RU219149U1

RU219149U1 - CAR TIRE

Info

Publication number: RU219149U1
Application number: RU2023101970U
Authority: RU
Inventors: Максим Михайлович Корнильев
Original assignee: Максим Михайлович Корнильев
Filing date: 2023-01-27
Publication date: 2023-06-30

Abstract

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, в частности к способу сохранения подвижности колесной автомобильной техники, оснащенной пневматическими шинами, при пробитии и разрушении которых станет невозможна реализация тяговых и сцепных свойств автомобиля. Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является создание новой конструкции колеса с шиной, имеющей внутреннюю опору более устойчивую к повреждению, с изменяющимся профилем и оптимальными геометрическими параметрами, способствующими снижению вероятности выхода из строя внутренней опоры при ее повреждении и возможностью повторного применения внутренней опоры без дополнительных технических операций. Технический результат достигается тем, что шина автомобиля имеет диск, соединенный с ободом, имеющим ободные кольца. На диск через основание крепится внутренняя опора, при этом основание надежно прижимает бортовые кольца бескамерной шины к ободным кольцам обода, что обеспечивает надежную передачу вращающего момента на бескамерную шину от обода при отсутствии в ней сжатого воздуха. Внутренняя опора имеет оболочку из эластичного полиуретана, внутри которой находится каркас, выполненный в виде металлической сетки из металла с эффектом памяти формы, который способен изменять свою форму и создавать при этом большие усилия при его нагреве, за счет чего заполняется внутренний объем бескамерной шины с создаваемым при этом усилием, равным тому, что создается при подаче в шину воздуха под давлением, соответствующим номинальному значению, тем самых обеспечивая жесткость каркаса бескамерной шины, приближенно равному жесткости исправной шины. Преимущество данной конструкции заключается в том, что внутренняя опора позволяет практически полностью восстановить жесткостные параметры поврежденной шины, что позволит помимо сохранения подвижности автомобиля увеличить расстояние, которое автомобиль может преодолеть на поврежденной шине, а также увеличить скорость движения в этих условиях, данная внутренняя опора в отличие от прототипа не использует в обеспечении своей работы газ, который в случае ее повреждения выйдет из нее, что приведет к ее неработоспособности. Также эта конструкция дает возможностью повторного применения внутренней опоры.

The utility model relates to transport engineering, in particular to a method for maintaining the mobility of wheeled vehicles equipped with pneumatic tires, when pierced and destroyed, it will become impossible to realize the traction and grip properties of the vehicle. The task to be solved by the claimed technical solution is to create a new wheel design with a tire having an internal support that is more resistant to damage, with a variable profile and optimal geometric parameters that help reduce the likelihood of failure of the internal support when it is damaged and the possibility of reusing the internal supports without additional technical operations. The technical result is achieved by the fact that the car tire has a disk connected to a rim having rim rings. An internal support is attached to the disc through the base, while the base reliably presses the bead rings of the tubeless tire to the rim rings of the rim, which ensures reliable transmission of torque to the tubeless tire from the rim in the absence of compressed air in it. The inner support has a shell made of elastic polyurethane, inside which there is a frame made in the form of a metal mesh made of metal with a shape memory effect, which is able to change its shape and create high forces when it is heated, due to which the internal volume of the tubeless tire is filled with the created at the same time, with a force equal to that created when air is supplied to the tire under pressure corresponding to the nominal value, thereby ensuring the rigidity of the tubeless tire carcass, approximately equal to the rigidity of a serviceable tire. The advantage of this design is that the internal support makes it possible to almost completely restore the stiffness parameters of the damaged tire, which, in addition to maintaining the mobility of the car, will increase the distance that the car can overcome on the damaged tire, as well as increase the speed in these conditions, this internal support, in contrast to from the prototype does not use gas to ensure its operation, which, in case of damage, will come out of it, which will lead to its inoperability. Also, this design allows the reuse of the internal support.

Description

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, в частности к способу сохранения подвижности автомобильной колесной техники, оснащенной пневматическими шинами, при пробитии и разрушении которых станет невозможна реализация тяговых и сцепных свойств автомобиля. А при резком падении давления воздуха в пневматической шине во время движения может привести к потере управления автомобилем и как следствие к аварии.The utility model relates to transport engineering, in particular, to a method for maintaining the mobility of automotive wheeled vehicles equipped with pneumatic tires, when pierced and destroyed, it will become impossible to realize the traction and grip properties of the car. And with a sharp drop in air pressure in a pneumatic tire while driving, it can lead to loss of control of the car and, as a result, to an accident.

