RU228618U1 - Колпачок ступицы колеса транспортного средства - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к транспорту. Предложен колпачок ступицы колеса транспортного средства, включающий основание с лапками и посадочным гнездом, защелкиваемое в диске колеса транспортного средства, литую крышку, выполненную с возможностью вращения и совмещаемую с основанием соосно и с технологическим зазором, возникающим при вращении литой крышки, и механизм вращения, обеспечивающий вращение литой крышки. Механизм вращения состоит из вала, плоского диска, подшипника и маятника, плоский диск жестко закреплен на внутренней поверхности литой крышки, а маятник выполнен в виде уплощенного груза по принципу физического маятника. Основание выполнено с возможностью посадки в центральное отверстие диска колеса транспортного средства без зазора, а технологический зазор определяется разницей диаметра литой крышки и внутреннего диаметра посадочного гнезда основания. Технический результат заключается в повышении эксплуатационных характеристик шасси транспортного средства. 4 з.п. ф-лы.

Description

Полезная модель относится к транспорту, в частности к конструкциям колес транспортных средств.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Колеса транспортных средств (безрельсовых), как правило, состоят из двух основных компонентов - обод, образующий кольцеобразную поверхность с бортами, на которую монтируется шина (скат), и диск, являющийся опорой обода и снабженный центральным отверстием для установки на одну из ступиц автомобиля. Шина является основным рабочим элементом, а диск выполняет функцию посадочного элемента и обеспечивает возможность крепления колеса к ступицам.

Надежное крепление колеса - один из важнейших факторов безопасности. При этом, если о фильтрах или тормозных колодках мы вспоминаем на каждом техобслуживании, то про существование таких деталей, как ступицы колес, многие регулярно забывают. Ступица - это промежуточная деталь между колесом и осью, на которой оно вращается, имеющая подшипники, работа которых требует защиты.

Первые колпаки ступицы были более широко известны как пылезащитные или смазочные колпачки. Эти колпачки надеваются на центральную ступицу колеса.

Колпачок ступицы выполняет как минимум две необходимых функции: защитную и эстетическую. Во-первых, защищает ступицу от прямого попадания грязи, брызг в район ступичной гайки. А во-вторых, является тем аксессуаром, без которого любой диск потеряет свой презентабельный вид.

При этом не стоит забывать, что тормоза, которые находятся рядом со ступицей, постоянно испытывают нагрев, поэтому весь узел подвергается перепадам температуры. Сочленение может закиснуть, и стать твердым как камень, поэтому разобрать его для того, чтобы отремонтировать, будет очень трудно. А если принимать во внимание еще и наличие там грязи, смешанной с реагентами для посыпки дорог, то колпачки на ступицах должны обеспечивать защиту ступицу от прямого проникновения в нее соли и грязи. Данный узел не обязан обеспечивать полную герметичность, то есть при попадании в него небольшого количества вышеупомянутых ингредиентов ничего страшного не будет. Но если передвигаться на автомобиле с открытой ступицей без крышки, то результатом станет ускорение процесса коррозии.

В настоящее время колпачки ступицы подразделяются на вращающиеся и невращающиеся колпачки. Невращающийся колпачок ступицы сохраняет ту же ориентацию, даже когда транспортное средство находится в движении. Примером может служить Rolls-Royce, центры колпака ступицы которого взвешены и установлены так, чтобы вращаться независимо от вращения колес, таким образом, логотип можно прочитать во время движения автомобиля.

Однако, конструкции подавляющего большинства из невращающихся колпачков ступицы предполагает наличие сквозных отверстий, через которые вовнутрь благополучно проникают и снег, и соль, и тем более грязь. Кроме того, такие отверстия могут ухудшать аэродинамические характеристики автомобиля.

Таким образом, автор настоящей полезной модели полагает, что существует необходимость создания устройства, которое устранило бы приведенные недостатки.

Задачей заявляемой полезной модели является повышение эксплуатационных характеристик колпачков ступицы, т.е. повышение защитных функций колпачка при сохранении его эстетичности.

РАСКРЫТИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое решение, заключается в повышении эксплуатационных характеристик шасси транспортного средства.

Для целей настоящей полезной модели под термином «шасси транспортного средства» понимается система, включающая в себя трансмиссию, подвеску, рулевое управление, тормозную систему, ступицы и колеса.

Под термином «эксплуатационные характеристики» понимается комплекс показателей, характеризующих эксплуатационные возможности шасси транспортного средства: долговечность (свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта); живучесть (свойство оборудования и технических систем в целом сохранять и восстанавливать в установленные сроки способность выполнять свои функциональные свойства в установленные сроки при частичном разрушении или выходе из строя отдельных элементов вследствие воздействия средств поражения и факторов природного и техногенного характера); надежность (комплексное свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в условиях технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортировки. Включает безотказность, долговечность, сохраняемость и ремонтопригодность).

