АВТОМОБИЛЬНОЕ КОЛЕСО ДЛЯ ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ
TRUCK WHEEL

Изобретение относится к автомобильному колесу для грузовых автомобилей, с 15° глубоким ободом с коническими полками для бескамерных шин и с соединенным с глубоким ободом с коническими полками диском колеса, причем глубокий обод с коническими полками имеет глубокую опорную площадку обода, внешнюю посадочную полку обода, цилиндрический переходной элемент (бурт), расположенный между глубокой опорной площадкой обода и внешней посадочной полкой обода, и причем между цилиндрическим переходным элементом и внешней посадочной полкой обода расположен участок обода с переходной наклонной поверхностью, в котором предусмотрено отверстие вентиля для вмещения вентиля.
Под понятием "грузовые автомобили" в этом изобретении объединены транспортные средства для транспортировки тяжелых грузов или пассажиров, оснащенные глубоким ободом с коническими полками. Например, наряду с грузовыми автомобилями ими являются также трейлеры (прицепы или седельные прицепы) или автобусы.
Такие автомобильные колеса, выполненные с находящимися снаружи вентилями, т.е. когда стержни их вентилей не проведены с целью наполнения шины воздухом через вентиляционные отверстия диска, сокращенно называются ALV-колесами.
Колеса грузовых автомобилей с находящимися снаружи вентилями известны, например, из ЕР 0701911 В1 или ЕР 1106388 В1, причем согласно ЕР 0701911 B1 предусмотрен хамп. Хамп представляет собой охватывающий по окружности на полке обода автомобиля выступ, препятствующий перемещению шины при потере воздуха в направлении глубокой опорной площадки. В колесах ALV, согласно вышеназванному патенту, хамп служит, по существу, для создания необходимого конструктивного пространства для вмещения вентиля в радиальном направлении. В течение последних лет в колесах ALV при их эксплуатации отмечаются явления, позволяющие делать вывод о возрастающей нагрузке на обод, в частности, на участке перехода между хампом и буртом.
Хотя в варианте выполнения согласно ЕР 1106388 В1 хамп не предусмотрен, однако имеется так называемый участок безопасности, в частности по существу цилиндрический участок (мини-бурт) между внешней посадочной полкой обода и переходной наклонной поверхностью к цилиндрическому переходному элементу (бурту).
В ЕР 2036742 А1 представлена конструкция ALV-колеса без хампа. Однако в нем обод состоит исключительно (начиная с передней стороны) из следующих элементов: борт, передняя или внешняя посадочная полка обода, бурт, глубокая опорная площадка, задняя посадочная полка обода, борт. Вентиль может вводиться в нем на участке между серединой посадочной поверхности шины до начального радиуса глубокой опорной площадки обода. В нем гнездо вентиля локально вдавлено в геометрию обода. Однако эта конструкция имеет недостатки, и, в частности:
- при вдавливании может частично деформироваться примыкающая посадочная поверхность шины или участок бурта;
- основание борта покрышки может быть повреждено выступающим вентилем;
- диаметры бурта и глубокой опорной площадки из-за отсутствующего переходного элемента относительно большие, что приводит к сверхнормативному весу обода и диска.
Дисковые колеса грузового автомобиля имеют тенденцию к повышению допускаемой нагрузки при одновременном увеличении срока службы колеса и уменьшенном весе.
Поэтому задачей настоящего изобретения является устранение этих недостатков и изменение профиля обода при сохранении находящегося снаружи положения вентиля. Кроме того, нужно учитывать возможность для последующего сокращения веса колеса или повышения грузоподъемности.
Эта задача решается, согласно изобретению, посредством автомобильного колеса для грузовых автомобилей, с 15° глубоким ободом с коническими полками для бескамерных шин и с соединенным с глубоким ободом с коническими полками диском колеса, причем глубокий обод с коническими полками имеет глубокую опорную площадку обода, внешнюю посадочную полку обода, цилиндрический переходной элемент (бурт), расположенный между глубокой опорной площадкой обода и внешней посадочной полкой обода, и причем между цилиндрическим переходным элементом и внешней посадочной полкой обода имеется участок обода с переходной наклонной поверхностью, в котором предусмотрено отверстие вентиля для размещения вентиля; задача решается при помощи того, что между цилиндрическим переходным элементом и внешней посадочной полкой обода выполнена переходная наклонная поверхность, разделенная на более чем один участок, причем переходная наклонная поверхность или переходной сегмент переходит без хампа непосредственно во внешнюю посадочную полку обода, а отверстие вентиля расположено в одном из участков переходной наклонной поверхности или переходного сегмента.
