CN109263409A - 带状金属螺旋弹簧轮胎 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种带状金属螺旋弹簧轮胎，涉及轮式车辆零部件技术领域。所述轮胎包括轮辋、带状金属螺旋弹簧、弹性支撑物和橡胶外胎，所述带状金属螺旋弹簧为带状，首尾相接，弹簧丝的截面为扁长的“S”形，侧面两边在环与环之间互相咬合，整个带状金属螺旋弹簧的横截面形状为圆环形，并依靠弹性螺栓固定在轮辋上，所述弹性支撑物，位于带状金属螺旋弹簧的内部，其材料可为弹性橡胶或聚氨酯材料，或沿圆周首尾相接的普通金属弹簧，对带状金属螺旋弹簧起支撑作用，所述橡胶外胎，由耐磨橡胶材料制成，包括耐磨层、弹力层和抗拉层，耐磨损，耐冲击，依靠弹力紧紧箍住带状金属螺旋弹簧。所述轮胎具有抗扎刺、弹性好、安全性高、能抵御一般爆炸物袭击和尖锐物穿刺、使用寿命长等优点。
Description
技术领域
本发明涉及轮式车辆零部件技术领域，尤其涉及一种带状金属螺旋弹簧轮胎。
背景技术
轮胎是装配在各种轮式车辆或机械上与地面直接接触的部件，其主要作用是传递力和力矩、缓冲冲击、保证车辆正常行驶。目前，传统充气橡胶轮胎在特殊环境下使用还存在一些无法克服的问题：存在驻波现象，高速长时间行驶易爆胎，安全性差；在高低温极限环境中，橡胶易变质老化龟裂，受高温袭击时还易燃烧，稳定性差；在越野环境中橡胶轮胎受尖锐物体扎刺易损坏，难以适应不同的路面，可靠性差。
针对充气轮胎存在的问题，安全轮胎以及新材料、新结构的非充气轮胎成为当前轮胎研究领域的热点。现有非充气轮胎对于装甲车、工程车等重型车辆而言，承载力都相对较小，金属弹簧轮胎能够提供较大承载力，因此金属弹簧轮胎是一个重要的发展方向。金属弹簧轮胎除保持与橡胶轮胎相近的承载、缓冲、减振、附着特性外，还具有抗扎刺、无需充气、无驻波爆胎、生热率低、使用温度范围广、绿色环保等优点，有效克服橡胶轮胎的不足，对提高轮式车辆（特别是越野和军用车辆）的安全性、可靠性、适应性，具有重要意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是如何提供一种抗扎刺、具有弹性、安全性高、能抵御一般爆炸物袭击和尖锐物穿刺、使用寿命长的带状金属螺旋弹簧轮胎。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：带状金属螺旋弹簧轮胎，包括轮辋和安装在轮辋外侧的带状金属螺旋弹簧，以及弹性支撑物和橡胶外胎，其特征在于：所述带状金属螺旋弹簧，整体为带状，首尾相接，带状金属螺旋弹簧的弹簧丝的截面为扁长的“S”形，带状弹簧侧面两边在环与环之间互相咬合，整个带状金属螺旋弹簧的横截面形状为圆环形，能够与轮辋和橡胶外胎紧密配合，并依靠弹性螺栓固定在轮辋上；所述弹性支撑物，位于带状金属螺旋弹簧的内部，其材料可为弹性橡胶或聚氨酯材料，或沿圆周首尾相接的普通金属弹簧，对带状金属螺旋弹簧起支撑作用；所述橡胶外胎，由耐磨橡胶材料制成，包括耐磨层、弹力层和抗拉层，耐磨损，耐冲击，依靠弹力紧紧箍住带状金属螺旋弹簧。
进一步的技术方案在于：所述带状金属螺旋弹簧的弹簧丝的截面为扁长的“S”形，一边设计为向下弯折的凸起，另一边设计为开口向上的凹槽，凸起和凹槽之间能够合理配合，并能够在横向和纵向范围内小幅度相互运动。
