защитная опорная подушка и конструкция из подушки и обода для пневматической шины, содержащая балансировочные средства и обеспечивающая облегченный монтаж

Формула изобретения

1. Защитная опорная подушка (10, 20, 30, 70), предназначенная для надевания путем операции, выполняемой при поступательном движении, на посадочную полку (4) обода (2) колеса, при этом подушка имеет аксиально переднюю сторону (I) и аксиально заднюю сторону (II) и содержит основание (8, 21, 32), выполненное с возможностью установки вокруг посадочной полки (4), а также корпус (9, 31), соединенный с основанием, при этом посадочная полка (4) имеет рабочий край (41), а операция, выполняемая при поступательном движении, состоит в перемещении рабочего края (41) посадочной полки (4) обода (2) от аксиально передней стороны (I) подушки (10, 20, 30, 70) к аксиально задней стороне (II), при этом радиально внутренняя поверхность основания (8, 21, 32) подушки содержит множество балансировочных выступов (12, 35, 71), равномерно расположенных по окружности, а радиально внутренние стенки подушки в свободном состоянии вписываются в диаметр, меньший диаметра посадочной полки обода.

2. Защитная опорная подушка (10, 20, 30, 70) по п.1, отличающаяся тем, что каждый из балансировочных выступов (12, 35, 71) содержит в сечении по осевой плоскости по меньшей мере один участок (14, 73) радиально внутреннего профиля, расстояние которого относительно оси подушки постепенно уменьшается в осевом направлении от значения, превышающего радиус рабочего края (41) посадочной полки (4) обода (2), от передней стороны (I) до значения, меньшего этого радиуса, к задней стороне (II) для обеспечения фрикционного взаимодействия между ободом (2) и основанием (8, 21, 32) подушки.

3. Защитная опорная подушка (10, 20, 30, 70) по п.1 или 2, отличающаяся тем, что каждый из балансировочных выступов (12, 35, 71) содержит в сечении по осевой плоскости по меньшей мере один участок (14, 73) радиально внутреннего профиля, расстояние которого относительно оси подушки постепенно уменьшается в осевом направлении от значения, превышающего радиус рабочего края (41) посадочной полки (4) обода (2), от задней стороны (II) до значения, меньшего этого радиуса, к передней стороне (I) подушки.

4. Защитная опорная подушка (10, 20, 30, 70) по одному из пп.1-3, отличающаяся тем, что корпус (9) содержит зоны (16), образующие полости (17), разделяющие основание (8, 21) подушки и радиально внешнюю часть (6) подушки и равномерно размещенные вокруг подушки, причем некоторые из балансировочных выступов (12, 71) расположены радиально внутри напротив соответствующих полостей (17) корпуса (9).

5. Защитная опорная подушка (10, 20, 30, 70) по п.4, отличающаяся тем, что каждый из балансировочных выступов (12, 71) расположен радиально внутри относительно полости (17) корпуса (9).

6. Защитная опорная подушка (10, 20, 30, 70) по п.1 или 2, отличающаяся тем, что основание (8, 21, 32) содержит по существу нерастяжимую в окружном направлении, но гибкую зону сопротивления (11, 33), радиально внутренний диаметр которой слегка превышает диаметр посадочной полки (4) обода (2).

7. Защитная опорная подушка (10, 20, 30, 70) по одному из пп.1-6, отличающаяся тем, что балансировочные выступы (12, 35, 71) расположены симметрично относительно оси вращения подушки.

8. Защитная опорная подушка (10, 20, 30, 70) по одному из пп.1-7, отличающаяся тем, что осевая ширина балансировочных выступов (12, 35, 71) составляет от 10 до 50% осевой ширины основания (8, 21, 32).

9. Защитная опорная подушка (10, 20, 30, 70) по одному из пп.1-8, отличающаяся тем, что балансировочные выступы (12, 35) расположены в осевом направлении со стороны аксиально задней стороны (II) подушки.

10. Защитная опорная подушка (10, 20, 30, 70) по одному из пп.1-9, отличающаяся тем, что балансировочные выступы (12, 35, 71) содержат в осевом направлении со стороны аксиально передней стороны (I) подушки боковую грань (14, 73), средний наклон которой относительно оси вращения подушки составляет от 15 до 55°.

11. Защитная опорная подушка (10, 20, 30, 70) по одному из пп.1-10, отличающаяся тем, что балансировочные выступы (12, 35, 71) содержат в осевом направлении со стороны аксиально задней стороны (II) подушки боковую грань (14, 73), средний наклон которой относительно оси вращения подушки составляет от 15 до 55°.

