Узел колеса с шиной Советский патент 1990 года по МПК B60C15/36 B60B21/02 

Изобретение относится к транспортым средствам, в частности к узлу коеса с шиной.

Цель изобретения - повышение на- ежности.

На фиг.1 изображен узел колеса с шиной, меридиональное сечение; на иг.2 - соединительньй участок левой стороны узла с расположенной со сто- Q роны оси зоной склеивания в ненагруженном состоянии5 на фиг.З - то же, в нагруженном нормальном состоянии на фиг.4 - то же, в ненагруженном состоянии при поврежденной шине; на jj ФИГ.5 - схема зак|5ёпления борта на ободе с образованием свободной зоны для вставкиi на фиг.6 - то же, вариант выполнения на фиг.7 - то же, с металлическим кольцом; на фиг.8 - соеди-..2о нительный участок, с зоной склеивания, находящейся со стороны шины; на фиг.9 - соединительный участок с рифленой поверхностью склеивания обода; на фиГоЮ узел колеса с шиной, ме- 25 ридиональное сечение, вариант.

Установленный на оси 1 узел колеса с. шиной (фиг. 1) состоит из диска 2 с ободом 3, на котором установлена шина 4, в частности радиальная низкопро- JQ фильная шина с беговой дорожкой 5 и боковиной 6. Шина 4 содержит состоя- ш}1к из кордных нитей каркас 7. Края 8 шины склеиванием соединены на сое- . динительном участке 9 с краем 10 обо- да. Соединение (фиг.1, слева) может | находиться со стороны оси, с наруж- ной стороны края обода (фиг.1 справа) г. Обод содержит вентиль 11, практически ненужный, если колесо выпол- 40 нено в качестве долговечной системы, потеря давления которой значительно. сокраш:ается за счет использования крупномолекулярного газа. В месте 12 обод 3 заполнен пеной, чтобы в полос- 45 ти обода не могли образоваться отложения воды и загрязнений, а также чтобы уменьшить TepNni4ecKoe влияние тормозного диска 13 и дискового тормоза 14 на обод, им8юш й в средней JQ части опорную поверхность, обеспечивающую движение в поврежденном состоянии без разрушений.

Если шина, заполненная сжатым газом, подвергается воздействию радиального усилия в плоскости 15 колеса,- то беговая дорожка прижимается к ободу, что тгриводит к соответствующей Деформации боковины. Деформация уси55

5 Q

5

ливается в случае движения в поврежденном состоянии, когда обод прилегает к внутренней стороне беговой дорожки, влияет на соединительный участок в ненагруженном состоянии (на фиг.2), в нагруженном нормальном состоянии (фиг.З) и при движении в поврежденном состоянии (фиг.4), учитывая, что клеевое соединение между боковиной 6 шины и краем 10 обода размещено так или ослаблено до того, что в любом случае боковина 6 может свободно двигаться тангенциально от края обода. Это условие рекомендуется в случае, когда после продолжительной переменной нагрузки на наружной стороне соединение ослаблено или . вообще отсутствует.

Под термином склеивание понимают все прочные на сдвиг соединения между материалом шины и поверхностью обода независимо от того, используют третий соединительньш материал или нет, В частности, он относится к соединению, выполненному вулканиза- цией материала шины к поверхности обода.

Под термином поднутрение понимают конструктивньй элемент, придающий изменение диаметра покидающему его в аксиальном направлении краю шины. При наличии поднутрения, выполненного со стороны оси обода, т.е. на обращенной к оси внутренней стороне, диаметр уменьшается, если край движется в направлении наружной стороны, т.е. от средней плоскости шины. При наличии поднутрения, лежащего со стороны шины, т.е.. на стороне обода, противоположной стороне оси, диаметр увеличивается в соответствующем направлении. Склеивание между краем обода и краем шины выполнено полностью или в основном в главной зоне склеивания.

