RU2089403C1

RU2089403C1 - Vehicle wheel

Info

Publication number: RU2089403C1
Application number: RU95108810A
Authority: RU
Inventors: В.Н. Князьков; А.А. Глинка; Е.В. Климанов; А.В. Павленко
Original assignee: Товарищество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "ТРЭКОЛ"
Priority date: 1995-05-30
Filing date: 1995-05-30
Publication date: 1997-09-10
Also published as: RU95108810A

Abstract

FIELD: transport engineering; light snow-and-bog vehicles on wide-section low-pressure tubeless tyres. SUBSTANCE: wheels has pneumatic tyre whose beads 2 have symmetrical seat surfaces 3. Tyre 1 is mounted on rim 4 welded to disk and provided with bevel seating flanges 6 with tilting angles pointed outwards from wheel center. Flanges 6 are made integral with seat rings 7 to which bead rings 9 are fastened by bolts 8. Valve is provided in rim 4 for inflating tyre 1. Tyre beads 2 are made with tilting of seat surfaces 3 relative to axis of wheel at angle of 0-15 degrees. Angle "A" between seating flange 6 of rim 4 and seat surface 3 of tyre bead 2 is equal to 145-175 degrees before deformation at tightening of bolts. EFFECT: enlarged operating capabilities, improved quality of tyre. 2 dwg

Description

Изобретение относится к колесам транспортных средств, преимущественно легких снегоболотоходов на бескамерных широкопрофильных шинах низкого давления. The invention relates to wheels of vehicles, mainly light snow and swamp vehicles on tubeless wide-profile low-pressure tires.

Обеспечение надежной посадки шины на ободе является сложной задачей, решаемой различными путями. В литературе приведены различные схемы посадки бортов шины на обод. В большинстве схем используются конические посадочные обода и конические посадочные поверхности бортов шины. Для колес, работающих в тяжелых дорожных условиях с невысоким внутренним давлением воздуха, рекомендуется применять сжатие бортов кольцом обода и каким-либо внутренним ограничителем перемещений (Книга. Кноров В.И. и др. Шины и колеса. М. Машиностроение, 1975, стр.34-35). Ensuring a secure fit of the tire on the rim is a complex task that can be solved in various ways. The literature provides various schemes for landing tire beads on the rim. Most schemes use tapered landing rims and tapered landing surfaces of the tire beads. For wheels operating in difficult road conditions with low internal air pressure, it is recommended to use bead compression with a rim ring and some internal movement limiter (Book. Knorov V.I. et al. Tires and wheels. M. Mashinostroenie, 1975, p. 34-35).

Известно колесо транспортного средства, содержащее бескамерную пневматическую шину, смонтированную на ободе, имеющем съемные бортовые кольца с посадочными полками для бортов шины, ограничители перемещений бортов шины внутрь обода, совмещенные с фланцами основания обода, несущими резьбовые элементы крепления бортовых колец, плоские резиновые уплотнительные кольца, расположенные между бортом шины и ограничителем их перемещения, и обечайку основания обода, с противоположной стороны к которой приварен диск колеса (Патент СССР N1833316, кл. B 60 B 21/02, 1991). It is known a vehicle wheel containing a tubeless pneumatic tire mounted on a rim having removable side rings with landing flanges for tire beads, limiters for the movement of tire beads inside the rim, combined with flanges of the base of the rim carrying threaded fasteners for fastening the bead rings, flat rubber o-rings, located between the tire bead and the limiter of their movement, and the rim of the base of the rim, on the opposite side to which the wheel disc is welded (USSR Patent N1833316, class B 6 0 B 21/02, 1991).

Колеса такой конструкции использовались для бескамерных пневматических шин по патенту РФ N2005083. Однако эти колеса, рассчитанные на сжатие бортов шины между фланцами обода, для обеспечения надежной герметизации полости бескамерной пневматической шины предъявляют требования к толщине бортов шины. На практике некоторые образцы опытных шин имели разброс толщин борта от 13 до 21 мм, что не позволяло обеспечить надежное их сжатие между фланцами обода и вызывало трудности при попытке накачать собранное колесо, а при движении с низким давлением и большими деформациями шины вызывало нарушение герметичности колес. Wheels of this design were used for tubeless pneumatic tires according to RF patent N2005083. However, these wheels, designed to compress the bead between the flange of the rim, to ensure reliable sealing of the cavity tubeless pneumatic tires impose requirements on the thickness of the bead. In practice, some samples of experimental tires had a bead thickness range of 13 to 21 mm, which did not allow for reliable compression between the rim flanges and caused difficulties when trying to pump the assembled wheel, and caused low tire tightness when driving with low pressure and large deformations.

