КОЛЕСО БЕЗОПАСНОСТИ (ВАРИАНТЫ)
SAFETY WHEEL (VERSIONS)

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано на всех транспортных средствах, имеющих колеса на пневматических шинах.
Известно «Колесо на пневматической шине, обеспечивающее движение транспортного средства при падении давления в шине», состоящее из пневматической шины, дополнительной секции, соосной с ней и расположенной снаружи нее, которая при падении давления в шине соприкасается с грунтом (EP №0311415, МПК4 B60B 11/06 89.04.12).
Известно автомобильное колесо с повышенной безопасностью, имеющее опорные поверхности (патент RU №2090374, МПК B60C 17/07).
Недостатками таких колес является сложность конструкции и монтажа, необходимость применения шин сложного профиля.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является «Колесо с сегментным ободом, обеспечивающее движение при падении давления в шине» (заявка RU 99114490, МПК B60B 25/02, 21/02, 21/12), состоящее не менее чем из трех сегментов с ребордами и полками для бортов шины, сегменты которого разделены поперечными разрезами, причем профиль основания обода имеет опорную поверхность, расположенную между бортов шины, внешний диаметр которой превышает диаметр реборд.
Устройство колеса имеет сложную конструкцию, т.к. наличие реборд на сегментах обода затрудняет монтаж колеса и требует деления обода как минимум на три сегмента, а для их монтажа и фиксации в собранном состоянии необходим поперечный разрез сложной формы, наличие конических поверхностей, сжимающих сегменты к центру колеса, и уплотнительной прокладки сложного профиля для обеспечения герметизации.
Заявленное устройство упрощает конструкцию колеса, делает его более прочным и безопасным, а также упрощает технологию его производства и монтажа и позволяет использовать его на существующих транспортных средствах без изменения конструкции ступицы, и допускает увеличение диаметра тормозного диска, что позволит значительно повысить эффективность тормозов.
Указанный технический результат достигается тем, что колесо состоящее из диска и сегментного обода с полками для бортов шины, сегменты которого разделены поперечными разрезами, причем профиль основания обода имеет опорную поверхность, расположенную между бортов шины, внешний диаметр которой превышает диаметр реборд колеса, согласно изобретению количество сегментов не менее двух, которые не имеют реборд и крепятся к диску с ребордой с одной стороны и кольцевой реборде с другой, поперечные разрезы имеют плоскую форму и расположены радиально. С целью герметизации шины поперечные разрезы и места крепления обода к диску и кольцевой реборде снабжены уплотнительными прокладками.
Выполнение двухсегментного обода допускается возможным в связи с отсутствием у сегментов обода реборд, что позволяет монтировать его путем внедрения сегментов внутрь шины в процессе монтажа с последующей их стыковкой и центрированием, что упрощает процесс их производства и делает конструкцию колеса более прочной. Наличие реборды на диске с одной стороны и кольцевой реборды с другой допускает возможность дополнительного обжатия бортов шины в осевом направлении, что уменьшает возможность проворачивания шины на ободе и при достаточном усилии обжатия делает возможным снижение усилия натяга борта шины на посадочную полку или полное отсутствие такого натяга, тем самым облегчает процесс монтажа. Такое расположение полок для бортов шины удобно при условии, когда их угол наклона равен нулю или имеет отрицательное значение относительно стандартного. Выполнение поперечных разрезов плоской формы, направленной радиально, упрощает конструкцию и облегчает установку уплотнительных прокладок с целью герметизации колеса с бескамерной шиной.
Согласно второму варианту изобретения, т.е. выполнение сегментов обода без реборд и полок для бортов шины, делает обод более узким, что значительно упрощает процесс его монтажа внутри шины и производство деталей колеса. При этом сохраняются все преимущества, описанные в первом варианте. Кроме того, в данной конструкции угол наклона полок для бортов шины принимает стандартные значения и позволяет использовать стандартные шины.
На фиг.1 изображено колесо в собранном состоянии, поперечное сечение: а) полки для бортов шины являются элементами обода, б) полки для бортов шины являются элементами диска и кольцевой реборды.
На фиг.2 изображено колесо без диска, вид с боку с установленными сегментами обода внутри шины.
На фиг.3 - этапы монтажа двухсегментного обода.
Позицией 1 отмечена шина, поз.2 - колесный диск с ребордой (фиг.1а), с ребордой и полкой для борта шины (фиг.1б), поз.3 - сегмент обода без реборды (фиг.1а), без реборды и полки для борта шины (фиг.1б), поз.4 -кольцевая реборда без полки для борта шины (фиг.1а), с полкой для борта шины (фиг.1б). На фиг.1 и 2 позицией 5 отмечены уплотнительные прокладки. На фиг.3 позиция а) - первоначальное положение сегмента в процессе монтажа обода в шину, поз. б) - промежуточное положение первого сегмента, в) - промежуточное положение второго сегмента.
На фиг.3 в положении а) видно, что для двухсегментного обода максимальный диаметр опорной поверхности сегмента ограничен внутренним диаметром шины. Геометрические расчеты показывают, что высота профиля опорной поверхности h в данном случае может находиться в пределах 50% от высоты внутреннего профиля шины Н (фиг.1а) без учета упругости, т.е. овализации шины в процессе монтажа. Для достижения большего значения этой величины количество сегментов может быть увеличено. Кроме того, в данном положении видно, что для внедрения сегмента обода внутрь шины необходимо расширение бортов шины со стороны опорной поверхности сегмента. Упругие свойства резины допускают такие деформации. После установки первого сегмента в положение а) оно перемещается в положение б) для возможности установки второго сегмента аналогичным способом в положение в). Из положения б) и в) оба сегмента центрируются внутри шины с предварительно установленными на них уплотнительными прокладками в положение, изображенное на фиг.2. После установки сегментов обода в центральное положение, как показано на фиг.2, они крепятся к диску и кольцевой реборде с помощью болтов или шпилек с гайками, имеющими конические поверхности для самоцентрирования.