汽车内置式防爆备用轮胎的制作方法

专利名称：汽车内置式防爆备用轮胎的制作方法
技术领域：
本发明属汽车配件领域，涉及一种汽车防爆轮胎，具体涉及一种汽车内置式防爆备用轮胎，尤其涉及一种在汽车轮胎泄气后支撑轮胎、防止轮胎塌陷的防爆轮胎(run flattire)ο
背景技术：
有统计显示，高速公路的严重事故约70%是由爆胎引起，时速达160公里时发生爆胎导致的死亡率接近100% ;即便在普通路面上行驶时发生爆胎也是极不令人愉快的驾驶经历，因此，在汽车大规模普及的时代，开发有效、实用且价格合理的防爆轮胎十分必要。目前，最接近实用的防爆轮胎均采用侧壁加强技术，所述的防爆轮胎已在一小部分汽车中使用。上述技术的主要特征是在轮胎侧壁内设置硬度及强度均较高的加强层，在轮胎泄气后由加强的轮胎侧壁支撑轮胎继续行驶至维修站更换轮胎，使驾驶员不必冒险在公路上更换轮胎，也可省去备用轮胎，减轻汽车的重量。但所述的侧壁加强技术尚具有下述明显的缺陷(I)由于具有硬度及强度均较高的侧壁加强层，轮胎的舒适性和散热性能均有所降低，需采用昂贵的高耐热性合成橡胶材料以减轻上述问题的影响；(2)加强的轮胎侧壁使得轮胎的安装变得困难，需使用昂贵的专用轮胎安装设备，由于泄气后轮胎可支撑汽车行驶里程的限制，在幅员辽阔的国家，实际上通常难以保证轮胎泄气后，汽车可行驶足够的距离行驶到最近的具有该特殊轮胎安装设备的维修店；(3)侧壁加强轮胎在泄气后行驶时可能发生轮胎从轮毂上脱落的危险也尚未完全解除；(4)侧壁加强轮胎的价格约为普通轮胎的3至5倍，但其使用寿命短，更换轮胎的费用昂贵。因此，当前迫切需要一种不降低轮胎的舒适性、更换操作简便、轮胎更换费用少的新型防爆轮胎。

发明内容
本发明的目的是为克服现有技术的缺陷和不足，提供一种汽车防爆轮胎，具体涉及一种汽车内置式防爆备用轮胎，及其配套的轮毂和附设装置；该防爆轮胎可在爆胎时支撑轮胎，使汽车在轮胎泄气或爆胎后仍可继续安全行驶相当的路程。具体而言，本发明的汽车内置式防爆备用轮胎，包括多气囊防爆轮胎和单气囊防爆轮胎两种规格；所述的多气囊防爆轮胎包括轮胎2和轮毂，其特征在于，还包括气囊I和束球网3 ；所述的束球网3置于轮胎2中，束球网3中容纳气囊I，所述轮胎2和束球网3与轮毂连接，轮毂上设装球口 16。本发明中，所述的气囊I整体密封、内部充气，其表面可涂聚四氟乙烯等可降低表面磨擦阻力的材料；所述气囊I的外形为球形、橄榄形、椭圆形、椎体或多面体等任何立体形状；气囊I内充满压缩气体，可充空气、氮气或氦气等不易与轮胎2、束球网3、气囊I发生化学反应的任何气体，或充填橡胶或其他人工聚合物制成实心球；
所述的气囊I采用橡胶、丁基橡胶等密封、弹性材料制成；其中，气囊壁38内采用帘线或帘布加强，所述帘线、帘布可采用钢丝、碳纤维丝、尼龙丝、聚酯纤维、聚酰胺纤维等材质制成。本发明所述的多气囊防爆轮胎中，所述的气囊I的数量为I个或以上；气囊I间不相互连接，不同气囊的内腔不相通；气囊I内的压力大于大气压，其气压力不小于其所在的轮胎2的正常充气压力，优选为大于轮胎2的正常充气压力；所述的气囊I可放置于汽车前轮或后轮的束球网3中；前、后轮中气囊的充气压力不同，以分别适应前轮或后轮的充气压力；同一束球网中的各个气囊I的充气压力均相同；本发明的一个实施例中，充气压力不同的气囊I采用不同颜色的材料制造，或在其外表标上明显的符号表示其充气压力，以便安装时能快速将内压相同的气囊I装入束球网3中。本发明的多气囊防爆轮胎中，所述的轮胎2为现有技术中常用的轮胎。本发明的多气囊防爆轮胎中，所述的束球网3安装在轮胎2的空腔内、固定在轮毂胎面5上；该束球网3的体积小于轮胎2内腔的体积，使束球网3和气囊I在汽车正常行驶过程中始终不与轮胎2发生接触，而仅在轮胎2泄气或爆裂时支撑轮胎胎面40，阻止轮胎2塌陷；所述的束球网3具有抗张强度，使其在汽车正常行驶过程中或在轮胎2泄气或爆裂时都能将气囊I限制在束球网3内，并独立地固定于轮毂胎面5上；同时，爆胎后束球网3也不脱离轮毂胎面5 ；所述的束球网3由可弯曲、折叠、不易被扩张的材质制成，上述材料采用但不限于钢丝、尼龙、聚酯、聚酰胺、碳纤维等材料；束球网3内侧可涂橡胶或覆盖帘布，以保护其中的气囊I免受束球网3割伤；所述束球网3中，两侧束球网轮边6通过辐射状帘线13相连，辐射状帘线13与环状帘线14相交，形成网状结构，其网孔8小于束球网3内的气囊I ;所述的束球网轮边6采用钢丝、聚酯、聚酰胺、碳纤维或尼龙丝等可略弯曲、略有弹性、有足够抗张强度的材料制成，上述材料的强度足以使束球网3及气囊I在轮胎2塌陷时也能紧紧地固定于轮毂胎面5上；束球网轮边6上可涂一层橡胶，使束球网轮边6具有弹性，便于将其跨过轮毂边凸起12而安装于两个轮毂胎面凹槽15中；所述的辐射状帘线13从外侧缠绕两侧束球网轮边6，本发明的一个实施例中，所述束球网3与辐射状帘线由钢丝制成，通过焊接将其相连；所述辐射状帘线13与环状帘线14在相交点上相互连接，连接方式为通过束球网3表面的橡胶涂层相互粘合或焊接相连(适用于钢丝帘线)；所述的辐射状帘线13从束球网带束层外侧绕过与束球网带束11相交；相交点可通过束球网3表面的橡胶涂层相互粘合，也可焊接相连(适用于钢丝帘线和带束)；束球网胎面41及两侧壁13均留有小孔，其孔径小于束球网3内气囊I的直径，使气囊I被限制在束球网3内，但允许束球网3内的气体通过这些小孔自由流动，沟通束球网3内的气囊间隙9和轮胎-束球网间隙4，便于轮胎2行驶中产生的热量通过轮毂胎面5散发。本发明的一个实施例中，所述的轮胎2为子午线轮胎，则束球网3也制成与其相匹配的形状，即束球网3在充满气囊I时，其靠近轮胎胎面40的一侧由于含有束球网带束11而形成与轮胎胎面40平行的束球网胎面41 ;束球网带束11的走向与轮胎带束10的走向相平行；两侧束球网侧壁13呈对称关系。束球网3通过两个紧扣于轮毂胎面凹槽15中的束球网轮边6而固定于轮毂胎面5上；束球网轮边6位于轮胎轮边7内侧，可紧靠轮胎轮边7 ;束球网侧壁13在轮胎2胎压正常、不泄气时不与两侧轮胎侧壁30发生接触，在轮胎2泄气时，束球网侧壁13因束球网胎面41受压而向两侧膨出，并推动两侧束球网轮边6分别向两侧轮胎轮边7挤压，使它们紧靠两侧的轮毂边凸起12而防止泄气的轮胎2从轮毂胎面5上脱落；所述的束球网3带有束球网带束11，可形成与轮胎胎面40平行的束球网胎面41，在轮胎2泄气时,束球网3与塌陷轮胎的接触面较大,使轮胎2泄气后滚动阻力较小。本发明的多气囊防爆轮胎中，所述的轮毂与常规轮毂的不同，其轮毂胎面5上设装球口 16，通过装球口 16可向束球网3内加入已充气的密封气囊I (若气囊I为圆形球囊，则装球口 16为内径略大于球囊直径的圆孔)；束球网3内装满气囊I后，用装球口盖18封闭装球口 16 (装球口盖18上设装球口螺纹19);所述气囊I在一定的推力作用下紧紧地塞满束球网3，使束球网3表面形成一定的张力，使束球网3紧裹气囊1，在汽车正常行驶时，气囊I不会在束球网3内滚动；所述的装球口盖18上设有装球口盖螺纹20，该装球口盖螺纹20的尺寸与装球口16相匹配；使用时，可通过旋紧装球口螺纹19和装球口盖螺纹20封闭装球口盖18，或可在装球口 16周边安装一个可容纳装球口盖18的滑槽，装球口盖18可通过在滑槽内滑动，打开或封闭装球口 16;所述的装球口盖18与装球口 16之间设有“O”型密封圈22，球口盖18具有突出其外缘的装球口盖肩部21，在旋紧装球口盖18后，装球口盖肩部21压紧“O”型密封圈22达到气密效果，不但将气囊封闭在束球网3内，还使轮胎2充气后不会从装球口 16泄气；所述的“O”型密封圈22采用橡胶、聚四氟乙烯或其他气密性材料制成。本发明中，所述的轮毂也可采用现有轮毂基础上改造而成；本发明的一个实施例中，轮毂为钢质，直接在其轮毂胎面5上开孔形成装球口 16，装球口护罩17也用钢材制造，焊接在轮毂胎面5上；另一个实施例中，所述轮毂采用铝合金制成，将装球口 16与轮毂作为一个整体浇铸，或在轮毂胎面5侧开孔后，将装球口护罩17通过螺纹或铆钉(均使用密封圈)安装于轮毂胎面5上。本发明的多气囊防爆轮胎中，所述装球口 16的外周设有一个呈空心圆柱状的装球口护罩17，该装球口护罩外口处设一向内收缩的圆环形装球口保护圈24，装球口保护圈24的内径小于装球口盖18的外径、大于气囊I的直径，使气囊I可通过装球口保护圈24装入束球网3内，但装球口盖18无法装球口保护圈中弹出，从而防止在轮胎2未放气时错误地旋开装球口盖18，而使装球口盖18在轮胎2腔内高压作用下向外弹出；所述的装球口盖18的安装及取出则通过装球口护罩17侧面上的一个侧孔29来完成(如图5所示)装球口盖18在从装球口 16上旋下后，从侧孔29中横向取出；在束球网3内装满气囊I并使束球网3绷紧达到额定张力后，可从此侧孔29横向插入装球口盖18，再将其旋紧于装球口 16上；由于装满气囊I的束球网3绷紧后具有相当大的张力，在结束气囊装填、用装球口盖18封闭装球口 16过程中，需要保证已装填的气囊I不会在束球网3张力及气囊I弹性的作用下从装球口 16中弹出，在装球口护罩17的侧孔29边、更靠近束球网3 —侧设有一阻球片槽口 39 ;在束球网3中装满气囊I后，在阻球片槽口 39中插入平板状的阻球片，阻止束球网3中的气囊I在装球管27 (如图6所示)退出后从装球口 16中弹出，此时可通过装球口护罩17的侧口将装球口盖18横向插入装球口护罩17中；在退出阻球片后，通过装球口护罩外口 25，插入特制的螺丝刀，将装球口盖18顶向装球口 16，并同时旋紧装球口盖18，使其通过螺纹19和螺纹20旋紧于装球口 16上；其中，所述的阻球片由刚性材料制成；所述的装球口护罩17的外侧设有齿状外突起34。