ПОЛУПУСТОТЕЛАЯ ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА И СОЕДИНЕННЫЙ С НЕЮ ОБОД КОЛЕСА, В ЧАСТНОСТИ, ДЛЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ТЕХНИКИ
SEMI-HOLLOW PNEUMATIC TIRE AND WHEEL RIM JOINTED THEREWITH FOR AGRICULTURAL MACHINERY

Настоящее изобретение относится к области колес и, в частности, к полупустотелой пневматической шине и соединенному с нею ободу колеса, в частности, для сельскохозяйственной техники.
Цель изобретения в основном, но не в обязательном порядке, является колесо для конструктивного элемента сеялки, предназначенное для регулировки глубины работы данного конструктивного элемента и (или) для прикатывания почвы после проходки данного конструктивного элемента.
В сельскохозяйственной технике данного типа инструмент обработки почвы, такой как сошник, диск или рыхлительная лапа, создает борозду, в которую закапываются зерна или семена, при этом борозда в дальнейшем прикрывается для обеспечения условий для прорастания зерен или семян.
Данная сельскохозяйственная техника буксируется посредством трактора и является, как правило, навесного или полунавесного типа.
Колесо, которым оснащена сеялка, используется, прежде всего, в качестве колеса-указателя глубины посадки плуга для контроля глубины работы сеялки. Но оно может также применяться и для прикатывания почвы для закрытия борозды, в которую укладываются зерна или семена.
В некоторых машинах эти колеса служат исключительно в качестве колес-указателей глубины посадки плуга, в то время как в других машинах они используются исключительно в качестве колеса для прикатывания. Однако эти колеса могут также выполнять двойную функцию - в качестве указателя глубины посадки плуга и для прикатывания.
Такое колесо может быть расположено, относительно направления движения машины, перед инструментом или сзади инструмента.
Во всех случаях эти колеса эксплуатируются в тяжелых условиях, принимая во внимание то, что техника очень часто передвигается со скоростью около 15-20 км/час по полю, т.е. по неровной и иногда пересеченной местности. Они также подвергаются воздействию значительных напряжений, в частности, когда машина работает под уклон при повороте или при совершении разворота.
Кроме того, когда колесо движется по влажному или вязкому грунту, то мокрая земля способна прилипать к колесу, мешая последнему соответствующим образом выполнять свое предназначение.
Техническая разработка таких колес представляется особенно сложной.
Наиболее распространенным решением является колесо, содержащее стандартно накаченную пневматическую шину, смонтированную на стандартном ободе. Для обеспечения оптимального функционирования пневматической шины при ее накачивании должно быть обеспечено правильное давление, в то же время такая пневматическая шина чувствительна к напряжениям и ей недостает эластичности. Таким образом, она имеет склонность собирать землю при движении по влажному грунту.
Известны также колеса со специальными пневматическими шинами, в частности, полупустотелого типа. Так, Заявителем в торговой сети продается колесо, содержащее обод, образованный посредством ступицы, вокруг которой располагается периферийная опорная поверхность, содержащая периферийный проем, а также пневматическую шину полупустотелого типа, содержащую покрышку, имеющую не накачиваемый внутренний объем; при этом данная покрышка содержит внутреннюю стенку, предназначенную для расположения вокруг периферийной опорной поверхности и снабженную удерживающим выступом, приспособленным для размещения в периферийном проеме, а также внешнюю выгнутую стенку, образующую протектор пневматической шины.
Внешняя стенка обода, как правило, имеет цилиндрическую форму, равно как и внутренняя стенка покрышки.
Колесо, согласно этому второму варианту решения, как правило, является удовлетворительным, однако существует необходимость улучшить его рабочие характеристики, в частности, направленные на обеспечение движения по сложному рельефу местности, например, на местности по наклонной плоскости, или под уклон при повороте дороги, или на влажном и вязком грунте.
Целью изобретения является, в частности, решение данной проблемы.