进一步的技术方案在于：所述带状金属螺旋弹簧的内侧，靠近轮辋的带状金属螺旋弹簧上开有固定在轮辋上用的螺栓孔。
进一步的技术方案在于：所述带状金属螺旋弹簧，缠绕后的横截面的基本形状为圆环形，为便于安装和满足行驶稳定性需要，靠近轮辋和轮胎部位的曲率可适当调整。
进一步的技术方案在于：所述轮辋，为对开式轮辋，分为内轮辋和外轮辋，轮辋与带状金属螺旋弹簧之间安装有耐磨的弹性材料，用以缓冲轮辋与带状金属螺旋弹簧之间的冲击和摩擦，轮辋被带状金属螺旋弹簧在弹力作用下紧紧箍住，轮辋上沿周向分布数个螺栓孔，用于固定带状金属螺旋弹簧。
进一步的技术方案在于：所述橡胶外胎，完全包裹带状金属螺旋弹簧，表面有排水和增大摩擦力的花纹，胎唇位于金属螺旋弹簧和轮辋之间，和轮辋之间贴合紧密并能够可靠的密封。
进一步的技术方案在于：所述耐磨层位于橡胶外胎的最外侧，与地面产生摩擦推力，起到耐磨损作用。
进一步的技术方案在于：所述弹力层，位于橡胶外胎的耐磨层的内侧，能够增强轮胎的弹力，减少地面不平对金属螺旋弹簧的震动和冲击。
进一步的技术方案在于：所述抗拉层，位于橡胶外胎的最内侧，其内部含有布帘和钢丝圈，增强轮胎的强度，提高抗拉能力。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：由于采用金属螺旋弹簧，承载能力比较大，能有效支撑装甲车、工程车等重型车辆，同时由于金属螺旋弹簧刚度较大，能够大幅度减小轮胎反复变形带来的能量损失，提高燃油经济性。带状金属弹簧轮胎为非充气结构，金属材质，不怕扎刺，不会爆胎，抗破坏能力强，还具有抵抗高低温的特性，稳定性好，尤其适用于战场或野外的路况环境，适用于装甲车辆、工程车辆以及航空领域。橡胶外胎与轮辋紧密贴合，能够有效地避免异物进入胎体内，保护带状金属螺旋弹簧，有效传递和缓冲荷载和地面不平带来的震动。
附图说明
本发明的附图中示意性实施例及其说明仅用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
图1是本发明实施例所述带状金属螺旋弹簧轮胎的结构示意图。
图2 是本发明实施例所述带状金属螺旋弹簧轮胎中的带状螺旋轮胎的截面及环与环之间的连接示意图。
图3是本发明实施例所述带状金属螺旋弹簧轮胎中的带状金属螺旋弹簧的结构示意图。
图4是本发明实施例所述带状金属螺旋弹簧轮胎中的轮胎横断面示意图。
其中：其中：10、轮辋20、带状金属螺旋弹簧30、橡胶外胎40、弹性支撑物50、垫层。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
如图1所示，本发明公开了一种带状金属螺旋弹簧轮胎，包括轮辋10和固定在轮辋10外侧的带状金属螺旋弹簧20，以及橡胶外胎30和弹性支撑物40。如图2和图3所示，所述带状金属螺旋弹簧20由横截面为扁长的“S”形的单根金属金属螺旋弹簧首尾相接形成环状，带状金属螺旋弹簧的带状弹簧丝截面形状和宽度相同，由于圆周分布，带状金属螺旋弹簧外侧环与环之间的凸起和凹槽重叠较少，内侧靠近轮辋的带状金属螺旋弹簧环与环之间的凸起和凹槽重叠较多。如图4所示，橡胶外胎30包括耐磨层、弹力层和抗拉层，完全包裹带状金属螺旋弹簧，表面有花纹，胎唇和轮辋10之间贴合紧密并能够可靠的密封防水。
