CN114379291B - 一种轮胎内支撑安全锁紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车轮胎技术领域，且公开了一种轮胎内支撑安全锁紧装置，包括轮辐，轮辐的外侧固定连接有轮毂，轮毂的外侧套装有轮胎，轮毂外侧的中部固定安装有支撑底座。通过支撑杆、活塞、限位块的设置，若轮胎处于低压或者零压时，轮胎的胎面内侧会在旋转过程中对支撑杆造成挤压，实现使卡块脱离第二外齿圈，并且支撑杆另一端的限位块将从安装腔底部的通孔伸出，从而实现支撑杆的第二次锁紧，保证支撑杆无法反向运动，此时支撑外圈、圆柱滚子将可以一起绕支撑底座转动，从而减少支撑外圈和轮胎内胎面之间的摩擦，进而有效缓解橡胶胎面的摩擦生热问题，避免橡胶的高温老化、不可修复磨损等问题。

Description

一种轮胎内支撑安全锁紧装置

技术领域

本发明涉及汽车轮胎技术领域，具体为一种轮胎内支撑安全锁紧装置。

背景技术

轮胎是车辆与路面唯一直接接触的部件，对车辆性能有着重要的影响。但是装备充气轮胎的车辆存在刺破泄气、爆胎等隐患，严重影响行驶安全性和机动性，因此，内支撑轮胎应运而生，内支撑轮胎是通过在外胎内腔中，于靠近胎圈部位的轮惘上放置硬支撑物的充气轮胎，这种轮胎在行驶中漏气时，依靠此支撑物仍能继续安全行驶一定距离，并且人们为了保证轮胎内支撑装置不会在行驶过程中影响轮胎本身的性能，通常会将内支撑装置固定在轮毂上，并对其各组成部分进行锁紧。如公开号：CN105459739B公开的一种自适应轮辋装配的轮胎内支撑体及其安装方法中通过在轮胎内支撑体上设置垫环、内环和外环，并且在内环、垫环、轮毂之间设置存在开口的腔体，并且腔体内部填充有弹性衬环，虽然可以对轮胎内支撑结构工作时进行减震并保护轮毂，但是在轮胎高速旋转时，轮胎会产生较大的离心力，导致弹性衬环发生变形，从而影响轮胎的动平衡，其次，轮胎高速的旋转过程中，其内部的高压气体经过反复挤压，容易形成较高的温度，也会影响弹性的衬环的寿命。

但现有的轮胎内支撑装置在锁紧的过程中还存在以下不足：首先，由于内胎内支撑装置与轮辋紧密的安装在一起，而与轮胎内胎面接触的组件与内支撑装置底座之间需要存在一定的预紧力作用，保证在轮胎运动过程中不应该有相对的滑动，否则不仅会使内支撑失去原有的作用，而且会影响轮胎的运动性能；其次，由于内支撑式安全轮胎的辅助支撑体大多数采用金属、橡胶等质量较重材质，在轮胎零压滚动时存在生热严重、质量笨重等多方面的不足，影响了车辆的机动性和操纵稳定性，而且零压滚动时易造成轮胎脱圈碾胎或损坏车辆悬架系统，不能满足车辆大负荷、高机动、长距离的行驶要求。

发明内容

针对上述背景技术的不足，本发明提供了一种轮胎内支撑安全锁紧装置，具备支撑效果好、安全可靠的优点，解决了背景技术提出的问题。

本发明提供如下技术方案：一种轮胎内支撑安全锁紧装置，包括轮辐，所述轮辐的外侧固定连接有轮毂，所述轮毂的外侧套装有轮胎，所述轮毂外侧的中部固定安装有支撑底座，所述支撑底座中部的两侧均设置有第一外齿圈，两组所述第一外齿圈的外侧均啮合有若干组等距分布的圆柱滚子，所述圆柱滚子侧面的中部开设有第二外齿圈，所述圆柱滚子的中部活动套接有支撑架，所述圆柱滚子的外侧活动套接有支撑外圈，所述支撑外圈内部开设有三组等圆周排列的安装腔，所述安装腔的底部固定连接有碟簧，所述碟簧的一端固定连接有与安装腔活动套接的活塞，所述活塞的中部固定连接有与支撑外圈活动套接的支撑杆，所述安装腔的两侧均设置有开设在支撑外圈内部的连接管道，所述连接管道的另一端连接有开设在支撑外圈内部的活动腔，所述活动腔朝向圆柱滚子的一端活动套接有卡块，所述安装腔、连接管道与活动腔之间形成的密闭容腔内部填充有液压油。