Известно также колесо транспортного средства, содержащее обод, на котором установлена шина, форма сопрягающихся поверхностей которых выбрана такой, что угол между конической посадочной поверхностью борта шины и конической поверхностью полки обода находится в пределах 145 -174 ^o (Патент США N3999588, кл.B 60 B 23/10,1976).It is also known a vehicle wheel containing a rim on which a tire is mounted, the shape of the mating surfaces of which is chosen such that the angle between the conical seat surface of the bead of the tire and the conical surface of the flange of the rim is in the range of 145 -174 ^o (US Patent N3999588, CL B 60 B 23/10,1976).

В таком колесе возможно нарушение герметичности при отклонении угла конической посадочной полки борта шины по отношению к оси колеса от диапазона 0 -15 ^o.In such a wheel, a leak may occur when the angle of the conical landing flange of the tire bead with respect to the wheel axis deviates from the range 0 -15 ^o .

Кроме того, известно также колесо транспортного средства, содержащее бескамерную пневматическую шину, бота которой имеют симметрично расположенные посадочные поверхности, смонтированные на ободе, имеющем конические посадочные полки, углы которых направлены наружу относительно центра колеса (Патент СССР N124819, кл. B 60 B 21/10, 1959). In addition, it is also known a vehicle wheel containing a tubeless pneumatic tire whose bots have symmetrically arranged seating surfaces mounted on a rim having tapered landing shelves whose corners are directed outward relative to the center of the wheel (USSR Patent N124819, class B 60 B 21 / 10, 1959).

Такое колесо гораздо менее чувствительно к нестабильности размеров толщины борта шины, что связано с формой сопряжения посадочных поверхностей шины и обода. Однако колесо не рассчитано на работу шины с большими деформациями при низком давлении воздуха, т.к. при принятой посадке возможности деформации борта шины ограничены и соединение получается очень жестким. Основным недостатком колеса является то, что оно не может обеспечить надежной предварительной герметизации, поскольку углы конусов сопрягаемых поверхностей шины и обода совпадают и большая площадь контакта между ними препятствует сглаживанию местных выступов и неровностей, которые всегда имеются на поверхности борта шины, образующих каналы утечки воздуха. Such a wheel is much less sensitive to the instability of the tire bead thickness, which is associated with the form of pairing of the seating surfaces of the tire and the rim. However, the wheel is not designed to work tires with large deformations at low air pressure, because with the accepted landing, the possibilities of deformation of the bead are limited and the connection is very rigid. The main disadvantage of the wheel is that it cannot provide reliable preliminary sealing, since the angles of the cones of the mating surfaces of the tire and the rim coincide and the large contact area between them prevents smoothing of the local protrusions and irregularities that always exist on the surface of the tire bead, which form air leakage channels.

Основной задачей, решаемой изобретением, является обеспечение надежной посадки борта шины на ободе, которая позволяла бы легко накачать воздухом смонтированную на ободе шину за счет предварительной герметизации колеса. The main task solved by the invention is to ensure a reliable fit of the tire bead on the rim, which would make it easy to inflate the tire mounted on the rim by pre-sealing the wheel.

Для решения данной задачи колесо транспортного средства, содержащее бескамерную пневматическую шину, борта которой имеют симметрично расположенные посадочные поверхности, смонтированную на ободе, имеющем конические посадочные полки, углы которых направлены наружу относительно центра колеса, борта шины выполнены с наклоном посадочной поверхности к оси колеса под углом 0-15 ^o, а угол между посадочной полкой обода и посадочной поверхностью борта до деформации выполнен в пределах 145 -174 ^o.To solve this problem, a vehicle wheel containing a tubeless pneumatic tire, the sides of which have symmetrically arranged seating surfaces mounted on a rim having conical landing shelves, whose corners are directed outward relative to the center of the wheel, the tire beads are made with an inclined landing surface to the wheel axis at an angle 0-15 ^o , and the angle between the landing flange of the rim and the seating surface of the bead before deformation is made in the range of 145 -174 ^o .

