Напівпорожниста пневматична шина і з’єднаний з нею обід колеса, зокрема, для сільськогосподарської техніки

Реферат: Пневматична шина (14) напівпорожнистого типу містить покришку, що має внутрішній об'єм, що не накачується, і містить внутрішню стінку (42), забезпечену утримуючим виступом (52), і вигнуту зовнішню стінку (44), утворюючу протектор пневматичної шини; при цьому внутрішня стінка (42) і зовнішня стінка (44) пневматичної шини з'єднані двома кільцевими бордюрами (46, 48). Внутрішня стінка (42) пневматичної шини (14) має увігнуту форму, що дозволяє покривати маючу вигнуту форму зовнішню стінку (34а, 34b) периферійної опорної поверхні (22) обода (12) колеса; при цьому дана зовнішня стінка забезпечена периферійним отвором (36), призначеним для розміщення в ньому утримуючого виступу (52) пневматичної шини. Застосовна, зокрема, до коліс-покажчиків глибини посадки плуга і (або) коліс коткування ґрунту сільськогосподарської техніки. UA 103299 C2 (12) UA 103299 C2 UA 103299 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Даний винахід належить до галузі коліс і, зокрема до напівпорожнистої пневматичної шини і з'єднаного з нею обода колеса, зокрема для сільськогосподарської техніки. Задачею винаходу в основному, але не в обов'язковому порядку, є колесо для конструктивного елемента сівалки, призначене для регулювання глибини роботи даного конструктивного елемента і (або) для коткування ґрунту після проходки даного конструктивного елемента. У сільськогосподарській техніці даного типу інструмент обробки ґрунту, такий як сошник, диск або розпушувальна лапа, створює борозну, в яку закопуються зерна або насіння, при цьому борозна надалі прикривається для забезпечення умов для проростання зерен або насіння. Дана сільськогосподарська техніка буксирується за допомогою трактора і є, як правило, навісного або напівнавісного типу. Колесо, яким оснащена сівалка, використовується, передусім, як колесо-покажчик глибини посадки плуга для контролю глибини роботи сівалки. Але воно може також застосовуватися і для коткування ґрунту для закриття борозни, в який укладаються зерна або насіння. У деяких машинах ці колеса служать виключно як колеса-покажчики глибини посадки плуга, в той час як в інших машинах вони використовуються виключно як колесо для коткування. Однак ці колеса можуть також виконувати подвійну функцію - як покажчик глибини посадки плуга і для коткування. Таке колесо може бути розташоване, відносно напряму руху машини, перед інструментом або позаду інструмента. У всіх випадках ці колеса експлуатуються у важких умовах, беручи до уваги те, що техніка дуже часто пересувається зі швидкістю близько 15-20 км/годину по полю, тобто по нерівній і іноді пересіченій місцевості. Вони також зазнають впливу значних напружень, зокрема, коли машина працює під схил при повороті або при здійсненні розвороту. Крім того, коли колесо рухається по вологому або в'язкому ґрунту, то мокра земля здатна прилипати до колеса, заважаючи останньому відповідним чином виконувати своє призначення. Технічна розробка таких коліс представляється особливо складною. Найбільш поширеним рішенням є колесо, що містить стандартно накачану пневматичну шину, змонтовану на стандартному ободі. Для забезпечення оптимального функціонування пневматичної шини при її накачуванні повинен бути забезпечений правильний тиск, в той же час така пневматична шина чутлива до напружень і її бракує еластичності. Таким чином, вона має схильність збирати землю при русі по вологому ґрунту. Відомі також колеса зі спеціальними пневматичними шинами, зокрема напівпорожнистого типу. Так, заявником в торговій мережі продається колесо, що містить обід, утворений за допомогою маточини, навколо якої розташовується периферійна опорна поверхня, що містить периферійний отвір, а також пневматичну шину напівпорожнистого типу, що містить покришку, яка має внутрішній об'єм, що не накачується; при цьому дана покришка містить внутрішню стінку, призначену для розташування навколо периферійної опорної поверхні і забезпечену утримуючим виступом, пристосованим для розміщення в периферійному отворі, а також зовнішню вигнуту стінку, утворюючу протектор пневматичної шини. Зовнішня стінка обода, як правило, має циліндричну форму, так само як і внутрішня стінка покришки. Колесо, згідно з цим другим варіантом рішення, як