КОЛЕСО В СБОРЕ
WHEEL ASSEMBLY

Перекрестные ссылки на родственные заявки
По настоящей заявке испрашивается приоритет по предварительной заявке на патент США № 61/935,656, поданной 4 февраля 2014, названной «Колесо в сборе», содержание которой полностью включено в данный документ по ссылке.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к колесам и, в частности, к колесам для транспортных средств, таких как автомобили и грузовики, на которые устанавливается пневматическая шина и/или камера.
Уровень техники
Известны различные типы колес, такие как штампованные стальные колеса, выполненные из нескольких частей, которые обеспечивают разборку для облегчения снятия пневматической шины и/или камеры. Образованные за одно целое колеса, выполненные из алюминиевого сплава, также известны и широко применяются благодаря их свойствам прочности и малого веса, которые переходят в функциональные и экономические преимущества, такие как экономия топлива и увеличенный срок службы различных деталей транспортного средства, на котором они установлены. Как правило, образованные за одно целое колеса требуют специального оборудования для установки шины на колесо и снятия шины с колеса. Это особенно характерно для колес, используемых для тяжелых транспортных средств, таких как грузовики. Несмотря на известные колеса, существует потребность в улучшенных и/или альтернативных колесах.
Раскрытие изобретения
Описанный объект изобретения относится к колесу для поддержания пневматической шины, имеющему по существу цилиндрический обод с первой посадочной полкой, расположенной по периферии на нем вблизи одного конца, причем обод имеет первую канавку на его наружной периферийной поверхности, удаленной от первой посадочной полки; съемную посадочную полку, выполненную с возможностью взаимодействия с первой канавкой, удерживая съемную посадочную полку и шину на ободе.
В другом варианте осуществления, колесо выполнено из алюминиевого сплава.
В другом варианте осуществления, первая посадочная полка выполнена за одно целое с ободом.
В другом варианте осуществления, съемная посадочная полка имеет множество деталей.
В другом варианте осуществления, множество деталей включает в себя полукруглые части посадочной полки, каждая из которых приблизительно представляет собой зеркальное отображение другой, и в собранном состоянии вместе на оси симметрии, они приблизительно представляют собой тело вращения, выполненное с возможностью охвата обода вблизи первой канавки, причем тело вращения имеет по существу Г-образное поперечное сечение, причем вводная часть образует длинную часть Г-образной формы, а вертикальный борт проходит в направлении, перпендикулярном вводной части, и образует короткую часть Г-образной формы, причем вводная часть проходит по существу параллельно ободу, когда она охватывает его, причем каждая из двух частей посадочной полки имеет направленный внутрь выступ, проходящий от внутренней поверхности на длинной части Г-образной формы, проходящий в направлении, противоположном вертикальному борту, причем выступ выполнен с возможностью приема в первой канавке, когда части посадочной полки расположены на ободе, охватывая обод.
В другом варианте осуществления, направленный внутрь выступ является первым выступом, причем обод имеет вторую канавку на его наружной периферийной поверхности, удаленную от первой канавки и первой посадочной полки, и каждая из частей посадочной полки имеет второй проходящий внутрь выступ, проходящий от нее в направлении, параллельном направлению прохождения первого выступа, причем второй выступ выполнен с возможностью приема во второй канавке, когда части посадочной полки расположены на ободе, охватывая обод.
В другом варианте осуществления, второй выступ образован за одно целое с частью посадочной полки, от которой он продолжается.
В другом варианте осуществления, вторая канавка образует фланец на ободе.
В другом варианте осуществления, множество отверстий проходит через фланец, второй выступ и обод, и дополнительно предусмотрено множество штырей, выполненных с возможностью прохождения через отверстия во фланце, втором выступе и ободе, проходя через вторую канавку и удерживая каждую из частей посадочной полки у обода.
В другом варианте осуществления, обод вблизи первой канавки имеет уменьшенный диаметр относительно смежной части вблизи посадочной полки, причем часть с уменьшенным диаметром имеет диаметр, уменьшенный на величину, приблизительно равную толщине вводных частей посадочной полки.
В другом варианте осуществления, колесо имеет установочный фланец с множеством отверстий под колесный болт у одного конца, выполненных с возможностью установки колеса на ступицу колеса.
В другом варианте осуществления, установочный фланец первого колеса может быть расположен бок о бок с установочным фланцем второго колеса для образования спарки, выполненной с возможностью установки на ступицу колеса.
В другом варианте осуществления, обод имеет вторую канавку на его наружной периферийной поверхности, удаленной от первой канавки и первой посадочной полки, причем дополнительно предусмотрен держатель, выполненный с возможностью избирательного прикрепления по меньшей мере к одной из частей посадочной полки посредством резьбовых крепежных элементов, причем от держателя продолжается второй выступ, причем второй выступ выполнен с возможностью приема во второй канавке, когда часть посадочной полки расположена на ободе и охватывает его.
В другом варианте осуществления, множество держателей прикреплено к множеству частей посадочной полки.
В другом варианте осуществления, держатели имеют дугообразную форму.
В другом варианте осуществления, резьбовые крепежные элементы проходят через отверстия в держателях и введены в резьбовые отверстия в частях посадочной полки.