Практика показывает, что в случае наезда автомобиля на камни, острые предметы, неровности дороги (выбоин и ухабов), острые кромки рельсовых путей, крышек канализационных люков и так далее, а также попадании автомобиля под обстрел или подрыве автомобиля на взрывном устройстве, колесный движитель является уязвимым и малозащищенным местом.Practice shows that in the event of a car hitting stones, sharp objects, road roughness (potholes and potholes), sharp edges of rail tracks, manhole covers, and so on, as well as the car getting under fire or blowing up the car on an explosive device, the wheel mover is vulnerable and vulnerable place.

В настоящий момент известны способы сохранения подвижности автомобиля при повреждении пневматической шины за счет установки внутренних дополнительных опор [1, 2, 3, 4].At the moment, there are known ways to maintain the mobility of the car in case of damage to the pneumatic tire by installing additional internal supports [1, 2, 3, 4].

Известны, двухкамерная защищенная шина (патент США №5301729 А) [1], встроенная система подушек безопасности обода шины (патент США №20050109439 А1) [2], система шина-обод с внутренней и внешней шинами (патент США №5246050) [3], примененные конструкции представляют собой внутренний дополнительный опорный элемент заполняемые воздухом (газом).Known, dual-chamber protected tire (US patent No. 5301729 A) [1], built-in tire rim airbag system (US patent No. 20050109439 A1) [2], tire-rim system with internal and external tires (US patent No. 5246050) [3 ], the applied structures are an internal additional supporting element filled with air (gas).

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является боестойкая шина бронеавтомобиля (патент Россия №152638 U1), содержащая обод и пневматическую бескамерную шину, отличающаяся тем, что во внутренней полости пневматической бескамерной шины установлена толстостенная надувная камера, которая при ее надувании ограничивает радиальную деформацию шины и обеспечивает необходимую ей работоспособность при полной потере внутреннего давления, повреждении или полном разрушении.The closest technical solution, chosen as a prototype, is a combat-resistant tire of an armored car (patent Russia No. 152638 U1), containing a rim and a pneumatic tubeless tire, characterized in that a thick-walled inflatable chamber is installed in the inner cavity of the pneumatic tubeless tire, which, when inflated, limits the radial deformation of the tire and provides it with the necessary performance in the event of a complete loss of internal pressure, damage or complete destruction.

Общим существенным недостатком данных конструкций [1, 2, 3, 4], наряду с низкой боковой жесткостью выступа опоры, является то, что при более глубоком проникновении поражающего элемента (например, простреле колеса из стрелкового оружия, от осколка разорвавшегося снаряда или подрыве на взрывном устройстве) в шину, может привести к повреждению опоры и нарушить ее герметичность, играющую основополагающую роль в ее работоспособности, так как она теряет находящийся в ней воздух (газ), необходимый для ее работы.A common significant drawback of these structures [1, 2, 3, 4], along with the low lateral rigidity of the support protrusion, is that with a deeper penetration of the damaging element (for example, shooting through a wheel from small arms, from a fragment of an exploding projectile or undermining on an explosive device) into the tire, can damage the support and impair its tightness, which plays a fundamental role in its performance, as it loses the air (gas) contained in it, which is necessary for its operation.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является создание новой конструкции колеса с шиной, имеющей внутреннюю опору более устойчивую к повреждению, с изменяющимся профилем и оптимальными геометрическими параметрами, способствующими снижению вероятности выхода из строя внутренней опоры при ее повреждении и возможностью повторного применения внутренней опоры без дополнительных технических операций.The task to be solved by the claimed technical solution is to create a new wheel design with a tire having an internal support that is more resistant to damage, with a variable profile and optimal geometric parameters that help reduce the likelihood of failure of the internal support when it is damaged and the possibility of reusing the internal supports without additional technical operations.

Технический результат - повышение боестойких качеств шины, которые обеспечат сохранение подвижности (частичной подвижности) автомобиля после потери внутреннего давления в пневматической бескамерной шине и воздействия поражающих элементов на внутреннюю опору, повышение ее надежности, курсовой устойчивости автомобиля, сохранения проходимости, ресурса шины и многооборотного применения внутренней опоры.EFFECT: improving the combat-resistant qualities of the tire, which will ensure the preservation of the mobility (partial mobility) of the car after the loss of internal pressure in the pneumatic tubeless tire and the impact of damaging elements on the internal support, increasing its reliability, vehicle roadholding, maintaining patency, tire life and multi-turn use of the internal supports.

