Система, образованная ободом и усиливающей опорой
Изобретение относится к автомобильному транспорту и предназначено для использования в конструкции пневматической шины с кольцевой поддерживающей опорой. Оба посадочных места обода имеют разные диаметры и наклонены в направлении наружу. Опорная поверхность обода снабжена, по меньшей мере, одним окружным выступом, расположенным в окружной канавке, выполненной на внутренней в радиальном направлении поверхности усиливающей опоры беговой дорожки протектора шины. В результате повышается надежность и безопасность шины. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.
Предлагаемое изобретение касается системы, образованной колесом или моноблочным монтажным ободом, предназначенным для пневматической шины, и кольцом поддержания беговой дорожки протектора этой пневматической шины, причем эта система является особенно целесообразной в случае качения данной пневматической шины в условиях ненормально пониженного давления накачивания в ней по отношению к рекомендованному для нее давлению накачивания, и это эксплуатационное давление в данном случае может даже становиться нулевым. Изобретение касается также монтажного обода как такового, а также усиливающей опоры беговой дорожки протектора как таковой.
Основные трудности, встречающиеся в случае качения полностью спущенной пневматической шины или при малом давлении накачивания в ней, касаются, в частности, опасности освобождения от заклинивания бортов данной пневматической шины, например освобождения от заклинивания того борта этой пневматической шины, который расположен с наружной стороны по отношению к транспортному средству, на котором эта пневматическая шина установлена. Предложенные ранее и хорошо известные технологические приемы, предназначенные для исключения такого освобождения бортов от заклинивания, в частности технологический прием, состоящий в размещении изнутри в осевом направлении от наружного посадочного места монтажного обода специального выступа или ребра небольшой высоты, не представляются вполне удовлетворительными и приводят к усложнению выполнения операции монтажа и демонтажа пневматических шин.
Для устранения вышеуказанных недостатков предложена катящаяся система, описанная в европейском патенте ЕР 0673324, содержащая пневматическую шину и моноблочный монтажный обод с двумя так называемыми наклоненными наружу посадочными местами, продолженными наружу в осевом направлении двумя выступами или ребрами небольшой высоты.
Посадочное место того края обода, который расположен с наружной стороны транспортного средства, продолжен в осевом направлении внутрь опорной поверхностью, предназначенной и специально приспособленной для размещения на ней усиливающей опоры беговой дорожки протектора пневматической шины, тогда как посадочное место обода, расположенное с внутренней стороны этого транспортного средства, продолжается в осевом направлении внутрь круговым выступом обода, причем этот круговой выступ соединен с опорной поверхностью посредством монтажной канавки.
В предпочтительном варианте реализации такой монтажный обод содержит два посадочных места, имеющих наклон в направлении наружу и различные диаметры, причем посадочное место, расположенное с наружной стороны транспортного средства, имеет диаметр, меньший, чем диаметр посадочного места, расположенного с внутренней стороны этого транспортного средства.
Усиливающая опора беговой дорожки протектора в рассматриваемой системе представляет собой опору, изготовленную из эластомерного материала, способную к упругой деформации, поддающуюся овализации и надеваемую на опорную поверхность. Эта усиливающая опора беговой дорожки протектора препятствует полному оседанию на обод беговой дорожки протектора и позволяет, таким образом, данной пневматической шине катиться в условиях приемлемой величины оседания или стрелы прогиба, несмотря на недостаток или полное отсутствие газа ее накачивания, и прочно удерживая при этом наружный борт данной пневматической шины в требуемом положении на соответствующем посадочном месте монтажного обода.
При том, что такая система обладает значительными преимуществами по сравнению с известными системами подобного типа, предназначенными для качения в условиях, которые называют качением в спущенном состоянии пневматической шины, и демонстрирует превосходные характеристики при качении этой системы в нормальных условиях, описанная выше система обладает серьезным недостатком, который состоит в том, что она оказывается достаточно тяжеловесной.
Для соответствующего снижения веса имеется возможность воздействия по существу на оба элемента данной системы, которые представляют собой собственно обод и усиливающую опору беговой дорожки протектора. В европейских патентных заявках ЕР 0807539 и ЕР 1098779 описаны такие облегченные монтажные обода, которые содержат либо опорную поверхность, снабженную многочисленными вырезами, либо опорную поверхность, образованную двумя окружными опорными зонами, отделенными друг от друга в осевом направлении окружной канавкой. Что касается усиливающей опоры, то она была существенно облегчена путем замены значительной части сплошного тела между основанием и вершиной опоры на несколько полостей, отделенных друг от друга сплошными перегородками, имеющими соответствующую форму и расположение. В европейской патентной заявке ЕР 1000774 и международной патентной заявке WO 00/76791 описаны такие усиливающие опоры, используемые также для блокировки, по меньшей мере, того борта пневматической шины, который установлен на посадочном месте обода, расположенном с наружной стороны транспортного средства и имеющем наименьший диаметр.
