CN110920331A - 轮胎内支撑安全锁紧装置 - Google Patents

Abstract

一种轮胎内支撑安全锁紧装置，包括空间凸轮结构、气门芯对准装置、两个蜗轮连接杆和两个浮动调节装置，两个蜗轮连接杆分别穿过框体的左右两侧并同时与该蜗轮连接，两个浮动调节装置分别可左右滑动的安装在两个蜗轮连接杆上，预紧力的施加是通过汽车轮辋上的气门芯孔，旋转蜗杆上的锁紧结构孔带动蜗杆旋转，蜗杆带动蜗轮旋转，蜗轮带动蜗轮连接杆转动，蜗轮连接杆的转动带动浮动调节装置的移动，随着连接物向汽车轮辋收紧，带动气门芯对准装置在上下滑动。本发明提供了一种轮胎内支撑安全锁紧装置，可以保证预紧力的施加方便且在施加预紧力的过程中使得锁紧装置上的锁紧结构孔相对于轮辋上的气门芯孔始终浮动在有效的工作范围内。

Description

轮胎内支撑安全锁紧装置

技术领域

本发明涉及汽车安全保险装置技术领域，尤其是涉及一种轮胎内支撑安全锁紧装置。

背景技术

工业的进步带动了汽车行业的飞速发展，汽车已经走进了千千万万户寻常百姓家。而不容忽视的问题是，汽车在给人们生活带来巨大便利的同时也带来了许多安全问题。特备是在民用领域，很多车主对轮胎的维养并不在意导致绝大多数的轮胎存在安全隐患，爆胎、扎胎已成为我国交通安全的一大杀手。

事实上，早在20世纪初固异特公司就已经研发出了第一个安全轮胎标志着安全轮胎领域研究的开端。作为业界内的龙头公司米其林也推出了多款安全轮胎并得到了不错的市场的反响。目前研究出的安全轮胎可以分为五种形式：多腔型、构型轮胎、内支撑型、自支撑型以及自密封型。尽管每种安全轮胎各有千秋，但是内支撑型安全轮胎由于在常压下不影响普通充气轮胎的各种性能，并在轮胎失压后有比较可靠的续跑能力，因此是未来安全轮胎的主要发展方向。

在众多学者、工程师的共同努力下，在安全轮胎尤其是内支撑型安全轮胎的研究上已经有了很大进展，但目前仍存在如下问题。

1)出于装配和制造考虑，内支撑通常是分块的多瓣式内支撑块之间以怎样的方式连接才能达到理想的工作状态是一个技术难题。目前，采用柔性连接物如钢丝等连接物的锁紧方式，由于其柔性连接的特点，能够很好的适应内支撑在安全轮胎工作时的复杂工况，是目前安全轮胎内支撑锁紧的主要方式之一。然而，目前的柔性连接物锁紧装置仍存在各种各样的不足。

2)内支撑与轮辋紧密的安装在一起，存在一定的预紧力作用，在运动过程中不应该有相对的滑动，否则会使内支撑失去原有的作用。对于采用柔性连接物的内支撑装置，锁紧装置决定了内支撑与轮辋的安装是否紧密可靠，因此，内支撑与轮辋之间的锁紧机构决定了整个系统的工作效果。

3)预紧力的施加。为了装配方便，安全轮胎的内支撑瓣之间以及内支撑与轮辋之间是留有较大间隙的。预紧力的施加是为了保证安全轮胎内支撑瓣之间以及内支撑和轮辋之间的锁紧。施加预紧力是安全锁紧装置的重要步骤，如何既能使预紧力的施加方便的同时又不影响轮胎的其他功能的使用也是一个技术难题。其中，一个较为实际的问题是，有些预紧力是通过锁紧装置上的锁紧结构施加的，内支撑瓣之间相互靠拢，内支撑物也向轮辋径向靠拢。内支撑物位置的改变可能会影响向轮胎补压，而在装配过程中，汽车轮辋上气门芯孔的位置是不会改变的，这也就造成了预紧过程中轮辋上的气门芯孔与对锁紧装置上的锁紧结构孔对不准的问题。

