Патент на изобретение №2223867
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ДЕФОРМИРУЕМОЕ КОЛЕСО, НЕ ЯВЛЯЮЩЕЕСЯ ПНЕВМАТИЧЕСКИМ
(57) Реферат: Изобретение относится к колесу, не являющемуся пневматическим, и, в частности, к деформируемому колесу, которое может быть использовано вместо колеса с пневматическими шинами на автодорожных транспортных средствах. Деформируемая конструкция 1 для транспортного средства предназначена для качения вокруг оси вращения и содержит внутренний кольцевой элемент 3, центрированный на оси, наружный кольцевой элемент 4, образующий беговую дорожку качения, гибкий и нерастяжимый, располагающийся снаружи в радиальном направлении по отношению к внутреннему элементу 3, и множество радиальных перемычек или спиц, расположенных в радиальном направлении между внутренним элементом 3 и наружным кольцевым элементом 4. Каждая радиальная перемычка или спица способна противопоставить воздействию радиального сжатия за пределами порогового значения постоянное усилие. Наружный элемент 4 имеет такую окружную длину, что радиальные перемычки или спицы оказываются предварительно нагруженными усилием радиального сжатия. Имеются также средства стабилизации относительных положений внутреннего элемента 3 и наружного элемента 4, которые ограничивают амплитуду относительного поворота в окружном направлении между внутренним элементом 3 и наружным элементом 4. Радиальные перемычки или спицы расположены между внутренним элементом 3 и наружным элементом 4 таким образом, что их гибкость в меридиональной плоскости меньше, чем гибкость в окружной плоскости. Технический результат – повышение надежности работы предложенного колеса. 3 с. и 10 з.п.ф-лы, 7 ил. Изобретение относятся к колесу, не являющемуся пневматическим, и, в частности, к деформируемому колесу, которое может быть использовано вместо колеса с пневматическими шинами на автодорожных транспортных средствах. На протяжении длительного времени предпринимаются попытки разработать деформируемые колеса, не являющиеся пневматическими, то есть колеса. функционирующие без использования воздуха под давлением, чтобы преодолеть все проблемы, связанные с проколами или снижением давления накачивания пневматических шин. Среди многочисленных технических решений этой проблемы можно упомянуть решение, описанное в патенте США US 3234998. В патенте раскрыто не являющееся пневматическим деформируемое колесо, содержащее диск, внутренний элемент, закрепленный на этом диске, кольцевой наружный элемент, предназначенный для вхождения в контакт с грунтом, гибкий и по существу нерастяжимый, и множество радиальных перемычек или спиц, располагающихся между внутренним и наружным элементами. Наружный элемент имеет такую длину, что он нагружает спицы или радиальные перемычки напряжением радиального сжатия. Другими словами, спицы или радиальные перемычки предварительно напряжены, то есть имеют предварительное нагружение. Поскольку спицы или радиальные перемычки напряжены на своих концах, ориентированное в радиальном направлении усилие реакции, которое может развернуть каждую из этих спиц или радиальных перемычек, за пределами порогового значения нагружения остается постоянным. Указанное в данном патенте колесо содержит также средства стабилизации относительных положений наружного и внутреннего элементов. Радиальные перемычки или спицы изгибаются в меридиональной плоскости, а средства стабилизации ограничивают относительные осевые перемещения внутреннего и наружного элементов. В конструкции этого деформируемого колеса в качестве элементов связи между внутренним и наружным элементами используются радиальные перемычки или спицы, предварительно напряженные сверх нагрузки продольного изгиба. Таким образом, в случае увеличения нагрузки, приложенной к колесу, избыточная нагрузка компенсируется только увеличением числа радиальных перемычек или спиц, эффективно воспринимающих нагрузку. Это происходит вследствие увеличения длины поверхности контакта между колесом и грунтом. Такое поведение деформируемого колеса весьма похоже на поведение в аналогичных условиях обычной пневматической шины. Однако предложенная конструкция колеса обладает существенным недостатком. Различные спицы или радиальные перемычки изгибаются в меридиональных плоскостях, но практически не имеют возможности окружной деформации, поскольку их поперечное сечение обладает большой инерцией в окружном направлении. Поэтому в процессе качения колеса его наружный элемент, находящийся в непосредственном контакте с грунтом, подвергается воздействию значительных продольных усилий, в частности, на поверхности контакта, что приводит к быстрому разрушению не являющегося пневматическим деформируемого колеса. В основу настоящего изобретения поставлена задача создания поддающейся деформации конструкции, предназначенной для формирования не являющегося пневматическим колеса, представляющего те же преимущества комфорта и поведения в эксплуатации, в котором отсутствуют упомянутые выше недостатки. Поддающаяся деформации конструкция колеса для автодорожного транспортного средства в соответствии с предлагаемым изобретением, предназначенная для качения вокруг оси вращения, содержит внутренний кольцевой элемент, центрированный на упомянутой оси, наружный