Шина, способная в ненакачанном состоянии выполнять свои функции
Изобретение относится к автомобильным пневматическим шинам. Устройство (10) содержит дугообразные части (12), выполненные с возможностью взаимного соединения для крепления вокруг колеса транспортного средства. Каждая часть (12) содержит резиновый корпус (14), внутри которого расположен стальной поддерживающий элемент, который, будучи установленным на колесе, образует поддерживающее кольцо вокруг колеса. Технический результат - улучшение характеристик движения шины в ненакачанном состоянии. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 12 ил.
Данное изобретение затрагивает усовершенствования, относящиеся к устройству, обеспечивающему возможность ехать на ненакачанной шине, а также к колесам, включающим такие устройства.
Во многих случаях устройства, обеспечивающие возможность ехать на ненакачанной шине, предусматриваются для колес транспортного средства. Такие устройства обычно содержат круговое кольцо, расположенное вокруг колеса в шине. Это блокирует нишу колеса и также обеспечивает поверхность сцепления с грунтом вокруг колеса, на которой транспортное средство может перемещаться в случае опускания шины.
В известных устройствах, обеспечивающих возможность ехать на ненакачанной шине, часто используются преимущественно твердые кольцевые элементы, изготовленные, например, из композиционного материала. Такие материалы применяются, чтобы обеспечить достаточную прочность и износостойкость во время использования. Однако такие элементы для сцепления с грунтом очень затрудняют езду. Кроме того, такие элементы, а также колесо и подвеска транспортного средства, на которую установлено указанное устройство, могут быть повреждены при приложении к ним высокой ударной силы. Такие силы можно испытывать, например, при попытке забраться на обочину или при езде по бездорожью.
В соответствии с настоящим изобретением предложено устройство обеспечивающее возможность ехать на ненакачанной шине, которое содержит дугообразные части, выполненные с возможностью взаимного соединения с образованием кольцевой конструкции, устанавливаемой на колесо транспортного средства, причем каждая из указанных частей содержит корпус из эластичного материала с по существу жестким поддерживающим элементом, проходящим внутри корпуса.
Поддерживающий элемент может проходить по дуге внутри корпуса так, что, когда корпус установлен на колесо, поддерживающий элемент в дугообразных частях образует поддерживающее кольцо вокруг колеса.
На каждом конце дугообразных частей может быть предусмотрена соединительная конструкция, обеспечивающая взаимное соединение с другими дугообразными частями.
Соединительная конструкция на каждой части может содержать перекрывающиеся соединительные элементы, причем соединительный элемент на одном конце каждой части перекрывается на противоположной стороне с соединительным элементом, расположенным на другом конце каждой части.
Каждый соединительный элемент может иметь частично скругленный конец, который может быть расположен по существу в выемке смежной части, которая имеет частично скругленный конец, так что соединительные элементы могут поворачиваться друг относительно друга.
Средство крепления может быть выполнено с возможностью прохождения через соединительные элементы, чтобы удерживать указанные две части вместе. В перекрывающихся соединительных элементах могут быть расположены выполненные с возможностью совмещения отверстия, через которые может проходить средство крепления. Совмещаемые отверстия могут быть по существу коаксиальными с частично скругленными концами соединительных элементов и выемок.
Средство крепления может содержать гайку и болт. Средство крепления может содержать втулку со сквозным проходом, которая проходит через совмещаемые отверстия, и шайбу. Шайба может быть выполнена с возможностью размещения в сквозном проходе втулки. Шайба и сквозной проход втулки могут иметь форму усеченного конуса с соответствующими контактными поверхностями. Болт может быть выполнен с возможностью прохождения через проход в шайбе.
Поддерживающий элемент может проходить в соединительную конструкцию.
В каждой части поддерживающего элемента могут быть выполнены совмещаемые отверстия. Поддерживающий элемент может иметь соединительное средство на каждом конце, так что на своих концах поддерживающие элементы перекрываются друг с другом в смежных частях.
Поддерживающий элемент может иметь форму по существу круглого кольца. На кольце могут быть выполнены один или несколько окружных фланцев, при этом кольцо может иметь по существу поперечное сечение в форме двутавровой балки. Центральная часть поддерживающего элемента в каждой дугообразной части может иметь меньшую радиальную протяженность по сравнению с концевыми частями дугообразной части, причем указанная центральная часть поддерживающего элемента может иметь внутренний окружной фланец и внешний окружной фланец.
В поддерживающем элементе может быть выполнен один или несколько вырезов для снижения веса.
Поддерживающий элемент может быть выполнен из стали, Кевлара или углеродного волокна.
Корпус указанного устройства может быть выполнен из резины, из натурального каучука или полиуретана. Указанный корпус может быть выполнен из любой резиновой смеси, выбранной из М049, М059 или С779 или любой их комбинации. Различные части корпуса указанного устройства могут быть выполнены из различной резиновой смеси.
