Колесный диск для автомобильного колеса с бескамерной шиной

(51) В 60 С 5/00 (2006.01) В 60 С 23/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ воздуха в накачанной шине колеса соответствует норме, механизм удерживает выпускной клапан закрытым, и сжатый воздух из баллона в шину не поступает. Когда же из-за утечки воздуха из шины оно, уменьшаясь, окажется ниже требуемой нормы,устройство открывает выпускной клапан и сжатый воздух из баллона поступает в полость шины, а когда, в результате этого, давление сжатого воздуха в шине возвратится к норме, устройство выпускной клапан закрывает. При этом т.к. утечка воздуха из шины происходит непрерывно, то поступление сжатого воздуха из баллона в шину будет периодически повторяться. Поэтому давление сжатого воздуха в шине до тех пор, пока давление сжатого воздуха в баллоне будет больше, чем в шине, будет все время соответствовать техническим условиям ее эксплуатации, что исключает необходимость его постоянного контролирования и периодического подкачивания шины. Водителю автомобиля будет необходимо только периодически пополнять запас сжатого воздуха в баллоне, но учитывая, что он расходуется только на компенсацию хотя и постоянной, но очень незначительной утечки воздуха из шины, это будет необходимо проделывать не чаще, чем, например,одного раза в год или еще реже.(56) Стандартный колесный диск для автомобильного колеса с бескамерной шиной. Изделие(54) КОЛЕСНЫЙ ДИСК ДЛЯ АВТОМОБИЛЬНОГО КОЛЕСА С БЕСКАМЕРНОЙ ШИНОЙ(57) Изобретение относится к автомобильному транспорту, в частности, к автомобилям с колесами,оснащенными бескамерными шинами. Предлагается простое необслуживаемое устройство,обеспечивающее постоянное автоматическое поддержание в накачанной бескамерной шине колеса автомобиля давления сжатого воздуха, соответствующего техническим условиям ее эксплуатации. Оно представляет собой встроенный в колесный диск баллон высокого давления для сжатого воздуха, давление которого в несколько раз больше давления сжатого воздуха,поддерживаемого в бескамерных шинах колес автомобилей, с вентилем для его заполнения сжатым воздухом и выпускным клапаном для выхода из него сжатого воздуха в полость шины с устройством для его автоматического открывания и закрывания, реагирующим на изменения давления сжатого воздуха в шине. Когда давление сжатого 21198 Изобретение относится к автомобильному транспорту, в частности, к автомобилям с колесами,оснащенными бескамерными шинами. Известно, что из шин колес автомобилей по разным причинам происходит, хотя и очень незначительная, но непрерывная утечка воздуха. Поэтому водители автомобилей вынуждены постоянно контролировать в них давление сжатого воздуха и периодически их подкачивать. Тем не менее, в промежутках времени между очередными подкачиваниями шины эксплуатируются при постепенно уменьшающемся в них давлении сжатого воздуха, что приводит к повышенному износу их протекторов и увеличению расхода горючего двигателем автомобиля. Кроме того, так как утечка воздуха из отдельных шин комплекта колес автомобиля происходит с неодинаковой интенсивностью, то их диаметры постепенно будут все больше и больше отличаться друг от друга, что приводит к снижению безопасности движения автомобиля. Известно также, что ни одна автомобильная фирма-производитель не оснащает колеса с бескамерными шинами выпускаемых ею автомобилей устройством,обеспечивающим автоматическую компенсацию утечки из их шин сжатого воздуха и, тем самым, поддерживающим в них давление сжатого воздуха на уровне,соответствующем техническим условиям их эксплуатации. Известно устройство (п.п. К 16169, 2005 г.),которое решает эту задачу путем автоматического подкачивания сжатого воздуха в шину диафрагменным насосом с центробежным приводом, встроенным в каждое колесо автомобиля. Насос предложенного устройства работает во время движения автомобиля в результате прогибаний его упругой диафрагмы массивным грузом,закрепленным в ее центральной части, который совершает возвратно-поступательные перемещения под действием центробежной силы, величина которой изменяется при изменениях скорости движения автомобиля. Недостатками известного устройства являются 1. Деформация диафрагмы насоса вдоль ее плоскости,происходящая под действием поперечных смещений закрепленного на ней массивного груза под действием сил инерции,возникающих при изменениях скорости и (или) направления движения автомобиля. 2. Возвратно-поступательные перемещения массивного груза, закрепленного на диафрагме насоса, вызывают нарушения балансировки колеса,которая изменяется при изменении скорости движения автомобиля. 