правило, є задовільним, однак існує необхідність поліпшити його робочі характеристики, зокрема, спрямовані на забезпечення руху по складному рельєфу місцевості, наприклад на місцевості по похилій площині, або під схил при повороті дороги, або на вологому і в'язкому ґрунті. Як найближчий рівень техніки вибраний патент FR 2850607. Задачею винаходу є, зокрема, рішення вищевказаних проблем відомого рівня техніки. Перший об'єкт даного винаходу стосується пневматичної шини напівпорожнистого типу, яка призначена для обода колеса, утвореного за допомогою маточини, навколо якої розташовується периферійна опорна поверхня, що має зовнішню стінку, забезпечену периферійним отвором; при цьому пневматична шина містить покришку, яка має внутрішній об'єм, що не накачується; при цьому дана покришка містить внутрішню стінку, призначену для розташування навколо зовнішньої стінки периферійної опорної поверхні, яка забезпечена утримуючим виступом, призначеним для розміщення в периферійному отворі периферійної опорної поверхні, а також вигнуту зовнішню стінку, тобто вигнуту назовні, утворюючу протектор пневматичної шини. Згідно з винаходом, внутрішня стінка пневматичної шини має увігнуту форму, що забезпечує покриття маючої вигнуту форму зовнішньої стінки периферійної опорної поверхні; при цьому 1 UA 103299 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 внутрішня стінка і зовнішня стінка пневматичної шини з'єднані двома кільцевими бордюрами, призначеними для покриття зовнішньої стінки периферійної опорної поверхні в напрямі маточини. У зв'язку з своєю особливою конфігурацією покришка напівпорожнистої пневматичної шини покриває вигнуту форму, тобто вигнуту назовні, зовнішньої стінки периферійної опорної поверхні обода, накриваючи периферійну опорну поверхню і витягуючись в напрямі маточини обода. Ця оточуюча конструкція дозволяє домогтися більш хорошої взаємодії форм покришки пневматичної шини і периферійної опорної поверхні обода, що забезпечує підвищену міцність і поліпшені робочі характеристики даної пневматичної шини, зокрема, в складних умовах, наприклад, на місцевості під схил, при повороті, на слизькому ґрунті і т.д. Крім того, така особлива форма пневматичної напівпорожнистої шини забезпечує її підвищену еластичність, що полегшує її самоочищення у випадку руху колеса по вологому і в'язкому ґрунту. Інший об'єкт винаходу стосується обода колеса, призначеного для з'єднання з пневматичною напівпорожнистою шиною, визначення якої дане раніше. Цей обід колеса утворений за допомогою маточини, навколо якої розташовується периферійна опорна поверхня, забезпечена периферійним отвором; при цьому дана периферійна опорна поверхня містить вигнуту назовні зовнішню стінку, що має вершину, в якій обладнується периферійний отвір. Ця зовнішня стінка пристосована для розміщення в ній внутрішньої стінки пневматичної шини напівпорожнистого типу, як це було визначено вище, утримуючий виступ якої призначений для встановлення в периферійному отворі периферійної опорної поверхні. Винахід також стосується колеса, утвореного ободом і пневматичною напівпорожнистою шиною, як це було описано вище. У детальному описі, що наводиться далі, який розглядається виключно як приклад, посилання робиться на прикладені фігури креслення, на яких: - фіг. 1 зображає вигляд спереду колеса, що містить пневматичну напівпорожнисту шину і обід згідно з винаходом; - фіг. 2 - вигляд в розрізі, виконаному по лінії II-II, колеса, поданого на фіг. 1; - фіг. 3 - вигляд в перспективі колеса, поданого на фіг. 1 і 2; - фіг. 4 зображає вигляд розрізу половини колеса, поданого на фіг. 2, в збільшеному масштабі; - фіг. 5 зображає вигляд, аналогічний поданому на фіг. 2, згідно з варіантом здійснення, відповідно до якого підсилювальна арматура утоплена у внутрішній стінці покришки; - фіг. 6 і 7 зображають вигляд в розрізі, виконаному аналогічно поданому на фіг. 2, згідно з варіантами здійснення, відповідно до яких протектор пневматичної шини має зовнішню рельєфність. Спочатку звернемося до фіг. 1-3, на яких зображене колесо 10, призначене для сільськогосподарської техніки, що містить обід 12, навколо якого монтується пневматична шина 14 напівпорожнистого типу, яка називається також "бандажем". Обід 12 утворений маточиною 16, що містить круглий центральний отвір 18, виконаний по осі XX, і отвори для