Технический результат достигается тем, что разработан колпачок ступицы колеса транспортного средства, включающий основание с лапками и посадочным гнездом, защелкиваемое в диске колеса транспортного средства, литую крышку, выполненную с возможностью вращения и совмещаемую с основанием соосно и с технологическим зазором, возникающим при вращении литой крышки, и механизм вращения, обеспечивающий вращение литой крышки, состоящий из вала, плоского диска, подшипника и маятника, плоский диск жестко закреплен на внутренней поверхности литой крышки, а маятник выполнен в виде уплощенного груза по принципу физического маятника, при этом основание выполнено с возможностью посадки в центральное отверстие диска колеса транспортного средства без зазора, а технологический зазор определяется разницей диаметра литой крышки и внутреннего диаметра посадочного гнезда основания.

Основание выполнено цилиндрической формы. Литая крышка имеет круглую форму.

Разница диаметра литой крышки и внутреннего диаметра посадочного гнезда основания составляет от 1 до 5 %.

На лицевую поверхность литой крышки может быть нанесено изображение. Литая крышка может быть выполнена цветной.

СУЩНОСТЬ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

Предложен колпачок ступицы колеса транспортного средства, включающий основание, литую крышку, плоский диск, вал, подшипник и маятник.

Основание представляет собой конструкцию цилиндрической формы с лапками, посредством которых основание защелкивается в диске колеса транспортного средства, и посадочным гнездом, в котором размещается крышка. При этом основание выполнено с возможностью плотной посадки в центральное отверстие диска колеса транспортного средства, т.е. без зазора.

Отсутствие зазора и наличие защелкивающего соединения обеспечивает невозможность самопроизвольного извлечения колпачка из центрального отверстия диска без помощи специального инструмента. Указанное исключает порчу и/или потерю колпачка при эксплуатации, тем самым повышая надежность, живучесть и долговечность как самого колпачка, так и шасси транспортного средства.

С основанием заподлицо с верхним краем и соосно совмещается литая крышка. Литая крышка имеет круглую форму и выполнена с возможностью вращения. Совмещение основания с литой крышкой в посадочном гнезде должно быть выполнено с технологическим зазором, возникающим при вращении литой крышки.

Технологический зазор определяется разностью диаметра литой крышки и внутреннего диаметра посадочного гнезда основания. В частности, разница указанных диаметров составляет от 1 до 5 %, т.е. диаметр крышки меньше внутреннего диаметра посадочного гнезда основания на 1 - 5 %.

Технологический зазор с одной стороны обеспечивает уменьшение поверхности трения между литой крышкой и основанием, а с другой стороны обеспечивает доступ воздуха, необходимого для обдува ступицы и ее подшипников. За счет набегающего потока воздуха, который подкручиваясь проникает к ступице и тормозной системе транспортного средства, технологический зазор позволяет осуществлять охлаждение шасси транспортного средства, что особенно важно для высокоскоростных автомобилей. Кроме того, набегающий поток воздуха выполняет очистительную функцию, сдувая возможные продукты отработки: частицы грязи, пыли, масла и др. При этом величина технологического зазора обеспечивает отсутствие попадание в ступицу колеса транспортного средства различного вида грязи, снега, химических реагентов и т.д.

Выполнение крышки литой (без отверстий) также позволяет обеспечить отсутствие попадание в ступицу колеса транспортного средства различного вида грязи, пыли, снега, химических реагентов и т.д. Кроме того, отсутствие отверстий в крышке и, соответственно, внешних болтовых соединений положительно влияет на аэродинамические характеристики рассматриваемого узла транспортного средства. Таким образом, выполнение крышки литой также обеспечивает повышение эксплуатационных характеристик (надежность, живучесть, долговечность) шасси транспортного средства.

Вращение крышки обеспечивает механизм вращения, состоящий из жестко закрепленного на внутренней поверхности крышки плоского диска, установленного на валу, подшипника и маятника, обеспечивающего удержание крышки в вертикальном положении при вращении колеса.

Маятник выполнен в виде уплощенного груза по принципу физического маятника (твердое тело подвешено и закреплено шарнирно в одной точке, а его центр тяжести расположен на расстоянии от оси, проходящей через точку закрепления).

Наличие описанного механизма вращения, выполненного в виде установленных на валу плоского диска, подшипника и маятника, позволяет крышке колпачка ступицы совершать независимые движения относительно колеса автомобиля. Как было указано, маятник позволяет крышке удерживаться в вертикальном положении при вращении колеса, что сохраняет эстетичность колпачка. Так как центр тяжести маятника смещен, то при вращении колеса автомобиля вместе с защелкнутым на нем основанием центр тяжести соединенных литой крышки и механизма вращения всегда находится ниже оси колеса, то есть остается неподвижен относительно корпуса автомобиля, а, следовательно, литая крышка остается в вертикальном положении, что дает возможность различать нанесенные на ней знаки во время движения.

Кроме того, маятник участвует в стабилизации положения автомобиля при движении по неровной дороге. Также, такая конструкция колпачка ступицы колеса транспортного средства обеспечивает соосность колпачка и ступицы за счет центрирующей функции, состоящей в обеспечении радиальной неподвижности оси вала посредством уравновешивания сил воздействующих на него, и не нарушает балансировку колеса. Все указанное обеспечивает повышение эксплуатационных характеристик (надежность, живучесть, долговечность) шасси транспортного средства.

