PL235312B1 - Pneumatyczna opona dwuczęściowa - Google Patents

Abstract

Opona składa się z pompowanej opony wewnętrznej (2), montowanej na obręczy (1) koła oraz z niepompowanej opony zewnętrznej (4), nakładanej na oponę wewnętrzną (2). Opona wewnętrzna (2) wyposażona jest na swym zewnętrznym obwodzie w bieżnik (3). Wysokość (B) zarysu wewnętrznego przekroju poprzecznego opony zewnętrznej (4) jest zasadniczo równa wysokości (C) zarysu zewnętrznego przekroju poprzecznego opony wewnętrznej (2). Największa szerokość (D) opony zewnętrznej (4) wynosi od 180 do 220% największej szerokości (A) opony wewnętrznej (2). Oba boki opony zewnętrznej (4) zawierają wewnątrz obwodowe kanały (6) wypełnione materiałem elastycznym (7).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest pneumatyczna opona dwuczęściowa montowana na obręczy koła pojazdu wolnobieżnego, zwłaszcza robota mobilnego, umożliwiająca efektywną jazdę także po gruncie grząskim.

W dziedzinie ogumienia kół jezdnych znane są pneumatyczne opony dwuczęściowe składając e się z pompowanej opony wewnętrznej montowanej na obręczy koła oraz niepompowanej opony zewnętrznej, nakładanej na wspomnianą oponę wewnętrzną. Celem takiego rozwiązania jest szybka i tania wymiana bieżnika opony, czyli jej części, która styka się z podłożem. Ponieważ w trakcie eksploatacji opony jej bieżnik ulega naturalnemu zużyciu, podlega ona w miarę potrzeby wymianie na całkowicie nową lub bieżnikowaną. Dla opon eksploatowanych w warunkach przyspieszonego zużycia bieżnika dobrym rozwiązaniem jest stosowanie wspomnianych na wstępie opon dwuczęściowych, w których opona zewnętrzna jest w istocie wymiennym bieżnikiem ulokowanym na obwodzie opony wewnętrznej. Demontowalny bieżnik, czyli opona zewnętrzna, utrzymuje się na oponie wewnętrznej dzięki kształtowemu sprzęgnięciu się współpracujących ze sobą powierzchni obu części opony pod wpływem ciśnienia panującego w oponie wewnętrznej. Przykłady rozwiązań takich dwuczęściowych opon ujawniono w publikacjach PL67790B1, EP1260386, JP2003182308, US2609026 i US3970493. Poza szybką i tanią wymianą zużytego bieżnika, rozwiązania te pozwalają na dopasowanie rzeźby bieżnika do wymaganej przyczepności bez zdejmowania opony z obręczy, ale wszędzie tam szerokość opony zewnętrznej jest w zasadzie równa szerokości opony wewnętrznej.

W przypadku konieczności jazdy po terenie grząskim, szczególnie po piasku, bardzo ważną rolę pełni szerokość opony. W robotach mobilnych operujących w takim terenie stosuje się znane opony przeznaczone do miękkiego terenu, czyli tzw. opony balonowe, albo koła bliźniacze, znane z transportu ciężarowego, w którym jednak mają na celu zwiększenie nośności ogumienia, a nie przeciwdziałanie zapadaniu się pojazdu w podłożu. Ponieważ zarówno opony balonowe jak i koła bliźniacze ograniczają mobilność robota na gładkim twardym podłożu, znanym rozwiązaniem tego problemu jest stosowanie dwóch kompletów kół o różnym ogumieniu, co z kolei stwarza problem transportowy bo aktualnie nieużywane koła muszą być mocowane na pojeździe lub transportowane w inny sposób.

Celem wynalazku było opracowanie ogumienia pneumatycznego, które w prosty sposób daje się dostosować do rodzaju podłoża.