12. Защитная опорная подушка (10, 20, 30, 70) по одному из пп.1-11, отличающаяся тем, что поперечное сечение балансировочных выступов (12, 35, 71) в осевой плоскости имеет трапециевидную форму.

13. Защитная опорная подушка (10, 20, 30, 70) по одному из пп.1-12, отличающаяся тем, что когда является половиной угла с центром, разделяющим два смежных выступа, a R является радиусом посадочной полки обода, высота h выступа выражается отношением

14. Защитная опорная подушка (10, 20, 30, 70) по одному из пп.1-13, отличающаяся тем, что радиальная высота балансировочных выступов (12, 35, 71) составляет 2-10 мм.

15. Защитная опорная подушка (10, 20, 30, 70) по одному из пп.1-14, отличающаяся тем, что радиальная высота балансировочных выступов (12, 35, 71) составляет 3-5 мм.

16. Защитная опорная подушка (10, 20, 30, 70) по одному из пп.1-15, отличающаяся тем, что количество балансировочных выступов (12, 35, 71) составляет 3-15.

17. Защитная опорная подушка (10, 20, 30, 70) по одному из пп.1-16, отличающаяся тем, что основание (8, 21, 32) содержит множество удлинений (15), выполненных в осевом направлении со стороны (II), противоположной первой стороне (I), а балансировочные выступы (12, 35, 71) расположены по тем же азимутам, что и удлинения (15).

18. Защитная опорная подушка (20) по одному из пп.1-17, отличающаяся тем, что радиально внутренняя поверхность основания (21) содержит между двумя окружными зонами (23, 24) данного диаметра по меньшей мере одну окружную зону (22) большего диаметра.

19. Защитная опорная подушка (70) по одному из пп.1-18, отличающаяся тем, что балансировочные выступы (12, 71) выполнены в виде двух совокупностей, смещенных относительно друг друга в осевом направлении и по окружности.

20. Защитная опорная подушка (30) по одному из пп.6-19, отличающаяся тем, что корпус (31) выполнен в виде валика по существу тороидальной формы из пористой резины с закрытыми ячейками.

21. Защитная опорная подушка (30) по п.20, отличающаяся тем, что основание (32) продолжено в осевом направлении с двух сторон крылом (36), расположенным в радиальном направлении к внешней стороне под углом , находящемся в пределах от 30 до 50°, относительно осевого направления.

22. Конструкция колеса, содержащая обод (2, 60) и защитную опорную подушку (3, 10, 20, 30, 70), предназначенную для надевания вокруг посадочной полки (4) обода путем операции, выполняемой при относительном поступательном движении, и содержащую аксиально переднюю сторону (I) и аксиально заднюю сторону (II) и основание (8, 21, 32), выполненное с возможностью установки вокруг посадочной полки (4), а также корпус (9), соединенный с основанием, при этом посадочная полка (4) содержит рабочий край (41), а операция, выполняемая при поступательном движении, состоит в перемещении рабочего края (41) посадочной полки (4) обода (2) от аксиально передней стороны (I) подушки к аксиально задней стороне (II), отличающаяся тем, что конструкция содержит множество выступов (12, 35, 61, 71), равномерно расположенных по окружности, радиально сжатых между основанием (8, 21, 32) подушки и посадочной полкой (4) обода для создания механического затягивания между подушкой и соответствующей посадочной полкой и для обеспечения балансировки подушки на посадочной полке.

23. Конструкция по п.22, отличающаяся тем, что выступы (31) расположены на радиально внешней поверхности посадочной полки (4) обода (2).

24. Конструкция по п.23, отличающаяся тем, что каждый из балансировочных выступов (31) содержит в сечении по осевой плоскости по меньшей мере один участок радиально внешнего профиля, расстояние которого относительно оси обода постепенно увеличивается в осевом направлении от рабочего края (41) посадочной полки к противоположной стороне от значения, меньшего внутреннего радиуса основания подушки, до значения, превышающего этот радиус, для обеспечения фрикционного взаимодействия между ободом и основанием подушки.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение касается защитных опорных подушек для пневматических шин колесных транспортных средств, устанавливаемых внутри шин на ободах и обеспечивающих движение под нагрузкой при резком падении давления в шинах. В частности, изобретение касается соединения этих защитных опорных подушек с ободами, на которых они установлены.

