колесо с регулируемой длиной контакта с грунтом

Формула изобретения

1. Колесо с регулируемой длиной контакта с грунтом, содержащее эластичный опорный обод, связанный посредством двух мягких конусных оболочек с двумя размещенными на валу фланцами, один из которых связан с приводом перемещения, отличающееся тем, что первый фланец установлен неподвижно на валу, а второй фланец установлен на валу с помощью шпоночного соединения и связан с муфтой, обеспечивающей за счет резьбового соединения с валом возможность перемещения второго фланца относительно первого фланца в осевом направлении.

2. Колесо по п.1, отличающееся тем, что оболочки включают тонкие спицы.

3. Колесо по п.1, отличающееся тем, что оболочки предварительно напряжены при минимальном расстоянии между вершинами их конусов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к безрельсовым транспортным средствам и может быть использовано в сельскохозяйственных машинах, тракторах, автомобилях и т.п. устройствах.

Известны колеса с эластичными ободами и с изменяющимся удельным давлением на опору. Известно колесо по а.с. СССР N 439414, В 60 В 3/02, 1974 г. Это колесо с жестким раздвижным ободом снабжено шиной (пневматической, например). При раздвигании обода шина меняет свою конфигурацию. Она становится более широкой и уменьшает свою высоту. При раздвинутой шине езда может привести к быстрому разрушению резины.

Известно так же техническое решение по патенту США N 3.620.278; B 60 B 9/00, принятое за прототип. В американской конструкции нижняя часть обода принимает эллиптическую форму (при перекосах управляющих дисков). Американская система не может быть уравновешена и имеет пониженный КПД.

Недостатками известных решений (например по а.с. N 439414) является также наличие наиболее дорогого узла (шины), подверженного "проколам".

Для устранения недостатков известных колес с регулируемой величиной контакта с опорой предлагается новое техническое решение.

Целью изобретения является упрощение конструкции, увеличение надежности за счет устранения сложных механических систем, уменьшение общего веса.

Указанная цель достигается за счет того, что опорный эластичный обод связан со ступицей двумя мягкими конусными оболочками, расстояние между вершинами которых может регулироваться.

На фиг. 1 изображено колесо в разрезе, на фиг. 2 схема действующих сил со стороны оболочек на обод, на фиг. 3 два состояния колеса при езде на жестком и мягком грунтах.

Колесо имеет опорный эластичный обод, который м.б. выполнен как из стали, так и из специальных материалов. Оболочки могут быть изготовлены как из пластика, так и из композитных материалов. Возможно армирование оболочек металлическими полосами спицами.

На фиг. 1 видно, что колесо состоит из опорного эластичного обода 1, двух мягких конусных оболочек 2, ступицы 3, элемента управления 4. Один фланец ступицы 3 крепится к блоку 5 экипажа (обозначен условным пунктиром).

Ступица 3 представляет собой вал, несущий на подвижном шлицевом (или шпоночном) соединении так же второй фланец, который можно передвигать элементом управления 4.

На фиг. 2 показано, что усилия со стороны образующих конуса 2 переменны. Равнодействующая двух усилий воздействует на обод. Геометрическая сумма величин передает нагрузку от экипажа на обод. В области опоры значения могут достигать нуля.

На фиг. 3 видно, что при изменении расстояния а между вершинами конусов оболочек, изменяются длина контакта обода с грунтом и сама форма обода.

Предлагаемое колесо работает следующим образом.

Нагрузка Q от экипажа передается через блок 5 ступице 3 (фиг. 1). Связанные со ступицей конусные оболочки 2 передают усилия ободу 1 (фиг. 2). Последний опирается на грунт и в зависимости от распределения сил больше или меньше распластывается на грунте.

При одной и той же нагрузке Q от экипажа в зависимости от расстояния а между вершинами конусов оболочек (фиг. 3) длина контакта колеса с грунтом изменяется.

При езде по жесткой дороге устанавливается а_max; (a a_II) при мягкой дороге (например пахоте) а_min; (a a_I).

Вращая муфту 4 (фиг. 1), возможно изменять величину а. Управление значением а происходит при остановке экипажа. Однако возможно сделать такое управление и дистанционным из кабины экипажа.

При а а_I усилия в нижних точках обода близки (или равны) нулю (фиг. 2). В случае I удельные нагрузки на почву малы и проходимость колеса резко возрастает. При этом в нижних частях конусов оболочек могут появляться гофры-складки.

В случае II усилия в нижних точках могут и не быть равными нулю.

Возможно применение оболочек с предварительным их напряжением. Напряжение достигается, например, первоначальным изготовлением оболочек более плоскими, чем при их эксплуатации. Тогда, даже при а а_min, оболочка оказывается растянутой, т.е. напряженной. При этом и при а а_min гофров в оболочке можно избежать, а значительная разница в усилиях на верхние и нижние части обода осуществляются за счет упругих деформаций оболочек и обода. Оболочки с предварительным напряжением предпочтительны в быстроходных колесах.

Возможно армирование конусных оболочек спицами из прочных материалов (например из металла). Желательно выполнение таких спиц в виде тонких полос.

Одновременно с восприятием вертикальных нагрузок от экипажа, конусные оболочки могут передавать и вращающие моменты как для создания тягового усилия, так и при торможении.