Согласно предпочтительному варианту выполнения переходная наклонная поверхность переходит без хампа через два расположенных в ряд друг с другом, встречных и соединенных тангенциально друг с другом радиуса во внешнюю посадочную полку обода, причем отверстие вентиля расположено в одном из участков переходной наклонной поверхности. Изобретение может применяться ко всем колесам грузового автомобиля с 15° глубокими ободами. Изобретение позволяет увеличить срок службы колеса, решает проблему большой нагрузки на участке хампа и одновременно раскрывает новый потенциал для дальнейшего сокращения веса.
Существенно то, что на переходной наклонной поверхности находится одна или несколько точек поворота кривых между внешней посадочной полкой обода и цилиндрическим переходным элементом и что отверстие вентиля расположено на участке этих точек поворота кривых или тангенциального соединения переходных радиусов. Преимущества соответствующего изобретению решения, в котором хамп не предусмотрен, можно сформулировать в следующей последовательности:
- участок хампа из-за своей геометрической формы очень жесткий и может вследствие концентрации напряжения в одном месте негативно сказываться на сроке службы колеса. Изобретение делает участок в плане технического напряжения более некритическим;
- вследствие требующегося места для хампа в осевом направлении диск нужно выполнять относительно высоким, что на основе продолжительного опыта отрицательно сказывается на общей прочности конструктивного узла и повышает также вес колеса. Согласно изобретению высоту диска можно значительно уменьшить, что положительно сказывается на сроке службы;
- вследствие требующегося места для хампа в осевом направлении и предписанных Европейской технической организацией по шинам и ободам (ETRTO) величин для выполнения глубокой опорной площадки для соединения диска с буртом остается узкое ограниченное конструктивное пространство. Такие ограниченные условия размещения в бурте не идеальны для соединения с диском, в частности при ширине обода менее 9". Благодаря изобретению можно удлинить несущий участок диска колеса, что, исходя из опыта, приводит к увеличению срока службы эксплуатируемых с высокой нагрузкой колес;
- вследствие требующегося места для хампа в осевом направлении, а также необходимых конструктивных пространств для несущего участка диска, а также сварного шва между диском колеса и ободом, для выполнения переднего радиуса глубокой опорной площадки остается только ограниченное конструктивное пространство. Благодаря изобретению выигранное конструктивное пространство может  использоваться для более плавного выполнения переднего радиуса глубокой опорной площадки, что также положительно сказывается на сроке службы колеса. К тому же можно расширить профиль глубокой опорной площадки, что приводит к дальнейшему сокращению веса.
Изобретение характеризуется следующей геометрией.
Обод состоит, начиная с передней стороны, из следующих осесимметричных элементов: борт, передняя посадочная полка обода, переходная наклонная поверхность к бурту для размещения вентиля, бурт, глубокая опорная площадка, задняя посадочная полка обода, борт. Переходная наклонная поверхность может состоять из двух переходящих друг в друга радиусов или выполнена из двух тангенциально соединенных радиусов или их множества. Срок службы колеса на участке вентиля и участка соединения между диском и ободом увеличивается вследствие отсутствия хампа, а также локального придания жесткости и связанной с ней концентрацией напряжения.
Вместо начинающейся в стандартном ALV-колесе в верхнем радиусе хампа наклонной поверхности, согласно изобретению, служит переходный участок между передней посадочной полкой обода и хампом для оптимального вмещения вентиля и который обеспечивает, чтобы при вдавливании торцевой поверхности отверстия вентиля не были чрезмерно смяты примыкающие участки (посадочная полка обода+бурт), а вследствие этого не возникали проблемы с посадочной поверхностью шины или неплотности, а также повреждения основания борта покрышки.
Относительно наклона переходного участка возможны различные решения. Наклон в 45° идеален, поскольку можно продолжать использование существующих 45° вентилей, а занимаемое конструктивное пространство в осевом направлении оказывается незначительным. Также возможны решения с другими углами переходной наклонной поверхности, более чем 15° (сравните с заданной величиной угла наклона отверстия клапана согласно ETRTO); например, результатом решения в 30° привело бы к более плавному, а вместе с тем к лучшему в плане технического напряжения выполнению переходных радиусов обода.
