Колесно-лопастной движитель транспортного средства Советский патент 1993 года по МПК B60F3/00 

Изобретение относится к транспортному машиностроению и касается плавучих и вездеходных машин на колесном ходу,

Цель изобретения - уменьшение металлоемкости, уменьшение затрат мощности силовой установки на бесполезное загреба- ние вверх и вниз при заглублении колесного движителя в воде на половину диаметра и более, придание свойств колесному движителю не зарываться в рыхлый и вязкий грунт, а стремиться при движении постоянно выходить на поверхность грунта, и не разрушать почвенный покров.

Постоянная цель достигается тем, что в колесно-лопастном движителе транспортного средства, содержащего копир, диск с ободом с установленными на нем лопастями с приводом периодического выталкивания за обод диска и возвращения в исходное состояние, привод выталкивания лопасти за обод диска осуществляется за счет пневмоцилиндров, расположенных в нижней полусфере колесного движителя через копир, представляющий собой полукольцо, причем лопасти возвращаются внутрь движителя за обод за счет нажимного упругого элемента.

Кроме того, пневмоцилиндры с копиром, представляющим полукольцо, расположенное в нижней полусфере, через который выталкиваются лопасти за обод диска закреплены на неаращающемся кожухе, а лопастм закреплены на вращающемся диске. С целью придания свойств колесно-ло- пастиому движителю не закручиваться в грунт как обычное колесо, а стремиться постоянно выходить на поверхность рыхлого или вязкого грунта, копир, представляющий собой полукольцо, расположенное в нижней полусфере колесно-лопастного движителя и закрепленное на штоках пневмоцилиндроа, состоит из трех частей, шарнирно соединенных между собой, причем каждая часть полукольца закреплена на штоках пневмоцилиндров так, чтобы при действии каждого пневмоцилиидра только та часть полукольца, закрепленная на штоке пневмоципиндра, прижималась внутри к ободу диска и выталкивала лопасть за обод диска. Если лопасти выходят за обод колес- но-лопастного движителя в нижней боковой части со стороны направления движения транспортного средства и внизу при срабатывании переднего бокового пневмоцилиндра и нижнего центрального, а после прохождения нижней опорной точки лопасти будет заходить внутрь обода при вращении движителя, to со стороны направления движения движитель получит дополнительную площадь опоры; в результате за счет

этого колесно-лопастной движитель будет стремиться постоянно выходить на поверхность. После прохождения лопастей нижнего опорного положения лопасти будут

заходить внутрь обода диска и при дальнейшем вращении движителя не будет трансформировать грунт вверх, вырывать и выбрасывать и тем самым не будут способствовать зарываться колесно-лопастному

движителю в вязкой и непрочный рыхлый грунт, за счет этого мощность силовой установки будет в большей степени расходоваться на движения.

На фиг,1 и 2 показан левый колесный

движитель, на фиг. 3 - колесно-лопастной движитель ; на фиг.4 - камера диска с лопастью; на фиг,5 и 6 гусеничная цепь; на фиг.7 - башмак,

К корпусу 1 транспортного средства на

полуоси 2 крепится диск 3. Диск 3 с ободом А выполнен по периметру в виде камеры, внутри которой в направляющих 5 расположены лопасти 6, удерживающиеся в камере диска 3 с помощью пружин 7. Пружины 7,

прижимающие лопасть 6 к оси вращения движителя, располагаются по краям от лопасти 6 и закреплены одним концом с ободом 4 диска, а другим концом связаны с лопастью 6. Лопасть 6 со стороны оси вращения движителя оканчивается роликами 8. На невращающемся кожухе 9, внутри которого располагается полуось2,закреплен неподвижно кронштейн 10.

В нижней полусфере колесного движи7

теля на кронштейне 10 закреплены три пневмоцилиндра, один из которых центральный 11 (фиг.2), находится внизу по вертикальной оси, а два остальных 12,13 - внизу по бокам от центрального 11, под некоторым углом от центрального. Центральный пневмоцилиндр 11 крепится неподвижно к кронштейну 10, а боковые два 12 и 13 закреплены на осях 14 и 15 перпендикулярно плоскости движения. На штоках

16 пневмоцилиндров 11,12 и 13 закреплен копир 17, представляющий собой полукольцо, состоящий из трех частей, шарнирно соединенных между сббой, и каждая часть крепится к отдельному штоку 16 пневмоцилиндров 11,12 и 13, причем средняя часть копира 17 крепится к штоку 16 центрального пневмоцилиндра 11 неподвижно, а боковые части копира 12,13 могут разворачиваться на осях 18, закрепленных на концах штоков

16 боковых пневмоцилиндров 12 и 13. Копир 17 представляет собой полукольцо и состоит из трех частей, каждая часть копира жесткая и может выдерживать значительные нагрузки. Крепится центральный пневмоци

линдр 11 к кронштейну 10 жестко с помощью болтового соединения и хомута 19. ДискЗ представляет собой У-обрззную форму и образует с ободом 4 замкнутую камеру по периферии движителя, в которой помещаются лопасти б, пружины 7, отжимающие лопасти 6 к оси вращения.