3. Устройство обеспечивает поддержание давления сжатого воздуха в шине колеса на требуемом уровне только при регулярной эксплуатации автомобиля. Прототипом изобретения является стандартный колесный диск для автомобильного колеса с бескамерной шиной,не обеспечивающий 2 постоянную автоматическую компенсацию непрерывной утечки из нее сжатого воздуха. Техническим результатом, достигаемым при использовании предлагаемого изобретения, является обеспечение автоматического поддержания в бескамерной шине колеса автомобиля предварительно созданного в ней давления сжатого воздуха на уровне, соответствующем техническим условиям ее эксплуатации. Это достигается тем, что изобретение включает в себя встроенный в колесный диск колеса автомобиля баллон высокого давления, заполненный сжатым воздухом, запас которого обеспечивает постоянную компенсацию непрерывной утечки воздуха из полости шины колеса. Баллон снабжен вентилем для его заполнения сжатым воздухом и выпускным клапаном для выхода из него сжатого воздуха в полость шины колеса с устройством для его открывания и закрывания, реагирующим на изменения давления сжатого воздуха в полости шины колеса. Изобретение может быть выполнено в двух вариантах. В первом варианте изобретение встраивается в колесный диск при его изготовлении. Во втором варианте оно встраивается внего когда он эксплуатируется в колесе автомобиля. Описание изобретения поясняется чертежами, на которых представлены Фиг.1. Колесный диск для автомобильного колеса с бескамерной шиной, в который в процессе его изготовления встроен баллон высокого давления с вентилем для его заполнения сжатым воздухом и выпускным клапаном с устройством для его автоматического открывания и закрывания(анероидной коробкой). Фиг.2. Устройство для автоматического открывания и закрывания выпускного клапана(анероидная коробка). Фиг.3. Колесный диск для автомобильного колеса с бескамерной шиной, находящийся в эксплуатации, с закрепленными в нем баллонами высокого давления с вентилем для их заполнения сжатым воздухом и выпускным клапаном с устройством для его автоматического открывания и закрывания (анероидной коробкой). Фиг.4. Струбцина с зажатой в ней анероидной коробкой. В первом варианте баллон образуется дном кольцевой канавки колесного диска 1 и лентой 2(см. фиг.1.) изготовленной, например, из стального листа, ширина которой равна ширине этого дна. Лента 2 предварительно слегка изогнута вдоль ее длины в виде желоба, а затем, изогнута в кольцо,выпуклостью желоба наружу и, своими длинными краями, приварена к дну кольцевой канавки диска 1 у основания ее стенок (см. фиг.1., поз. АА). Короткие края ленты 2 состыкованы между собой и приварены друг к другу. Периодическое заполнение баллона сжатым воздухом осуществляется через,например, стандартный вентиль 3, запрессованный в отверстии, проделанном в стенке кольцевой канавки диска 1, например, около вентиля 4 шины колеса. Конец его трубки, обращенный внутрь полости 21198 шины, удлинен и с помощью накидной гайки 5 прикреплен к штуцеру 6, закрепленному в отверстии, проделанном в ленте 2 (например,посредством пайки). В качестве выпускного клапана баллона используется, например, стандартный вентиль 7 для шины колеса автомобиля,освобожденный от резинового уплотнителя и закрепленный (например, посредством пайки) в отверстии, проделанном в ленте 2 посередине ее ширины. Перед его закреплением конец его трубки,в который вставляется золотник для его ввинчивания в трубку, обрезается настолько, чтобы при утапливании центрального стержня золотника до отказа его верхний конец выступал над обрезанным краем трубки на 2 - 3 мм. Другой конец трубки вентиля 7, для уменьшения его длины,обрезан на 15 -20 мм. К ленте 2 около закрепленного в ней вентиля 7 перпендикулярно ее поверхности приварены две стальные стойки 8 в виде прямоугольных пластинок,расположенных параллельно друг к другу. Для автоматического открывания и закрывания вентиля 7 (что достигается утапливанием и отпусканием центрального стержня его золотника) использовано,например, выгибание и выпрямление мембраны анероидной коробки, закрепленной на концах стоек 8,которые происходят при изменениях соотношения давлений сжатого воздуха в анероидной коробке и полости шины колеса. Металлическая анероидная коробка имеет форму цилиндрического стакана 9 (см. фиг. 2.) герметически закрытого упругой металлической мембраной 10, в центре которой закреплен(например, припаян) металлический диск 11 с цилиндрическим металлическим стержнем 12,свободно расположенным внутри металлической трубки 13, прикрепленной одним своим концом к дну стакана 9. Анероидная коробка закреплена в колесном диске 1 таким образом, что стержень 12 