RU2393965C1

RU2393965C1 - Automotive wheel

Info

Publication number: RU2393965C1
Application number: RU2008143975/11A
Authority: RU
Original assignee: Григорьянц Роберт Аветисович; Григорьянц Сергей Робертович
Priority date: 2008-11-05
Filing date: 2008-11-05
Publication date: 2010-07-10
Also published as: RU2008143975A

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: invention relates to automotive equipment and can be used in cars, trucks and wheeled tractors. Automotive wheel comprises hub coupled with rib via flexible element representing a spring with its axis bent along the circumference with turns that have ellipsoid-like Cassinian oval cross section. Wheel rim represents an elastic rubber belt with reinforced spring turn outer parts inside said belt. Spring turns are interconnected by cord. Hub represents and elastic rubber belt with reinforced spring turn inner parts inside said belt. Spring turns are interconnected by cord. Note here that said rubber belts are reinforced by cord all around.

EFFECT: higher wheel transverse stability and cross-country capacity.

4 dwg

Description

Изобретение относится к транспортному машиностроению и предназначено для применения на легковых, грузовых различной грузоподъемности автомобилях и колесных тракторах сельскохозяйственного и общего назначения.The invention relates to transport engineering and is intended for use on cars, trucks of various carrying capacities of cars and wheeled tractors for agricultural and general purposes.

Известно колесо транспортного средства, содержащее ступицу, связанную с ободом упругим элементом, выполненным в виде пружины, ось которой изогнута по окружности с витками, выполненными в поперечном сечении в виде овала Кассини эллипсообразного типа (см. пат.№2048988, МПК В60В 9/06, 25/02, п.3 формулы).A vehicle wheel is known that contains a hub connected to the rim by an elastic element made in the form of a spring, the axis of which is bent around the circumference with turns made in cross section in the form of an ellipse-shaped Cassini oval (see Pat. No. 2048988, IPC В60В 9/06 25/02, claim 3 of the formula).

Витки пружины данного колеса шарнирно закреплены по крайней мере в каждом месте касания витков со ступицей и ободом, состоящим из металлического и связанного с ним эластичного замкнутых поясов.The coils of the spring of this wheel are pivotally fixed at least in every place where the coils touch with the hub and rim, which consists of a metal and associated elastic closed belts.

Данное изобретение обладает следующими недостатками.The present invention has the following disadvantages.

В результате износа в шарнирном соединении возникает зазор, вызывающий стуки, удары, которые увеличивают износ сопряжений и возможные поломки витков пружины.As a result of wear in the swivel, there is a gap that causes knocks, bumps, which increase the wear of the mates and possible breakage of the spring coils.

Выполнение обода колеса состоящим из металлического и связанного с ним эластичного замкнутых поясов приводит к разрушению металлической части обода в местах крепления за счет увеличения первоначального диаметра отверстий. Это приводит к ударам, прогрессивно разрушающим отверстия крепления. Все это существенно сокращает срок службы колеса.The execution of the rim of the wheel consisting of a metal and associated with it elastic closed belts leads to the destruction of the metal part of the rim in the attachment points by increasing the initial diameter of the holes. This leads to shocks progressively destroying the mounting holes. All this significantly reduces the service life of the wheel.

Создание колеса с повышенной проходимостью с достаточными поперечной устойчивостью и податливостью от вертикальной нагрузки является задачей, на решение которой направлено данное изобретение.Creating a wheel with increased cross-country ability with sufficient lateral stability and flexibility from vertical load is the problem to which this invention is directed.

