EA016655B1

EA016655B1 - Спускной клапан для смонтированной колесной системы

Info

Publication number: EA016655B1
Application number: EA200971122A
Authority: EA
Inventors: Пьер Дюриф
Original assignee: Сосьете Де Текноложи Мишлен; Мишлен Решерш Э Текник С.А.
Priority date: 2007-06-06
Filing date: 2008-06-03
Publication date: 2012-06-29
Also published as: WO2008148757A1; ES2386322T3; JP5425763B2; EA200971122A1; US8387671B2; AU2008258642A1; BRPI0812184A2; CA2689567A1; US20100224254A1; FR2917148A1; ATE553940T1; CN101687450A; AU2008258642B2; JP2010528920A; EP2162305A1; CN101687450B; EP2162305B1; FR2917148B1; BRPI0812184A8

Abstract

Предлагаемое изобретение относится к спускному клапану (21), предназначенному для смонтированной колесной системы, используемой на транспортном средстве и образованной колесом, содержащим обод (22) и пневматическую шину, причем упомянутый клапан (21) содержит корпус (23), связанный с ободом (22), и поршень (24), имеющий возможность перемещаться относительно упомянутого корпуса (23) между положением закрытия и положением стравливания давления, и этот клапан (21) является нормально закрытым. В соответствии с предлагаемым изобретением открытие клапана (21) обеспечивается путем перемещения поршня (24) в пространстве, наружном в радиальном направлении по отношению к ободу (22), причем упомянутое открытие обеспечивается в результате воздействия на поршень (24) управляющего усилия, приложенного из пространства, внутреннего в радиальном направлении по отношению к ободу (22), и обеспечиваемого сжатым воздухом, подводимым из пространства, внутреннего в радиальном направлении по отношению к ободу (22), к внутренней в радиальном направлении поверхности поршня (24), и сжатый воздух, подводимый из пространства, внутреннего в радиальном направлении по отношению к ободу (22), к внутренней в радиальном направлении поверхности поршня (24) имеет давление, меньшее или равное давлению в данной смонтированной колесной системе.

Description

Предлагаемое изобретение относится к спускному клапану, предназначенному для смонтированной колесной системы, используемой на транспортном средстве и образованной колесом, содержащим обод и пневматическую шину, причем упомянутая смонтированная колесная система предназначена для оснащения транспортного средства или тяжелой транспортной техники типа строительно-монтажных машин.

Хотя предлагаемое изобретение и не ограничивается этим типом применения, оно более конкретно будет описано со ссылками на пневматические шины, предназначенные для транспортного средства типа тяжелого самосвала, работающего на горных выработках, и имеющего осевую ширину, превышающую 18 дюймов.

Обычные варианты реализации таких смонтированных колесных систем бывают двух типов в том, что касается их ободов. Эти системы реализуются либо с использованием так называемого обода с вогнутым основанием, обладающего коническими посадочными местами, наклоненными по отношению к оси вращения данной системы на угол 5 или 15°, либо с использованием обода с плоским или практически плоским основанием, имеющего посадочные места, наклоненные либо на угол 0 либо на угол 5° по отношению к оси вращения.

Обод с вогнутым основанием содержит монтажную канавку, диаметр которой имеет величину, определенно меньшую, чем номинальный диаметр обода. Этот внутренний диаметр обода может рассматриваться пользователями как слишком маленький, поскольку он не позволяет выбрать, например, тормозные барабаны, имеющие размеры, адаптированные для эффективного торможения транспортных средств, все более и более мощных по отношению к их весу.

Вследствие этого обстоятельства такие обода обычно используются для собранных колесных систем, предназначенных для легковых автомобилей и/или большегрузных грузовиков, но используются значительно меньше и иногда совсем не используются для других типов транспортных средств, таких, например, как тяжелые дорожные и строительные машины.

Для реализации смонтированной колесной системы, в частности, бескамерного типа обод с плоским основанием требует наличия по меньшей мере одного съемного бокового кольца, кольца блокировки и уплотнительной прокладки герметизации, и конечно дно обода снабжено фиксированным круговым выступом со стороны, противоположной той его стороне, с которой располагаются съемные детали. Действительно, размерные параметры колес транспортных средств, размерные параметры пневматических шин и, в частности, жесткость их нижних зон требуют, чтобы упомянутые колеса были реализованы из нескольких частей для того, чтобы обеспечить возможность монтажа пневматической шины на обод. Таким образом, необходимо иметь как минимум три детали. В большинстве случаев количество необходимых деталей превышает три и может иногда достигать шести деталей для пневматических шин особенно крупных размеров без учета деталей, необходимых для крепления колес на транспортном средстве. За исключением уплотнительных прокладок герметизации, изготовленных из каучука, детали обода изготавливаются из металла и, следовательно, являются тяжелыми, громоздкими и неудобными для манипулирования с ними. Из этого следует, что монтаж и демонтаж пневматических шин больших и очень больших размеров представляет собой сложные и длительные операции. Установка и/или снятие колеса, оснащенного такой пневматической шиной, требует выведения транспортного средства или машины из эксплуатации на протяжении достаточно продолжительного промежутка времени, что неблагоприятным образом сказывается на ожидаемой производительности при использовании этих транспортных средств.

В патентной заявке \¥О 00/71365 описана технология, позволяющая упростить монтаж пневматических шин, причем эти пневматические шины монтируются непосредственно на ступицу, которая в этом случае выполняет роль обода. Независимые монтажные кольца здесь играют роль посадочного места обода и удерживаются на своих местах при помощи блокировочных колец, которые жестко закрепляются на ступице вследствие, в частности, дополняющих профилей. В соответствии с этой технологией блокировочное кольцо изготавливается из вулканизированной каучуковой смеси, подкрепленной и охватывающей подкрепляющее кольцо, упругое в окружном направлении и прочное в радиальном направлении на сжатие.