В другом варианте осуществления, части посадочной полки имеют углубления, ответные по форме держателям для принятия держателей при избирательном соединении с ними.
В другом варианте осуществления, по меньшей мере один держатель перекрывает множество частей посадочной полки и соединен с ними.
В другом варианте осуществления, держатели имеют периферийный выступ, который упирается в край второй канавки и выполнен с возможностью сдерживания вращения держателей и соединенной с ними части посадочной полки в направлении, перпендикулярном оси колеса, под действием давления от шины, установленной на колесо.
В другом варианте осуществления, резьбовые отверстия имеют расположенную в них резьбовую вставку.
В другом варианте осуществления, резьбовая вставка представляет собой спираль.
В другом варианте осуществления, вводная часть каждого из полукруглых элементов имеет постепенно увеличивающуюся толщину от его края до посадочной полки.
В другом варианте осуществления, штыри предотвращают вращение съемной посадочной полки относительно обода.
В другом варианте осуществления, штыри удерживают съемную посадочную полку на ободе, когда шина сдута.
В другом варианте осуществления, вводная часть выполнена с возможностью предотвращения смещения соответствующей части посадочной полки под действием нагрузки от надувания шины.
В другом варианте осуществления, вводная часть выполнена с возможностью направления силы давления от надувания шины радиально к оси колеса.
В другом варианте осуществления, съемная посадочная полка окружает обод, предотвращая снятие посадочной полки с обода без разборки съемной посадочной полки.
В другом варианте осуществления, съемная посадочная полка выполнена с возможностью удерживания на ободе, когда шина сдута, предотвращая удаление съемной посадочной полки без разборки.
В другом варианте осуществления, каждое углубление образует границу, предотвращающую извлечение введенного в него держателя, когда шина надута и независимо от наличия резьбовых крепежных элементов.
В другом варианте осуществления, держатель представляет собой кольцо, и второй выступ выполнен зубчатым для образования множества выступов и промежуточных пространств, и обод имеет множество щелей, сообщающихся со второй канавкой, причем выступы выполнены с возможностью введения через щели в первой вращательной ориентации, соосной с колесом, для вхождения во вторую канавку, и выполнены с возможностью вращения на ободе во второе положение, в котором щели и выступы не совмещены.
В другом варианте осуществления, колесо для поддержания пневматической шины имеет обод с первой посадочной полкой, расположенной по периферии на нем вблизи одного конца, причем обод имеет пару разнесенных окружных канавок в его наружной периферийной поверхности, удаленной от первой посадочной полки; и множество съемных частей посадочной полки, каждая из которых имеет дугообразную форму, ответную наружной поверхности обода, причем каждая из съемных частей посадочной полки имеет пару направленных внутрь кольцеобразных выступов, выступающих из внутренней поверхности каждой части посадочной полки, выполненных с возможностью взаимодействия с парой разнесенных канавок, когда съемные части посадочной полки расположены по окружности вокруг обода, удерживая шину между первой посадочной полкой и сборкой из множества съемных частей посадочной полки.
В другом варианте осуществления, каждая из посадочных полок имеет первую часть, имеющую первый из двух кольцеобразных выступов, и вторую часть, имеющую второй из двух кольцеобразных выступов, причем первая часть имеет кольцеобразное углубление для введения второй части, которая вводится в углубление и дополнительно включает в себя множество крепежных элементов, проходящих через вторую часть и введенных в первую часть, причем крепежные элементы выполнены с возможностью прикрепления первой части ко второй части и удерживания съемной части посадочной полки у обода.
Краткое описание чертежей
Для более полного понимания настоящего изобретения, обратимся к последующему подробному описанию иллюстративных вариантов осуществления при их рассмотрении совместно с прилагаемыми чертежами, в которых:
Фиг. 1 представляет собой общий вид колеса согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 2 представляет собой вид в разобранном состоянии колеса по фиг. 1.
Фиг. 3 представляет собой вид колеса по фиг. 1 в поперечном разрезе, взятом по линии 3-3 и при виде в направлении стрелок.
Фиг. 4 представляет собой увеличенный вид части колеса по фиг. 1.
Фиг. 5 представляет собой вид в поперечном разрезе двух колес, таких как колесо по фиг. 1, расположенных вблизи друг от друга.
Фиг. 6 представляет собой увеличенный вид части колес по фиг. 5.
Фиг. 7 представляет собой общий вид колеса согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 8 представляет собой вид в разобранном состоянии колеса по фиг. 7.
Фиг. 9 представляет собой вид в поперечном разрезе колеса по фиг. 7 в поперечном разрезе, взятом по линии 9-9 и при виде в направлении стрелок.
Фиг. 10 представляет собой увеличенный вид части колеса по фиг. 7 в поперечном разрезе, взятом по линии 10-10 и при виде в направлении стрелок.
Фиг. 11 представляет собой увеличенный вид в поперечном разрезе части колес по фиг. 7 и 10 с введенным в нее стержнем ниппеля.
Фиг. 12 представляет собой вид в поперечном разрезе двух колес, таких как колесо по фиг. 7, расположенных вблизи друг от друга.