上述结构可便于使用额定压力向束球网3内装入气囊I，并可防止在轮胎2未放气时错误地旋开装球口盖18，使装球口盖18在轮胎2腔内高压作用下向外弹出的意外。安装本防爆轮胎时，将束球网3与尚未充气的轮胎2 —起安装到轮毂上，束球网3衬在轮胎2的内侧，两侧束球网轮边6分别位于两侧轮胎轮边7的内侧；所述轮胎轮边7面向束球网轮边6的一侧设有若干带裂隙或孔的突起，而束球网轮边6面向轮胎轮边7的一侧的对应部位也设有若干相切合的带裂隙或孔的突起，通过在裂隙或孔中插入紧固件使上述相切合的突起连接在一起，从而使束球网轮边6固定在轮胎轮边7的内侧；所述束球网3和轮胎2 —起安装到轮毂上后，先通过轮胎气门23向轮胎2内充气，以气压推动连接在一起的束球网轮边6和轮胎轮边7卡入轮毂胎面凹槽15内，然后将轮胎2通过轮胎气门23放气，在束球网3内装满球状气囊I后，再通过轮胎气门23向轮胎2内充气达到额定压力即可；拆卸本防爆轮胎时，先通过轮胎气门23排气，使轮胎2的内外气压相等，然后旋开、取出装球口盖18，从装球口取出部分气囊I使束球网3的张力下降；然后再按通常的轮胎拆卸方法将一侧轮胎轮边7连同连接在一起的束球网轮边6从轮毂剥离，束球网3内的其余气囊I即可从剥离的束球网轮边6处倒出。本发明的一个实施例中，还设有一漏斗收集倒出的气囊I。本多气囊防爆轮胎的束球网3中装满气囊1、且气囊I在额定压力下紧紧地塞满整个束球网3，可防止汽车行驶时气囊I在束球网3中滚动而产生噪音和热量，也防止因气囊I滚动而影响轮胎的动平衡；其中，所述的装球的额定压力是指用压力将气囊I装满束球网3后，在束球网帘线上产生的张力大于或等于其所在的轮胎2正常充气时相对应轮胎帘线上的张力。本发明的一个实施例中，取消了束球网3而直接将气囊I通过装球口 16加入轮胎2腔内；在轮胎2腔内装满气囊I后，用装球口盖18封闭装球口 16，然后再通过轮胎气门23向轮胎2腔内充气，使其达到轮胎2的额定充气压力；该实施例中的防爆轮胎，在汽车行驶时气囊I会与轮胎2发生相互磨擦而产生热量、噪音并容易损坏轮胎2和气囊1，可用于低速行驶的车辆，如工程车、沙滩车等。本发明还提供了一种特定的装球装置，配套本多气囊防爆轮胎使用；该装球装置可用于快速装填气囊1，并使气囊I充满束球网3后达到额定的气囊装填压力和束球网张力；所述的装球装置由压球轮26，装球管27与集球漏斗28组成；所述的装球管27与集球漏斗28连接，压球轮26设于装球管27上；所述的集球漏斗28的出口内径与和装球管27内径相等，略大于气囊I外径，使气囊I从集球漏斗28中因重力而排成一列依次进入装球管27 ；所述的装球管27的中段侧面开有槽口，在此处设压球轮26 ;压球轮26的部分叶片嵌入装球管27的槽口中；手工或机械动力驱动压球轮26转动而推动气囊I经过装球管27压入束球网3中；其中，所述的压球轮26共两个、设置在对称位置；所述的装球管27的出口内侧设有齿状内突起35。使用本装球装置时，旋转装球管27外口，将所述的齿状内突起35，与本发明多气囊防爆轮胎的齿状外突起34相互扣紧，连接装球口护罩17和装球管27 ;上述齿状结构相互扣紧、连接达到的强度能抵抗按额定装球压力向束球网3中装球时对此连接口产生的张力，可方便装球管27对准与装球口 16连接；然后，将两个压球轮26同步按相反方向转动，对气囊I则从两侧产生同一方向的推力，装填气囊I。本发明的一个实施例中，通过一组齿轮将两个压球轮26相互连接，使其保持相反方向的同步转动，所述的带动压球轮26转动的装置是一个力量限制装置，当压球轮26装填气囊I使束球网3达到额定张力后，可自动停止转动；或在压球轮26上设置压力传感器，测定到压球阻力达到额定值时，发出电信号，切断驱动压球轮26的电源及动力，也可同时发出声、光信号，提示气囊I安装完毕。或，本发明中所述的单气囊防爆轮胎，其特征在于，由轮胎2、轮毂、束球网3和内胎状单气囊43组成，所述的束球网3设于轮胎2中，束球网3中容纳内胎状单气囊43，所述轮胎2和束球网3与轮毂连接，轮毂为双层、设有气囊平台31。