RU2261803C2 - Обод для установки опорного кольца - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к автомобильной промышленности. Обод содержит посадочную полку, расположенную между двумя седлами обода и предназначенную для установки опорного кольца. Обод характеризуется тем, что посадочная полка содержит, по меньшей мере, одну поверхностную прижимную часть, которая равномерно распределена по круговому направлению на посадочной полке для создания соответствующего механического прижатия между опорным кольцом и поверхностной прижимной частью, обеспечивающего удержание опорного кольца на посадочной полке во время езды. В результате обеспечивается простота монтажа кольца на посадочную полку обода, а также повышается надежность крепления опорного кольца на ободе. 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Настоящее изобретение касается монтажного обода шины, выполненного с возможностью образовать вместе с опорным кольцом для поддержки протектора и шиной конструкцию колеса для езды в условиях снижения внутришинного давления до уровня, меньшего уровня номинального функционального давления, называемого рабочим давлением, и даже при полном падении внутришинного давления.

Более конкретно настоящее изобретение касается соединения опорного кольца с ободом, на который устанавливают кольцо.

Для монтажного обода, содержащего два борта, два седла диаметром ⌀1 и ⌀2, посадочную полку в основном цилиндрической формы, расположенную между двумя седлами, с минимальной длиной окружности Dp, по меньшей мере, равной длине окружности любой части обода между краем и бортом обода, соответствующим седлу обода, расположенному ближе всего по осевому направлению от указанного края (см. пример, показанный на фиг.1), представляется возможным установить опорное кольцо, надев его на седло обода и продвинув путем скольжения на посадочную полку до требуемого положения.

Для конструкции типа "обод-кольцо" необходимо наличие кольца, жестко соединенного с ободом, чтобы избежать разбалансировки от перекоса, когда конструкция начинает вращаться, а также обеспечить простоту монтажа кольца на посадочную полку.

Кроме того, с учетом дефектов при изготовлении ободов, в частности ободов из листового железа, необходимо осуществить монтаж опорного кольца, чтобы он не зависел от этих дефектов, и получить максимально сбалансированную конструкцию "обод-кольцо".

Для решения поставленной задачи в соответствии с настоящим изобретением предложен обод для монтажа шины, содержащей, по меньшей мере, два борта, аксиально ограниченный первым бортом обода и вторым бортом обода, содержащий при рассмотрении в меридиональном сечении, по меньшей мере, первое седло обода и второе седло обода, при этом, по меньшей мере, первое седло обода имеет образующую, внутренний конец которой находится аксиально на окружности диаметром, превышающим диаметр окружности, на которой находится аксиально внешний конец, и по меньшей мере, одну посадочную полку для установки опорного кольца, при этом посадочная полка расположена аксиально между внутренними краями двух седел, имеет общую осевую ширину Lp и в основном цилиндрическую форму с минимальной длиной окружности Dp, по меньшей мере, равной длине окружности любой части обода, аксиально заключенной между краем и бортом обода, соответствующим седлу обода, расположенному ближе всего в осевом направлении от указанного края.

В соответствии с настоящим изобретением обод характеризуется тем, что посадочная полка содержит, по меньшей мере, одну поверхностную прижимную часть, при этом каждая поверхностная прижимная часть равномерно распределена на полке по круговому направлению и имеет максимальную длину окружности, измеренную на охватывающей поверхности, концентричной посадочной полке, строго превышающую Dp, чтобы при монтаже опорного кольца создать механическое усилие прижатия между кольцом и поверхностной прижимной частью, достаточное для удержания кольца на посадочной полке и для ограничения и даже для устранения относительного перемещения между кольцом и ободом по круговому направлению.

Поверхностную прижимную часть определяют как непрерывную или прерывистую дополнительную толщину на посадочной полке, предназначенную для создания усилий прижатия между опорным кольцом и посадочной полкой, при этом дополнительная толщина находится практически по кольцевой линии, перпендикулярной оси вращения обода.