Фиг. 13 представляет собой увеличенный вид части колес по фиг. 12.
Фиг. 14A-14G представляет собой серию схематичных видов колеса по фиг. 7, на которых показана сборка колеса.
Фиг. 15A-15F представляет собой серию схематичных видов альтернативного варианта осуществления колеса, на которых показана сборка колеса.
Фиг. 16 представляет собой увеличенный вид части колеса, показанного на фиг. 15.
Фиг. 17 представляет собой вид в поперечном разрезе колеса, показанного на фиг. 16.
Фиг. 18 представляет собой схематичный вид альтернативного варианта осуществления посадочной полки для взаимодействия обода.
Описание предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения
На фиг. 1, 2 и 3 показано колесо 10, на которое может быть установлена пневматическая шина/камера T (схематично показанная пунктирными линиями). Колесо 10 имеет выполненный за одно целое обод 12 с цилиндрической частью 14, посадочной полкой 16 и установочным фланцем 18 с отверстиями 20 под колесный болт. Съемная посадочная полка 22, имеющая полукруглые части 22A, 22B посадочной полки (которые в случае двух частей 22A, 22B посадочной полки могут быть названы «половинами посадочной полки») охватывает обод 12 вблизи соединения цилиндрической части 14 и установочного фланца 18. Части 22A, 22B посадочной полки могут удерживаться с возможностью снятия на ободе 12 и могут быть сняты с обода 12 посредством множества штырей 24. Штыри 24 предотвращают вращение частей 22A, 22B посадочной полки на ободе 12 и, в случае потери давления воздуха, предотвращают отсоединение частей 22A, 22B посадочной полки от обода 12. Отверстие 26 под ниппель обеспечивает доступ к пневматическому ниппелю 28 (Фиг. 4) для накачки камеры/шины T, установленной на колесе 10.
Как видно на фиг. 2 и 3, цилиндрическая часть 14 обода 12 имеет часть 30 с уменьшенным диаметром относительно смежной часта 32. Часть 30, при виде в поперечном разрезе, имеет ширину 30W и глубину 30D. Часть 30 с уменьшенным диаметром имеет первую окружную канавку 34 вблизи установочного фланца 18, образующую кольцеобразный удерживающий фланец 38. Вторая окружная канавка 36 в части 30 с уменьшенным диаметром расположена между первой окружной канавкой 34 и смежной частью 32. Полукруглые части 22A, 22B съемной посадочной полки имеют по существу полуцилиндрическую внутреннюю поверхность 40, из которой выходят направленное внутрь полукольцевое кольцо 42 и направленный внутрь полукольцевой выступ 44. При использовании терминов «полуцилиндрический», «полукольцевой», «полукольцо», в отношении частей 22A, 22B посадочной полки, следует понимать, что эти термины применяются, когда две части 22A, 22B посадочной полки рассматриваются отдельно. Будучи совмещенными в кольцо (собранными вместе на оси симметрии), например в собранном колесе 10, эти конструкции приблизительно представляют собой конструкцию вращения, то есть цилиндр, кольцо, кольцеобразную деталь и тому подобное, и съемная посадочная полка 22 приблизительно представляет собой тело вращения. Когда съемная посадочная полка 22 находится на месте на ободе 12, направленное внутрь полукольцевое кольцо 42 каждой части 22A, 22B посадочной полки введено в первую окружную канавку 34, и направленный внутрь полукольцевой выступ 44 введен во вторую окружную канавку 36. Вводная часть 46 съемных частей 22A, 22B посадочной полки имеет верхнюю поверхность 46U, которая имеет наклон, например, в 5° относительно внутренней цилиндрической поверхности 40, и которая переходит в изогнутую поверхность 48C вертикальной бортовой части 48 частей 22A, 22B посадочной полки. Во время установки шины T и/или закрытой камеры на колесо 10, шина может быть прижата к выполненной за одно целое посадочной полке 16 так, чтобы одна боковина шины была прижата вблизи выполненной за одно целое посадочной полки 16, а другая боковина шины занимала положение, приближенное к положению T1 (схематичное изображение боковины шины вблизи борта шины, показанное пунктирными линиями). Затем части 22A, 22B посадочной полки могут быть расположены вокруг обода 12, охватывая обод 12, как показано на фиг. 3. Штыри 24 могут быть введены через отверстия 38A в кольцеобразном удерживающем фланце 38, через отверстия 42A в направленном внутрь кольцеобразном кольце 42 и в глухие отверстия 13 в ободе 12 для удерживания частей 22A, 22B посадочной полки на ободе 12. Штыри 24 могут иметь подпружиненный фиксатор 24D для предотвращения непреднамеренного извлечения штырей 24, и кольцо 24R, которое можно захватывать и тянуть для намеренного извлечения штырей 24.
