Бескамерная пневматическая шина

 

Использование: изобретение относится к колесным движителям транспортного средства, а именно к бескамерным пневматическим шинам низкого давления, и может использоваться на снегоболотоходах Сущность изобретения: бескамерная пневматическая шина, ширина В которой превышает высоту ее профиля Н, содержит борта 1 с каркасными кольцами 2, боксэые стенки 3 и беговую часть 4 с каркасом из корда, завернутого на каркасные кольца Толщина боковых стенок 3 и беговой части 4 шины выполнена постоянной и составляет 0,010 - 0,015 высоты профиля ширины Н. Корд выполнен капроновым, уложен двумя перекрещивающимися слоями 5 и б и имеет модуль угла наклона нитей каждого слоя 45 - 60° по отношению к меридиональному направлению. Благодаря такому выполнению достигается очень высокая эластичность шины в зоне беговой части и боковых стенок обеспечивающая равномерное распределение удельных давлений в зоне контакта шины с опорной поверхностью при внутреннем давлении воздуха 0,.03 мПа Это повышает проходимость , снижает сопротивление качению и исключает разрушающее воздействие шины на грунты с низкой несущей способностью. 1 зл ф-пы. 2 ил.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5019667/1 1 (22) 28Л2.91 (46) 30.1293 Бюа Ма 47-48 (78) Князьков Вадим Николаевич; Глинка Алексей

Алексеевич; Климанов Евгений Васильевич; Котляренко Владимир Иванович; Опрышко Владимир Федорович (54) БЕСКАМЕРНАЯ ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА (57) Использование: изобретение относится к колесным движителям транспортного средства, а именно к бескамерным пневматическим шинам низкого давления, и может использоваться на снегоболотоходах Сущность изобретения: бескамерная пневматическая шина, ширина В которой превыша ет высоту ее профиля Н, содержит борта 1 с каркасными кольцами 2, боковые стенки 3 и беговую (19) RRU U(1Ц 2005(ВЗ Cl (Si) 0 5 О часть 4 с каркасом из корда, завернутого на каркасные кольца Толщина боковых стенок 3 и беговой части 4 шины выполнена постоянной и составляет 0010 - 0,015 высоты профиля ширины Н.

Корд выполнен капроновым, уложен двумя перекрещивающимися слоями 5 и 6 и имеет модуль угла наклона нитей каждого слоя 45 — 60 по отношению к меридиональному направлению. Благодаря такому выполнению достигается очень высокая эластичность шины в зоне беговой части и боковых стенок обеспечивающая равномерное распределение удельных давлений в зоне контакта шины с опорной поверхностью при внутреннем давлении воздуха 0,01 0,03 мПа Это повышает проходимост, снижает сопротивление качению и исключае разрушающее воздействие шины на грунты с низкой несущей способностью. 1 зл ф-лы.2 ил.

2005083

30

40

Изобретение относится к колесным движителям транспортного средства, а именно к бескамерным пневматическим шинам низкого давления. и может использоваться на снегоболотоходах.

Основной задачей, решаемой изобретением является создание пневмоколесного движителя, способного без разрушения поверхностного слоя двигаться по грунтам с очень низкой несущей способностью, боло- . там и снегам тундры..

Известно, что движение существующих автотранспортных средств в весенне-осенний период приводит к нарушению почвенно-растительного покрова тундры, протаиванию многолетнемерзлых грунтов, развитию эрозии и термокарста почвы. Колея от гусеничного транспорта за несколько суток превращается в ручей, который спустя

2-3 года становится термокарстово-эроэионным оврагом. Процесс естественного восстановления почвы требует десятков, а то и сотен лет, что совершенно нереально в условиях интенсивного освоения Севера, Поэтому особую актуальность приобретает создание экологически чистых движителей для транспортных средств.

Известны бескамерные пневматические шины, арочные или регулируемого давления, содержащие борта с каркасными кольцами, боковые стенки и беговую часть с каркасом без слоев перекрещивающегося корда, завернутого на каркасные кольца (1).

Недостатком известных шин является их большая разрушающая способность, при движении по слабым грунтам, приводящая к необратимым разрушениям растительного покрова и эрозии почвы. Это объясняется тем, что указанные шины даже при снижении внутреннего давления воздуха до 0,04

МПа оказывают давление на грунт не менее

0 08 МПа иэ-эа большой жесткости каркаса и брекера.

