НАПОЛОВИНУ ПОЛАЯ ШИНА, ПРИГОДНАЯ, В ЧАСТНОСТИ, ДЛЯ УСТАНОВКИ НА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИНАХ, КАТОК И КОЛЕСО, СОДЕРЖАЩИЕ УПОМЯНУТУЮ ШИНУ
SEMI-HOLLOW TIRE FOR MOUNTING ON AGRICULTURAL MACHINES, ROLLER AND WHEEL WITH SUCH TIRE

Настоящее изобретение касается шин специального назначения, и в частности предназначенных для совместного использования с сельскохозяйственным инвентарем, в частности с полевыми катками, применяемыми на машинах, используемых совместно с сеялками, с сельскохозяйственным инвентарем для подготовки почвы к посеву и так далее.
В патенте FR-A-2 763 279, выданном на имя заявителя, описана наполовину полая шина с куполообразным профилем указанного выше назначения. Указанные шины предназначены для натягивания на центральную трубу с целью образования катка, пригодного для использования совместно с сельскохозяйственными машинами. В соответствии с одним из вариантов изобретения, шина может устанавливаться отдельно от других подобных ей элементов и фиксироваться посредством двух установленных по обе стороны от нее щек.
Указанные шины особенно хорошо адаптированы для использования на полевых катках, которые обычно перемещаются по полю с помощью тракторов и размещаются позади сельскохозяйственных орудий для обработки земли, причем вслед за полевым катком могут подвешиваться, возможно, и другие сельскохозяйственные навесные орудия.
Типовым применением рассматриваемых шин является их использование в качестве полевых катков на сеялках, входящих в состав комбинации из полунавесных сельскохозяйственных орудий, транспортируемых трактором и содержащих сельскохозяйственные орудия по обработке земли; каток с шинами куполообразной формы, которые оставляют за собой борозды на предварительно разрыхленной сельскохозяйственными орудиями почве; сеялки, которые вносят в борозды, оставленные на почве прошедшим катком, зерна или семена; и, наконец, сельскохозяйственные орудия по заделке семян в почву.
В других известных случаях применения рассматриваемого катка последний оборудуется шинами с куполообразным профилем и размещается позади сельскохозяйственных орудий по обработке земли для того, например, чтобы после уборки урожая при обработке почвы в последней создавался мульчирующий слой из стерни. В указанном случае сельскохозяйственные орудия за катком уже не подвешиваются, и он служит главным образом для дополнительного прикатывания почвы.
Согласно другому варианту применения подобной шины с куполообразным профилем, она может насаживаться на обод или другое аналогичное ему устройство и образовывать с ним независимое колесо. Несколько таких колес могут собираться в единый блок с образованием нужной пользователю конфигурации, при этом каждое из этих колес сохранит свою независимость друг относительно друга с тем, чтобы наилучшим образом реагировать на все встречающиеся неровности почвы.
Шина, приспособленная для указанных случаев применения и описанная в выше приведенном патенте FR-A-2 7 63 27 9, содержит центральную втулку, насаживаемую на горизонтальную трубу сельскохозяйственной машины, и, по меньшей мере, часть ее беговой дорожки с куполообразным профилем оснащена протектором, соединенным с втулкой посредством двух боковых поверхностей, таким образом, что обеспечивается образование полого кольцеобразного пространства с поперечным сечением, уменьшенным, по сравнению с поперечным сечением куполообразного профиля.
Полое кольцеобразное пространство не предназначено для накачки и может подключаться к окружающей среде посредством отверстия, проходящего через толщину втулки и обеспечивающего, в частности, выравнивание давлений при использовании шины. Благодаря наличию у протектора шины куполообразной формы и полого кольцеобразного пространства с поперечным сечением, уменьшенным по сравнению с поперечным сечением куполообразного профиля, не предназначенного для накачки, указанный протектор шины чрезмерно не прогибается, но сохраняет одновременно достаточную гибкость, позволяющую ему переносить без повреждений воздействующие на него в ходе эксплуатации деформации и осуществлять самоочищение своей наружной поверхности.
До настоящего времени, указанные шины выполнялись с гладкой поверхностью в зоне расположения протектора и боковых поверхностей.