После установки частей 22A, 22B посадочной полки на обод 12, шина/камера T может быть надута, прижимая боковины шины и область борта в положение, обозначенное ссылочной позицией T2 на фиг. 3. По мере надувания шины под действием силы P давления, она проскальзывает по вводной части 46 и в соприкосновение с изогнутой поверхностью 48C вертикальной бортовой части 48. Наклонная верхняя поверхность 46U преобразует направленную наружу силу P давления в направленную радиально внутрь силу PD благодаря ограниченному радиальному размеру шины в области борта, который растягивается посредством увеличивающегося диаметра, образованного вводной частью 46, по мере его приближения к вертикальной бортовой части 48. Направленная радиально внутрь сила PD надежно зацепляет съемные части 22A, 22B посадочной полки с ободом 12, чтобы внутренние поверхности 40 посадочных полок 22A, 22B были прижаты к наружным поверхностям части 30 с уменьшенным диаметром. Поверхности 40A, 40B (Фиг. 3) прижимаются к поверхностям 30A, 30B, поджимая направленное внутрь полукольцевое кольцо 42 и направленный внутрь полукольцевой выступ 44 в зацепление с первой и второй окружными канавками 34, 36, соответственно. В это же время сила, направленная вдоль вектора P, поджимает поверхность 44F направленного внутрь полукольцевого выступа 44 в зацепление с поверхностью 36F второй окружной канавки 36. Вводная часть 46 выполняет функцию продолговатого фланца, который не позволяет нагрузке от надувания шины поворачивать или отсоединять половины 22a, 22B посадочной полки, направляя силу давления от надувания шины радиально (сжимающая нагрузка) к центру колеса 10. В варианте осуществления, показанном на фиг. 3, поверхности 36F, 44F являются параллельными друг другу. В альтернативном варианте осуществления, поверхности 36F, 44F могут оставаться параллельными, но в требуемой степени скошенными в направлении по часовой стрелке для обеспечения храпового взаимодействия, как показано на фиг. 18, на которой поверхности обозначены другими ссылочными позициями 336F, 344F.
После установки первой съемной части 22A посадочной полки на обод 12, штыри 24 могут быть введены для удерживания ее в требуемом положении во время установки второй съемной части 22B посадочной полки. Штыри 24 также могут быть использованы в качестве устройства, обеспечивающего фиксацию съемных посадочных полок на требуемом месте во время надувания шины. Съемная посадочная полка 22 удерживается на ободе 12 посредством шины T, когда шина T надута, но не зависит от штырей 24 для удерживания на ободе 12. Например, в случае потери давления надутого воздуха в шине, штыри 24 предотвращают отсоединение частей 22A, 22B посадочной полки от обода 12. Также штыри 24 могут быть использованы для способствования удерживанию заданного совмещения отверстий на ободе и посадочной полке для доступа к ниппелю 28 шины для надувания, как описано далее. Штыри 24 могут быть выполнены из стали, нержавеющей стали или другого материала и могут быть необязательно покрыты покрытием, таким как цинк, которое обеспечивает сопротивление коррозии и гальваническому взаимодействию с ободом 12 и съемной посадочной полкой 22 из-за разности материалов.
Переход поверхностей, образующих канавки 34, 36, поверхности 30A, 30B части с уменьшенным диаметром, направленное внутрь кольцеобразное кольцо 42 и кольцеобразный выступ 44 и поверхности 40A, 40B полуцилиндрической внутренней поверхности 40, может быть выполнен с радиусом для уменьшения концентрации напряжений. Первая и вторая окружные канавки 34, 36 могут образовывать более объемное пространство, чем введенные в них полукольцевое кольцо 42 и полукольцевой выступ 44, соответственно. Это избыточное пространство, по отношению к первой окружной канавке 34, может способствовать правильной изначальной сборке и установке, а также может способствовать отцеплению съемной посадочной полки 22 для снятия шины, например, после продолжительного периода использования и при воздействии грязи, высохшей смазки, порошка от износа тормозов, ржавчины ступицы, других загрязнителей и/или коррозии, которые в ином случае приводят к усложнению снятия и повторной сборки посадочной полки 22. Например, для снятия шины T, после сдувания шины T и подталкивания ее борта, расположенного вблизи съемной посадочной полки 22, к выполненной за одно целое посадочной полке 16, съемная посадочная полка 22 может быть перемещена вручную или по ней может быть нанесен удар инструментом, таким как резиновая киянка, для того, чтобы ослабить ее. Зазор между съемной посадочной полкой 22 и ободом 12 может способствовать выбивке съемной посадочной полки 22 с обода 12. Описанные выше обод 12 и съемная посадочная полка 22 колеса 10 могут быть выполнены из алюминиевого сплава, например, относящегося к типу, известному в промышленности как семейство 6xxx. Обод 12, посадочная полка 22 и так далее также могут быть выполнены из других материалов, таких как сталь или полимеры, в зависимости от применения.
На фиг. 2 видно, что направленное внутрь полукольцевое кольцо 42 каждой части 22A, 22B посадочной полки имеет множество отверстий 42A для обеспечения прохождения штырей 24 для удерживания съемных частей 22A, 22B посадочной полки с ободом 12. Отверстия 42A совмещены с соответствующими отверстиями 38A и 13 в кольцеобразном удерживающем фланце 38 и ободе 12, соответственно. Полукольцевое кольцо 42 каждой съемной части 22A, 22B посадочной полки также имеет углубление 42R, которое может быть совмещено с отверстием 26 под ниппель на ободе 12 для обеспечения доступа к воздушному ниппелю 28 (Фиг. 4) для заполнения установленной шины/камеры T воздухом. Также в ободе 12 может быть предусмотрен проход 12P для обеспечения надувания воздухом, когда колесо 10 собрано с подобным колесом 10 в двухколесной конфигурации, как описано далее со ссылкой на фиг. 5 и 6.
