Пневматическое колесо Павлушкова Советский патент 1993 года по МПК B60C17/06 

Предлагаемое дополнительное изобретение относится к пневматическим колесам транспортных средств, имеющим в пневма тической полости безопасные вставки для безаварийной остановки при потере герметичности и может быть использовано, например, в пневматических колесах карьерных автосамосвалов с бескамерными шинами до сквозного разрыва шины.

Известное пневматические колесо Пав- лушкова , содержащее обод, бескамерную шину и кольцевую полую пневматическую вставку безопасности с оболочкой из герметичного материала, которая снабжена одним или несколькими негерметичными участками для пропуска газовой среды с малым расходом, а также участками высокой жесткости для ограничения максимального и минимального объемов пневматической полости вставки и участками высокой эластичности для выравнивания резких изменений давления в пневматических полостях шины и вставки, имеет следующие недостатки.

В конструктивном отношении сложными являются эластичные участки кольцевых элементов оболочки вставки безопасности, выполненные в виде гофрирования материала. Сложным является также герметичное соединение их гофрированных частей друг с другом, особенно при малых размерах шин.

Цель изобретения - упрощение конструкции оболочки вставки безопасности.

Дополнительной целью является увеличение жесткости И прочности вставки.

Указанная основная цель достигается тем, что эластичные участки оболочки вставки выполнены в виде плоских элементов для выравнивания давлений в полостях шины и вставки за счет их колебаний в направлениях, перпендикулярных плоскостям этих элементов.

Указанная цель также достигается тем, что эластичные участки оболочки вставки, прилегающие к протекторной части шины, выполнены в виде плоских квадратов или плоских прямоугольников, соединенных

ел

с

чэ ю со VJ N

CJ

друге другом и образующих периферийную часть оболочки вставки в виде замкнутого объемного многоугольника.

И, кроме того указанная цель достигается тем, что эластичные участки оболочки вставки, прилегающие к боковинам шины, выполнены в виде плоских равнобедренных трапеций, расположенных по высоте оболочки а один или несколько рядов, соединенный друг с другом и образующих боковые части оболс ШГв виде кольцепо- добного многоугольника.

Указанная цель достигается тем, что внутри оболочки вставки выполнены ребра жесткости с отверстиями для перераспределения сжатого воздуха в пневматической полости вставки при изменениях давления в ней. . .

На фиг.1 изображено поперечное сечение предложенного колеса, вариант 1; на фиг.2 - вид по стрелке А на фиг.1; на фиг.З - вид по стрелке Б на фиг.1; на фиг.4 - поперечное сечение предложенного колеса, вариант 2. на фиг.5 - вид по стрелке В на фиг.4; на фиг.6 - поперечное сечение предложенного колёса, вариант 3; на фиг.7 - вид .по стрелке Г на фиг.6.

Первый вариант предлагаемого колеса содержит обод 1, бескамерную шину 2 и кольцевую полую пневматическую вставку 3 безопасности, расположенную внутри пневматической полости 4 шины 2.

Кольцевая вставка 3 смонтирована внутри шины 2. из внешних плоскостных элементов 5; боковых кольцеподобных элементов 6; внутренних кольцевых элементов

7. .-.

Совокупность смонтированных и герметично соединенных между собой элементов 5 - 7 составляет оболочку 8 и пневматическую полость 9 кольцевой вставки 3.

Некоторые из элементов 5 - 7 имеют негерметичные участки 10 с относительно малым, фиксированным расходом. Возможна установка между ободом 1 и вставкой 3 или подшипника скольжения 11, или, наоборот, фиксатора 11 для создания относительной неподвижности обода11 и вставки 3.

Первый вариант предложенного колеса работаетследующим образом (в рабочих режимах).

В режиме нормального движения транспортного средства по неровностям дороги, например, при наезде на препятствие, происходит хотя и незначительное по величине, но резкое увеличение давления (т.е. быстропроисходящеё увеличение давления) в пневматической полости 4 шины 2.

Но для эффективной совместной работы пневматических Полостей 4 и 9 необходимо немедленное (автоматическое) выравнивание давлений в обеих полостях. Негерметичные участки 10 вследствие их малой пропускной способности не обеспечивают

необходимого мгновенного перераспределения сжатого воздуха из полости 4 в полость 9 и выравнивания давления в полостях шийы и вставки.