На самодельных вездеходах получили распространение пневматические шины 4 сверхнизкого давления из автомобильных или тракторных камер, обернутых резино«ордными лентами (2), Эти шины создают значительно меньшее разрушающее воздействие на грунт, но не обладают высокой надежностью, долговечностью, низким сопротивлением качению и сопротивлением боковому уводу в пределах, необходимых для устойчивости и управляемости транспортного средства при высоких скоростях движения, Наиболее близким к изобретению является бескамерная пневматическая шина, ширина которой превышает высоту ее профиля, содержащая борта с каркасными кольцами, боковые стенки и беговую часть с каркасом из корда, завернутого на каркасные кольца (3).

Однако известная шина также обладает значительной разрушающей способностью и завышенным сопротивлением качению, поскольку удельные давления в зоне ее контакта с грунтом распределяются неравномерно из-эа значительной жесткости каркаса.

Сущность изобретения заключается в том, что для повышения проходимости и экологической чистоты шины путем исключения ее разрушающего воздействия на грунты с низкой несущей способностью и снижения сопротивления качению у бескамерной пневматической шины, ширина которой превышает высоту ее профиля, содержащей борта с каркасными кольцами, боковые стенки и беговую часть с каркасом из корда, завернутого на каркасные кольца, толщина боковых стенок и беговой части выполнена постоянной и составляет 0,0100,015 высоты профиля шины Н, Толщины стенок меньше 0,01 Н технологически получить очень сложно. Кроме того, при этом шина становится очень чувствительной к проколам порезам и другим повреждениям. т.е. снижается ее надежность и долговечность. При толщине стенок. большей 0,015Н, резко снижается эластичность взаимодействия шины с грунтом, ухудшается ее способность "обтекать" неровности грунта и теряется способность неразрушающего взаимодействия с поверхностным слоем грунта с низкой несущей способностью. Высота профиля шины Н взята в качестве характеристики толщины стенки по той причине, что она является связующей величиной, входящей в известную формулу Хедекеля по определению объема шины в зависимости от ее грузоподъемности, и при высоте Н профиля шины меньше ее ширины B можно практически однозначно связать предлагаемую толщину стенки с несущей способностью и размерностью шины в реально встречающихся пределах.

Кроме того, корд выполнен капроновым, уложен двумя перекрещивающимися слоями и имеет модуль угла наклона нитей каждого слоя 45-60 по отношению к меридиональному направлению.

Благодаря такому выполнению достигается очень высокая эластичность шины в зоне беговой части и боковых стенок, обеспечивающая равномерное распределение удельных давлении в зоне контакта шинм с

2005083 опорной поверхностью при внутреннем давлении воздуха 0,01-0,03 МПа. Это повышает проходимость, снижает сопротивление качению и исключает разрушающее воздействие шины на грунты с низкой несущей способностью, В то же время наличие двух слоев корда является хорошей защитой шины от проколов и придает ей необходимое сопротивление боковому уводу, повышая устойчивость и управляемость транспортного средства, что позволяет последнему двигаться с более высокими скоростями там, где позволяет дорога, например по льду озер или по автозимникам, На фиг. 1 изображено поперечное сечение предлагаемой шины; на фиг. 2 — фрагмент поперечного сечения шины в зоне ее борта.

Бескамерная пневматическая шина имеет борта 1 с каркасными кольцами 2, боковые стенки 3 и беговую часть 4, Каркас шины образован из слоев 5 и 6 перекрещивающегося корда, завернутых изнутри на каркасные кольца 2.

Ширина В шины в общем случае превышает высоту Н ее профиля. Характерной конструктивной особенностью предлагаемой шины является то, что толщина боковых стенок 3 и беговой части 4 выполнена постоянной и составляет 0,010-0,015 высоты профиля шины Н. Толщины стенок меньше

0,01Н технологически получить очень сложно. Кроме того. при этом шина становится очень чувствительной к проколам, порезам и другим повреждениям, т,е. снижается ее надежность и долговечность. При толщине стенок, большей 0,015Н, резко снижается эластичность взаимодействия шины с грунтом, ухудшается ее способность "обтекать" неровности грунта и теряется способность неразрушающего взаимодействия с поверхностным слоем грунта с низкой несущей способностью.