Такое выполнение обеспечивает герметизацию за счет удержания борта шины от смещения внутрь колеса при движении с низким и сверхнизким давлением воздуха с большими деформациями шины. This embodiment provides a seal due to the retention of the bead of the tire from displacement in the wheel during movement with low and ultra-low air pressure with large deformations of the tire.

Предложенная конструкция не препятствует использованию камеры при нарушении герметичности шины из-за механических повреждений, а также при отклонении посадочной поверхности борта от правильной конической формы. The proposed design does not impede the use of the camera in case of violation of the tire tightness due to mechanical damage, as well as when the landing surface deviates from the correct conical shape.

Обод и диск колеса преимущественно выполнены в виде отдельных деталей, соединенных посредством сварного шва, но они могут быть выполнены и в виде единой детали. The rim and disk of the wheel are mainly made in the form of separate parts connected by means of a weld, but they can also be made in the form of a single part.

Возможен вариант выполнения конических полок отдельно от посадочных колец, к которым прикреплены бортовые кольца. A possible embodiment of the conical shelves separately from the landing rings to which the side rings are attached.

На фиг.1 изображено колесо с шиной, в разрезе; на фиг.2 фрагмент крепления борта шины к ободу колеса. In Fig.1 shows a wheel with a tire, in a section; figure 2 fragment of mounting the bead to the wheel rim.

Колесо содержит пневматическую шину 1, борта 2 которой имеют симметрично расположенные посадочные поверхности 3. Шина 1 смонтирована на ободе 4, который приварен к диску 5 и имеет конические посадочные полки 6, углы наклона которых обращены наружу от центра колеса. Полки 6 выполнены заодно с посадочными кольцами 7, к которым с помощью болтов 8 прикреплены бортовые кольца 9. Для накачивания шины 1 воздухом в ободе 4 установлен вентиль 10. The wheel contains a pneumatic tire 1, the flanges 2 of which have symmetrically arranged seating surfaces 3. The tire 1 is mounted on the rim 4, which is welded to the disk 5 and has conical landing shelves 6, the angles of which are turned outward from the center of the wheel. The shelves 6 are made integral with the landing rings 7, to which the side rings 9 are attached using bolts 8. To inflate the tire 1 with air, a valve 10 is installed in the rim 4.

Борта 2 шины 1 выполнены с наклоном посадочных поверхностей 3 к оси колеса под углом 0-15 градусов. Выполнение бортов 2 шины 1 с отрицательным наклоном не технологично и на практике не реализовано. The sides 2 of the tire 1 are made with the inclination of the seating surfaces 3 to the axis of the wheel at an angle of 0-15 degrees. The implementation of the sides 2 of the tire 1 with a negative slope is not technologically advanced and not implemented in practice.

Угол "А" между посадочной полкой 6 обода 4 и посадочной поверхностью 3 борта 2 шины 1 до деформации при затягивании болтов 8 составляет 145-174 ^o.The angle "A" between the landing flange 6 of the rim 4 and the seating surface 3 of the bead 2 of the tire 1 before deformation when tightening the bolts 8 is 145-174 ^o .

Увеличение угла "А" влечет за собой снижение надежности посадки бортов 2 шины 1 и возможность их сдвига внутрь обода 4, а следовательно возможна разгерметизация колеса от действия боковых сил. The increase in the angle "A" entails a decrease in the reliability of landing of the sides 2 of the tire 1 and the possibility of their shift inside the rim 4, and therefore it is possible depressurization of the wheel from the action of lateral forces.

Уменьшение угла "А" приводит к значительному сокращению зоны контакта борта 2 шины 1 с посадочной полкой 6 обода 4 и возрастанию контактных напряжений, отрицательно влияющих на долговечность борт 2 шины 1. Это связано с тем, что зона контакта фактически образуется за счет смятия одного лишь носка борта 2 шины 1, а пятка борта 2 полностью лишается контакта с посадочной полкой 6 обода 4 и получает возможность "проваливаться" под действием радиальной силы. Reducing the angle "A" leads to a significant reduction in the contact zone of the bead 2 of the tire 1 with the landing flange 6 of the rim 4 and an increase in contact stresses that adversely affect the durability of the bead 2 of the tire 1. This is due to the fact that the contact zone is actually formed due to crushing only the toe of the bead 2 of the tire 1, and the heel of the bead 2 completely loses contact with the landing flange 6 of the rim 4 and gets the opportunity to "fall through" under the influence of radial force.