发明内容

为了克服现有内支撑型安全轮胎存在的缺陷，本发明提供了一种轮胎内支撑安全锁紧装置，不仅可以为内支撑瓣之间、内支撑和轮辋之间提供可靠的锁紧效果，同时可以保证预紧力的施加方便且在施加预紧力的过程中使得锁紧装置上的锁紧结构孔相对于轮辋上的气门芯孔始终浮动在有效的工作范围内。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种轮胎内支撑安全锁紧装置，包括空间凸轮结构、气门芯对准装置、两个蜗轮连接杆和两个浮动调节装置，所述空间凸轮结构包括框体，所述气门芯对准装置可上下滑动的安装在框体内，所述气门芯对准装置包括壳体、蜗杆和蜗轮，所述蜗轮安装在壳体内，所述蜗杆前后布置并与蜗轮啮合，所述蜗杆的前端设有锁紧结构孔，在锁紧结构孔的一周设有便于对准汽车轮辋上的气门芯孔的弧形板，两个蜗轮连接杆分别穿过框体的左右两侧并同时与该蜗轮连接，两个浮动调节装置分别可左右滑动的安装在两个蜗轮连接杆上，所述框体的左右两侧分别设有用于限制浮动调节装置运动轨迹的空间构造曲线；

每个浮动调节装置包括固定块、转动块和连接物导杆，所述蜗轮连接杆上设有外螺纹，所述固定块内设有内螺纹并套装在蜗轮连接杆上，所述固定块与蜗轮连接杆形成移动副，所述转动块可转动的安装在固定块上，所述连接物导杆沿着左右方向布置与转动块连接；

轮胎内设有内支撑物，内支撑物包括多个普通内支撑瓣和一个特殊内支撑瓣，该特殊内支撑瓣是锁紧装置安装在一个普通内支撑瓣上形成，将带有锁紧装置的特殊内支撑瓣安装在汽车轮辋上有气门芯孔的位置处，连接物穿过连接物导杆，其余普通内支撑瓣以特殊内支撑瓣为起点圆周安装，并且各普通内支撑瓣之间通过连接物连接，锁紧连接孔与汽车轮辋上的气门芯孔对准；

预紧力的施加是通过汽车轮辋上的气门芯孔，旋转蜗杆上的锁紧结构孔带动蜗杆旋转，蜗杆带动蜗轮旋转，蜗轮带动蜗轮连接杆转动，蜗轮连接杆的转动带动浮动调节装置的移动，在施加预紧力的过程中，蜗轮连接杆和浮动调节装置是沿着空间凸轮的空间构造曲线运动，随着连接物向汽车轮辋收紧，带动气门芯对准装置在上下滑动的同时保证锁紧结构孔的位置相对于汽车轮辋上的气门芯孔的位置始终是不变的。

进一步，每个浮动调节装置的连接物导杆设置两个，两个连接物导杆前后对称的设置在固定块的前后两端上。

再进一步，所述空间凸轮结构还包括八个支撑杆，四个支撑杆一组，两组支撑杆左右对称的安装在框体的左右两侧，每组的四个支撑杆均斜向下布置，四个支撑杆形成一个浮动调节装置运动的空间构造曲线；

每组的四个支撑杆两两一组，上下布置，所述蜗轮连接杆位于上侧两个支撑杆之间，浮动调节装置位于上下两组之间。

再进一步，所述空间凸轮结构的框体上设有滑柱，所述气门芯对准装置的壳体可上下滑动的安装在滑柱上。

再进一步，所述锁紧结构孔为螺孔。

更进一步，所述连接物为钢丝。

本发明的有益效果主要表现在：

1)有良好的锁紧效果：内支撑瓣之间通过连接物相互连接，在施加合适的预紧力后，内支撑物与轮辋之间也会具有一定的预紧效果，由于装置中的结构具有自锁性，保证了内支撑瓣之间以及内支撑物与轮辋之间的锁紧；