кріплення 20 (в даному прикладі в кількості п'яти штук), які використовуються для встановлення обода на відповідному втримуючому конструктивному елементі (фіг. 1). Навколо маточини 16 розміщується маюча кільцеподібну форму периферійна опорна поверхня 22, яка називається також "опорою", навколо якої монтується пневматична шина 14. Конструкція колеса 10 (обід 12 і пневматична шина 14) стане краще зрозуміла після вивчення фіг. 2 і 4. У даному прикладі обід 12 утворений двома дисками 24а і 24b, які з'єднані між собою за допомогою п'яти черв'ячних пар, що включають гвинт 26 і гайку 28. Кожний гвинт 26 послідовно проходить крізь центральну частину 30b диска 24b і центральну частину 30а диска 24а, після чого на нього накручується гайка 28 (фіг. 4). Продовженням центральних частин 30а і 30b є, відповідно, внутрішні стінки 32а і 32b, що розширяються по краях в радіальному напрямі назовні, продовженням яких є зовнішні стінки 34а і 34b, що сходяться одна до одної. Останні разом утворюють зовнішню стінку периферійної опорної поверхні 22, яка має вигнений радіальний поперечний переріз, тобто вигнуту назовні форму. У даному прикладі цей поперечний переріз є по суті напівкруглим. Іншими словами, переріз кожної із зовнішніх стінок 34а і 34b являє собою форму чверті кола в радіальному напрямі. 2 UA 103299 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Ця зовнішня стінка містить вершину, в якій є розрив, створюючий периферійний отвір 36, обмежений розташованими один проти одного двома зігненими ребордами, відповідно, 38а і 38b, які є складовими частинами зовнішніх стінок 34а і 34b периферійних опорних поверхонь. Зовнішні стінки 34а і 34b з'єднуються, таким чином, з центральними частинами 30а і 30b за допомогою внутрішніх стінок 32а і 32b, які, вужчаючи, витягнуті в напрямі маточини 16. У даному прикладі здійснення диски 24а і 24b виготовлені з металевого листа, наприклад, стального. У той же час, згідно з варіантом здійснення, який не зображений, обід міг би бути виготовлений з однієї заготовки. Крім того, обід міг би бути штампований з пластичного матеріалу, як з однієї, так і з декількох заготовок. Поперечний переріз периферійної опорної поверхні 22 є порожнистим і обмежує маючу кільцеподібну форму порожнину 40. Зігнені реборди 38а і 38b спрямовані всередину порожнини 40. Таким чином, радіальний поперечний переріз опорної поверхні 22 має, як правило, форму серця. Пневматична шина 14 напівпорожнистого типу, завдяки особливій формі, покриває зовнішню стінку 34а і 34b периферійної опорної поверхні 22. Дана пневматична шина містить покришку, виготовлену з еластомеру, наприклад, з каучуку. Ця покришка містить внутрішню стінку 42, що має увігнуту форму, що дозволяє покривати зовнішню стінку 34а, 34b периферійної опорної поверхні 22 обода. Ця внутрішня стінка 42 з'єднана з маючою вигнуту форму зовнішньою стінкою 44, що являє собою протектор пневматичної шини. Внутрішня 42 і зовнішня 44 стінки з'єднані за допомогою двох кільцевих бордюрів 46 і 48, які покривають зовнішню стінку периферійної опорної поверхні в напрямі маточини. Покришка пневматичної шини обмежує внутрішній об'єм 50, який не накачується і взаємодіє з навколишнім зовнішнім середовищем за допомогою щонайменше одного отвору (не показано). Пневматична шина може бути виготовлена звичайним способом, що використовується при виробництві напівпорожнистої пневматичної шини. Внутрішня стінка 42 забезпечена утримуючим виступом 52, який витягнутий всередину в радіальному напрямі і пристосований для розміщення в периферійному отворі 36 з метою забезпечення утримання пневматичної шини на ободі. У даному прикладі утримуючий виступ 52, який кріпиться до внутрішньої стінки 42 покришки, має профіль у вигляді "гриба" або "букви Т", вузька частина 54 якого кріпиться до внутрішньої стінки 42, а широка головка 56 пристосована для розміщення у внутрішній порожнині 40 периферійної опорної поверхні. Таким чином, утримуючий виступ 52 знаходиться між двома дисками 24а і 24b під час їх з'єднання. При розгляді колеса, що складається з однієї частини, представляється можливим здійснити також введення такого утримуючого виступу, але це вимагає розширення в радіальному напрямі пневматичної шини і введення з прикладенням сили виступу в отвір, обмежений по периферії опорної поверхні обода. Внутрішня стінка 42 має по суті