Сущность изобретения заключается в том, что в колесе транспортного средства, содержащем ступицу, связанную с ободом упругим элементом, выполненным в виде пружины, ось которой изогнута по окружности с витками, выполненными в виде овала Кассини эллипсообразного типа, обод колеса выполнен в виде эластичного резинового пояса с армированием внутри пояса наружной части витков пружины, связанных между собой кордом, а ступица - в виде эластичного резинового пояса с армированием внутри пояса внутренней части витков пружины, связанных между собой кордом, причем эластичные резиновые пояса обода и ступицы армированы круговым кордом.The essence of the invention lies in the fact that in a vehicle wheel containing a hub connected with a rim by an elastic element made in the form of a spring, the axis of which is bent around a circle with turns made in the form of a Cassini oval of an ellipsoidal type, the wheel rim is made in the form of an elastic rubber belt with reinforcement inside the belt of the outer part of the spring coils interconnected by a cord, and the hub in the form of an elastic rubber belt with reinforcement inside the belt of the inner part of the spring coils interconnected cord, and the elastic rubber belts of the rim and the hub are reinforced with a circular cord.

Выполнение обода колеса в виде эластичного резинового пояса с армированием внутри пояса наружной части витков пружины, связанных между собой кордом, обеспечивает эластичное взаимодействие обода с дорожными неровностями за счет сочетания наружной части упругого витка пружины и упругости эластичного резинового пояса обода, обеспечивая его податливость при наезде на твердые неровности, что смягчает удар со стороны неровностей, обеспечивая плавность движения и комфортабельность транспортного средства.The execution of the wheel rim in the form of an elastic rubber belt with reinforcement inside the belt of the outer part of the spring coils interconnected by a cord provides elastic interaction of the rim with road irregularities due to the combination of the outer part of the elastic coil of the spring and the elasticity of the elastic rubber belt of the rim, ensuring its flexibility when hitting solid irregularities, which softens the blow from the irregularities, ensuring a smooth ride and a comfortable vehicle.

Кроме того, эластичные резиновые пояса обода и ступицы армированы круговым кордом в несколько слоев, что обеспечивает прочность эластичных поясов на разрыв, особенно - наружного эластичного пояса, непосредственно воспринимающего динамические нагрузки от неровностей дорожных поверхностей.In addition, the elastic rubber belts of the rim and the hubs are reinforced with a circular cord in several layers, which ensures the tensile strength of the elastic belts, especially of the external elastic belt, directly perceiving dynamic loads from roughnesses of road surfaces.

Сочетание всех признаков, а именно - выполнение обода колеса в виде эластичного резинового пояса с армированием внутри пояса наружной части витков пружины, связанных между собой кордом, а ступицы - в виде эластичного резинового пояса с армированием внутри пояса внутренней части витков пружины, связанных между собой кордом, а эластичных резиновых поясов обода и ступицы армированными круговым кордом, обеспечивает высокую равномерность распределения нагрузки по всему ободу колеса. Предложенное колесо при простоте конструкции снижает максимальные типовые нагрузки, передаваемые на колесо как со стороны почвы при наезде на неровности, так и со стороны автомобиля или трактора. Предлагаемое колесо благодаря податливости упругого элемента и эластичности поясов обода и ступицы имеет деформацию в радиальном направлении вращения колеса, а в поперечном направлении - высокую жесткость, что обеспечивает устойчивое прямолинейное движение колеса, а значит - отсутствует увод транспортного средства, обеспечивая безопасность движения.The combination of all the signs, namely, the execution of the wheel rim in the form of an elastic rubber belt with reinforcement inside the belt of the outer part of the spring coils connected by a cord, and the hubs in the form of an elastic rubber belt with reinforcement inside the belt of the inner part of the spring coils connected by a cord and elastic rubber belts of the rim and the hub reinforced with a circular cord, provides high uniformity of load distribution throughout the rim of the wheel. The proposed wheel with the simplicity of design reduces the maximum typical loads transmitted to the wheel both from the soil side when hitting bumps, and from the side of the car or tractor. The proposed wheel, due to the flexibility of the elastic element and the elasticity of the rim and hub belts, has deformation in the radial direction of rotation of the wheel, and in the transverse direction it has high rigidity, which ensures stable rectilinear movement of the wheel, which means that the vehicle is not pulled away, ensuring traffic safety.