кольцевой элемент, образующий беговую дорожку качения, являющийся гибким и по существу нерастяжимым и расположенный в радиальном направлении снаружи по отношению к внутреннему элементу, множество спиц или радиальных перемычек, расположенных между внутренним и наружным кольцевыми элементами, причем каждая спица или радиальная перемычка способна противопоставить нагружению типа радиального сжатия за пределами некоторого заданного порогового значения по существу постоянное по величине усилие, причем наружный кольцевой элемент имеет такую длину, что радиальные перемычки или спицы предварительно напряжены в результате радиального сжатия, а также средства стабилизации относительных положений внутреннего и наружного элементов. Предназначенная для качения конструкция отличается тем, что радиальные перемычки или спицы сформированы и располагаются между внутренним и наружным элементами таким образом, что их гибкость в меридиональной плоскости значительно меньше, чем гибкость в окружной плоскости, а средства стабилизации ограничивают амплитуду относительного окружного поворота между внутренним и наружным элементами. Колесо, изготовленное на основе деформируемой конструкции в соответствии с предлагаемым изобретением, обладает тем преимуществом, что каждая спица или радиальная перемычка имеет возможность деформироваться в окружном направлении при качении колеса в том случае, когда эта спица или радиальная перемычка оказывается в зоне контакта наружного элемента с грунтом. В предпочтительном варианте реализации радиальные перемычки или спицы колеса подвергаются предварительному напряжению, превышающему нагрузку продольного изгиба. Средства стабилизации также могут содержать упругие соединительные элементы, связывающие не в радиальном направлении внутренний и наружный элементы типа тросиков или тонких перемычек. Эти средства стабилизации испытывают предварительное напряжение на растяжение в состоянии покоя, чтобы непосредственно создавать возвратное усилие в случае вращательного относительного перемещения между внутренним и наружным элементами колеса. Концы радиальных перемычек или спиц могут быть закреплены путем жесткой заделки или шарнирно на внутреннем элементе и/или на наружном элементе. Упомянутые средства стабилизации также могут представлять собой тонкую оболочку, предварительно напряженную на растяжение в радиальном направлении. Поддающаяся деформации конструкция в соответствии с предлагаемым изобретением может также представлять собой предохранительную вставку, предназначенную для установки в систему, образованную пневматической шиной и ее монтажным ободом. В дальнейшем изобретение поясняется описанием нескольких способов реализации со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых: фиг. 1 изображает колесо (вид в осевом направлении), имеющее поддающуюся деформации конструкцию, закрепленную на диске согласно изобретению; фиг.2 изображает разрез по меридиональной плоскости колеса согласно изобретению; фиг. 3 изображает вид в осевом направлении колеса, оборудованного средствами стабилизации, согласно изобретению; фиг. 4а, b изображают сдвоенные и шарнирно закрепленные радиальные перемычки или спицы в состоянии покоя и в деформированном состоянии согласно изобретению; фиг. 5а, b изображают другой вариант реализации радиальных перемычек или спиц, сдвоенных и жестко закрепленных в состоянии покоя и в деформированном состоянии, согласно изобретению; фиг.6а,b изображают радиальные перемычки или спицы колеса под нагрузкой, но вне поверхности контакта с грунтом и в зоне поверхности контакта с грунтом, согласно изобретению; фиг. 7а, b изображают средства стабилизации колеса под нагрузкой, но вне поверхности контакта колеса с грунтом и в зоне поверхности этого контакта колеса с грунтом, согласно изобретению. На фиг.1 и 2 схематически представлены виды в осевом направлении и в разрезе по меридиональной плоскости соответственно колеса, не являющегося пневматическим и образованного поддающейся деформации конструкцией 1, закрепленной на диске 2. Поддающаяся деформации конструкция 1 содержит внутренний элемент 3, связанный с диском 2, наружный кольцевой элемент 4 и радиальные перемычки или спицы 5, связывающие внутренний элемент 3 и наружный элемент 4. Спицы или радиальные перемычки 5 распределены на две системы, содержащие по 60 элементов и располагающиеся в осевом направлении рядом друг с другом (фиг.2). Радиальные перемычки или спицы 5 имеют форму параллелепипедов с толщиной, небольшой по сравнению с их длиной и шириной. Такая форма позволяет этим элементам легко изгибаться в направлении их толщины. Радиальные перемычки или спицы 5 содержат два конца, закрепленных соответственно на внутреннем элементе 3 и на наружном элементе 4 при помощи шарниров 51. Радиальные перемычки или спицы 5 располагаются между внутренним 3 и наружным 4 элементами таким образом, чтобы их длина располагалась в радиальном направлении, ширина – в осевом направлении и толщина – в окружном направлении. Вследствие этого радиальные перемычки или спицы 5 имеют возможность изгибаться при сжатии в радиальном направлении со стороны их продольных концов. Этот изгиб является окружным. Таким образом, гибкость радиальных перемычек или спиц 5 в меридиональной плоскости