напівкруглий поперечний переріз, який аналогічний і для зовнішньої стінки 44. Таким чином, радіальний поперечний переріз покришки має по суті форму півмісяця. Як це показано на фіг. 4, внутрішня стінка 42 містить радіальну глибину Р, яка визначається як радіальна відстань між кільцевими бордюрами 46 і 48 і основою внутрішньої стінки, тобто тим місцем, в якому кріпиться утримуючий виступ 52. Зовнішня стінка 44 містить радіальну висоту Н, яка визначається як радіальна відстань між кільцевими бордюрами 46 і 48 і вершиною 58 зовнішньої стінки. Співвідношення Р/Н між радіальною глибиною і радіальною висотою становить щонайменше 0,25, переважно, від 0,25 до 0,50. У даному прикладі це співвідношення дорівнює 44,5 %. Співвідношення, що перевищує 0,25, дозволяє досягти хорошої взаємодії форм опорної поверхні обода і пневматичної шини для забезпечення хороших механічних характеристик. Згідно з прикладом, зображеним на фіг. 1-4, зовнішня стінка 44, утворююча протектор шини, із зовнішньої сторони гладка, але, як це можна буде побачити в подальшому, здатна мати зовнішню рельєфність. Цікавою особливістю є те, що внутрішня стінка 42 і зовнішня стінка 44 покришки містять відповідні додаткові профілі, розташовані один навпроти одного всередині покришки і здатні вкладатися один в одний, коли покришка притискається до землі під силою тяжіння. У представленому прикладі ці відповідні додаткові профілі містять центральний приливок 60, що виявляє складовою частиною внутрішньої стінки 42, і два бічних приливки 62, що розташовуються на певній відстані один від одного і складові частини зовнішньої стінки 44, які 3 UA 103299 C2 5 10 15 20 25 30 пристосовані для розміщення між собою центрального приливка 60, коли покришка притискається до землі. Дійсно, оскільки пневматична шина належить до напівпорожнистого типу, покришка має схильність природно сплющуватися при контакті із землею під дією сили тяжіння. Таким чином, центральний приливок 60 розміщується між двома бічними приливками 62, що дозволяє перешкоджати будь-якого роду відносним бічним рухам між стінками внутрішньою 42 і зовнішньою 44 стінками. Це представляє особливий інтерес, коли колесо рухається по маючій складний характер місцевості, наприклад, по похилій поверхні або під схил при повороті, оскільки це дозволяє колесу витримувати траєкторію свого руху. Згідно з варіантом, зображеним на фіг. 5, підсилювальна арматура 64 утоплена у внутрішню стінку 42 покришки поруч з утримуючим виступом 52. Ця арматура, яка, переважно, є металевим кільцем або тросом, дозволяє посилити покришку в районі периферійного виступу, який піддається особливому напруженню. Як вже вказувалося, зовнішня стінка 44, утворююча протектор шини, може мати зовнішню рельєфність. У прикладі, зображеному на фіг. 6, зовнішня стінка 44 оточена зовнішнім центральним ребром жорсткості 66, яке розташовується на вершині протектора шини. У прикладі, поданому на фіг. 7, дана зовнішня стінка забезпечена двома зовнішніми бічними ребрами жорсткості 68, які знаходяться на певній відстані одне від одного. Ці два ребра жорсткості 68 розташовуються по суті в районі вищезазначених бічних приливків 62. Можуть розглядатися і інші види рельєфності, наприклад, ґрунтозачепи. Винахід застосовний, передусім, до коліс, що використовуються в сільському господарстві, зокрема, до коліс-покажчиків глибини посадки плуга і(або) коліс для коткування ґрунту. Обід колеса може бути виготовлений з однієї заготовки або з двох заготовок: як металевої, так і з пластичного матеріалу. Опукла форма зовнішньої стінки обода може мати іншу, ніж напівпорожнисту форму, наприклад двосхилу форму. У рівній мірі для форми пневматичної шини придатні різні варіанти здійснення винаходу, в тому випадку, якщо її внутрішня стінка покриває опорну поверхню обода і виступає за краї цієї опорної поверхні, витягуючись до маточини і утворюючи обволікаючу форму. Пневматична шина, зокрема еластична, що забезпечує підвищений ефект самоочищення. Пневматична шина згідно з винаходом може також переміщатися по дорозі, в тому випадку, якщо її швидкість не перевищує допустиму межу, що становить, як правило, 40 км/годину. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 35 40 45 50 55 60 1. Пневматична шина (14) напівпорожнистого типу, що містить покришку, яка має внутрішній об'єм, що не накачується, при цьому дана покришка містить внутрішню стінку (42), яка забезпечена утримуючим виступом (52), а також вигнуту зовнішню стінку (44), яка утворює протектор пневматичної шини, при цьому внутрішня стінка (42) і зовнішня стінка (44) пневматичної шини з'єднані двома кільцевими бордюрами (46, 48), яка відрізняється тим, що внутрішня стінка (42) має увігнуту форму, причому радіальний поперечний переріз покришки має по суті форму півмісяця, а внутрішня стінка (42) містить радіальну глибину (Р), яка визначається як радіальна відстань між кільцевими бордюрами (46, 48) і дном внутрішньої стінки; при цьому зовнішня стінка (44) має радіальну висоту (Н), яка визначається як радіальна відстань між кільцевими бордюрами (46, 48) і вершиною (58) зовнішньої стінки; при цьому співвідношення (Р/Н) між радіальною глибиною і радіальною висотою становить щонайменше 0,25, переважно від 0,25 до 0,50. 2. Пневматична шина напівпорожнистого типу за п. 1, яка відрізняється тим, що внутрішня стінка (42) покришки має по суті напівкруглий поперечний переріз. 3. Пневматична шина напівпорожнистого типу за одним з пп. 1 і 2, яка відрізняється тим, що утримуючий виступ (52), який кріпиться до внутрішньої стінки (42) покришки, має профіль грибоподібний або Т-подібний, що містить вузьку частину (54), яка кріпиться до внутрішньої стінки. 4. Пневматична шина напівпорожнистого типу за одним з пп. 1-3, яка відрізняється тим, що підсилювальна арматура (64) заглиблена у внутрішню стінку (42) покришки поруч з утримуючим виступом (52). 5. Пневматична шина напівпорожнистого типу за одним з пп. 1-4, яка відрізняється тим, що внутрішня стінка (42) і зовнішня стінка (44) покришки містять взаємодоповнюючі профілі (60, 62), розташовані один навпроти одного всередині покришки і здатні вставлятися один в одний, коли покришка притискається до землі під впливом навантаження. 4 UA 103299 C2 5 10 15 20 25 30 6. Пневматична шина напівпорожнистого типу за п. 5, яка відрізняється тим, що взаємодоповнюючі профілі містять центральний приливок (60), що є складовою частиною внутрішньої стінки (42), і два бічних приливки (62), які розташовані на відстані один від одного і є складовими частинами зовнішньої стінки (44), виконані з можливістю розміщення між ними центрального приливка (60), коли покришка притискається до землі. 7. Пневматична шина напівпорожнистого типу за одним з пп. 1-6, яка відрізняється тим, що зовнішня стінка (44) пневматичної шини, яка утворює протектор шини, як правило, із зовнішнього боку є гладкою. 8. Пневматична шина напівпорожнистого типу за одним з пп. 1-7, яка відрізняється тим, що зовнішня стінка (44) пневматичної шини, яка утворює протектор шини, має зовнішню рельєфність (66, 68), зокрема щонайменше зовнішнє кільцеве ребро жорсткості. 9. Обід колеса, утворений маточиною (16), навколо якої розташовується периферійна опорна поверхня (22), забезпечена периферійним отвором (36), який відрізняється тим, що периферійна опорна поверхня (22) обода містить вигнуту назовні зовнішню стінку (34а, 34b), що має вершину, в якій виконаний периферійний отвір (36); при цьому дана зовнішня стінка (34а, 34b) пристосована для розміщення в ній внутрішньої стінки (42) пневматичної шини напівпорожнистого типу за одним з пп. 1-8, при цьому утримуючий виступ (52) встановлюється в периферійному отворі периферійної опорної поверхні. 10. Обід колеса за п. 9, який відрізняється тим, що периферійний отвір (36) обмежений двома розташованими одна навпроти одної зігненими ребордами (38а, 38b), що є складовими частинами зовнішньої стінки (34а, 34b) периферійної опорної поверхні (22) обода і спрямовані всередину порожнини (40) периферійної опорної поверхні (32). 11. Обід колеса за одним з пп. 9 і 10, який відрізняється тим, що продовженням зовнішньої стінки (34а, 34b) периферійної опорної поверхні (22) є внутрішня стінка (32а, 32b), яка звужується в напрямку маточини (16). 12. Обід колеса за одним з пп. 9-11, який відрізняється тим, що обід (12) утворений шляхом складання двох дисків (24а, 24b), переважно металевих, які разом обмежують периферійний отвір (36). 13. Колесо, що містить пневматичну шину напівпорожнистого типу (14) за одним з пп. 1-8, що монтується навколо обода (12) за будь-яким з пп. 9-12. 5 UA 103299 C2 6 UA 103299 C2 7 UA 103299 C2 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8