Cel taki spełnia opona według wynalazku, składająca się z pompowanej opony wewnętrznej, montowanej na obręczy koła, oraz z niepompowanej opony zewnętrznej, nakładanej na wspomnianą oponę wewnętrzną. Wynalazek charakteryzuje się tym, że opona wewnętrzna wyposażona jest na swym zewnętrznym obwodzie w bieżnik, a wysokość zarysu wewnętrznego przekroju poprzecznego opony zewnętrznej jest zasadniczo równa wysokości zarysu zewnętrznego przekroju poprzecznego opony wewnętrznej. Największa szerokość opony zewnętrznej wynosi od 180 do 220% największej szerokości opony wewnętrznej, przy czym oba boki opony zewnętrznej zawierają wewnątrz obwodowe kanały wypełnione materiałem elastycznym.

W jednym z wariantów wynalazku powierzchnie pól przekroju poprzecznego obu obwodowych kanałów opony zewnętrznej są sobie równe, a podatność materiału je wypełniającego jest zasadniczo równa podatności opony wewnętrznej napompowanej ciśnieniem nominalnym.

W kolejnym wariancie wynalazku bieżnik opony wewnętrznej tworzą kostki mające postać ostrosłupów ściętych o podstawie prostokątnej, korzystnie kwadratowej.

W kolejnym wariancie wynalazku ściany boczne kostek bieżnika opony wewnętrznej nachylone są w kierunku jej podstawy pod kątem od 3 do 10 stopni.

W innym wariancie wynalazku kostki bieżnika opony wewnętrznej rozmieszczone są w regularnych odstępach od siebie w kierunku obwodowym i osiowym.

W jeszcze innym wariancie wynalazku w wewnętrznej powierzchni opony zewnętrznej znajdują się wnęki, odpowiadające kształtem i rozmieszczeniem kostkom bieżnika opony wewnętrznej.

Stosowanie wynalazku daje efekt ekwiwalentny do stosowania dwóch kompletów kół, gdyż pozwala na efektywne poruszanie się pojazdu po twardym podłożu, a jednocześnie umożliwia szybkie przystosowanie go do poruszania się po gruncie grząskim. Jednocześnie wynalazek ogranic za niedogodności z związane z ciężarem i objętością dodatkowego kompletu kół. Dodatkową zaletą wynalazku jest zwiększenie odporności opony wewnętrznej na uszkodzenie, podczas jazdy w terenie, czyli z założoną oponą zewnętrzną.

PL 235 312 B1

Przedmiot wynalazku w przykładzie realizacji został poniżej szczegółowo opisany i przedstawiony schematycznie na rysunku, na którym fig. 1 ukazuje przekrój poprzeczny przez kompletną oponę i związany z nią fragment obręczy koła, dokonany płaszczyzną, w której leży oś obrotu tego koła, fig. 2 przedstawia przekrój przez samą oponę zewnętrzną z fig. 1 z pustymi kanałami, zaś fig. 3 przedstawią przekrój przez samą oponę wewnętrzną z fig. 1.