Технический результат достигается тем, что шина автомобиля, имеет диск, соединенный с ободом, имеющим ободные кольца. На диск через основание крепится внутренняя опора, при этом основание надежно прижимает бортовые кольца бескамерной шины к ободным кольцам обода, что обеспечивает надежную передача вращающего момента на бескамерную шину от обода, при отсутствии в ней сжатого воздуха. Внутренняя опора имеет оболочку из эластичного полиуретана, внутри которой находится каркас, выполненный в виде металлической сетки из металла с эффектом памяти формы, который способен изменять свою форму и создавать при этом большие усилия при его нагреве, за счет чего заполняется внутренний объем бескамерной шины с создаваемым при этом усилием, равным тому, что создается при подаче в шину воздуха под давлением, соответствующему номинальному значению, тем самых обеспечивая жесткость каркаса бескамерной шины приближенно равному жесткости исправной шины.The technical result is achieved by the fact that the car tire has a disk connected to a rim having rim rings. An internal support is attached to the disk through the base, while the base reliably presses the bead rings of the tubeless tire to the rim rings of the rim, which ensures reliable transmission of torque to the tubeless tire from the rim, in the absence of compressed air in it. The inner support has a shell made of elastic polyurethane, inside which there is a frame made in the form of a metal mesh made of metal with a shape memory effect, which is able to change its shape and create high forces when it is heated, due to which the internal volume of the tubeless tire is filled with the created at the same time, with a force equal to that created when air is supplied to the tire under pressure corresponding to the nominal value, thereby ensuring the rigidity of the tubeless tire carcass approximately equal to the rigidity of a serviceable tire.

Предлагаемое техническое решение содержит диск, соединенный с ободом, имеющим ободные кольца, а также смонтированную на ободе колеса внутреннюю опору, отличающаяся тем, что внутренняя опора содержит эластичную полиуретановую оболочку, внутри которой расположен каркас, состоящий из металлической проволоки, обладающей эффектом памяти формы, и нагревательного элемента, ограничивающей радиальную деформацию пневматической бескамерной шины в случае полной потери внутреннего давления в ее полости, например, из-за сквозных повреждений (проколов, порезов, пулевых пробоев и др.).The proposed technical solution contains a disk connected to a rim having rim rings, as well as an internal support mounted on the wheel rim, characterized in that the internal support contains an elastic polyurethane shell, inside of which there is a frame consisting of a metal wire with a shape memory effect, and a heating element that limits the radial deformation of a pneumatic tubeless tire in the event of a complete loss of internal pressure in its cavity, for example, due to through damage (punctures, cuts, bullet holes, etc.).

Так же к принципиальному отличию предлагаемого технического решения можно отнести то, что известные конструкции не предполагают самостоятельного возвращение опоры в исходное состояние после снятия управляющего воздействия и повторного использования опоры при подаче этого воздействия повторно.Also, the fundamental difference of the proposed technical solution can be attributed to the fact that the known designs do not imply an independent return of the support to its original state after removing the control action and reusing the support when this action is applied again.

Сущность полезной модели поясняется фиг. 1, 2, 3 на которых изображены:The essence of the utility model is illustrated in Fig. 1, 2, 3 which show:

на фиг. 1 - представлено поперечное сечение шины автомобиля до приведения внутренней опоры в действие, где: 1 - диск; 2 - обод; 3 - ободные кольца; 4 - основание внутренней опоры; 5 - эластичная полиуретановая оболочка внутренней опоры; 6 - каркас внутренней опоры; 7 - бескамерная шина; 8 - токоподводящий провод.in fig. 1 shows a cross-section of a car tire before the internal support is actuated, where: 1 is a disk; 2 - rim; 3 - rim rings; 4 - the base of the internal support; 5 - elastic polyurethane shell of the inner support; 6 - frame of the internal support; 7 - tubeless tire; 8 - current-carrying wire.

На фиг. 2 - представлено поперечное сечение шины автомобиля с приведения в действие внутренней опорой, где: 1 - диск; 2 - обод; 3 - ободные кольца; 4 - основание внутренней опоры; 5 - эластичная полиуретановая оболочка внутренней опоры; 6 - каркас внутренней опоры; 7 - бескамерная шина; 8 - токоподводящий провод.In FIG. 2 - shows the cross-section of the tire of the car with actuation of the internal support, where: 1 - disk; 2 - rim; 3 - rim rings; 4 - the base of the internal support; 5 - elastic polyurethane shell of the inner support; 6 - frame of the internal support; 7 - tubeless tire; 8 - current-carrying wire.

