专利名称：胎内自动防爆备用轮的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车轮胎安全备用装置，在轮胎失去气压时，特别是一种当汽车在高速行驶发生爆胎时，能够在极短的时间内自动投用临时备用轮胎，使汽车保持平衡，避免事故的发生，起到防爆安全备用轮胎的作用，同时保证其能够继续行驶足够的距离到修理店，而无须在半路上更换轮胎的胎内自动防爆备用轮，该备用轮意指正常运行中突遇爆胎时无需更换轮胎即自动作为备用胎使用。
背景技术：
现有汽车轮胎一般都为充气轮胎，舒适性好，阻力小是充气轮胎的主要优点，目前还没有更好的方法替代充气轮胎，但是，充气轮胎也有缺点，一但轮胎漏气失去气压，汽车就无法正常行使，必须更换备用轮胎。特别是汽车在高速行驶中突然发生轮胎爆裂，汽车瞬间失去平衡，很容易造成重大事故。
为此已有人提出很多解决方案，这些方案主要有两类，一类是不改变轮胎结构，而是在轮胎内部加装支撑小轮圈，小轮圈外径小于胎面的内径而大于轮毂的外径，当轮胎失压时，车重由小轮圈支撑，从而降低了车轮下降的高度，起到一定的安全作用，但小轮圈外径小于胎面的内径，使车轮滚动阻力增加，不能起备用轮胎的作用，如中国专利公开号CN1616264A公开的“安全轮胎及其支撑装置”。另一类的设计方案是改进轮胎结构，在轮胎失压的情况下，保持一定的支撑力，使汽车可以继续行驶，也就是已有的跑气保用轮胎，如中国专利公开号CN1264343A公开的“非延伸性耐高温的跑气保用轮胎”、公开号CN1265067A公开的“具有改进胎体的跑气保用轮胎”、公开号CN1689847A公开的“充气安全轮胎”这类轮胎的优点是外型与普通轮胎相近，安装与普通轮胎相同，但是，由于需要兼顾轮胎在失压状况下有足够的支撑力，使正常充气状况下汽车的舒适性有所下降，车轮的阻力有所提高，而汽车在绝大多数时间内是工作在正常充气状态。
发明内容
本发明的目的是针对目前汽车行驶中爆胎后易发生严重的安全事故的问题，发明一种在爆胎时既能及时使汽车恢复正常运行，又不影响未爆胎时汽车的正常行驶性能的发挥，同时能保证行驶舒适性的可安装在各种车胎内使用的胎内自动防爆备用轮。
本发明的技术方案是一种胎内自动防爆备用轮，其特征是它包括一个安装于车胎和轮毂之间的弹性外圈和支撑该弹性外圈的内圈，所述的弹性外圈和内圈在车轮正常气压的作用于收缩于车胎和轮毂之间，且在弹性外圈和车胎内壁之间形成一个使车胎内壁不与外圈相接触的空间；在爆胎时所述的弹性外圈利用自身弹性迅速弹起抵靠在车胎内壁并在所述内圈的支撑下承重车辆对应的重量以保持车辆的平衡行驶，防止事故的发生。
在所述的弹性外圈的外侧罩装有一能在正常气压下将其压向轮毂的气囊，气囊与轮毂之间形成一安装弹性外圈和内圈的空间。
在所述的弹性外圈的内壁中安装有一能在正常气压下将弹性外圈压向轮毂的气囊。
所述的气囊的断面形状为Ω形、C形或○形。
所述的外圈的断面形状为包络于车胎断面形状中的Ω形、C形或0形。
所述的内圈的结构之一是它为单边弹性支撑杆或双边对称弹性支撑杆结构，所述的弹性支撑杆的下端安装在轮毂上，其上端插入弹性外圈内壁上的防左右偏移槽中，弹性支撑杆上设有一便于弹性外圈弹开时在其中滑动的滑动导槽，在滑动导槽的上部设有一使弹性外圈的圈边固定在其中以停止其脱离弹性支撑杆的止脱槽和逆止扣，且止脱槽的中心线应位于弹性支撑杆与轮毂连接点的外侧。
