RU2268822C1

RU2268822C1 - Vehicle wheel

Info

Publication number: RU2268822C1
Application number: RU2004116196/11A
Authority: RU
Inventors: Евгений Анатольевич Минаев (RU); Евгений Анатольевич Минаев
Original assignee: Евгений Анатольевич Минаев
Priority date: 2004-05-28
Filing date: 2004-05-28
Publication date: 2006-01-27

Abstract

FIELD: transport engineering; bicycles.

SUBSTANCE: proposed wheel has axle, bushing with beads for fastening spokes at one end, rim for fastening spokes at other end, and tire fitted on rim. Wheel is made rimmed, bushing is provided with two rows of additional beads and spokes, from side of bushing, are connected with four rows of beads in pairs.

EFFECT: improved stability of vehicle at braking and stopping, safety and increased cross-country capacity.

3 cl, 2 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретение.The technical field to which the invention relates.

Изобретение относится к колесу со спицами любого транспортного средства, в частности велосипеда. Колесо имеет ось, втулку, приспособленную для крепления колеса к оси транспортного средства, кольцевой обод и спицы, идущие от обода к втулке. Более конкретно изобретение относится к конструкции двухободного колеса велосипеда, в котором ободья жестко соединены спицами с втулкой. Ободья расположены вплотную друг к другу, без какого-либо зазора. Такая конструкция колеса повышает устойчивость транспортного средства, его безопасность и проходимость в условиях бездорожья.The invention relates to a wheel with spokes of any vehicle, in particular a bicycle. The wheel has an axle, a hub adapted for fastening the wheel to the axis of the vehicle, an annular rim and spokes extending from the rim to the hub. More specifically, the invention relates to the construction of a twin wheel bicycle, in which the rims are rigidly connected to the hub by spokes. The rims are located close to each other, without any clearance. This design of the wheel increases the stability of the vehicle, its safety and patency in off-road conditions.

Уровень техники.The prior art.

Усовершенствованием конструкции колеса транспортного средства продолжают активно заниматься многие фирмы-производители. Свои изобретения они широко патентуют по системам РСТ и ЕПВ. Одной из распространенных технических задач является повышение проходимости транспортных средств, особенно в условиях бездорожья. В основном, эта задача решается за счет использования вспомогательных конструкций в виде различных уширителей для колес.Improving the design of the vehicle wheel continues to be actively engaged in by many manufacturing companies. They widely patent their inventions on the PCT and EPO systems. One of the common technical tasks is to increase the patency of vehicles, especially in off-road conditions. Basically, this problem is solved through the use of auxiliary structures in the form of various extenders for wheels.

Так, известно использование колес, в которых на втулке устанавливается две шины одна в другой. В этом случае совместно с основной шиной монтируется упругодеформируемая покрышка арочного типа, при этом последняя располагается соосно на валу с возможностью свободного вращения относительно ступицы основной шины и с обеспечением дополнительной защиты от попадания внутрь грунта, песка, снега (патент РФ № 2059468, опубл. 10.05.96, бюл. № 13).So, it is known to use wheels in which two tires are mounted on the hub one in the other. In this case, an elasto-deformable arch-type tire is mounted together with the main tire, the latter being located coaxially on the shaft with the possibility of free rotation relative to the hub of the main tire and providing additional protection against ingress of soil, sand, snow (RF patent No. 2059468, publ. 10.05 .96, bull. No. 13).

Для повышения проходимости используют также вспомогательные диски с грунтозацепами различной конструкции, соосно размещаемые на валу основного колеса с возможностью одновременного вращения. Такой диск, например, может быть выполнен в виде звезды (патент РФ № 2220052, опубл. 27.12.2003, бюл. № 36).To increase cross-country ability, auxiliary disks with lugs of various designs are also used, coaxially placed on the shaft of the main wheel with the possibility of simultaneous rotation. Such a disk, for example, can be made in the form of a star (RF patent No. 2220052, publ. 12/27/2003, bull. No. 36).

Ряд изобретений имеют своим предметом выполнение колесного узла сдвоенным. Узел содержит внутреннее и наружное колеса, которые смонтированы последовательно на общей втулке. Каждое колесо имеет свой обод и свою шину. Отличие заключается, в основном, в конструкции монтажных и крепежных деталей. Так, в бездисковом сдвоенном колесе (патент РФ № 1830209, опубл. 20.08.95, бюл. № 23) ободья установлены на ступицу с возможностью поворота до совпадения выступов конусных поверхностей ступицы с выступами конусных поверхностей ободьев. На двух диаметрально расположенных впадинах дополнительной конусной поверхности ступицы выполнены продольные пазы на всю ее ширину. В пазах установлены фиксаторы поворота.A number of inventions have as their subject the execution of a double wheel assembly. The assembly contains inner and outer wheels, which are mounted in series on a common hub. Each wheel has its own rim and its own tire. The difference lies mainly in the design of mounting and fasteners. So, in a diskless twin wheel (RF patent No. 1830209, publ. 08.20.95, bull. No. 23) the rims are mounted on the hub with the possibility of rotation until the protrusions of the conical surfaces of the hub coincide with the protrusions of the conical surfaces of the rims. On two diametrically located troughs of the additional conical surface of the hub, longitudinal grooves are made over its entire width. In the grooves mounted rotation locks.