Такая технология безусловно является интересной, поскольку она позволяет исключить фазы монтажа пневматической шины на обод, а также крепления смонтированного колеса на транспортном средстве, поскольку пневматические шины монтируются непосредственно на ступицу посредством монтажных колец и блокировочных колец. Кроме того, поскольку количество элементов здесь является существенно уменьшенным, фазы манипулирования с этими элементами оказываются упрощенными.

Однако как при использовании только что описанной технологии, так и при использовании пневматических шин, связанных с колесами, образованными несколькими деталями, в том случае, когда необходимо заменить пневматическую шину или осуществить перестановку на транспортном средстве двух пневматических шин, всегда оказывается необходимым этап демонтажа колеса и/или пневматической шины; при этом речь идет о стравливании давления из пневматической шины, необходимом для замены пневматической шины и практически необходимым, по меньшей мере частично, для перестановки смонтированных колесных систем с целью снижения их веса.

Время стравливания давления из пневматической шины типоразмера 59/80К.63, которая устанавли

- 1 016655 вается на транспортное средство типа тяжелого самосвала, превышает тридцать минут, что влечет за собой для полной перестановки пневматических шин транспортного средства суммарную затрату времени на стравливание давления из них, составляющую по меньшей мере два часа.

С учетом того, что в горной выработке длительность рабочего цикла, соответствующего транспортировке полного кузова транспортного средства типа тяжелого самосвала, чаще всего имеет величину менее упомянутых выше тридцати минут, становится ясно, что время, затрачиваемое на манипулирование с пневматическими шинами, оказывает, следовательно, непосредственное влияние на производительность таких транспортных средств.

Таким образом, существует потребность в снижении времени стравливания давления из пневматических шин такого типа.

Пневматические шины для тяжелой строительно-монтажной техники, например для транспортных средств, используемых в горных выработках, например, типа тяжелых самосвалов обычно накачиваются до давления, составляющего от 4 до 10 бар для обычных нагрузок и размерных параметров.

Современные технологии стравливания давления из пневматических шин состоят в освобождении внутренней части клапана накачивания для обеспечения возможности выхода воздуха. Уменьшить время стравливания давления можно было бы путем увеличения размеров существующих систем клапана накачивания, однако их конструкция при этом будет становиться достаточно сложной и возникающие в этом случае расходы выходящего воздуха вследствие его давления и объема в пневматических шинах этого типа будут приводить к возникновению опасности для оператора, который должен освобождать внутреннюю часть такого клапана.

Были рассмотрены существующие клапаны типа бабочки, вращающегося золотника или с вентилем, имеющие адаптированные размеры, но все они обладают различными недостатками. С одной стороны, они имеют слишком большие габаритные размеры для того, чтобы быть установленными на некоторые транспортные средства, а с другой стороны, техническое обслуживание этих клапанов требует их полного демонтажа. При этом техническое обслуживание таких клапанов должно быть принято во внимание, поскольку в том случае, когда воздух выходит из смонтированной колесной системы, он увлекает вместе с собой твердые частицы, такие, например, как остатки коррозии колеса, фрагменты пневматической шины в случае ее повреждения, а также жидкость, образующуюся в результате конденсации, или специфические вещества, предназначенные для борьбы с коррозией.

В своих изысканиях, в частности, при исследовании реализации смонтированной колесной системы, содержащей пневматические шины больших размеров, ширина которых в осевом направлении, в частности, превышает 18 дюймов, и предназначенной для оснащения транспортных средств типа тяжелого самосвала, для которого всегда желательно повышать производительность, авторы предлагаемого изобретения ставили перед собой задачу найти способ сокращения времени, необходимого для стравливания давления из пневматических шин.

Эта цель была достигнута в соответствии с предлагаемым изобретением при помощи спускного клапана, предназначенного для смонтированной колесной системы, используемой на транспортном средстве и образованной колесом, содержащим обод, и пневматической шиной, причем упомянутый клапан содержит корпус, связанный с ободом, и поршень, имеющий возможность перемещаться относительно упомянутого корпуса между положением закрытия и положением стравливания давления, причем этот клапан является нормально закрытым, и открытие клапана обеспечивается путем перемещения поршня в пространстве, наружном в радиальном направлении по отношению к ободу, причем это открытие обеспечивается в результате воздействия на поршень управляющего усилия, приложенного из пространства, внутреннего в радиальном направлении по отношению к ободу, и обеспечиваемого, по меньшей мере частично, сжатым воздухом, подводимым из пространства, внутреннего в радиальном направлении по отношению к ободу, к внутренней в радиальном направлении поверхности поршня, причем этот сжатый воздух, подводимый из пространства, внутреннего в радиальном направлении по отношению к ободу, к внутренней в радиальном направлении поверхности поршня, имеет давление, меньшее или равное давлению в данной смонтированной колесной системе.

Здесь под выражением осевое направление следует понимать направление, параллельное оси вращения смонтированной колесной системы, и под выражением радиальное направление следует понимать направление, пересекающее ось вращения этой смонтированной колесной системы и перпендикулярное по отношению к ней. Ось вращения смонтированной колесной системы представляет собой ось, вокруг которой эта система вращается при ее нормальном использовании.

Окружная плоскость или секущая окружная плоскость представляет собой плоскость, перпендикулярную к оси вращения смонтированной колесной системы. Экваториальная плоскость или средняя окружная плоскость представляет собой окружную плоскость, проходящую через центр или гребень беговой дорожки протектора пневматической шины, причем эта экваториальная плоскость делит пневматическую шину и/или смонтированную колесную систему на две половины.

Радиальная плоскость представляет собой плоскость, которая содержит ось вращения смонтированной колесной системы.

Продольное направление пневматической шины, или окружное направление, представляет собой

- 2 016655 направление, соответствующее периферийной части пневматической шины и определяется направлением качения пневматической шины и/или смонтированной колесной системы.

