Колесо для моторизованного или прицепного транспортного средства Советский патент 1992 года по МПК B60B19/00 B60G3/00 

Изобретение относится к транспортным средствам и касается колес для моторизованного или прицепного транспортного средства, предназначенного для перемещения по определенной опор- ной поверхности. Известно колесо для моторизованного или прицепного транспортного средства, содержащее центральную часть, связанную с базовой структурой транспортного средства, и концентрическую периферическую часть, устроенную с возможностью вращения вок- pVr Указанной центральной части колеса, в колесе указаннь е це нтральная и периферические части соединяются между собой по меньшей мере при помощи одного подшипника, содержащего по меньшей мере один внутренний круговой элемент, объединенный с указанной центральной частью, и по меньшей мере один внешний круговой эле- мент, концентрический относительно указанного внутреннего кругового элемента и объединенный с указанной периферической частью, эта последняя содержит кон- тактный орган, при этом указанная центральная часть связана по меньшей мере одним рычагом подвески с базовой структурой транспортного средств, по меньшей мере в одной зоне крепления на периферии колеса, локализованной вблизи от опорной поверхности в нижней части колеса, центральная часть выполнена пустотелой, внешний круговой элемент подшипника связан с органами подключе- ния колеса к средствам привода в движение транспортного средства.

Недостатком известного решения является плохое управление машиной,особенно в случае неровного дорожного покрытия.

Цель изобретения - повышение надёж- ности.

Цель достигается тем, что круговой внутренний элемент подшипника содержит шарнирные органы крепления для подсоединения колеса к базовой структуре транс- портного средства.

Кроме того шарнирныеЪ рга ны крепления выполнены при посредстве по меньшей мере одного рычага подвески, шарнмрно закрепленного вблизи наиболее низкой точки внутреннего кругового элемента, круговой внутренний элемент подшипника имеет шарнирные органы кр епления для подсоединения колеса к базовой структуре транспортного средства при помощи двух рычагоа подвески, одмн из котор йхТиарйи рно установлен в наиболее низкой точке указанного внутреннего кругового элемента, а другой шарнирно установлен в наиболее высокой точке этого элемента.

Кроме того, колесо содержит средства для подсоединения указанного внутреннего кругового элемента к по меньшей мере одной тяге управления направлением движения транспортного средства, а указанные органы подключения этого колеса к средствам привода в движение транспортного средства содержат структуру в виде усеченного конуса, связанную с внешним круговым элементом при помощи по меньшей мере одной шарнирно закрепленной серьги.

Структура в виде усеченного конуса может быть выполнена из облегченного композитного материала, а указанные органы подключения колеса к средствам привода в движение транспортного средства содержат зубчатый обод, имеющий возможность взаимодействия при помощи цепной или зубчатой передачи с приводной шестерней.

Кроме того, круговой внешний элемент подшипника несет круговую деталь, имеющую две плоские боковые стороны, образующие тормозное кольцо, а внутренний круговой элемент подшипника несет по меньшей мере одну тормозную колодку, имеющую возможность взаимодействия с указанным кольцом.

На фиг. 1 представлен вид спереди одного из частных видов реализации колеса, например переднего колеса, являющегося ведущим колесом двухколесного транспортного средства; на фиг. 2 - сечение по диаметру вида реализации ведущего колеса дорожного четырехколесного транспортного средства; на фиг. 3 - реализация ведущего колеса дорожного транспортного средства на четырех колесах; на фиг. 4 - то же, вид сбоку; на фиг. 5-схематический вид, иллюстрирующий частное использование колеса в соответствии с настоящим изобре- тением; на фиг. 6 - то же, вид сбоку; на фиг. 7 - схематический вид, иллюстрирующий другое частное использование колеса в соответствии с настоящим изобретением; на фиг. 8 - то же, вид сбоку; на фиг. 9 - схематический вид, иллюстрирующий еще одно частное использование колеса в соответствии с изобретением; на фиг. 10 - то же. вид сбоку; на фиг. 11 - применение колес в соответствии с настоящим изобретением для создания ремонтной платформы; на фиг. 12 - то же, что на фиг. 1, вариант выполнения.

На фиг. 1 показано колесо 1, содержащее центральную часть 2 и периферическую часть 3, концентрическую относительно центральной части 2. Центральная часть 2 объединена с базовой структурой транспортного средства, например, рычагом 4, установленным на поворотной оси 5, закрепленной на элементе б шасси или же непосредственно на опоре двигателя двухколесного транспортного средства. Этот элемент 6 объединен с вилкой, теоретическая ось которой представлена линией 7, проходящей через нематериальный центр 0 колеса 1. Обтекатель 8, несущий фару 9, изображен схематически. Центральная часть 2 и периферическая часть 3 связаны между собой при помощи подшипника 10, который содержит круговой внутренний элемент и кру- гов ой внешний элемент, объединенные друг с другом известным образом при помощи шариков, конусов или иголок. В действительности подшипник 10 является стандартным, большого диаметра, абсолютно герметичным и выдерживающим относительно высокие нагрузки, которым он подвергается при эксплуатации на дорожном, рельсовом или вездеходном транспортном средстве. Этот тип подшипников содержит одну или несколько обойм шариков, разделенных один от другого для избежания их касания и претерпевания при этом износа и нагревания.