所述的内圈由内支撑和斜支撑组成，斜支撑的下端连有一小推杆，并在两者连接点(K点)卡住内支撑的下端，使内支撑固定；在内支撑和弹性外圈之间安装有气囊，在车胎压力正常情况下，利用胎压将弹性外圈压缩到内支撑最低点(B点)并卡紧定位，一旦轮胎失压，弹性外圈从内支撑最低点(B点)脱扣，在弹力作用下移动到止脱点(A点)并卡紧逆止；内支撑的上部还连接有紧固环。
所述的内圈的结构之三是它与弹性外圈为一整体结构，所述的内圈为带有切口的弹性变形体，当车胎压力正常时，气压将弹性变形体压向里弯曲变形，同时弹性外圈被压向内收缩，压缩到位后弹性外圈被通过卡扣卡紧，当轮胎失去气压，卡扣脱开，在弹力作用下内圈与弹性外圈同时弹形，在受到轮胎面的压力时，变形部位的外侧为非延伸状，内侧为非压缩状，不能向内弯曲。
在所述的外圈与轮毂之间设有一防止车轮过压的安全空间；本发明具有以下优点本发明在基本不改变现有普通轮胎的情况下，在轮胎内部安装一种非充气的安全装置，具有限压、防爆和备用功能的安全轮胎。在轮胎气压正常时，该装置处于被压缩状态，不与胎面、胎壁接触，并保持一定的距离，不影响正常充气状况下汽车的舒适性和滚动阻力。当轮胎温度升高，内部压力升到一定时有一定的限压作用。当轮胎爆胎失去气压或气压降到一定程度时，该装置能够立即弹起，撑起胎面，利用弹性支撑体，使轮胎保持近似正常充气状态，使汽车可以继续以较高的速度行事一定的距离，起到防爆安全和备用车轮的作用。
由于有了本发明的内部保护装置，提高了车轮的安全性能，轮胎本身可以设计的更轻更薄，这样也从另一方面减小了轮胎的阻力并提高了舒适性。
本发明可适用于各种类型的车胎使用，市场前景广阔。
图1是本发明的结构示意图之一。
图2是图1所示的备用胎工作于爆胎状态时的结构示意图。
图3是本发明的结构示意图之二。
图4是图3所示的备用胎工作于爆胎状态时的结构示意图。
图5是本发明的结构示意图之三。
图6是图5所示的备用胎工作于爆胎状态时的结构示意图。
图7是本发明的结构示意图之四。
图8是本发明的结构示意图之五。
图9是本发明的结构示意图之六。
图10是图9所示的备用胎工作于爆胎状态时的结构示意图。
图11是本发明的结构示意图之七。
图12是图11所示的备用胎工作于爆胎状态时的结构示意图。
具体实施例方式
下面结构附图和实施例对本发明作进一步的说明。
实施例一。
如图1、2所示。
一种胎内自动防爆备用轮，它主要由弹性内圈、外圈和气囊等组成，弹簧外圈由外支撑9连接而成，可以伸缩，内圈由内支撑8组成并由紧固环3固定在轮毂1上，紧固环3可以用钢丝或碳纤维制成。图2为轮胎在失压状态下的机构示意土，备用轮的外圈由多个外支撑9连接为可伸缩的弹性体，外支撑9下端可以在内支撑8的BC间滑动，外圈圆周的切向应有一定的弹力，外弹性支撑9两弹性侧边有足够的弹力F2，保证内支撑8能瞬间弹起，并卡紧保持于B点，车重由内外支撑共同承受。内外支撑应由轻质合金材料弹性材料复合制成，整个装置质量要求尽可能轻，BC段要有足够的强度，AB段DB段要有良好的弹性和抗疲劳性能。在这些支撑的外面包敷有一层气囊7，气囊7经通气孔4与外界大气联通，气孔4可以在圆周上设置多个，当给轮胎充气时，内气囊7上下左右同时受到压力，在侧面压力F1和上压力F3作用下，外弹性支撑8从B点脱扣滑向C点并卡紧，如图1，这样胎内支撑装置与轮胎面内侧有一足够的距离，保证不影响轮胎正常行驶。气囊应由气密性能良好复合材料制成，要有一定的抗拉能力并且尽可能轻薄，气囊上侧可以在外支撑9的下面，以拉的方式将外支撑压下，这样使气囊不与轮胎内面接触，可以减少气囊的磨损。连接片5将紧固环3卡在胎圈上。在正常压力下，气囊处于被压缩状时，气囊内部还留有一部分可继续压缩的空间，气囊下侧可以设计一定的弹力，这部分的动作压力应大于轮胎正常压力，而小于轮胎的安全压力。当汽车高速行驶，由轮胎温度升高引起胎压生高到接近安全压力时，气囊的内侧可进一步压向虚线，从而限制了胎压的上升，当温度和气压降到正常时，气囊内侧恢复正常。一旦轮胎突然失去气压F1、F3，在弹力F2、F4的作用下，备用轮外圆周迅速扩大，支撑起失压的轮胎，支撑弹力要求接近正常胎压弹力。
