CN103921626A - 一种机械夹固式免充气轮子 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机械夹固式免充气轮子，包括主、副轮辋、胎圈、胎圈支承、定位元件和紧固件；所述主、副轮辋的外圆面为边缘带有凸缘的斜面，两者定位后通过紧固件组合为一体，组合后两者外圆面形成截面呈V形且两侧带有凸缘的环形槽，所述胎圈和胎圈支承被夹固张紧在所述环形槽内，其中所述胎圈支承与呈V形的环形槽配合，所述胎圈位于胎圈支承的外周；所述胎圈的外径大于轮辋边凸缘的外径，胎圈与主、副轮辋边凸缘的外径之差值为胎圈的允许磨损最大值。本发明不怕扎,不会爆胎，结构简单可靠，轮胎与轮辋的结合力可调，胎圈散热性能好，且橡胶使用量减少40％以上，制造工序少，成本低，胎圈拆卸方便，不用备胎，可多次翻新，节能环保。

Description

一种机械夹固式免充气轮子

 

技术领域

本发明涉及一种免充气轮子，适用于各种车辆、飞机、火炮等装备。

 

背景技术

现有技术中免充气轮子的轮辋与轮胎的结合通常采用下述三种方法：其一是使用粘合剂粘合；其二是将轮胎直接铸在轮辋上；其三是使用弹簧片，将弹簧片的一头固定在轮辋上，另一头依靠弹簧片弯曲而产生的高弹力将轮胎紧紧顶起而成。使用第一、二两种方法的轮子轮胎与轮辋的结合力较低，只适用于轻载、低速的情况，实际应用范围很小。第三种方法的轮子则会使圆形的轮胎变成多边形，无实际使用价值。

 

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种机械夹固式免充气轮子，此轮子除了具有现有免充气轮子的不怕扎、刺、不会爆胎特点外，还具有结构简单可靠，轮胎与轮辋的结合力大且可调的特点，轮胎的材料和厚度和现有充气轮胎一样，具有较好的散热性能。

本发明为实现其目的所采取的技术方案：一种机械夹固式免充气轮子，包括主、副轮辋、胎圈、胎圈支承、定位元件和紧固件；所述主、副轮辋的外圆面为边缘带有凸缘的斜面，两者经定位元件定位后通过紧固件组合为一体，组合后两者外圆面形成截面呈V形且两侧带有凸缘的环形槽，或者，所述副轮辋分为左副轮辋和右副轮辋，两者对称；所述主轮辋位于左、右副轮辋中间，三者经定位元件定位后通过紧固件组合为一体，组合后左、右副轮辋外圆面形成截面呈V形环形槽；所述胎圈和胎圈支承被夹固张紧在所述环形槽内，其中所述胎圈支承与呈V形的环形槽配合，所述胎圈位于胎圈支承的外周；所述胎圈的外径大于轮辋边凸缘的外径，胎圈与主、副轮辋边凸缘的外径之差值为胎圈的允许磨损最大值。

所述环形槽的V形截面角度为110-176度；所述胎圈支承的V形截面角度与主、副轮辋组合成的呈V形环形槽的截面角度一致。

所述定位元件采用孔定位元件、凸台定位元件、凸缘定位元件或台阶定位元件。

所述胎圈和胎圈支承两者为分体件或整体件。

当所述胎圈和胎圈支承为分体件时，胎圈支承采用C字形结构，呈断开状态；或胎圈支承做成若干段组合而成。

所述胎圈支承外表面布设轴向沟槽。

所述胎圈支承材料采用金属材料或非金属材料。所述金属材料为钢材、铝材、铝合金、锌合金或锌铝合金；所述非金属材料为聚氨酯、人造橡胶、废旧轮胎回收制成的颗粒、塑料、玻纤或碳纤维增强的塑料、玻璃钢、钙塑或碳纤维。

当所述胎圈支承采用钢材时，胎圈支承做成空心结构，胎圈支承的V形底部呈断开状态。

 