В контексте предлагаемого изобретения понятие смонтированная колесная система охватывает любой тип системы, образованной пневматической шиной и колесом, независимо от типа колеса или обода, в частности систему упомянутого выше типа, описанную в патентной заявке АО 00/71365.

Таким образом, размерные параметры спускного клапана в соответствии с предлагаемым изобретением могут быть определены таким образом, чтобы обеспечить возможность уменьшения времени, необходимого для стравливания давления из пневматической шины. Действительно, поскольку речь идет о том, чтобы теперь не адаптировать обычный клапан накачивания к специфическим условиям стравливания давления путем соответствующего вмешательства в демонтаж внутренней части клапана, оказалось возможным определить клапан в соответствии с предлагаемым изобретением, который может быть открыт без непосредственного вмешательства оператора.

Первый способ реализации предусматривает, что отношение площади поверхности управления к площади наружной в радиальном направлении поверхности поршня имеет величину, превышающую или равную 110%. Поскольку площадь поверхности управления, которая в контексте предлагаемого изобретения соответствует той поверхности поршня, на которую воздействует управляющее усилие, превышает площадь наружной в радиальном направлении поверхности поршня, то есть той поверхности этого поршня, которая находится в контакте с воздухом накачивания смонтированной колесной системы, величина давления сжатого воздуха, который будет создавать управляющее усилие, может быть выбрана меньшей или равной величине давления накачивания данной смонтированной колесной системы, обеспечивая при этом возможность перемещения поршня спускного клапана наружу в радиальном направлении и соответственно обеспечивая открытие клапана.

Второй способ реализации предусматривает также, что управляющее усилие увеличивается при помощи механического устройства, и/или гидравлического устройства, и/или электрического устройства. Независимо от отношения площади управляющей поверхности к площади наружной в радиальном направлении поверхности поршня эти дополнительные устройства, предпочтительным образом управляемые при помощи сжатого воздуха, обеспечивающего приложение управляющего усилия к поверхности управления поршня, в соответствии с этим вторым способом реализации могут увеличить упомянутое управляющее усилие. При этом речь идет, например, о механической рычажной системе. Для содействия увеличению управляющего усилия также могут быть использованы электрические устройства, такие, например, как электромагнит.

В предлагаемом изобретении предусматривается также сочетание двух упомянутых выше способов реализации.

Также предпочтительным образом в соответствии с предлагаемым изобретением спускной клапан закрепляется на дне обода таким образом, чтобы воздух отводился в некоторое пространство в осевом направлении, располагающееся между колесами транспортного средства. В соответствии с такой реализацией воздух отводится в зону, относительно закрытую при помощи нижней части грузовика, грунта и сплошных частей колес. В случае использования спаренных колес, например, на задней оси транспортного средства стравливаемый воздух может быть отведен из каждой из смонтированных колесных систем в пространство между этими спаренными колесами.

В соответствии с упомянутыми выше способами реализации предлагаемого изобретения сжатый воздух, который создает управляющее усилие, приводящее к открытию спускного клапана, может быть подведен при помощи трубопровода, например при помощи жесткой трубки, присоединенной к одному или к нескольким колесам, один конец которой закреплен на внутренней в радиальном направлении части спускного клапана для того, чтобы подвести этот сжатый воздух к внутренней в радиальном направлении поверхности поршня, а другой конец которой является доступным для оператора с тем, чтобы он имел возможность присоединить этот конец к компрессору. Этот второй конец, доступный для оператора, предпочтительным образом располагается в наружном в осевом направлении по отношению к колесам пространстве, то есть предпочтительным образом в пространстве, располагающемся за пределами зон, куда будет отводиться стравливаемый воздух, таким образом, чтобы ограничить опасность для оператора, связанную со стравливанием давления из пневматической шины.

Предпочтительный вариант реализации предлагаемого изобретения предусматривает, что упомянутый клапан создает в своем открытом положении кольцевое проходное сечение отведения воздуха внутри пространства, наружного в радиальном направлении по отношению к ободу и располагающегося в полости пневматической шины. В соответствии с этим вариантом реализации предлагаемого изобретения для заданного общего проходного сечения отведения воздуха ширина выходного отверстия ограничена и позволяет, таким образом, исключить прохождение твердых элементов, содержащихся в смонтированной колесной системе и имеющих размеры, превышающие ширину этого отверстия. Этот вариант реализации предлагаемого изобретения подчеркивает также аспект безопасности операции стравливания давления, устраняя возможность выброса твердых частиц большого размера, которые могли бы быть увлечены потоком воздуха в процессе стравливания давления. В то же время, это позволяет обеспечить меньшее загрязнение спускного клапана.

- 3 016655

В соответствии с первым вариантом реализации предлагаемого изобретения спускной клапан освобождает воздух в пространство, внутреннее в радиальном направлении по отношению к ободу, через одно отверстие.

Предпочтительным образом это отверстие представляет характеристический размер, имеющий величину менее 10 мм. В контексте предлагаемого изобретения под характеристическим размером отверстия следует понимать размер, который характеризует это отверстие, например его диаметр для отверстия круглого проходного сечения или, например, длину, ширину или высоту для отверстия, имеющего проходное сечение другой формы.

В соответствии с другими способами реализации предлагаемого изобретения спускной клапан освобождает воздух в пространство, внутреннее в радиальном направлении по отношению к ободу, через по меньшей мере два отверстия. Увеличение количества отверстий для выхода воздуха может также обеспечивать в еще большей степени характеристики фильтрации возможных твердых частиц, увлекаемых потоком воздуха в процессе стравливания давления, причем диаметр этих отверстий может уменьшаться с увеличением их количества. Возрастание количества отверстий может также содействовать снижению акустического шума.

Общее проходное сечение одного или нескольких выходных отверстий предпочтительным образом, по меньшей мере, равно проходному сечению, сформированному при открытии поршня внутри полости смонтированной колесной системы с целью максимального снижения потерь напора в процессе протекания потока воздуха через спускной клапан.