В корпусе могут быть выполнены проходящие в нем выемки для снижения веса.
Корпус предложенного устройства может иметь огнезащитный состав.
На периферическую наружную поверхность предложенного устройства и/или на соединения между соединяемыми между собой частями может быть нанесен смазочный материал. Смазочный материал может твердым при нормальном функционировании колеса, имеющего предложенное устройство, но когда шина или земля соприкасаются со указанным устройством из-за опускания шины и/или повышается температура, смазка превращается в жидкость.
В первом варианте выполнения предложенное устройство содержит две соединяемые между собой части, тогда как во втором варианте выполнения предложенное устройство содержит три соединяемые между собой части.
Изобретение далее представляет колесный узел, содержащий колесо, установленное вокруг колеса устройство, обеспечивающее возможность ехать на ненакачанной шине, выполненное по любому из предшествующих восемнадцати абзацев, и шину, установленную вокруг указанного устройства.
Шина может быть установлена таким образом, что ее внутренняя поверхность взаимодействует с указанным устройством.
Изобретение далее обеспечивает средство крепления, содержащее гайку, болт, втулку со сквозным проходом и шайбу, причем шайба и сквозной проход втулки имеют форму усеченного конуса с соответствующими контактными поверхностями, а болт проходит через проход в шайбе.
Варианты выполнения настоящего изобретения описаны ниже посредством примера и со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых:
Фиг.1 представляет собой схематический вид предложенного устройства, обеспечивающего возможность ехать на ненакачанной шине, установленного на колесе;
Фиг.2 представляет собой схематический разрез по линии А-А на Фиг.1;
Фиг.3 представляет собой схематический вид сбоку компонента устройства, изображенного на Фиг.1;
Фиг.4 представляет собой схематический разрез по линии С-С на Фиг.3;
Фиг.5 представляет собой схематический вид сбоку части устройства, изображенного на Фиг.1;
Фиг.6 представляет собой схематический вид в аксонометрии устройства, изображенного на Фиг. 1;
Фиг.7 представляет собой периферический вид устройства, изображенного на Фиг. 1, установленного на колесе;
Фиг.8 представляет собой схематический вид сбоку компонента еще одного предложенного устройства;
Фиг.9 представляет собой схематический разрез по линии D-D на Фиг.8;
Фиг. 10 представляет собой схематический разрез средства крепления, выполненного в соответствии с изобретением;
Фиг. 11 представляет собой схематический разрез еще одного предложенного устройства,
Фиг. 12 представляет собой схематический вид в аксонометрии еще одной части устройства, изображенного на Фиг. 11.
Фиг.1 - 7 показывают устройство 10, обеспечивающее возможность ехать на ненакачанной шине, которое содержит три выполненные с возможностью соединения между собой компонента 12. Каждый компонент 12 содержит резиновый корпус 14, выполненный из резиновой смеси марки С779. Внутри корпуса 14 расположен стальной поддерживающий элемент 16.
Каждый компонент 12 ограничивает 120-градусную дугу и имеет на каждом конце соединительную конструкцию 18. Конструкция 18 имеет на одной своей стороне выемку 20, проходящую по существу на половину толщины корпуса 14 и имеющую дугообразный внутренний конец 22.
Противоположная выемке 20 сторона корпуса 14 выполнена в форме соединительной перемычки 24, которая выполнена с возможностью размещения в выемке 20 корпуса смежного компонента 12. Перемычка 24 имеет дугообразный конец 26, соответствующий концу 22 выемки 20. Каждый компонент 12 имеет выемку 20 на каждом конце противоположных сторон корпуса 14 и, соответственно, перемычки 24 на других противоположных сторонах каждого конца корпуса 14. Через выемку 20 и перемычки 24 проходят совмещаемые отверстия 28, которые являются соосными с концами 22, 26.
Корпус 14 имеет в целом круговую конфигурацию с внешней периферической поверхностью 30 и с увеличенным внутренним фланцем 32. На одной стороне внутреннего фланца 32 выполнен окружной выступ 34, который расположен в пазу 36 корпуса 38 колеса, как показано на Фиг.2. Шина (не показана) устанавливается на корпус 38 колеса вокруг устройства 10, так что ее края взаимодействуют с ободами 40 колеса. На сторонах корпуса 14 имеются выемки 42 для снижения веса.