Под равномерно распределенной прижимной частью на посадочной полке обода по круговому направлению понимают поверхностную прижимную часть, образующую рельефный выступ на полке и являющуюся либо непрерывной по круговому направлению вокруг посадочной полки, либо состоящую из нескольких рельефных элементов, причем круговые расстояния между элементами практически равны, а рельефные элементы расположены по круговой линии, концентричной посадочной полке.

Под охватывающей поверхностью понимают цилиндрическую поверхность меньшей длины окружности, охватывающую поверхностную прижимную часть. Если осью симметрии поверхностной прижимной части является ось вращения обода, то охватываемая поверхностная прижимная часть имеет одинаковое радиальное смещение по отношению к посадочной полке с длиной окружности Dp.

При использовании опорного кольца с минимальной длиной окружности его внутренней поверхности, практически равной длине окружности Dp посадочной полки, на каждой поверхностной прижимной части можно определить степень прижатия, обозначаемую Ts, равную отношению (Ds-Dp)/Dp. Вполне понятно, что величину длины окружности Ds каждой поверхностной прижимной части выбирают таким образом, чтобы степень прижатия Ts позволяла установить опорное кольцо на ободе, одновременно обеспечивая достаточное усилие прижатия, чтобы избежать относительного скольжения кольца на ободе, когда конструкция "обод-опорное кольцо" приводится во вращение.

Для данной степени прижатия между опорным кольцом и поверхностной прижимной частью предпочтительно, чтобы осевая ширина Ls поверхностной прижимной части составляла от 10% до 50% осевой ширины Lp посадочной полки, чтобы ограничить усилие, прилагаемое для установки опорного кольца на поверхностную прижимную часть. Если осевая ширина Ls поверхностной прижимной части меньше 10% осевой ширины Lp посадочной полки, то усилий прижатия не хватает для нормального удержания опорного кольца на ободе. Если осевая ширина Ls поверхностной прижимной части больше 70% осевой ширины Lp посадочной полки, потребуются чрезмерные усилия для монтажа кольца, что может помешать монтажу или создать в опорном кольце слишком большие значения напряжения и тем самым сократить срок службы конструкции из-за усталости материала.

Можно предусмотреть на посадочной полке выполнение нескольких поверхностных прижимных частей, распределенных по посадочной полке в осевом направлении, при этом каждая поверхностная прижимная часть имеет длину окружности и ширину, одинаковые или различные для каждой части. В предпочтительном варианте и для степени прижатия, выбранной для каждой поверхностной прижимной части, сумма значений ширины поверхностных прижимных частей будет находиться в диапазоне от 15% до 70% от ширины Lp посадочной полки. Эти значения должны обеспечить легкость монтажа и достаточное прижатие опорного кольца на ободе.

Для облегчения установки опорного кольца на обод каждая поверхностная прижимная часть может сопрягаться с посадочной полкой со стороны седла обода, через которое надевают опорное кольцо, по поверхности, образованной образующей, сопрягающейся в первой точке поверхностной прижимной части и во второй точке посадочной полки, при этом проходящая через две точки прямая образует с осью вращения обода угол, отличный от 90°. Данную характеристику можно предусмотреть с обеих сторон каждой поверхностной прижимной части для облегчения демонтажа опорного кольца.

В другом варианте выполнения на ободе и на его части, аксиально наиболее удаленной от седла обода, через которое надевают опорное кольцо, выполняют поверхностную прижимную часть, имеющую форму усеченного конуса и ось, совпадающую с осью вращения, а образующая которой составляет с осевым направлением средний угол от 1° до 5°, при этом минимальная длина окружности поверхностной прижимной части находится с той стороны седла обода, через которую надевают опорное кольцо.