本发明与现有的免充气轮子的主要区别在于轮辋与轮胎的结合方法不同，由于结合方法不同而产生的轮辋结构与现有的充气或免充气轮子的轮辋结构有很大改变。胎圈与轮辋边凸缘的外径差值，即为胎圈的可使用的允许磨损最大值。当二者的外径即将一致时，应及时换新胎圈，若强行继续使用，将会使金属轮辋与路面发生强烈摩擦而损坏路面及轮辋，也不利于胎圈的翻新利用。

本发明的有益效果：本发明除了具有现有免充气轮子的不怕扎、刺、不会爆胎的优点外，还具有结构简单可靠，轮圈与轮辋的结合力大且可调的特点。胎圈的材料和厚度和现有充气轮胎一样，胎圈厚度较薄，故散热性能好。由于本发明胎圈不需要轮胎两侧的胎侧，橡胶使用量可减少40％以上，制造工序少，成本低，且胎圈拆卸方便，旧胎圈可多次翻新，不用备胎，节能环保。

 

附图说明

以下结合附图和实施例对本发明进一步详细说明。

图1为实施例一主视结构示意图；

图2为实施例一局部剖视结构示意图；

图3为实施例二主视结构示意图；

图4为实施例二局部剖视结构示意图；

图5为实施例三主视结构示意图；

图6为实施例三局部剖视结构示意图；

图7为实施例四主视结构示意图；

图8为实施例四局部剖视结构示意图；

图9为实施例五局部剖视结构示意图； 

图10为胎圈与胎圈支承连为一体的剖视结构示意图；

图11为胎圈支承局部俯视结构示意图；

图12(a)为胎圈支承结构示意图；

图12(b) 为空心胎圈支承截面结构示意图；

图13(a)为本发明装配示意图；

图13(b)为本发明装配示意图。

 

图中：1、胎圈，2、胎圈支承，3、主轮辋，4、副轮辋，5、紧固件，6、定位孔，7、定位榫，8、安装孔，9、凸台，10、凸缘，11、凸榫，12、压板，13、沟槽。

 

具体实施方式

本发明由胎圈1，胎圈支承2和轮辋三大部分组成。

胎圈与现有充气轮胎相比，其材料及厚度均可相同，只是没两侧的胎侧，故名胎圈。轮辋所采用的材料可以与现有充气或免充气的轮子的轮辋的材料相同，但结构不同。轮辋按结构可分为二片式和三片式两类。二片式轮辋可通过四种方式定位：a、孔定位，b、凸台定位，c、凸缘定位，d、台阶定位。

 

实施例一

    二片式轮辋孔定位轮子

如图1、2所示，本发明包括主、副轮辋3、4、胎圈1、胎圈支承2和紧固件5。主、副轮辋3、4的外圆面为边缘带有凸缘的斜面，主、副轮辋3、4通过孔定位后，用紧固件5组合为一体，组合后两者外圆周表面形成截面呈V形且两侧带有凸缘的环形槽。胎圈1和胎圈支承2夹固张紧在环形槽内，其中胎圈支承2与截面呈V形的环形槽贴合，胎圈1位于胎圈支承2的外周并被夹固张紧在两凸缘之间的V形槽内。胎圈支承2的V形截面角度与主、副轮辋3、4组合成的呈V形环形槽的截面角度一致。胎圈1的外径大于轮辋边凸缘的外径，胎圈1与主、副轮辋边凸缘的外径之差值，即为胎圈允许磨损的最大值。

