Результат интеллектуальной деятельности: КОЛЕСО

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности, касается колеса с ободом, пневматической шиной и опорным телом в полости последней, обеспечивающим возможность безаварийного движения на спущенной шине.

Известно колесо транспортного средства (патент RU №2291788, МПК В60С 17/06, 2007 г.), содержащее герметичный разборный обод и пневматическую бескамерную шину, в полости которой установлена упругая внутренняя опора, ограничивающая радиальную деформацию шины и обеспечивающая необходимую работоспособность последней при потере внутреннего давления. Профиль опоры имеет уширенное основание и скругленную вершину, контуры которой подобны контуру опорной дорожки нормально накачанной шины. Опора выполнена разборной и составлена из сцепленных друг с другом отдельных сегментов, образующих охватывающее обод сплошное кольцо. Каждый из сегментов прикреплен к опорной поверхности обода резьбовым соединением, для размещения элементов которого в теле сегмента выполнена цилиндрическая аксиально-ориентированная полость со сквозным радиально направленным отверстием.

Одним из недостатков известной конструкции является снижение прочности диска, обусловленное наличием в его опорной плоскости сквозных отверстий, ослабляющих сечение диска и являющихся концентраторами напряжений.

Кроме того, сложность как конструкции, так и технологии монтажа опоры исключает возможность реализации известного технического решения совместно со стандартными моноблочными дисками, что существенно ограничивает область применимости известного колеса.

Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа является изобретение по патенту RU №2344945, МПК В60С 1/06, 2006 г., содержащее герметичный обод и пневматическую бескамерную шину, в полости которой установлена упругая разборная поддерживающая опора, выполненная в виде кольцевых фрагментов, равномерно установленных и зафиксированных с возможностью скольжения на охватывающий обод кольцевой направляющей, жестко прикрепленной к опорной поверхности обода колеса.

Недостатком известной конструкции также является снижение прочности и усложнение конструкции обода, необходимость доработки имеющихся ободьев для превращения обычного колеса в безопасное.

Другим недостатком известного колеса является низкая эксплуатационная надежность, обусловленная вероятностью «наката» выступа опоры на боковину шины, а также такая конструкция не исключает проскальзывание шины и опоры на ободе при отсутствии давления воздуха и предопределяет невозможность самостоятельного движения автомобиля в таких ситуациях.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эксплуатационной надежности и упрощение конструкции колеса с внутренней поддерживающей опорой, обеспечивающей при потере давления в шине возможность безаварийного движения транспортного средства до остановки.

Технические результаты изобретения - высокая эксплуатационная надежность и относительная простота и универсальность конструкции, обеспечивающие возможность ее применения для любых типов шин и дисков, упрощение монтажа колеса, снижение его стоимости.

Результаты изобретения достигаются за счет того, что колесо транспортного средства, содержащее герметичный обод и пневматическую бескамерную шину, в полости которой установлена охватывающая обод упругая разборная поддерживающая опора, снабжено сплошной кольцевой направляющей, установленной на наружной поверхности поддерживающей опоры, и выполнена в виде гибкой ленты с отбортовками, охватывающими поддерживающую опору с торцов, при этом кольцевая направляющая снабжена облицовкой из антифрикционного материала на внутренней поверхности и чередующимися выступами и впадинами из резиноподобного фрикционного материала на наружной поверхности.

Предлагаемое техническое решение, в сущности, представляет собой своеобразный подшипник скольжения, в котором сектора поддерживающей опоры являются вкладышами, а кольцевая направляющая, установленная на наружной поверхности поддерживающей опоры, вместе с шиной образуют опорную поверхность подшипника.

Использование направляющей позволяет выравнивать линейные скорости вращения шины и поддерживающей опоры и резко уменьшает выделение тепла в контакте при движении при отсутствии давления воздуха в шине, а выполнение поддерживающей опоры в виде дискретных секторов обеспечивает возможность и удобство ее монтажа с помощью обычных шиномонтажных инструментов при минимальном объеме регулировочных работ.