На фиг. 4 показан воздушный ниппель 28, видимый и доступный через совмещенные отверстие 26 под ниппель и углубление 42R. Отверстие 26 под ниппель может быть выполнено в форме V-образной канавки в кольцеобразном удерживающем фланце 38 для обеспечения доступа к воздушному ниппелю 28 для надувания шины /камеры T, которая установлена на колесе 10.
На фиг. 5 и 6 в поперечном разрезе показана пара колес 10A, 10B с установочными фланцами 18A, 18B, упертыми друг в друга, для иллюстрирования конфигурации «спарки» 11. Спарка 11 может быть установлена обычным образом на ступицу, например, задней оси транспортного средства (не показана). Стержни 28A, 28B ниппеля проходят через отверстия 52A, 52B в ободах 12A, 12B и через отверстие 26 и углубление 42R для обеспечения надувания шины/внутренней камеры (не показана), установленной на колесах 10A, 10B. Удлинительное отверстие 54A, 54B просверлено через каждое из колес 10A, 10B радиально напротив отверстия 26 под ниппель, обеспечивая совмещение удлинительного отверстия 54A, 54B со стержнем 28B, 28A ниппеля, соответственно, смежного колеса 10B, 10A, когда колеса 10A, 10B расположены в конфигурации спарки 11. Удлинительная камера/вспомогательный стержень ниппеля (не показано), ведущая/ведущий к источнику сжатого воздуха, может проходить через удлинительное отверстие 54A, 54B для герметичного соединения со стержнями 28A, 28B ниппелей и для надувания колеса/камеры T, установленного/установленной на соответствующем колесе 10A, 10B. Как видно на фиг. 6, штыри 24A, 24B предпочтительно имеют такие размеры, чтобы обеспечивать позиционирование колес 10A, 10B в конфигурации спарки 11 без препятствования друг другу. Предшествующие признаки обеспечивают позиционирование двух идентичных колес 10A, 10B рядом друг с другом в конфигурации спарки 11 или, в качестве альтернативы, использование их в качестве отдельных колес.
На фиг. 7, 8 и 9 показано колесо 110 с ободом 112, имеющим цилиндрическую часть 114, посадочную полку 116 и установочный фланец 118 с отверстиями 120 под колесный болт. Съемная посадочная полка 162 имеет две полукруглые части 162A, 162B посадочной полки, которые охватывают обод 112 вблизи соединения цилиндрической части 114 и установочного фланца 118. Каждая из съемных частей 162A, 162B посадочной полки имеет вводную часть 146 и вертикальную бортовую часть 148. Части 162A, 162B посадочной полки могут удерживаться на ободе 112 или сниматься с него посредством множества дугообразных держателей 164A, 164B, 164C, которые соосно закреплены в лицевом кольцеобразном углублении 163 съемных частей 162A, 162B посадочной полки посредством множества болтов 166, которые проходят через дугообразные держатели 164A, 164B, 164C и механически прикреплены, например, посредством резьбовых крепежных элементов, к съемным частям 162A, 162B посадочной полки. Более конкретно, болты могут быть введены в резьбовые отверстия 167, которые могут быть предусмотрены с резьбовой вставкой 168. Резьбовые вставки 168 могут быть выполнены в форме спирали 168C (смотри фиг. 14A) или могут представлять собой сплошные вставки с внутренней и наружной резьбой. В любом случае, вставки 168 могут быть выполнены из нержавеющей стали или другого металла, который совместим с алюминиевым сплавом, из которого образовано колесо 110. Будучи прикрепленными к частям 162A, 162B посадочной полки, держатели 164A, 164B, 164C перекрывают части 162A, 162B посадочной полки для образования кольцеобразной съемной посадочной полки 162 и для образования направленного внутрь кольцеобразного кольца 142. Держатели 164A, 164B, 164C также могут иметь опорный бурт 165 (Фиг. 9), который упирается в верхнюю поверхность 138U кольцеобразного удерживающего фланца 138 для сопротивления воздействию скручивающих сил, прилагаемых к съемной посадочной полке 162.