Основная функция защитных опорных подушек состоит в том, что они должны выдерживать нагрузку в случае значительного падения давления в пневматической шине. При нормальном давлении в шинах защитные подушки должны как можно меньше снижать динамические характеристики шин. В частности, они должны оставаться в нормальном сбалансированном состоянии вокруг обода без какого-либо перекоса независимо от температуры защитной опорной подушки и скорости движения транспортного средства. Их конструкция должна обеспечивать простой монтаж и демонтаж на ободах колес транспортных средств.

В патенте США 5690762 описана защитная опорная подушка, выполненная из эластичного материала и предназначенная для монтажа на глубоком ободе обычного легкового автомобиля. Данная подушка содержит корпус и основание, находящееся в непосредственном контакте с ободом. Подушка содержит также кольцевые усилительные элементы, расположенные по окружности и выполненные по существу нерастяжимыми, диаметр которых слегка превышает диаметр клинчеров ободов, на которые должны устанавливаться защитные опорные подушки. Основание состоит из двух кольцевых зон, внутренний диаметр которых в свободном состоянии меньше диаметра частей обода, на которые они опираются, следовательно, сжатие этих кольцевых зон обеспечивает хорошую балансировку подушки на ободе. При воздействии центробежных сил во время движения на высокой скорости кольцевые усилительные элементы не позволяют кольцевым зонам растягиваться и терять контакт с ободом.

Когда защитная опорная подушка предназначена для установки на разъемном ободе, состоящем из двух частей, или на ободе с посадочной полкой для защитной подушки, диаметр которой превышает диаметр одного из клинчеров обода, такого как обод, показанный на фиг.1, установку защитной опорной подушки осуществляют путем надевания на соответствующую посадочную полку обода. В патенте США 5836366 описан способ установки конструкции из пневматической шины и опорной подушки протектора на такую посадочную полку обода колеса. Очень важно, чтобы подушка оставалась сбалансированной вокруг посадочной полки обода и сохраняла достаточную прочность и чтобы при этом можно было легко осуществлять монтаж и демонтаж.

С другой стороны, если для противостояния центробежным силам необходимо выполнение кольцевых усилительных элементов, то эти усилительные элементы можно размещать в основании. Такая защитная опорная подушка раскрыта в патентной заявке ЕР 0796747 А1. Такое расположение кольцевых усилительных элементов облегчает изготовление защитной опорной подушки.

С учетом допусков при изготовлении обода и подушки в такой подушке уже невозможно располагать радиально внутри кольцевые зоны, сжатие которых обеспечивает хорошую балансировку вокруг обода независимо от скорости и обеспечивает при этом легкий монтаж и демонтаж.

Под «экваториальной плоскостью» защитной опорной подушки понимают любую плоскость, перпендикулярную оси вращения подушки, а под «средней экваториальной плоскостью» - экваториальную плоскость, находящуюся в середине подушки.

Под «осевой плоскостью» подушки или колеса понимают любую плоскость, проходящую через ось вращения подушки или колеса.

Объектом настоящего изобретения является защитная опорная подушка, предназначенная для надевания путем операции, выполняемой при относительном поступательном движении, на посадочную полку обода колеса, при этом подушка имеет аксиально переднюю сторону и аксиально заднюю сторону и содержит основание, выполненное с возможностью надевания вокруг посадочной полки, а также корпус, соединенный с основанием, при этом посадочная полка имеет рабочий край, а операция, выполняемая при поступательном движении, состоит в перемещении рабочего края посадочной полки обода в направлении от аксиально передней стороны подушки к аксиально задней стороне, при этом радиально внутренняя поверхность подушки содержит множество балансировочных выступов, равномерно расположенных по окружности, а радиально внутренние стенки подушки в свободном состоянии вписываются в диаметр, меньший диаметра посадочной полки обода.

В соответствии с первым аспектом изобретения каждый из балансировочных выступов имеет в сечении по осевой плоскости по меньшей мере один участок радиально внутреннего профиля, расстояние которого по отношению к оси подушки постепенно уменьшается в осевом направлении от значения, превышающего радиус рабочего края посадочной полки обода, от передней стороны подушки, до значения, меньшего этого радиуса, к задней стороне подушки, что обеспечивает фрикционное взаимодействие между ободом и подушкой.

Наличие балансировочных выступов приводит к их сжатию при натяжении подушки во время ее надевания на посадочную полку обода. Тем самым обеспечивается хорошая балансировка подушки относительно обода. Особая форма этих выступов придает им дополнительно функцию направляющей для подушки, что значительно облегчает монтаж на посадочной полке обода, в частности в опорной зоне, в которой при монтаже происходит сжатие выступов по причине их толщины.