В международной патентной заявке WO 01/08905 для получения облегченной системы подобного типа предлагается уменьшить ширину усиливающей опоры по отношению к ширине опорной поверхности для этой опоры и описаны средства, необходимые для осевого удержания усиливающей опоры беговой дорожки протектора, причем эти средства состоят в оснащении, по меньшей мере, одним выступом внутренней в радиальном направлении поверхности данной усиливающей опоры. Выступ входит в упорный контакт с одной или несколькими стенками одной или нескольких окружных канавок, выполненных на опорной поверхности обода, причем эта опорная поверхность точно предназначена для размещения на ней данной усиливающей опоры.
Образование купавок на металлическом изделии, особенно на таком изделии, как монтажный обод для пневматической шины, сопряжено с целым рядом трудностей, а именно, не всегда бывает легко образовать такие канавки вследствие способа изготовления монтажного обода, и эта операция оказывается тем более затруднительной, что одна или несколько канавок имеют относительно малые размеры. В то же время всякая канавка подразумевает наличие у этой канавки дна с закруглениями сопряжения, имеющими форму дуг окружности или другую форму, и эти закругления сопряжения небольших размеров обычно представляют собой зоны концентрации механических напряжений и означают возможность появления трещин в таких закруглениях.
Для снижения веса системы рассматриваемого здесь типа, образованной монтажным ободом, содержащим опорную поверхность между первым и вторым посадочными местами обода и усиливающей опорой беговой дорожки протектора пневматической шины, а также устранения перечисленных выше недостатков и обеспечения таким образом наилучшей усталостной прочности монтажного обода в данном изобретении предлагается формировать на опорной поверхности обода, предназначенной для размещения на ней усиливающей опоры беговой дорожки протектора, окружной выступ или ребро жесткости, который размещается в канавке, выполненной на внутренней в радиальном направлении поверхности усиливающей опоры беговой дорожки протектора.
Таким образом, система в соответствии с предлагаемым изобретением, образованная ободом, содержащим первое и второе посадочные места обода, и усиливающей спорой беговой дорожки протектора, поддающейся упругой деформации, нерастяжимой в окружном направлении и надеваемой на опорную поверхность приспособленного соответствующим образом обода, причем опорная поверхность продолжает внутрь в осевом направлении первое посадочное место обода, минимальный диаметр которого, по меньшей мере, равен диаметру любой части обода между наружным в осевом направлении концом опорной поверхности и концом выступа или ребра относительно небольшой высоты, продолжающего наружу в осевом направлении первое посадочное место обода, имеющее наклон в направлении наружу, и второе посадочное место обода имеет на виде в меридиональном сечении образующую, внутренний в осевом направлении конец которой расположен на окружности, диаметр которой превышает диаметр окружности, на которой расположен внутренний в осевом направлении конец первого посадочного места обода, причем оба посадочных места обода продолжаются в осевом направлении внутрь коническими участками, высота которых составляет, по меньшей мере, 0,01 от величины минимального диаметра опорной поверхности и образующие которых составляют с осью вращения углы α, имеющие величину, по меньшей мере, 45°, отличается тем, что опорная поверхность обода снабжена, по меньшей мере, одним окружным выступом, имеющим высоту h и расположенным в окружной канавке, выполненной на внутренней в радиальном направлении поверхности усиливающей опоры беговой дорожки протектора, таким образом, что выступ опирается в осевом направлении и входит в упор на, по меньшей мере, одной боковой стенке канавки.
Под минимальным диаметром опорной поверхности обода, измеренным в плоскости, параллельной экваториальной плоскости, содержащей окружной конец опорной поверхности, наиболее близкий к первому посадочному месту обода, следует понимать максимальное расстояние, разделяющее две диаметрально противоположные точки окружного конца.
Под выступом или ребром относительно небольшой высоты, принимая во внимание размерные параметры рассматриваемых в данном случае ободов и размерные параметры пневматических шин, которые должны быть установлены на этих ободах, следует понимать выступ или ребро, высота которого не превышает 2,5% от величины минимального диаметра опорной поверхности обода.
