Колесо транспортного средства

Колесо транспортного средства содержит ступицу 1 и эластичный обод 2, соединенные спицами - спиральными пружинами 3. При этом все упомянутые пружины расположены под острым углом к оси вращения колеса. Колесо характеризуется повышенной эластичностью. Предназначено главным образом для внедорожных транспортных средств, эксплуатируемых в условиях максимально щадящего воздействия колеса на почву с целью минимально возможного травмирования естественного растительного покрытия почвы (тундры). Фиг.3

Техническое решение относится к транспортному машиностроению, в частности, к колесам повышенной эластичности для безрельсовых транспортных средств, предназначенных главным образом для перемещения по бездорожью тундры с минимально возможным травмированием естественного растительного покрытия почвы. Оно может быть использовано также в любом другом транспортном средстве, в частности, когда конструкцию такового не желают усложнять применением амортизирующей системы.

Известны различные колеса повышенной эластичности для безрельсовых транспортных средств, в конструкции которых для достижения требуемой эластичности применены спиральные пружины, устанавливаемые между ступицей ободом колеса. Так, например, известно колесо транспортного средства, содержащее ступицу, связанную с жестким ободом упругим элементом, выполненным в виде спиральной пружины, ось которой изогнута по окружности. При этом каждый виток пружины соединяет обод со ступицей колеса (см. патент РФ №2048988, В 60 В 9/06, 1995). Недостатками этой конструкции являются сложность сборки колеса, повышенный износ пружины в местах соединения ее витков с ободом и ступицей колеса, трудности достижения бесшумности (исключения скрипа) колеса, слабая жесткость колеса в осевом направлении.

Известно также колесо транспортного средства, содержащее ступицу, жесткий обод и жесткое промежуточное кольцо, концентрично расположенное относительно ступицы и соединенное с ней спиральными пружинами (см. авторское свидетельство СССР №421549, В 60 В 9/06, 1974 г.). С ободом жесткое промежуточное кольцо соединено спицами. Недостатком

этой конструкции является недостаточно высокая эластичность колеса, обусловленная жестким соединением промежуточного кольца с ободом, следовательно, малой амплитудой перемещения обода по отношению к ступице, не всегда позволяющая ободу колеса во время езды принимать положение, соответствующее неровностям грунта. Последнее обстоятельство приведет к повышенному травмированию поверхности грунта и повышенному и неравномерному износу обода колеса по его наружной поверхности. Кроме того, недостаточная эластичность колеса вызывает необходимость снабжения транспортного средства амортизирующей системой, значительно усложняющей конструкцию и эксплуатацию транспортного средства. Другим недостатком прототипа является сложность конструкции колеса, обусловленная горизонтальным расположением пружин, что в свою очередь обуславливает сложность его сборки и ремонта.

Наиболее близким аналогом предлагаемого колеса может служить обычное колесо, содержащее обод, соединенный со ступицей спицами (см. Политехнический словарь, М., 1989, стр.231).

Обод любого из известных колес всегда является достаточно жестким, так как традиционно считается, что он должен быть всегда концентричным втулке. В случае применения такого колеса для условий тундры его жесткий обод будет вызывать значительное травмирование почвы, что весьма нежелательно, так как для восстановления естественного растительного покрытия тундры требуются годы. Кроме того, протектор жесткого обода колеса достаточно быстро изнашивается.

Задачей предложения является устранение указанных недостатков известных колес и создание колеса с улучшенными характеристиками.

Техническим результатом настоящего технического решения является повышение эластичности колеса, так что по степени своей эластичности оно превосходит колесо с пневматической шиной, причем эластичность

колеса повышается не только в радиальном, но и в осевом направлении. Тем самым возникает сопутствующий технический результат - свобода ориентации обода колеса для максимального контакта с поверхностью почвы при любых ее неровностях. Это позволяет ободу колеса быть плавающим по отношению к ступице и в процессе эксплуатации принимать положение, соответствующее неровностям грунта, в максимально широком диапазоне этих неровностей. Тем самым обеспечивается максимально щадящее воздействие колеса на почву. Другим техническим результатом предложения является упрощение конструкции и эксплуатации транспортного средства путем полного исключения амортизирующей системы с ее рессорами, рычагами, реактивными тягами и т.п. исключительно за счет повышения эластичности колеса, а также упрощение конструкции колеса и соответственно его сборки и текущего ремонта, включая ремонт в дороге.