Первый объект настоящего изобретения относится к пневматической шине полупустотелого типа, которая предназначена для обода колеса, образованного посредством ступицы, вокруг которой располагается периферийная опорная поверхность, имеющая внешнюю стенку, снабженную периферийным проемом; при этом пневматическая шина содержит покрышку, имеющую не накачиваемый внутренний объем; при этом данная покрышка содержит внутреннюю стенку, предназначенную для расположения вокруг внешней стенки периферийной опорной поверхности, которая снабжена удерживающим выступом, предназначенным для размещения в периферийном проеме периферийной опорной поверхности, а также выгнутую внешнюю стенку, т.е. выгнутую наружу, образующую протектор пневматической шины.
Согласно изобретению, внутренняя стенка пневматической шины имеет вогнутую форму, обеспечивающую покрытие имеющей выгнутую форму внешней стенки периферийной опорной поверхности; при этом внутренняя стенка и внешняя стенка пневматической шины соединены двумя кольцевыми бордюрами, предназначенными для покрытия внешней стенки периферийной опорной поверхности в направлении ступицы.
Ввиду своей особой конфигурации покрышка полупустотелой пневматической шины покрывает выгнутую форму, т.е. выгнутую наружу, внешней стенки периферийной опорной поверхности обода, накрывая периферийную опорную поверхность и вытягиваясь в направлении ступицы обода.
Эта окружающая конструкция позволяет добиться более хорошего взаимодействия форм покрышки пневматической шины и периферийной опорной поверхности обода, что обеспечивает повышенную прочность и улучшенные рабочие характеристики данной пневматической шины, в частности, в сложных условиях, например, на местности под уклон при повороте, на скользком грунте и т.д.
Кроме того, такая особенная форма пневматической полупустотелой шины обеспечивает ее повышенную эластичность, что облегчает ее самоочищение в случае движения колеса по влажному и вязкому грунту.
Другой объект изобретения относится к ободу колеса, предназначенному для соединения с пневматической полупустотелой шиной, определение которой дано ранее.
Этот обод колеса образован посредством ступицы, вокруг которой располагается периферийная опорная поверхность, снабженная периферийным проемом; при этом данная периферийная опорная поверхность содержит выгнутую наружу внешнюю стенку, имеющую вершину, в которой оборудуется периферийный проем. Эта внешняя стенка приспособлена для размещения в ней внутренней стенки пневматической шины полупустотелого типа, как это было определено выше, удерживающий выступ которой предназначен для установки в периферийном проеме периферийной опорной поверхности.
Изобретение также относится к колесу, образованному ободом и пневматической полупустотелой шиной, как это было описано выше.
В приводимом далее детальном описании, которое рассматривается исключительно как пример, ссылка делается на прилагаемые фигуры чертежа, на которых:
- фиг.1 изображает вид спереди колеса, содержащего пневматическую полупустотелую шину и обод согласно изобретению;
- фиг.2 - вид в разрезе, выполненном по линии II-II, колеса, представленного на фиг.1;
- фиг.3 - вид в перспективе колеса, представленного на фиг.1 и 2;
- фиг.4 изображает вид разреза половины колеса, представленного на фиг.2, в увеличенном масштабе;
- фиг.5 изображает вид, аналогичный представленному на фиг.2, согласно варианту осуществления, в соответствии с которым усилительная арматура утоплена во внутренней стенке покрышки;
- фиг.6 и 7 изображают вид в разрезе, выполненном аналогично представленному на фиг.2, согласно вариантам осуществления, в соответствии с которыми протектор пневматической шины обладает внешней рельефностью.
Вначале обратимся к фиг.1-3, на которых изображено колесо 10, предназначенное для сельскохозяйственной техники и содержащее обод 12, вокруг которого монтируется пневматическая шина 14 полупустотелого типа, называемая также «бандажом».
Обод 12 образован ступицей 16, содержащей круглое центральное отверстие 18, выполненное по оси ХХ, и отверстия для крепления 20 (в данном примере в количестве пяти штук), которые используются для установки обода на соответствующем удерживающем конструктивном элементе (фиг.1). Вокруг ступицы 16 размещается имеющая кольцеобразную форму периферийная опорная поверхность 22, называемая также «опорой», вокруг которой монтируется пневматическая шина 14. Конструкция колеса 10 (обод 12 и пневматическая шина 14) станет лучше понятна после изучения фиг.2 и 4.
