自充氣車胎的製作方法

2023-06-04 19:36:46

專利名稱：自充氣車胎的製作方法
技術領域：
本發明屬於交通運輸技術領域，是一種自動充放氣車胎。
現有的自動充氣車胎雖然做到了不停車就能給車胎(內胎)充氣，但有體積大，零部件多，結構複雜，使用不便和在車胎氣壓飽和至缺氣的一長段時間裡不能自動脫離工作狀態(即不消耗功率)以及製造工藝性能差，導致造價高等缺點，使各類自動充氣車胎(包括自動充氣裝置)無法推廣和普及使用。在中國專利《實用新型專利公報》上公開了一種「自動放氣補氣內胎」(申請號為91209574.1)，主要由內胎內腔的放氣、補氣兩個氣囊，放氣氣囊的進、放氣單向閥和補氣氣囊的充氣氣咀及蛇形氣囊構成。這種車胎雖在結構上有所改進，但仍存在前者所述不足，而且因其構造不盡合理，故製作自行車用胎困難及不能被重載車輛使用。
本發明的目的意在克服上述技術的缺點，設計了一種結構簡單，造價低，使用方便，且用於各種車輛的自充氣車胎。
本發明的目的是這樣來實現在車胎內腔設有吸、充氣共用的氣囊，該氣囊上具有伸出車胎外的氣咀，在氣咀內具有與氣囊內腔相通的進氣單向閥，氣囊上還具有與車胎內腔及氣囊內腔相通的排氣單向閥，並在進、排氣單向閥之間具有彈簧。
進氣單向閥用過壓溢流閥替代。
進、排氣單向閥均用過壓溢流閥替代。
排氣單向閥用高度限位開關閥替代。
氣囊為高彈性材料，其氣囊的彈力強度滿足氣囊和彈簧的張開作用力之和時省去彈簧。
氣囊在設計、製作上應滿足兩項技術指標一、氣囊在彈簧作用下克服車胎內腔氣飽和的壓力始終處於張開狀態，其張開高度等於車胎氣飽和狀態之高度。這樣，車胎在無氣或缺氣狀態時，車輪在地上每轉動一轉，氣囊便被壓扁一次，即對車胎腔內充氣一次。而氣囊在彈簧作用下的回覆過程又是吸氣過程，為第二次充氣作好了準備。這種吸氣(進氣)，充氣(排氣)的周期性工作過程直至達到車胎的充氣飽和高度時為止。由於此時氣囊不再被壓扁，使充氣系統自動脫離工作狀態。因此起到限充氣的防暴胎作用。二、氣囊的橫截面積應滿足車胎腔內氣壓過飽和時承受的上抬力能將彈簧壓縮一段距離，而且氣壓過飽和越多彈簧被壓縮距離越大，使氣囊底平面與車胎完全脫離接觸，即使氣囊失去被壓扁條件而不能對車胎腔內再充氣，起到過飽和的限制充氣作用。該過飽和限制充氣保護功能能有效地避免車輪行駛在凹凸不平路面，或剎車時產生瞬間過載導致過飽和充氣現象。也使充氣系統徹底地脫離了工作狀態。
本發明與現有的自動充氣車胎和自動放氣補氣內胎相比，具有零部件減少，保安功能齊全(防暴胎功能，自動脫離工作狀態功能及空氣濾清功能)、氣囊和進排氣單向閥三大主件構造緊湊簡單、造價低(自行車用胎造價約高現有自行車用胎造價0.7-2元，摩託車用胎造價約高出現摩託車用胎造價3-5元，汽車用胎造價約高出現汽車用胎造價5-8元)、通用性強(車胎外形、安裝形式、使用方法及用氣泵充氣、用手放氣等與市售車胎性能完全兼容)等優點。本車胎除啟始的第一次充氣使用氣泵充氣外，以後只要車胎不破、不漏就永遠處於氣飽和狀態，因此不會因缺氣而折壞內外車胎。由於氣囊在車胎氣飽和狀態時能自動脫離工作狀態，故能有效地延長車胎使用壽命。同時還能有效地減小車輛行駛的驅動功率，即節能。本車胎適宜小到自行車、摩託車，大到拖拉機、汽車等任何車輛使用。它是現市售車胎的換代技術。並適合大、中、小各橡膠廠生產。