Окружной выступ в предпочтительном варианте реализации имеет относительно небольшие размеры в осевом направлении и в радиальном направлении, причем эти размеры имеют величину в диапазоне от 0,005 до 0,02 от величины диаметра опорной поверхности данного обода. При этом выступ, выполненный на опорной поверхности обода, размещен в канавке, имеющей по существу те же размеры и выполненной на внутренней поверхности усиливающей опоры, и упирается в обе боковые стенки этой канавки.
Зато окружная канавка, выполненная на усиливающей опоре беговой дорожки протектора, может иметь относительно большие размеры. При этом окружной выступ, выполненный на опорной поверхности обода, может входить в контакт в осевом направлении и входить в упорный контакт только с одной из стенок этой окружной канавки.
Для исключения слишком больших трудностей при монтаже усиливающей опоры беговой дорожки протектора на опорную поверхность обода во всех случаях предпочтительно, чтобы величина осевого расстояния, отделяющего конец образующей окружной канавки усиливающей опоры, наиболее близкий ко второму посадочному месту обода и взятый на образующей опорной поверхности, от осевого конца усиливающей опоры, наиболее близкого к тому же второму посадочному месту обода, не превышала 0,3 от осевой ширины 1 внутренней в радиальном направлении поверхности усиливающей опоры.
Для этого же усиливающая опора беговой дорожки протектора усилена в своей внутренней в радиальном направлении части арматурой, выполненной из усиливающих элементов и разделенной на две части, а именно первую часть, размещенную в осевом направлении со стороны первого посадочного места обода и расположенную на радиальном расстоянии от основания данной усиливающей опоры, не превышающем высоты h окружного выступа, и вторую часть, размещенную со стороны второго посадочного места обода и расположенную в радиальном направлении на расстоянии от основания этой усиливающей опоры, превышающем высоту h окружного выступа.
И также для облегчения выполнения операций монтажа усиливающей опоры на опорную поверхность обода окружной выступ, выполненный на этой опорной поверхности, в предпочтительном варианте реализации представляет меридиональное сечение, боковая поверхность которого, наиболее близкая к первому посадочному месту обода, имеет коническую форму, образующая которой расположена по отношению к оси вращения данной системы под углом β, который может иметь величину в диапазоне от 15° до 45°, тогда как его боковая поверхность, наиболее близкая ко второму посадочному месту обода, имеет коническую поверхность, коническая образующая которой расположена по отношению к оси вращения под углом χ, величина которого может быть заключена в диапазоне от 70° до 90°, причем обе эти образующие могут быть соединены между собой при помощи дуги окружности или отрезка прямой линии. Понятно, что границы могут быть получены при помощи углов β и χ.
Предпочтительно максимальный диаметр окружного выступа, выполненного на опорной поверхности обода, не превышает диаметра наружного в осевом направлении конца второго посадочного места обода, чтобы не создавать трудности при выполнении операций монтажа пневматической шины, предназначенной для комплектования данной системы.
Предлагаемое изобретение поясняется в приведенном описании способа его реализации со ссылками на чертеж, представляющий собой схематический вид в меридиональном сечении, не являющийся ограничительным примером реализации системы, образованной монтажным ободом и усиливающей опорой беговой дорожки протектора и предназначенной для монтажа пневматической шины.
На чертеже представлен схематический вид в меридиональном сечении моноблочного обода 10 такого типа, который описан в европейской патентной заявке ЕР 1098779, допуская при этом, что данный обод может быть образован совместно с диском моноблочного колеса или что этот диск может быть изготовлен независимо от данного обода и затем соединен с этим ободом.
Обод 10 содержит два конических посадочных места обода 13' и 13", имеющих различные диаметры D'A и D"A. Под диаметром конического посадочного места обода следует понимать диаметр его окружного конца, имеющего наибольший диаметр. Образующие двух посадочных мест 13' и 13" имеют наклон в направлении наружу, причем диаметры D'A и D"A соответственно внутренних в осевом направлении концов образующих посадочных мест имеют большую величину, чем диаметры D'В и D"В их наружных в осевом направлении концов. Оба конических посадочных места обода продолжаются в осевом направлении наружу при помощи двух выступов или горбов 15' и 15", высота которых, измеренная перпендикулярно к оси вращения, составляет 5,7 мм.