2)适合于各种柔性连接物：对于采用柔性连接物锁紧的内支撑装置，本发明具有安全可靠的锁紧效果；

3)预紧力施加方便，通过气门芯孔便可对整套装置进行预紧；

4)锁紧装置上的锁紧结构孔相对于轮辋上的气门芯孔始终上下浮动在合理工作范围内。这样使得安全轮胎的内支撑物并不影响轮胎在正常行驶时的使用以及维护；

5)装置结构简单，装拆方便：本发明中提到的锁紧装置大部分的连接都是通过销连接的，易于装拆；同时，结构简单，整套装置的重量很小；

6)适用范围广，可广泛应用于内支撑物内表面与汽车轮辋具有充分空间的各种形式的多瓣式内支撑物上。

附图说明

图1是本发明的主剖视图。

图2是本发明在锁紧前的主剖视图。

图3是本发明的俯视图。

图4是气门芯对准装置的内部结构示意图。

图5是空间凸轮结构示意图。

图6是浮动调节装置的结构示意图。

图7是本发明的整体示意图。

图8是本发明应用时锁紧前示意图。

图9是本发明应用时锁紧后示意图。

图10是图9的主视图。

图11是实际应用时装配整体截面示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

参照图1～图11，一种轮胎内支撑安全锁紧装置，包括空间凸轮结构10、气门芯对准装置1、两个蜗轮连接杆2和两个浮动调节装置5，所述空间凸轮结构10包括框体，所述气门芯对准装置1可上下滑动的安装在框体内，所述气门芯对准装置1包括壳体、蜗杆7和蜗轮6，所述蜗轮6安装在壳体内，所述蜗杆7前后布置并与蜗轮6啮合，所述蜗杆7的前端设有锁紧结构孔，在锁紧结构孔的一周设有便于对准汽车轮辋上的气门芯孔的弧形板，两个蜗轮连接杆2分别穿过框体的左右两侧并同时与该蜗轮6连接，两个浮动调节装置5分别可左右滑动的安装在两个蜗轮连接杆2上，所述框体的左右两侧分别设有用于限制浮动调节装置5运动轨迹的空间构造曲线；

每个浮动调节装置5包括固定块16、转动块17和连接物导杆3，所述蜗轮连接杆2上设有外螺纹，所述固定块16内设有内螺纹并套装在蜗轮连接杆2上，所述固定块16与蜗轮连接杆2形成移动副，所述转动块可转动的安装在固定块上，所述连接物导杆3沿着左右方向布置与转动块17连接；

轮胎15内设有内支撑物，内支撑物包括多个普通内支撑瓣13和一个特殊内支撑瓣4，该特殊内支撑瓣4是锁紧装置安装在一个普通内支撑瓣上形成，将带有锁紧装置的特殊内支撑瓣安装在汽车轮辋11上有气门芯孔12的位置处，连接物14穿过连接物导杆3，其余普通内支撑瓣以特殊内支撑瓣4为起点圆周安装，并且各普通内支撑瓣13之间通过连接物14连接，锁紧连接孔与汽车轮辋11上的气门芯孔12对准；

预紧力的施加是通过汽车轮辋11上的气门芯孔12，旋转蜗杆7上的锁紧结构孔带动蜗杆7旋转，蜗杆7带动蜗轮6旋转，蜗轮6带动蜗轮连接杆2转动，蜗轮连接杆2的转动带动浮动调节装置5的移动，在施加预紧力的过程中，蜗轮连接杆2和浮动调节装置5是沿着空间凸轮的空间构造曲线运动，随着连接物14向汽车轮辋11收紧，带动气门芯对准装置1在上下滑动的同时保证锁紧结构孔的位置相对于汽车轮辋11上的气门芯孔12的位置始终是不变的。