с трубкой 13 исключают деформацию мембраны 10 вдоль ее плоскости под действием сил инерции,возникающих при резких изменениях скорости вращения колеса. Кроме того, трубка 13 препятствует прогибанию мембраны 10 внутрь стакана 9 под действием центробежной силы,возникающей при вращении колеса. В отверстии,проделанном в стенке стакана 9 запрессован,например, стандартный вентиль 14 для бескамерной шины колеса автомобиля, через который анероидная коробка заполняется сжатым воздухом. Винтами 15 она закрепляется на концах стоек 8 (см. фиг. 1.),причем так, что ее мембрана 10 (которая при незаполненной анероидной коробке сжатым воздухом находится в выпрямленном состоянии) центральной частью диска 11 соприкасается с верхним концом центрального стержня золотника вентиля 7. Для исключения нарушения балансировки колесного диска 1 вентилями 3, 4 и 7 и стойками 8, с закрепленной на них анероидной коробкой, к ленте 2 диаметрально противоположно их расположению приварен груз 16 (например,стальная пластинка), масса которого примерно равна их суммарной массе. Перед надеванием на колесный диск 1 протектора анероидная коробка снимается со стоек 8 и заполняется сжатым воздухом, давление которого при выпрямленной мембране 10 должно быть равно давлению сжатого воздуха в полости шины колеса, соответствующего техническим условиям эксплуатации автомобиля, на котором колесо будет установлено. Чтобы при заполнении анероидной коробки сжатым воздухом ее мембрана 10 не выгнулась относительно стакана 9 наружу, она вместе с, например, металлической пластинкой 17 зажимается, например, в струбцину 18 (см. фиг. 4.). После заполнения сжатым воздухом требуемого давления, анероидная коробка вынимается из струбцины 18 (мембрана 10 при этом давлением сжатого воздуха, заполнившего анероидную коробку, немедленно выгнется относительно стакана 9 наружу) и снова закрепляется на стойках 8. Это приведет к тому, что центральный стержень золотника вентиля 7 давлением выгнутой наружу мембраны 10 окажется утопленным, в результате чего вентиль 7 будет открыт. После этого на колесный диск 1 надевается протектор и полость шины колеса через ее вентиль 4 заполняется сжатым воздухом. При этом, когда его давление в ней достигнет давления, соответствующего техническим условиям ее эксплуатации, а значит станет равным давлению сжатого воздуха в анероидной коробке, ее мембрана 10 выпрямится и перестанет утапливать центральный стержень золотника вентиля 7, в результате чего он закроется. Затем через вентиль 3 сжатым воздухом заполняется баллон. Давление сжатого воздуха в нем доводится, например, до 1520 атм. После этого колесо балансируется и используется по назначению. Изобретение используется следующим образом. Пока давление сжатого воздуха в полости шины колеса с встроенным в его колесный диск изобретением соответствует техническим условиям его эксплуатации, а значит равно давлению сжатого воздуха в анероидной коробке, ее мембрана 10 будет находиться в выпрямленном состоянии, а вентиль 7 будет оставаться закрытым. Это исключает поступление сжатого воздуха из баллона в полость шины колеса. Но как только из-за непрерывной утечки из нее воздуха оно станет меньше давления сжатого воздуха в анероидной коробке, мембрана 10 выгнется относительно стакана 9 наружу и диском 11 утопит центральный стержень золотника вентиля 7. Это приведет к тому,что он откроется и сжатый воздух из баллона будет поступать в полость шины колеса. Когда же в результате этого давление сжатого воздуха в ней,увеличиваясь, вновь станет равным давлению сжатого воздуха в анероидной коробке, мембрана 10 выпрямится и вентиль 7 закроется. При этом, т.к. утечка воздуха из полости шины колеса происходит непрерывно,то это будет периодически повторяться, но до тех пор, пока уменьшающееся,вследствие этого, давление сжатого воздуха в баллоне не достигнет величины, равной величине давления сжатого воздуха, которое должно поддерживаться в полости шины колеса, это 3 21198 давление в ней, будет все время автоматически поддерживаться на уровне, соответствующем техническим условиям ее эксплуатации. Поэтому,для обеспечения непрерывного автоматического поддерживания давления сжатого воздуха в полости шины колеса на требуемом уровне, запас сжатого воздуха в баллоне должен периодически пополняться. Однако, учитывая, что он расходуется только на компенсацию, хотя и непрерывной, но очень незначительной утечки воздуха из полости шины колеса, это будет необходимо проделывать не чаще, чем, например, один раз в год или еще реже. Предлагаемое изобретение работает только,когда автомобиль неподвижен, т.