优选的，所述支撑杆中部的两侧均开设有若干组等距排列的楔形槽，所述支撑杆中部的两侧均设置有开设在支撑外圈内部的限位腔，所述限位腔的一端固定连接有弹性波纹管，所述弹性波纹管的一侧设置有开设在支撑外圈内部的气体管道，所述气体管道将轮胎内部与弹性波纹管内部相连通，所述弹性波纹管朝向楔形槽的一端固定连接有与限位腔活动套接的卡齿。

优选的，所述支撑杆底端内部的两侧均开设有连接腔，所述连接腔的内部固定连接有连接弹簧，所述连接弹簧的一端固定连接有与连接腔活动套接的限位块。

优选的，每组所述圆柱滚子通过支撑架的约束形成一个可绕支撑底座滚动的整体结构，所述第一外齿圈的齿均处于圆柱滚子侧面中部开设的凹槽内部。

优选的，所述卡齿朝向轮胎的一侧开设有斜口坡面，所述楔形槽的槽口与卡齿的斜口坡面相适配。

优选的，所述支撑杆的平头端与支撑外圈外侧端面贴合时，所述限位块与支撑外圈的内侧端面平齐。

本发明具备以下有益效果：

1、通过第一外齿圈、第二外齿圈、卡块、支撑杆的设置，当轮胎内部气压达到预定值时，轮胎内部高压气体将使弹性波纹管膨胀并伸长，使得卡齿卡入楔形槽中，通过卡齿与楔形槽的配合完成对支撑杆的自锁，从而实现在轮胎正常行驶的过程中，通过液压油使卡块伸入与第二外齿圈的齿缝之中，并且由于圆柱滚子的中部是与支撑底座上的第一外齿圈啮合，故在支撑杆锁紧之后，圆柱滚子将无法转动和滑动，因此轮胎内部的整组支撑装置将不会影响车辆在行驶过程中轮胎与路面之间的转动状态，不会影响轮胎的动态平衡。

2、通过支撑杆、活塞、限位块的设置，在汽车行驶过程中，若轮胎处于低压或者零压时，轮胎的胎面内侧会在旋转过程中对支撑杆造成挤压，推动支撑杆向内支撑装置的圆心方向运动，实现使卡块脱离第二外齿圈，并且支撑杆被挤压之后，其另一端的限位块将从安装腔底部的通孔伸出，且限位块会在连接弹簧的弹力作用下向两侧伸出，从而实现支撑杆的第二次锁紧，保证支撑杆无法反向运动，此时支撑外圈、圆柱滚子将可以一起绕支撑底座转动，从而减少支撑外圈和轮胎内胎面之间的摩擦，进而有效缓解橡胶胎面的摩擦生热问题，避免橡胶的高温老化、不可修复磨损等问题。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明结构轮胎内部截面示意图；

图3为图2中A处放大示意图；

图4为图3中B处放大示意图；

图5为本发明结构轮胎零压时内部截面示意图；

图6为图5中C处放大示意图；

图7为图6中D处放大示意图。

图中：1、轮辐；2、轮毂；3、轮胎；4、支撑底座；5、第一外齿圈；6、圆柱滚子；7、第二外齿圈；8、支撑架；9、支撑外圈；10、安装腔；11、碟簧；12、活塞；13、支撑杆；14、连接管道；15、活动腔；16、卡块；17、楔形槽；18、限位腔；19、弹性波纹管；20、气体管道；21、卡齿；22、连接腔；23、连接弹簧；24、限位块。

具体实施方式

下面将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。

请参阅图1-4，一种轮胎内支撑安全锁紧装置，包括轮辐1，轮辐1的外侧固定连接有轮毂2，轮毂2的外侧套装有轮胎3，轮毂2外侧的中部固定安装有支撑底座4，支撑底座4中部的两侧均设置有第一外齿圈5，两组第一外齿圈5的外侧均啮合有若干组等距分布的圆柱滚子6，圆柱滚子6侧面的中部开设有第二外齿圈7，圆柱滚子6的中部活动套接有支撑架8，圆柱滚子6的外侧活动套接有支撑外圈9，支撑外圈9的外端面上开设有凹槽，不仅便于散热，而且能够增加轮胎3内胎面与支撑外圈9之间的摩擦力，避免二者之间发生相对滑动，支撑外圈9内部开设有三组等圆周排列的安装腔10，安装腔10朝向支撑底座4的一侧开设有直径大于支撑杆13杆径的通孔，安装腔10的底部固定连接有碟簧11，碟簧11的一端固定连接有与安装腔10活动套接的活塞12，活塞12的中部固定连接有与支撑外圈活动套接的支撑杆13，安装腔10的两侧均设置有开设在支撑外圈9内部的连接管道14，连接管道14的另一端连接有开设在支撑外圈9内部的活动腔15，活动腔15朝向圆柱滚子6的一端活动套接有卡块16，安装腔10、连接管道14与活动腔15之间形成的密闭容腔内部填充有液压油。