Поэтому функцию эластичных участков

0 оболочки, мгновенно реагирующих на изменение соотношения давлений в полостях 4 . и 9, выполняют внешние плоскостные элементы 5, выполненные в виде плоского листа возможно больших и оптимально

5 соотнесенных между собой линейных раз- меров (например в виде плоского квадрата). При этом выравнивание давлений в пневматических полостях 4 и 9 достигается посредством вдавливания плоскостных

0 элементов 5, происходящего в перпендикулярном направлении к плоскостям этих эле- ментов под воздействием разности давлений в полостях 4 и 9 (т.е. за счет взаимного автоматического изменения объе5 мов полостей).

Таким образом, при наезде на препятствие происходит резкое увеличение давления в полости 4, что, в свою очередь, приводит к прогибу плоскостного элемента

0 5 в направлении, перпендикулярном к его плоскости, по криволинейным контурам 12 и 13 (см.фиг.1 и 2), вогнутым внутрь полости 9 вставки 3. При этом изменяются объемы полостей 4 и 9 и происходит выравнивание

5 давлений в них.

Далее, при съезде с препятствия, происходит увеличение объема пневматической полости 4 и, соответственно уменьшение давления в ней. Теперь мгновенное значе0 ние давления в полости 9 превышает давление в полости 4, негерметичные участки 10 пропускают сжатый воздух в обратном направлении, но не обеспечивают мгновенного выравнивания давлений. Поэтому под

5 воздействием избыточного в полости 9 давления происходит вдавливание плоскостных элементов в обратном направлении, т.е. по криволинейным контурам 14 и 15. Снова изменяются объемы полостей 4 и 9 и

0 давление в них выравнивается.

Таким образом, в режиме нормального движения транспортного средства по неровностям дороги происходит постоянное выравнивание давлений в полостях шины и

5 вставки, достигаемое посредством амплитудных колебаний плоскостных элементов 5 в пределах.криволинейных контуров 12 - 14 и 13- 15.

В режиме же сквозного разрыва шины, когда вся нагрузка от транспортного средства воспринимается только относительно жесткой и в то же время относительно эластичной конструкции оболочки 8 вставки, усиленной воздействием внутреннего давления в полости 9 вставки 3, оболочка 8 вставки 3 будет постепенно деформироваться, выполнив главную функцию - функцию безопасной остановки транспортного средства..

Технико-экономические преимущества варианта 1 - в упрощении конструкций.

Но возможно, что вышеописанный вариант 1 при некоторых конкретных конструкциях шины 2 и вставки 3 будет неприменим из-за относительно малого компенсирующего объема вставки, заключенного между контурами 12 -. 14 и 13 - 15 амплитудных колебаний эластичных участков 5, поэтому здесь предусмотрен вариант № 2, который, особенно при больших разме- pax шин, может быть широко применим.

Вариант № 2 содержит те же узлы и детали, что и вариант N 1, но с одним отличием: с целью увеличения компенсирующего объема вставки, образованного границами амплитудных колебаний.плоскостных элементов и необходимого для мгно- .венного выравнивания давлений в обеих полостях 4 и 9, боковые кольцеподобные элементы 6 выполнены, как и элементы 5, в виде плоскостных элементов, т.е. боковины оболочки 8 вставки 3 выполнены в виде со- вокупнйсти боковых плоскостных элементов 16 - 18 (см.фиг.4 и В).

Колесо по варианту N 2 работает знало- гичнр колесо по варианту N 1. При этом все плоскостные элементы 5, 16, 17 и 18 одновременно являются элементами не только высокой жесткости, но и элементами повышенной эластичности (в зависимости от на- правления действующих на элементы сил). Эти плоскостные элементы 5. 16,17 и 18 под воздействием изменяющихся давлений в пневматических полостях 4 и 9 прогибаются (см.фиг.4) по криволинейным контурам 12 - 14. 19.-2Q. 21-22. 23-24. в направлениях, перпендикулярных к плоскостным элементам 5, 16, 17 и 18.

Поэтому в значительно больших пределах, чем в варианте N 1, происходит изме- нение объемов полостей 4 и 9 улучшаются условия для выравнивания давлений в них, т.е. повышается эффективность совместной работы шины и вставки. В этом технико-экономические преимущества колеса по вари- анту № 2.