进一步，每个浮动调节装置5的连接物导杆3设置两个，两个连接物导杆3前后对称的设置在固定块16的前后两端上。

再进一步，所述空间凸轮结构10还包括八个支撑杆，四个支撑杆一组，两组支撑杆左右对称的安装在框体的左右两侧，每组的四个支撑杆均斜向下布置，四个支撑杆形成一个浮动调节装置5运动的空间构造曲线；

每组的四个支撑杆两两一组，上下布置，所述蜗轮连接杆2位于上侧两个支撑杆之间，浮动调节装置5位于上下两组之间。

再进一步，所述空间凸轮结构10的框体上设有滑柱9，所述气门芯对准装置1的壳体可上下滑动的安装在滑柱9上。

本实施例中，将带有锁紧装置的特殊内支撑瓣4安装在汽车轮辋11上有气门芯孔12的位置处，连接物14穿过连接物导杆3，其余普通内支撑瓣13以特殊内支撑瓣4为起点圆周安装，各普通内支撑瓣13之间通过连接物14连接。在本实例中，以钢丝作为连接物14。此时，内支撑瓣之间以及内支撑物与汽车轮辋11之间留有较大间隙。如图8锁紧前示意图所示。

将各内支撑瓣安装在指定位置后，通过汽车轮辋11上的气门芯孔12，在锁紧装置上的气门芯对准装置1的引导下，旋转蜗杆上的锁紧结构孔即螺孔，在本例中以螺孔为内六角孔为例，带动蜗杆7旋转，蜗杆7带动蜗轮6转动，蜗轮6带动浮动调节装置的固定块16沿着蜗轮连接杆2移动，浮动调节装置在沿着蜗轮连接杆2的移动过程中，带动钢丝开始向特殊内支撑瓣4收紧，其他普通内支撑瓣13在钢丝的带动下共同朝着特殊内支撑瓣4收紧。同时，各内支撑瓣除了向特殊内支撑瓣收紧4外，整体也开始向汽车轮辋11收拢。蜗轮旋转使得连接物向靠近汽车轮辋11的方向收紧或向背离轮辋的方向放松，具体效果取决于蜗杆的旋转方向。

在内支撑瓣向汽车轮辋11靠拢的过程中，钢丝带动气门芯对准装置1沿着滑柱9向上滑动，始终保证轮胎气门芯孔及蜗杆6上的内六角螺纹孔对准汽车轮辋11上的气门芯孔13。连接物导杆3也随着钢丝的收拢随着蜗轮连接杆2沿着空间凸轮结构10的空间构造曲线向内收缩。在收缩过程中，连接物导杆3与钢丝之间的角度不断变化，连接物导杆3带动转动块18转动相应的角度，以此来不断适应连接物导杆3与钢丝之间的角度变化。

在施加一定的预紧力以后，内支撑瓣之间相互连接，内支撑物也牢牢的锁紧在汽车轮辋11上，如图7所示，在预紧的过程中，气门芯对准装置1上的气门芯孔始终对准轮辋气门芯孔12，否则将无法进行预紧。此时，内支撑物与汽车轮辋11锁紧，由于气门芯对准装置1中的蜗轮蜗杆的自锁性，蜗轮无法带动蜗杆转动，从而保证了内支撑物的安全锁紧。

在轮胎正常工作时，安全锁紧装置保证内支撑物只是锁紧在汽车轮辋11上，不会给汽车的正常行驶带来影响。在轮胎失压后，由于蜗轮蜗杆的自锁，可以使锁紧装置具有锁紧效果，保证内支撑整体的正常工作。同时，在内支撑工作时，内支撑整体势必会随着路况不同而发生形变，柔性连接物使得内支撑整体可以发生一定程度上的形变并保持很好的连接锁紧效果。锁紧装置大部分的连接都是通过销8连接的。