请参阅图3、图4、图6、图7，支撑杆13中部的两侧均开设有若干组等距排列的楔形槽17，支撑杆13中部的两侧均设置有开设在支撑外圈9内部的限位腔18，限位腔18的一端固定连接有弹性波纹管19，弹性波纹管19的一侧设置有开设在支撑外圈9内部的气体管道20，气体管道20将轮胎3内部与弹性波纹管19内部相连通，弹性波纹管19朝向楔形槽17的一端固定连接有与限位腔18活动套接的卡齿21，卡齿21朝向轮胎3的一侧开设有斜口坡面，楔形槽17的槽口与卡齿21的斜口坡面相适配，由于轮胎3内部充气之后处于高压状态，因此高压气体将会作用到弹性波纹管19内部，使弹性波纹管19膨胀并伸长，从而保证在车辆正常行驶过程中，完成对支撑外圈9的自锁，并且能够避免支撑杆13在轮胎3高速旋转过程中，在离心力作用下向外侧伸出，确保支撑杆13与轮胎3内胎面之间距离保持不变。

请参阅图4，支撑杆13底端内部的两侧均开设有连接腔22，连接腔22的内部固定连接有连接弹簧23，连接弹簧23的一端固定连接有与连接腔22活动套接的限位块24，支撑杆13的平头端与支撑外圈9外侧端面贴合时，限位块24与支撑外圈9的内侧端面平齐，能够在轮胎3处于低压或者零压时，轮胎3的胎面内侧在车辆自身重力作用下对支撑杆13造成挤压，推动支撑杆13向内支撑装置的圆心方向运动，从而使卡块16脱离第二外齿圈7，并且支撑杆13被挤压之后，由于支撑杆13发生向轮胎圆心处移动，会使支撑杆13安装有限位块24的一端从安装腔10内部伸出，此时两侧限位块24首先在其自身斜口坡面的作用下克服连接弹簧23的弹力而向内侧收缩，便于顺利穿过通孔，直到支撑杆13被挤压到预定值时，支撑杆13安装有限位块24的一端将使安装有限位块24的部位伸出通孔，在支撑杆13安装有限位块24的一端从安装腔10底部通孔伸出之后，两侧限位块24在连接弹簧23的自身弹力作用下向两侧伸出，而限位块24伸出后大于通孔的直径，故能够将支撑杆13卡住，使支撑杆13不会反向运动，能够保证在轮胎3继续旋转的过程中，即使失去轮胎3内胎面的挤压也不会使支撑杆13反向运动，从而实现支撑杆13的第二次锁紧，保证支撑杆13无法反向运动。

如图1、图3、图5，每组圆柱滚子6通过支撑架8的约束形成一个可绕支撑底座滚动的整体结构，第一外齿圈5的齿均处于圆柱滚子6侧面中部开设的凹槽内部，通过圆柱滚子6通过第二外齿圈7与第一外齿圈5啮合，从而保证圆柱滚子6与支撑底座4之间是发生相对转动，而不是在外力挤压下发生相对滑动，从而减小圆柱滚子6的磨损，并且能够在卡块16插入第二外齿圈7齿缝中时，能够保证圆柱滚子6处于相对静止状态，不会在支撑底座4上发生滑动或者滚动，确保支撑外圈9的锁紧状态。

工作原理：

在安装好内支撑装置和轮胎3之后，通过向轮胎3内部充气，当轮胎3内部气压达到预定值时，由于轮胎3内部压力较大，高压气体将使弹性波纹管19膨胀并伸长，使得弹性波纹管19顶动卡齿21，并使其卡入楔形槽17中，能够在轮胎充完气之后通过卡齿21与楔形槽17的配合完成对支撑杆13的自锁，从而实现在轮胎正常行驶的过程中，通过支撑杆13与活塞12的配合，能够通过液压油使卡块16伸入与第二外齿圈7的齿缝之中，并且由于圆柱滚子6的中部是与支撑底座4上的第一外齿圈5啮合，故在轮胎3充气完成，支撑杆13锁紧之后，圆柱滚子6将无法转动和滑动，因此轮胎3内部的整组支撑装置将不会影响车辆在行驶过程中轮胎与路面之间的转动状态，不会影响轮胎的动态平衡；