В соответствии со вторым аспектом изобретения, объектом настоящего изобретения является аналогичная защитная опорная подушка, в которой каждый из балансировочных выступов имеет в сечении по осевой плоскости по меньшей мере один участок радиально внутреннего профиля, расстояние которого по отношению к оси подушки постепенно уменьшается в осевом направлении от значения, превышающего радиус рабочего края посадочной полки обода, от задней стороны подушки, до значения, меньшего этого радиуса, к передней стороне подушки.

Этот второй отличительный признак имеет особое преимущество. Его наличие значительно облегчает демонтаж подушек, так как позволяет избежать блокировки краев выступов на любой части обода, через которую должны проходить выступы.

Объектом настоящего изобретения является также аналогичная защитная опорная подушка, предназначенная для надевания путем операции, выполняемой при относительном поступательном движении, на посадочную полку обода, при этом подушка содержит основание, выполненное с возможностью надевания вокруг посадочной полки, а также корпус, соединенный с основанием, при этом корпус содержит зоны, образующие полости, разделяющие основание и радиально внешнюю часть подушки и выполненные равномерно вокруг подушки, при этом радиально внутренняя поверхность основания подушки содержит множество выполненных равномерно по окружности балансировочных выступов, и по меньшей мере некоторые из выступов выполнены радиально внутри напротив соответствующих полостей корпуса.

Преимуществом такого расположения является ограничение изменений радиальной жесткости подушки в зависимости от азимута и, следовательно, уменьшение колебаний напряжений, действующих на подушку во время движения, а также уменьшение вибрации, порождаемой выступами. Благодаря этому значительно повышается износоустойчивость данных подушек во время работы.

В соответствии с дополнительным аспектом, объектом настоящего изобретения является защитная опорная подушка общего типа, основание которой содержит по существу нерастяжимую в окружном направлении, но гибкую зону сопротивления, радиально внутренний диаметр которой слегка превышает диаметр посадочной полки обода.

Расположенные радиально внутри относительно зоны сопротивления выступы при радиальном сжатии во время монтажа подушки создают затягивающее усилие, а также обеспечивают придание формы многоугольника гибкой и малорастяжимой зоне сопротивления. Такое придание формы многоугольника позволяет скорректировать некоторое отклонение диаметра посадочной полки обода или зоны сопротивления и обеспечивает таким образом более легкий монтаж подушки, сохраняя при этом отличное сопротивление воздействию центробежных сил.

Предпочтительно балансировочные выступы расположены симметрично по отношению к оси вращения подушки.

Осевая ширина выступов может составлять от 10 до 50% осевой ширины основания подушки.

В соответствии с предпочтительным вариантом выполнения выступы расположены в осевом направлении со стороны аксиально задней стороны подушки.

Это позволяет облегчить монтаж, прибегая к растяжению основания, или в случае необходимости к приданию формы многоугольника зоне сопротивления основания только в конце монтажа подушки на ободе.

Выступы могут иметь в осевом направлении со стороны аксиально задней стороны подушки боковую грань, угол среднего наклона которой относительно оси вращения подушки находится в пределах от 15 до 55 градусов. Эта боковая грань выполняет роль направляющей, благодаря которой облегчается надевание основания подушки вокруг посадочной полки обода.

Выступы могут иметь в осевом направлении со стороны аксиально передней стороны подушки боковую грань, угол среднего наклона которой относительно оси вращения подушки находится в пределах от 15 до 55 градусов. Эта боковая грань облегчает демонтаж подушки, так как благодаря ее наличию сторона подушки, которая первой должна сходить с посадочной полки обода, не блокируется на внешнем кольцевом выступе обода.

Поперечное сечение выступов в осевой плоскости может иметь трапециевидную форму.

В предпочтительном варианте, когда (является половиной угла с центром, разделяющим два смежных выступа, a R является радиусом посадочной полки 4 обода 2, высота h выступа определяется следующим отношением:

При соблюдении этого отношения во время придания основанию формы многоугольника вокруг посадочной полки обода всегда остается контактная зона между основанием и посадочной полкой между двумя смежными выступами. Предельное значение высоты выступов соответствует максимальной эффективности выступов.

Радиальная высота выступов составляет от 2 до 10 мм, предпочтительно от 3 до 5 мм.

Радиальная высота выступов не должна быть слишком большой, чтобы не создавать во время движения на спущенной шине вибрации, которая отрицательно сказывается на износоустойчивости подушки. Вместе с тем, если эта вибрация ощущается водителем, то он знает, что в данный момент условия движения не позволяют ему двигаться на большой скорости. Поэтому оптимальная радиальная высота должна находиться в пределах от 3 до 5 мм. Эффективность выборки зазора, связанного с приданием зоне сопротивления формы многоугольника, для данной радиальной высоты выступов зависит от их количества. При радиальной высоте от 3 до 5 мм количество выступов от 3 до 15 позволяет выбирать все необходимые производственные зазоры.