Первое посадочное место обода 13', предназначенное для установки с наружной стороны того транспортного средства, на которое будут установлены такие системы, продолжается внутрь в осевом направлении конической частью 17, образующая которой расположена по отношению к линии, параллельной оси вращения, под углом α, открытым внутрь в осевом направлении и наружу в радиальном направлении и имеющим величину 45°, причем высота этой конической части, измеренная перпендикулярно к оси вращения, составляет 4,0 мм. Внутренний в осевом направлении конец образующей также представляет собой конец опорной поверхности 11 обода, расположенной в осевом направлении с наружной стороны данного транспортного средства. Опорная поверхность, имеющая диаметр DN, образована двумя опорными зонами 111 и 112, отделенными друг от друга первой окружной канавкой 110, и ширина L этой опорной поверхности представляет собой осевое расстояние, разделяющее наиболее удаленные друг от друга концы опорных зон 111 и 112.
Опорная зона 112, наиболее близкая в осевом направлении к второму посадочному месту обода 13" и предназначенная для размещения с внутренней стороны данного транспортного средства, на своем конце, наиболее близком ко второму посадочному месту 13", снабжена выступом или упором позиционирования 16, предназначенным для исключения возможности перемещения в осевом направлении внутрь усиливающей опоры S беговой дорожки протектора, которая размещена на этой опорной поверхности обода 11.
Второе посадочное место 13" продолжается внутрь в осевом направлении посредством кругового выступа 14, причем наружная в осевом направлении стенка этого кругового выступа подобна конической части 17, продолжающей первое посадочное место 13'. Этот круговой выступ имеет высоту, составляющую 4,0 мм, то есть высоту, равную высоте внутреннего в осевом направлении конического участка 17 первого посадочного места 13'. Этот круговой выступ 14 образует вместе с упором позиционирования 16 монтажную канавку 12, предназначенную для размещения того борта пневматической шины, который установлен на посадочное место 13".
Опорная поверхность 11 снабжена в своей опорной зоне 112 окружным выступом 115, который в меридиональном сечении имеет форму треугольника с закругленной вершиной, причем его поверхность, наиболее близкая в осевом направлении к первому посадочному месту обода 13', имеет коническую образующую, которая расположена по отношению к оси вращения под углом β, составляющим 40° и открытым наружу в осевом направлении и внутрь в радиальном направлении, тогда как его поверхность, наиболее близкая в осевом направлении к второму посадочному месту обода 13", имеет образующую, которая расположена по отношению к оси вращения под углом χ, составляющим 80°.
Две упомянутые выше образующие соединены друг с другом при помощи дуги окружности. Очевидно, что окружной выступ может иметь и другую форму в меридиональном сечении, в частности полукруглую форму. Этот окружной выступ 115 имеет высоту h, величина которой составляет 4,5 мм, то есть по существу имеет ту же величину, что и высота выступов 15' и 15", и диаметр DP, меньший, чем диаметр D"В наружного в осевом направлении конца посадочного места 13".
Приведенные выше характеристики обеспечивают удобный монтаж, с одной стороны, усиливающей опоры беговой дорожки протектора на опорную поверхность обода, а с другой стороны, пневматической шины на монтажный обод. Канавка 30, которая выполнена на нижней в радиальном направлении опорной поверхности усиливающей опоры S, имеет ту же геометрическую форму, что и окружной выступ 115, а также имеет по существу те же самые размерные параметры. Осевое расстояние V, отделяющее взятый на опорной зоне 112 конец конической образующей канавки, выполненной на усиливающей опоре и наиболее близкий ко второму посадочному месту обода, от осевого конца усиливающей опоры, наиболее близкого к тому же самому второму посадочному месту обода, имеет величину, составляющую 0,2 от осевой ширины 1 внутренней в радиальном направлении поверхности усиливающей опоры S.
Усиливающая опора S в своем основании усилена при помощи арматуры 18, выполненной из нерастяжимых усиливающих элементов и состоящей из двух частей:
- первой части 160, наиболее близкой в осевом направлении к первому посадочному месту обода 13'. Эта часть в процессе монтажа усиливающей опоры на опорную поверхность обода не будет преодолевать окружной выступ 115, и ее осевая ширина λ1 немного превышает осевое расстояние l1, отделяющее конец внутренней поверхности усиливающей опоры, наиболее близкий к первому посадочному месту обода 13', от конца конической стенки канавки 30, имеющей наклон под углом β по отношению к оси вращения. При этом арматура 180 упомянутой части расположена в радиальном направлении выше поверхности усиливающей опоры и расположена от этой поверхности на расстоянии, составляющем 2 мм и меньшем, чем высота h канавки 30;
- второй части 181, наиболее близкой в осевом направлении к второму посадочному месту обода 13". Эта часть в процессе монтажа усиливающей опоры на опорную поверхность обода будет преодолевать окружной выступ 115, и ее осевая ширина λ2 немного превышает осевое расстояние V, отделяющее конец внутренней поверхности усиливающей опоры, наиболее близкой к второму посадочному месту обода 13", от конца конической и наклоненной под углом χ к оси вращения стенки канавки 30, наиболее удаленного в осевом направлении от того же самого второго посадочного места обода. При этом арматура 181 упомянутой части расположена в радиальном направлении выше поверхности усиливающей опоры и расположена на расстоянии от упомянутой поверхности, составляющем 5 мм и превышающем высоту h канавки 30.
