RU2764933C1

RU2764933C1 - Wheel rim for adjustable air pressure tyres

Info

Publication number: RU2764933C1
Application number: RU2020130362A
Authority: RU
Inventors: Игорь Венедиктович Балабин; Игорь Владимирович Веселов; Артур Армович Каспаров; Игорь Сергеевич Чабунин
Original assignee: Игорь Венедиктович Балабин; Игорь Владимирович Веселов; Артур Армович Каспаров; Игорь Сергеевич Чабунин
Priority date: 2020-09-15
Filing date: 2020-09-15
Publication date: 2022-01-24

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: invention relates to transport engineering, namely, to vehicle wheel rims intended for adjustable pressure tyres, and can be used on agricultural automobiles, multi-purpose automobiles, special wheeled landing gear, special wheeled tractors, armored wheeled machines for improving the passability and increasing the tractive ability when driving on roads with weak supporting capacity or in off-road conditions. The design of the detachable rim for adjustable pressure tyres is characterised by the fact that the angle of inclination of the bead seats to the axis of rotation of the wheel is 13°.

EFFECT: increase in the reliability of sealing the working cavity of the tyre.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к ободьям колес транспортных средств, предназначенных для шин регулируемого давления, и может быть использовано на сельскохозяйственных автомобилях, на автомобилях многоцелевого назначения, специальных колесных шасси, специальных колесных тягачах, бронированных колесных машинах для улучшения проходимости и повышения тяговой способности при движении по дорогам со слабой несущей способностью или в условиях бездорожья.The invention relates to transport engineering, and in particular to the wheel rims of vehicles designed for adjustable pressure tires, and can be used on agricultural vehicles, on multi-purpose vehicles, special wheeled chassis, special wheeled tractors, armored wheeled vehicles to improve cross-country ability and increase traction ability when driving on roads with weak bearing capacity or in off-road conditions.

Известна конструкция разборного обода с так называемыми тороидальными посадочными полками (авторское свидетельство СССР № 1463509, 1986 г.), работающая с шинами, имеющими два бортовых кольца, борта которых имеют наклон 2-3° к оси вращения колеса. Посадочные полки обода в поперечном сечении колеса образованы двумя сопряженными радиусными кривыми с центрами кривизн, расположенными в плоскости, равноотстоящей от бортовых колец. При этом кривизна ближней к бортовой закраине части посадочной полки больше, чем кривизна второй части. Данные особенности, как сказано в описании изобретения к авторскому свидетельству, позволяют увеличить натяг шины на ободе в зоне носка борта шины, обеспечивая хорошее сцепление шины с ободом и предотвращая отрыв его от посадочной полки обода в процессе качения колеса. Также повышается надежность герметизации внутренней полости шины. Все это повышает долговечность бортов шины и увеличивает срок ее службы.Known design of a collapsible rim with the so-called toroidal landing shelves (USSR author's certificate No. 1463509, 1986), working with tires having two bead rings, the sides of which have an inclination of 2-3° to the axis of rotation of the wheel. Landing flanges of the rim in the cross section of the wheel are formed by two conjugated radius curves with centers of curvature located in a plane equidistant from the bead rings. In this case, the curvature of the part of the landing shelf closest to the side edge is greater than the curvature of the second part. These features, as stated in the description of the invention to the author's certificate, make it possible to increase the tire preload on the rim in the area of the toe of the tire bead, ensuring good grip of the tire with the rim and preventing its separation from the landing flange of the rim during wheel rolling. It also increases the reliability of sealing the inner cavity of the tire. All this increases the durability of the tire beads and increases its service life.