В соответствии с предпочтительным способом реализации предлагаемого изобретения спускной клапан содержит систему контроля, предназначенную для перемещения поршня в положение стравливания давления в том случае, когда давление в пневматической шине превышает некоторое пороговое значение.

Такой способ реализации предлагаемого изобретения состоит в использовании системы контроля, которая включает открытие спускного клапана за пределами заданного порогового давления.

В соответствии с первым вариантом этого способа реализации предлагаемого изобретения спускной клапан, содержащий поддающееся сжатию средство, обеспечивающее нормально закрытое положение клапана, содержит систему контроля пассивного типа и давление в пневматической шине поддерживает клапан в открытом положении вплоть до давления, определяемого упомянутым поддающимся сжатию средством.

В соответствии со вторым вариантом этого способа реализации предлагаемого изобретения спускной клапан содержит систему контроля активного типа и давление в пневматической шине поддерживает клапан в открытом положении при помощи управляющего воздействия оператора.

В случае первого варианта, состоящего в применении системы контроля пассивного типа, изобретатели предлагают использовать давление воздуха в пневматической шине для того, чтобы непосредственно воздействовать на спускной клапан и вызывать его открытие.

Изобретатели предлагают, например, устройство типа калиброванного клапана диафрагменного типа, предназначенного для разрушения при достижении предварительно определенной пороговой величины давления и открытия прохода для воздуха из внутренней полости смонтированной колесной системы в сторону внутренней в радиальном направлении части поршня спускного клапана через канал типа жесткой трубки. Такое устройство предпочтительным образом связано с обратным клапаном, предназначенным для устранения нежелательного давления, которое могло бы воздействовать, например, на диафрагменный клапан в том случае, когда спускной клапан открыт под действием управляющего давления, подаваемого оператором.

В случае второго варианта реализации, состоящего в применении системы контроля активного типа, авторы изобретения также предлагают использовать давление внутри пневматической шины для того, чтобы непосредственно воздействовать на спускной клапан и вызывать его открытие, но на этот раз при помощи устройства, управляемого оператором, причем это устройство предусматривается, например, на канале, связывающем внутреннюю полость смонтированной колесной системы со спускным клапаном. Функционирование этого спускного клапана и, говоря более конкретно, его открытие при этом идентично его функционирования в случае использования системы контроля пассивного типа.

В соответствии с другим вариантом этого способа реализации предлагаемого изобретения, в котором спускной клапан содержит систему контроля, предназначенную для перемещения поршня в положение стравливания давления в том случае, когда давление внутри пневматической шины превышает некоторое пороговое давление, упомянутый спускной клапан сочетает в себе систему контроля активного типа и систему контроля пассивного типа. При этом имеется возможность управлять давлением внутри пневматической шины либо при помощи произвольного воздействия в том случае, когда, например, оператор осознает превышение и/или приближение к величине порогового давления, либо при помощи автоматического воздействия, включаемого системой контроля пассивного типа.

В случае применения системы контроля активного и/или пассивного типа, в которой используется давление внутри смонтированной колесной системы, в концепции спускного клапана обязательно предусматривается, как об этом уже было сказано в предшествующем изложении, возможность обеспечения

- 4 016655 его открытия в результате воздействия давления воздуха, равного давлению накачивания смонтированной колесной системы, на внутреннюю в радиальном направлении поверхность поршня, которое противодействует сумме воздействия того же самого давления на наружную в радиальном направлении поверхность поршня и воздействия упомянутых поддающихся сжатию средств. При этом спускной клапан представляет площадь поверхности управления поршня, превышающую по меньшей мере на 10% площадь наружной в радиальном направлении поверхности поршня, находящейся в контакте с воздухом, заключенным во внутренней полости смонтированной колесной системы таким образом, чтобы спускной клапан находился в открытом положении вплоть до уровня давления, предварительно определенного при помощи разности упомянутых проходных сечений и жесткости поддающихся сжатию средств, и/или управляющее усилие возрастает в результате механического воздействия, и/или гидравлического воздействия, дополняющего действие воздуха в качестве усилия, воздействующего на внутреннюю в радиальном направлении поверхность поршня для того, чтобы вызвать его перемещение.

Реализованный таким образом спускной клапан в соответствии с предлагаемым изобретением обеспечивает возможность более быстрого стравливания давления, причем диаметр этого клапана и расход воздуха через него могут быть адаптированы к потребностям, определяемым объемом смонтированной колесной системы и давлением ее накачивания, без всякой опасности для оператора.

Кроме того, этот спускной клапан обеспечивает также присоединение активных и/или пассивных систем контроля, которые позволяют исключить всякую опасность качения со слишком высоким давлением, а также ограничить время ожидания, которое имеет место в настоящее время в том случае, когда возникает слишком высокое давление, в частности, для ограничения опасностей, которые могут привести к повреждению пневматических шин.

Спускной клапан в соответствии с предлагаемым изобретением также может быть предусмотрен изначально в процессе разработки или изготовления нового колеса. Для этого достаточно предусмотреть наличие отверстия требуемого размера в колесе, в котором будет размещаться упомянутый клапан. Крепление этого клапана может осуществляться путем завинчивания корпуса спускного клапана в толщу металлического листа, из которого изготовлено это колесо, путем стягивания на колесе двух элементов спускного клапана, например, завинчиваемых один в другой, и которые сжимают упомянутое колесо. Упрощение монтажа позволяет также адаптировать клапан в соответствии с предлагаемым изобретением к существующим колесам, причем для этого необходимо всего лишь выполнить дополнительное отверстие в колесе.

В случае проектирования или изготовления нового колеса корпус спускного клапана также может быть присоединен к колесу при помощи сварки и может представлять собой, таким образом, неотъемлемую часть колеса и принимать участие в обеспечении его общей механической прочности.