Другая конструкция сдвоенного колесного узла предусматривает использование ободьев различного диаметра - внутренний меньше наружного. Компенсировать неравномерность давления колес на почву позволяют утолщенные посадочные бортовые кольца внутреннего колеса (патент ВОИС WO 2057095 А1, опубл. 18.01.2001, РСТ/АИ 01/00047). Вышеприведенные примеры касаются, в основном, конструкции колес автомобилей, сельскохозяйственной техники, садового инвентаря и описывают дисковые или бездисковые колесные узлы. Они достаточно сложны и требуют применения дополнительных монтажных деталей.Another design of the double wheel assembly involves the use of rims of various diameters - the inner is smaller than the outer. To compensate for the uneven pressure of the wheels on the soil, thickened landing side rings of the inner wheel allow (WIPO patent WO 2057095 A1, publ. 01/18/2001, PCT / AI 01/00047). The above examples relate mainly to the construction of automobile wheels, agricultural machinery, garden tools and describe disk or diskless wheel assemblies. They are quite complex and require the use of additional mounting parts.

В конструкцию колеса со спицами, в частности велосипедного колеса, также постоянно вносят различные усовершенствования, расширяющие его эксплуатационные возможности. Эти изменения направлены, главным образом, на повышение устойчивости транспортного средства и дополнительных возможностей его использования на рыхлых грунтах, на мокрой или обледеневшей дороге, т.е. увеличения силы сцепления колеса с контактной поверхностью.The design of the wheel with spokes, in particular the bicycle wheel, is also constantly making various improvements that expand its operational capabilities. These changes are mainly aimed at increasing the stability of the vehicle and the additional possibilities of its use on loose soils, on wet or icy roads, i.e. increase the adhesion force of the wheel with the contact surface.

Известно колесо с регулируемой длиной контакта с грунтом, в котором цель - увеличение пятна прилегания колеса к грунту, достигается перемещением подвижной ступицы, изменяющей расстояние между вершинами виртуальных геометрических конусов. На поверхностях этих конусов расположены тяги, предназначенные для передачи крутящего момента. Тяги могут иметь форму плоских лент, тросов, проволок, и они лежат на виртуальных конусных поверхностях перекрестно, что позволяет надежно использовать колесо как ведущее (патент РФ № 2204489, опубл. 20.05.2003, бюл. № 14).A wheel with an adjustable length of contact with the soil is known, in which the goal is to increase the spot of contact of the wheel with the soil, achieved by moving the movable hub, which changes the distance between the vertices of the virtual geometric cones. On the surfaces of these cones are traction, designed to transmit torque. The rods can take the form of flat tapes, cables, wires, and they lie on the virtual conical surfaces crosswise, which makes it possible to reliably use the wheel as a drive (RF patent No. 2204489, publ. 05.20.2003, bull. No. 14).

Та же цель достигается путем выполнения обода ступицы колеса транспортного средства, в частности мотоцикла, в виде связанных между собой средствами крепления соосно расположенных дисков, между которыми расположены бортовые части боковин шины. При этом диски выполнены с боковыми наклонными поверхностями, вершина каждой из которых расположена на оси вращения колеса в направлении от экваториальной плоскости шины. При повороте транспортного средства происходит наклон колеса в сторону поворота. Шина смещается в поперечном направлении за счет деформации боковин, жесткость которых меньше жесткости протекторной части. Боковина опирается на наклонный участок поверхности и плавно натекает на него, используя наклонную поверхность в качестве опоры и ограничителя деформации шины. Пятно контакта при этом остается прежним, как при прямолинейном движении. Сохранение площади пятна контакта повышает устойчивость мотоцикла при повороте (патент РФ № 2087325, опубл. 20.08.1997).The same goal is achieved by performing the rim of the wheel hub of a vehicle, in particular a motorcycle, in the form of interconnected fastening means of coaxially arranged disks, between which the side parts of the tire sidewalls are located. While the disks are made with side inclined surfaces, the apex of each of which is located on the axis of rotation of the wheel in the direction from the equatorial plane of the tire. When the vehicle turns, the wheel tilts towards the turn. The tire is shifted in the transverse direction due to deformation of the sidewalls, the rigidity of which is less than the rigidity of the tread portion. The sidewall rests on an inclined surface section and flows smoothly onto it, using an inclined surface as a support and a limiter for tire deformation. The contact spot remains the same, as in a rectilinear motion. The preservation of the area of the contact spot increases the stability of the motorcycle when turning (RF patent No. 2087325, publ. 08/20/1997).