Как видно на фиг. 8 и 9, цилиндрическая часть 114 обода 112 имеет часть 130 с уменьшенным диаметром относительно смежной части 132. Часть 130 с уменьшенным диаметром имеет первую окружную канавку 134 вблизи установочного фланца 118, образующую кольцеобразный удерживающий фланец 138. Вторая окружная канавка 136 в части 130 с уменьшенным диаметром расположена между первой окружной канавкой 134 и смежной частью 132. Съемные части 162A 162B посадочной полки имеют по существу цилиндрическую внутреннюю поверхность 140, из которой выступает направленный внутрь кольцеобразный выступ 144. Когда съемная посадочная полка 162 находится на месте на ободе 112 с закрепленными на месте держателями 164A-164C, направленное внутрь кольцеобразное кольцо 142 введено в первую окружную канавку 134, и направленный внутрь кольцеобразный выступ 144 введен во вторую окружную канавку 136. Вводная часть 146 частей 162A и 162B посадочной полки имеет верхнюю поверхность 146U, которая имеет наклон, например, в 5° относительно внутренней цилиндрической поверхности 140, и которая переходит в изогнутую поверхность 148C вертикальной бортовой части 148. Переход поверхностей канавок 134, 136, направленного внутрь кольцеобразного кольца 142 и кольцеобразного выступа 144 может быть выполнен с радиусом к смежным поверхностям обода 112, съемной посадочной полки 162 и держателей 164A - 164C, для уменьшения концентрации напряжения. Первая и вторая окружные канавки 134, 136 могут образовывать более объемное пространство, чем кольцеобразное кольцо 142 и кольцеобразный выступ 144, которые вставляются в них, для способствования отцеплению посадочной полки 122 от обода 112 и повторной ее установке на него.
На фиг. 10 и 11 показана съемная часть 162B посадочной полки, находящаяся на месте на ободе 112 и соединенная с держателем 164B посредством болта 166. Отверстие 170 под ниппель проходит через обод 112 вблизи установочного фланца 118 для обеспечения доступа к источнику сжатого воздуха для надувания шины/камеры, установленной на колесо 110, через ниппель 128. Ниппель 128 проходит через часть 114 обода для достижения шины /камеры через отверстие 152. Необязательные проставочные выступы 172, выступающие из кольцеобразного удерживающего фланца 138, могут иметь окружную ширину W, приблизительно равную пространству между смежными держателями 164A-164C и устанавливающую заданную относительную ориентацию держателей 164A-164C относительно обода 112 и, следовательно, заданную ориентацию частей 162A, 162B посадочной полки относительно обода 112 и самих себя. В альтернативном варианте осуществления, выступы 172 не предусмотрены. Описанные выше обод 112 и съемная часть 162A, 162B посадочной полки и держатели 164A - 164C колес 110 могут быть выполнены из алюминиевого сплава, например, относящегося к типу, известному в промышленности как семейство 6xxx. В качестве альтернативы, обод 112, съемная посадочная полка 122 и так далее могут быть выполнены из других материалов, таких как сталь или полимер.
На фиг. 12 и 13 в поперечном разрезе показана пара колес 110A, 110B с установочными фланцами 118A, 118B, упертыми друг в друга, для иллюстрирования конфигурации «спарки» 111. Спарка 111 может быть установлена обычным образом на ступицу, например, задней оси транспортного средства (не показана). Стержень 128B ниппеля проходит через отверстие 152B в ободах 112B для обеспечения надувания внутренней камеры (не показана), установленной внутри шины (не показана), установленной на колесо 110B. Подобный ниппель 128A может быть установлен на обод 112A. Стержень 128B ниппеля проходит через отверстие 152B и является доступным через отверстие 170. Удлинительное отверстие 174A, 174B просверлено через каждое из колес 110A, 110B радиально напротив отверстий 170A, 170B, соответственно, и может быть совмещено с отверстием 170B, 170A, соответственно, смежного колеса 110B, 110A, когда колеса 110A, 110B расположены в конфигурации спарки 111. Удлинительная камера/вспомогательный стержень ниппеля (не показан), ведущая/ведущий к источнику сжатого воздуха, может проходить через удлинительные отверстия 174A, 174B для надувания шины/камеры, установленной на соответствующее колесо 110A, 110B. Как видно на фиг. 13, болты 166A, 166B имеют такие размеры и расположены так, чтобы обеспечивать позиционирование колес 110A, 110B в конфигурации спарки 111 без препятствования друг другу. Предшествующие признаки обеспечивают позиционирование двух идентичных колес 110A, 110B рядом друг с другом в конфигурации спарки 111 или, в качестве альтернативы, использование их как отдельных колес.
На фиг. 14A-14G показана последовательность сборки для установки съемной посадочной полки 162 на обод 112. На начальном этапе (Фиг. 14A), резьбовые вставки 168 вставляются в резьбовые отверстия 167 съемных частей 162A, 162B посадочной полки (162A shown). Как объяснено выше, например, со ссылкой на фиг. 3, когда шина и/или камера устанавливается на колесо 110, шина может быть придавлена/прижата к выполненной за одно целое посадочной полке 116. Как видно на фиг. 14B, когда шина придавливается, пара держателей 164A, 164C может удерживаться у обода 112 посредством их кольцеобразных колец 142, введенных в первую окружную канавку 134. Затем, как видно на фиг. 14C и 14D, первая из частей 162A посадочной полки может быть задвинута между прижатой шиной/камерой (не показана), соединяя пару держателей 164A, 164C. Держатели 163A и 164C вставляются в углубления 163, и кольцеобразный выступ 144 вводится в окружную канавку 136. Опора 165 упирается в кольцеобразный удерживающий фланец 138. Затем, как видно на фиг. 14E, болты 166 могут быть введены через держатели 164A, 164C и в резьбовые вставки 168 в части 162A посадочной полки для соединения держателей 164A, 164C с частью 162A посадочной полки. Затем третий держатель 164B может быть расположен так, чтобы его кольцеобразное кольцо 134 было введено в первую окружную канавку 134. Затем, как видно на фиг. 14F, вторая часть 162B посадочной полки может быть вдвинута между прижатой шиной/камерой (не показана) и держателем 164B, соединяя держатели 164A, 164B, 164C. Затем, как видно на фиг. 14G, болты могут быть введены через держатели 164A, 164B, 164C и в резьбовые вставки 168 в части 162B посадочной полки для получения собранного колеса 110, обеспечивая надувание установленной шины/внутренней камеры (не показана).
