КОНСТРУКЦИЯ КОЛЕСА
WHEEL

Настоящее изобретение относится к конструкции колеса, и более конкретно, но не эксклюзивно - к конструкции колеса для сельскохозяйственной техники, или легкой строительной техники, или тому подобного.
Известна конструкция колеса для сельскохозяйственной техники и других внедорожных транспортных средств, включающая круглый обод колеса, обеспечивающий соответственно установленные в осевом направлении внутренний и внешний фланцы, каждый из которых обеспечивает посадку борта плавающей шины обода, крепящейся к внешней в радиальном направлении, или «шинной стороне» обода. В примере, приведенном в US-A-5560686, раскрыта такая конструкция колеса, которая далее включает диск, при помощи которого колесо крепится к ступице транспортного средства, и этот диск соединяется к внутренней в радиальном направлении стороне обода, и как диск, так и обод, раздельны. Однако изобретение применимо к колесам, у которых обод и диск постоянно находятся в зацеплении, например, при помощи сварки.
В настоящем описании под "плавающей шиной" мы понимаем широкую (длину в осевом направлении) шину, распределяющую нагрузки, и таким образом снижающую, например, уплотнение грунта, когда трактор перемещается по внедорожной поверхности.
Известны конструкции колес сельскохозяйствеенной техники, включающие обод с внутренней и внешней в осевом направлении частями, каждая из которых имеет фланец для посадки борта шины, и соприкасаются с соединительной поверхностью в виде усеченного конуса, выступающей по оси в средней части, где сделано центральное углубление. Фланец посадки борта шины, обычно, по крайней мере, часть соединительной поверхности, вместе обеспечивают опорную поверхность шины. Соединительная поверхность входит в контакт с выгнутой по окружности фигурной конической поверхностью, и усеченно-конусовидная боковая часть соединена с выгнутой поверхностью, и средней частью обода.
Было обнаружено, что с такими существующими ободами, срок службы ободов может быть недостаточным, поскольку структурные напряжения в области, где боковые части соединяются со средней областью, могут привести к преждевременному выходу обода из строя.
В соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения, мы представляем конструкцию колеса, включающую обод колеса, который при использовании, с шинной стороны обода, принимает шину, обод округлый и имеет осевые внутреннюю и внешнюю части, и среднюю часть между осевыми внутренней и внешней частями, средняя часть включает углубление по окружности, где радиус обода колеса минимальный, и каждая осевая внутренняя и внешняя часть имеет фланец, соединительная поверхность соединена с фланцем и выступает по оси в направлении средней части, фланец и часть соединительной поверхности являются основанием для борта шины, и также существует боковая часть между соединительной поверхностью и средней частью, и где для по крайней мере одной из внутренней и внешней частей, соединительная поверхность усеченно-конусная с осевым концом максимального радиуса и осевым концом минимального радиуса, соединительная поверхность, на своем осевом конце максимального радиуса, соединяется с фланцем, и осевой конец минимального радиуса соединяется с выступающей по окружности выгнутой поверхностью, если смотреть с шинной стороны обода, выгнутая поверхность шинной стороны обода радиально выступает наружу по оси колеса за конец минимального радиуса соединенной усеченно-конической поверхности, и боковая сторона по крайней мере одной из осевых внутренней и внешней частей включает общую усеченно-коническую область и криволинейную область, усеченно-коническая область со своего конца максимального радиуса соединена с выгнутой поверхностью, и криволинейная область включает первую и вторую разнесенные по оси выступающие по окружности вогнутые поверхности, если смотреть с шинной стороны обода, криволинейная область соединена с концом минимального радиуса усеченно-конической области и средней области.
Настоящее изобретение позволяет снизить структурные напряжения, происходящие в области, где боковая часть по крайней мере одной внутренней и внешней части соединена со средней областью, и, как было обнаружено, это ведет к по крайней мере снижению структурных повреждений. Это позволяет увеличить срок службы обода по сравнению с предлагавшимися ранее решениями, и кроме того, толщина материала обода может быть уменьшена без ущерба структуре обода, таким образом снижается вес и стоимость производства.