本锁紧装置通过空间凸轮机构与内支撑瓣连接，空间凸轮结构10可以与内支撑瓣之间采取焊接、销连接、螺钉连接等各种连接方式，也可以与内支撑瓣一体成型。只有该内支撑瓣是特殊的且带有锁紧装置，其他内支撑瓣是相同的普通内支撑瓣。空间凸轮结构与滑柱之间可以采用过盈配合、销连接、焊接、螺钉连接等各种连接方式。气门芯对准装置为多瓣式的，可拆卸，之间可以采用过盈配合、销连接、焊接、螺钉连接等各种连接方式。气门芯对准装置套在滑柱上，应特别注意的是，滑柱是为了确保气门芯对准装置在锁紧和放松过程中是上下滑动的，起辅助定位作用，非必须结构。浮动调节装置的连接物导杆结构用于引导连接物。

在本发明中，蜗杆的一端具有螺孔结构，螺孔结构可以是与蜗杆一体成型的，或是采用过盈配合、焊接、销连接、螺钉连接等方式与蜗杆连接的。

在本发明中，各内支撑瓣之间通过连接物14相连，该连接物可以是钢丝、复合材料等各种材料和任何形式的连接物，视不同的轮胎情况而定。连接物导杆3应根据不同的连接物的材料、粗细等参数做出相应的调整。各内支撑瓣通过连接物相连，在起到连接作用的同时，在装配时施加一定的预紧力，可使内支撑瓣之间、内支撑瓣和汽车轮辋之间锁紧。

在本发明中，为了装配方便，开始时，各内支撑瓣与汽车轮辋11之间留有较大间隙。应特别注意地是，上述带有锁紧装置的特殊内支撑瓣应安装在轮辋气门芯孔的位置处，其他普通内支撑瓣以该支撑瓣为起点周向排布。

在本发明中，施加预紧力后内支撑瓣之间的连接物收紧，普通内支撑瓣向带锁紧装置的内支撑瓣靠拢锁紧，内支撑物整体向轮辋径向靠拢锁紧，当施加合适的预紧力后，内支撑瓣之间以及内支撑物与轮辋之间便可以锁紧。

在本发明中，蜗杆7的螺旋线升角应小于啮合面的当量摩擦角使蜗轮蜗杆具有自锁性。在施加预紧力后，由于蜗轮蜗杆的自锁，支撑瓣之间便不会再发生相对滑动；另一方面，内支撑物也紧紧锁住轮辋，防止轮胎失压后与轮辋分离、剥落。

在本发明中，在施加预紧力锁紧过程中，内支撑物整体向轮辋径向靠近，蜗杆转动，带动蜗轮在蜗杆转动的垂直方向上移动，此时，蜗轮连接杆2与蜗轮6一同转动，浮动调节装置沿着蜗轮连接杆2移动，浮动调节装置5上的连接物导杆便可将柔性连接物拉紧或放松。

在本发明中，在施加预紧力锁紧过程中，蜗轮连接杆及浮动调节装置5是沿着空间凸轮结构的空间构造曲线运动在一定范围的。应特别注意的是，空间凸轮结构10的空间构造曲线是需要根据不同轮胎的内部空间结构严格计算的。一个合适的空间构造曲线才能将气门芯的浮动以及内支撑瓣的缩放控制在一个合适的范围之内。

在本发明中，在施加预紧力的过程中，连接物导杆3的最佳工作位姿并不是始终保持水平的。连接物一般是如钢丝一样的软的材料，连接物导杆3最佳的位姿应该是能够在施加预紧力的过程中随着连接物的收缩不断调整的，即要求它是可以浮动的。浮动调节装置便可以使连接物导杆在预紧过程中上下旋转一定的角度，使得连接物导杆的位姿是浮动被动调整状态的。浮动调节装置结构和工作原理类似于轴承。首先，固定块16套在蜗轮连接杆上，固定块可以沿着蜗轮连接杆2滑动，但不可转动。在固定块16外装有转动块17，转动块仅可相对于固定块发生转动。在转动块17上装有连接物导杆3，转动块与连接物导杆之间可以采用过盈配合、焊接、螺钉连接等各种连接方式。特别地，浮动调节装置的固定块16上的螺纹也应该具有自锁性，当预紧力施加后，由于螺纹的自锁性，可以使锁紧效果更佳。