Поршень закрепляется на внутреннем механизме клапана, причем система в целом предпочтительным образом закрепляется путем завинчивания в корпус этого клапана. Поскольку поршень имеет возможность перемещаться в направлении части, наружной в радиальном направлении по отношению к клапану, он становится доступным в том случае, когда пневматическая шина не установлена или снята со своего места. Таким образом, спускной клапан легко может быть демонтирован для его технического обслуживания, например, при помощи устройств типа гайки под внутренний ключ, шлица для отвертки и т.п. Действительно, важно, в частности, иметь возможность регулярной очистки этого клапана, при том, что упомянутый спускной клапан в соответствии с предлагаемым изобретением имеет возможность удерживать твердые частицы для того, чтобы исключить их выбрасывание за пределы внутренней полости смонтированной колесной системы.

В данном изобретении также предлагается способ стравливания давления из смонтированной колесной системы, образованной колесом, содержащим обод, и пневматической шиной, предназначенной для транспортного средства, при помощи спускного клапана, содержащего корпус, связанный с ободом, и поршень, имеющий возможность перемещаться по отношению к упомянутому корпусу между положением закрытия и положением стравливания давления, причем этот клапан является нормально закрытым и он открывается под действием управляющего усилия, воздействующего на него из пространства, являющегося внутренним в радиальном направлении по отношению к ободу.

Другие детали и предпочтительные характеристики предлагаемого изобретения будут лучше поняты из приведенного ниже описания способов его реализации, где даются ссылки на приведенные в приложении фиг. 1-4, среди которых фиг. 1а и 1Ь представляют собой схематические виды закрепленного на ободе спускного клапана в соответствии с первым способом реализации предлагаемого изобретения;

фиг. 2а и 2Ь - схематические виды закрепленного на ободе спускного клапана в соответствии со вторым способом реализации предлагаемого изобретения;

фиг. 3 а и 3Ь - схематические виды закрепленного на ободе спускного клапана в соответствии с третьим способом реализации предлагаемого изобретения;

фиг. 4 - схематический вид спускных клапанов в соответствии с предлагаемым изобретением, закрепленных на спаренных смонтированных колесных системах.

На приведенных в приложении чертежах изображенные элементы представлены не в своем реаль

- 5 016655 ном масштабе для упрощения их восприятия. На фиг. 1-3 представлены лишь половинные виды спускного клапана, который продолжается симметричным образом по отношению к оси XX'.

На фиг. 1а и 1Ь представлены схематические виды в радиальном разрезе спускного клапана 1, реализованного в соответствии с предлагаемым изобретением и закрепленного на ободе 2 колеса смонтированной колесной системы. Спускной клапан 1, имеющий в рассматриваемом здесь примере реализации, по существу, круглое поперечное сечение, образован, в частности, корпусом 3 клапана, жестко закрепленным на ободе 2, например, при помощи его завинчивания в отверстие, предусмотренное в ободе, и поршнем 4, связанным с корпусом 3 клапана, например, путем его завинчивания в корпус клапана посредством внутренней дополнительной механической детали 5 для обеспечения функционирования данного клапана.

В случае, представленном на этих фиг. 1а и 1Ь, конструкция спускного клапана 1 такова, что наружная в радиальном направлении поверхность поршня 4 является несколько меньшей, чем внутренняя в радиальном направлении поверхность поршня 4. Диаметр б поверхности управления в случае, представленном на фиг. 1, превышает диаметр Ό наружной в радиальном направлении поверхности поршня 4, причем эта поверхность находится в контакте с давлением воздуха накачивания смонтированной колесной системы.

В представлениях, показанных на фиг. 1а и 1Ь, спускной клапан 1 содержит дополнительный элемент 9, который позволяет уменьшить наружное в радиальном направлении сечение поршня 4. Этот дополнительный элемент 9 предпочтительным образом закрепляется при помощи завинчивания в корпус 3 клапана. В процессе перемещения поршня 4 этот поршень освобождает проход на уровне упомянутого дополнительного элемента 9, оставаясь в контакте с корпусом 3 клапана в своей внутренней в радиальном направлении части.

Различные элементы, образующие спускной клапан, могут быть изготовлены из любых материалов, позволяющих обеспечить точность его размерных параметров и достаточную жесткость. Речь может идти, например, о нержавеющей стали, о материалах, отлитых под давлением, и т.п.

На фиг. 1а и 1Ь, а также на последующих приведенных в приложении чертежах по соображениям упрощения чертежей не представлены уплотнительные прокладки герметизации, наличие которых необходимо между элементами, неподвижно скрепленными между собой, и между элементами, имеющими возможность перемещаться друг относительно друга. Предлагаемое изобретение требует надежной герметизации, которая может быть обеспечена в соответствии с познаниями специалиста в данной области техники путем размещения тороидальных уплотнительных прокладок или упругих металлических уплотнительных прокладок в соединении между колесом и корпусом клапана, и/или между корпусом клапана и поршнем или же наклонным профилем поверхности поршня, обеспечивая контакт металла с металлом.

На приведенных в приложении чертежах также не представлены элементы крепления, такие как резьбовые зоны, а также зоны, позволяющие воздействовать при помощи эффекта момента сил на различные элементы, образующие спускной клапан, для их отсоединения друг от друга. В частности, на фиг. 1 не представлено средство механического соединения, которое может существовать между поршнем 4 и деталью 5 и которое может обеспечить возможность, воздействуя на поршень 4 от наружной в радиальном направлении зоны обода, отсоединения элемента 5 от корпуса 3 клапана, например, вращая поршень 4 для вывинчивания системы, образованной поршнем 4 совместно с элементом 5.

Спускной клапан 1 в соответствии с предлагаемым изобретением, как об этом уже было сказано в предшествующем изложении, может быть закреплен на заново спроектированном и/или изготовленном ободе (или колесе), в котором предусмотрено, или же выполнено на существующем ободе (или колесе), отверстие, адаптированное к размерным параметрам спускного клапана, необходимого для смонтированной колесной системы.