在汽车行驶过程中，若轮胎3处于低压或者零压时，轮胎3的胎面内侧在车辆自身重力作用下对支撑杆13造成挤压，推动支撑杆13向内支撑装置的圆心方向运动，由于楔形槽17是通过与限位腔18内部设置的卡齿21卡接，而且，限位腔18内部设置的卡齿21朝向轮胎的一侧开设有斜口坡面，且楔形槽17的槽口与卡齿21的斜口坡面相适配，因此，在支撑杆13受到挤压时，在卡齿21和楔形槽17的配合下能够实现卡齿21受力之后从楔形槽17中退出，即可实现支撑杆13向圆心方向移动，从而带动活塞12同步移动，能够通过液压油产生负压，实现使卡块16脱离第二外齿圈7，并且支撑杆13被挤压之后，其另一端的限位块24将从安装腔10底部的通孔伸出，且限位块24会在连接弹簧23的弹力作用下向两侧伸出，从而实现支撑杆13的第二次锁紧，保证支撑杆13无法反向运动，此时，由于卡块16从第二外齿圈7齿缝中退出，在失去卡块16的限制后，支撑底座4上的圆柱滚子6可以沿着第一外齿圈5转动，而支撑外圈9套接在圆柱滚子6的外侧，因此，可以形成类似于轴承的结构，实现支撑外圈9、圆柱滚子6将一起绕支撑底座4转动。从而实现在轮胎3处于低压或者零压状态过程中，若轮胎3未与轮毂2脱圈，此时轮胎3胎面将抵紧在支撑外圈9上，能够保证车辆依旧能够行驶一段距离；若轮胎3低压或者零压状态下行驶的过程中，出现轮胎3脱圈时，由于内支撑装置可绕支撑底座4转动，从而使轮胎3能够在摩擦力作用下带动支撑外圈9同步转动，减少了支撑外圈9和轮胎内胎面之间的摩擦，进而有效缓解橡胶胎面的摩擦生热问题，避免橡胶的高温老化、不可修复磨损等问题。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种轮胎内支撑安全锁紧装置，包括轮辐（1），所述轮辐（1）的外侧固定连接有轮毂（2），所述轮毂（2）的外侧套装有轮胎（3），所述轮毂（2）外侧的中部固定安装有支撑底座（4），其特征在于：所述支撑底座（4）中部的两侧均设置有第一外齿圈（5），两组所述第一外齿圈（5）的外侧均啮合有若干组等距分布的圆柱滚子（6），所述圆柱滚子（6）侧面的中部开设有第二外齿圈（7），所述圆柱滚子（6）的中部活动套接有支撑架（8），所述圆柱滚子（6）的外侧活动套接有支撑外圈（9），所述支撑外圈（9）内部开设有三组等圆周排列的安装腔（10），所述安装腔（10）的底部固定连接有碟簧（11），所述碟簧（11）的一端固定连接有与安装腔（10）活动套接的活塞（12），所述活塞（12）的中部固定连接有与支撑外圈活动套接的支撑杆（13），所述安装腔（10）的两侧均设置有开设在支撑外圈（9）内部的连接管道（14），所述连接管道（14）的另一端连接有开设在支撑外圈（9）内部的活动腔（15），所述活动腔（15）朝向圆柱滚子（6）的一端活动套接有卡块（16），所述安装腔（10）、连接管道（14）与活动腔（15）之间形成的密闭容腔内部填充有液压油，所述支撑杆（13）中部的两侧均开设有若干组等距排列的楔形槽（17），所述支撑杆（13）中部的两侧均设置有开设在支撑外圈（9）内部的限位腔（18），所述限位腔（18）的一端固定连接有弹性波纹管（19），所述弹性波纹管（19）的一侧设置有开设在支撑外圈（9）内部的气体管道（20），所述气体管道（20）将轮胎（3）内部与弹性波纹管（19）内部相连通，所述弹性波纹管（19）朝向楔形槽（17）的一端固定连接有与限位腔（18）活动套接的卡齿（21）。

2.根据权利要求1所述的一种轮胎内支撑安全锁紧装置，其特征在于：所述支撑杆（13）底端内部的两侧均开设有连接腔（22），所述连接腔（22）的内部固定连接有连接弹簧（23），所述连接弹簧（23）的一端固定连接有与连接腔（22）活动套接的限位块（24）。

3.根据权利要求1所述的一种轮胎内支撑安全锁紧装置，其特征在于：每组所述圆柱滚子（6）通过支撑架（8）的约束形成一个可绕支撑底座滚动的整体结构，所述第一外齿圈（5）的齿均处于圆柱滚子（6）侧面中部开设的凹槽内部。

4.根据权利要求2所述的一种轮胎内支撑安全锁紧装置，其特征在于：所述卡齿（21）朝向轮胎（3）的一侧开设有斜口坡面，所述楔形槽（17）的槽口与卡齿（21）的斜口坡面相适配。

5.根据权利要求2所述的一种轮胎内支撑安全锁紧装置，其特征在于：所述支撑杆（13）的平头端与支撑外圈（9）外侧端面贴合时，所述限位块（24）与支撑外圈（9）的内侧端面平齐。

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