Однако в отдельных экстремальных ситуациях наличие у шин участков с гладкой поверхностью приводит к возникновению нежелательных последствий.
Например, при наличии сухой или слегка влажной почвы на последней может образовываться гладкая борозда, на стенках которой под действием солнечных лучей будет образовываться корка, препятствующая прорастанию семян; в подобной ситуации было бы напротив целесообразно создавать условия для дробления почвы.
Было бы также целесообразно производить операции, которые невозможно осуществить при использовании шин с гладким протектором, а именно создавать в почве перемежающиеся зоны изломов, способные накапливать внутри себя влагу во время дождя, причем целесообразно создавать указанные зоны таким образом, чтобы благодаря им ограничивался бы сток дождевой воды вдоль борозды и, в частности, вдоль наклонной поверхности.
Кроме того, при использовании катков на очень легких землях или, напротив, на тяжелых и скользких почвах указанные катки перестают, по меньшей мере, периодически перекатываться по земле, а начинают по ней просто-напросто скользить.
Одной из задач настоящего изобретения является разработка шины указанного выше типа, которая позволит устранить указанные недостатки, но сохранить при этом присущие ей перечисленные выше полезные качества.
Настоящее изобретение имеет также задачей разработать шину, которая могла бы использоваться не только в полевых условиях, но и в составе катка, и без подъема последнего катиться при необходимости по проезжей дороге.
Для обеспечения этого условия шина должна с одной стороны хорошо выдерживать перемещение по проезжей дороге, а с другой стороны обеспечивать возможность быстрой очистки своей наружной поверхности с тем, чтобы не загрязнять полотно дороги с самого начала своего перемещения по ней.
В настоящем изобретении предлагается шина типа упоминаемой в преамбуле к описанию патента FR-A-2 763 279. Согласно настоящему изобретению, указанная шина содержит множество шипов, расположенных по ее периферии, выступающих за пределы ее протектора и распределенных по окружности и в верхней части поверхности куполообразного профиля.
Другими словами в настоящем изобретении предлагается создать в верхней части поверхности протектора шины специальные шипы: при перемещении катка с целью образования на обрабатываемой почве борозд, указные шипы будут создавать в образующейся борозде разрывы, что будет способствовать дроблению почвы и созданию в ней зон изломов, позволяющих скапливаться дождевой воде, как это было показано выше.
Наличие указанных шипов расширяет область применения шины и, следовательно, повышает универсальность ее использования в экстремальных условиях, то есть при обработке очень легких земель, тяжелых и скользких почв и так далее.
Предпочтительно размещать шипы на протекторе шины по одну и по другую сторону от срединной плоскости шины.
Предпочтительно также размещать шипы в осевом направлении, начиная с верхней части боковых поверхностей, направляя их в сторону срединной плоскости шины и не допуская их выступания за пределы указанных боковых поверхностей.
Применение предлагаемых шипов совместимо с использованием скребков, которые располагаются в моделях современных шин с гладкой поверхностью в пространстве между шинами: в самом деле, в указанном пространстве сохраняется (в той мере, в которой обеспечивается расположение шипов именно на протекторе шины куполообразного профиля, а не на боковых поверхностях шины) тот же самый профиль, а указанные боковые поверхности в этом случае могут легко очищаться.
Предпочтительно, чтобы по меньшей мере, некоторые из рассматриваемых шипов располагались своей наиболее длинной частью под углом к оси шины. Их ширина (определенная как расстояние между их краем, наиболее близко расположенным к верхней части боковой поверхности, и их краем, наиболее близко расположенным к срединной плоскости шины) должна предпочтительно превышать их длину, измеренную в этом случае вдоль окружности.
Указанные шипы могут, в частности, иметь форму шевронов или полушевронов, простирающихся в осевом направлении вплоть до уровня расположения срединной плоскости шины.
Предпочтительно, чтобы шипы располагались симметрично по обе стороны от срединной плоскости шины.
Предпочтительно также, чтобы шипы располагались попеременно по обе стороны от срединной плоскости шины со сдвигом каждого шипа относительно следующего за ним по окружности.
