Устройство для подвода воздуха в шину автомобильного колеса

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДВОДА ВОЗДУХА В ШИНУ АВТОМОБИЛЬНОГО КОЛЕСА(71) Заявитель Государственное научное учреждение Объединенный институт машиностроения Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Ярусов Анатолий Григорьевич Ефремов Владимир Лаврентьевич Швец Дмитрий Александрович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Объединенный институт машиностроения Национальной академии наук Беларуси(57) Устройство для подвода воздуха в шину автомобильного колеса, содержащее цапфу с первым продольным каналом для подачи воздуха от центрального компрессора ступицу колеса с выходным каналом для подачи воздуха от ступицы в шину колеса размещенные между цапфой и ступицей коаксиально расположенные прижимные крышки, внешние и внутренние уплотнительные манжеты и промежуточные кольца, установленные между внешними и внутренними манжетами, отличающееся тем, что дополнительно содержит шарикоподшипник, расположенный по оси ступицы между внутренними манжетами,обойма которого жестко связана с цапфой и в нее с двух сторон помещены соответственно 53652009.06.30 две группы удерживаемых сепараторами шариков, каждая из которых контактирует с соответствующей дополнительно введенной металлической шайбой, имеющей возможность вращения и прижатой к соответствующей внутренней манжете, при этом в цапфе выполнен второй продольный канал, в который помещен первый электрический провод, одним концом соединенный с бортовой сетью автомобиля, а вторым - с обоймой шарикоподшипника, а в ступице выполнен второй канал, в который помещен второй электрический провод, одним концом соединенный, по крайней мере, с одной из шайб, а вторым - с потребителями электроэнергии, установленными на ступице.(56) 1. Заявка на патент РФ 2000132703, МПК 7, В 60 С 23/00, 2002. 2. Патент США 6507276, МПК 7, В 60 С 23/02, 2003. 3. Гришкевич А.И. и др. Автомобили Конструкция, конструирование и расчет. Системы управления и ходовая часть. - Минск Вышэйшая школа, 1987 (прототип). Предлагаемое устройство относится к автомобильной технике, а именно - к средствам подвода воздуха от центрального компрессора к шине колеса. В настоящее время автомобили повышенной проходимости оборудуются системой централизованной накачки шин, обеспечивающей возможность оперативного измерения и управления давлением в шинах в зависимости от температуры и дорожных условий. При этом на ступицах автомобильных колес устанавливаются датчики и исполнительные механизмы, требующие для своей работы источник электроэнергии. Известны системы дистанционного контроля за давлением в шинах 1, 2, содержащие датчики давления, для питания которых используется энергия батареек. Недостаток такого источника питания состоит в ограниченной энергии батарейки, что приводит к необходимости ее периодической замены. Другой недостаток состоит в ограниченных возможностях батарейки при отрицательных температурах - с увеличением отрицательных температур отдача тока батарейки многократно уменьшается, а при температуре ниже минус 30 С батарейка неработоспособна. Ближайшим аналогом предлагаемого устройства является устройство подвода воздуха к шине колеса 3, стр. 190, рисунок 4.12. Это устройство содержит цапфу с продольным каналом для подачи воздуха от центрального компрессора, ступицу колеса с выходным трубопроводом для подачи воздуха от ступицы в шину колеса. Между цапфой и ступицей размещены коаксиально расположенные прижимные крышки, внешние и внутренние уплотнительные манжеты, между которыми установлены промежуточные кольца. Недостаток известного устройства подвода воздуха к шине состоит в том, что оно не позволяет осуществлять подвод электропитания к датчикам и исполнительным механизмам, установленным на ступице колеса. Задачей настоящей полезной модели является расширение функциональных возможностей устройства подвода воздуха к шине путем обеспечения передачи электроэнергии от центрального источника (бортовой сети автомобиля) к потребителям, установленным на ступице. Для решения поставленной задачи устройство для подвода воздуха в шину автомобильного колеса, содержащее цапфу с первым продольным каналом для подачи воздуха от центрального компрессора, ступицу колеса с выходным каналом для подачи воздуха от ступицы в шину колеса, размещенные между цапфой и ступицей коаксиально расположенные прижимные крышки, внешние и внутренние уплотнительные манжеты и промежуточные кольца, установленные между внешними и внутренними манжетами, согласно техническому решению, оно дополнительно