Кроме того, защищенное в радиальном направлении положение вентиля позволяет незатруднительно осуществлять монтаж и демонтаж шины, не опасаясь повреждения основания борта покрышки выступающим вентилем. Отсутствие хампа также приводит к существенно лучшему демонтажу шины вручную, так как основание борта покрышки больше не прижимается хампом в состоянии отсутствия давления.
Отсутствие хампа позволяет присоединять диск колеса существенно дальше впереди на ободе, вследствие чего осевая длина диска колеса (высота диска) может уменьшаться, что благоприятно сказывается на сроке службы колеса. Кроме того, за счет уменьшения высоты диска снижается его вес.
Выигранное в осевом направлении конструктивное пространство при сильно нагруженных колесах также может увеличить поверхность давления между краем диска и ободом (увеличение длины борта диска), что положительно сказывается на сроке службы колеса. В зависимости от конструкции выигранное конструктивное пространство может использоваться к тому же для расширения глубокой опорной площадки, что также приводит к сокращению веса колеса.
Далее изобретение поясняется на примерах его выполнения, причем на обеих фигурах схематично показано поперечное сечение автомобильного колеса.
Сущность изобретения отличается следующей геометрией. Обод состоит, начиная с передней стороны или внешней стороны (сторона соединения диска) из следующих элементов: борт, передняя или внешняя посадочная полка обода, переходная наклонная поверхность участка  перехода к бурту для размещения вентиля, бурт, глубокая опорная площадка, задняя или внутренняя посадочная полка обода, борт.
Отсутствие хампа, а также отсутствие вызванной им локальной жесткости с сопряженной с ней концентрацией напряжения значительно увеличивает срок службы колеса на участке вентиля и его прилегающих радиусов, а также на участке соединения между диском и ободом.
Вместо хампа переходный участок между передней посадочной полкой обода и буртом служит для оптимального вмещения вентиля.
Наклон охватывающего по окружности соединительного элемента между посадочной полкой обода и буртом может быть при необходимости выполнен под различными углами >15° или в переходящие друг в друга радиусы для уменьшения напряжения в переходных участках. Выигранное место, благодаря отсутствию хампа, позволяет создать для этого новое монтажное пространство.
Далее приводится пояснение изобретения со ссылкой на чертежи, на которых представлено следующее:
фиг.1 - схематичное изображение соответствующего изобретению обода;
фиг.2-7 - различные выполнения переходной наклонной поверхности (переходного сегмента).
В частности, участки обода, а именно, если смотреть от внешней стороны колеса к внутренней стороне колеса, обозначены следующими ссылочными позициями: 1 - внешний борт, 2 - внешняя посадочная полка обода, 3 - переходная наклонная поверхность, 4 -цилиндрический переходный элемент (бурт), 5 - глубокая опорная площадка, 6 - внутренняя посадочная полка обода и 7 - внутренний борт. Под позицией 8 показано отверстие вентиля с изображенным вентилем 9. К цилиндрическому переходному элементу 4 приварен край 10 диска 11 колеса, от которого еще изображен участок до отверстия 12 болта. На фиг.1 показано выполнение переходной наклонной поверхности 3 под углом 45°, причем переходная наклонная поверхность непосредственно переходит, в частности, без хампа во внешнюю посадочную полку обода.
В отношении различных вариантов выполнений нужно отметить следующие.
На фиг.2 переходная наклонная поверхность разделена двумя радиусами, образующими точку поворота, на два участка. В изображенном на фиг.3 выполнении присоединены два других радиуса, причем также видно, однако, что радиус 1 непосредственно переходит во внешнюю посадочную полку 2 обода, в частности хамп отсутствует. В третьем выполнении согласно фиг.4, два радиуса соединены касательной. На фигурах 5 и 6 показано, что похожее выполнение возможно также с тремя радиусами, соединенными касательными.
На фиг.7 показан особенно предпочтительный вариант выполнения соединения переходной наклонной поверхности с посадочной полкой обода, переходящей посредством двух установленных в ряд друг с другом, встречных и соединенных тангенциально друг с другом радиусов во внешнюю посадочную полку обода, а отверстие вентиля расположено в одном из участков переходной наклонной поверхности. Посредством соединительного элемента двух встречных радиусов создается дополнительное место для клапана между переходной наклонной поверхностью и посадочной полкой обода, обеспечивающее защищенное положение вентиля относительно шины во время ее монтажа/демонтажа и исключающее повреждения основании борта покрышки.