进一步的，所述带状金属螺旋弹簧轮胎中轮辋10和带状金属螺旋弹簧20通过螺栓连接固定，螺栓穿过轮辋10和带状金属螺旋弹簧20上的螺栓孔，螺栓为弹性螺栓，两端套有弹簧垫，以便于承受较大交变载荷，减小轮辋10和带状金属螺旋弹簧20之间牵拉产生的应力。
进一步的，所述带状金属螺旋弹簧20的宽度，即带状金属螺旋弹簧20横截面扁长的“S”形的长度，由轮辋10的直径和带状金属螺旋弹簧20缠绕所形成圆环的直径决定，经过优化计算取最优值，既能保证带状金属螺旋弹簧20的刚度和稳定性，又能使带状金属螺旋弹簧20的重叠最少，减少环与环之间的干涉和摩擦。
进一步的，所述轮辋10为对开式轮辋，由内轮辋和外轮辋组成，以便于带状金属螺旋弹簧20的拆装，所述轮辋10上面铺垫有一层橡胶或聚氨酯材料垫层50，以减少冲击。
进一步的，所述带状金属螺旋弹簧20内部可填充橡胶或聚氨酯材料，也可为一普通金属螺旋弹簧，以增强带状金属螺旋弹簧20的刚度，增加承载力。
Claims (5)
1.带状金属螺旋弹簧轮胎，包括轮辋（10）和安装在轮辋外侧的带状金属螺旋弹簧（20），以及橡胶外胎（30）和弹性支撑物（40），所述带状金属螺旋弹簧（20），整体为带状，首尾相接，带状弹簧侧面两边在环与环之间互相咬合，整个带状金属螺旋弹簧的横截面形状为圆环形，能够与轮辋（10）和橡胶外胎（30）紧密配合，带状金属螺旋弹簧（20）与轮辋（10）之间依靠弹性螺栓连接固定；所述弹性支撑物（40），位于带状金属螺旋弹簧（20）的内部，其材料可为弹性橡胶或聚氨酯材料，或沿圆周首尾相接的普通金属弹簧，对带状金属螺旋弹簧起支撑作用；所述橡胶外胎（30），包括耐磨层、弹力层和抗拉层，耐磨损，耐冲击，依靠弹力紧紧箍住带状金属螺旋弹簧橡胶外胎（20），胎唇和轮辋（10）配合紧密、密封防水。
2.如权利要求1所述的带状金属螺旋弹簧轮胎，其特征在于：所述带状金属螺旋弹簧（20）的弹簧丝的截面为扁长的“S”形，一边设计为向下弯折的凸起，另一边设计为开口向上的凹槽，凸起和凹槽之间能够合理配合，并能够在横向和纵向范围内小幅度相互运动。
3.如权利要求2所述的带状金属螺旋弹簧轮胎，其特征在于：所述带状金属螺旋弹簧（20），缠绕后的横截面的基本形状为圆环形，为便于安装和满足行驶稳定性需要，靠近轮辋和轮胎部位的曲率可适当调整，靠近轮辋10的带状金属螺旋弹簧20上开有固定在轮辋10上用的螺栓孔。
4.如权利要求1所述的轮辋，其特征在于：所述轮辋为对开式轮辋，以便于带状金属螺旋弹簧20的拆装，轮辋与带状金属螺旋弹簧之间安装有耐磨的弹性材料，用以缓冲轮辋（10）与带状金属螺旋弹簧（20）之间的冲击和摩擦，轮辋（10）被带状金属螺旋弹簧（20）在弹力作用下紧紧箍住，轮辋（10）上沿周向分布数个螺栓孔，用于固定带状金属螺旋弹簧（20）。
5.如权利要求2所述的带状金属螺旋弹簧轮胎，其特征在于：所述带状金属螺旋弹簧（20）的宽度，即带状金属螺旋弹簧20横截面扁长的“S”形的长度，由轮辋10的直径和带状金属螺旋弹簧20缠绕所形成圆环的直径决定，经过优化计算取最优值，既能保证带状金属螺旋弹簧20的刚度和稳定性，又能使带状金属螺旋弹簧20重叠最少，减少环与环之间的干涉和摩擦。
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