Если транспортное средство, для которого предназначено показанное на фиг 1 колесо, является дорожных транспортным средством, то это колесо содержит контактный орган 11, которым в этом случае является пневматическая шина, смонтированная на ободе (не показан), объединенном с внешним элементом подшипника. Внутренний элемент подшипника, который имеет трубчатую форму и который может быть объединен с трубчатым опорным органом, закреплен при помощи подходящих средств, например, болтов 12, на рычаге 4. Для этой цели внутренний элемент подшипника содержит преимущественно лапки, на которых закрепляется болты 12.

Единственной лапки, расположенной в наиболее низкой зоне колеса, достаточно для его удержания. Преимуществом такого крепления, предусмотренного для дорожных транспортных средств с улучшенными свойствами, таких как автомобили, мотоциклы, грузовики и др , является то, что колесо удерживается в зоне, расположенной возможно ближе к опорной поверхности. В таком случае исключаются все плечи рычагов, возникающих при передаче усилий и нагрузок на ступицу, как это происходит обязательно в классических колесах. На внешней части подшипника Имеется тормозное кольцо 13 большого диаметра и относительно малой ширины, которое взаимодействует с тормозными колодками 14, смонтированными на рычаге 4. Благодаря такой геометрии торможение осуществляется в зоне, очень близкой к дорожному покрытию, и его эффективность повышена благодаря непосредственной передаче тормозной силы колесу в зоне, которая непосредственно близка точке контакта между пневматической шиной и дорожным покрытием, и благодаря тому, что поверхность кольца велика из-за его большого диаметра

На фиг. 2 представлено ведущее колесо автомобиля. Оно содержит обод 15, несущий пневматическую шину 16, блокированную между двумя боковыми ребрами 17 и 18. Боковое ребро 17 объединено с круговой

опорой 19, закрепленной на ободе при помощи болтов 20, который объединен с внешним круговым элементом подшипника 21. Внутренний круговой элемент (не вращающийся) подшипника 21 объединен с элементом 22 шасси транспортного средства (не показано). Классические средства крепления, такие как болты 23, обеспечивают удержание тормозного кольца 24, идентичного кольцу 20

Круговая опора 19 может содержать зубчатый обод 25, предназначенный для взаимодействия с цепью, связанной с ведущей шестерней привода.

Привод колеса, который в результате

особой его конструкции должен осуществляться при помощи внешнего элемента под- шипникэ21, реализован при помощи детали 26 в форме усеченного конуса, выполненного из особенно легкого композитного материала, такого, например, как углеродистое волокно, и соединенного с указанным внешним элементом при помощи трех серег 27 Приводная ось 28, соединенная с указанной деталью 26, связана обычным образом с органами трансмиссии транспортной средства. Серьги шарнирно закреплены на их двух концах, соответственно на ободе и на детали в виде усечеМнЪго конуса.

На фиг. 3 и 4 показана другая форма реализации ведущего колеса 29 дорожного транспортного средства. Как и в предыдущем случае, это колесо содержит подшипник 30, содержащий внешнюю часть 31 и

внутреннюю часть 32. Внутренняя часть 32 подшипника 30 закреплена на базовой структуре транспортного средства по меньшей мере в точке 33. Для использования этого колеса на транспортных средствах,

содержащих известные сами по себе два 34, 35 рычага классической подвески, внутренняя часть 32 подшипника может содержать две точки крепления 33 и 36. Третья точка крепления 37, также предусмотренная на внутренней части 32 подшипника 30, позволяет подключить рулевую колонку 38, известную сама по себе.

Следует отметить, что в противоположность классической системе, в которой три точки крепления предусмотрены на ciynn- це, то есть распределены по относительно малому периметру, три точки крепления 33, 36 и 37 показанного на рис. 3 и 4 колеса относительно удалены друг от друга, что значительно повышает их эффективность и позволяет, как на уровне управления движением, так и на уровне подвески, значительно уменьшить нагрузки, и, следовательно, уменьшить вес используемых деталей и увеличить эффективность компонентов. Из этого проистекает, в частности, чрезвычайно точная управляемость транспортного средства (удержание его направления движения). Другое преимущество изобретения проистекает из того факта, что центр колеса полностью освобожден, что дает в распоряжение конструктора свободное пространство, позволяющее разместить различные детали, такие, как например, глушители выхлопной системы и др. Кроме указанного, в эстетическом и аэродинамическом плане колесо может быть выполнено почти полностью обтекаемым и новые решения могут быть предложены для охлаждения систем торможения, эффективность и точность которых могут быть значительно повышены.