Главным недостатком данного изобретения является то обстоятельство, что со временем из-за релаксации резины в месте действия выпуклой части посадочной полки появляется углубление поверхности борта, что вызовет ослабление контакта между шиной и ободом вплоть до невозможности реализации даже минимальной тяговой силы колеса автомобиля в пятне контакта с опорной поверхностью.The main disadvantage of this invention is the fact that over time, due to the relaxation of the rubber in the place of action of the convex part of the landing shelf, a deepening of the bead surface appears, which will cause a weakening of the contact between the tire and the rim up to the impossibility of realizing even the minimum traction force of the car wheel in the contact patch with supporting surface.

За прототип настоящего изобретения принята разборная конструкция обода колеса с пятиградусными посадочными полками и высокими бортовыми закраинами для шин регулируемого давления (Бидерман В.Л., Гуслицер Р.Л., Захаров С.П., Ненахов Б.В., Селезнев И.И., Цукерберг С.М. Автомобильные шины (конструкция, расчет, испытания, эксплуатация) - М.: Госхимиздат, 1963. - 384 с.). Обод состоит из двух половин, стянутых при помощи большого числа болтов или шпилек и гаек, распорного кольца, прижимающего борта шины к бортовым закраинам, обеспечивая надежное удержание шины на ободе и передачу крутящего момента до минимально допустимого значения внутреннего давления воздуха, составляющего 0,05МПа.For the prototype of the present invention, a collapsible wheel rim design with five-degree landing shelves and high side flanges for adjustable-pressure tires was adopted (Biderman V.L., Guslitser R.L., Zakharov S.P., Nenakhov B.V., Seleznev I.I. ., Zuckerberg S.M. Automobile tires (design, calculation, testing, operation) - M .: Goshimizdat, 1963. - 384 p.). The rim consists of two halves, tightened with a large number of bolts or studs and nuts, a spacer ring that presses the tire beads to the bead edges, ensuring the tire is securely held on the rim and torque is transmitted to the minimum allowable internal air pressure of 0.05 MPa.

Недостатками данной конструкции являются значительная масса колеса, большая нагруженность высоких бортовых закраин и распорного кольца, трудности, возникающие при выполнении монтажных и демонтажных операций при возникновении так называемого прикипания шины к посадочным полкам обода при несоблюдении теплового режима.The disadvantages of this design are the significant mass of the wheel, the high loading of the high side flanges and the spacer ring, the difficulties that arise when performing assembly and dismantling operations when the so-called sticking of the tire to the landing shelves of the rim occurs if the thermal regime is not observed.

Задача изобретения заключается в снижении массы конструкции колеса, относящегося к неподрессоренным частям автомобиля, обеспечении более надежной герметизации рабочей полости шины, снижении трудоемкости при демонтаже шины, особенно в случае так называемого прикипания бортов шины к посадочным полкам обода, за счет увеличения угла наклона посадочных полок обода, повышения натяга бортов шины на посадочных полках, уменьшения наруженности распорного кольца.The objective of the invention is to reduce the weight of the wheel structure related to the unsprung parts of the car, to ensure more reliable sealing of the working cavity of the tire, to reduce the complexity of dismantling the tire, especially in the case of the so-called sticking of the tire beads to the landing shelves of the rim, by increasing the angle of inclination of the landing shelves of the rim , increasing the preload of the tire beads on the landing shelves, reducing the appearance of the spacer ring.

Сущность изобретения состоит в том, что увеличение угла наклона посадочных полок обода и повышение натяга бортов шины на посадочных полках приводит к существенному снижению нагруженности бортовых закраин, что позволяет уменьшить их размеры и массу обода в целом. Снижение высоты бортовых закраин обода позволит уменьшить изгибающий момент, возникающий от воздействия шины на высокую бортовую закраину, что благоприятно для напряженно-деформированного состояния обода. Кроме того, снижение высоты бортовой закраины позволяет исключить квазишарнир, создаваемый бортом шины в контакте с бортовой закраиной при деформации первой под воздействием внешних нагрузок, нередко приводящих к образованию усталостных трещин в бортовой части шины, особенно при сниженном внутреннем давлении воздуха.The essence of the invention lies in the fact that an increase in the angle of inclination of the landing shelves of the rim and an increase in the preload of the tire beads on the landing shelves leads to a significant reduction in the loading of the bead flanges, which makes it possible to reduce their dimensions and the weight of the rim as a whole. Reducing the height of the rim flanges will reduce the bending moment arising from the impact of the tire on the high flange, which is favorable for the stress-strain state of the rim. In addition, lowering the bead height makes it possible to eliminate the quasi-hinge created by the tire bead in contact with the bead when the former is deformed under the influence of external loads, which often leads to the formation of fatigue cracks in the tire bead, especially at reduced internal air pressure.