После сборки, показанной на фиг. 14G, съемная посадочная полка 162 не может быть извлечена с обода 112 без извлечения болтов 166, даже когда шина (не показана) не надута. Собранная посадочная полка 162 представляет собой непрерывную кольцевую конструкцию, которая заблокирована на ободе 112. Когда камера/шина (не показана) надута до положения T2, показанного на фиг. 9, и борт шины под давлением P посажен на вводную часть 146, наклонная поверхность 146U обеспечивает возникновение вектора PD силы, посредством которого шина прижимает съемные части 162A, 162B посадочной полки радиально внутрь к ободу 112. Кольцеобразное кольцо 142 держателей 164A-C и кольцеобразный выступ 144 съемных частей 162A, 162B посадочной полки стыкуются и взаимодействуют с поверхностями канавок 134 и 136 для предотвращения перемещения посадочной полки 162 в направлении вектора P. Опора 165 упирается в кольцеобразный удерживающий фланец 138, предотвращая вращение съемной посадочной полки 162 относительно обода 112 (смотри фиг. 9). Вводная часть 146 представляет собой продолговатый фланец, который не позволяет нагрузке от надувания шины отсоединять части 162A, 162B посадочной полки, направляя силу давления от надувания радиально (образуя сжимающую нагрузку) к центру колеса 110.
На фиг. 15A-15F показана последовательность сборки для установки съемной посадочной полки 262, подобно посадочной полке 162, на обод 212 с использованием держателей 264A-264C согласно альтернативному варианту осуществления. Обод 212 имеет удерживающий фланец 238, который выполнен зубчатым посредством множества щелей 238S, которые сообщаются с первой окружной канавкой 234, которая подобна канавкам 34, 134 предшествующих вариантов осуществления. Остальные части 238R удерживающего фланца 238 распределены с периодическими щелями 238S по периферии удерживающего фланца 238. Подобным образом, направленное внутрь полукольцевое кольцо 242 держателей 264A, 264C (264B не показан) выполнено зубчатым посредством периодических пространств 242S и остальных частей 242R, которые можно называть «выступами»/«язычками», в узоре, совпадающем с зубчатым профилем удерживающего фланца 238. Держатель 264A-264C может быть расположен в первой ориентации (ориентация сборки/разборки), тогда как остальные части (выступы) 242R совмещены с пространствами 238S удерживающего фланца 238 и прижаты назад в углубления 230 частей 262A, 262B посадочной полки. После расположения в углублении 230, держатели 264A-264C могут быть повернуты во вторую (заблокированную) ориентацию, в которой остальные части (выступы) 242R совмещены с остальными частями 238R удерживающего фланца 238, предотвращая извлечение держателей 264A-264C из обода 212 во время нахождения в этой второй или заблокированной ориентации. Части 262A, 262B посадочной полки могут быть предварительно расположены на ободе 212 так, чтобы резьбовые отверстия 267 были совмещены с отверстиями 269 в держателях 264A-264C, когда держатели находятся в заблокированной ориентации. В качестве альтернативы, части 262A, 262B посадочной полки могут быть повернуты относительно обода 212 для совмещения отверстий 267 с отверстиями 269, когда держатели 264A-264C находятся в заблокированной ориентации. Когда отверстия 267 и 269 совмещены и держатели 264A-264C находятся в заблокированной ориентации, резьбовые крепежные элементы 266 могут быть введены в резьбовые отверстия 267 и затянуты в них для удерживания держателей 264A-264C в заблокированном положении на колесе 212.
Как упомянуто выше в отношении фиг. 14A, резьбовые вставки, подобные вставкам 168, могут быть использованы в резьбовых отверстиях 267. Как объяснено выше, например, со ссылкой на фиг. 3, когда шина и/или камера устанавливается на колесо 210, шина может быть придавлена/прижата к выполненной за одно целое посадочной полке 216. Как видно на фиг. 15A и 17, когда шина надувается, две части 262A, 262B посадочной полки могут удерживаться у обода 212 так, чтобы их полукольцевой выступ 244 был введен в окружную канавку 236. Опора 265 опирается на остальную часть 238R зубчатого кольцеобразного удерживающего фланца 238. Как видно на фиг. 15B и 15C, держатели 264A, 264B, 264C (как по отдельности, так и вместе) могут быть расположены так, чтобы остальные части 242R полукольцевого кольца 242 были совмещены с пространствами 238S, и затем вдавлены назад в углубление 230. Эти же действия производятся с третьим держателем (не показан), если он используется, как и в варианте осуществления колеса 110. Затем, как видно на фиг. 15D и 15E, держатели 264A, 264B, 264C могут быть повернуты в положение, в котором остальные части 242R полукольцевого кольца 242 совмещены с остальными частями 238R удерживающего фланца 238 (заблокированное положение). На фиг. 15F показано введение крепежных элементов (болтов) 266 через отверстия 269 и в резьбовые отверстия 267 для прикрепления держателей 264C, 264A к части 262A посадочной полки. Такие же действия выполняются с третьим держателем 264B (не показан), если он используется, подобно варианту осуществления колеса 110. Как и в варианте осуществления колеса 110, держатели 264A, 264B (не показан), 264C перекрывают смежные части 262A, 262B посадочной полки для образования объединенной посадочной полки 262 в сборе.