Предпочтительно также, чтобы шипы не простирались в осевом направлении вплоть до уровня расположения срединной плоскости шины с тем, чтобы обеспечивался просвет между ними в верхней части протектора шины.
Предпочтительно также, чтобы шипы имели, как правило, ромбовидную или продолговатую форму.
При использовании шипов указанного типа, шина может устанавливаться на катке в обоих положениях и/или насаживаться независимо от соседних шин в том или ином положении на центральную трубу при пакетировании нескольких шин на катке.
Предпочтительно, чтобы малая ось ромба или продолговатого контура располагалась в пространстве от верхней части боковых поверхностей до срединной плоскости шины, а ромбы или продолговатые контуры располагались попеременно по обе стороны от срединной плоскости шины со сдвигом каждого шипа относительно следующего за ним по окружности.
При использовании этих вариантов осуществления настоящего изобретения длина шипов, измеренная по окружности, превышает их ширину, определенную как расстояние между их краем, наиболее близко расположенным к верхней части боковой поверхности, и их краем, наиболее близко расположенным к срединной плоскости шины.
Настоящее изобретение касается также катка, содержащего множество шин в том виде, в котором они представлены выше. Настоящее изобретение касается также колеса, содержащего шину в том виде, в котором она представлена выше.
Ниже описаны варианты осуществления настоящего изобретения со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых под одними и теми же номерами показаны идентичные или функционально подобные элементы.
Фиг.1 изображает общий вид с частичным вырывом полевого катка, оборудованного комплектом шин согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.2a и 2b изображают соответственно вид профиля и отдельно общий вид шины согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.3a и 3b подобны фиг.2a и 2b, но касаются варианта, соответствующего первому варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.4a и 4b изображают соответственно вид профиля и отдельно общий вид шины согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.5a и 5b изображают соответственно вид профиля и отдельно общий вид шины согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.6a и 6b подобны фиг.5a и 5b, но касаются варианта, соответствующего третьему варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.7 изображает общий вид колеса с шиной согласно настоящему изобретению и опоры указанного колеса.
Фиг.8 - общий вид узла, состоящего из множества колес согласно фиг.7.
На фиг.1, 2a и 2b показана шина согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.
Шина, рассматриваемая в настоящем изобретении, предназначена для установки на полевом катке 10, например катке для сеялки, содержащем центральную трубу 12, установленную с возможностью вращения вокруг оси X-X, на которой в последовательном порядке установлены одинаковые шины 14 (одна из указанных шин показана отдельно на фиг. 2a и 2b).
В патенте FR-A-2841733, выданном на имя заявителя, описан способ реализации подобного катка методом пакетирования шин с куполообразным профилем. Указанные шины установлены плотно одна рядом с другой и удерживаются на каждом конце пакета посредством, например, концевой щеки 16, обеспечивающей прижатие шин друг к другу и их удержание в составе пакета.
Возможно также выполнять сборку шин в пакет путем установки их друг рядом с другом и прижатием друг к другу их соответствующих, образующих зоны контакта, боковых поверхностей, применяя при этом для прижатия шин друг к другу специальные средства давления на края крайних шин с целью сборки всех шин в единый пакет.
Отдельные входящие в пакет шины могут скрепляться между собой посредством специальных сборочных элементов (не представленных в приведенных чертежах), причем некоторые из них раскрыты, например, в патенте FR-A-2 784 331, выданном на имя заявителя, в котором они достаточно подробно описаны.
Концевая щека 16 опирается на последнюю шину 18 пакета, которая в силу указанного назначения может иметь профиль, несколько отличающийся от профиля шин 14 с тем, чтобы иметь возможность внедриться внутрь щеки 14. Щека, со своей стороны, жестко соединена на участке 20 с центральной трубой 12. Благодаря такой конструкции пакет шин и труба образуют совместно один монолитный узел, представляющий собой каток, который может быть установлен с помощью ступицы 22 на опорной раме сельскохозяйственной машины, содержащей также и другие навесные орудия (сеялку, дышло и так далее) и перемещаемой в направлении, перпендикулярном осевому направлению X-X катка 10. Перемещение опорной рамы вызывает, за счет противодействия почвы шинам, вращение катка 10.