本单气囊防爆轮胎中，所述的单气囊是束球网3中的气囊为一个充气后充满整个束球网3的内胎状单气囊43，其形状与经典的/老式的内胎相似；所述的内胎状单气囊43与经典的/老式的含内胎轮胎不同内胎状单气囊43在轮胎2不泄气的情况下被限制在束球网3内不与轮胎2 (外胎)接触，而仅在轮胎2泄气后支撑轮胎2 ;在汽车正常行驶过程中内胎状单气囊43并不承受轮胎2的负荷，内胎状单气囊43既不会与轮胎2磨擦产生热量，也不会因磨擦或承担负荷而受损；本单气囊防爆轮胎中，所述的轮毂与现有技术轮毂相比有较大的差别；该轮毂为双层轮毂(如图7所示)，其上设轮毂胎面5，轮毂胎面中间向轮轴方向呈向心性凹陷，并在其中设有独立的气囊平台31 ；所述的气囊平台31两边向上凸起形成气囊平台边36，其上有气囊平台边凹槽37，以容纳束球网轮边6 ;气囊平台31通过气囊平台支架32支撑于凹陷的轮毂胎面5上，气囊平台支架32上有开口，以便轮胎2腔内的压缩空气在气囊平台支架32两侧流动；所述的气囊平台边36的圆周直径不大于轮毂胎面5两边的轮毂胎面凹槽15的圆周直径，即从轮胎剖面上看，气囊平台边36不高于轮毂胎面凹槽15的高度，而气囊平台31中心则向下凹陷，使其可在内胎状单气囊43不充气时将束球网3及内胎状单气囊43 —起压缩后容纳其中，使其不高出轮毂胎面凹槽15的水平线，不妨碍轮胎2的安装；本单气囊防爆轮胎中，在气囊平台-轮毂胎面凹槽间隙42上设若干桥装连接，在不完全封闭气囊平台-轮毂胎面凹槽间隙42的前提下，可防止轮胎轮边7卡入气囊平台-轮毂胎面凹槽间隙42;汽车行驶中，轮胎2所产生的热量不但可通过轮胎侧壁30散发，还可通过气囊平台-轮毂胎面凹槽间隙42和气囊平台支架32上的通气孔从轮毂胎面5散发；所述气囊平台31与轮毂胎面5形成双层轮毂结构，其间的空隙有利于通过轮毂散发轮胎2在汽车行驶中产生的热量，且有利于更大空间内的压缩空气参与轮胎2的缓冲作用，有利于轮胎2发挥减震功能。本单气囊防爆轮胎中，所述的内胎状单气囊43与轮胎2内腔不相通(如图7所示)，内胎状单气囊43设有一独立的气囊气门33，气囊气门33分别经过气囊平台31和轮毂胎面5而通向轮胎外，其外端可标以不同颜色或符号而与轮胎2固有的轮胎气门23相区别；通过气囊气门33可向内胎状单气囊43内充气，而轮胎气门23则向轮胎2腔内充气，两者并不相通。本单气囊防爆轮胎中，安装内胎状单气囊43及束球网3，包括以下步骤将尚未充气的内胎状单气囊43压扁后放入束球网3内，先将内胎状单气囊43及束球网3安装于气囊平台31上，两侧束球网轮边6分别卡入气囊平台31两边的气囊平台边凹槽37内，并安装紧固件将束球网轮边6固定在气囊平台边凹槽37中，将束球网3连同内胎状单气囊43压缩在气囊平台31的凹陷中，然后，按常规方法安装轮胎2 (所述束球网轮边6上设有带裂隙或孔的突起，用于通过紧固件将束球网轮边6固定在气囊平台边36上)；轮胎2安装完毕后，通过气囊气门33向内胎状单气囊43内充气至与额定轮胎2压力相同的压力，然后通过轮胎气门23向轮胎2内充气至额定轮胎2压力；另外，安装轮胎2时，先通过气囊气门33将内胎状单气囊43内的空气抽空，产生负压，使其连同束球网3 —起压缩在气囊平台31的凹陷中，方便轮胎2的安装。本单气囊防爆轮胎中，所述的束球网3可与气囊壁38浇制成一个整体，有利于通过在内胎状单气囊43内形成负压，使内胎状单气囊43连同束球网3 —起压缩在气囊平台31的凹陷中，方便轮胎2的安装操作；其中，该单气囊防爆轮胎的束球网3上无需设多个通气孔。本发明的防爆轮胎的优点有本发明的防爆轮胎可在爆胎时支撑轮胎，使汽车在轮胎泄气或爆胎后仍可继续安全行驶；与现有技术相比，在轮胎舒适性、安全性、安装操作便利性和轮胎更换花费等方面都优于现有防爆轮胎，应用前景广泛。为了便于理解，以下将通过具体的附图和实施例对本发明的防爆轮胎进行详细地描述。需要特别指出的是，具体实例和附图仅是为了说明，显然本领域的普通技术人员可以根据本文说明，在本发明的范围内对本发明做出各种各样的修正和改变，这些修正和改变也纳入本发明的范围内。


图1为本发明中轮胎截面示意图。图2为本发明中束球网帘线、束球网轮边及束球网带束走向示意图。图3为本发明中束球网安装示意图。图4为本发明中束球网拆卸示意图。图5为本发明中装球口护罩侧孔视线平行车轴视示意图。图6为本发明中装球系统原理示意图。图7为本发明中单气囊方案轮胎截面示意图。图1 图7中，I是气囊、2是轮胎、3是束球网、4是轮胎_束球网间隙、5是轮毂胎面、6是束球网轮边、7是轮胎轮边、8是网孔、9是气囊间隙、10是轮胎带束、11是束球网带束、12是轮毂边凸起、13是束球网侧壁/辐射状帘线、14是环状帘线、15是轮毂胎面凹槽、16是装球口、17是装球口护罩、18是装球口盖、19是装球口螺纹、20是装球口盖螺纹、21是装球口盖肩部、22是“ O”型密封圈、23是轮胎气门、24是装球口保护圈、25是装球口护罩外口、26是压球轮、27是装球管、28是集球漏斗、29是侧孔、30是轮胎侧壁、31是气囊平台、32是气囊平台支架、33是气囊气门、34是齿状外突起、35是齿状内突起、36是气囊平台边、37是气囊平台边凹槽、38是气囊壁、39是阻球片槽口、40是轮胎胎面、41是束球网胎面、42是气囊平台-轮毂胎面凹槽间隙、43是内胎状单气囊。