Если основание содержит множество удлинений, выполненных в осевом направлении со стороны, противоположной монтажной стороне, выступы могут быть расположены по тем же азимутам, что и эти удлинения.

Радиально внутренняя поверхность указанного основания может также содержать между двумя окружными зонами данного диаметра по меньшей мере одну окружную зону большего диаметра.

Это центральное углубление основания подушки облегчает ее монтаж и демонтаж, так как уменьшает трение на посадочной полке обода.

Выступы могут быть выполнены в виде двух совокупностей, смещенных относительно друг друга в осевом направлении и по окружности. Благодаря этому во время движения на спущенной шине возникает толчкообразное движение. Создаваемая при этом вибрация может непосредственно ощущаться водителем либо фиксироваться соответствующим датчиком.

Объектом настоящего изобретения является также конструкция колеса, содержащая обод и защитную опорную подушку, при этом подушка предназначена для надевания вокруг посадочной полки обода путем операции, выполняемой при относительном поступательном движении, и содержит аксиально переднюю сторону и аксиально заднюю сторону и основание, выполненное с возможностью надевания вокруг посадочной полки, а также корпус, соединенный с основанием, при этом посадочная полка содержит рабочий край, а операция, выполняемая при поступательном движении, состоит в перемещении рабочего края посадочной полки обода от аксиально передней стороны подушки к аксиально задней стороне, отличающаяся тем, что конструкция содержит множество выступов, равномерно распределенных по окружности, радиально сжатых между основанием подушки и посадочной полкой обода для создания механического затягивания между подушкой и соответствующей посадочной полкой и для обеспечения балансировки подушки на посадочной полке.

Эта конструкция может быть выполнена с возможностью расположения выступов на радиально внешней стороне посадочной полки обода. В этом случае желательно, чтобы каждый из выступов содержал в сечении по осевой плоскости по меньшей мере один участок радиально внешнего профиля, расстояние которого относительно оси обода постепенно увеличивается в осевом направлении от рабочего края посадочной полки к противоположной стороне от значения, меньшего внутреннего радиуса основания подушки, до значения, превышающего этот радиус, для обеспечения фрикционного взаимодействия между ободом и основанием подушки.

Ниже следует описание нескольких вариантов выполнения настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг.1 - изображение в частичном осевом разрезе смонтированной конструкции, оснащенной защитной опорной подушкой.

Фиг.2 - изображение в осевом разрезе защитной опорной подушки в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.3 - вид сбоку подушки, показанной на фиг.2.

Фиг.4 - изображение подушки, показанной на фиг.3, установленной на посадочной полке обода.

Фиг.5 - изображение изменения опорного давления выступов подушки, показанной на фиг.2 и 3, на посадочную полку обода в зависимости от действия центробежных сил.

Фиг.6 - изображение в осевом разрезе второго варианта выполнения подушки.

Фиг.7 - вид сбоку подушки в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.8 - изображение в осевом разрезе другого варианта выполнения подушки в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.9а и 9b - изображение в осевом разрезе в двух различных осевых плоскостях другого варианта подушки в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.10 - изображение в осевом разрезе обода в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.11 - изображение в разрезе по экваториальной плоскости обода, показанного на фиг.10.

На фиг.1 показана конструкция в собранном виде, содержащая пневматическую шину 1, обод 2 колеса и защитную опорную подушку 3, расположенную вокруг посадочной полки 4 обода 2. Особенности геометрической формы этого обода 2 колеса описаны, в частности, в патенте США 5634993. Он содержит два кольцевых выступа, внешний 50 и внутренний 50', два посадочных места для бортов шины, внешнее 5 и внутреннее 5', имеющие разные диаметры, и посадочная полка 4 с рабочим краем 41 и блокировочным упором 42. Такой обод выполнен с возможностью легкой установки защитной опорной подушки 3. Данная конструкция обеспечивает возможность продолжения движения, несмотря на значительное падение давления в пневматической шине 1. Защитная опорная подушка 3 имеет аксиально переднюю сторону I и аксиально заднюю сторону II. Подушка содержит две основные части: основание 8, выполненное с возможностью установки на посадочной полке 4 обода 2, и корпус 9, соединенный с основанием 8. Корпус 9 содержит вершину 6, вступающую в контакт с протектором 7 шины 1 в случае отсутствия давления или при незначительном давлении в шине, как показано на фиг.1. Корпус 9 может иметь различную форму.