Предпочтительно, чтобы первая вогнутая поверхность криволинейной области располагалась радиально снаружи второй вогнутой поверхности, и желательно, чтобы вторая вогнутая поверхность постоянно соединялась со средней областью и первая вогнутая поверхность постоянно соединялась с усеченно-конической областью, но криволинейная область может включать усеченно-коническое образование между второй вогнутой поверхностью и средней областью и/или первой вогнутой поверхностью и усеченно-конической областью, если необходимо.
Между первой и второй вогнутыми поверхностями может находиться выгнутое образование, если смотреть с шинной стороны обода. Предпочтительно это выгнутое образование постоянно соединяется с прилегающими первой и второй вогнутыми поверхностями для обеспечения постоянно изгибающейся криволинейной области, но в другом примере, между первой и второй вогнутыми поверхностями может быть одно или несколько усеченно-конусных или цилиндрических соединительных образований.
Первая и вторая вогнутые поверхности, и выгнутое образование между первой и второй криволинейными поверхностями, где имеются, могут иметь локальный соответственно внутренний или внешний, радиус от 10 мм до 25 мм, и наиболее типично - около 18 мм. Под "локальным" радиусом мы понимаем истинный радиус поверхности, а не радиальное расстояние до поверхности от оси колеса.
Выгнутая поверхность по крайней мере одной из внутренней и внешней области обода может иметь локальный внешний радиус, изменяющийся в области между около 11 мм, где выгнутая поверхность прилегает к концу минимального радиуса соединяющихся поверхностей, до около 23 мм, где вогнутая поверхность соединяется с боковой частью. Желательно, чтобы выгнутая поверхность по меньшей мере одной внутренней и внешней части обода выступала в радиальном направлении от оси колеса так, что расстояние между касательной к выгнутой поверхности, параллельной усеченно-конусной соединительной поверхности с шинной стороны обода, и сама соединительная поверхность, составляет по меньшей мере 3 мм и более желательно около 4.5 мм. Предпочтительно выгнутая поверхность по крайней мере одной внутренней и внешней части обода постоянно соединена с концом минимального радиуса усеченно-конусной соединительной поверхности, с локальным внутренним локальным радиусом в месте их соединения, между 3 мм и 8 мм, и более типично - 5 мм.
Усеченно-конусная область боковой части может составлять угол между 15° и 50°, и более предпочтительно около 40°, к радиальной плоскости, перпендикулярной оси колеса. Так, угол конуса усеченно-конусной области может быть около 100°.
Усеченно-конусная соединительная поверхность по крайней мере одной внутренней и внешней области может составлять угол к плоскости, перпендикулярной оси колеса, между 72° и 78° и типично около 75°. Так, угол конуса усеченно-конусной соединительной поверхности может быть около 30°.
Однако в другом примере усеченно-конусная соединительная поверхность по крайней мере одной внутренней и внешней областей может противолежать углу к плоскости, перпендикулярной оси колеса, между 94° и 96° и в основном около 95°. Так, угол конуса усеченно-конусной соединительной поверхности может быть около 10°.
Условно фланцы внутренней и внешней частей образованы по кругу выступающими криволинейными образованиями на осевых концах обода, каждое криволинейное образование включает выгнутую поверхность, если смотреть с шинной стороны обода, которая выступает в радиальном направлении наружу по оси колеса туда, где радиус обода колеса максимален, и фланец ограничивает осевой конец обода в положении, радиально находящемся снаружи от выгнутой поверхности, примыкающей к концу минимального радиуса усеченно-конической соединительной поверхности и боковой части. Однако желательно, по конструкции настоящего изобретения, чтобы фланец по крайней мере одной из внутренней и внешней частей ограничивались в положении радиально внутри выгнутой поверхности, примыкающей к концу минимального радиуса усеченно-конусной соединительной поверхности и боковой части, для придания дополнительной жесткости на осевом конце обода.
Если нужно, обод колеса может быть симметричным относительно центральной плоскости средней части, перпендикулярной оси колеса, и в этом случае обе, внутренняя и внешняя части обода, могут обладать перечисленными выше признаками изобретения, но в другом примере обод может быть асимметричным с внешней в осевом направлении частью, т.е. часть обода, которая по оси наиболее удалена от транспортного средства, на котором смонтировано используемое колесо, может обладать описанными выше признаками изобретения.