В данном примере обод 12 образован двумя дисками 24а и 24b, которые соединены между собой посредством пяти червячных пар, включающих винт 26 и гайку 28. Каждый винт 26 последовательно проходит сквозь центральную часть 30b диска 24b и центральную часть 30а диска 24а, после чего на него накручивается гайка 28 (фиг.4).
Продолжением центральных частей 30а и 30b являются, соответственно, внутренние стенки 32а и 32b, расширяющиеся по краям в радиальном направлении наружу, продолжением которых являются внешние стенки 34а и 34b, сходящиеся друг к другу. Последние вместе образуют внешнюю стенку периферийной опорной поверхности 22, которая имеет выгнутое радиальное поперечное сечение, т.е. выгнутую наружу форму. В данном примере это поперечное сечение является по существу полукруглым. Другими словами, сечение каждой из внешних стенок 34а и 34b представляет собой форму четверти круга в радиальном направлении.
Эта внешняя стенка содержит вершину, в которой имеется разрыв, образующий периферийный проем 36, ограниченный расположенными друг против друга двумя согнутыми ребордами, соответственно, 38а и 38b, которые являются составными частями внешних стенок 34а и 34b периферийной опорной поверхности. Внешние стенки 34а и 34b соединяются, таким образом, с центральными частями 30а и 30b посредством внутренних стенок 32а и 32b, которые, сужаясь, вытянуты в направлении ступицы 16.
В данном примере осуществления диски 24а и 24b изготовлены из металлического листа, например, стального. В то же время, согласно варианту осуществления, который не изображен, обод мог бы быть изготовлен из одной заготовки. Кроме того, обод мог бы быть штампован из пластического материала, как из одной, так и из нескольких заготовок.
Поперечное сечение периферийной опорной поверхности 22 является полым и ограничивает имеющую кольцеобразную форму полость 40. Согнутые реборды 38а и 38b направлены внутрь полости 40. Таким образом, радиальное поперечное сечение опорной поверхности 22 имеет, как правило, форму сердца.
Пневматическая шина 14 полупустотелого типа, благодаря особенной форме, покрывает внешнюю стенку 34а и 34b периферийной опорной поверхности 22. Данная пневматическая шина содержит покрышку, изготовленную из эластомера, например, из каучука. Эта покрышка содержит внутреннюю стенку 42, имеющую вогнутую форму, позволяющую покрывать внешнюю стенку 34а, 34b периферийной опорной поверхности 22 обода. Эта внутренняя стенка 42 соединена с имеющей выгнутую форму внешней стенкой 44, представляющей собой протектор пневматической шины. Стенки 42 и 44 соединены посредством двух кольцевых бордюров 46 и 48, которые покрывают внешнюю стенку периферийной опорной поверхности в направлении ступицы.
Покрышка пневматической шины ограничивает внутренний объем 50, который не накачивается и взаимодействует с окружающей внешней средой посредством, по меньшей мере, одного отверстия (не показано). Пневматическая шина может быть изготовлена обычным способом, используемым при производстве полупустотелой пневматической шины.
Внутренняя стенка 42 снабжена удерживающим выступом 52, который вытянут внутрь в радиальном направлении и приспособлен для размещения в периферийном проеме 36 с целью обеспечения удержания пневматической шины на ободе.
В данном примере удерживающий выступ 52, который крепится к внутренней стенке 42 покрышки, имеет профиль в виде «гриба» или «буквы Т», узкая часть 54 которого крепится к внутренней стенке 42, а широкая головка 56 приспособлена для размещения во внутренней полости 40 периферийной опорной поверхности.
Таким образом, удерживающий выступ 52 находится между двумя дисками 24а и 24b во время их соединения.
При рассмотрении колеса, состоящего из одной части, представляется возможным осуществить также ввод такого удерживающего выступа, но это требует расширения в радиальном направлении пневматической шины и ввода с приложением силы выступа в проем, ограниченный по периферии опорной поверхности обода.
Внутренняя стенка 42 имеет по существу полукруглое поперечное сечение, которое аналогично и для внешней стенки 44. Таким образом, радиальное поперечное сечение покрышки имеет по существу форму полумесяца.