Будучи собранной, как показано на фиг. 16 и 17, съемная посадочная полка 262 в сборе не может быть снята с обода 212 без удаления болтов 266. Когда камера/шина надута до положения T2, показанного на фиг. 9, борт шины под действием давления P садится на вводную часть 246, прижимая съемные части 262A, 262B посадочной полки радиально внутрь к ободу 212. Полукольцевое кольцо 242 держателей 264A-264C и кольцеобразное кольцо 244 съемных частей 262A, 262B посадочной полки стыкуются и взаимодействуют с поверхностями канавок 234 и 236 для предотвращения перемещения посадочной полки 262 в направлении вектора P (смотри фиг. 9). Опора 265 упирается в кольцеобразный удерживающий фланец 238, предотвращая перемещение съемной посадочной полки 262 относительно обода 212 (в направлении, параллельном оси вращения колеса 210). Продолговатое отверстие 271 обеспечивает доступ к воздушному ниппелю 228 посредством инструмента FT, соединенного с источником сжатого воздуха. Несмотря на то, что в варианте осуществления, показанном на фиг. 15-17, используются два или три держателя 264A, 264C (264B не показан, но имеет такую же длину дуги, как и держатель 164B колеса 110), может быть использовано большее или меньшее количество. Например, может быть использован единственный кольцеобразный держатель 264, поскольку он может быть ориентирован в установочную ориентацию и затем перемещен параллельно оси вращения колеса для прохождения через щель 238S и в канавку 234 и затем повернут в заблокированную ориентацию.
На фиг. 18 показана альтернативная граница 339 взаимодействия между поверхностями 336F канавки 336 по сравнению с канавками 36, 136, 236 описанных ранее вариантов осуществления колес 10, 110, 210, и поверхностью 344F полукольцевого выступа 344 по сравнению с полукольцевыми выступами 44, 144, 244. Более конкретно, поверхности наклонены от радиального (вертикального) направления, создавая храповое зацепление при воздействии сил, имеющих составляющую в направлении вектора F. Это зацепление может быть достигнуто посредством введения полукольцевого выступа 344 в канавку 336 так, чтобы край 344E проходил мимо края 336E, когда части 362A или 362B посадочной полки опускаются на обод 312, и затем сдвигался вперед в показанное зацепление.
Несмотря на то, что описанные выше колеса 10, 110, 210 имеют одну образованную за одно целое посадочную полку 16, 116, 216 и одну съемную посадочную полку 22, 162, 262, колеса 10, 110, 210 могут включать в себя две съемные посадочные полки 22, 162, 262 с одной съемной посадочной полкой, заменяющей образованную за одно целое посадочную полку 16, 116, 216, таким же образом, как съемная посадочная полка 22, 162, 262 удерживается у обода 12, 112, 212, как описано выше. Таким образом, шина может быть установлена и снята с любой стороны, например, когда колесо установлено на ступицу транспортного средства либо в единичной, либо в двойной конфигурации установки, что может быть полезно для ремонта сдутой шины в полевых условиях.
В случае выполнения из алюминиевого сплава, описанные выше варианты осуществления имеют преимущественные свойства колес из алюминиевого сплава, такие как небольшой вес, износостойкость и большая грузоподъемность, которые могут обеспечивать экономию топлива, увеличение срока службы обода и шины и уменьшение механической нагрузки на компоненты силовой передачи и тормозов, включающие в себя двигатель, трансмиссию и системы торможения. К тому же состоящая из множества деталей конструкция колеса согласно настоящему изобретению обеспечивает обслуживание шины и камеры посредством установки/снятия шины и камеры с помощью снятия посадочной полки с обода. Этот процесс может быть выполнен в полевых условиях без специального оборудования, которое требуется для установки и снятия шин в случае выполненного за одно целое обода.
Следует понимать, что варианты осуществления, описанные в этом документе, являются чисто иллюстративными, и что специалист в данной области техники может выполнить множество изменений и модификаций без отхода от сущности и объема заявленного объекта изобретения. Например, несмотря на то, что настоящее описание направлено в основном на съемную посадочную полку 22, 122, имеющую две отдельные части 22A, 22B, 122A, 122B, при образовании съемной посадочной полки 22, 122 могут быть использованы более чем две, например, три или четыре части. В таких случаях три или четыре части имеют такую же форму, как и две части 22A, 22B, 122A, 122B, за исключением того, что они проходят на меньшую длину дуги. Все такие изменения и модификации включены в объем формулы изобретения.