В последнем случае, внутренняя часть обода может включать усеченно-коническую соединительную поверхность, примыкающую к фланцу, и выгнутую поверхность, если смотреть с шинной стороны обода, и боковую часть, включающую усеченно-конусную область и криволинейную область, включающую первую и вторую вогнутые поверхности, если смотреть с шинной стороны обода, между выгнутой поверхностью и средней частью. Боковая часть внутренней части обода может дополнительно содержать общую цилиндрическую область между усеченно-конусной областью и выгнутой поверхностью.
Далее со ссылкой на ссылочные чертежи будут описаны конкретные варианты реализации настоящего изобретения, где:
На фиг.1 представлен вид с осевого конца колеса для сельскохозяйственной или легкой строительной техники, в соответствии с настоящим изобретением;
На фиг.1А показана деталь модифицированного фланца;
На фиг.2 показана часть разреза по I-I фиг.1, показывающая общую конструкцию колеса;
На фиг.3 показано сечение внешней осевой части известного технического решения по конструкции колеса;
На фиг.4 показан вид, аналогичный фиг.3, но части конструкции колеса в соответствии с настоящим изобретением, в частично увеличенном виде для ясности.
Ссылаясь на фиг.1 и 2, на них представлена конструкция колеса 10, включающая обод колеса 11, который при использовании, с шинной стороны 12 обода 11 принимает шину 14. Положение шины 14 показано только на фиг.3.
Обод 11 округлый и в этом случае асимметричный, имеет осевую внутреннюю 16 и осевую внешнюю 15 части, и среднюю часть 18 между осевыми внутренней и внешней частями 15, 16.
Каждая осевая внутренняя и внешняя части 16, 15 обеспечивают фланец 22, усеченно-конусную поверхность 23, и боковые части 19, 20 между средней частью 18 и каждым соответствующим фланцем.
Каждый фланец 22 и примыкающая часть используемой соединительной поверхности 23 обеспечивает основание для борта шины 14.
Конфигурация осевой самой дальней части 15 обода 11, т.е. части обода 11, которая при использовании дальше всего по оси от транспортного средства, на котором установлено колесо 10, теперь будет детально описано, с дополнительными ссылками на фиг 4.
В основном усеченно-конусная соединительная поверхность 23 имеет осевой конец 24 максимального радиуса и осевой конец 25 минимального радиуса, соединительная поверхность 23, с осевого конца 24 максимального радиуса, примыкает к фланцу 22, и соединительная поверхность 23 выступает внутрь обода 11 в направлении средней части 18. Осевой конец 25 усеченно-конусной соединительной поверхности 23 минимального радиуса примыкает к выступающей по окружности вогнутой поверхности 26, т.е. поверхность вогнутая, если смотреть с шинной стороны 12 обода 11.
Вогнутая поверхность 26 с шинной стороны 12 обода 11 выступает в радиальном направлении наружу по оси колеса A за конец 25 минимального радиуса примыкающей усеченно-конусной соединительной поверхности 23.
Средняя часть 18 включает округлое углубление, где радиус обода колеса 11 минимальный.
Теперь рассматривая фиг.3, уже описанные части, относящиеся к конструкции колеса 10, и части, которые будут описаны, все обозначены одинаковыми ссылками.
Боковая часть 20 на фиг.3 известных в настоящее время колес включает усеченно-конусную область 28, которая на своем конце 31 максимального радиуса примыкает к вогнутой поверхности 26 внешней части 15, и усеченно-конусная область 28 тоже примыкает, на своем конце 27 минимального радиуса, к средней части 18 обода колеса 11.
Было обнаружено, что такое предложение, как формировать обод колеса 11, обычно холодной формовкой, или прессованием, область, в которой конец 27 минимального радиуса усеченно-конусной области 28 примыкает к средней части 18, образуется со структурным напряжением, которое может привести к преждевременному выходу из строя области колеса 11 в этой области.