В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов воплощения со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:

Фиг.1 изображает неразъемный обод (разрез) с поверхностной прижимной частью, состоящей из четырех рельефных элементов на посадочной полке, равномерно распределенных по круговому направлению, согласно изобретению;

Фиг.2 - частичный разрез обода в плоскости, перпендикулярной оси вращения обода и пересекающей ее по поверхностной прижимной части, согласно изобретению;

Фиг.3 - поперечный разрез неразъемного обода, содержащего канавку для боковой блокировки опорного кольца и непрерывную в круговом направлении поверхностную прижимную часть, согласно изобретению;

Фиг.4 - вариант выполнения обода, в котором посадочная полка содержит две поверхностные прижимные части с различными значениями длины окружности и осевой ширины, согласно изобретению;

Фиг.5 - внешнюю поверхность посадочной полки обода, содержащей непрерывную в круговом направлении поверхностную прижимную часть со средней волнообразной геометрией, согласно изобретению.

Обод 1 (фиг.1) в основном содержит два седла 2 и 3, монтажную шейку 4 и посадочную полку 5, предназначенную для установки опорного кольца 6 (показанного пунктирной линией). Оба седла 2 и 3 обода имеют внешние края, аксиально расположенные на окружностях, диаметры ⌀1 и ⌀2 которых соответственно меньше диаметров ⌀1' и ⌀2' окружностей, на которых находятся аксиально расположенные внутренние края седел. Кроме того, диаметры ⌀1 и ⌀1' первого седла 2 обода соответственно меньше диаметров ⌀2 и ⌀2' второго седла 3 обода.

Посадочная полка 5 шириной Lp в аксиальном направлении продолжает наиболее радиально расположенный внешний край первого седла 2 обода и состоит из двух цилиндрических зон 51 и 52 с одинаковой длиной окружности Dp диаметром ⌀р, при этом зоны аксиально разделены кольцевой канавкой 7, выполненной для облегчения обода и установки приспособления, сигнализирующего о падении давления в пути.

На крае посадочной полки, наиболее аксиально удаленном от первого седла 2 обода, выполнена непрерывная в круговом направлении нервюра 8, выполняющая роль упора для ограничения бокового перемещения опорного кольца.

Рядом с упором 8 на посадочной полке 5 выполнена поверхностная прижимная часть 9, состоящая из четырех рельефных элементов на посадочной полке 5. Как показано на фиг.2, изображающей тот же обод в поперечной плоскости разреза, перпендикулярной оси вращения, рельефные элементы 91, 92, 93 и 94 расположены на одинаковом круговом расстоянии друг от друга. Каждый рельефный элемент имеет радиально расположенную внешнюю поверхность цилиндрической формы, ширина Ls которой, измеренная по осевому направлению, меньше ширины Lp посадочной полки.

Поверхностная прижимная часть 9, состоящая из четырех рельефных элементов, может быть охвачена охватывающей поверхностью, которая в данном случае имеет цилиндрическую форму, концентрична посадочной полке и имеет длину окружности Ds диаметром ⌀s, превышающую длину окружности Dp посадочной полки 5.

Для облегчения установки кольца на посадочной полке 5 и на рельефных элементах, образующих поверхностную прижимную часть 9, радиально расположенная внешняя поверхность каждого рельефного элемента продолжена к посадочной полке со стороны первого седла 2 обода, на которую надевают опорное кольцо, поверхностью 9', образованной образующей, имеющей форму дуги окружности, сопрягающейся тангенциально с радиально расположенной внешней поверхностью каждого рельефного элемента и перпендикулярно посадочной полке.