к. во время его движения мембрана 10 анероидной коробки под действием центробежной силы окажется прижатой к торцу трубки 13 и на уменьшение давления сжатого воздуха в полости шины колеса, вызванного его утечкой, реагировать не будет. Во втором варианте, т.е. в случае, когда колесный диск находится в эксплуатации,изобретение встраивается в него после его освобождения от протектора. Оно представляет собой баллон высокого давления, состоящий из двух одинаковых баллонов 1 с горловинами 2,изготовленных, например, из стального листа,которые, для исключения ими разбалансировки колесного диска 3, закрепляются в нем диаметрально противоположно друг другу (см. фиг. 3.). Баллоны 1 закреплены на дне кольцевой канавки колесного диска 3 посредством хомута в виде,например, ленты 4 из мягкой стали шириной 30 - 50 мм и стальной скобы 5 для ее натяжения. Лента 4 пропущена через щелевые отверстия, проделанные в стойках 6, приваренных к баллонам 1, и охватывает дно кольцевой канавки диска 3 по ее окружности. Один конец ленты 4 прикреплен (например,приварен) к одному концу скобы 5, а другой ее конец вставлен в продольную щель 7 в болте 8,шарнирно закрепленном на другом конце скобы 5(см. фиг. 3., поз. АА). Вращением гаечным ключом болта 8 лента 4 натянута до отказа, после чего болт 8 зафиксирован гайкой 9. К скобе 5 приварены две стальные стойки 10 в виде прямоугольных пластинок,расположенных параллельно друг другу. Перед их привариванием в отверстиях, проделанных в них, закреплена металлическая (например, латунная) трубка 12. Она закреплена гайками 11, навинченными на нее. А ее концы посредством металлических трубок или резиновых шлангов высокого давления 13 присоединены к горловинам 2 баллонов 1. В одном из отверстий, проделанном в стенке трубки 12 посередине между стойками 10, закреплен(например, посредством пайки) стандартный вентиль 14 для бескамерной шины колеса автомобиля,освобожденный от резинового уплотнителя и подготовленный для его закрепления в трубке 12 таким же образом, как и вентиль 7 перед его закреплением в ленте 2 в первом варианте изобретения. В другом отверстии, проделанном в трубке 12,закреплен (также, например, посредством пайки) 4 штуцер 15. В стенке кольцевой канавки колесного диска 3 против штуцера 15 проделано отверстие, в которое запрессован стандартный вентиль 16 для бескамерной шины колеса автомобиля, конец трубки которого, обращенный внутрь полости шины, удлинен и посредством накидной гайки 17 присоединен к штуцеру 15. Для исключения разбалансировки колесного диска 3 вентилем шины колеса, вентилем 16, скобой 5 и стойками 10 с закрепленными на них трубкой 12 с вентилем 14 и штуцером 15 и анероидной коробкой, перед закреплением в нем баллонов 1, на ленту 4 надевается груз 18 (например, свинцовый) с щелевым отверстием для ленты 4, располагаемый на ней диаметрально противоположно их расположению на колесном диске 3, масса которого примерно равна их суммарной массе. Перед надеванием на колесный диск 3 протектора, с анероидной коробкой выполняются такие же операции, как и в первом варианте изобретения (см. выше), после чего надевается протектор и полость шины колеса и баллоны 1 заполняются сжатым воздухом,а колесо балансируется. Изобретение, предназначенное для колесного диска колеса, находящегося в эксплуатации, может быть использовано в колесном диске колеса с бескамерной шиной в автомобиле любой фирмыпроизводителя, то оно, по мнению автора изобретения,может выпускаться заводомизготовителем в виде комплекта деталей для продажи владельцам автомобилей, которые для его встраивания в колесные диски колес своих автомобилей могут обращаться, например, на станции технического обслуживания автомобилей или выполнять эту работу самостоятельно. 1. Исключение необходимости постоянного контроля давления сжатого воздуха в бескамерных шинах автомобильных колес и их периодического подкачивания. 2. Уменьшение износа протекторов колес автомобиля, который увеличивается при его движении, когда давление сжатого воздуха в их шинах меньше требуемого техническими условиями их эксплуатации, а также уменьшение повышенного расхода горючего двигателем автомобиля,вызываемого этим обстоятельством. 3. Постоянную одинаковость диаметров колес автомобиля. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Колесный диск для автомобильного колеса с бескамерной шиной, отличающийся тем, что в него встроен металлический баллон высокого давления,снабженный вентилем для заполнения металлического баллона высокого давления сжатым воздухом и выпускным клапаном для выхода из металлического баллона высоко давления сжатого воздуха в полость шины колеса с устройством для его автоматического открывания и закрывания.