W przykładowej bazie mobilnej robota mobilnego, przeznaczonego do rozpoznawania terenu, zastosowano cztery jednakowe koła z obręczami 1 o średnicy osadzenia wynoszącej 200 mm. Na obręczy 1 zamontowana jest opona pneumatyczna 2, pełniąca tutaj rolę opony wewnętrznej. Jest to znana gumowa opona pneumatyczna o szerokości A równej 70 mm, wyposażona na obwodzie w bieżnik, który tworzą kostki 3 mające postać ostrosłupów ściętych o podstawie kwadratowej. Kostki 3 bieżnika opony wewnętrznej 2 rozmieszczone są w regularnych odstępach od siebie w kierunku obwodowym, w sześciu równoległych rzędach. Ściany boczne każdej kostki 3 bieżnika opony wewnętrznej 2 nachylone są w kierunku jej podstawy pod kątem a od 3 do 10 stopni. Na oponę wewnętrzną 2 może być nakładana opona zewnętrzna 4 ze znanym bieżnikiem 5. Sposób wykonana opony 4 jest analogiczny do sposobu wykonania opony 2. Wysokość B zarysu wewnętrznego przekroju poprzecznego opony zewnętrznej 4 jest zasadniczo równa wysokości C zarysu zewnętrznego przekroju poprzecznego opony wewnętrznej 2. Największa szerokość D opony zewnętrznej 4 wynosi 140 mm, czyli dwa razy więcej niż szerokość A opony wewnętrznej 2. W zależności od potrzeb szerokość D może wynosić od 180 do 220% szerokości A. Oba boki opony zewnętrznej 4 zawierają wewnątrz obwodowe kanały 6 wypełnione materiałem elastycznym 7. Powierzchnie pól przekroju poprzecznego obu kanałów 6 są sobie równe, zaś podatność materiału wypełniającego 7 jest zasadniczo równa podatności opony wewnętrznej 2 napompowanej ciśnieniem nominalnym. Materiałem 7 wypełniającym kanały 6 może być np. elastomer. W wewnętrznej powierzchni opony zewnętrznej 4 znajdują się wnęki 8 odpowiadające kształtem i rozmieszczeniem kostkom 3 bieżnika opony wewnętrznej 2. Pozwala to na skuteczne przenoszenie na oponę 4 siły napędowej koła nawet w trudnym terenie. W kołach nienapędzanych dopasowanie kształtu powierzchni wewnętrznej opony 4 do kształtu bieżnika opony 2 nie jest tak istotne i w takim przypadku wewnętrzna powierzchnia opony zewnętrznej 4 może być nawet gładka. W zależności od ukształtowania zawieszenia bazy mobilnej robota, opona zewnętrzna 4 może mieć kanały 6 o różnym przekroju albo tylko jeden taki kanał. Kształt bieżnika 5 opony zewnętrznej 4 dopasowuje się do potrzeb trakcyjnych robota mobilnego w terenie.

W przypadku wystąpienia potrzeby poszerzenia szerokości ogumienia, spuszcza się z wybranych kół powietrze, nakłada się na te koła opony zewnętrzne 4 i ponownie pompuje te koła. Rozszerzająca się pod wpływem ciśnienia opona wewnętrzna 2 unieruchamia względem siebie oponę zewnętrzną 4.

Claims (6)

1. Pneumatyczna opona dwuczęściowa, składająca się z pompowanej opony wewnętrznej, montowanej na obręczy koła, oraz z niepompowanej opony zewnętrznej, nakładanej na wspomnianą oponę wewnętrzną, znamienna tym, że opona wewnętrzna (2) wyposażona jest na swym zewnętrznym obwodzie w bieżnik (3), wysokość (B) zarysu wewnętrznego przekroju poprzecznego opony zewnętrznej (4) jest zasadniczo równa wysokości (C) zarysu zewnętrznego przekroju poprzecznego opony wewnętrznej (2), zaś największa szerokość (D) opony zewnętrznej (4) wynosi od 180 do 220% największej szerokości (A) opony wewnętrznej (2), przy czym oba boki opony zewnętrznej (4) zawierają wewnątrz obwodowe kanały (6) wypełnione materiałem elastycznym (7).

2. Pneumatyczna opona dwuczęściowa według zastrz. 1, znamienna tym, że powierzchnie pól przekroju poprzecznego obu obwodowych kanałów (6) są sobie równe, a podatność materiału (7) je wypełniającego jest zasadniczo równa podatności opony wewnętrznej (2) napompowanej ciśnieniem nominalnym.

3. Pneumatyczna opona dwuczęściowa według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że bieżnik opony wewnętrznej tworzą kostki (3) mające postać ostrosłupów ściętych o podstawie prostokątnej, korzystnie kwadratowej.

4. Pneumatyczna opona dwuczęściowa według zastrz. 3, znamienna tym, że ściany boczne każdej z kostek (3) bieżnika opony wewnętrznej (2) nachylone są w kierunku jej podstawy pod kątem (a) od 3 do 10 stopni.

PL 235 312 Β1

5. Pneumatyczna opona dwuczęściowa według zastrz. 4, znamienna tym, że kostki (3) bieżnika opony wewnętrznej (2) rozmieszczone są w regularnych odstępach od siebie w kierunku obwodowym i osiowym.

6. Pneumatyczna opona dwuczęściowa według zastrz. 5, znamienna tym, że w wewnętrznej powierzchni opony zewnętrznej (4) znajdują się wnęki (8) odpowiadające kształtem i rozmieszczeniem kostkom (3) bieżnika opony wewnętrznej (2).