Геометрическая форма обода 2 разработана для облегчения монтажа защитной опорной подушки 3 путем надевания вокруг посадочной полки 4. Это надевание осуществляют при относительном поступательном движении между подушкой и посадочной полкой. Поступательное движение заключается в перемещении рабочего края 41 посадочной полки 4 от аксиально передней стороны I подушки 3 к аксиально задней стороне II до блокировочного упора 42.

На фиг.2 в частичном осевом разрезе схематически показана подушка, аналогичная подушке, показанной на фиг.1, в которую выборочно установили усилительную арматуру, предназначенную для гашения напряжений от воздействия центробежных сил во время движения на высокой скорости. В данном примере арматура содержит усилительный слой 11, по существу нерастяжимый в окружном направлении и расположенный в основании 8. Эта арматура образует «зону сопротивления» основания 8, то есть по существу нерастяжимую в окружном направлении зону основания. Эта арматура может состоять из усилительных элементов, таких как нити, корды, сборные элементы, или любые аналогичные элементы, например из арамита или нейлона. Усилительная арматура может быть также образована кольцевой намоткой усилительных элементов в один или несколько слоев, она может быть также двойным перекрестным слоем, усилительные элементы которого направлены под углами ±; порядка 10-40 градусов относительно окружного направления, что обеспечивает сопротивление подушки центробежным силам при движении на повышенных скоростях.

Защитная опорная подушка 10 содержит совокупность выступов 12, расположенных радиально внутри относительно основания 8. Как показано на фиг.3, эти выступы равномерно распределены по внутренней окружности основания 8. В данном случае подушка содержит шесть выступов. Выступы имеют толщину 3-5 мм и окружную длину порядка 3-5 мм. В данном случае выступы расположены только с одной стороны подушки, со стороны II средней экваториальной плоскости Р. Сторону I надевают в первую очередь на посадочную полку 4 обода 2 (см. фиг.1). Таким образом, выступы, расположенные со стороны II, входят в контакт с посадочной полкой 4 только в конце операции монтажа. Это позволяет сократить необходимые для монтажа усилия. Поперечное сечение этих выступов имеет по существу трапециевидную форму. Они содержат первую боковую грань или скос 14, направленный к стороне I. Этот первый скос 14 образует с направлением оси вращения подушки небольшой угол порядка 15-20 градусов. Наличие этого скоса 14 облегчает постепенное надевание подушки на обод. Второй скос 13 направлен к внешней стороне II и предназначен для облегчения демонтажа подушки. Этот скос имеет угол среднего наклона порядка 45 градусов. В представленном на фиг.2 примере основание 3 имеет совокупность удлинений 15, отстоящих друг от друга по окружности и опирающихся на внешний борт пневматической шины 1 и блокирующих таким образом подушку 10 в осевом направлении. Эти удлинения 15 отстоят друг от друга в окружном направлении для облегчения снятия шины 1 с обода 2. Удлинения и выступы имеют одинаковое азимутальное направление и опираются друг на друга, как показано на фиг.2.

Возможен также вариант выполнения, в соответствии с которым выступы расположены по обе стороны подушки.

Выступы 12 выполняют двойную функцию. Первая функция заключается в создании радиальных усилий затягивания и балансировки во время монтажа подушки 10 на посадочную полку 4 обода 2. При заданном радиусе R_A усилительной арматуры 11 подушку 10 можно устанавливать на любую посадочную полку 4, значение радиуса R которой (радиус R_A по существу может совпадать с внутренним радиусом основания 8) по существу находится между значениями R_A и R_A-h, где h - радиальная высота выступов. При RR _A подушку установить невозможно, при R<R_A -h зазор не выбирается. Во время монтажа подушки 10 на посадочную полку 4 обода 2 по причине высокой жесткости при растяжении усилительной арматуры 11 и ее незначительной жесткости при изгибе арматура 11 принимает форму многоугольника вокруг посадочной полки 4 (см. фиг.4). Основание 8 подушки находится при этом в непрямом контакте с посадочной полкой 4 обода 2 через шесть выступов 12 и в прямом контакте а зонах, расположенных по окружности между двумя выступами 12. Действительный внутренний диаметр основания 8 (практически равный 2 R_A) по существу изменяется от значения, равного диаметру посадочной полки 4, до значения, равного этому диаметру, увеличенному на двойную радиальную высоту сжатых выступов 12. Таким образом, монтаж подушки 11 на посадочную полку 4 возможен при усилиях, прилагаемых для преодоления силы трения между выступами и посадочной полкой, ограниченных сжатием выступов 12 и изгибом основания 8 подушки для принятия формы многоугольника. Этот монтаж по существу можно осуществлять без растягивания в окружном направлении арматуры 11. Такое растяжение потребовало бы гораздо больших усилий.