Из представленного примера видно, что наличие нескольких рельефных элементов, равномерно распределенных по круговому направлению, приводит к приданию опорному кольцу практически многоугольной формы при его изгибе. Совершенно неожиданно было установлено, что такая многоугольная форма способствует удержанию и даже усиливает прижатие к ободу опорного кольца, содержащего практически нерастяжимую усилительную арматуру, по круговому направлению относительно обода. При приведении во вращение конструкции "опорное кольцо-обод" усилительная арматура как бы стремится принять круговую геометрию с длиной окружности, меньшей, чем длина окружности Ds поверхности, охватывающей поверхностную прижимную часть, состоящую из нескольких рельефных элементов. Учитывая характеристики нерастяжимости арматуры, это приводит к увеличению усилий прижатия опорного кольца к рельефным элементам, по меньшей мере, до порога скорости, за пределом которого деформация арматуры достигает той степени, при которой ее длина окружности превышает Ds. Такого же эффекта достигают независимо от того, происходит ли прижатие сразу же при монтаже опорного кольца на обод с рельефными элементами, и от того, распределены ли рельефные элементы равномерно по круговому направлению. Отмеченный эффект возникает, как только внутренняя длина окружности опорного кольца становится меньше длины окружности цилиндрической поверхности, охватывающей одну из поверхностных прижимных частей, состоящей из нескольких рельефных элементов. В этом случае не обязательно, чтобы в момент монтажа между опорным кольцом и указанными элементами было давление прижатия, чтобы прижатие опорного кольца к ободу появилось при приведении во вращение конструкции "обод-кольцо".

Пользователь должен знать о снижении давления внутри шины, установленной на ободе с опорным кольцом. Это обеспечивается наличием поверхностных прижимных частей, состоящих из рельефных элементов, расположенных отдельно друг от друга по круговому направлению. Для этого на ободе выполнены первая поверхностная прижимная часть и вторая поверхностная прижимная часть, отстоящие друг от друга по осевому направлению, при этом поверхностные прижимные части состоят из одинакового количества рельефных элементов, равномерно распределенных по круговому направлению, причем рельефные элементы первой поверхностной прижимной части смещены по отношению к рельефным элементам второй поверхностной прижимной части по круговому направлению. Таким образом, когда давление внутри шины падает до определенного порога, обод во время езды опирается на опорное кольцо в основном своими рельефными элементами, что приводит, кроме шума при переходе от одного элемента к другому, к некоторому покачиванию обода вокруг оси, практически соответствующей направлению перемещения конструкции "шина-обод", при этом обод поочередно опирается сначала на первую поверхностную прижимную часть, потом на вторую поверхностную прижимную часть, переходя от одного рельефного элемента к другому. Такое движение, сходное с движением при нарушенном сходе-развале колес, может либо непосредственно дать о себе знать водителю транспортного средства, оборудованного такой конструкцией "обод-шина", либо может быть обнаружено при помощи соответствующего приспособления.

Следует уточнить, что в описанном примере вентиль для накачки может быть выполнен с возможностью сообщения с кольцевой канавкой 7 - прерывность в круговом направлении поверхностной прижимной части позволяет легко накачать шину, установленную на ободе, оборудованном опорным кольцом.

В примере выполнения обода 205-440, предназначенного для установки шины размером 205-650-440 PAX для легкового автомобиля, он имеет следующие параметры:

Lp=135 мм; Ls=30 мм (Ls/Lp=22%)

⌀р=446 мм; ⌀s=447 мм; ⌀1=440 мм.

На фиг.3 показан обод 11, аналогичный ободу 1, но отличающийся от последнего лишь тем, что не содержит монтажной шейки (обозначенной поз. 4 на фиг.1), а только разгрузочную выемку 20, выполненную для облегчения обода, а также для установки приспособления, сигнализирующего о падении давления. Седло 13 обода диаметром ⌀2, превышающим диаметр ⌀1 седла 12 обода, продолжено к посадочной полке 15 поверхностью 16 в виде усеченного конуса. На посадочной полке 15 в основном цилиндрической формы со средним диаметром ⌀р выполнена цилиндрическая поверхностная прижимная часть 17 с диаметром ⌀s и осевой шириной Ls, сопряженная с одной стороны с поверхностью 16 в виде усеченного конуса. Для облегчения монтажа опорного кольца 14 (показано пунктирной линией) на посадочную полку 15 радиально расположенная внешняя поверхность поверхностной прижимной части 17 продолжена поверхностью 18 в виде усеченного конуса, сопряженной с посадочной полкой со стороны седла 12 обода меньшего диаметра. В данном примере посадочная полка 15 содержит канавку 19 для соединения с рельефной нервюрой, выполненной на внутренней поверхности опорного кольца 14 для ограничения осевого перемещения кольца во время езды.