При сравнении величин углов следует исходить из того, что при расположении зоны склеивания на ободе со стороны оси положи рельными являются те узлы, образованные касательной плечи которых пересекаются с осью на стороне рассматрив аемой точки, которая отвернута от средней плоскости колеса, а при размещении зоны склеивания со стороны шины положительными являются те узлы,-образованные касательной плечи которых пересекаются с осью на той стороне

рассматриваемой точки, которая обращена к средней плоскости колеса.

В ненагруженном нормальном состоянии (фиг,2) точка свободного движения от края обода обозначена стрелкой 16. Касательная к этой точк к поверхности обода приближается к оси справа. Угол 17, который составляет касательная с осью, является отрицательным.

Согласно изображенному на фиг.З состоянию, отличающемуся максимальной, но считающейся еще нормальной нагрузкой, 18 свободного движения относительно точки, обозначенной стрелкой 16, перемещается далее направо. Соответствующий угол 19 яв- -ляется положительным. Во время движения в поврежденном состоянии (фиг.4) точка 20 свободного движения еще далее перемещается направо. При этом образует угол 21.

При расчете прочности связывания не может учитываться находящееся в нагруженном нормальном состоянии с наружной стороны (слева по чертежу) клеевое соединение (не изображено)о Поэтому на другой-стороне этой точки 18 должна находиться зона 22, которая может воспринимать значительную часть усилий связывания, предпочтительно все усипия связывания. Эту зону обозначают как главную зону склеивания. Если в главной зоне 22 склеивания, выбирать любую точку 23, то ее тангенциальный угол 24 больше, чем тангенциальный угол 19 в.точке 18 и чем все углы, принадлежащие ко всем точкам,расположенным между этими точками. Это приводит к тому, что материал в главной зоне 22 склеивания подвергается воздействию усилий сдвига, в результате чего не могут возникать растягивающие усилия поперек поверхности склеивания, которые в неблагоприятных условиях могли бы привести к ухудшению качества склеивания. Поверхность обода в главной зоне 22 склеивания выполнена выпуй- лой, вследствие чего передача сил в этой зоне является особенно интенсивной.

Во многих случаях достаточно определять отходящую от точки 18 главную зону склеивания с учетом максимальной, нормальной нагрузки, а именно в том случае, если исключать ис- пйд ование шины после совершения

1

1595334

движения в поврежденном состоянии, во время которого может происходить разъединение соединения справа от точки 18. Однако, если после совершения движения в поврежденном состоянии шина должна использоваться еще далее, необходимо размещать главную зону 25 склеивания на участке справа JO от точки 20 (фиг.4) и вьшолнять ее так, что она может передавать необходимые силы связывания.

Со стороны шины в месте, удаленном от точки, обозначенной стрелкой J5 16 или 18, или 20, край 10 обода

образует опорную поверхность 26, о которую может опираться боковина 6 шины при переменной нагрузке и, в частности, при воздействии аксиальньЬс 20 усилий, которые могут возникать, например, при езде по кривой. Опорная поверхность 26 выполнена так, что она сообщает прилегающей к ней боковине шины только незначительную кривизну 25 и степень воздействия изгибающих и Деформирующих усилий является ограниченной, однако силы бокового увода, в частности-усилие, прикладываемое для поворота колеса усилия, надежно пере- 30 даются.

Боковина шины и обод могут соединяться на этом участке. Между стенкой шины и опорной поверхности 26 размещается вставка 27, которая образует упругий переход от твердой металли- ческой поверхности на гибкую боковую стенку шины (фиг.5). Кроме того, она улучшает-характеристику бокового увода шины и может состоять из зон различной твердости, например на участке контакта из более твердого материала, чем на обращенной к полости шины стороне. Во время выгибания и нагревания шины вставка играет роль 5 размещенного между ободом и шиной , уплотнения. Таким образом защищается зона с слеивания. На обращенной к средней плоскости колеса стороне (справа на фиг.2-4) главная зона 22 0 или 25 склеивания переходит в образованную ободом радиусную выточку 28, которая левой частью участвует в образовании главной зоны склеивания. I Поднутрение охватывает всю зону скле- J |ивания в меньшей степени, так как диаметр уменьшается справа налево. В выточку 28 вводят кольцевой резиновый элемент 29s которввй состоит из эбонитовой смеси 5, имеет более высо35

0

715

кую твердость по Шору, чем резиновьй

материал боковой стенки шины, и служит для поддержания края шины в выточке 28 и прочности соединения в: главной зоне 22 или 25 склеивания. Кроме того, он работает в качестве аварийной опоры в случае повреждения соединения в зонах 22 и 25.