具体实施例方式实施例1如图1所示，本发明采用16英寸轮毂，205/55 R16子午线轮胎，前轮；束球网内多气囊；气囊I为球形，材料为橡胶气囊I表面可涂聚四氟乙烯；所述气囊I壁内含子午线状尼龙、聚酰胺纤维或聚酯纤维帘线；气囊I内空心，充满压缩空气或氮气，其压力为250kPa (前轮用气囊)或300kPa (后轮用气囊)。气囊I直径为3. 6cm。如图1、图2所示，束球网轮边6、束球网3侧壁辐射状帘线13、环状帘线14和束球网3带束均用钢丝制成，其相交处通过焊接连接，并形成近似正方形的网孔8 ;网孔8小于束球网3内的气囊1，正方形网孔8的边长为Icm ;钢丝帘线表面涂有一层橡胶，然后再缠绕一层尼龙、聚酰胺纤维或聚酯纤维帘线，再涂一层橡胶，将尼龙、聚酰胺纤维或聚酯纤维帘线包裹于钢丝帘线周围；上述含纤维帘线橡胶涂层也可有多层。在束球网带束11层的内侧还衬有一层尼龙或聚酰胺纤维帘布，帘布上与网孔8对映处开有通气孔。束球网带束11与帘布之间涂有一层橡胶，帘布表面也再涂一层橡胶，但橡胶涂层不封闭通气孔。束球网带束11与子午线轮胎的轮胎带束10相平行；束球网带束11的圆周半径小于轮胎带束10的圆周半径，使轮胎2在充气达到250kPa压力、束球网3内充满气囊I且束球网带束(I受到的张力略大于或等于轮胎带束10所受张力时，轮胎-束球网间隙4为3cm。如图1、图2所示，束球网3侧壁辐射状帘线13的长度也短于轮胎侧壁辐射状帘线的长度，使束球网侧壁13不与轮胎侧壁30相接触，束球网侧壁13的最外侧与轮胎侧壁的最近点相距至少1cm。所述束球网3通过两侧的束球网轮边6紧扣在轮毂胎面凹槽15中；束球网轮边6是半径等于轮胎轮边7的正圆形多股钢丝圈，其外周涂有一层橡胶。束球网轮边6紧靠轮胎轮边7的内侧，且两者之间同过均匀分布于整个轮边圆周的8对带孔的钢质突起由8个紧固件相互连接在一起；紧固件为一个钢制螺丝，突起上的孔内有相吻合的螺纹，旋紧螺丝可将来自束球网轮边6和轮胎轮边7的钢质突起固定在一起。束球网3与轮胎2固定在一起后，按常规方法将轮胎2安装到轮毂上，束球网3会随轮胎2 —起安装到轮毂上。如图1、图3、图5所示，在轮毂胎面5上设有一内径为4cm的圆孔，即装球口 16 ;在束球网3和轮胎2安装到轮毂上后，在轮胎2尚未充气的情况下(以额定充气压力为250kPa的前轮为例)通过装球口 16向束球网3内装填直径为3. 6cm的球形气囊1，直到束球网3内充满气囊I，然后用力继续往束球网3内装填气囊I，直到最后一个气囊I在26公斤推力下压入束球网3，在保持26公斤推力以防止已装填的气囊I从束球网3内回弹出来的条件下，用一个钢质的装球口盖18，通过旋紧装球口盖18而将已装填的气囊I封闭在束球网3和轮毂胎面5之间的空间内。装球口盖18由两个成为一体的同心实心圆柱体组成。装球口盖18前端是外径4cm、高度1. 2cm的圆柱体，其侧面具有与装球口螺纹(19)相吻合的装球口盖螺纹(20);装球口盖(18)后端是一个外径6cm、高度O. 5cm的圆柱体，其突出的环形外缘形成宽Icm的装球口盖肩部21 (如图1所示)。在装球口盖肩部21和装球口 16之间设一橡胶制成的“O”型密封圈22 ;“0”型密封圈22为内径4. 5cm、外径5. 5cm的环形橡胶圈；“0”型密封圈22镶嵌一个环绕装球口 16外侧(面对车轴的一侧)的环形凹槽内，而“O”型密封圈22嵌在槽内后仍高出装球口 16外侧平面，在旋紧装球口盖18后，装球口盖肩部21压紧“O”型密封圈22，使装球口 16完全封闭达到气密效果，不但将气囊封闭在束球网3内，还使轮胎2充气后不会从装球口 16泄气。在装球口 16的外周安装一个呈空心圆柱状的装球口护罩17，其两端圆形开口的圆心均与装球口 16的圆心在同一个轴上；装球口护罩17为钢制，其内径为6. 2cm，外径7. 2cm，壁厚O. 5cm ;装球口护罩17的一端对准装球口 16，另一端开口处有一向内收缩、内径为4. 5cm的圆环形装球口保护圈(24)，因其内径小于装球口盖18的外径，但大于气囊I的直径，使气囊I可通过装球口保护圈24装入束球网3内，但装球口盖18无法从此孔中弹出，从而防止在轮胎2未放气时错误地旋开装球口盖18，而使装球口盖18在轮胎2腔内高压作用下向外弹出；所述装球口盖18的安装及取出则通过装球口护罩17侧面上的一个侧孔29来完成(如图5所示)；侧孔29的形状与装球口盖18的侧面投影相吻合，并略大于装球口盖18的侧面投影，以使装球口盖18在从装球口 16上旋下后，可从侧孔29中横向取出。