колесо транспортного средства

Формула изобретения

Колесо транспортного средства, содержащее бескамерную пневматическую шину, борта которой имеют симметрично расположенные посадочные поверхности, смонтированную на ободе, имеющем конические посадочные полки, углы которых направлены наружу относительно центра колеса, отличающееся тем, что борта шины выполнены с наклоном посадочной поверхности к оси колеса под углом 0 - 15^o, а угол между посадочной полкой обода и посадочной поверхностью борта до деформации шины выполнен в пределах 145 174^o.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к колесам транспортных средств, преимущественно легких снегоболотоходов на бескамерных широкопрофильных шинах низкого давления.

Обеспечение надежной посадки шины на ободе является сложной задачей, решаемой различными путями. В литературе приведены различные схемы посадки бортов шины на обод. В большинстве схем используются конические посадочные обода и конические посадочные поверхности бортов шины. Для колес, работающих в тяжелых дорожных условиях с невысоким внутренним давлением воздуха, рекомендуется применять сжатие бортов кольцом обода и каким-либо внутренним ограничителем перемещений (Книга. Кноров В.И. и др. Шины и колеса. М. Машиностроение, 1975, стр.34-35).

Известно колесо транспортного средства, содержащее бескамерную пневматическую шину, смонтированную на ободе, имеющем съемные бортовые кольца с посадочными полками для бортов шины, ограничители перемещений бортов шины внутрь обода, совмещенные с фланцами основания обода, несущими резьбовые элементы крепления бортовых колец, плоские резиновые уплотнительные кольца, расположенные между бортом шины и ограничителем их перемещения, и обечайку основания обода, с противоположной стороны к которой приварен диск колеса (Патент СССР N1833316, кл. B 60 B 21/02, 1991).

Колеса такой конструкции использовались для бескамерных пневматических шин по патенту РФ N2005083. Однако эти колеса, рассчитанные на сжатие бортов шины между фланцами обода, для обеспечения надежной герметизации полости бескамерной пневматической шины предъявляют требования к толщине бортов шины. На практике некоторые образцы опытных шин имели разброс толщин борта от 13 до 21 мм, что не позволяло обеспечить надежное их сжатие между фланцами обода и вызывало трудности при попытке накачать собранное колесо, а при движении с низким давлением и большими деформациями шины вызывало нарушение герметичности колес.

Известно также колесо транспортного средства, содержащее обод, на котором установлена шина, форма сопрягающихся поверхностей которых выбрана такой, что угол между конической посадочной поверхностью борта шины и конической поверхностью полки обода находится в пределах 145 -174 ^o (Патент США N3999588, кл.B 60 B 23/10,1976).

В таком колесе возможно нарушение герметичности при отклонении угла конической посадочной полки борта шины по отношению к оси колеса от диапазона 0 -15 ^o.

Кроме того, известно также колесо транспортного средства, содержащее бескамерную пневматическую шину, бота которой имеют симметрично расположенные посадочные поверхности, смонтированные на ободе, имеющем конические посадочные полки, углы которых направлены наружу относительно центра колеса (Патент СССР N124819, кл. B 60 B 21/10, 1959).

Такое колесо гораздо менее чувствительно к нестабильности размеров толщины борта шины, что связано с формой сопряжения посадочных поверхностей шины и обода. Однако колесо не рассчитано на работу шины с большими деформациями при низком давлении воздуха, т.к. при принятой посадке возможности деформации борта шины ограничены и соединение получается очень жестким. Основным недостатком колеса является то, что оно не может обеспечить надежной предварительной герметизации, поскольку углы конусов сопрягаемых поверхностей шины и обода совпадают и большая площадь контакта между ними препятствует сглаживанию местных выступов и неровностей, которые всегда имеются на поверхности борта шины, образующих каналы утечки воздуха.

Основной задачей, решаемой изобретением, является обеспечение надежной посадки борта шины на ободе, которая позволяла бы легко накачать воздухом смонтированную на ободе шину за счет предварительной герметизации колеса.

Для решения данной задачи колесо транспортного средства, содержащее бескамерную пневматическую шину, борта которой имеют симметрично расположенные посадочные поверхности, смонтированную на ободе, имеющем конические посадочные полки, углы которых направлены наружу относительно центра колеса, борта шины выполнены с наклоном посадочной поверхности к оси колеса под углом 0-15 ^o, а угол между посадочной полкой обода и посадочной поверхностью борта до деформации выполнен в пределах 145 -174 ^o.