оказывается значительно меньшей, чем гибкость в окружной плоскости. В соответствии с описываемым вариантом выполнения шарнирные соединения 51 состоят из двух частей 511 и 512 (фиг.4), соединенных между собой при помощи оси 513. Такой способ соединения позволяет обеспечить возможность свободного вращения между двумя частями 511 и 512 шарнирных соединений 51. Оси 513 располагаются в осевом направлении колеса. Этот способ соединения допускает возможность вращения радиальных перемычек или спиц 5 относительно внутреннего и наружного элементов в плоскости колеса. Эти спицы или радиальные перемычки 5 могут быть изготовлены из полимерного материала, усиленного стекловолокном. Наружный кольцевой элемент 4 содержит металлическую обечайку небольшой толщины в диапазоне от 0,1 до 1 мм, покрытую слоем (не показан) эластомерного материала, предназначенным для вхождения в непосредственный контакт с грунтом. Таким образом, наружный элемент имеет малую жесткость по отношению к изгибу и по существу является нерастяжимым. Окружная длина наружного элемента 4 такова, что все радиальные перемычки или спицы 5 подвергаются предварительному напряжению осевого сжатия сверх нагрузки продольного изгиба. Таким образом, все радиальные перемычки или спицы 5 находятся в состоянии продольного изгиба. Вследствие этого усилие реакции, которое эти радиальные перемычки или спицы оказывают на внутренний элемент 3 и на наружный элемент 4, является по существу постоянным и не зависит от амплитуды радиального сжатия. Колесо (фиг. 1 и 2) находится в состоянии неустойчивого равновесия и энергия, запасенная в радиальных перемычках или спицах 5, стремится высвободиться путем вращательного перемещения наружного элемента 4 по отношению к внутреннему элементу 3. Чтобы ограничить относительное вращение между внутренним элементом 3 и наружным элементом 4, деформируемая конструкция 1 снабжена средствами стабилизации, схематически представленными на фиг.3. Средства стабилизации образованы тросиками 6, связывающими внутренний элемент 3 с наружным элементом 4. На фиг.3 показан тросик 61, закрепленный в точке А на внутреннем элементе 3 и в точке В на наружном элементе 4. Принимая во внимание, что точка О располагается на оси вращения колеса, угол АОВ= ![]() ![]() Формула изобретения 1. Деформируемая конструкция (1) для транспортного средства, предназначенная для качения вокруг оси вращения и содержащая внутренний кольцевой элемент (3), центрированный на оси, наружный кольцевой элемент (4), образующий беговую дорожку качения, гибкий и нерастяжимый, расположенный снаружи в радиальном направлении по отношению к внутреннему элементу (3), и множество радиальных перемычек или спиц (5, 52, 53, 56), расположенных в радиальном направлении между внутренним элементом (3) и наружным кольцевым элементом (4), причем каждая радиальная перемычка или спица предназначена для противодействия радиальному сжатию за пределами порогового значения постоянным усилием, причем наружный элемент (4) имеет такую окружную длину, что радиальные перемычки или спицы (5, 52, 53, 56) предварительно нагружены усилием радиального сжатия, а также средства (6, 7) стабилизации относительных положений внутреннего элемента (3) и наружного элемента (4), отличающаяся тем, что радиальные перемычки или спицы (5, 52, 53, 56) расположены между внутренним (3) и наружным (4) элементами, причем их гибкость в меридиональной плоскости значительно меньше, чем гибкость в окружной плоскости, а средства стабилизации (6, 7) предназначены для ограничения амплитуды относительного поворота в окружном направлении между внутренним элементом (3) и наружным элементом (4). 2. Деформируемая конструкция по п.1, в которой радиальные перемычки или спицы (5, 52, 53, 56) предварительно напряжены сверх величины нагрузки продольного изгиба. 3. Деформируемая конструкция по п.1 или 2, в которой средства (6, 7) стабилизации содержат упругие соединительные элементы, связывающие нерадиальным образом наружный элемент (4) и внутренний элемент (3). 4. Деформируемая конструкция по п.3, в которой упругие соединительные элементы находятся в натяжении, когда конструкция (1) находится в состоянии покоя. 5. Деформируемая конструкция по пп.3 и 4, в которой упругие соединительные элементы связывают точки наружного кольцевого элемента (4) и внутреннего элемента (3), разделенные в состоянии покоя углом ![]() ![]() ![]() ![]() РИСУНКИ
QB4A Регистрация лицензионного договора на использование изобретения
Лицензиар(ы): Сосьете де Текноложи Мишлен (“СТМ”) (FR)
Лицензиат(ы): ООО “МИШЛЕН Русская компания по производству шин”
Договор № РД0005215 зарегистрирован 22.12.2005
Извещение опубликовано: 20.02.2006 БИ: 05/2006
* ИЛ – исключительная лицензия НИЛ – неисключительная лицензия
QB4A Регистрация лицензионного договора на использование изобретения
Лицензиар(ы): Компани Женераль Дез Этаблиссман Мишлен-Мишлен Э Ко. (FR)
Лицензиат(ы): Сосьете де Текнолоджи Мишлен (“СТМ”) (FR)
Договор № РД0005214 зарегистрирован 22.12.2005
Извещение опубликовано: 20.02.2006 БИ: 05/2006
* ИЛ – исключительная лицензия НИЛ – неисключительная лицензия
MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 30.09.2007
Извещение опубликовано: 27.07.2010 БИ: 21/2010
|
||||||||||||||||||||||||||