На фиг.4 показан вариант выполнения обода 21 в соответствии с настоящим изобретением, в основном аналогичного по форме с ободом 1. В осевом направлении обод 21 содержит между двумя седлами 22, 23 посадочную полку 24, продолжающую седло 22 обода меньшего диаметра в аксиальном направлении, через которое в первую очередь пропускают опорное кольцо 25 (показано пунктирной линией) во время его монтажа на обод. На посадочной полке 24 выполнены первая и вторая поверхностные прижимные части 26, 27, непрерывные по круговому направлению и отстоящие друг от друга в осевом направлении. Вторая поверхностная прижимная часть 27 расположена рядом с упором 28, ограничивающим осевое перемещение кольца 25 на ободе 21, тогда как первая поверхностная прижимная часть 26 расположена практически на половине расстояния между второй поверхностной прижимной частью 27 и первым седлом 22 обода. В представленном примере поверхностные прижимные части 26, 27 с внешней стороны имеют цилиндрическую форму с диаметрами ⌀s' и ⌀s" и с осями, совпадающими с осью вращения обода, и с разными значениями ширины Ls' и Ls".

Диаметры ⌀s", ⌀s', ⌀р удовлетворяют отношению ⌀s">⌀s'>⌀p (⌀s" превышает ⌀s', который в свою очередь превышает ⌀р), а ширина Ls" второй поверхностной прижимной части 27 превышает ширину Ls' первой поверхностной прижимной части 26, тем самым уменьшается усилие, необходимое для монтажа опорного кольца 25, внутренняя длина окружности которого практически равна длине окружности посадочной полки 24.

Следует отметить, что между второй поверхностной прижимной частью 27 и упором 28 выполнена канавка 29 для устранения зоны сопряжения между поверхностной прижимной частью и упором, сокращающей высоту боковой стенки упора, перпендикулярной оси вращения. Такое расположение обеспечивает достаточное осевое удержание опорного кольца после его установки на место у боковой стенки упора.

В вышеописанном примере, по меньшей мере, одну из непрерывных в круговом направлении поверхностных прижимных частей можно заменить прерывистой поверхностной прижимной частью.

В последнем примере, показанном на фиг.5 ("плоское" изображение радиально внешней поверхности обода 30), представлен частный случай, согласно которому обод содержит посадочную полку 31 с непрерывной в круговом направлении поверхностной прижимной частью 32, выполненной на посадочной полке, имеющей волнистую геометрическую форму. Для облегчения установки опорного кольца на поверхностную прижимную часть в последней выполнена поверхность 33 сопряжения, образующая с осевым направлением угол, отличный от 90°.

Возможен другой вариант выполнения (не показан), в котором на посадочной полке выполняют множество рельефных нервюр, при этом ширина нервюр практически равна среднему круговому расстоянию, разделяющему две смежные нервюры. Нервюры могут иметь направление, практически совпадающее с осевым направлением обода или наклонное по отношению к последнему.