Для достижения эффекта равномерного распределения удельных давлений по длине и ширине зоны контакта шины с опорной поверхностью число слоев корда не должно быть больше двух. В противном случае каркас приобретает избыточную жесткость; вызывающую неравномерное распределение давлений в контакте. В случае диагональной конструкции каркаса шины число слоев корда не может быть меньше двух по условиям обеспечения равновесности конструкции. В

Случае радиальной конструкции каркаса зто условие отпадает и в принципе может быть

55 создана равновесная конструкция г плн 1м слоем корда.

Для укрепления наиболее нагруж иной части бортов шины имеется дополнительная прослойка 7 корда, укладываемая с наружной стороны на крыльевые зоны бортов, Снаружи каркас шины покрыт слоем покровной резины 8, Каркасные кольца 2 могут быть проволочными или стеклопластиковыми и могут иметь в сечении форму круга или параллелограмма, Внутренняя полость петли, образуемой при завороте корда на каркасное кольцо 2, Заполнена резиновым наполнителем 9, образуя крыло борта.

Для обеспечения герметизации внутренней полости шины ее внутренняя поверхность может быть покрыта герметизирующим слоем 10. Однако при низких величинах рабочего давления воздуха 0,01-0,02 МПа герметизация может быть обеспечена и за счет естественной воздухонепроницаемости обычной резины без использования специального герметизирующего слоя.

При качении колеса с подобной бескамерной шиной с низким внутренним давлением воздуха (порядка 0,01-0,02 МПа) напряжения в зоне контакта шины с грунтом распределяются весьма равномерно как по длине, так и по ширине контакта, снижая предельные нагрузки на выступы грунта и предотвращая его разрушение, При этом шина как бы "обтекает" неравности поверхности, а выступы и впадины беговой части, повторяющей профиль поверхности грунта, выполняют роль грунтозацепов, увеличивая сцепление шины с грунтом. Поэтому указанная шина может иметь высокие тягаво-сцепные качества даже без дополнительных грунтоза цепов.

Указанные свойства подобных шин были проверены на практике, Были разработаны. изготовлены и испытаны бескамерные шины размером 1300х400-533 и 1300х600533 толщиной стенки 4-6 мм. Внутреннее давление воздуха при испытаниях устанавливалось в пределах 0,01-0,03 МПа, нагрузка на шины варьировалась в пределах

200-800 кГс (расчетная нагрузка 360 кГс), Испытания выявили значительное снижение сопротивления качению по сравнению с серийно выпускаемыми шинами, подтвердили высокую эластичность шин и их способность "обтекать" неровности грунта с практически равномерным распределением удельных давлений по длине и ширине контакта, что является необходимым условием для неразрушающего взаимодействия с поверхностным слоем слабых грунтах.

2005083

Составитель В.Князьков

Техред M,Mîðãeí àë Корректор С. Лисина

Редактор

Тираж Псдписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, F аушская наб., 4/5

Заказ 3421 .t

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Га,.i1i нл 01 (5б) Работа автомобильной шины. Под лед. В.И,Кнороза. M,: Транспорт, 1976, с, 10-41, рис. 12.

Геслер В.M. и Яуре В.Б, Книга самодеятельного конструктора автомобиФормула изобретения

t. ЬЕСКАМЕРНАЯ ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ

ШИНА. ширина которой превышает высоту ее профиля, содержащая борта с каркасными кольцами, боковые стенки и беговую часть с каркасом из корда, завернутого на упомянутые каркасные кольца, отличающаяся тем, что толщина боковых стенок и беговой части шины выполнена постоянной и лей, М.; ДОСААФ, 1989, с. 205-206, рис. 124.

Бочаров H.Ô, и др. Транспортные средства на высокоэластичных движителях. M.: Машиностроение. 1974, с. 9, 5 рис, 4. составляет 0,010 - 0 015 высоты профиля

10 шины.

2. Шина по п.1, отличающаяся тем, что корд выполнен капроновым, уложен двумя перекрещивающимися слоями и имеет модуль угла наклона нитей каждого слоя 4515 б0 по отношению к меридиональному направлению.