Поднутрение без выточки 28 создается исключительно за счет соответствующего наклона главной зоны 22 склеивания (фиг.6 и 7), диаметр которой уменьшается изнутри наружу (справа налево). Краю шины в поднутрении сообщается жесткость за счет использования более твердого резинового элемента 29 (фиг.6). В случае если в главной зоне склеивания имеется деформация в результате воздействия усилия сдвига, то кольцевой элемент 29 жесткости перемещается в направлении меньшего диаметра, в результате чего подвергается сжатию в окружном направлении и таким образом создает действующее радиально наружу усилие, проходящий нормально к зоне склеивания компонент которого усиливает и поддерживает прочность соединения.

Резиновьй слой 30 состоит из мягкой смеси и имеет задачу вьфавнива- ния допуска. Слой 31 поддерживает осуществляемую вставкой 27 функцию . передачи с другой стороны за .счет использования более жесткой смеси, в то время как слой 32 защищает эту зону от воздействия тепла, если зона склеивания находится на обращенной к оси стороне обода. К слоям 31 и 32 прилегает резиновая обкладка 33 боковины. Обращенная к оси верхняя внутренняя поверхность слоя 32 целесообразно вьшолнены слегка конической наружу, чтобы облегчить процесс формирования во время вулканизации. Внутренняя резиновая обкладка 34 (фиг о6) кончается на расстоянии от главной зоны склеивания на перекрытом вставкой 27 участке 35. Структура слоев над зоной склеивания по варианту выполнения на фиг.5 в основном соответствует варианту выполнения на фиго2, Вместо теплостойкого слоя 32 предусмотрено ленточное металлическое кольцо 36, которое не только улучша-- ет теплоотвод, но и прочность заполняющей поднутрение части края шины и слегка конически открывается нару8

0

жу. Однако оно может иметь другую конфигурацию.

Формы вьшолнения слоев согласно фиг.7 и 6 одинаковы с-той разницей, что заполняющий поднутрение материал края шины перекрыт со стороны оси металлическим кольцом 36, которое придает жесткость этому материалу. Главная зона склеивания проходит прямо по меридиональному сечению (фиг.6 и 7). Кроме того, она может быть также вьтолнена выпуклой (со стороны оси), чтобы обеспечить еще более надежное удерживающее действие.

Вьшолнение соединения со стороны оси от края обода (слева на фиг.1) аналогично выполнению расположенного со стороны шины соединения (справа на фиг.1) При этом образуются углы (фиг.8).

От края обода боковая стенка 37 шины проходит наружу от точки 38, если шина деформирована в соответст - 5 ВИИ с нормальной максимальной нагрузкой. В ненагруженном состоянии или во время движения в поврежденном состоянии точка 38 находится между точками 39 и 40. К точке 39 справа по- i следовательно примыкают главная зона 41 склеивания и выточка 42 обода (фиг.1). Если взять любую точку 43 в главной зоне 41 склеивания то видно, что ее касательная с направлением оси образует угол 44, которьш больше, чем принадлежащие точкам 39 или 38 ; углы, а также принадлежащий точке 40 отрицательньй угол 45.

В главной зоне 22 склеивания или в зоне 41 осуществляется достаточное соединение сдвигом между поверхностью обода и каркасом 7 края шины. Это соединение можно улучшать рифлением расположенной со стороны обода соеди- д5 нительной поверхности (фиг.9), где к каждой кордной, нити 46 относится рифленная канавка 47, которая размещена так, что кордная нить частично охватывается поверхностью канавки. Число и положение канавок соответствуют количеству и положению кордных нитей,, а переходы канавок могут быть вьшолнены закругленными.