以下結合附圖及實施例對本發明作詳細說明

圖1是本發明的一種結構示意圖。圖2是過壓溢流閥結構示意圖。圖3是高度限位開關閥結構示意圖。圖4是將車胎與氣囊組作成一體示意圖。圖5是自充氣式無內胎車胎示意圖。
實施例1參見圖1。本發明包括伸出車胎8外的氣咀3和在車胎8內腔的橡膠氣囊9及進、出氣單向閥。其氣囊9上部具有內裝進氣單向閥4的氣咀3，該氣咀3外上端裝有具有濾芯2的塑料空氣過濾罩1，進氣單向閥4與氣囊9的內腔和過濾罩1相通，氣囊9下部具有與車胎8相通且與進氣單向閥4位置相對應的排氣單向閥11，並在進、排氣單向閥(4、11)之間裝有彈簧10。在氣咀3外下部的墊圈7上裝有用以壓緊氣囊9、車胎8及氣咀3的壓緊螺母6，氣咀3外還有將其固定在輪輞上的背緊螺母5。這種結構由氣囊9、氣咀3、進氣單向閥4及彈簧10構成吸氣系統，由氣囊9，排氣單向閥11及車胎8內腔構成充氣系統。並在設計上保證氣囊9，彈簧10的張開作用力之和(記作P張)與車胎8腔內的充氣飽和壓力通過氣囊9下部平面(截面積)的反作用力(記作P反)在高度等於H位置上相平衡(即高度等於H時P張+P反＝0)。這樣，當車胎8腔內無氣或缺氣時，即當P張≥P反時，只要車輪在地上轉動，裝有氣囊9段車胎8必然是每轉著地一次。即在載荷(記作P載)作用下使P反+P載＞P張，氣囊9被壓扁，囊內氣體經排氣單向閥11排入車胎8腔內，即充氣一次。隨著車輪轉動，氣囊9隨車胎8逐漸離開著地面使外加的載荷卸去，在P張＞P反作用下氣囊9向H高度回復，使氣囊9腔內產生吸的作用，將氣咀3外面氣體吸入氣囊9腔內，為下一次充氣作好準備。這種充氣、吸氣工作過程直至達到P張。P反兩力平衡在H的高度位置為止。這時氣囊9不再被壓扁，故工作系統脫離工作狀態，起到高度限制充氣的保險作用。若車輛行駛在凹凸不平、或剎車等因素造成對車胎8瞬間過載，使氣囊9被壓扁造成過飽和充氣，即P反＞P張，氣囊9底部平面在P反上抬壓力作用下離開設計平衡高度H而上移。因P反壓力越大上移越多，使氣囊9底平面D完全與車胎8脫離接觸而懸空，導致氣囊9完全失去被壓扁條件而不能對車胎8腔內再充氣起到過壓限制充氣的保險作用和使充氣系統完全脫離工作狀態而自動停止工作的功能。排氣單向閥11在設計上，製造上應保證正向壓力(記作P正)達0.01-0.2MPa才開啟導通。它將使氣囊9內腔氣體壓力永遠高出一個P正值才能對車胎8腔內充氣，這一性能能有效地抑制車輛高速行駛時經常出現的輕微過載而導致的輕微過飽和充氣現象，即壓差限制充氣的保險作用。
實施例2參見圖1、圖2。在重載車輛，又行駛在路面極壞的情況下(如礦山用車、越野車、軍車等)應將進氣單向閥4換裝為過壓溢流閥，該過壓溢流閥12包括內裝有進氣單向閥13。並使過壓益流閥12的溢流開啟壓力(記作P溢)調整到P反值。這樣，當車輛在極壞路面行駛時造成經常性嚴重過載導至氣囊9被壓扁時，因P反+P正＞P溢壓力值，故氣囊9內腔氣體經過壓溢流閥12排出，從而起到過壓溢流的絕對保險作用。在更特殊(如溫差大)使用環境可將進、排氣單向閥均用過壓溢流閥12替代。其它結構與上述實施例1相同。
實施例3參見圖1、圖3。在使用要求不高，又方便車胎8在製造工藝中的硫化處理，可將排氣單向閥11用高度限位開關閥14替代。由於高度限位開關閥14的開啟條件是上接觸面m被壓下，故氣咀下平面c與m之間的距離就是氣囊9被允許壓扁的距離，也且車胎8使用時最大的允許缺氣狀態距離，使車胎8腔內的充氣飽和程度始終在最大允許缺氣狀態至飽和狀態徘徊，起到防充氣過壓作用。其它結構與實施例1相同。