此外，还设有一特制的自动装球设备(如图6所示)，可方便、快速地向束球网3内装填球形气囊1，并使束球网3绷紧达到额定张力；该装球设备包括集球漏斗28、压球轮26和装球管27 ;集球漏斗28的出口内径和装球管27内径均为4cm，使气囊I从集球漏斗28中因重力而排成一列依次进入装球管27 ;在装球口护罩17的外侧设有齿状外突起34，齿状外突起34可与装球管27出口内侧对应位置且相吻合的齿状内突起35通过旋转装球管27外口而相互扣紧，以此连接装球口护罩17和装球管27 ;上述齿状结构相互扣紧、连接达到的强度需能抵抗按额定装球压力向束球网3中装球时对此连接口产生的张力，在本实施例中应大于26公斤。所述装球管27为钢质，壁厚O. 5cm ;在装球管27的中段侧面开有槽口，在此处设置钢质压球轮26，压球轮26的部分叶片嵌入装球管27的槽口中，压球轮叶片嵌入装球管27槽口的程度以压球轮26转动时所形成的圆弧切入压球轮26处接近、但不超越装球管27中心轴线为佳。在装球管27同一位置对称地设置一对压球轮26，其同步按相反方向转动，而对气囊I则从两侧产生同一方向的推力；通过一组齿轮将两个压球轮26相互连接，使其保持相反方向的同步转动。带动压球轮26转动的装置是一力量限制装置，当压球轮26装填气囊I使束球网3达到额定张力后，可自动停止转动；也可在压球轮26上设置压力传感器，测定到压球阻力达到额定值时，发出电信号，切断驱动压球轮26的电源及动力，也可同时发出声、光信号，提示装球完毕。对3. 6cm的球形气囊1、充气压力为250kPa的轮胎而言，两个压球轮26同步转动推动气囊I的力量为26公斤。压球轮由一台电动机通过一组齿轮或转动带而驱动。压球轮转动时推动气囊I经过装球管27、装球口 16而压入束球网3中，至束球网3中充满气囊I后继续往束球网3中装填气囊1，直至气囊I在装球管27中前行的阻力达到26公斤、与压球轮的推动力相等而自动停止；此时束球网3处于绷紧状态，而其中充填的气囊I不会在束球网3中滚动而产生噪音和热量。在装球口护罩17的侧孔29边，更靠近束球网3 —侧设置一阻球片槽口 39(如图5所示)；阻球片为可插入此阻球片槽口 39并阻断气囊I移动的钢片，厚度为O. 5cm。如图6所示，在通过装球系统将气囊I充满束球网3并达到额定压力、停止装球后，在阻球片槽口 39中插入平板状的阻球片，通过旋转解除装球管27和装球口护罩17间的齿状连接，退出装球管27 ;而此时由于阻球片的阻挡已充填在束球网3的气囊I不会回弹出来；此时可通过装球口护罩17的侧口将装球口盖18横向插入装球口护罩17中；在退出阻球片后，通过装球口护罩外口 25，插入特制的与球口盖18上顶部凹槽形状相吻合的螺丝刀，以至少26公斤的推力将装球口盖18顶向装球口 16，并同时旋紧装球口盖18，使其通过螺纹19和20旋紧于装球口 16上，不但将已充填的气囊I封闭在束球网3内，且通过压紧“O”型密封圈22使装球口 16达到气密程度。在气囊I装填完毕并封闭装球口盖18后，通过轮胎气门23向轮胎2内充气达到250kPa额定压力。拆卸轮胎2时，应先通过轮胎气门23将轮胎2排气至轮胎内外气压相等，然后旋开、取出装球口盖18，从装球口取出几个球形气囊I使束球网3松弛；然后再按通常的轮胎拆卸方法将一侧轮胎轮边7连同连接在一起的束球网轮边6剥离轮毂，束球网3内的其余气囊I即可从剥离的束球网轮边6处倒出并用一漏斗收集倒出的球形气囊I。球形气囊I回收后经过检测符合压力要求后可再次装入束球网3中使用。所述束球网3和球形气囊I需在轮胎2泄气的情况下单独承受600公斤的最大负荷，球形气囊I内可达到的最大充气压力为350kPa。实施例2如图7所示，本发明采用16英寸轮毂，205/55 R16子午线轮胎，前轮；束球网内为单气囊；所述束球网3中的气囊是一个充气后充满整个束球网3的内胎状单气囊43 ;束球网3的构造与上述实施例1的相仿，其束球网带束11与轮胎带束平行，束球网胎面与轮胎胎面40相平行；不同之处在于单气囊方案的束球网3较小。所述内胎状单气囊43与轮胎2内腔并不相通，它们各自有一个单独的气门。以前轮为例，内胎状单气囊43通过其独有的气囊气门33充气至280kPa，而轮胎2则通过轮胎气门23充气至250kPa，此时轮胎-束球网间隙4为4cm。束球网3安装在一种特殊设计的钢或铝合金双层轮毂上(如图7所示)，其轮毂胎面5中间向轮轴方向呈向心性凹陷达6cm，在该凹陷中设置独立的气囊平台31 ;气囊平台31的剖面呈圆弧形、两边向上凸起形成气囊平台边36，其上有气囊平台边凹槽37，束球网轮边6即紧扣在此凹槽内。气囊平台31通过两侧的气囊平台支架32支撑于凹陷的轮毂胎面5上，气囊平台支架32上设开口，以便轮胎2腔内的压缩空气在气囊平台支架32两侧流动。所述气囊平台边36的圆周直径等于轮毂胎面5两边的轮毂胎面凹槽15的圆周直径，即从轮胎剖面上看，气囊平台边36等于轮毂胎面凹槽15的高度，而气囊平台31中心则向下呈弧形凹陷(其最低点距凹陷的轮毂胎面O. 