Вариант 3 (см.фиг.6, 7) предназначен для увеличения жёсткости и прочности вставки (в совокупности с находящимся в ней сжатым воздухом), что является определяющим условием для случая сквозного разрыва шины. Для этого в наиболее ответственных по условиям прочности и жесткости местах вставки 3 расположены ребра жесткости 25, которые соединены с соответствующими элементами, например, элементами 5 и 18 (см.фиг.6).,Если эти соединения герметичны, (например, на сплошной сварке), то в ребрах жесткости 25 могут быть, выполнены отверстия 26 относительно, больших размеров (см,фиг.7) для беспрепятственного прохода сжатого воздуха при изменениях давления в пневматической полости 9 вставки 3.

Колесо по варианту № 3 работает аналогично колесу по варианту № 2, с тем отличи: ем, что плоскостные элементы 5 и 18 прогибаются уже по.другим криволинейным контурам 27 - 28 и 29 - 30 (меньших размеров) и поэтому охватывающими меньший компенсирующий объем вставки, чем по варианту № 2. Это уменьшение компенсирующего объема вставки зависит от расположения и размеров ребер жесткости 25.

Технико-экономические преимущества колеса по варианту N 3 состоят в том, что будучи усиленной ребрами жесткости 25, оболочка 8- вставки 3 в режиме сквозного разрыва шины будет более работоспособной, т.е. деформация ее произойдет за более длительный период времени и поэтому увеличивается возможность безопасной остановки транспортного средства.

Формула изобретения 1. Пневматическое колесо, содержащее обод, бескамериую шину и кольцевую полую пневматическую вставку безопасности с оболочкой из герметичного материала, не соприкасающуюся с шиной при нормальных условиях работы, при этом оболочка снабжена одним или несколькими негерметичными участками для пропуска газовой среды с малым расходом и участками различной жесткости и эластичности,часть участков выполнена с высокой жесткостью для ограничения максимального и минимального объемов пневматической полости вставки при изменении соотношения давлений в полостях шины и вставки, а другая часть участков выполнена с высокой эластичностью для выравнивая резких изменений давления в пневматических полостях при наездах на препятствие, отличаю щеес я тем, что, с целью упрощения конструкции, эластичные участки оболочки вставки выполнены в виде плоских элементов для выравнивания давления в полостях шины и вставки за счет их колебания в направлении, перпендикулярном к плоскости вращения шины.

2. Колесо по п. 1,обличающееся тем, что эластичные участки оболочки вставки, прилегающие к протекторной части шины, выполнены в виде плоских квадратов или плоских прямоугольников, соединенных друг-с другом и образующих периферийную часть оболочки вставки в виде замкнутого объемного многоугольника.

3. Колесо по пп.1 и 2, о г л и чающее- с я тем, что эластичные участки оболочки вставки, прилегающие к боковинам шины, выполнены в виде плоских равнобедренных

трапеций, расположенных по высоте оболочки вставки в один или несколько рядов, соединенных друг с другом и образующих боковые части оболочки в виде кольцепо- добного многоугольника.

4. Колесо по пп.1 -3, отличающее- с я тем, что, с целью увеличения жесткости и прочности вставки, внутри оболочки вставки выполнены ребра жесткости с отверстиями для перераспределения сжатого воздуха в пневматической полости вставки при изменениях давления в ней.

Редактор .Т.Иванова

Фиг,

Составитель Л.Павлушков

Техред М.МоргенталКорректор М.Ткач

Изобретение относится к пневматическим колесам с бескамерной шиной, имеющим вставку безопасности, и может быть использовано, например, в большегрузных и внедорожных автомобилях. Цель изобретения - упрощение конструкции оболочки вставки. Колесо содержит обод, .бескамерную шину и вставку безопасности с оболочкой из герметичного материала, которая снабжена негерметичными участками, а также участками высокой жесткости и безопасности. При этом эластичные участки выполнены в виде плоскостных элементов, С помощью которых происходит выравнивание давлений в полостях шины и вставки. Имеются и другие возможные уточнения и развития признаков изобретения. 3 з.п. ф- лы, 7 ил.