (62, 64) проходят по окружности, если смотреть сбоку на колесный диск (10), на котором установлена шина (T).

7. Диск по п. 6, отличающийся тем, что между плоскостью (P), перпендикулярной первой оси (A) и линией (L), проходящей тангенциально через точку перегиба между двумя смежными вогнутыми поверхностями (56, 58, 60) на стороне колесного диска (10), на которой установлена шина (T), имеется угол (α) больше 45°.

8. Диск по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что колесный диск (10) является симметричным относительно второй оси (B), перпендикулярной первой оси (A) и проходящей через центральную линию центрального участка (20).