Поддерживающий элемент 16 выполнен в форме кольцевой балки 44 с двутавровым профилем, которая расположена полностью внутри корпуса 14, а ее радиальные концы расположены отстоящими, соответственно, от внешней поверхности 30 и внутреннего фланца 32. В балке 44 выполнены сквозные отверстия 46 для снижения веса. На каждом конце частей поддерживающего элемента 16 находятся отверстия 48, которые совмещаются с отверстиями 28 с обеспечением соединения друг с другом частей поддерживающего элемента 16, когда компоненты 12 соединены друг с другом. На концах балки 44 могут быть выполнены некоторые углубления и выступы, обеспечивающие перекрытие заподлицо частей поддерживающего элемента 16.
При использовании компоненты 12 устройства 10 расположены на корпусе 38 колеса, а через соответствующие отверстия 28, 48 вставлены средства 50 крепления. Средства крепления могут содержать шайбы 52, которые расположены на каждой стороне корпуса 14 и которые могут быть смещены и прикреплены с помощью отверстия 54 к корпусу 14, чтобы предотвратить их вращение. Через отверстия 28, 48 проходят болты 56, которые затягиваются гайками (не показаны). Гайки могут содержать втулку 58, которая расположена на одной оси с отверстиями 28, 48.
Шайбы 52 могут иметь в целом скошенную внутрь контактную поверхность 76, которая, когда шайбы установлены между втулкой 58 и болтом 56, осуществляет контакт с соответствующей скошенной внутрь контактной поверхностью 78 втулки 58. Скошенные контактные поверхности 76, 78, гарантируют, что нагрузка на соединение распространяется по большей площади, по сравнению с традиционным устройством.
Резиновый корпус 14 может содержать огнезащитное средство, предотвращающее его возгорание во время использования при высоких температурах из-за трения спущенной шины с землей и/или корпусом 38 колеса. На внешнюю поверхность 30 и/или на места соединения между компонентами 12 может быть нанесен смазочный материал, который может быть твердым, таким как воск, который может превращаться в жидкость для обеспечения смазывания, когда шина или земля начинают с ним взаимодействовать и/или повышается температура, например из-за трения.
Из-за упругости резины устройство 10 может использоваться, например, при попытке въехать на обочину или при езде по бездорожью, без повреждения поддерживающего элемента 16, который амортизируется эластичным корпусом 14. Резина корпуса 14 также обеспечивает улучшенную езду по сравнению с известными устройствами этого назначения, в то время как поддерживающий элемент 16 сохраняет целостность корпуса 14 и обеспечивает длительное использование. Использование нескольких компонентов 12, соединенных вместе, также обеспечивает пользователю возможность затягивать или ослаблять шину, способную в ненакачанном состоянии выполнять свои функции, когда она установлена на колесе. Это может облегчить размещение и удаление шины с колеса.
В дальнейших вариантах выполнения изобретения различные части корпуса 14 выполнены из резиновой смеси любой марки, выбранной из С779, М059 и М049, как показано на Фиг. 11 и 12. Например, периферическая поверхность 30 может быть выполнена из резиновой смеси марки М059, на глубину 80, равную приблизительно от 10 до 15 мм. Остальная часть корпуса 14 может быть выполнена из резиновой смеси марки С779. Эта комбинация материалов обеспечивает предложенное устройство превосходной демпфирующей способностью, по сравнению с указанным устройством, выполненным полностью из резиновой смеси марки С779. Кроме того, слой толщиной приблизительно от 3 до 5 мм резиновой смеси марки М049 может быть предусмотрен на поверхности выемки 20.
Фиг. 8 и 9 показывают альтернативный низкопрофильный поддерживающий элемент 60. Этот компонент имеет по существу ту же самую функцию, что и поддерживающий элемент 16, описанный в первом варианте выполнения. Однако элемент 60 имеет среднюю часть 64, выполненную с более низким профилем относительно концевых частей 62, так что балка проходит радиально наружу в меньшей степени, чем концевые части 62. В каждой концевой части имеются отверстия 70, совмещенные с отверстиями 28 образом, аналогичным поддерживающему элементу 16. На верхнем и нижнем концах элемента 60 выполнены большой внутренний окружной фланец 72 и меньший внешний окружной фланец 74. Элемент 60 обеспечивает преимущество в снижении веса по сравнению с поддерживающим элементом 16.
Следует понимать, что может быть выполнено много других модификаций, не отступая от объема изобретения. Например, предложенное устройство может содержать только два компонента, и в особенности для использования с колесами меньшего размера. Для колес очень большого размера потребуется более трех компонентов.
Там, где используется колесо с раздвоенным ободом, резиновый корпус может быть выполнен с возможностью взаимодействия с краями шины, чтобы по существу заблокировать отогнутый край шины на фланце колеса.
Для поддерживающего элемента могут использоваться альтернативные материалы, такие как Кевлар® или углеродистое волокно. Могут использоваться различные средства крепления и/или соединительные устройства. Корпус и/или поддерживающий элемент могут иметь различную форму. Размер и/или форма предложенного устройства будут зависеть от размера шины, подходящей к транспортному средству.