Предложенная конструкция колеса обеспечивает высокий моторесурс транспортного средства. Существенно уменьшается буксование при взаимодействии колеса с почвой благодаря плавной безударной передаче крутящего момента от ступицы к эластичному поясу обода, мягко и плавно воздействуя на почвенные кирпичики, сохраняя их несущую способность. При этом устраняется перетирание почвы, предотвращая ее эрозивное разрушение.The proposed wheel design provides a high motor resource of the vehicle. Skidding is significantly reduced when the wheel interacts with the soil due to the smooth, shock-free transmission of torque from the hub to the elastic belt of the rim, gently and smoothly acting on the soil bricks, while maintaining their bearing capacity. This eliminates the grinding of the soil, preventing its erosive destruction.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено предлагаемое колесо, общий вид;The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows the proposed wheel, General view;

на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 (поперечный разрез обода, ступицы и упругого элемента);figure 2 is a section aa in figure 1 (cross section of the rim, hub and elastic element);

на фиг.3 - вид по стрелке Б на фиг.2;figure 3 is a view along arrow B in figure 2;

на фиг.4 - вид по стрелке В на фиг.2.figure 4 is a view along arrow B in figure 2.

Колесо транспортного средства содержит ступицу 1, связанную с ободом 2 упругим элементом, выполненным в виде пружины 3, ось 4 которой изогнута по окружности. Витки 5 пружины 3 в поперечном сечении имеют форму овала Кассини 6 эллипсообразного типа. Обод 2 колеса выполнен в виде эластичного резинового пояса 7 наружной части витков 5 пружины 3, связанных между собой кордом 9. Ступица 1 выполнена в виде эластичного резинового пояса с армированием внутри пояса 10 внутренней части 11 витков 5 пружины 3, связанных между собой кордом 9. Эластичные резиновые пояса 7 и 10 обода 2 и ступицы 1 соответственно армированы круговыми кордами 12 как по ширине, так и по глубине.The vehicle wheel contains a hub 1 connected to the rim 2 by an elastic element made in the form of a spring 3, the axis 4 of which is bent around the circumference. The coils 5 of the spring 3 in cross section have the shape of an oval Cassini 6 elliptical type. The rim 2 of the wheel is made in the form of an elastic rubber belt 7 of the outer part of the coils 5 of the spring 3 connected by a cord 9. The hub 1 is made in the form of an elastic rubber belt with reinforcement inside the belt 10 of the inner part 11 of the coils 5 of the spring 3 connected by a cord 9. The elastic rubber belts 7 and 10 of the rim 2 and the hub 1, respectively, are reinforced with circular cords 12 both in width and in depth.