总之，整个装置质量要求尽可能轻，可以用高强度高弹性的轻合金或碳纤维复合材料制成薄壁空心结构，从而控制车轮重量的增加。频繁弹性弯曲的部位要有一定的抗疲劳性能。
实施例二。
如图3、4所示。
本实施例是将内圈与弹性外圈设计为两个部分，通过弹性外圈在内圈上滑动来调节外圈的大小，也可以将内圈与弹性外圈连为一个整体，利用内圈8的弹性变形来改变弹性外圈9的大小，如图3所示，当轮胎压力正常时，气压将内圈8压向里弯曲变形，同时弹性外圈9被压向内收缩，压缩到位后外圈被卡扣16卡紧。当轮胎失去气压，卡扣16脱开，在弹力作用下变为图4所示，在受到轮胎面的压力时，变形部位的外侧为非延伸状，内侧为非压缩状，不能向内弯曲，备用轮进入工作状态。
实施例三。
如图5、6所示。
本实施例比较适合高宽比型轮胎，由内支撑11和斜支撑12构成固定支撑，斜支撑12的下端连有一小推杆15，并在K点卡住内支撑的下端，使内支撑固定，拆卸轮胎时，推压轮胎的外边，通过小推杆使斜支撑从内支撑K点脱扣，这时内支撑可以向内弯曲，进一步将轮胎边推入轮毂深槽，从而卸下轮胎。
本实施例的气囊7可置于内外支撑之间，如图5，在轮胎压力正常情况下，利用胎压将外支撑压缩到B点并卡紧定位，一旦轮胎失压，外支撑从B点脱扣，如图6，在弹力作用下移动到A点并卡紧逆止。紧固环13与固定支撑连为一体，并卡装于轮毂上。
本发明的基本原理是，在轮胎内部安装一个外径可变的备用轮装置，该装置有一个与轮胎外联通的气囊，当轮胎压力正常时，利用其正常压力压缩气囊，使备用轮外径缩小并扣紧，并与轮胎面内侧表形成一定的空间，从而不影响轮胎的正常行驶；当轮胎温度升高引起压力升高时，可进一步压缩内气囊的可压缩部分，从而限制了轮胎压力的继续上升；当轮胎爆胎或漏气失压时，备用轮在弹力和离心力的作用下瞬间脱扣膨胀，撑起漏气的轮胎，充当备用车轮，备用轮有适当的弹性，可以维持车轮继续行驶。
以上仅是根据本发明的基本原理设计的几种方案，专业人员可以根据这一原理，对结构进行适当的调整，能够设计出不同的方案。例如，本装置也可适用于有内胆轮胎，如图7所示，利用内胆对装置进行压缩。又如图8，为了减少轮胎内表面的磨损和改善备用轮的舒适性，还可以在外支撑的上面敷一层发泡弹性材料。又如图9、图10，可以将实施例一的两侧对称支撑结构改为单侧支撑，简化机构，适当降低装置重量和成本。图9为轮胎在正常压力下，图10为轮胎失压状态下，备用装置投入使用。另外，气囊的断面可以设计成C形(也可为Ω形或○形)，如图11、图12，C形气囊(也可为Ω形或○形气囊)的两边61反包在轮胎的胎圈51上，胎圈将C形气囊(也可为Ω形或○形气囊)的两边压紧在轮毂上，在C形气囊(也可为Ω形或○形气囊)与轮胎之间形成一个充气气室71，气咀管4穿过C形气囊给轮胎充气后，同时将外支撑9压缩，如图12所示，在C形气囊(也可为Ω形或○形气囊)与轮毂之间形成的空间，通过气咀管间隙与轮胎外空气联通，等效为一个可压缩的气囊。内支撑的底部31可以反钩在胎圈31上。
本发明未涉及部分均与现有技术相同。