Вторая функция выступов проиллюстрирована путем цифрового моделирования резиновой защитной опорной подушки шириной 117 мм, высотой 50 мм и с внутренним радиусом 220 мм. Основания этой подушки содержит выступы высотой 3 мм и окружной длиной 20 мм, расположенные по всей ширине подушки. Кривые на фиг.5 представляют изменение опорного давления (Р в бар) выступов 12 на посадочную полку 4 обода 2 в зависимости от воздействия центробежных сил (F в даН) для опорного отрезка осевой шириной 10 мм. Общая масса опорного отрезка составляет 4 кг.

Для заданного радиуса R_A арматуры 11 при моделировании учитывают несколько радиусов R посадочной полки обода 2:

- R=R_A-1,35 мм - кривая 1 - развертывание арматуры 11 точно соответствует развертыванию многоугольника, показанного на фиг.4;

- R=R _A-1 мм - кривая 2;

- R=R_A-0,5 мм - кривая 3;

- R=R_A-1,5 мм - кривая 4; и

- R=R_A-2 мм - кривая 5.

После монтажа при нулевой скорости опорное давление выступов 12 на посадочную полку 4 непосредственно связано с радиусом посадочной полки 4. Можно считать, что для кривых 1, 4 и 5 это первоначальное давление является результатом усилий сжатия выступов, уравновешивающих усилия, связанные с изгибом основания 8 во время придания ему формы многоугольника. Для кривых 2 и 3 усилия существенно увеличиваются по причине необходимости более сильного сжатия выступов 12.

При увеличении напряжений от центробежных сил на кривых 1, 4 и 5 видно, что опорное давление выступов 12 на посадочную полку 4 значительно возрастает вплоть да максимума. Затем опорное давление уменьшается до нулевого значения. Такое изменение связано с увеличением напряжений, воздействующих на арматуру 11 и вызванных действием центробежных сил на подушку, в результате чего происходит удлинение арматуры и изменение ее геометрической формы в сторону окружности. Возрастание напряжений, действующих на арматуру, имеющую форму многоугольника, приводит к увеличению напряжений сжатия выступов, а постепенное удлинение арматуры приводит к снижению этого сжатия. Максимальное значение связано с сочетанием этих двух явлений. Когда арматура становится круглой и имеет развертывание, практически равное R+h, напряжения сжатия выступов становятся равными нулю. Необходимо отметить, что соответствующая этому состоянию скорость для всех рассматриваемых случаев и для подушки, содержащей арматуру 11 из трех намоток слоя арамитовых круговых усилительных элементов, превышает 400 км/ч. Значение центробежной силы, равное 230 даН, соответствует скорости порядка 170 км/ч.

В случае кривых 2 и 3 отмечают первоначальное уменьшение давления выступов, за которым следует вышеописанное изменение.

На представленных кривых показано, что благодаря приданию арматуре формы многоугольника в результате монтажа выступы позволяют получать достаточные балансировочные усилия в очень широком диапазоне скоростей для сохранения нормальной балансировки подушки и предотвращения ее перекоса, при этом монтаж подушки остается простым.

Применение таких выступов является возможным, так как жесткость при изгибе основания 8 намного меньше жесткости при его растяжении. Такими являются выступы, выполненные из эластомерных материалов с по существу нерастяжимыми усилительными элементами, расположенными в их основаниях. Такую подушку 10 предпочтительно выполняют из эластомерного материала с модулем упругости от 1 до 50 МПа при 10% деформации и температуре 20 градусов Цельсия. В качестве такого материала можно использовать диеновый эластомер, такой как натуральный или синтетический каучук, или полиуретановый эластомер.

Когда подушка не содержит в своем основании усилительной арматуры, роль выступов во время надевания подушки на посадочную полку обода остается аналогичной, но, очевидно, что изменения усилий сжатия выступов в зависимости от скорости могут варьироваться в зависимости от модуля упругости применяемых материалов.

При помощи фиг.4 можно уточнить отношение, которому должна отвечать высота выступов для достижения максимальной эффективности. Во время придания основанию формы многоугольника вокруг посадочной полки обода основание между двумя смежными выступами должно сохранять зону непосредственного контакта с посадочной полкой.