Спускной клапан 1 содержит также пружину 6, сжатую между опорой, выполненной на детали 5, и частью 7 поршня 4. Степень сжатия и жесткость этой пружины предварительно определяются таким образом, чтобы спускной клапан 1 представлял собой клапан нормально закрытого типа, как это показано на фиг. 1а, причем на фиг. 1Ь этот спускной клапан 1 показан в его открытом положении.

На фиг. 1а и 1Ь представлен также канал 8, обеспечивающий возможность подведения сжатого воздуха, который позволяет обеспечить перемещение поршня 4 в направлении зоны, наружной в радиальном направлении по отношению к колесу, и соответственно обеспечить открытие спускного клапана 1. Сжатый воздух, подводимый через канал 8, входит в контакт с внутренней в радиальном направлении поверхностью поршня 4, рассматриваемой в качестве поверхности управления. Диаметр б этой поверхности управления в случае, представленном на фиг. 1, превышает диаметр Ό наружной в радиальном направлении поверхности поршня 4, которая находится в контакте с давлением воздуха накачивания смонтированной колесной системы. Таким образом, давление сжатого воздуха, подводимого к поверхности управления поршня, должно быть достаточным для того, чтобы обеспечить возможность перемещения поршня 4, и может иметь величину, несколько меньшую, чем давление накачивания смонтированной колесной системы, причем выбор характеристик пружины 6, в частности ее жесткости, должен быть адаптирован соответствующим образом. Давление сжатого воздуха, которое прикладывается к внутрен

- 6 016655 ней в радиальном направлении поверхности поршня 4, по существу, должно компенсировать совокупность усилий, создаваемых давлением воздуха накачивания, воздействующим на наружную в радиальном направлении поверхность поршня 4, и усилий, создаваемых пружиной 6.

На фиг. 2а и 2Ь представлен схематический вид спускного клапана 21, подобного клапану, показанному на фиг. 1а и 1Ь, в котором дополнительно применяются системы контроля пассивного и/или активного типа, причем эти системы обеспечивают открытие спускного клапана в том случае, когда оказывается достигнутой предварительно определенная величина давления в смонтированной колесной системе. Например, можно наблюдать повышение давления в смонтированной колесной системе, связанное, в частности, с повышением температуры воздуха накачивания, например, вследствие условий в пневматической шине или в результате действия системы торможения. Предпочтительным является устранение этого типа повышения давления, в частности, для сохранения целостности пневматической шины.

В случае, представленном на этих фиг. 2а и 2Ь, конструкция спускного клапана 21 такова, что наружная в радиальном направлении поверхность поршня 24 имеет меньшую величину, чем внутренняя в радиальном направлении поверхность поршня 24. Диаметр 62 поверхности управления, как и в случае, представленном на фиг. 1, превышает диаметр Ό2 наружной в радиальном направлении поверхности поршня 24, которая находится в контакте с давлением воздуха накачивания смонтированной колесной системы. Кроме того, размерные параметры и жесткость пружины выбираются таким образом, чтобы действие давления, превышающего предварительно определенное пороговое давление, воздействующее одновременно на наружную в радиальном направлении поверхность и внутреннюю в радиальном направлении поверхность поршня 24, приводило к открытию спускного клапана 21 в результате перемещения поршня 24 в направлении наружной в радиальном направлении зоны обода 22.

В представлениях, показанных на фиг. 2а и 2Ь, как и в случае, проиллюстрированном на фиг. 1а и 1Ь, спускной клапан 21 содержит дополнительный элемент 29, который позволяет уменьшить наружное в радиальном направлении сечение поршня 24. Этот дополнительный элемент 29 предпочтительным образом закрепляется путем завинчивания в корпус 23 клапана. В процессе перемещения поршня 24 этот поршень освобождает проход на уровне этого дополнительного элемента 29, оставаясь при этом в контакте с корпусом 23 клапана в своей внутренней в радиальном направлении части.

Спускной клапан 21 связан также с дополнительным каналом 210, который соединяется при помощи внутренней в радиальном направлении поверхности поршня 21 с внутренней полостью, образованной смонтированной колесной системой. Этот канал 210 содержит устройство 211, перекрывающее прохождение воздуха и имеющее возможность открываться в том случае, когда достигнуто заданное пороговое значение давления. Такой элемент представляет собой, например, клапан диафрагменного типа, откалиброванный для его разрушения при достижении предварительно определенного порогового значения давления. Таким образом, описанное выше устройство образует систему контроля пассивного типа, которая позволяет ограничить опасности, связанные с повышением давления в смонтированной колесной системе.

В случае, представленном на фиг. 2а и 2Ь, выбор диаметров Ό2 и 62, а также размерных параметров и жесткости пружины, позволяет определить окончательно давление в смонтированной колесной системе в том случае, когда достигнуто пороговое значение давления. Этот выбор приводит, например, к окончательному давлению на уровне 2 бар, которое позволяет обеспечить возвращение не загруженного транспортного средства на малой скорости движения в гараж либо в мастерскую для ремонта, либо для восстановления функций этого устройства контроля пассивного типа, например, путем замены клапана диафрагменного типа.

Спускной клапан 21 также содержит другой дополнительный канал 212, который связан при помощи внутренней в радиальном направлении поверхности поршня 21 с внутренней полостью, образованной смонтированной колесной системой. Этот канал 212 связан с приводом 213, который управляется оператором, находящимся в кабине транспортного средства или рядом с этим транспортным средством, причем упомянутый привод обеспечивает открытие канала 31 и соответственно открытие спускного клапана 21, что приводит к стравливанию давления из смонтированной колесной системы. Этот способ стравливания давления является контролируемым, поскольку здесь оператор по своему усмотрению включает и отключает систему контроля активного типа.

Как это можно видеть на фиг. 2а и 2Ь, каналы 210 и 212 соединяются в единый канал для упрощения установки на колесе с одним единственным отверстием. В соответствии с другим вариантом реализации эти каналы могут оставаться различными и в этом случае колесо содержит одно дополнительное отверстие.