胎圈支承2的外圆直径与胎圈1内圆直径相同，在装配时，这二者会贴合在一起。胎圈支承2内圆面截面形状呈V形，胎圈支承2与主轮辋3、副轮辋4合拢后形成的V形截面相配合，在装配时这三者会贴合在一起。环形槽的V形截面的角度为110-176度，根据轮子直径大小和胎圈宽度选择其中的合适角度。为使胎圈支承2与胎圈1能紧密结合，胎圈支承采用C字形结构，呈断开状态，如图12(a)所示（或者，胎圈支承做成若干段组合而成）。根据需要胎圈支承也可以做成空心的，胎圈与胎圈支承也可以做成一体，称为整体胎圈，如图10所示。胎圈支承采用的材料可与胎圈相同，也可以采用不一样的材料，如采用钢、铝、铝合金、锌合金、锌铝合金等金属材料，还可采用如聚氨酯、人造橡胶、废旧轮胎回收制成的颗粒、塑料、玻纤或碳纤维增强的塑料、玻璃钢、钙塑或碳纤维等非金属材料。为了使胎圈支承与胎圈之间增加磨擦力和具有排气作用，可在胎圈支承2的外表面布置沟槽，如图11、12(a)所示。当胎圈支承2采用钢材时，胎圈支承可以做成空心，V形底部呈断开状态，见图12(b)。

主、副轮辋所采用的材料可以与现有充气或免充气的轮子的轮辋的材料相同。 

主、副轮辋3、4通过孔定位元件的定位，本例中孔定位元件由定位孔6和定位榫7构成，通过定位孔6和定位榫7使主、副轮辋3、4定位。定位榫7设在副轮辋4上，定位孔6设在主轮辋3上，两者位置对应。定位孔6下方的孔为轮子与轮轴的安装孔8。

实施例二

    二片式轮辋凸台定位轮子

本例与例一的区别在于定位方式不同，本例的定位元件采用凸台定位元件-即凸台9，其余相同不再赘述。如图3、4所示，主轮辋3设凸台9，副轮辋底端置于凸台9上。

 

实施例三

    二片式轮辋凸缘定位轮子

本例与例一的区别在于定位方式不同，本例的定位元件采用凸缘定位元件，由凸缘10和凸榫11构成，其余相同不再赘述。如图5、6所示，主轮辋3设凸缘10，副轮辋相应位置设凸榫11，定位时凸榫11嵌入凸缘10内。

 

实施例四

    二片式轮辋台阶定位轮子

本例与例一的区别在于定位方式不同，本例采用台阶定位元件，压板作为紧固件固定主、副轮辋，其余相同不再赘述。如图7、8所示，主轮辋3上部呈环形台阶状，第一台阶为斜面，第二台阶为平面并作为台阶定位元件。副轮辋4置于第二台阶上后与主轮辋3第一台价的斜面形成截面呈V形的环形槽，主轮辋3的第二台阶下方设有用于固定压板12的通孔，压板12通过螺丝使主、副轮辋固定。

 

实施例五

三片式轮辋轮子

如图9所示，三片式轮辋由一个主轮辋3和两个副轮辋4（即两个结构相同且对称的左、右副轮辋）构成，两个副轮辋4的下端置于位于中间的主轮辋3两侧相对称的凸台上定位，通过紧固件5紧固主、副轮辋闭合形成截面呈V形环形槽。当然也可采用上述的孔定位和凸缘定位方式。

 

二片式、三片式轮辋中的紧固件除二片式中因使用台阶定位而用压板和螺丝外，见图7、8。其他紧固件均为螺栓螺母结构，为防止松动，采用双螺母紧固方式。

为加大轮辋与胎圈支承（或整体胎圈）这几个部分之间的接触面积提高结合力，采用如下方法：

当胎圈支承材料的硬度远高于胎圈的硬度时，应在其外圆周表面上开轴向沟槽，形状可以是波浪形，三角形，梯形，网纹等。当胎圈支承材料硬度与胎圈材料硬度相当或接近时，则应在主、副轮辋的斜面上开轴向沟槽，形状同上，同理，整体胎圈也应如此，因其材料硬度远低于轮辋的硬度。这样做的目的是当主、副轮辋（三片式是二个副轮辋）在紧固件作用下形成V形时会使硬度较低的整体胎圈或胎圈上产生相应的沟槽，故而能加大二者间的接触面积，进而加大结合力。