Claims (11)

1. Обод (1) для монтажа шины, содержащей, по меньшей мере, два борта, ограниченный в осевом направлении первым бортом обода и вторым бортом обода, содержащий при рассмотрении в меридиональном сечении, по меньшей мере, первое седло (2) обода и второе седло (3) обода, при этом первое седло (2) обода имеет образующую, аксиально расположенный внутренний конец которой находится на окружности диаметром ⌀1', превышающим диаметр ⌀1 окружности, на которой находится внешний конец, и, по меньшей мере, одну посадочную полку (5) для установки опорного кольца путем его скольжения по одной стороне обода, при этом посадочная полка (5) выполнена между двумя аксиально расположенными внутренними краями двух седел и имеет цилиндрическую форму с минимальной длиной окружности Dp диаметром ⌀р, по меньшей мере, равной длине окружности любой части обода, заключенной между краем и бортом обода, соответствующим седлу обода, находящемуся ближе всего от указанного края в аксиальном направлении, отличающийся тем, что посадочная полка (5) содержит, по меньшей мере, одну поверхностную прижимную часть (9), при этом каждая поверхностная прижимная часть (9) равномерно распределена по круговому направлению на посадочной полке и имеет максимальную длину окружности Ds, превышающую Dp, при этом длину окружности Ds измеряют на охватывающей поверхности, концентричной посадочной полке (5), для создания при монтаже опорного кольца соответствующего механического прижатия между кольцом и поверхностной прижимной частью, необходимого для удержания опорного кольца на посадочной полке.

2. Обод по п.1, отличающийся тем, что каждая поверхностная прижимная часть (9) имеет осевую ширину Ls, составляющую 10-50% осевой ширины Lp посадочной полки.

3. Обод по п.2, отличающийся тем, что каждая поверхностная прижимная часть (9) сопряжена с посадочной полкой (5) со стороны седла обода, через которую надевают опорное кольцо, посредством поверхности (9'), образованной образующей, сопряженной в первой точке с поверхностной прижимной частью (9) и во второй точке с посадочной полкой (5), при этом проходящая через указанные две точки прямая образует с осью вращения обода угол, отличный от 90°, для облегчения установки опорного кольца.

4. Обод по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одна поверхностная прижимная часть (9) выполнена непрерывной и вписана внутри цилиндрической охватывающей поверхности с максимальной длиной окружности Ds, при этом охватывающая поверхность концентрична посадочной полке (5).

5. Обод по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что посадочная полка (24) содержит две поверхностные прижимные части (26, 28), аксиально отстоящие друг от друга, при этом указанные части имеют различные значения Ls' и Ls" осевой ширины, причем часть с наименьшей осевой шириной расположена между другой частью и той стороной обода, через которую надевают опорное кольцо.

6. Обод по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что, по меньшей мере, на одной поверхностной прижимной части (9) выполнены рельефные элементы (91, 92, 93, 94), равномерно распределенные по круговому направлению на посадочной полке (5), при этом каждый рельефный элемент имеет осевую ширину Ls, по меньшей мере, равную 10% от Lp, а максимальная длина окружности Ds цилиндрической поверхности, охватывающей все рельефные элементы одной поверхностной прижимной части, превышает Dp.

7. Обод по п.6, отличающийся тем, что содержит, по меньшей мере, две поверхностные прижимные части, отстоящие друг от друга в осевом направлении, при этом, по меньшей мере, одна первая поверхностная прижимная часть и одна вторая поверхностная прижимная часть содержат одинаковое количество рельефных элементов, равномерно распределенных в круговом направлении, причем рельефные элементы первой части смещены относительно рельефных элементов второй части в круговом направлении.

8. Обод по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одна поверхностная прижимная часть (32) имеет в осевом направлении зигзагообразную или волнистую линию.

9. Обод по п.1, отличающийся тем, что поверхностная прижимная часть имеет форму усеченного конуса и образует с осевым направлением средний угол, находящийся в интервале 1-5°, при этом минимальная длина окружности поверхностной прижимной части находится с той стороны седла обода, через которую надевают опорное кольцо.

10. Обод по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что посадочная полка (24) дополнительно содержит упор (27) для осевого ограничения движения при установке опорного кольца, а поверхностная прижимная часть расположена рядом с упором.

11. Обод по п.10, отличающийся тем, что расположенная рядом с упором (27) поверхностная прижимная часть (26) отделена от упора канавкой (29).

Images