权利要求
1.一种胎内自动防爆备用轮，其特征是它包括一个安装于车胎和轮毂之间的弹性外圈和支撑该弹性外圈的内圈，所述的弹性外圈和内圈在车轮正常气压的作用于收缩于车胎和轮毂之间，且在弹性外圈和车胎内壁之间形成一个使车胎内壁不与外圈相接触的空间；在爆胎时所述的弹性外圈利用自身弹性迅速弹起抵靠在车胎内壁并在所述内圈的支撑下承重车辆对应的重量以保持车辆的平衡行驶，防止事故的发生。
2.根据权利要求1所述的胎内自动防爆备用轮，其特征是在所述的弹性外圈的外侧罩装有一能在正常气压下将其压向轮毂的气囊，气囊与轮毂之间形成一安装弹性外圈和内圈的空间。
3.根据权利要求1所述的胎内自动防爆备用轮，其特征是在所述的弹性外圈的内壁中安装有一能在正常气压下将弹性外圈压向轮毂的气囊。
4.根据权利要求2或3所述的胎内自动防爆备用轮，其特征是所述的气囊的断面形状为Ω形、C形或○形。
5.根据权利要求1所述的胎内自动防爆备用轮，其特征是所述的外圈的断面形状为包络于车胎断面形状中的Ω形、C形或○形。
6.根据权利要求1所述的胎内自动防爆备用轮，其特征是所述的内圈为单边弹性支撑杆或双边对称弹性支撑杆结构，所述的弹性支撑杆的下端安装在轮毂上，其上端插入弹性外圈内壁上的防左右偏移槽中，弹性支撑杆上设有一便于弹性外圈弹开时在其中滑动的滑动导槽，在滑动导槽的上部设有一使弹性外圈的圈边固定在其中以停止其脱离弹性支撑杆的止脱槽和逆止扣，且止脱槽的中心线应位于弹性支撑杆与轮毂连接点的外侧。
7.根据权利要求1所述的胎内自动防爆备用轮，其特征是所述的内圈由内支撑和斜支撑组成，斜支撑的下端连有一小推杆，并在两者连接点卡住内支撑的下端，使内支撑固定；在内支撑和弹性外圈之间安装有气囊，在车胎压力正常情况下，利用胎压将弹性外圈压缩到内支撑最低点并卡紧定位，一旦轮胎失压，弹性外圈从内支撑最低点脱扣，在弹力作用下移动到止脱点并卡紧逆止；内支撑的上部还连接有紧固环。
8.根据权利要求1所述的胎内自动防爆备用轮，其特征是所述的内圈与弹性外圈为一整体结构，所述的内圈为带有切口的弹性变形体，当车胎压力正常时，气压将弹性变形体压向里弯曲变形，同时弹性外圈被压向内收缩，压缩到位后弹性外圈被通过卡扣卡紧，当轮胎失去气压，卡扣脱开，在弹力作用下内圈与弹性外圈同时弹形，在受到轮胎面的压力时，变形部位的外侧为非延伸状，内侧为非压缩状，不能向内弯曲。
9.根据权利要求1所述的胎内自动防爆备用轮，其特征是在所述的外圈与轮毂之间设有一防止车轮过压的安全空间。
全文摘要
本发明针对目前汽车行驶中爆胎后易发生严重的安全事故的问题，公开了一种在爆胎时既能及时使汽车恢复正常运行，又不影响未爆胎时汽车的正常行驶性能的发挥，同时能保证行驶舒适性的可安装在各种车胎内使用的胎内自动防爆备用轮，其特征是它包括一个安装于车胎和轮毂之间的弹性外圈和支撑该弹性外圈的内圈，所述的弹性外圈和内圈在车轮正常气压的作用于收缩于车胎和轮毂之间，且在弹性外圈和车胎内壁之间设有一有利于增加车轮行驶舒适性，使车胎内壁不与外圈相接触的空间，在所述的外圈与轮毂之间设有一防止车轮过压的安全空间；在爆胎时所述的弹性外圈迅速弹起并在所述的内圈的支撑下承重车辆对应的重量以保持车辆的平衡行驶，防止事故的发生。本发明有利于提高车轮的安全性和行驶的舒适性。
文档编号B60C17/00GK101024369SQ200710086568
公开日2007年8月29日 申请日期2007年3月15日 优先权日2006年3月20日
发明者范亮 申请人:范亮