5cm)，使其可在内胎状单气囊43不充气时将束球网3及内胎状单气囊43 —起压缩后容纳其中，使其不高出轮毂胎面凹槽15的水平高度，而不妨碍轮胎2的安装。气囊平台-轮毂胎面凹槽间隙42宽1cm，在该间隙所形成的与气囊平台边36所平行的圆周上，均匀地等弧线分布16个宽度为2cm的桥装连接，可在不完全封闭气囊平台-轮毂胎面凹槽间隙42的前提下，防止轮胎轮边7在安装轮胎2的过程中卡入气囊平台-轮毂胎面凹槽间隙42。汽车行驶中，轮胎2所产生的热量不但可通过轮胎侧壁30而散发，还可通过气囊平台-轮毂胎面凹槽间隙42和气囊平台支架32上的通气孔从轮毂胎面5散发。所述内胎状单气囊43设一独立的气囊气门33，气囊气门33分别经过气囊平台31和轮毂胎面5而通向轮胎外，其外端标以不同颜色或符号而与轮胎2固有的轮胎气门23相区别；通过气囊气门33可向内胎状单气囊43内充气，而轮胎气门23则向轮胎2腔内充气，两者并不相通。在尚未安装轮胎2时，先安装束球网3及内胎状单气囊43 ;将内胎状单气囊43及束球网3安装于气囊平台31上，两侧束球网轮边6则分别卡入气囊平台31两边的气囊平台边凹槽37内。每个束球网轮边6的整个圆周上等弧长均匀地分布着16个带直径O. 3cm园孔的片状突起，这16个钢质片状突起从每个束球网轮边6向外侧伸出，与其相对应部位的气囊平台边36上则也有16个带直径O. 3cm园孔的片状突起；当束球网轮边6紧扣在气囊平台边凹槽37中时，束球网轮边6上片状突起的园孔与与其相对应部位的气囊平台边36上片状突起的园孔恰好对齐，而两个园孔内都有螺纹，用一个外径O. 3cm的螺栓旋入这两个对齐的园孔，使两个片状突起固定在一起；通过此方法总共用16个外径为O. 3cm的螺栓将束球网轮边6固定在气囊平台边36上。在安装时，尚未充气的内胎状单气囊43压扁后放入束球网3内，通过气囊气门33将内胎状单气囊43内的空气抽空，在其中产生负压，使其连同束球网3—起压缩在气囊平台31的凹陷中，使已安装的束球网3和内胎状单气囊43不高于气囊平台边36，从而不妨碍轮胎2的安装，然后再按常规方法安装轮胎2 ;安装完毕后两侧轮胎轮边7紧扣于轮毂胎面凹槽15中。束球网3和内胎状单气囊43安装就位后先向内胎状单气囊43内充气至280kPa，然后再向而轮胎2内充气至250kPa。轮胎2泄气时，与轮胎2内腔不相通的内胎状单气囊43不会泄气，可支撑轮胎2，使其不会塌陷。拆卸轮胎时先将内胎状单气囊43放气，束球网3和内胎状单气囊43在轮胎2内腔压力作用下被压缩在气囊平台31的弧形凹陷中，然后将轮胎2放气后按常规方法拆卸轮胎2 ;在拆去轮胎2后，束球网3暴露在良好的视野中，可方便地旋开固定束球网3的螺栓，将束球网3和内胎状单气囊43 —起从气囊平台31上拆卸下来。本单气囊防爆轮胎中的束球网3构造与上述实施例1的相仿，但求其既不会被动扩张，又较为柔软；束球网轮边6、束球网3侧壁辐射状帘线13、环状帘线14和束球网3带束均用钢丝制成，它们相交处通过焊接连接，并形成边长为O. 5cm的正方形的网孔8 ;钢丝帘线表面涂有一层橡胶，然后再缠绕一层尼龙、聚酯或聚酰胺纤维帘线，再涂一层橡胶，将尼龙、聚酰胺纤维或聚酯纤维帘线包裹于钢丝帘线周围。在束球网3的内侧还衬有一层尼龙或聚酰胺纤维帘布，帘布之下包裹内胎状单气囊43 ；内胎状单气囊43中含有一层尼龙、聚酰胺纤维或聚酯纤维帘布。所述束球网3和内胎状单气囊43需在轮胎2泄气的情况下单独承受600公斤的最大负荷，内胎状单气囊43内可达到的最大充气压力为350kPa。实施例3本实施例为上述“实施例1”的简化方案，仅适用于低速行驶的车辆，如工程车、沙滩车等。本实施例与上述实施例1的主要不同之处在于省略了束球网3。本发明采用16英寸轮毂，205/55 R16子午线轮胎，前轮；轮毂及轮胎皆与“实施例一”中基本相同，仅轮毂胎面凹槽15稍窄，恰好容纳轮胎轮边7(如图1所示)。在按常规方法安装轮胎2后，直接通过装球口 16将球形气囊I装入轮胎2腔内作为内置式防爆备胎。如图1、图3、图4、图5、图6所示，在轮胎2安装完毕但尚未充气时，用装球系统通过装球口 16向轮胎2内装填直径为3. 6cm的球形气囊1，直到轮胎2内充满气囊1，然后用力继续往轮胎2内装填气囊I，直到最后一个气囊I在26公斤推力下压入轮胎腔内，在保持26公斤推力以防止已装填的气囊I从轮胎2内回弹出来的条件下，用一个钢质的装球口盖18，通过旋紧装球口盖18将已装填的气囊I封闭在轮胎2和轮毂胎面5之间的轮胎腔内。在旋紧装球口盖18后，装球口盖肩部21压紧“O”型密封圈22，使装球口 16完全封闭达到气密效果，不但将气囊封闭在束球网3内，还使轮胎2充气后不会从装球口 16泄气；然后通过轮胎气门23向轮胎2内充气至250kPa。