Как это показано на фиг.4, внутренняя стенка 42 содержит радиальную глубину Р, которая определяется как радиальное расстояние между кольцевыми бордюрами 46 и 48 и основанием внутренней стенки, т.е. тем местом, в котором крепится удерживающий выступ 52. Внешняя стенка 44 содержит радиальную высоту Н, которая определяется как радиальное расстояние между кольцевыми бордюрами 46 и 48 и вершиной 58 внешней стенки. Соотношение Р/Н между радиальной глубиной и радиальной высотой составляет, по меньшей мере, 0,25, предпочтительно, от 0,25 до 0,50. В данном примере это соотношение равно 44,5%.
Соотношение, превышающее 0,25, позволяет добиться хорошего взаимодействия форм опорной поверхности обода и пневматической шины для обеспечения хороших механических характеристик.
Согласно примеру, изображенному на фиг.1-4, внешняя стенка 44, образующая протектор шины, с внешней стороны гладкая, но, как это можно будет увидеть в последующем, способна обладать внешней рельефностью.
Интересной особенностью является то, что внутренняя стенка 42 и внешняя стенка 44 покрышки содержат соответствующие дополнительные профили, расположенные друг против друга внутри покрышки и способные вкладываться друг в друга, когда покрышка прижимается к земле под силой тяжести.
В представленном примере эти соответствующие дополнительные профили содержат центральный прилив 60, являющий составной частью внутренней стенки 42, и два боковых прилива 62, располагаемые на определенном расстоянии друг от друга и являющиеся составными частями внешней стенки 44, которые приспособлены для размещения между собой центрального прилива 60, когда покрышка прижимается к земле.
Действительно, поскольку пневматическая шина относится к полупустотелому типу, покрышка имеет склонность естественно сплющиваться при контакте с землей под действием силы тяжести. Таким образом, центральный прилив 60 размещается между двумя боковыми приливами 62, что позволяет препятствовать любого рода относительным боковым движениям между стенками 42 и 44. Это представляет особенный интерес, когда колесо движется по обладающей сложным характером местности, например, по наклонной поверхности или под уклон при повороте, поскольку это позволяет колесу выдерживать траекторию своего движения.
Согласно варианту, изображенному на фиг.5, усилительная арматура 64 утоплена во внутреннюю стенку 42 покрышки рядом с удерживающим выступом 52. Эта арматура, которая, предпочтительно, является металлическим кольцом или тросом, позволяет усилить покрышку в районе периферийного выступа, который подвергается особенному напряжению.
Как уже указывалось, внешняя стенка 44, образующая протектор шины, может обладать внешней рельефностью. В примере, изображенном на фиг.6, внешняя стенка 44 окружена внешним центральным ребром жесткости 66, которое располагается на вершине протектора шины.
В примере, представленном на фиг.7, данная внешняя стенка снабжена двумя внешними боковыми ребрами жесткости 68, которые находятся на определенном расстоянии друг от друга. Эти два ребра жесткости 68 располагаются по существу в районе вышеупомянутых боковых приливов 62. Могут рассматриваться и другие виды рельефности, например, почвозацепы.
Изобретение применимо, прежде всего, к колесам, используемым в сельском хозяйстве, в частности, к колесам-указателям глубины посадки плуга и (или) колесам для прикатывания почвы.
Обод колеса может быть изготовлен из одной заготовки или из двух заготовок: как металлической, так из пластического материала.
Выпуклая форма внешней стенки обода может иметь иную, чем полупустотелую, форму, например, двухскатную форму.
В равной степени для формы пневматической шины пригодны различные варианты осуществления изобретения, в том случае, если ее внутренняя стенка покрывает опорную поверхность обода и выступает за края этой опорной поверхности, вытягиваясь к ступице и образуя обволакивающую форму.
Пневматическая шина, в частности, эластичная, что обеспечивает повышенный эффект самоочищения.
Пневматическая шина согласно изобретению может также перемещаться по дороге, в том случае, если ее скорость не превышает допустимый предел, составляющий, как правило, 40 км/час.