На фиг. 3 - представлено поперечное сечение нити каркаса внутренней опоры шины автомобиля, где 9 - проволока из металла с эффектом памяти формы; 10 - нагревательный элемент; 11 - термоизолирующая эластичная оболочка.In FIG. 3 shows a cross-section of the carcass thread of the inner support of a car tire, where 9 is a wire made of metal with a shape memory effect; 10 - heating element; 11 - heat-insulating elastic shell.

Шина крепится к автомобилю за счет диска (1), соединенного с ободом (2), имеющим ободные кольца (3). На обод (2) устанавливается основание внутренней опоры (4), также выполняющее роль прижимного (распорного) кольца которое надежно прижимает борта шины (7) к ободным кольцам (3). К основанию внутренней опоры (4) по средством адгезивных свойств эластомера крепится эластичная полиуретановая оболочка опоры (5), внутри эластичной полиуретановой оболочки (5) располагается каркас (6) состоящий из проволоки (9) и нагревательного элемента (10) покрытых эластичной термоизолирующей оболочкой (11), при этом проволока (9) каркаса (6) изготовлена из металла с эффектом памяти формы (например «Нитинол»), уложенной зигзагами («гармошкой»), который будет исполнять роль силового элемента, при разогреве его до определенной температуры (примерно 60-90°С). Изначально при изготовлении каркаса (6) внутренней опоры, состоящего из проволоки (9) и нагревательного элемента (10), покрытых эластичной термоизолирующей оболочкой (11), он создается таким образом, что его форма и объем соответствует форме и объему внутренней полости бескамерной шины (7) которые она принимает при наполнении ее воздухом с давлением соответствующему номинальному. При этом проволока (9), каркаса (6), изготовленная из металла с эффектом памяти формы, уже прошла термическую обработку с целью закладки в «память» металла формы которую он должен принять при его разогреве (примерно до температуры в 60-70°С). После этого каркас (6) сжимается, при этом его нити укладываются зигзагами (гармошкой), он затягивается оболочкой (5) из эластичного полиуретана и соединяется с основанием внутренней опоры (4).The tire is attached to the vehicle by means of a disk (1) connected to a rim (2) having rim rings (3). The base of the inner support (4) is installed on the rim (2), which also acts as a pressure (spacer) ring that securely presses the tire beads (7) to the rim rings (3). By means of the adhesive properties of the elastomer, an elastic polyurethane shell of the support (5) is attached to the base of the inner support (4), inside the elastic polyurethane shell (5) there is a frame (6) consisting of a wire (9) and a heating element (10) covered with an elastic thermal insulating shell ( 11), while the wire (9) of the frame (6) is made of metal with a shape memory effect (for example, "Nitinol"), laid in zigzags ("accordion"), which will play the role of a power element when it is heated to a certain temperature (approximately 60-90°C). Initially, during the manufacture of the frame (6) of the inner support, consisting of a wire (9) and a heating element (10), covered with an elastic thermal insulating shell (11), it is created in such a way that its shape and volume correspond to the shape and volume of the inner cavity of a tubeless tire ( 7) which it takes when it is filled with air at a pressure corresponding to the nominal one. At the same time, the wire (9), frame (6), made of metal with a shape memory effect, has already undergone heat treatment in order to lay in the “memory” of the metal the shape that it must take when it is heated (to a temperature of approximately 60-70 ° C ). After that, the frame (6) is compressed, while its threads are laid in zigzags (accordion), it is tightened with a shell (5) of elastic polyurethane and connected to the base of the internal support (4).