权利要求
1.汽车内置式防爆备用轮胎，具有轮胎(2)和轮毂，其特征在于，还包括气囊(I)和束球网⑶；所述的束球网⑶设于轮胎⑵中，束球网⑶中容纳气囊(I)，所述轮胎⑵和束球网(3)与轮毂连接，所述的轮毂上设装球口(16)。
2.按权利要求1所述的汽车内置式防爆备用轮胎，其特征在于，所述的汽车内置式防爆备用轮胎，包括多气囊防爆轮胎和单气囊防爆轮胎两种规格。
3.按权利要求2所述的汽车内置式防爆备用轮胎，其特征在于，所述的气囊I的外形为球形、橄榄形、椭圆形、椎体或多面体形状；气囊(I)整体密封，内部充气或充填为实心球，其表面涂可降低表面磨擦阻力的材料。
4.按权利要求3所述的汽车内置式防爆备用轮胎，其特征在于，所述的气囊(I)采用橡胶、丁基橡胶材料制成；其中，气囊壁(38)内采用帘线或帘布加强，所述帘线、帘布采用钢丝、碳纤维丝、尼龙丝、聚酯纤维或聚酰胺纤维材质。
5.按权利要求3所述的汽车内置式防爆备用轮胎，其特征在于，所述的气囊(I)的数量为I个或I个以上；气囊(I)间不相互连接，气囊(I)内的压力大于大气压，不小于其所在的轮胎(2)的正常充气压力。
6.按权利要求2所述的汽车内置式防爆备用轮胎，其特征在于，所述的束球网(3)安装在轮胎(2)的空腔内、固定在轮毂胎面(5)上；该束球网(3)的体积小于轮胎(2)内腔的体积，不与轮胎(2)接触。
7.按权利要求2所述的汽车内置式防爆备用轮胎，其特征在于，所述的束球网(3)采用可弯曲、折叠、不易被扩张的材质制成，选自钢丝、尼龙、聚酯、聚酰胺或碳纤维材料；束球网(3)内侧涂橡胶或覆盖帘布，两侧束球网轮边(6)通过辐射状帘线(13)相连，辐射状帘线(13)与环状帘线(14)相交，形成网状结构，其网孔(8)小于束球网(3)内的气囊(I)。
8.按权利要求7所述的汽车内置式防爆备用轮胎，其特征在于，所述的束球网轮边(6)采用钢丝、聚酯、聚酰胺、碳纤维或尼龙丝材料制成；束球网轮边(6)上涂层橡胶，其跨过轮毂边凸起(12)安装于两个轮毂胎面凹槽(15)中；所述的辐射状帘线(13)从外侧缠绕两侧束球网轮边(6)。
9.按权利要求7所述的汽车内置式防爆备用轮胎，其特征在于，所述的两侧束球网侧壁(13)呈对称关系，束球网(3)通过两个紧扣于轮毂胎面凹槽(15)中的束球网轮边(6)固定于轮毂胎面(5)上；束球网轮边(6)位于轮胎轮边(7)内侧，所述的束球网(3)带有束球网带束(11)，形成与轮胎胎面(40)平行的束球网胎面(41)。
10.按权利要求1或2所述的汽车内置式防爆备用轮胎，其特征在于，所述的轮毂其胎面(5)上设装球口(16)和装球口盖(18)，其间设有密封圈(22);装球口盖(18)上设装球口螺纹(19)和装球口盖螺纹(20)，球口盖(18)上有突出其外缘的装球口盖肩部(21)，在旋紧装球口盖(18)后，装球口盖肩部(21)压紧密封圈(22)使达到气密效果，
11.按权利要求3或10所述的汽车内置式防爆备用轮胎，其特征在于，所述的密封的气囊(I)通过装球口(16)装入束球网(3)。
12.按权利要求1所述的汽车内置式防爆备用轮胎，其特征在于，所述的轮毂其轮毂胎面(5)上开孔形成装球口(16)，装球口护罩(17)焊接或通过螺纹或铆钉安装在轮毂胎面(5)上。
13.按权利要求12所述的汽车内置式防爆备用轮胎，其特征在于，所述的装球口护罩(17)设在装球口(16)的外周，呈空心圆柱状，该装球口护罩外口处设向内收缩的圆环形装球口保护圈(24)，装球口保护圈(24)的内径小于装球口盖(18)的外径、大于气囊(I)的直径。
14.按权利要求12所述的汽车内置式防爆备用轮胎，其特征在于，所述的装球口护罩(17)侧面设侧孔(29)，侧孔(29)边、靠近束球网(3) 一侧设有阻球片槽口(39)。
全文摘要
本发明属汽车配件领域，涉及汽车内置式防爆备用轮胎，该汽车内置式防爆备用轮胎在爆胎时支撑轮胎，使汽车在轮胎泄气或爆胎后仍可继续安全行驶。其包括安装于轮胎内的束球网和充斥其中的多个气囊，束球网将整个内置备用轮胎固定于轮毂胎面上；束球网安装于轮胎的空腔内，其体积小于轮胎内腔的体积，使束球网及其内的气囊在汽车正常行驶过程中始终不与轮胎发生接触，而仅在轮胎泄气或爆裂时支撑轮胎胎面，阻止轮胎塌陷；本发明还提供单气囊防爆备用轮胎，该内胎状单气囊在轮胎在轮胎泄气后支撑轮胎。本发明防爆备用轮胎具有舒适、安全，安装操作便利及更换费用低的优点。
文档编号B60C17/06GK103042886SQ20111031549
公开日2013年4月17日 申请日期2011年10月17日 优先权日2011年10月17日
发明者朱序 申请人:朱序