В результате этого происходит увеличение радиального биения шины 1 и постоянное перемещение борта 2 шины 1 относительно бортового кольца 9, что, в свою очередь, приводит к интенсивному истиранию борта 2 шины 1 вплоть до его разрушения. As a result of this, an increase in the radial run-out of the tire 1 and a constant movement of the bead 2 of the tire 1 relative to the bead ring 9, which, in turn, leads to intensive abrasion of the bead 2 of the tire 1 up to its destruction.

При малой величине угла "А" увеличивается чувствительность узла соединение к разбросу толщин борта 2 шины 1 и ухудшается способность обеспечивать предварительную герметизацию колеса. With a small value of the angle "A", the sensitivity of the joint to the variation in the thicknesses of the bead 2 of the tire 1 increases and the ability to provide preliminary sealing of the wheel deteriorates.

Указанные пределы были установлены опытным путем в результате многочисленных экспериментов с различными вариантами узлов соединения при давлении воздуха в шине 1 от 0,005 до 0,04 МПа. The indicated limits were established empirically as a result of numerous experiments with various options for the connection nodes at an air pressure in tire 1 of 0.005 to 0.04 MPa.

При выполнении угла "А" в указанном диапазоне обеспечивается надежная посадка борта 2 шины 1 на ободе 4 и исключается возможность сдвига борта 2 внутрь колеса при работе шины 1 с низким и сверхнизким давлением воздуха и большими радиальными, тангенциальными и боковыми деформациями. 0сопряжение друг с другом противоположно направленных конических поверхностей (или конической и цилиндрической, в случае равенства нулю угла у посадочной поверхности шины 1) шины 1 и обода 4 происходит за счет деформации покровной резины борта 2 шины 1, в основном в зоне носка борта 2, обеспечивая надежный натяг и герметизацию узла соединения. When the angle “A” is fulfilled in the indicated range, the bead 2 of the tire 1 is securely mounted on the rim 4 and the possibility of the bead 2 being shifted to the inside of the wheel is excluded during operation of the tire 1 with low and ultra-low air pressure and large radial, tangential and lateral deformations. The conjugation of oppositely directed conical surfaces (or conical and cylindrical, if the angle at the seating surface of tire 1 is equal to zero) of tire 1 and rim 4 occurs due to deformation of the cover rubber of bead 2 of tire 1, mainly in the area of the bead 2, providing reliable tightness and sealing of the joint.

Сборка колеса производится путем заведения центральной части обода 4 со снятыми бортовыми кольцами 9 внутрь шины 1 и последующим надвиганием бортов 2 шины 1 на посадочные полки 6 обода 4 с помощью бортовых колец 9 при их стягивании болтами 8 с посадочными кольцами 7. При этом борта 2 шин 1 с натягом садятся на посадочные полки 6 обода 4, обеспечивая предварительную герметизацию колеса и возможность накачки воздуха без каких-либо дополнительных приспособлений. The wheel is assembled by introducing the central part of the rim 4 with the bead rings 9 removed inside the tire 1 and then pushing the beads 2 of the tire 1 onto the landing flanges 6 of the rim 4 using the bead rings 9 when they are pulled together by bolts 8 with the landing rings 7. In this case, the sides of the 2 tires 1 with an interference fit on the landing flanges 6 of the rim 4, providing preliminary sealing of the wheel and the possibility of pumping air without any additional devices.

Конструкция колеса позволяет обеспечить надежную работу при движении с низким и сверхнизким давлением воздуха в шине 1 при ее больших деформациях, характерных для тяжелых условий эксплуатации. The design of the wheel allows you to ensure reliable operation when driving with low and ultra-low air pressure in the tire 1 with its large deformations characteristic of severe operating conditions.

Claims

A vehicle wheel containing a tubeless pneumatic tire, the beads of which have symmetrically arranged seating surfaces mounted on a rim having conical landing shelves, the corners of which are directed outward relative to the center of the wheel, characterized in that the tire beads are made with an inclined landing surface to the wheel axis at an angle 0 - 15 ^o , and the angle between the landing flange of the rim and the seating surface of the bead to the deformation of the tire is made within 145 174 ^o .