CN1039214C - 自充气轮胎 - Google Patents
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Abstract
本发明所述自充气轮胎，其结构为在原橡胶内胎筒中加一橡胶芯子筒，成为双筒内胎，两筒间以橡胶韧带相连，在芯子筒中放置若干橡胶泵气囊，每个泵气囊通过单向阀一头连通内胎筒腔，一头连通芯子筒腔。利用进行中的轮胎触地变形，导致芯子筒内外气压差作功迫使泵气囊呼吸泵气，实现自动充气和停止充气。这种自充气轮胎充气速度高、结构简单、制造方便、价格低廉。
Description
本发明涉及一种能在行进中自动充气的轮胎，尤其适合装在自行车、摩托车和汽车等车辆上使用。
1992年3月16日公布的申请号为91108832.6的中国专利申请，公开了一种《车胎自动充气装置》，它利用轮胎着地处的变形，压动一个传力调压气球，间接地挤压一个泵气球，将泵气球内的空气压缩后挤入胎内，这种装置完全脱开了传统的泵气机构，设计巧妙、结构简单，另一方面泵气球是单个的，充气速度慢。
本发明的目的在于提供一个装有多个(多级)泵气囊的能自动充气的轮胎来取代现行靠气筒或气泵充气的轮胎。
本发明所提出的自充气轮胎，装有向胎内腔泵气的泵气囊(5)，其上装有通大气的进气阀和通车胎内腔的出气阀，轮胎每次转到泵气囊(5)处接触地面时，地面对轮胎的挤压力使泵气囊通过其上的出气阀向胎内腔泵气一次，泵气囊(5)经其上的进气阀连通气门嘴(10)，并通过它而吸入大气，其特征在于：
(1)所说的内胎筒为双筒结构，即内胎筒(8)内有一个芯子筒(1)，两者间以韧带(2)相连，内胎筒(8)连接韧带(2)处有加厚硬化层(3)，所说芯子筒(1)一端封闭，另一端通气门嘴(10)；
(2)所说芯子筒(1)内装有多个泵气囊(5)，每个泵气囊(5)两端各装一个单向阀门(6)，芯子筒(1)中还装有一根毛细高压软管(4)，它通过其各分支管与各泵气囊(5)相通，毛细高压软管(4)一端封闭，另一端穿过芯子筒(1)的壁与内胎腔相通；
(3)所说芯子筒(1)、内胎筒(8)、韧带(2)及加厚硬化层(3)为一整体，轮胎受力而被压扁时，芯子筒(1)内腔横断面宽度小于加厚硬化层(3)的横断面宽度；
(4)所说泵气囊(5)是一个中空的高弹性体，其自然形态为两头直径变小的一段管子，其内腔上下壁间距为设定值，外壁上下方向最大尺寸与芯子筒(1)的内壁总相接触。
(5)所说单向阀门(6)是靠气压差而开闭的，其开闭压差远小于1个大气压。
本发明提出的这种自充气轮胎是对现有轮胎的一次革命性改进，由于有多个(多级)泵气囊(5)放置其中，轮胎在地面上每行进一周这些泵气囊各呼吸一次，因此充气速度相当快，可满足一般要求。而且，比已有的各种自充气轮胎方案结构简单、制造容易、价格低廉。
下面结合附图来描述本发明的一个优选实施例，各附图是：
图1，本实施例自充气轮胎的通过其泵气囊中部取的横截面视图；
图2，沿图1中的II-II线取的剖视图。
图中各符号表示的零部件名称是：
(1)芯子管，(2)韧带，(3)加厚硬化层，(4)毛细高压软管，(5)泵气囊，
(6)单向阀门，(7)总阀，(8)内胎筒，(9)压通防尘帽，(10)气门嘴。
图1中虚线箭头指进气气流，实线箭头指泵气囊排气气流。芯子筒(1)用橡胶或夹布橡胶制造，韧带(2)也用夹布橡胶制造，硬化层(3)为加厚的一层胎筒材料。
这种轮胎的自充气原理可结合附图1叙述如下：
开启压通防尘帽(9)，芯子筒(1)接通大气，予先已有一定胎压的轮胎在地面滚动，当一个泵气囊(5)处的轮胎被地面压扁时，该处韧带(2)松驰，因内胎腔中的气压大于芯子筒(1)中的气压，故该处一段芯子筒(1)被压扁，迫使该段内泵气囊(5)压缩其中的空气，增压后的空气压力超过内胎腔中气压时，即通过泵气囊(5)末端的一单向阀门(6)流入毛细高压软管(4)并继而流入胎腔。
当这个泵气囊(5)处的轮胎脱离地面时，此段轮胎张开，此段韧带(2)被拉紧，由于加厚硬化层(3)的横断面宽度大于芯子筒(1)内腔横断面的宽度(见图1)，故作用在芯子筒(1)上的气压力小于作用在加厚硬化层(3)上的气压力，该段芯子筒(1)又被拉开，其内的这个泵气囊(5)靠自身弹力张开并从芯子筒(1)中通过前端一个单向阀门(6)吸进空气。往而复始，轮胎每转一周，每个泵气囊(5)都依次完成各自的吸气和排气一个循环。