本发明所要解决的技术问题是在达到锁紧效果、方便预紧力施加的同时，使得预紧力施加过程中，气门芯对准装置1上的锁紧结构孔相对于轮辋上的气门芯孔始终浮动在有效的工作范围内。

本发明所提出的锁紧装置适用于各种内支撑内表面与汽车轮辋11之间有充足空间的多瓣式内支撑型汽车安全轮胎上。

上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

Claims (6)

1.一种轮胎内支撑安全锁紧装置，其特征在于：包括空间凸轮结构、气门芯对准装置、两个蜗轮连接杆和两个浮动调节装置，所述空间凸轮结构包括框体，所述气门芯对准装置可上下滑动的安装在框体内，所述气门芯对准装置包括壳体、蜗杆和蜗轮，所述蜗轮安装在壳体内，所述蜗杆前后布置并与蜗轮啮合，所述蜗杆的前端设有锁紧结构孔，在锁紧结构孔的一周设有便于对准汽车轮辋上的气门芯孔的弧形板，两个蜗轮连接杆分别穿过框体的左右两侧并同时与该蜗轮连接，两个浮动调节装置分别可左右滑动的安装在两个蜗轮连接杆上，所述框体的左右两侧分别设有用于限制浮动调节装置运动轨迹的空间构造曲线；

每个浮动调节装置包括固定块、转动块和连接物导杆，所述蜗轮连接杆上设有外螺纹，所述固定块内设有内螺纹并套装在蜗轮连接杆上，所述固定块与蜗轮连接杆形成移动副，所述转动块可转动的安装在固定块上，所述连接物导杆沿着左右方向布置与转动块连接；

轮胎内设有内支撑物，内支撑物包括多个普通内支撑瓣和一个特殊内支撑瓣，该特殊内支撑瓣是锁紧装置安装在一个普通内支撑瓣上形成，将带有锁紧装置的特殊内支撑瓣安装在汽车轮辋上有气门芯孔的位置处，连接物穿过连接物导杆，其余普通内支撑瓣以特殊内支撑瓣为起点圆周安装，并且各普通内支撑瓣之间通过连接物连接，锁紧连接孔与汽车轮辋上的气门芯孔对准；

预紧力的施加是通过汽车轮辋上的气门芯孔，旋转蜗杆上的锁紧结构孔带动蜗杆旋转，蜗杆带动蜗轮旋转，蜗轮带动蜗轮连接杆转动，蜗轮连接杆的转动带动浮动调节装置的移动，在施加预紧力的过程中，蜗轮连接杆和浮动调节装置是沿着空间凸轮的空间构造曲线运动，随着连接物向汽车轮辋收紧，带动气门芯对准装置在上下滑动的同时保证锁紧结构孔的位置相对于汽车轮辋上的气门芯孔的位置始终是不变的。

2.如权利要求1所述的轮胎内支撑安全锁紧装置，其特征在于：每个浮动调节装置的连接物导杆设置两个，两个连接物导杆前后对称的设置在固定块的前后两端上。

3.如权利要求1或2所述的轮胎内支撑安全锁紧装置，其特征在于：所述空间凸轮结构还包括八个支撑杆，四个支撑杆一组，两组支撑杆左右对称的安装在框体的左右两侧，每组的四个支撑杆均斜向下布置，四个支撑杆形成一个浮动调节装置运动的空间构造曲线；

每组的四个支撑杆两两一组，上下布置，所述蜗轮连接杆位于上侧两个支撑杆之间，浮动调节装置位于上下两组之间。

4.如权利要求1或2所述的轮胎内支撑安全锁紧装置，其特征在于：所述空间凸轮结构的框体上设有滑柱，所述气门芯对准装置的壳体可上下滑动的安装在滑柱上。

5.如权利要求1或2所述的轮胎内支撑安全锁紧装置，其特征在于：所述锁紧结构孔为螺孔。

6.如权利要求1或2所述的轮胎内支撑安全锁紧装置，其特征在于：所述连接物为钢丝。

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