1. Система, образованная ободом и усиливающей опорой, причем обод содержит первое и второе посадочные места, а усиливающая опора S беговой дорожки протектора обладает упругой деформацией, является нерастяжимой в окружном направлении и надевается на опорную поверхность (11) выполненного соответствующим образом обода, при этом опорная поверхность (11) продолжает внутрь в осевом направлении первое посадочное место обода (13'), и минимальный диаметр этой опорной поверхности DN, по меньшей мере, равен диаметру любой части обода между наружным в осевом направлении концом опорной поверхности (11) и концом выступа или ребра (15') относительно небольшой высоты, продолжающего наружу в осевом направлении первое посадочное место обода (13'), имеющее наклон в направлении наружу, и второе посадочное место обода (13") имеет в меридиональном сечении образующую, внутренний в осевом направлении конец которой расположен на окружности, имеющей диаметр D"A, который превышает диаметр окружности, на которой расположен внутренний в осевом направлении конец D'A первого посадочного места обода (13'), причем оба посадочных места обода продолжаются внутрь в осевом направлении коническими участками (17, 14), высота которых составляет, по меньшей мере, 0,01 величины минимального диаметра опорной поверхности (11) и образующие которых расположены по отношению к оси вращения под углами α, составляющими, по меньшей мере, 45°, отличающаяся тем, что опорная поверхность обода (11) снабжена, по меньшей мере, одним окружным выступом (115), имеющим высоту h и расположенным в окружной канавке (30), выполненной на внутренней в радиальном направлении поверхности усиливающей опоры S беговой дорожки протектора таким образом, что окружной выступ (115) опирается в осевом направлении и входит в упор на, по меньшей мере, одну боковую стенку этой канавки (30).
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что окружной выступ имеет относительно небольшие размеры в осевом направлении и в радиальном направлении, причем эти размеры заключены в диапазоне от 0,005 до 0,02 величины диаметра DN опорной поверхности обода (11).
3. Система по п.1, отличающаяся тем, что максимальный диаметр DP окружного выступа (115), выполненного на опорной поверхности обода (11), не превышает диаметр D"В наружного в осевом направлении конца второго посадочного места обода (13").
4. Система по п.1, отличающаяся тем, что окружной выступ (115), выполненный на опорной поверхности обода (11), содержит две боковые поверхности, причем боковая поверхность, наиболее близкая к первому посадочному месту обода (13'), имеет коническую форму, образующая которой составляет с осью вращения данной системы угол β, величина которого заключена в диапазоне от 15 до 45°, тогда как боковая поверхность, наиболее близкая ко второму посадочному месту обода (13"), имеет коническую форму, образующая которой составляет с осью вращения этой системы угол χ, величина которого заключена в диапазоне от 70 до 90°, причем две эти образующие соединены друг с другом при помощи дуги окружности или отрезка прямой линии.
5. Система по п.1, отличающаяся тем, что осевое расстояние V, отделяющее взятый на образующей опорной поверхности (112) конец образующей окружной канавки (30), наиболее близкий ко второму посадочному месту обода (13'), от осевого конца усиливающей опоры, наиболее близкого к тому же второму посадочному месту обода, не превышает 0,3 осевой ширины 1 внутренней в радиальном направлении поверхности усиливающей опоры.
6. Система по п.5, отличающаяся тем, что усиливающая опора S беговой дорожки протектора усилена в своей внутренней в радиальном направлении части посредством арматуры (18), образованной из нерастяжимых усиливающих элементов и разделенной на две части, а именно первую часть, размещенную в осевом направлении со стороны первого посадочного места обода (13') и расположенную на радиальном расстоянии от основания усиливающей опоры S, не превышающем высоту h окружного выступа, и вторую часть, размещенную со стороны второго посадочного места обода (13") и расположенную в радиальном направлении на расстоянии от основания усиливающей опоры S, превышающем высоту h окружного выступа (115).