Аналогичным образом, в соответствии с другими вариантами реализации, не представленными на приведенных в приложении чертежах, каналы 210 и 212 могут быть объединены в один единственный канал для упрощения соединения со спускным клапаном.

В соответствии с другим вариантом реализации устройства 211 и 213 могут быть интегрированы в корпус 23 клапана. Этот вариант реализации позволяет обеспечить упрощенную установку, в частности, в случае установки спускного клапана 21 в существующее колесо.

Каналы 210 и 212 предпочтительным образом содержат обратные клапаны или эквивалентные уст

- 7 016655 ройства, предназначенные для исключения прохождения воздуха, подводимого через канал 28. Аналогичным образом, канал 28 может содержать обратный клапан, предназначенный для исключения прохождения воздуха, подводимого через каналы 210 и 212.

На чертежах 3 а и 3Ь также проиллюстрирован спускной клапан 31, который позволяет добавить систему контроля пассивного и/или активного типа.

В случае, представленном на чертежах 3а и 3Ь, конструкция спускного клапана 31 такова, что наружная в радиальном направлении поверхность поршня 34 имеет величину, меньшую, чем величина поверхности управления поршня 31. Представление, показанное на чертежах 3а и 3Ь, состоит в увеличении поверхности управления поршня 31 путем объединения двух поверхностей, идентифицируемых при помощи размеров 63 и 63'. Для этого сжатый воздух управления, который поступает в зону клапана 31, соответствующую поверхности управления, идентифицируемой при помощи размера 63, также подводится через канал 316, предусмотренный в элементе 35, жестко связанном с корпусом 33 клапана, к зоне, соответствующей поверхности управления, идентифицируемой при помощи размера 63'. Совместное действие двух этих поверхностей управления обеспечивается, кроме того, в частности, при помощи средства герметизации на уровне зон 317 и 318 трения соответственно между поршнем 34 и элементом 35, и между элементами 37 и 35. Таким образом, общий размер (63 + 63') общей поверхности управления в случае, представленном на фиг. 3, является более значительным, чем размер Ό3 наружной в радиальном направлении поверхности поршня 34, которая находится в контакте с давлением воздуха накачивания смонтированной колесной системы. Кроме того, как и в случае, представленном на фиг. 2, размерные параметры и жесткость пружины выбираются таким образом, чтобы действие давления, превышающего предварительно определенное пороговое давление, воздействующего одновременно на наружную в радиальном направлении поверхность и на поверхность управления поршня 34, приводило к открытию спускного клапана 31 в результате перемещения поршня 34 в направлении зоны, наружной в радиальном направлении по отношению к ободу 32.

Как и в случае, представленном на фиг. 2а и 2Ь, спускной клапан может содержать устройства контроля активного и/или пассивного типа.

Открытие спускного клапана 1, 21, 31 для любого из случаев, представленных на фиг. 1Ь, 2Ь или 3Ь, приводит к созданию кольцевого отверстия 14, 214 внутри полости смонтированной колесной системы, содержащей воздух накачивания. Это кольцевое отверстие предусмотрено для формирования выходной поверхности для воздуха, достаточно большой для того, чтобы существенно уменьшить время стравливания давления по сравнению с современными техническими решениями, локально ограничивая при этом размер проходного отверстия с целью ограничения возможности прохождения через него твердых частиц, содержащихся в данной смонтированной колесной системе, которые могут представлять собой своего рода метательные снаряды, вырывающиеся вместе с потоком воздуха в процессе стравливания давления.

Потоки воздуха внутри спускного клапана предпочтительным образом оптимизированы при помощи плавных соединений на нижнем конце поршня и их положения, располагающегося на одном уровне с отверстиями 15, 215, 315 отведения воздуха, как это показано на приведенных в приложении чертежах, для ограничения потерь напора удаляемого воздуха и исключения образования завихрений воздуха.

Воздух, который проходит через это кольцевое отверстие, отводится затем через одно или несколько отверстий 15, 215, 315, имеющих ограниченное поперечное сечение для обеспечения дополнительной фильтрации твердых частиц, находящихся во взвешенном состоянии.

Увеличение количества отверстий 15, 215 на периферийной части спускного клапана 1, 21 позволяет обеспечить уменьшение проходного сечения каждого из этих отверстий без ограничения полного расхода отводимого воздуха.

Кроме того, увеличение количества этих воздушных струй может позволить ограничить громкость акустического шума, создаваемого в результате истечения воздуха под давлением. Также имеется возможность использовать устройства поглощения акустического шума вокруг спускного клапана 1, 21 для еще большего ограничения уровня этого акустического шума.

Предлагаемое изобретение может также представлять варианты реализации, не проиллюстрированные на приведенных в приложении чертежах и позволяющие уменьшить уровень акустического шума в процессе удаления воздуха под давлением. Например, одно или несколько выходных отверстий могут быть спроектированы для формирования первичного слоя воздуха, представляющего по меньшей мере 60% расхода и окруженного небольшими струями, ударяющимися в этот первичный слой и/или формирующими слой с малой скоростью вокруг упомянутого первичного слоя.

При любом способе реализации спускного клапана он в своем закрытом положении предпочтительным образом не представляет каких-либо элементов, рельефно выступающих по отношению к поверхности обода, в котором этот клапан закреплен, в его наружной в радиальном направлении части. Говоря другими словами, этот клапан не выступает за пределы наружной в радиальном направлении поверхности обода. Такая конфигурация позволяет не создавать препятствий для прохождения бортов пневматической шины или же конструктивного кольца колеса в процессе монтажа или демонтажа смонтированной колесной системы.