Для транспортных средств частного использования, таких как вездеходы, для которых проблемы просвета от поверхности являются значительно более важными, чем дорожные преимущества, колесо в соответствии с изобретением имеет также уникальные преимущества. Некоторые виды тракторов для виноградникоз должны иметь такой значительный просвет от поверхности, чтобы это позволило не задевать экног- радные саженцы. Колеса в соответствии с изобретением позволяют реализовать такие транспортные средства простым и экономичным способом, В. этом случае достаточно предусмотреть точку крзпления колеса в децентрированной зоне, расположенной как можно выше. Такое построение иллюстрируется фиг. 5 и 6. Колесо, как и раньше, содержит подшипник 39. Вращаю- щийря внешний круговой элемент подшипника, объединен с ободом. Неподвижный внутренний круговой элемент подшипника объединен с рычагом 40 подвескм в децентрированной зоне 41, которая локализована в наибрлее высокой точке центральной зоны колеса, то есть наиболее удаленной от опорной поверхности. Из этого вытекает получение просвета от поверхности h, который очень близок диаметру колеса.

Для тягачей с подвеской, интегрированной в колесе, которые традиционно содержат поперечную ось, несущую на каждом конце рычаг, соединенный со ступицей колеса, колесо в соответствии с изобретением, показанное на фиг, 7 и 8. позволяет реализовать простую и эффективную конструкцию. Колесо 42, которое содержит подшипник 43, закреплено на поперечной

0 оси 44 при помощи упругой связи типа кручение - трение, которая образует подвеску 45, Точка крепления реализуется в децентрированной зоне, расположенной на половине высоты колеса. Эта система

5 эквивалентна, с точки зрения подвески, классической системе с рычагом, соединяющим ступицу. Платформа или каркас 46 тягача могут быть закреплены непосредственно на оси 44.

0 Для тягачей с тяжелым грузом можно предусмотреть, как ото показано на фиг. 9, 10, колесо 47, имеющее по меньшей мере один подшипник 48, онешний круговой элемент которого содержит обод и внутренний

5 круговой элемент которого имеет точку крепления 49, расположенную в наиболее близкой точке от опорной поверхности, Шасси 50 несущее, например, платформу 51, непосредственно закреплено в этой де0 центрированной точке 49.

Вариант этих различных видов фиксации иллюстрируется фиг. 11 и 12. Например, для реализации ремонтного транспортного средства можно смонтировать платформу

5 52 в двух децентрированных зонах 53 и 54 двух колес 55 и 56 на подшипниках, таких, как только что описанные. Для дорожного использования две точки крепления зон 53 и 54 должны находиться в верхнем положе0 ими. Если же опустить при помощи соответствующих средств точку крепления зоны 54 колеса 56 в нижнее положение, то платформа 52 становится помостом для быстрой погрузки, предназначенным для

5 использования при ремонте транспортных соедств. Для осуществления этой операции достаточно предусмотреть устройство, объединенное с шасси тягача, позволяющее осуществлять поворот внутреннего кругово0 го элемен га подшипника i ia 180° вокруг центральной оси (на рисунке не показана)

Кроме этих преимуществ, тот факт, упомянутый ранее, что центральная часть колеса имеет трубчатую конструкцию, создает

5 пространство, в котором могут быть расположены компоненты, которые до настоящего времени должны были располагаться вне колеса, указанное представляет собой значительное преимущество. В частности, as утреннее пространство заднего колеса

мотоцикла может быть использовано для размещения глушителей системы выхлопа, Пассажирская задняя подножка может быть закреплена непосредственно на внутреннем элементе подшипника. Это пространство может быть равным образом использовано для размещения других компонентов, таких, например, как топливные баки, коробка скоростей и др. В результате может быть получена совершено новая геометрия транспортного средства. Из этого проистекают многочисленные преимущества, в частности, значительное снижение центра тяжести, что сообщает этому типу транспортных средств высокую устойчи- вость и хорошее удержание дороги, и, следовательно, достижение никогда ранее не достигаемой степени безопасности.

Хотя на фиг. представлены только колеса дорожных транспортных средств, само собой разумеется, что колеса этого типа могут равным образом быть использованы для рельсовых транспортных средств. В таком случае пневматические шины могут быть заменены круговыми профилированными деталями, соответствующими профилю рельс,

Существование центральной трубчатой части колеса, являющейся неподвижной, облегчает значительно соединение двух или нескольких колес, что может представлять относительный интерес для специальных транспортных средств, предназначенных для передвижения по заболоченным территориям или для военных транспортных средств.