Шины образуют на почве параллельные друг другу борозды, в которые могут вноситься в ходе сева семена. Пространство между бороздами соответствует просвету, существующему между протекторами соседних шин; для того чтобы установить нужную ширину указанного пространства между бороздами, можно установить между соседними шинами кольцеобразные промежуточные элементы, ширина которых в осевом направлении будет подбираться с учетом необходимой величины сдвига борозд между собой. Ширина борозд, создаваемых шинами, может также подбираться с учетом того, какое, например, количество линий посева необходимо образовать: одну или, по меньшей мере, две линии.
Шина, пригодная для использования по указанному выше назначению, относится к типу, описанному в патенте FR-A-2763279, о котором шла речь в преамбуле описания настоящего изобретения, иными словами, та часть шины, которая предназначается для контакта с обрабатываемой почвой или с полотном шоссе, оснащается протектором 24 с куполообразным профилем (выпуклым закругленным профилем). Указанный протектор шины 24 соединен посредством двух противоположных боковых поверхностей 28, 30 с расширенной частью 26, образующей втулку, пригодную для насаживания на трубу 12.
Обе боковые поверхности 28, 30 ограничивают собой внутри шины кольцеобразное пространство 32 поперечного сечения, уменьшенного по сравнению с поперечным сечением куполообразного профиля всей шины. Указанное полое кольцеобразное пространство 32 не подвергается накачке и может подключаться к окружающей среде посредством отверстия, проходящего через толщину втулки 26 (указанное отверстие, которое на прилагаемых чертежах не представлено, служит для выравнивания давлений в ходе эксплуатации шины и кроме этого используется, при изготовлении шины, для впрыска воздуха под давлением на стадии вулканизации). В самом деле, желательно, чтобы шина могла слегка деформироваться в том месте, которое находится между протектором шины 24 и втулкой 26, так как это позволит облегчить отделение кусков земли от шины при ее движении по полю, в противном случае земля будет налипать на боковые поверхности 28, 30 шины. Указанная деформируемость шины, сообщающая ей гибкость, достаточную для амортизации воздействующих на нее небольших деформаций, и обеспечивающая самоочищаемость ее наружной поверхности, тем не менее не безгранична: она ограничена благодаря наличию у шины куполообразной формы, которая позволяет не допустить чрезмерного прогиба протектора шины.
Центральная втулка может быть усилена за счет использования механических средств, например, одного или нескольких скрученных тросов или металлической проволоки, внедряемых в материал шины, что позволяет, в частности, обеспечить наилучшее удержание шины на трубе 12, и это, несмотря на воздействующие на шину механические нагрузки, которые могут быть достаточно резкими и достигать значительных величин, в частности, при перемещении катка по дороге.
Отличительной особенностью настоящего изобретения является то, что в верхней части протектора 24 шины 14 предусмотрены шипы типа тех, которые указаны под номером 34, расположенные по периферии шины и распределенные вдоль окружности.
Согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, показанному на фиг. 1, 2a и 2b, указанные шипы располагаются наклонно, то есть с образованием угла α (см. фиг.2a), находящегося приблизительно в диапазоне от 30° до 45°, по отношению к срединной плоскости шины и ориентированы (также по отношению к срединной плоскости шины) попеременно то в одном, то в другом направлении.
Шипы 34, применяемые в рассматриваемом варианте осуществления настоящего изобретения, сконструированы таким образом, что каждый из них располагается в своем собственном полупространстве, образованном разделительной срединной плоскостью P, попеременно то с одной, то с другой стороны относительно указанной плоскости P, причем указанные шипы к тому же еще и сдвинуты один относительно другого, следующего за ним вдоль окружности.
Такое расположение шипов создает, как это показано на фиг.1, 2a и 2b, картину присутствия сдвинутых друг относительно друга полушевронов, ориентированных в направлении вращения шины.
В варианте изобретения, представленном на фиг. 3a и 3b, шипы 36 подобны шипам 34 из предыдущего варианта осуществления настоящего изобретения с единственным отличием, заключающимся в том, что они уже не сдвинуты один относительно другого, следующего за ним вдоль окружности, что создает уже картину присутствия полноценных шевронов, то есть шипов в форме буквы V, обладающей двумя симметричными, примыкающими друг к другу, рукавами, простирающимися по одну и по другую сторону от срединной плоскости P и смыкающимися на уровне указанной плоскости.
Согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения, показанному на фиг. 4a и 4b, шипы 38 сдвинуты вдоль окружности относительно срединной плоскости P (как в случае, представленном на фиг.2a и 2b), однако они уже не простираются вплоть до срединной плоскости P и, следовательно, не препятствуют образованию в верхней части протектора шины 24 гладкого участка 40, расположенного между двух рядов шипов 38.
В этом последнем варианте осуществления настоящего изобретения длина шипов 38, измеренная по окружности, превышает их ширину, определенную как расстояние между их краем, наиболее близко расположенным к верхней части боковой поверхности 28 или 30, и их краем, наиболее близко расположенным к срединной плоскости P шины, в противоположность способу реализации настоящего изобретения, представленному на фиг.2a и 2b и 3a и 3b.
На фиг.5a и 5b показан третий вариант осуществления настоящего изобретения, согласно которому шипы 42 имеют приблизительно ромбовидную форму. Малая ось ромба простирается приблизительно от верхней части боковой поверхности 28 или 30 вплоть до срединной плоскости P. Шипы 42 сдвинуты вдоль окружности один относительно другого, следующего за ним вдоль окружности, что не препятствуют образованию в верхней части протектора шины гладкого участка 44, не являющегося, однако, уже прямолинейным, как это имело место в случаях, представленных на фиг.4a и 4b, а имеющего форму зигзага.
В рамках данного варианта осуществления настоящего изобретения форма шипов позволяет устанавливать шину как в одном, так и в другом направлении и/или применять ее, в отличие от предыдущих вариантов, как при одном, так и другом направлении вращения.
На фиг.6a и 6b показан предыдущий вариант осуществления настоящего изобретения, в котором шипы 46 расположены практически аналогично, но имеют продолговатую форму, в отличие от ромбовидной формы шипов 42, представленных на фиг.5a и 5b. Указанная продолговатая, более закругленная форма шипов обеспечивает более хорошее отделение земли при обработке тяжелых почв.
Во всех вариантах осуществления настоящего изобретения боковые стороны 28, 30 лишены шипов: в самом деле, шипы 34, 36, 38, 42 или 46 занимают лишь зону расположения протектора шины 24, начиная с верхней части боковых поверхностей. Таким образом, шипы не выступают за пределы боковых поверхностей и не препятствуют работе скребков, обычно применяемых на сельскохозяйственных машинах, использующих указанные шины.
На фиг.7 показан общий вид колеса 50, содержащего обод 52, выполненный из одной или нескольких деталей, на котором установлена шина 14, соответствующая настоящему изобретению. Колесо 50 опирается посредством пяты 56 на опору 54 в форме скобы.
На фиг. 8 показано, как можно сгруппировать несколько колес 50 вместе с их соответствующими опорами 54, которых в рассматриваемом примере насчитывается ровно девять, и образовывать вместе с ними одну общую систему 58, которая после сборки будет внешне напоминать каток, но в котором отдельные колеса будут независимы друг от друга. Опоры 54 колес сдвинуты попарно друг относительно друга с тем, чтобы исключить возможность их соосного расположения с колесами 50. Опоры 54 могут, например, устанавливаться на соответствующих независимых рычагах (не представленных в приведенных чертежах), что позволит колесам лучше отслеживать все неровности почвы, которые могут встречаться при их движении по полю.
Шина, соответствующая настоящему изобретению, может изготавливаться с применением тех же технологий, которые используются при изготовлении наполовину полых шин с гладкой поверхностью. Суть предлагаемого изобретения сводится к тому, чтобы изготовить полый экструдированный профиль из эластомера и отрезать от него нужный кусок. Затем необходимо произвести скрепление между собой двух концов отрезанного куска профиля с тем, чтобы образовать в результате из заготовки кольцеобразный элемент, который в свою очередь следует поместить в литейную форму и подвергнуть вулканизации, проводимой в соответствии с хорошо известным способом, чтобы получить в итоге готовую шину.