В наклонной части 21 камеры диска находящейся к оси вращения, вырезаются окна 20, через которые проходят кронштейны 22 роликов 8 лопастей 6. Оставшаяся часть наклонной камеры представлена на фиг,2 усеченными призмами. Через ролики 8, кронштейны 22, которые соединены с лопастями 6 и проходят через окна 20 наклонной 21 части диска, лопасти выталкиваются наружу посредством невращающегося и перемещающегося относительно оси вращения копира 17 в радиальном направлении с помощьюпневмоцилиндров 11,12 и 13. Полуось 2 вращается в кожухе 9 на подшипниках 23. Обод 4 диска имеет прорези 24, через которые выталкивается на обод 4 наружу лопасть 6, Лопасти 6 выполняются во избежание поломок и облегчения вогнутыми или выпуклыми и могут иметь ребра жесткости в случае необходимости. В колесно-лопаст- ном движителе герметичность достигается за счет заполнения камеры между лопастями 25 материалом, не впитывающим влагу и намного легче воды (пенопласт и др,) для того, чтобы на воде вес движителя не только уменьшился, но и вода не оставалась в камере диска, когда лопасти окажутся вверху над водой, а также для того, чтобы лопасти, находящиеся внутри камеры диска, не затрачивали энергию на загребание об воду. Для заполнения большего объема камеры диска легким материалом направляющие 5 можно выполнять в виде пазов и окна 20 оставлять только для прохода кронштейнов 22 роликов 8.

В корпусу 1 транспортного средства крепится неподвижно рычаг 26, к цапфам 27 которого крепится кожух 9. Полуось 2 имеет крестовину 28. К пневмоцилиндрам 11,12 и 13 крепятся воздушные трубки 29, подводящие воздух от воздушного компрессора силовой установки на каждый пневмоцилиндр раздельно. К диску 3 крепится тормозной барабан 30.

Колесно-лопастной движитель работает следующим образом.

При вращении колесного движителя вращается полуось 2, диск 3, лопасти 6 с роликами 8, пружины 7, а кожух 9, кронштейн 10 и пневмоцилиндры 11,12 и 13 с копиром 17остаются неподвижными. Ролики 8 лопастей б при- вращении колесного движителя взаимодействуют с копиром 17. Выталкивают лопасти 6 из камеры движителя через прорезь 24 обода 4 движителя на необходимое расстояние. По вертикали внизу установлен центральный пневмоцилиндр 11 и при подаче воздуха в него пневмоцилиндр 11 выталкивает лопасти б посредством копира 17 и роликов 8 за обод 4 движителя только внизу, а лопасти, находящиеся слева и справа от нижних, находятся внутри камеры движителя. Когда

транспортное средство (амфибия) находится на воде, воздух подается на центральный нижний пневмоцилиндр 11 и лопасти будут выходить только внизу и тем самым мощность силовой установки при вращении будут тратиться только в основном на движение, но не на бесполезное загребание вверх и вниз. Если транспортное средство будет находиться в болотистой местности, на рыхлом грунте, то воздух подается на

нижний центральный пневмоцилиндр 11 и на тот, который находится с нижнего бока со стороны направления движения транспортного средства.

В результате выдвижения лопастей за

обод движителя внизу и с нижней стороны

по направлению движения увеличивается

дополнительная значительная площадь

опоры на грунт, тем самым колесно-лопаст. ный движитель при вращении будет облздать свойствами не только движения за счет нижних лопастей, но и свойством стремления движения вверх за счет передних лопастей. После прохождения лопасти нижнего опорного положения за счет пружин и так

как пнеемоцилиндр 12, находящийся сзади по отношению к центральному, находится не в рабочем состоянии, то лопасти войдут внутрь за обод движителя. За счет этого лопасти после прохождения нижнего опорного положения не будут деформировать грунт вверх, вырывать и выбрасывать при вращении движения грунт на поверхность, т.е. такое устройство будет воспрепятствовать колесно-лопастному движителю зарываться в грунт.