Данное состояние соответствует следующему отношению: когда является половиной угла с центром, разделяющим два смежных выступа, a R является радиусом посадочной полки 4 обода 2, высота h выступа выражается отношением:

Когда выступы равномерно распределены по окружности основания 8, является углом с центром, соответствующим выступу, а N - числом выступов, то получают:

Из двух приведенных выше отношений видно, что для выборки данного зазора можно одновременно варьировать число и высоту выступов.

На фиг.6 показан другой вариант выполнения защитной опорной подушки 20 в соответствии с настоящим изобретением. Представленный разрез имеет отличающееся от выступов азимутальное направление. Подушка, как и в предыдущем варианте, содержит корпус 9 с вершиной 6 и основанием 21. Основание 21 содержит окружное углубление 22 с диаметром Ф₂, превышающим диаметр Ф₁ смежных с ним зон 23 и 24.

Это позволяет существенно уменьшить усилия трения между основанием подушки и посадочной полкой 4 во время операций монтажа и демонтажа.

На фиг.7 представлен вид сбоку подушки 10, показанной на фиг.2. Корпус 9 этой подушки содержит соединительные зоны 16, соединяющие основание 8 и вершину 6. Эти соединительные зоны образуют между собой полости 17. На фиг.7 показано предпочтительное расположение выступов 12 напротив полостей 17 корпуса 9.

Такое расположение позволяет не увеличивать радиальную жесткость подушки напротив выступов, что ограничивает диапазоннапряжений, воздействующих на подушку во время движения на спущенной шине, и повышает ее износоустойчивость. Действительно, как было замечено, если выступы расположены напротив соединительных зон 16, то именно в этом месте возникают повреждения во время работы подушки.

На фиг.8 в осевом разрезе показана подушка 30 в соответствии с настоящим изобретением, корпус 31 которой выполнен в виде валика из пористой резины с закрытыми ячейками. Эта подушка содержит корпус 31, основание 32, содержащее первую арматуру 33 из кольцевых усилительных элементов и вторую арматуру 34 из усилительных элементов, расположенных перпендикулярно к окружному направлению. С двух сторон в осевом направлении основание 32 продолжено крыльями 36. Эти крылья имеют угол наклона у относительно осевого направления в пределах от 30 до 50 градусов. Эти крылья могут содержать только усилительную арматуру 34. Крылья 36 наклеиваются на корпус 31 и обеспечивают его боковую устойчивость во время движения на накаченных шинах при высоких скоростях. Основание 32 и корпус 31 склеивают обычными клеями. Основание 32 содержит совокупность выступов 35, расположенных радиально внутри на поверхности основания 32. Эти выступы работают аналогично вышеописанным вариантам.

На фиг.9а и 9b представлены два изображения в осевом разрезе по двум различным осевым плоскостям подушки 70 в соответствии с настоящим изобретением, содержащей две совокупности балансировочных выступов 12 и 71. Обе совокупности смещены относительно друг друга, при этом первая совокупность выступов 12, как описано выше, расположена со стороны, противоположной первой стороне, контактирующей с посадочной полкой 4 обода. Вторая совокупность выступов 71 выполнена по другую сторону от средней экваториальной плоскости. Выступы 71 второй совокупности также смещены по окружности относительно выступов 12 первой совокупности. Благодаря этому во время движения на спущенной шине возникает поочередный контакт с одной и с другой стороны экваториальной плоскости, порождающий вибрации, похожие на толчкообразное движение, которые легко обнаруживаются либо водителем, либо фиксируются соответствующим устройством. Выступы 12 и 71 имеют сечения, подобные первым скосам 14 и 73, облегчающим надевание подушки вокруг посадочной полки 4 обода, и вторым скосам 13 и 72, облегчающим демонтаж подушки.

На фиг.10 и 11 показан обод 60 в соответствии с настоящим изобретением. Этот обод имеет геометрическую форму, очень сходную с формой обода, показанного на фиг.1, за исключением того, что посадочная полка 4 этого обода содержит выступы 61, равномерно расположенные по окружности. В представленном примере эти выступы расположены в зоне посадочной полки 4, которая в последнюю очередь вступает в контакт с защитной опорной подушкой 3. Эти выступы выполняют ту же функцию, что и выступы, расположенные под основанием подушки, за исключением того, что эти выступы 61, конечно, не могут сжиматься. В предпочтительном варианте они содержат скос 62 для облегчения надевания подушки 3.

Как показано на фиг.11, выступы 61 равномерно распределены по окружности посадочной полки 4, как и в предыдущем варианте выполнения. На фиг.11 представлен экваториальный разрез обода 60 по выступам 61.