Значение угла наклона полки выбрано на основании специально проведенных исследований, исходя из величины угла трения между сопрягаемыми поверхностями шины и обода, а также обеспечения снижения затрат при снятии бортов шины с посадочных полок, принимается равным 13°, что позволит удерживать борта шины на посадочных полках обода, реализуя экстремальные крутящие и тормозные моменты, вследствие повышенного натяга, но одновременно снизить усилие снятия бортов шины с посадочных полках при выполнении демонтажных операций, особенно при так называемом прикипании бортов шины. Распорное кольцо в этом случае будет являться своего рода ограничителем для бортов шины, препятствуя их смещению при действии на колесо осевых сил, особенно при пониженном внутреннем давлении воздуха в шине, что позволит уменьшить его массу, а значит, и массу всего колесного узла.The value of the angle of inclination of the flange was chosen on the basis of specially conducted studies, based on the angle of friction between the mating surfaces of the tire and the rim, as well as ensuring cost reduction when removing the tire beads from the landing shelves, it is assumed to be 13°, which will keep the tire beads on the landing shelves of the rim , realizing extreme torque and braking moments due to increased interference, but at the same time reduce the force of removing the tire beads from the landing shelves during dismantling operations, especially when the so-called sticking of the tire beads. The spacer ring in this case will be a kind of limiter for the tire beads, preventing their displacement under the action of axial forces on the wheel, especially with reduced internal air pressure in the tire, which will reduce its weight, and hence the weight of the entire wheel assembly.

Отличие данного технического решения от известных состоит в увеличенном до 13° угле наклона посадочных полок, уменьшении высоты бортовых закраин и повышении натяга бортов шины на посадочных полках.The difference of this technical solution from the known ones consists in the angle of inclination of the landing shelves increased to 13°, the decrease in the height of the bead flanges and the increase in the preload of the tire beads on the landing shelves.

Технический результат, получаемый от использования данного изобретения, состоит в сосредоточении усилий, передаваемых от бортов шины, на посадочных полках обода, и разгружения за счет этого бортовых закраин, что позволяет уменьшить высоту бортовых закраин и снизить массу обода, в повышении надежности герметизации рабочей полости шины, в снижении трудоемкости выполнения демонтажа шины с обода, а также в снижении нагруженности распорного кольца, что позволяет уменьшить его массу.The technical result obtained from the use of this invention consists in concentrating the forces transmitted from the tire beads on the landing shelves of the rim, and unloading the bead flanges due to this, which makes it possible to reduce the height of the bead flanges and reduce the mass of the rim, in increasing the reliability of sealing the working cavity of the tire , in reducing the complexity of dismantling the tire from the rim, as well as in reducing the loading of the spacer ring, which makes it possible to reduce its weight.

Предлагаемое решение иллюстрируется фиг. 1, на которой изображен профиль бортовой закраины и посадочной полки разборной конструкции обола с 13° посадочными полками и уменьшенными бортовыми закраинами для шин регулируемого давления.The proposed solution is illustrated in Fig. 1, which shows the profile of the bead and landing flange of a collapsible design of an obol with 13° landing flanges and reduced bead flanges for adjustable pressure tires.

Claims

Design of a split rim for tires of regulated pressure, characterized in that the angle of inclination of the landing shelves to the axis of rotation of the wheel is 13°.