Увеличение площади контакта колес ходовой части с грунтом и, тем самым, повышение устойчивости транспортного средства и его проходимости может быть достигнуто использованием спаренных колес. Так, патентуется конструкция колеса, на ободе которого можно монтировать несколько шин. Шины отделяются одна от другой зазором. Для удаления попадающего в этот зазор снега или воды на ободе выполнен ряд отверстий (патент РФ № 1431668, опубл. 15.10.88, бюл. № 38). Недостатком данного технического решения является наличие зазора между шинами колеса, куда могут попадать частицы грунта, песок, снег, что, при достижении цели повышения устойчивости, снижает эксплуатационные характеристики транспортного средства, в частности его проходимость.The increase in the contact area of the wheels of the chassis with the ground and, thereby, increasing the stability of the vehicle and its patency can be achieved by using twin wheels. Thus, a wheel design is patented, on the rim of which several tires can be mounted. Tires are separated from one another by a gap. To remove snow or water falling into this gap, a number of holes were made on the rim (RF patent No. 1431668, publ. 15.10.88, bull. No. 38). The disadvantage of this technical solution is the presence of a gap between the tires of the wheel, where soil particles, sand, snow can fall, which, upon reaching the goal of increasing stability, reduces the operational characteristics of the vehicle, in particular its cross-country ability.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению аналогом (прототип) является изобретение по патенту РФ № 2015049. Устройство содержит ось, расположенные вдоль нее два подвижных колеса, которые фиксируются в требуемых положениях и связаны между собой по периметру гибким цилиндрическим элементом. Недостатком конструкции является использование для соединения колес гибкого элемента, не обеспечивающего достаточно прочного закрепления колес относительно друг друга.Closest to the claimed technical solution, an analogue (prototype) is the invention according to the patent of the Russian Federation No. 2015049. The device contains an axis located along it two movable wheels, which are fixed in the required positions and interconnected around the perimeter by a flexible cylindrical element. The design drawback is the use of a flexible element for connecting the wheels, which does not provide sufficiently strong wheel fixation relative to each other.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Настоящее изобретение направлено на решение следующей технической задачи: жесткого соединения с помощью спиц двух ободьев колеса, размещенных на одной втулке.The present invention is directed to solving the following technical problem: a rigid connection with the help of spokes of two wheel rims placed on one sleeve.

Достигаемый при этом технический эффект заключается в обеспечении устойчивости транспортного средства, в частности велосипеда, при торможении и остановке, что особенно важно для начинающих велосипедистов, а также в повышении безопасности и проходимости велосипеда при его эксплуатации по бездорожью.The technical effect achieved in this case is to ensure the stability of the vehicle, in particular the bicycle, when braking and stopping, which is especially important for novice cyclists, as well as to increase the safety and patency of the bicycle when it is used on the road.

Указанный технический эффект достигается тем, что в конструкцию втулки колеса вводят вторую пару буртиков для крепления дополнительных спиц, соединяющих втулку с дополнительным ободом в единую жесткую систему.The specified technical effect is achieved by the fact that a second pair of flanges is introduced into the wheel hub construction for attaching additional spokes connecting the hub with the additional rim to a single rigid system.

При этом расстояние между плоскостями симметрии ободьев равняется расстоянию, на которое смещена каждая пара буртиков втулки, и это расстояние должно быть не меньше ширины обода колеса.In this case, the distance between the planes of symmetry of the rims is equal to the distance by which each pair of flanges of the sleeve is offset, and this distance should be no less than the width of the wheel rim.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой неразрывной совокупности существенных признаков, образующих формулу изобретения в объеме, достаточном для охарактеризования заявленного технического решения.These features are significant and interconnected with the formation of a stable inextricable combination of essential features that form the claims in an amount sufficient to characterize the claimed technical solution.

Настоящее изобретение иллюстрируется примером, который, однако, не является единственно реализуемым, но показывает возможность решения поставленных задач и достижение требуемого эффекта указанной совокупностью признаков.The present invention is illustrated by an example, which, however, is not only feasible, but shows the possibility of solving the tasks and achieving the desired effect by the specified set of features.