- 8 016655

На фиг. 4 проиллюстрировано соединение двух смежных смонтированных колесных систем 42, 42', образованных пневматическими шинами 43, 43' и колесами 44, 44', каждая из которых содержит спускной клапан 41, 41'. Эти смонтированные колесные системы закреплены на одной оси 45. Спускные клапаны 41, 41' предпочтительным образом располагаются в пространстве, заключенном между этими смонтированными колесными системами таким образом, чтобы в процессе стравливания воздуха под давлением он выбрасывался в это пространство, то есть на некотором расстоянии от оператора.

На этой фиг. 4 представлены только каналы 48, 48', позволяющие оператору подключать компрессор сжатого воздуха с давлением, позволяющим обеспечить открытие спускных клапанов 41, 41'.

Испытания по осуществлению операции стравливания давления были проведены на смонтированных колесных системах, содержащих спускной клапан в соответствии с предлагаемым изобретением.

Другие испытания были осуществлены на этих же смонтированных колесных системах путем стравливания давления из них обычным способом через клапан накачивания.

Полученные в этих испытаниях результаты представлены в приведенной ниже таблице

	59/80К63	44/80К57
Стравливание давления через спускной клапан в соответствии с предлагаемым изобретением	3,20 мин	2 мин
Стравливание давления через клапан накачивания	4 2 мин	2 8 мин

Эти результаты демонстрируют в дополнение к преимуществам с точки зрения простоты и безопасности, что время, затрачиваемое на стравливание давления, полученное в соответствии с предлагаемым изобретением, является значительно меньшим, чем обычное время, затрачиваемое на эту операцию, что может привести к существенному выигрышу с точки зрения производительности транспортных средств.

Спускной клапан в соответствии с предлагаемым изобретением является особенно предпочтительным для смонтированных колесных систем больших размеров, предназначенных для применения, например, на тяжелой дорожно-строительной технике. Такой клапан также может быть использован для смонтированной колесной системы любого другого типа, например для смонтированных колесных систем, предназначенных для тяжелых транспортных средств, в частности для смонтированных колесных систем, предназначенных для оснащения транспортных средств с простым подъемом для замены спаренных смонтированных колесных систем, а также для смонтированных колесных систем, предназначенных для сельскохозяйственных машин, в частности для смонтированных колесных систем с пониженным давлением накачивания, и т.п.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Спускной клапан, предназначенный для смонтированной колесной системы, используемой на транспортном средстве и образованной колесом, содержащим обод и пневматическую шину, причем упомянутый клапан содержит корпус, связанный с ободом, и поршень, имеющий возможность перемещаться относительно этого корпуса между положением закрытия и положением стравливания давления, и этот клапан является обычно закрытым, отличающийся тем, что клапан выполнен с возможностью открытия путем перемещения поршня в пространстве, наружном в радиальном направлении по отношению к ободу, и тем, что упомянутый клапан выполнен с возможностью открытия путем воздействия на поршень управляющего усилия, прилагаемого из пространства, внутреннего в радиальном направлении по отношению к ободу, и обеспечиваемого, по меньшей мере частично, сжатым воздухом, подводимым из пространства, внутреннего в радиальном направлении по отношению к ободу, к внутренней в радиальном направлении поверхности поршня, причем сжатый воздух, подводимый из пространства, внутреннего в радиальном направлении по отношению к ободу, к внутренней в радиальном направлении поверхности поршня, имеет давление, меньшее или равное давлению в данной смонтированной колесной системе.
2. Спускной клапан по п.1, отличающийся тем, что отношение поверхности управления к наружной в радиальном направлении поверхности поршня превышает или равно 110%.
3. Спускной клапан по одному из пп.1 или 2, отличающийся тем, что управляющее усилие увеличивается при помощи механического устройства, и/или гидравлического устройства, и/или электрического устройства.
4. Спускной клапан по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что в своем открытом положении этот клапан создает кольцевую секцию для удаления внутри пространства, наружного в радиальном направлении по отношению к ободу во внутренней полости пневматической шины.
5. Спускной клапан по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что он освобождает воздух в пространстве, внутреннем в радиальном направлении по отношению к ободу, через по меньшей мере одно отверстие.
6. Спускной клапан по п.5, отличающийся тем, что упомянутое отверстие имеет по меньшей мере один характеристический размер, имеющий величину менее 10 мм.

- 9 016655
7. Спускной клапан по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что он содержит систему контроля, предназначенную для перемещения поршня в положение стравливания давления, как только давление в пневматической шине превысит пороговое давление.
8. Спускной клапан по п.7, содержащий поддающееся сжатию средство, обеспечивающее его нормально закрытое положение, отличающийся тем, что этот клапан содержит систему контроля пассивного типа, причем давление в пневматической шине удерживает этот клапан в его открытом положении вплоть до достижения давления, определяемого упомянутым поддающимся сжатию средством.
9. Спускной клапан по п.7 или 8, отличающийся тем, что он содержит систему контроля активного типа, причем давление в пневматической шине поддерживает этот клапан в открытом положении посредством команды, подаваемой оператором.
10. Спускной клапан по одному из предшествующих пунктов для смонтированной колесной системы, предназначенной для транспортного средства типа тяжелого самосвала.
11. Способ стравливания давления из смонтированной колесной системы, образованной колесом, содержащим обод, и пневматической шиной, предназначенной для транспортного средства, при помощи спускного клапана по одному из пп.1-10, отличающийся тем, что к поршню прилагают управляющее усилие, воздействующее из пространства, внутреннего в радиальном направлении по отношению к ободу, и обеспечивают, по меньшей мере частично, сжатым воздухом, подводимым из пространства, внутреннего в радиальном направлении по отношению к ободу, к внутренней в радиальном направлении поверхности поршня, причем сжатый воздух, подводимый из пространства, внутреннего в радиальном направлении по отношению к ободу, к внутренней в радиальном направлении поверхности поршня, находится под давлением, меньшим или равным давлению в данной смонтированной колесной системе, перемещают в положение стравливания поршень, подвижный относительно корпуса между положением закрытия и положением стравливания, открывают спускной клапан путем перемещения поршня в пространстве, наружном в радиальном направлении по отношению к ободу.