RU2546360C1

RU2546360C1 - Vehicle wheel

Info

Publication number: RU2546360C1
Application number: RU2014108040/11A
Authority: RU
Inventors: Святослав Михайлович Сергеев
Original assignee: Святослав Михайлович Сергеев
Priority date: 2014-03-03
Filing date: 2014-03-03
Publication date: 2015-04-10

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: wheel contains rim and tire between which there is ring-shaped cavity encircling rim and filled with air at atmosphere pressure. In the cavity, a structure made of material with resilient properties of rubber is placed which structure represents grid of transverse walls. Joints between these walls are radially oriented.

EFFECT: higher travelling comfort on small irregularities at light weight, design simplification and higher wheel reliability.

5 dwg

Description

Относится к транспорту. Может использоваться в конструкциях различных объектов, имеющих опору на колеса, таких как велосипеды, мотоциклы, автомобили и самолеты.Refers to transport. It can be used in the construction of various objects with wheel support, such as bicycles, motorcycles, cars and airplanes.

Широко применяемые в настоящее время колеса с пневматическими шинами имеют приемлемую мягкость контакта с дорожным полотном, но обладают таким существенным недостатком, как высокий риск аварийной ситуации в случае прокола. Для кардинального решения данной проблемы было предложено множество вариантов ненадувных шин, в которых упругие свойства воздуха имитируются механическими средствами. Одним из направлений замены пневматики является использование замысловатых конструкций из материалов с упругими свойствами резины [1-5], имеющих неоправданно большой вес и сложность изготовления. Кроме того, они не могут повторить амортизирующие свойства надувных шин.Currently widely used wheels with pneumatic tires have acceptable softness of contact with the roadway, but have such a significant drawback as the high risk of an emergency in case of a puncture. To radically solve this problem, many variants of non-inflated tires were proposed in which the elastic properties of air are simulated by mechanical means. One of the directions for replacing pneumatics is the use of intricate structures made of materials with elastic properties of rubber [1-5], which have unreasonably large weight and complexity of manufacturing. In addition, they cannot repeat the cushioning properties of inflatable tires.

В качестве прототипа выбран вариант, у которого в полости между ободом и шиной расположена комбинация упругих шаров различного диаметра [6]. Кроме большого веса к недостаткам данного технического решения можно отнести неизбежные вибрации при движении колеса по дороге из-за различия упругих свойств шаров разного диаметра.As a prototype, an option was chosen in which a combination of elastic balls of various diameters is located in the cavity between the rim and the tire [6]. In addition to the large weight, the inevitable vibrations when the wheel moves along the road due to differences in the elastic properties of balls of different diameters can be attributed to the disadvantages of this technical solution.

Задачей настоящего изобретения было создание простой конструкции из материала с упругостью резины, не имитирующей свойства надувных шин, а обеспечивающей плавное обтекание мелких неровностей на дороге.The present invention was the creation of a simple structure made of a material with elasticity of rubber, not simulating the properties of inflatable tires, but providing a smooth flow around small bumps on the road.

Самым удачным решением оказалась сетка из поперечных перегородок, помещенная в занятой воздухом при атмосферном давлении опоясывающей обод кольцевой полости шины так, чтобы линейные стыки между перегородками были ориентированы радиально.The most successful solution turned out to be a grid of transverse partitions, placed in an air ring surrounding the rim of the tire cavity, occupied by air at atmospheric pressure, so that the linear joints between the partitions were oriented radially.

Идея заявленного технического решения состоит в том, что подобные конструкции, как известно, обладают большой устойчивостью к поперечному сжатию даже при малой толщине и невысокой прочности перегородок. С другой стороны, небольшие неровности на дороге должны «проваливаться» между перегородками или плавно ими обтекаться по причине мягкости материала, из которого они сделаны.The idea of the claimed technical solution is that such structures, as you know, have great resistance to lateral compression even with a small thickness and low strength of the partitions. On the other hand, small roughnesses on the road should “fall through” between partitions or flow smoothly around them due to the softness of the material from which they are made.

Один из вариантов исполнения показан на фиг.1, где в пространстве, ограниченном ободом 1 и шиной 2, расположена сетка из поперечных перегородок 3, у которой ячейки между перегородками имеют в плане вид как у пчелиных сот, а стыки 4 направлены по радиусу колеса. Разумеется, возможны и другие формы ячеек.One embodiment is shown in figure 1, where in the space bounded by the rim 1 and tire 2, there is a grid of transverse partitions 3, in which the cells between the partitions are in plan view like a honeycomb, and the joints 4 are directed along the radius of the wheel. Of course, other cell shapes are possible.

Для экспериментальной проверки этих предположении был изготовлен небольшой макет колеса с рисунком перегородок, как показано на фиг.2. Для них была взята мягкая резина толщиной 1 мм. Конструкция показала феноменальную устойчивость к прогибу на ровной площадке при нагрузке 1 кг, что для площади пятна контакта примерно 2 см² эквивалентно давлению 0,5 атм. Этот факт проиллюстрирован фотографией, приведенной на фиг.3. Затем при той же нагрузке было промоделировано наезжание (или съезжание) на возвышение (фиг.4) и преодоление небольшого полукруглого валика (фиг.5). Хорошо видно, что на эти препятствия конструкция реагирует точно так же, как надувная шина.For experimental verification of these assumptions, a small mock wheel was made with a partition pattern, as shown in FIG. 2. For them, soft rubber 1 mm thick was taken. The design showed phenomenal resistance to deflection on a flat area with a load of 1 kg, which for an area of the contact spot of about 2 cm ^{2 is} equivalent to a pressure of 0.5 atm. This fact is illustrated by the photograph shown in figure 3. Then, at the same load, a collision (or moving out) on an elevation (Fig. 4) and overcoming a small semicircular roller (Fig. 5) were simulated. It is clearly seen that the design reacts to these obstacles in the same way as an inflatable tire.

Техническим результатом изобретения является высокая плавность хода на мелких неровностях при малом весе, простоте и надежности конструкции.The technical result of the invention is high smoothness on small irregularities with low weight, simplicity and reliability of the structure.

Источники информацииInformation sources

1. Патент США №3952786 от 27.04.1976.1. US patent No. 3952786 from 04/27/1976.

2. Патент США №4287927 от 08.09.1981.2. US patent No. 4287927 from 09/08/1981.

3. Европейский патент №0399383 от 22.05.1989.3. European patent No. 0399383 from 05.22.1989.

4. Патент США №4945962 от 07.08.1990.4. US patent No. 4945962 from 08/07/1990.

5. Патент США №5460213 от 24.10.1995.5. US patent No. 5460213 from 10.24.1995.

6. Патент РФ №2390427 от 16.01.2007.6. RF patent No. 2390427 dated January 16, 2007.

Claims

Vehicle wheel, including a rim with a tire, inside which there is a ring cavity surrounding the rim, filled with air at atmospheric pressure and a structure made of a material with elastic properties of rubber, characterized in that the said structure is a grid of transverse partitions, linear joints between which oriented in the radial direction.