содержит шарикоподшипник, расположенный на оси ступицы между внутренними манжетами. Обойма шарикоподшипника жестко 2 53652009.06.30 связана с цапфой и в нее с двух сторон помещены соответственно две группы удерживаемых сепараторами шариков, каждая из которых контактирует с соответствующей дополнительно введенной металлической шайбой, имеющей возможность вращения и прижатой к соответствующей внутренней манжете. При этом в цапфе выполнен второй продольный канал, в который помещен первый электрический провод, одним концом соединенный с бортовой сетью автомобиля, а вторым - с обоймой шарикоподшипника. В ступице выполнен второй канал, в который помещен второй электрический провод, одним концом соединенный, по крайней мере, с одной из шайб, а вторым - с потребителями электроэнергии, установленными на ступице. На фиг. 1 представлен чертеж общего вида предлагаемого устройства подвода воздуха к шине с элементами передачи электроэнергии, на фиг. 2 - чертеж шарикоподшипника, на фиг. 3 - чертеж обоймы шарикоподшипника и изолятора. Предлагаемое устройство (фиг. 1) содержит цапфу 1 с каналом 2 подачи воздуха от центрального компрессора (не показан), прижимные крышки 3, 4, внешние уплотнительные манжеты 5, 6 и внутренние уплотнительные манжеты 7, 8, между которыми находятся промежуточные кольца 9, 10, ступицу 11 колеса и выходной канал (трубопровод) 12 для подачи воздуха от ступицы 11 в шину колеса (не показана). Устройство для подвода электропитания от бортовой сети автомобиля к потребителям, установленным на вращающейся ступице 11, содержит шарикоподшипник 13, расположенный на оси ступицы 11 между внутренними манжетами 7, 8, металлические шайбы 14, 15, имеющие возможность вращения и прижатые к соответствующей внутренней уплотнительной манжете 7, 8. Первый электрический провод 16 проложен во втором продольном канале 17 цапфы 1 и одним концом соединен с бортовой сетью автомобиля (не показана), а вторым - с шарикоподшипником 13. Второй электрический провод 18 проложен в выходном патрубке 19 и одним концом соединен с шайбой 14, а вторым - с потребителями электроэнергии (не показаны), установленными на ступице 11. Для предотвращения протечки воздуха, поступающего по каналу 2 в шину колеса, канал 17 и патрубок 19 закрыты герметизирующими пробками 20 и 21. Известно, что на автомобилях принята однопроводная схема электропитания, в качестве второго (возвратного) проводника используются металлические детали и узлы автомобиля. Шарикоподшипник 13 (фиг. 2) состоит из неподвижной, электрически изолированной обоймы 22, двух групп шариков 23, 24, установленных соответственно с разных сторон обоймы 22 и придерживаемых сепараторами 25, 26, жестко прикрепленными, например,приваренными к обойме 22 по линиям швов 27, 28. Обойма 22 (фиг. 3) прикреплена к цапфе 1 с помощью изолирующих полуколец 29, 30,выполненных, например, из фторопласта. Полукольца 29, 30 прикреплены к цапфе 1 с помощью винтов 31, головки которых заглублены в полукольца 29, 30 и дополнительно отделены от обоймы 22 изолирующими прокладками 32. Обойма 22 удерживается от поворота на полукольцах 29, 30 шлицами 33. Конструкция шарикоподшипника 13 позволяет прохождению воздуха из канала 2 в выходной трубопровод 12. Предлагаемое устройство для подвода электропитания к потребителям, установленным на вращающейся ступице 11 колеса автомобиля, работает следующим образом. Электрическое напряжение из бортовой сети автомобиля поступает по проводу 16,проложенному в канале 17 неподвижной цапфы 1, на обойму 22 подшипника 13. Крепление обоймы 22 через полукольца 29, 30 винтами 31 к цапфе 1 предотвращает ее вращение. При движении автомобиля ступица 11, прижимные крышки 3, 4, уплотнительные манжеты 5-8, промежуточные кольца 9, 10 и выходной трубопровод 12 будут вращаться. Вместе с манжетами 7, 8 вращаются и шайбы 14, 15, прижатые с двух сторон соответственно к группам шариков 23, 24 подшипника 13. Электрическое напряжение с обоймы 22 через 3 53652009.06.30 группу шариков 23 переходит на вращающуюся шайбу 14 и далее по проводу 18, вращающемуся вместе со ступицей 11, подается потребителям. В предлагаемом устройстве подвода воздуха к шине все дополнительно введенные элементы, предназначенные для подачи электропитания потребителям, установленным на вращающейся ступице 11, размещены в местах, защищенных от проникновения масла,пыли и грязи. Электрические подвижные контакты, создаваемые группой шариков 23 и вращающейся шайбой 14, обеспечивают надежность и долговечность подачи электроэнергии потребителям. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4