Хотя в описании предпринята попытка привлечения внимания к тем особенностям изобретения, которые имеют особое значение, нужно понимать, что испрашивается защита любого патентоспособного признака или комбинации признаков, упомянутых выше и/или показанных на чертежах, независимо от того, был или не был на этот признак или комбинацию признаков сделан особый акцент.
1. Устройство, обеспечивающее возможность ехать на ненакачанной шине, содержащее дугообразные части, которые выполнены с возможностью взаимного соединения с образованием кольцевой конструкции, устанавливаемой вокруг колеса транспортного средства, и каждая из которых содержит корпус из эластичного материала, внутри которого полностью расположен по существу жесткий поддерживающий элемент.
2. Устройство по п.1, в котором поддерживающий элемент проходит по дуге внутри корпуса так, что, когда оно установлено на колесо, поддерживающий элемент в дугообразных частях образует поддерживающее кольцо вокруг колеса, причем поддерживающий элемент на каждом конце может иметь соединительное средство, так что на своих концах поддерживающие элементы перекрывают друг друга на смежных частях.
3. Устройство по п.1, в котором на каждом конце дугообразных частей имеется соединительная конструкция для обеспечения взаимного соединения с другими дугообразными частями, причем в каждой части поддерживающего элемента могут быть выполнены совмещаемые отверстия, а соединительные конструкции на каждой части могут содержать перекрывающиеся соединительные элементы, и соединительный элемент на одном конце каждой части может перекрывать на противоположной стороне соединительный элемент на другом конце каждой части, при этом каждый соединительный элемент может иметь частично скругленный конец, который расположен по существу напротив выемки смежной части, которая имеет частично скругленный конец, так что соединительные элементы могут поворачиваться друг относительно друга, причем поддерживающие элементы могут проходить в соединительные конструкции.
4. Устройство по п.3, в котором через соединительные элементы может проходить средство крепления для удерживания двух указанных элементов вместе, при этом в перекрывающихся соединительных элементах выполнены совмещаемые отверстия, через которые может проходить указанное средство крепления и которые могут быть по существу соосными с частично скругленными концами соединительных элементов и выемок, причем средство крепления может содержать гайку, болт и втулку со сквозным проходом, которая проходит через совмещаемые отверстия.
5. Устройство по п.4, в котором средство крепления содержит шайбу, которая выполнена с возможностью размещения в сквозном проходе втулки, при этом шайба и сквозной проход втулки могут иметь форму усеченного конуса с соответствующими контактными поверхностями, а болт выполнен с возможностью прохождения через проход в шайбе.
6. Устройство по любому из пп.1-5, в котором поддерживающий элемент выполнен в форме по существу круглого кольца, на котором могут быть выполнены один или несколько окружных фланцев и которое может иметь поперечное сечение по существу в форме двутавровой балки, причем центральная часть поддерживающего элемента в каждой дугообразной части может иметь меньшую радиальную протяженность по сравнению с концевыми частями дугообразной части, при этом указанная центральная часть поддерживающего элемента может иметь внутренний окружной фланец и/или внешний окружной фланец.
7. Устройство по любому из пп.1-5, в котором в поддерживающем элементе имеется один или несколько вырезов для снижения веса.
8. Устройство по любому из пп.1-5, в котором поддерживающий элемент выполнен из стали, Кевлара® или углеродного волокна.
9. Устройство по любому из пп.1-5, в котором корпус выполнен из резины и может быть выполнен из натурального каучука, из резиновой смеси любой марки, выбранной из М049, М059 или С779, или любой их комбинации, при этом различные части корпуса могут быть выполнены из различных резиновых смесей.
10. Устройство по любому из пп.1-5, в котором корпус выполнен из полиуретана.
11. Устройство по любому из пп.1-5, в котором имеются выемки, проходящие в корпусе и предназначенные для снижения веса.
12. Устройство по любому из пп.1-5, в котором корпус содержит огнезащитный состав.
13. Устройство по любому из пп.1-5, в котором на его периферической наружной поверхности и/или на соединениях между взаимосоединяемыми частями имеется смазочный материал, при этом смазочный материал может быть твердым при нормальном функционировании колеса, содержащего указанное устройство, а когда шина или земля соприкасается с указанным устройством из-за спускания шины и/или когда повышается температура, этот материал превращается в жидкость.
14. Устройство по любому из пп.1-5, которое содержит две или три соединяемые между собой части.
15. Колесный узел, содержащий колесо, установленное вокруг колеса устройство, обеспечивающее возможность ехать на ненакачанной шине, выполненное по любому из предшествующих пунктов, и шину, установленную вокруг указанного устройства, причем шина может быть установлена так, что ее внутренняя поверхность взаимодействует с указанным устройством.