Предлагаемое устройство работает следующим образом: при отсутствии управляющего воздействия (подачи электрического тока через токоподводящий провод (8) на нагревательный элемент (10)) внутренняя опора находится в сжатом состоянии. В случае повреждения бескамерной шины (7) (проколе, порезу разрыве, простреле и т.п.), приводящей к потере ей воздуха, изначально в работу вступает внутренняя опора в сжатом состоянии (не дает бескамерной шине полностью сжаться), что позволяет частично сохранить управляемость и подвижность автомобиля. При подаче электрического тока на нагревательный элемент (10), через токоподводящий провод (8), происходит разогрев проволоки (9), из которой изготовлен каркас (6) внутренней опоры. Нагреваясь, проволока (9) распрямляется (принимает форму, заложенную в «память» металла при изготовлении каркаса (6)), растягивает эластичную оболочку (5) из эластичного полиуретана, что позволяет заполнить внутренний объем бескамерной шины (7) с усилием, равным тому, что создает сжатый воздух при накачке шины в нормальных (до повреждения) условиях. Это приводит к восстановлению жесткости бескамерной шины до требуемых параметров равных параметрам жесткости шины до повреждения в накаченном состоянии, тем самым обеспечивая ее работоспособность без воздуха в ней. В дальнейшем, по достижению автомобилем места ремонта подача электрического тока, через токоподводящий провод (8), на нагревательный элемент (10) прекращается, температура проволоки (9) понижается, что приводит к исчезновению усилий создаваемой ей и за счет сжатия эластичной полиуретановой оболочки (5), внутренняя опора принимает исходную форму. Для повторного использования внутренней опоры достаточно возобновить подачу электрического тока на нагревательный элемент (10).The proposed device operates as follows: in the absence of a control action (supply of electric current through the current-carrying wire (8) to the heating element (10)) the internal support is in a compressed state. In case of damage to the tubeless tire (7) (puncture, cut, rupture, lumbago, etc.), leading to the loss of air, the internal support in a compressed state initially comes into operation (does not allow the tubeless tire to completely compress), which allows you to partially save vehicle handling and mobility. When electric current is applied to the heating element (10), through the current-carrying wire (8), the wire (9) is heated, from which the frame (6) of the internal support is made. When heated, the wire (9) straightens out (takes the form embedded in the “memory” of the metal during the manufacture of the frame (6)), stretches the elastic shell (5) of elastic polyurethane, which allows filling the internal volume of the tubeless tire (7) with a force equal to , which creates compressed air when the tire is inflated under normal (pre-damage) conditions. This leads to the restoration of the stiffness of the tubeless tire to the required parameters equal to the stiffness of the tire before damage in the inflated state, thereby ensuring its performance without air in it. Later, when the car reaches the place of repair, the supply of electric current through the current-carrying wire (8) to the heating element (10) stops, the temperature of the wire (9) decreases, which leads to the disappearance of the forces created by it and due to the compression of the elastic polyurethane sheath (5 ), the inner support returns to its original shape. To reuse the internal support, it is enough to resume the supply of electric current to the heating element (10).

Преимуществом данной конструкции заключается в том, что внутренняя опора позволяет практически полностью восстановить жесткостные параметры поврежденной шины, что позволит помимо сохранения подвижности автомобиля увеличить расстояние, которое автомобиль может преодолеть на поврежденной шине а так же увеличить скорость движения в этих условиях, данная внутренняя опора в отличие от прототипа не использует в обеспечении своей работы газ, который в случае ее повреждения выйдет из нее, что приведет к ее неработоспособности.The advantage of this design is that the internal support allows you to almost completely restore the stiffness parameters of the damaged tire, which, in addition to maintaining the mobility of the car, will increase the distance that the car can overcome on the damaged tire and also increase the speed in these conditions, this internal support, unlike from the prototype does not use gas to ensure its operation, which, in case of damage, will come out of it, which will lead to its inoperability.

Данная полезная модель существенно отличается от прототипов, обеспечивая работоспособность внутренней опоры при глубоком проникновении поражающего (повреждающего) элемента, увеличивает проходимое расстояние на поврежденной шине с более высокой скоростью, позволяет использовать внутреннюю опору повторно.This utility model differs significantly from the prototypes, ensuring the operability of the internal support with deep penetration of the striking (damaging) element, increases the distance traveled on the damaged tire at a higher speed, and allows the internal support to be reused.

Может быть использована для оснащения техники работающей в условиях бездорожья (лесозаготовка, карьеры и т.д.), колесной военной техники, сельскохозяйственной техники.It can be used to equip equipment operating in off-road conditions (logging, quarries, etc.), wheeled military equipment, agricultural equipment.

Источники информации:Information sources:

1. Патент №5301729 А США, двухкамерная защищенная шина, от 27.07.1992 г.1. Patent No. 5301729 A USA, two-chamber secure tire, dated July 27, 1992.

2. Патент №20050109439 А1 США, встроенная система подушек безопасности обода шины, от 26.04.2014 г.2. US patent No. 20050109439 A1, integrated tire rim airbag system, dated April 26, 2014.

3. Патент №5246050 США, система шина-обод с внутренней и внешней шинами, от 10.06.92 г.3. Patent No. 5246050 USA, tire-rim system with internal and external tires, dated 10.06.92

4. Патент №152638 U1 РФ, боестойкая шина бронеавтомобиля, от 10.06.15 г.4. Patent No. 152638 U1 of the Russian Federation, combat-resistant tire for an armored car, dated 10.06.15.

Claims

An automobile tire comprising a disk connected to a rim having rim rings, as well as an internal support mounted on the wheel rim, characterized in that the internal support contains an elastic polyurethane shell, inside of which there is a frame consisting of a metal wire with a shape memory effect, and heating element.