На фиг.1 показано заявляемое колесо транспортного средства со спицами. Колесо содержит ось 1 с размещенной на ней втулкой 2, спицы 4, ободья 5 и шины 6. На втулке имеются четыре ряда буртиков 3 для крепления спиц с одного конца - два внешних и два внутренних ряда. Противоположные концы спиц попарно присоединяются к ободьям.Figure 1 shows the inventive wheel of a vehicle with spokes. The wheel contains an axis 1 with a sleeve 2 placed thereon, spokes 4, rims 5 and tires 6. There are four rows of flanges 3 on the sleeve for fastening the spokes from one end - two outer and two inner rows. The opposite ends of the spokes are paired to the rims.

Крепление спиц к буртикам производится следующим образом: спицы, идущие от одного обода, закрепляют на первом и третьем ряду буртиков, а спицы от второго обода - на втором и четвертом ряду. При этом два ряда спиц образуют как бы латинскую букву "W". Такое закрепление спиц обеспечивает жесткую состыковку ободьев "в замок". Как показано на чертеже, расстояние между плоскостями симметрии ободьев, проецируемое на втулку, равно ширине обода, а расстояние между рядами буртиков 1 и 3, 2 и 4 не меньше ширины обода колеса. В том случае, если это требование не будет выполнено, между ободьями образуется зазор, что не соответствует заявляемому техническому решению.The knitting needles are fastened to the beads as follows: the spokes coming from one rim are fixed on the first and third rows of beads, and the needles from the second rim are fastened on the second and fourth rows. In this case, two rows of knitting needles form, as it were, the Latin letter "W". Such fixing of the spokes provides a rigid joining of the rims "into the lock". As shown in the drawing, the distance between the planes of symmetry of the rims projected onto the sleeve is equal to the width of the rim, and the distance between the rows of flanges 1 and 3, 2 and 4 is not less than the width of the wheel rim. In the event that this requirement is not met, a gap is formed between the rims, which does not correspond to the claimed technical solution.

Колесо по изобретению работает следующим образом. Ось 1 приводится в движение с помощью зубчатой передачи или иным способом, движение передается втулке 2, а от нее через спицы 4 ободьям 5 колеса. Нагрузка на колесо распределяется равномерно на оба обода, что обеспечивает достаточную механическую жесткость при вращении и за счет этого - отсутствие биений сдвоенного обода в горизонтальной плоскости.The wheel according to the invention works as follows. Axis 1 is driven by a gear train or otherwise, the movement is transmitted to the sleeve 2, and from it through the spokes 4 to the rims 5 of the wheel. The load on the wheel is distributed evenly on both rims, which provides sufficient mechanical rigidity during rotation and, as a result, there is no beating of the double rim in the horizontal plane.

Введение второго обода создает дополнительную площадь опоры колеса, т.к. центр тяжести проецируется в точку, равноудаленную от точек опоры ободьев колеса, обеспечивая велосипеду необходимую устойчивость. Снижение нагрузки на каждую шину, увеличение площади контакта с грунтом, дублирование шин повышает проходимость транспортного средства, улучшает его безопасность и устойчивость при эксплуатации.The introduction of the second rim creates an additional wheel bearing area, as the center of gravity is projected to a point equidistant from the wheel rim support points, providing the bike with the necessary stability. Reducing the load on each tire, increasing the area of contact with the soil, duplicating tires increases the maneuverability of the vehicle, improves its safety and stability during operation.

Заявляемая конструкция колеса проста в изготовлении, не требует специальных монтажных деталей, кроме дополнительных буртиков на втулке.The inventive design of the wheel is easy to manufacture, does not require special mounting parts, except for additional collars on the hub.

На фиг.2 представлены фотографии промышленного образца заявляемого колеса.Figure 2 presents photographs of an industrial design of the inventive wheel.

Claims

1. Wheel for a vehicle with knitting needles, comprising an axle, a sleeve with collars for fastening the knitting needles at one end, a rim for fastening the knitting needles at the other end and a tire placed on the rim, characterized in that the wheel is made two-piece, two rows of additional beads are placed on the hub and the spokes on the sleeve side are connected to four rows of shoulders in pairs.

2. Wheel for a vehicle with knitting needles according to claim 1, characterized in that the spokes coming from one rim are fixed on the first and third rows of flanges, and the spokes from the second rim are fixed on the second and fourth rows.

3. Wheel for a vehicle with knitting needles according to claim 1 or 2, characterized in that the distance between the rim symmetry planes projected onto the hub is equal to the rim width, and the distance between the rows of beads 1 and 3, 2 and 4 is not less than the wheel rim width .