Колесо транспортного средства работает следующим образом. При качении колеса по деформируемому грунту и наезде на неровности в плоскости колеса от вертикальной нагрузки происходит деформация первоначального контура окружности обода 2, выполненного в виде эластичного резинового пояса 7 с армированием наружной части витков 5 пружины 3, связанных между собой кордом 9, и армированием круговым кордом 12. Эластичный резиновый пояс 7 обода 2 работает на растяжение при значительных ударных нагрузках, возникающих при наезде колеса на неровности почвы. При этом в зоне контакта обода 2 с почвой витки 5 пружины 3 упругого элемента, находящиеся ниже горизонтальной плоскости, проходящей через ось колеса, сжимаются, а витки 5 пружины 3 упругого элемента, находящиеся ниже горизонтальной плоскости, проходящей через ось колеса, сжимаются, а витки 5 пружины 3 упругого элемента, находящиеся выше горизонтальной плоскости, растягиваются. При этом происходит небольшой поворот ступицы 1 относительно обода 2, обеспечивая мягкую несколько растянутую во времени передачу крутящего момента от ступицы 1 к ободу 2. Происходит мягкое безударное взаимодействие почвозацепов протектора колеса с почвенными кирпичиками, обеспечивая при этом высокую несущую поверхность и передачу высокого крутящего момента с существенным уменьшением буксования колеса. Это снижает износ протектора колеса, преодолевая многократные разрывные усилия, воспринимаемые кордом 9, связывающим наружные части 8 витков 5 пружины 3, и круговым кордом 12. Благодаря высокой прочности нитей корда 9 обеспечивается постоянное расстояние (шаг) расположения наружной части 8 витков 5, обеспечивая высокую прочность эластичного резинового слоя обода 2 колеса. При воздействии значительных вертикальных нагрузок на обод колеса возникают растягивающие разрывные усилия эластичного резинового пояса 7 обода 2 колеса. Эти динамические усилия, в 7-8 раз превышающие статические усилия, воспринимаются многослойным по ширине и глубине эластичных поясов 7 и 10 круговым кордом 12, обеспечивая прочность и несущую способность колеса. При воздействии вертикальной динамической нагрузки на колесо происходит деформация эластичного пояса 7 обода 2, уменьшается динамический радиус колеса, снижая удельное давление его на почву, не уплотняя ее и сохраняя мелкокомковатую структуру, способствующую повышению урожайности. При этом увеличивается касательное усилие транспортного средства, обеспечивая безопасность движения в гору без переключения передач для дальнейшего движения транспортного средства.The vehicle wheel operates as follows. When the wheel is rolling on deformable soil and hitting bumps in the plane of the wheel from vertical load, the initial contour of the circumference of the rim 2 is deformed, made in the form of an elastic rubber belt 7 with reinforcing the outer part of the turns 5 of the spring 3, interconnected by a cord 9, and reinforcing with a circular cord 12. The elastic rubber belt 7 of the rim 2 operates in tension under significant shock loads that occur when the wheel runs over uneven ground. In this case, in the contact zone of the rim 2 with the soil, the coils 5 of the spring 3 of the elastic element located below the horizontal plane passing through the axis of the wheel are compressed, and the coils 5 of the spring 3 of the elastic element located below the horizontal plane passing through the axis of the wheel are compressed, and the coils 5, the springs 3 of the elastic element located above the horizontal plane are stretched. In this case, the hub 1 rotates slightly relative to the rim 2, providing a soft, somewhat time-stretched transmission of torque from the hub 1 to the rim 2. A soft, shockless interaction of the wheel treads with soil bricks occurs, while ensuring a high bearing surface and high torque transmission with a significant reduction in wheel slip. This reduces the wear of the tread of the wheel, overcoming the multiple breaking forces perceived by the cord 9, connecting the outer parts 8 of the turns 5 of the spring 3, and the circular cord 12. Due to the high strength of the threads of the cord 9, a constant distance (step) of the location of the outer part 8 of the turns 5 is ensured, providing a high durability of an elastic rubber layer of a rim of 2 wheels. When significant vertical loads are applied to the wheel rim, tensile breaking forces of the elastic rubber belt 7 of the wheel rim 2 occur. These dynamic forces, 7-8 times higher than the static forces, are perceived as multilayer in width and depth of the elastic belts 7 and 10 with a circular cord 12, providing strength and bearing capacity of the wheel. When a vertical dynamic load is applied to the wheel, the elastic belt 7 of the rim 2 is deformed, the dynamic radius of the wheel decreases, reducing its specific pressure on the soil, not compacting it and maintaining a small-crumby structure, which contributes to an increase in yield. At the same time, the tangential force of the vehicle increases, ensuring the safety of movement uphill without shifting gears for further vehicle movement.

Такое конструктивное выполнение эластичных поясов 7 и 10 обода 2 и ступицы 1 обеспечивает высокую поперечную устойчивость движения колеса, восприятие значительных вертикальных нагрузок при высокой надежности и долговечности колеса и транспортного средства.Such a constructive implementation of the elastic belts 7 and 10 of the rim 2 and the hub 1 provides high lateral stability of the wheel, the perception of significant vertical loads with high reliability and durability of the wheel and the vehicle.

Claims

A vehicle wheel containing a hub connected with a rim by an elastic element made in the form of a spring, the axis of which is bent around a circle with turns made in cross section in the form of an ellipse-shaped Cassini oval, characterized in that the wheel rim is made in the form of an elastic rubber belt with reinforcing the inside of the belt of the outer part of the spring coils connected by a cord, and the hub - in the form of an elastic rubber belt with reinforcing the inside of the belt of the inner part of the spring coils interconnected by rdom, and the elastic rubber belts of the rim and the hub are reinforced with a circular cord.