装配（以二片式为例说明）：

在主轮辋上放胎圈，胎圈支承（或整体胎圈），再放上副轮辋，主轮辋和副轮辋经由定位元件定位，这时胎圈支承或整体胎圈在A点的内径尺寸与主、副轮辋在A点相对应处的外径尺寸一致，因两者的V形截面的角度相同，故胎圈支承或整体胎圈与主、副轮辋截面为V形的外圆面贴合在一起。如图13(a)所示。将紧固件中的螺栓穿过二者之间的对应孔，拧上相应的螺母并转动，因橡胶具有一定的弹性，使主、副轮辋产生轴向的相向移动（即由A点向B点移动），主、副轮辋上的斜面开始形成V形，同时推动胎圈支承，胎圈（或整体胎圈）产生径向移动。当螺母转动到设定的位置时，胎圈支承或整体胎圈由A点移动到B点，胎圈张紧, 如图13(b)所示。胎圈支承，胎圈（或整体胎圈）与轮辋的结合力也已达到设定值，且在主、副轮辋相对的端面之间形成了一定的间隙，以利组装时排气或需要对胎圈松紧度调节时用。这时再在前一个螺母上再加一个螺母（或扣紧螺母），将二者旋紧，这样螺母就不会产生松动，达到保持设定的结合力的目的。

至此，完成本发明所述的机械夹固式轮子的装配。

 

上述仅为本发明的实施例而已，对本领域的技术人员来说，本发明有多种更改和变化。凡在本发明的发明思想和原则之内，作出任何修改，等同替换，改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种机械夹固式免充气轮子，其特征在于：包括主、副轮辋（3、4）、胎圈(1)、胎圈支承（2）、定位元件和紧固件（5）；所述主、副轮辋（3、4）的外圆面为边缘带有凸缘的斜面，两者经定位元件定位后通过紧固件（5）组合为一体，组合后两者外圆面形成截面呈V形且两侧带有凸缘的环形槽；或者，所述副轮辋（4）分为左副轮辋和右副轮辋，两者对称；所述主轮辋（3）位于左、右副轮辋中间，三者经定位元件定位后通过紧固件（5）组合为一体，组合后左、右副轮辋外圆面形成截面呈V形环形槽；所述胎圈(1)和胎圈支承（2）被夹固张紧在所述环形槽内，其中所述胎圈支承（2）与呈V形的环形槽配合，所述胎圈(1)位于胎圈支承（2）的外周；所述胎圈(1)的外径大于轮辋边凸缘的外径，胎圈（1）与主、副轮辋边凸缘的外径之差值为胎圈的允许磨损最大值。

2.根据权利要求1所述的机械夹固式免充气轮子，其特征在于：所述环形槽的V形截面的角度为110-176度；所述胎圈支承（2）的V形截面角度与主、副轮辋（3、4）组合成的呈V形环形槽的截面角度一致。

3.根据权利要求1所述的机械夹固式免充气轮子，其特征在于：所述定位元件采用孔定位元件、凸台定位元件、凸缘定位元件或台阶定位元件。

4.根据权利要求1所述的机械夹固式免充气轮子，其特征在于：所述胎圈(1)和胎圈支承（2）两者为分体件或整体件。

5.根据权利要求4所述的机械夹固式免充气轮子，其特征在于：当所述胎圈(1)和胎圈支承（2）为分体件时，胎圈支承（2）采用C字形结构，呈断开状态，或胎圈支承做成若干段组合而成。

6.根据权利要求5所述的机械夹固式免充气轮子，其特征在于：所述胎圈支承（2）外表面布设轴向沟槽。

7.根据权利要求4、5或6所述的机械夹固式免充气轮子，其特征在于：所述胎圈支承（2）的材料采用金属材料或非金属材料；所述金属材料为钢材、铝材、铝合金、锌合金或锌铝合金；所述非金属材料为聚氨酯、人造橡胶、废旧轮胎回收制成的颗粒、塑料、玻纤或碳纤维增强的塑料、玻璃钢、钙塑或碳纤维。

8.根据权利要求7所述的机械夹固式免充气轮子，其特征在于：当所述胎圈支承(2)采用钢材时，胎圈支承做成空心结构，胎圈支承的V形底部呈断开状态。