Указанные технические результаты достигаются тем, что в колесе транспортного средства, содержащем обод, соединенный со ступицей спицами, указанные спицы выполнены в виде спиральных пружин, причем обод колеса выполнен гибким. При этом вместо указанных спиральных пружин в предлагаемом колесе могут быть применены любые эластичные растягивающиеся элементы.

На фиг.1 показано прелагаемое колесо, вид сбоку; на фиг.2 - в осевом сечении по А-А фигуры 1; на фиг.3 - прелагаемое колесо, вид сбоку, под нагрузкой; на фиг.4 - предлагаемое колесо в осевом сечении под нагрузкой.

Как показано на фиг.1 и 2, колесо состоит из ступицы 1 и обода 2, соединенных между собой спицами, выполненными в виде спиральных пружин 3. Обод 2 колеса выполнен гибким (см. фиг.3) и может быть покрыт резиновым или пластиковым бандажом 4.

Все пружины 3, соединяющие ступицу 1 с гибким ободом 2, расположены под острым углом к оси вращения колеса (см. фиг.2 и 4). Эти пружины могут находиться в плоскостях, проходящих по оси вращения колеса, могут также быть установлены вразброс. Их устанавливают на колесо в натянутом положении, причем предварительное натяжение пружин задают с учетом максимальной боковой нагрузки, приходящейся на обод 2 колеса. Концы пружин могут быть присоединены к конструктивным элементам 5 обода колеса и ступицы 1 посредством сферических шарниров. (На чертежах соединение пружин с ободом и втулкой показано условно в виде простого примыкания концов пружин к указанным конструктивным элементам.)

При движении транспортного средства радиальная нагрузка на вал, а следовательно, и на обод 2 колеса воспринимается всеми спиральными пружинами 3, занимающими на горизонтальной поверхности положение, показанное на фиг.3 и 4. Наличие сферических шарниров на концах пружин предотвращает их изгиб, что повышает долговечность пружин. При попадании на наклонную поверхность или на кочку плавающий обод 2 колеса занимает соответствующее наклонное положение, что максимально ограничивает травмирование поверхности грунта, а также неравномерный износ обода колеса по его наружной поверхности. Ввиду того, что обод 2 колеса является гибким, площадь контакта его бандажа 4 с поверхностью грунта увеличивается в несколько раз в сравнении с колесом с жестким ободом, что соответственно в несколько раз уменьшает износ колеса и увеличивает его срок службы.

Разумеется, вместо пружин 3 в колесе могут быть применены любые эластичные растягивающиеся элементы. Возможны также различные комбинации пружин и эластичных растягивающихся элементов. Возможна

также установка пружин и эластичных растягивающихся элементов вперемешку в определенной последовательности.

Повышенная эластичность колеса, обусловленная эластичностью его обода и мягким соединением промежуточного кольца с ободом, а, следовательно, большая амплитуда перемещения обода по отношению к ступице, позволяет ободу колеса во время езды принимать положение, соответствующее неровностям грунта в очень широком диапазоне. Это значительно снижает травмирование почвы, значительно уменьшает износ обода колеса по его наружной поверхности, в том числе неравномерный износ. Кроме того, повышенная эластичность колеса позволяет транспортному средству обходиться без амортизирующей системы, что значительно упрощает конструкцию и эксплуатацию транспортного средства. Упрощение сборки колеса и его ремонта по сравнению с прототипом очевидны, так как установка пружины в отличие от установки спицы не требует никаких специальных приспособлений. Это позволяет ремонтировать колесо и в дороге, такой ремонт будет сводиться в основном к замене лопнувшей пружины.

Источники информации, принятые во внимание:

SU 421549, 22.11.1974;

RU 2048988 С1, 27.11.1995;

Политехнический словарь, М., 1989, стр.231 (прототип).

1. Колесо транспортного средства, содержащее обод, соединенный со ступицей спицами, отличающееся тем, что указанные спицы выполнены в виде эластичных растягивающихся элементов.

2. Колесо по п.1, отличающееся тем, что его обод выполнен гибким.

3. Колесо по п.1 или 2, отличающееся тем, что в нем указанные эластичные растягивающиеся элементы выполнены в виде спиральных пружин.