Также обнаружено, что фланцы 22 по осевым концам конструкции колеса 10, обеспечивающие посадку борта шины 14, недостаточно прочные. В известном в настоящее время предложении (и как показано на фиг.1) фланцы 22 внутренней и внешней частей 15, 16 образованы выступающими по окружности криволинейными образованиями 35 на осевых концах обода 11, каждое криволинейное образование 35 включает выгнутую поверхность 36, если смотреть с шинной стороны 12 обода 11, который выступает в радиальном направлении наружу по оси колеса A туда, где радиус обода колеса 11 максимальный. Фланцы 22 обрывают осевые концы обода в положениях 30 радиально наружу вогнутой поверхности 26, примыкающей к концу 25 минимального радиуса усеченно-конусной поверхности 23, и соответствующие боковые части 19, 20.
Теперь в отношении фиг.4, на ней видны отличия конструкции настоящего изобретения по сравнению с известными в настоящее время решениями обода 11 на фиг.3.
Боковая часть 20 является измененной конфигурацией по сравнению с боковой частью 20 фиг.3 предыдущего предложения. Особенно боковая часть 20 включает как усеченно-конусную область 28, так и криволинейную область 40. Обеспечивая боковую часть 20 с особенно криволинейной областью 40, напряжения, представленные на фиг.3 предложения в области, где конец 27 минимального радиуса усеченно-конусной области 28 примыкает к средней части 18, исключают при производстве, таким образом увеличивая срок службы колеса 10.
Усеченно-коническая область 28 образует угол В примерно в 40° к плоскости Р, выступающей перпендикулярно оси колеса A, но усеченно-конусная область 28 может в других примерах обычно образовывать угол от 15° до 50°.
Криволинейная область 40 создается выступающей по окружности вогнутой поверхностью 41 и второй выступающей по окружности вогнутой поверхностью 42 (обе, если смотреть с шинной стороны 12 обода 11), первая и вторая вогнутые поверхности 41, 42 разнесены по осям в этом примере, вогнутым образованием 44 (если смотреть с шинной стороны 12 обода 11).
В этом примере, первая вогнутая поверхность 41 криволинейной области 40 расположена радиально снаружи (по отношению к оси колеса A) второй вогнутой поверхности, 42, и вторая вогнутая поверхность 42 постоянно примыкает к средней области 18.
Вогнутое образование 44 между первой и второй вогнутыми поверхностями 41, 42 постоянно соединяется с прилегающими вогнутыми поверхностями 41, 42 так, что криволинейная область 40 постоянно изгибается, но если необходимо, между вогнутым образованием 44 и одной из вогнутых поверхностей 41, 42 может находиться усеченно-коническая или цилиндрическая область.
В примере на фиг.4, первая и вторая вогнутые области 41, 42, и вогнутое образование 44 между ними, каждая из которых локальная соответственно внутренняя и внешняя, радиусы R1, R2, R3 соответственно, составляют примерно 18 мм, но в любом случае предпочтительно от 10 мм до 25 мм. Радиусы R1, R2, R3 не обязательно должны быть одинаковыми, как в этом примере, но по крайней мере одна из вогнутых поверхностей 41, 42 может иметь локальный радиус, отличный от по крайней мере одного из других у другой вогнутой поверхности 42, 41 и вогнутого образования 44, по желанию.
Выгнутая поверхность 26 внешней части 15 обода 11 в этом примере может иметь изменяемый радиус от 11 мм, как показано на R4, и 23 мм на R5, где R4 выступает наружу по оси за радиус R5.
Также видно, что выгнутая поверхность 26 внешней части 15 обода 11 выступает в радиальном направлении от оси колеса A так, что расстояние D между тангенсом T до вогнутой поверхности 26, параллельной усеченно-конусной соединительной поверхности 23 с шинной стороны 12 обода 11, и сама соединительная поверхность 23, в примере около 4.5 мм, но предпочтительно всегда не менее 3 мм.
На примере видно, что выгнутая поверхность 26 внешней части 15 обода 11 также постоянно соединяется с концом 25 минимального радиуса усеченно-конической соединительной поверхности 23, с локальным внутренним локальным радиусом в месте соединения R6, обычно равным 5 мм, но желательно находящимся в области от 3 мм до 8 мм.