Полезная модель согласно предлагаемому техническому решению может быть изготовлена целиком из одного материала (например, из металла) или ее элементы могут быть изготовлены из различных материалов (например, основание и литая крышка - из пластика, остальные элементы - из металла).

В частном случае исполнения предлагаемого технического решения на лицевую поверхность литой крышки может быть нанесено изображение. В качестве изображения могут выступать логотипы, картинки, рисунки, фотографии, знаки, значки и т.д.

Еще в одном частном случае исполнения предлагаемого технического решения литая крышка может быть выполнена цветной. При этом цветовое решение достигается нанесением какого-либо лакокрасочного покрытия или изготовлением из уже окрашенного материала.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

Для проверки реализации заявленного назначения и достижения заявленного технического результата было изготовлено несколько партий колпачков ступицы колеса транспортного средства согласно предлагаемой полезной модели.

Все изготовленные колпачки включали основание с лапками и посадочным гнездом, литую крышку и механизм вращения, состоящий из вала, плоского диска, подшипника и маятника. Плоский диск был жестко закреплен на внутренней поверхности литой крышки, а маятник был выполнен в виде уплощенного груза по принципу физического маятника.

Данные по посадке основания в центральное отверстие диска колеса транспортного средства и выполнению технологического зазора приведены в Таблице 1.

При изготовлении партий колпачков диаметр литой крышки колпачков внутри партии оставался неизменным, внутренний диаметр посадочного гнезда основания внутри партии варьировался. Данные приведены по 4 изготовленным изделиям (по одному из каждой партии).

Таблица 1
	Колпачок 1	Колпачок 2	Колпачок 3	Колпачок 4
Посадка основания	без зазора	без зазора	без зазора	без зазора
Диаметр литой крышки, мм	56	60	64	75
Внутренний диаметр посадочного гнезда основания, мм	58	63	66	74
Технологический зазор, %	3,4	4,8	3	1,3

Автором настоящей полезной модели было учтено, что подавляющее большинство производителей колпачков ступицы колеса транспортного средства предоставляют на свои изделия гарантийный срок - 6 месяцев. В этой связи исследование изготовленных колпачков проводилось в течение 9 месяцев. В течение периода экспериментов были произведены выборочные проверки (путем извлечения колпачков раз в месяц и исследования состояния самих колпачков и элементов шасси транспортного средства), результаты которых показали следующее.

Безотказность, сохраняемость и живучесть были зафиксированы у 99 % колпачков от всех изготовленных колпачков (1 % были утеряны при авариях). В 3 % случаев (от 99 % вышеуказанных) использования колпачков, изготовленных согласно предлагаемой полезной модели, были произведены замены (время замены 10 мин.) колпачков другого цветового решения, а также отремонтированы поврежденные в авариях колпачки (время ремонта и установки 45 мин.), что свидетельствует о возможности легкой замены и ремонтопригодности заявленного решения.

Кроме того, все изготовленные колпачки (100% из исследуемых 99 % сохраненных колпачков) по истечении 9 месяцев сохранили свою работоспособность независимо от условий эксплуатации (разные сезоны: весна, лето, осень, зима, разные дороги: асфальтовая, грунтовая, разные условия хранения: улица, гараж, и т.д.), при этом признаков наступления предельного состояния (истирание, коррозия, окисления и т.д.) как самого колпачка, так и ступицы, колесных дисков и/или элементов тормозной системы (в частности, тормозных дисков) выявлено не было. Указанное свидетельствует о повышении долговечности и надежности использованных колпачков.

Таким образом, результатом исследования является полное достижение заявленного технического результата, заключающегося в повышении эксплуатационных характеристик шасси транспортного средства, а именно долговечности, живучести и надежности.

Claims (5)

1. Колпачок ступицы колеса транспортного средства, характеризующийся тем, что включает основание с лапками и посадочным гнездом, защелкиваемое в диске колеса транспортного средства, литую крышку, выполненную с возможностью вращения и совмещаемую с основанием соосно и с технологическим зазором, и механизм вращения, обеспечивающий вращение литой крышки, состоящий из вала, плоского диска, подшипника и маятника, плоский диск жестко закреплен на внутренней поверхности литой крышки, а маятник выполнен в виде уплощенного груза по принципу физического маятника, при этом основание выполнено с возможностью посадки в центральное отверстие диска колеса транспортного средства без зазора, а технологический зазор образован за счет разницы диаметра литой крышки и внутреннего диаметра посадочного гнезда основания, которая составляет от 1 до 5%.

2. Колпачок по п. 1, отличающийся тем, что основание выполнено цилиндрической формы.

3. Колпачок по п. 1, отличающийся тем, что литая крышка имеет круглую форму.

4. Колпачок по п. 1, отличающийся тем, что на лицевую поверхность литой крышки может быть нанесено изображение.

5. Колпачок по п. 1, отличающийся тем, что литая крышка выполнена цветной.