колесо

Формула изобретения

Колесо, содержащее герметичный обод и пневматическую бескамерную шину, в полости которой установлена охватывающая обод упругая разборная поддерживающая опора, отличающееся тем, что оно снабжено сплошной кольцевой направляющей, жестко прикрепленной к поверхности обода, а поддерживающая опора выполнена в виде дискретных кольцевых секторов, рассредоточенных по окружности направляющей и зафиксированных на ней подвижно с возможностью скольжения.

Описание изобретения к патенту

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

Известно колесо транспортного средства (патент RU №2272715, МПК В60В 21/02, 2006 г.), содержащее пневматическую шину, насаженную на асимметричный по внешнему и внутреннему диаметрам обод, и установленную в полости шины поддерживающую опору кольцевой формы, закрепленную на опорной поверхности обода через посредство радиального окружного выступа.

Недостатками известного технического решения являются увеличение за счет большой массы колеса, неподрессоренной массы автомобиля, необходимость замены колеса после езды на спущенной шине, невозможность использования стандартных шин и дисков, необходимость специального оборудования для изготовления и монтажа колес. Как следствие, известное колесо имеет высокую цену и малодоступно широкому кругу автолюбителей.

Известно (патент RU №2224662, МПК В60С 17/06, 2004 г.) автомобильное колесо с опорным телом аварийного движения, выполненным в виде кольцевой, разомкнутой по внутренней окружности оболочки, аксиальные края стенок которой опираются на обод колеса и закреплены на нем с помощью упругих кольцевых опорных вставок.

В известном колесе используются стандартные диски и шины, его монтаж осуществляется с помощью обычных шиномонтажных средств, оно доступно по цене широкому кругу автолюбителей.

Вместе с тем недостатком известной системы безаварийного движения на спущенных шинах является недостаточно высокая осевая жесткость опоры, в результате чего при воздействии на колесо осевых сил (например, при движении по мягким деформируемым дорогам без твердого покрытия или при прохождении поворотов) возможен накат краев опоры на боковину шины с последующим разрывом последней. Кроме того, после движения на спущенной шине известное колесо не подлежит ремонту и восстановлению и требует замены.

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.

Другим недостатком известного колеса, связанным с его относительно большой массой, является увеличение неподрессоренной массы автомобиля.

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.

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

Технические результаты изобретения - 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, жестко прикрепленной к поверхности обода, а поддерживающая опора выполнена в виде дискретных кольцевых секторов, рассредоточенных по окружности направляющей и зафиксированных на ней подвижно, с возможностью скольжения.

Для ограничения осевой подвижности поддерживающей опоры на направляющей по всей ее длине выполнена фиксирующая канавка (или выступ), а на нижней поверхности секторов поддерживающей опоры соответственно - выступы (или канавки).

Наружный диаметр направляющей не превышает диаметров посадочных мест для бортов шины на диске.

Количество секторов, устанавливаемых на направляющей, определяется диаметром обода, окружной длиной секторов и расстоянием между соседними секторами. В свою очередь, длина сектора и расстояния между ними выбираются так, чтобы обеспечить удобство сборки колеса, с одной стороны, и свести к минимуму дискомфортность движения на спущенной шине, с другой.

Предлагаемое техническое решение, в сущности, представляет собой своеобразный подшипник скольжения, в котором сектора являются вкладышами, а направляющая - опорной поверхностью.

Использование направляющей позволяет отвязаться от конкретной конструкции и размеров обода, т.е. с минимальными доделками использовать любые типы дисков, а выполнение поддерживающей опоры в виде дискретных секторов обеспечивает возможность и удобства ее монтажа с помощью обычных шиномонтажных инструментов.

Способы и средства фиксации секторов на 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.

Колесо содержит монолитный диск 1, шину 2, кольцевую направляющую 3 с фиксирующей канавкой 4, поддерживающую опору, состоящую из секторов 5 с отверстиями 6, позиционирующие вставки 7, трос 8, натяжное устройство 9.

Для удобства монтажа кольцевая направляющая 3 выполнена из двух профилированных полуколец, внутренний диаметр которых равен диаметру опорной поверхности диска. Полукольца плотно прижаты к поверхности диска 1 и жестко закреплены на ней любым известным способом (например, точечной сваркой). В зависимости от типа используемого диска кольцо может иметь различную ширину, может быть установлено как посредине диска, так и смещено к одной из закраин обода. Направляющая 3 по всей длине окружности снабжена фиксирующим элементом в виде, например, окружной канавки 4, предназначенной для ограничения осевой подвижности секторов 5. Возможно также выполнение фиксирующего элемента в виде окружного выступа. Поддерживающая опора составлена из нескольких идентичных по конструкции секторов 5, которые устанавливаются на направляющей 3 на некотором расстоянии друг от друга. Сектора 5 могут быть выполнены как в виде монолитных, так и многослойных кольцевых фрагментов различного профиля (прямоугольного, полукруглого и др.), изготовленных из металла, пластика, резины или из композиций указанных материалов. Нижняя, прилегающая к направляющему кольцу поверхность каждого сектора снабжена окружным выступом (или канавкой), профиль которого соответствует профилю канавки (выступа) 4 на направляющей 3. Кроме того, в каждом секторе выполнены сквозные окружные отверстия 6. Для фиксации окружного положения секторов 5 на направляющей 3 и предотвращения их взаимного смещения относительно друг друга между секторами установлены позиционирующие трубчатые вставки 7.

Через отверстия 6 секторов 5 и вставки 7 пропущен трос 8, концы которого снабжены натяжным устройством 9 любого известного типа, например винтовым талрепом.

Монтаж колеса осуществляется следующим образом.

Предварительно на колесном диске 1 закрепляют кольцевую направляющую 3. Собирают поддерживающую опору, для чего сектора 5, чередуя их с позиционирующими вставками 7, нанизывают на трос 8, после чего к концам троса подсоединяют натяжное устройство 9. На диск надевают внутренний борт шины и сдвигают его к внутренней закраине диска. Через зазор между внешним бортом шины и наружным краем диска в полость шины вставляют собранную поддерживающую опору. Устанавливают сектора 5 на кольцевую направляющую 3 так, чтобы их выступы попали в канавку 4 на направляющей, и с помощью натяжного устройства 9 натягивают трос 8 до плотного прижатия секторов 5 к поверхности направляющей 3. После этого на диск надевают второй борт шины.

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, шина при этом деформируется. За счет прижатия и распора шины разборными элементами (секторами) опоры и надежного их прижатия к направляющей обода 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 кольцевой направляющей в качестве несущего элемента для поддерживающей опоры позволяет достаточно просто и без больших затрат 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 направляющей, 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.