Усеченно-конусная соединительная поверхность 23 внешней области 15 может образовывать угол C к плоскости P, перпендикулярной оси колеса A, на 75° как в приведенном примере, но предпочтительно между 72° и 78°, так что угол конуса усеченно-конусной соединительной поверхности 23 может быть около 30°.
В другом примере, если необходимо, усеченно-конусная соединительная поверхность 23 внешней области 15 может образовывать угол C к плоскости P, перпендикулярной оси колеса A, на 95° как в приведенном примере, или по крайней мере между 94° и 96°, так что угол конуса усеченно-конусной соединительной поверхности 23 может быть около 10°.
В конструкции колеса 10 примера на фиг.4 (и фиг.1А) фланцы 22 внутренней и внешней частей 15, 16 каждый ограничивает внутрь соответствующие положения 30 радиально относительно к оси колеса A выгнутой поверхности 26, примыкающей к концу 25 минимального радиуса усеченно-конусной соединительной поверхности 23 и соответствующей боковой части 19, 20. Так, фланцы 22 прочнее известных в настоящее время и добавляют дополнительную жесткость на осевых концах обода 11, а также увеличивают жесткость обода 11 в целом. В этом примере, выгнутая поверхность 36 каждого фланца 22, если смотреть с шинной стороны 12 обода 11, имеет радиус R8 около 12.7 мм, и фланец 22 примыкает к концу 24 максимального радиуса усеченно-конической соединительной поверхности 23, с радиусом R7 порядка 8 мм.
Применив настоящее изобретение, получается обод 11, в котором толщина материала обода 11 может быть снижена по сравнению с сопоставимыми ободами, в которых настоящее изобретение не использовано.
Возможны различные модификации, не уходящие от сути настоящего изобретения.
В примерах, приведенных на фиг.1, 2 и 4, обод 11 асимметричен по отношению к центральной плоскости P средней области 18, перпендикулярной оси колеса A. В этом примере, боковая часть 19 внутренней по оси области 16 обода 11 включает в целом цилиндрическую область 50 между усеченно-конической областью 28 и выгнутой поверхностью 26, так что область обода 11 выступает по оси дальше от средней области 18 в направлении транспортного средства, на котором смонтировано используемое колесо 10, чем обод 11 выступает по оси наружу. По другому в примере на фиг 2, как внутренняя, так и внешняя части 15, 16 обода 11 включают боковые части 19, 20 с в целом похожими, но зеркальными, усеченно-коническими 28 и криволинейными областями 40 по описанию.
В другом примере, по крайней мере боковые части 19, 20 могут включать, между второй вогнутой поверхностью 42 и средней областью 18 и/или первой вогнутой поверхностью 41 и усеченно-конической областью 28, усеченно-коническим образованием, если необходимо.
Далее, хотя в описанном примере со ссылкой на чертежи, выгнутое образование 44 каждой боковой части 19, 20 постоянно соединяется с прилегающими первой и второй вогнутыми поверхностями 41, 42 для обеспечения постоянно изгибающейся криволинейной области 40, в другом примере, между первой и второй вогнутой поверхностями 41, 42 по крайней мере одной из боковых частей 19, 20, они могут включать одно или более усеченно-конусные или цилиндрические соединительные образования.
В другом примере обод колеса 11 может быть симметричным относительно центральной плоскости P, перпендикулярной оси колеса A.
Хотя описанная конструкция колеса относится к плавающим колесам для использования на сельскохозяйственных транспортных средствах, таких как тракторы, или транспортных средствах легкой конструкции, таких как экскаваторная и/или погрузочная техника, изобретение может быть применено к другим колесным средствам.
Свойства, описанные в предшествующем описании или следующих ниже пунктах формулы изобретения, или на прилагаемых чертежах, выраженные в конкретной форме или в терминах, обеспечивающих функции раскрытия, или способ, или процесс получения результата раскрытия, когда подходит, может, отдельно, или в любой комбинации таких свойств, быть использовано для реализации изобретения в различных формах.