Изобретение не ограничивается описанными видами его реализации, но может претерпевать различные модификации и быть представленным различными, очевидными для специалистов вариантами. Фундаментальное отличительное свойство заключается в соединении внутренней части и внешней части колеса при помощи подшипника большого диаметра, это колесо в таком случае ведет себя как жесткая гусеница, Последствия этого заключаются главным образом в том, что центральная часть колеса становится пустотелой, что позволяет реализовать важные технические и эстетические инновации.

Формула изобретения

1. Колесо для моторизованного или прицепного транспортного средства, предназначенное для перемещения по определенной опорной поверхности, содержащее центральную часть, связанную с базой транспортного средства, и периферическую часть, концентрическую по отношению к центральной части и расположенную с возможностью вращения вокруг этой части, и центральная и периферическая части соединены между собой по меньшей мере одним подшипником, содержащим по меньшей мере один внутренний 5 круговой элемент, объединенный с центральной частью, и по меньшей мере один внешний круговой элемент, концентрический относительно внутреннего кругового элемента и объединенный с перифериче0 ской частью, которая несет контактный орган, при этом центральная часть связана по меньшей мере одним рычагом подвески с базой транспортного средств в по меньшей мере одной расположенной на периферии

5 колеса зоне крепления, локализованной вблизи от опорной поверхности в нижней части колеса, а центральная часть выполнена пустотелой, внешний круговой элемент подшипника связан с органами подключе0 ния колеса к средствам привода в движение транспортного средства, отличаю щее- с я тем, что, с целью повышения надежности, круговой внутренний элемент подшипника содержит шарнирные органы

5 крепления, предназначенные для соединения колеса с базовой структурой транспортного средства.

2Колесо поп. 1,отличающееся тем, что шарнирные органы крепления вы0 полпены при посредстве по меньшей мере одного рычага подвески, шарнирно закрепленного вблизи наиболее низкой точки снут реннего кругового элемента.

3Колесо по п. 1,отли чающееся 5 тем, что внутренний круговой элемент подшипника содержит шарнирные органы крепления, предназначенные для соединения колеса с базовой структурой транспортного средства при посредстве двух рычагов

0 подвески, один из которых шарнирно закреплен в наиболее низкой точке внутреннего кругового элемента, а другой шарнирно закреплен в наиболее высокой точке этого элемента.

5 4. Колесо по п. 3, отличающееся тем, что оно содержит средства для подсоединения внутреннего кругового элемента к по меньшей мере одной тяге управления направлением движения транспортного

0 средства.

5.Колесо поп, 1, отличающееся тем, что органы подключения колеса к средствам привода в движение транспортного средства содержат структуру в виде усечен5 ного конуса, связанную с внешним круговым элементом при помощи по меньшей мере одной шарнирно закрепленной серьги.

6.Колесо по п. 5, отличающееся тем, что структура в виде усеченного конуса

выполнена из облегченного композитного материала,

7. Колесо поп. 1,отличающееся тем, что органы подключения колеса к средствам привода в движение транспортного средства содержат зубчатый обод, имеющий возможность взаимодействия при помощи цепной или зубчатой передачи с приводной шестерней.

8. Колесо по п. 1,отличающееся тем, что внешний круговой элемент подшипника несет круговую деталь с двумя плоскими боковыми сторонами, образующую тормозное кольцо, а внутренний круговой элемент несет по меньшей мере одну тормозную колодку, имеющую возможность взаимодействия с указанным кольцом.

Использование1 касается колеса предназначенного для перемещения по определенной опорной поверхности Сущность изобретения: колесо содержит централь ную часть 2 и периферическую часть 3, концентрическую относитель нсГ Цёнтраль ной чабти. Эти две части соединены мё&ду собой при помощи поДШйпнЙка 10, содержащего внутренний Круговой элемент, объединенный с центральной частью, и внешний круговой элемент, объединенный йё|5ИГфериче(жсГй частью. Эта периферическая часть содержит кбнтактный орган 11 с бпорной rioeepxHoctbio, а центральная часть соед&гне на с базовой структурой Ґранспо}этного ср еДства в децентрирован- ной точке крепления Внешняя часть подшипника 10 несет тормозное кольцо 13, которое взаимЪдействует с тормозными кЬ- л бдками 14, установленными на рычаге 4, с вязаннЬм осью поворота 5 с базовой структурой транспортного средс тва. 7 з.п ф-лы, 12 ил сл XI 00 {О 10 А ы

22 Я

Фиг 2

1

Фиг.5

Фиг

: ФигЛ

W

7фиг б

46

49

фиг. 9

53,

о

(РигJO

55 5t и / /

/

-S6

Фиг. И

Я«

Щиг.11

/