實施例4參見圖1、圖4。在車胎8直徑小，充氣壓力要求不高或充氣頻率較低(車輪轉數低)，為進一步降低充氣車胎零件總數及造價，將氣囊9和車胎8作成為一個整體(這有利於分解P反上抬力)，將彈簧10用彈簧片15直接鑄在氣囊9裡。其它結構與實施例1相同。
實施例5參見圖1、圖5，將車胎8去掉所剩下部分便是一個獨立、完整的自動充氣裝置，將它裝於無內胎輪胎17的車輪輞16上，其氣囊9的張開高度H基本等於無內胎車胎充氣飽和狀態的高度。這樣就使得無內胎輪胎17變成為自充氣式無內胎車胎了。在車胎斷面直徑較大情況下，可用墊18將氣囊9墊起。這樣氣囊9體積可作得小些，以減少P反上抬力。也可將彈簧10作得小一些，有利於設計、製造。
本發明的氣囊9形狀可根據車胎8形狀製作，其材料除橡膠高彈性材料外還可用金屬材料;彈簧10、彈簧片15可根據氣囊9形狀需要製作為圓柱、圓錐螺旋形、中凸和中凹螺旋形、組合螺旋形、片形等形狀;當氣囊9為高彈性材料、氣囊9的彈力強度滿足P張時可省去彈簧10、彈簧片15不用，由氣囊9兼作橡膠彈簧;排氣單向閥11也可裝於氣囊9側部;氣咀3可為直形，也可為彎曲成其它形狀;進氣單向閥4，排氣單向閥11、過壓溢流閥12及高度限位開關閥14根據使用性能要求可與氣囊9用同一材料或異性材料做在一個整體上。
權利要求
1.一種包括進、排氣單向閥(4、11)和氣囊9及氣咀3伸出車胎8外的自充氣車胎，其特徵在於在車胎8內腔設有吸、充氣共用氣囊9，該氣囊9上具有氣咀3，在氣咀3內具有與氣囊9內腔相通的進氣單向閥4，氣囊9上還具有與車胎8內腔及氣囊9內腔相通的排氣單向閥11，並在進、排氣單向閥(4、11)之間具有彈簧10。
2.根據權利要求1所述的自充氣車胎，其特徵在於進氣單向閥4用過壓溢流閥12替代。
3.根據權利要求1所述的自充氣車胎，其特徵在於進氣單向閥4、排氣單向閥11均用過壓溢流閥12替代。
4.根據權利要求1所述的自充氣車胎，其特徵在於排氣單向閥11用高度限位開關閥14替代。
5.根據權利要求1所述的自充氣車胎，其特徵在於氣囊9與車胎8為一整體，彈簧10用彈簧片15替代。
6.根據權利要求1或5所述的自充氣車胎，其特徵在於氣囊9為高彈性材料，其彈力強度滿足氣囊9和彈簧10的張開作用力之和時可省掉彈簧10。
7.根據權利要求1所述的自充氣車胎，其特徵在於去除車胎8便成為一個自動充氣裝置。
8.根據權利要求7所述的自充氣車胎，其特徵在於自動充氣裝置裝於無內胎輪胎17的車輪輞16上，其無內胎輪胎17為自充氣式無內胎車胎。
全文摘要
本發明提供了一種自充氣車胎，其特徵是在車胎內具有一個氣囊，氣囊上具有裝有進氣單向閥的氣嘴和排氣單向閥，在進、排氣單向閥之間具有彈簧。本車胎的外形、安裝形式、使用方法及用氣泵充氣等與市售車胎性能完全兼容。由於有結構簡單、保安功能齊全、造價低、使用壽命長等優點，適宜各種車輛使用。它是現市售各型充氣車胎的換代技術。並適宜大、中、小橡膠廠生產。
文檔編號B60C23/08GK1084814SQ9211190
公開日1994年4月6日 申請日期1992年9月29日 優先權日1992年9月29日
發明者張世先 申請人:張世先