每个泵气囊(5)在受压缩过程中都存在一个瞬间，此刻泵气囊(5)中的气压从接近一个大气压升高到接近此刻的胎压值，产生泵气囊(5)中气压与胎腔内气压的平衡现象，甚至低于胎压值，如果泵气囊(5)不能进一步压缩，就不能向胎腔输气。前述芯子筒(1)横断面宽度大于其内的泵气囊( 5)横断面的宽度(见图1)，故胎内气压施加在芯子筒(1)上的总力(此时韧带(2)已松驰)，从而施加在泵气囊(5)上的力，可以大于泵气囊(5)内气体向外施加在泵气囊(5)内壁上的总力与泵气囊(5)及芯子筒(1)的自身弹力之和，这样就保证了泵气囊(5)的进一步压缩，直到泵气囊(5)中气压超过胎腔中气压而达到向内胎腔输气的目的。
多级泵气是在轮胎额定气压值要求较高的轮胎中采用的。只需将两只或多只泵气囊(5)首尾相串通，则最末一级泵气囊(5)便可排出更高压的气体。可以证明，二级泵气排出的最高气压值为单级的压缩比的平方倍，三级泵气排出的最高气压值为单级的压缩比之立方倍。
单向阀门(6)能在远低于一个大气压的气压差下单向开启，从而保证泵气囊(5)的充气系数有较高值。并且可靠性好，体积极小。
当轮胎充气到一定气压值时，一定负荷下的轮胎着地变形将等于或小于一定值，此时泵气囊(5)不能有效地闭合，其压缩比小于一定值，从此刻起既使轮胎仍在行进，泵气囊(5)也已停止工作。设定泵气囊(5)的空腔上下壁间距，将决定轮胎可充到的气压值。这就是其自动调节功能。
不需充气时，可关闭气门嘴(10)中的总阀(7)，只需转动压通防尘帽(9)即可实现。
已充到要求气压值的轮胎，在关闭总阀(7)后，是不通大气的，由于芯子筒(1)、泵气囊(5)和单向阀门(6)等处不可避免的有缓慢渗漏，经过一段时间后，有可能致使内胎腔内空气渗漏到芯子筒(1)之中，以至于达到芯子筒(1)内外气压相等的程度。这将有利于减小芯筒(1)、内胎筒(8)、韧带(2)上承受的附加力，甚至附加力消失，对增长内胎寿命有利。
自充气轮胎是靠轮胎着地变形导致胎内气压差作功实现自动充气的。自充气的前提之一是胎腔中气压要超过芯子筒(1)内的一个大气压。为了使轮胎在无予先外充气的情况下也可以自动充气，对于胎腔径较小的轮胎(如自行车胎)可采用较厚的、能承受一定压力而不弯曲的韧带(2)制造，以保证在任意状态下能自动充气。而较薄的、只能承受拉力的韧带是作不到的。
Claims (2)
1、一种自充气轮胎，适合于自行车、摩托车、汽车等机动车辆使用，装有向胎内腔泵气的泵气囊(5)，其上装有通大气的进气阀和通车胎内腔的出气阀，轮胎每次转到泵气囊(5)处接触地面时，地面对轮胎的挤压力使泵气囊(5)通过其上的出气阀向胎内腔泵气一次，泵气囊(5)经其上的进气阀连通气门嘴(10)，并通过它而吸入大气，其特征在于：
(1)所说的内胎筒为双筒结构，即内胎筒(8)内有一个芯子筒(1)，两者间以韧带(2)相连，内胎筒(8)连接韧带(2)处有加厚硬化层(3)，所说芯子筒(1)一端封闭，另一端通气门嘴(10)；
(2)所说芯子筒(1)内装有多个泵气囊(5)，每个泵气囊(5)两端各装一个单向阀门(6)，芯子筒(1)中还装有一根毛细高压软管(4)，它通过其各分支管与各泵气囊(5)相通，毛细高压软管(4)一端封闭，另一端穿过芯子筒(1)的壁与内胎腔相通；
(3)所说芯子筒(1)、内胎筒(8)、韧带(2)及加厚硬化层(3)为一整体，轮胎受力而被压扁时，芯子筒(1)内腔横断面宽度小于加厚硬化层(3)的横断面宽度；
(4)所说泵气囊(5)是一个中空的高弹性体，其自然形态为两头直径变小的一段管子，其内腔上下壁间距为设定值，外壁上下方向最大尺寸处与芯子筒(1)的内壁总相接触。
(5)所说单向阀门(6)是靠气压差而开闭的，其开闭压差远小于1个大气压
2、如权利要求1所述的自充气轮胎，其特征在于，所说的芯子筒(1)和韧带(2)的材料为橡胶或夹布橡胶，硬化层(3)为加厚的一层胎筒材料。
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