Такое выполнение обеспечивает герметизацию за счет удержания борта шины от смещения внутрь колеса при движении с низким и сверхнизким давлением воздуха с большими деформациями шины.

Предложенная конструкция не препятствует использованию камеры при нарушении герметичности шины из-за механических повреждений, а также при отклонении посадочной поверхности борта от правильной конической формы.

Обод и диск колеса преимущественно выполнены в виде отдельных деталей, соединенных посредством сварного шва, но они могут быть выполнены и в виде единой детали.

Возможен вариант выполнения конических полок отдельно от посадочных колец, к которым прикреплены бортовые кольца.

На фиг.1 изображено колесо с шиной, в разрезе; на фиг.2 фрагмент крепления борта шины к ободу колеса.

Колесо содержит пневматическую шину 1, борта 2 которой имеют симметрично расположенные посадочные поверхности 3. Шина 1 смонтирована на ободе 4, который приварен к диску 5 и имеет конические посадочные полки 6, углы наклона которых обращены наружу от центра колеса. Полки 6 выполнены заодно с посадочными кольцами 7, к которым с помощью болтов 8 прикреплены бортовые кольца 9. Для накачивания шины 1 воздухом в ободе 4 установлен вентиль 10.

Борта 2 шины 1 выполнены с наклоном посадочных поверхностей 3 к оси колеса под углом 0-15 градусов. Выполнение бортов 2 шины 1 с отрицательным наклоном не технологично и на практике не реализовано.

Угол "А" между посадочной полкой 6 обода 4 и посадочной поверхностью 3 борта 2 шины 1 до деформации при затягивании болтов 8 составляет 145-174 ^o.

Увеличение угла "А" влечет за собой снижение надежности посадки бортов 2 шины 1 и возможность их сдвига внутрь обода 4, а следовательно возможна разгерметизация колеса от действия боковых сил.

Уменьшение угла "А" приводит к значительному сокращению зоны контакта борта 2 шины 1 с посадочной полкой 6 обода 4 и возрастанию контактных напряжений, отрицательно влияющих на долговечность борт 2 шины 1. Это связано с тем, что зона контакта фактически образуется за счет смятия одного лишь носка борта 2 шины 1, а пятка борта 2 полностью лишается контакта с посадочной полкой 6 обода 4 и получает возможность "проваливаться" под действием радиальной силы.

В результате этого происходит увеличение радиального биения шины 1 и постоянное перемещение борта 2 шины 1 относительно бортового кольца 9, что, в свою очередь, приводит к интенсивному истиранию борта 2 шины 1 вплоть до его разрушения.

При малой величине угла "А" увеличивается чувствительность узла соединение к разбросу толщин борта 2 шины 1 и ухудшается способность обеспечивать предварительную герметизацию колеса.

Указанные пределы были установлены опытным путем в результате многочисленных экспериментов с различными вариантами узлов соединения при давлении воздуха в шине 1 от 0,005 до 0,04 МПа.

При выполнении угла "А" в указанном диапазоне обеспечивается надежная посадка борта 2 шины 1 на ободе 4 и исключается возможность сдвига борта 2 внутрь колеса при работе шины 1 с низким и сверхнизким давлением воздуха и большими радиальными, тангенциальными и боковыми деформациями. 0сопряжение друг с другом противоположно направленных конических поверхностей (или конической и цилиндрической, в случае равенства нулю угла у посадочной поверхности шины 1) шины 1 и обода 4 происходит за счет деформации покровной резины борта 2 шины 1, в основном в зоне носка борта 2, обеспечивая надежный натяг и герметизацию узла соединения.

Сборка колеса производится путем заведения центральной части обода 4 со снятыми бортовыми кольцами 9 внутрь шины 1 и последующим надвиганием бортов 2 шины 1 на посадочные полки 6 обода 4 с помощью бортовых колец 9 при их стягивании болтами 8 с посадочными кольцами 7. При этом борта 2 шин 1 с натягом садятся на посадочные полки 6 обода 4, обеспечивая предварительную герметизацию колеса и возможность накачки воздуха без каких-либо дополнительных приспособлений.

Конструкция колеса позволяет обеспечить надежную работу при движении с низким и сверхнизким давлением воздуха в шине 1 при ее больших деформациях, характерных для тяжелых условий эксплуатации.