Уз(2Л колеса с шиной (фиг. 10) может иметь выполненный с возможностью съема с чаши обод, согласно которому благодаря цилиндрическим посадочным поверхностям он является нейтральным относительно направления, т.е. его

0

35

40

50

55

монтировать

9

слева

и справа, на1595

пример, с учетом структуры шины в определенном направлении движения. Обо имеет служащую для движения в поврежденном состоянии центральную высотную поверхность 48 и два плеча 49, которые также предназначены для движения в поврежденном состоянии, а так: же для поддержания шины в случае особой нагрузки, например при пере- езде через бордюрньй камень. Посадочные поверхности 50 обода и чаши снабжены согласованным рифлением, так что достигается неповоротная посадка. Крепежный элемент 51 может быть выполнен в виде кольца или отдельных прихватов, смонтированных посредством винтов. На державке 52

. может быть закреплен колпак 53 са. Чаша может быть вьтолнена с возможностью съема со ступицы, но предпочтительно она прочно соединена с ней.

Формула изобретения

1. Узел колеса с шиной, содержащий обод и установленную на нем пневматическую шину, включающую в себя силовые элементы, борта с бортовыми кольцами жесткости и боковины, края обода выпол нены с поднутрениями, в которых расположены борта шины, при этом шина в зоне поднутрения или в зоне, смежной с ней со стороны боковины шины, связана с ободом клеевым соединением, при этом по крайней мере одна сторона обода выполнена с опорной поверхностью для опирания на нее шины при поврежденном состоянии последней, о т л и - чающийся тем, что, с целью повьш1ения надежности, угол между осью колеса и касательной к поверх

10

15

20

95S3410

ности склеивания вь олнен не меньше,

чем соответствуюсдий угол в любой точке примыкающей зоны боковины.

2.Узел поп,1,отличающ и и с я тем, что борт шины расположен на внутренней стороне обода

3.Узел по П.1, отличающийся тем, что поверхность зоны склеивания выполнена вьтуклой в меридиональной плоскости.

4.Узел по П.1, отличающийся тем, что края обода с наружной стороны зоны склеивания выполнены выпуклыми в меридиональном сечении и расположены с зазором от боковой стенки шины при нормальной нагрузке последней.

5.Узел по п.4, отличающийся тем, что пространство между краем обода с аксиально наружной стороны и боковой стенкой шины заполнено упругим материалом.

6.Узел по П.1, отличающийся тем, что элемент жесткости вьшолнен из пластичного и затвердевающего после формовки материала.

7.Узел по П.1, отличающийся тем, что борт шины в зоне

2Q поднутрения обода с радиально внутрен. ней стороны выполнен без поднутрения.

8.Узел поп.1,отличаю- щ и и с я тем, что разные стороны обода в аксиальном направлении выполнены разных диаметров.

9.Узел по пп.1-8, отличающийся тем, что поверхность обода в зоне склеивания выполнена рифленой с канавками в направлении образующих каркас кордовых нитей соединенного

с ним края шины для размещения нитей корда шины, при этом расстояние между канавками и их направление равны межцентровому расстоянию и направлению ... кордовых нитей.

4Э

25

35

40

г9

23 30

.Z

Изобретение относится к транспортным средствам, в частности к узлу колеса с шиной. Цель изобретения - повышение надежности. Узел колеса с шиной состоит из содержащей каркас 7 пневматической шины 4 и обода 3, края 8, 10 которых прочно соединены друг с другом путем склеивания. Край 10 обода имеет поднутрение, в котором расположен край 8 шины, имеющий кольцевой элемент жесткости. В поднутрении или снаружи на участке, примыкающем к нему, предусмотрена главная зона склеивания. В главной зоне склевания угол между касательности и осью 1 не меньше, чем соответствующий угол в любой точке примыкающей зоны боковины 6 шины. 8 з.п. ф-лы, 10 ил.

Фиа.

33

27

Ю

2Z

Фиг. 6

10 36

ФиаЛ

17

г.З

Фиг.8

V

Ф1Л.Ю