Способы и средства фиксации секторов поддерживающей опоры на ободе и направляющей могут быть различными, один из возможных вариантов практической реализации предлагаемого устройства приведен ниже.

На фиг.1 и 2 приведены изображения соответственно радиального и окружного сечений предлагаемого колеса, на фиг.3 - увеличенное изображение места А фигуры 2.

Колесо содержит обод 1, шину 2, кольцевую направляющую 3 с антифрикционной облицовкой на внутренней поверхности 4 и выступами из фрикционного материала на наружной поверхности 5 и отбортовками 6, поддерживающую опору 7, состоящую из секторов 8 с соединительными элементами 9.

Для удобства монтажа и фиксации на поддерживающей опоре кольцевая направляющая 3 выполнена в виде гибкой ленты с отбортовками, внутренний диаметр которой равен наружному диаметру поддерживающей опоры. Поддерживающая опора составлена из нескольких идентичных по конструкции секторов 8, которые устанавливаются на ободе колеса 1 с помощью соединительных элементов 9 с плотным прижатием к ободу колеса 1 и боковинам шины 2. Сектора могут быть выполнены как в виде монолитных, так и многослойных кольцевых или оболочечных фрагментов различного профиля (прямоугольного, полукруглого и др.), изготовленных из металла, пластика, резины или из композиций указанных материалов.

Монтаж колеса осуществляется следующим образом.

Предварительно на колесном ободе 1 устанавливают сектора 8 разборной поддерживающей опоры. До окончательной сборки поддерживающей опоры на ее наружной поверхности устанавливают кольцевую направляющую в виде гибкой ленты. Внутренний диаметр кольцевой направляющей выбран таким образом, что обеспечивает расчетный эксплуатационный зазор между поддерживающей опорой и кольцевой направляющей после окончательной сборки секторов поддерживающей опоры.

Предлагаемое колесо транспортного средства работает следующим образом.

В штатном режиме движения поддерживающая опора не оказывает никакого влияния на качение колеса. При снижении давления в результате повреждения шины (прокол, разрыв и т.п.) вступает в работу упругая поддерживающая опора с установленной на ней кольцевой направляющей, шина при этом деформируется. За счет прижатия и распора шины разборными элементами (секторами) опоры и надежного их прижатия к ободу обеспечивается сцепление опоры как с внутренней поверхностью шины, так и с опорной поверхностью обода, что исключает накат опоры на боковину шины и разбортовку последней при сохранении подвижности колеса.

В предлагаемом техническом решении применение установленной на наружной поверхности поддерживающей опоры кольцевой направляющей в качестве элемента, выравнивающего линейные скорости шины и поддерживающей опоры в месте контакта, позволяет достаточно просто и с высокой надежностью работы реализовать систему безаварийного движения на спущенных шинах в колесах с любыми дисками и шинами, в том числе и находящимися в эксплуатации.

Выполнение поддерживающей опоры в виде унифицированных по конструкции и размерам кольцевых фрагментов, дискретно установленных на ободе колеса, обеспечивает, с одной стороны, существенное упрощение технологии монтажа колеса, с другой стороны, уменьшает неподрессоренную массу колеса, т.е., в конечном счете, снижает нагрузку на подвеску автомобиля.

Кроме того, простота конструкции и технологичность предлагаемой системы существенно снижают стоимость колеса.

В настоящее время изготовлены и испытаны колеса по материалам заявки с поддерживающей опорой из полиуретана СКУ-ПФЛ-100 шириной 50 мм с кольцевой направляющей из армированной металлокордом резины 4Э-1386 с антифрикционной облицовкой из углепластика на основе модифицированного дисульфидом молибдена эпоксидного связующего. Колеса подтвердили свою работоспособность на полностью спущенной шине при скорости движения автомобиля до 60 км/час и возможность сборки и разборки колеса предлагаемой конструкции.

Таким образом, новое техническое решение в предложенной совокупности существенных признаков позволяет создать колеса с возможностью безаварийного движения на спущенной шине более эффективные по сравнению с известным уровнем техники, воспроизводимые промышленным способом, соответствующие критерию «промышленная применимость», т.е. уровню изобретения.