При движении в обратном направлении в болотистой местности и рыхлом грунте включают уже другой задний пневмоцилиндр 12, а предыдущий передний 13 выключают при постоянно включенном нижнем центральном 11 и соответственно лопасти, бывшие передние, заходят внутрь диска, а бывшие задние аыходят за обод

диска. При движении в обратном направлении в болотистой местности и рыхлом грунте включают уже другой бывший задний пневмоцилиндр 12, а бывший передний 13 включают при постоянном нижнем 11 и соответственно лопастм, бывшие передние заходят внутрь диска, а бывшие задние выходят за обод диска.

Если бы лопасти все время при контакте с грунтом оставались строго в вертикальном положении, как в начале вхождения в грунт, внизу и на выходе, то никакой бы деформации и отрывания грунта не происходило бы. А так как лопасти все время остаются в радиальном направлении, то и происходит в начале при срабатывании пневмоцилинд- ров 11 и 13, что движитель, опираясь передними выпущенными лопастями на грунт, стремиться вверх, а после прохождения нижней опорной поверхности, если пневмо- цилиндр 12 выключен и лопасти соответственно находятся внутри движителя под пневмоцилиндром 12, то не деформируют грунты не выбрасывают его на поверхность и не способствуют зарыванию движителя в рыхлый и вязкий грунт, т.е. все время движитель будет стремиться двигаться на поверхности рыхлого и вязкого грунта, что увеличивает возможность передвижения.

Действие пневмоцилиндров 11,12 и 13 и копира 17 будет происходить следующим образом. Когда срабатывает центральный пнёвмОцилиндр 11, то выдвигается к ободу средняя часть копира в радиальном направлении, а боковые части копира будут разворачиваться шарнирно относительно центральной части, кроме того, боковые части копира будут разворачиваться и на штоках 16 боковых пневмоцилиндров, с которыми они соединены шарнирно с помощью осей 16. Боковые пневмоцилиндры 12 и 13 в свою очередь также развернутся при срабатывании только центрального 11 на осях 14 и 15, закрепленных на кронштейне 10. При срабатывании любого бокового пневмоцилиндра 12 и 13 при неподвижном центральном 11 разворачиваться начнет

срабатываемый боковой пневмоцилиндр, а также разворачиваться будет и та часть копира, соединенного со срабатываемым пневмоцилиндром, относительно неподвижного центрального пневмоцилиндра и неподвижной средней части копира.

Данный движитель может быть применен с гусеничной цепью.

Башмаки 31 изготовляются с отверстиями 32 по середине между ребрами жесткости для лопастей 6, длиной по ширине лопасти, а длиной, достаточной, чтобы лопасти при выдвижении в момент начала набегания нижнего опорного положения могли

свободно проходить через отверстия, не контактируя с башмаками. Лопасти 6 проходят через отверстие 30 в башмаках гусенич- ной цепи, когда транспортное средство находится на плаву для загребания об воду

и движения по воде и болотистой местности для сцепления с болотистой массой. С целью плавного разворота транспортного средства изготовляют поворотную опорную тележку, управляемую с помощью гидроцилиндров. В случае передвижения вновь транспортного средства, в основном, по водной и болотистой среде гусеничная цепь вновь снимается.

Формула изобретения

1. Колесно-лопастной движитель транспортного средства по авт.св. № 1661003, отличающийся тем, что, с мелью повышения эффективности в работе, камера диска заполнена материалом, удельный

вес которого меньше удельного веса воды, размещенным между лопастями.

2. Движитель по п.1, отличающий- с я тем, что он снабжен гусеничной цепью, охватывающей камеру диска с прикрепленными к ней башмаками, в которых выполнены отверстия для прохода лопастей.

фиг.З

3 4

Использование: изобретение относится к транспортному машиностроению и касается плавучих и вездеходных машин на колесном ходу. Сущность изобретения: колесно-лопастной движитель содержит диск 3 с ободом.выполненным в виде камеры, заполненной материалом, удельный вес которого меньше удельного веса воды, Внутри камеры в направляющих установлены лопасти 6, снабженные пружинами 7 и роликами 8. В нижней полусфере колесного движителя на кронштейне 10 закреплены три пневмоцилиндра - центральный 11 и два боковых 12 и 13. На стойках 16 пневмо- цмлиндров 11,12,13 закреплен копир 17. Колесно-лопастной движитель также снабжен гусеничной цепью, охватывающей камеру диска 3 с прикрепленными к ней башмаками, в которых выполнены отверстия для прохода лопастей 6. 1 з.п,ф-лф, 7 ил.

Фи.5

№7