專利名稱：車輪的密封圈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于車輪的密封圈，此車輪具有一個無內(nèi)胎的充氣輪胎，它有兩個設(shè)于其徑向內(nèi)側(cè)的輪胎圓緣，其中無內(nèi)胎的充氣輪胎借助于其輪胎圓緣安裝在一個分成多個部分的輪輞的徑向外側(cè)面上，并具有一個向徑內(nèi)部向著輪輞使充氣輪胎密封的、布置在輪輞的徑向外側(cè)面上的、在圓周方向上在輪輞圓周上延伸并在軸向方向上在充氣輪胎的所述兩個輪胎圓緣之間延伸的密封圈。
由DE-AS 1021738已知一種具有無內(nèi)胎充氣輪胎的車輪，該充氣輪胎具有兩個設(shè)于其徑向內(nèi)側(cè)的輪胎圓緣，其中所述無內(nèi)胎的充氣輪胎借助于其輪胎圓緣安裝在一個分成多個部分的輪輞的徑向外側(cè)面上，其中所述充氣輪胎向著徑向內(nèi)部朝輪輞用一個在圓周方向上在輪輞圓周上延伸的、并在軸向方向上在充氣輪胎的所述兩個輪胎圓緣之間延伸的襯帶向著輪輞徑向外側(cè)實(shí)現(xiàn)密封。為此將一個在軸向橫截面中向著徑向外部拱彎的襯帶在裝配時(shí)徑向在輪輞之外裝入在兩個輪胎圓緣之間，因此由于輪胎里的過壓在運(yùn)行狀態(tài)下它就用其軸向端面在打開拱頂?shù)那闆r下壓向輪胎圓緣，并在輪胎圓緣之間密封地夾緊。在徑向并在輪胎的圓周上的接觸在很大程度上是不確定的，并且取決于在將輪胎圓緣裝入和固定在輪輞上時(shí)在襯帶和各個輪胎圓緣之間的隨機(jī)的接觸。在每次受運(yùn)行限制的壓縮空氣損失以及用壓縮空氣重新充入汽車輪胎時(shí)，存在有在襯帶、輪輞和汽車充氣輪胎之間偶然的不確定的位置變化的危險(xiǎn)。為了實(shí)現(xiàn)可靠的密封以及避免所不希望的不平衡，必需使襯帶盡可能確定地至輪輞和至汽車充氣輪胎持久地定位。一種這樣確定的耐久的裝配在所述徑向向外拱彎的襯帶時(shí)(這種襯帶只裝入并夾緊在輪緣之間并沒有輪輞接觸)，如果確定是這種情況的話，那么只有用大的附加費(fèi)用才可能。
由DE-AS 1053334已知，一種基本上扁平的襯帶在兩個軸向側(cè)面上設(shè)有向著凸緣逐漸變小的橫截面，對于一種具有無內(nèi)胎的充氣輪胎的車輪來說具有兩個設(shè)置于其徑向內(nèi)側(cè)面上的輪胎圓緣，其中無內(nèi)胎的充氣輪胎借助于其輪胎圓緣安裝在一個分成多個部分的輪輞的徑向外面上，在裝配時(shí)徑向上在輪胎圓緣之外將所述襯帶設(shè)置在汽車充氣輪胎的輪胎側(cè)壁之間。在給已裝配好的汽車輪胎充入壓縮空氣時(shí)，由于內(nèi)壓將襯帶壓向徑向內(nèi)部，因此在與輪胎圓緣完全地軸向接觸的情況下徑向擠壓在輪胎圓緣之間，并完全貼靠于輪胎圓緣和輪輞并用其凸緣貼靠于下部的輪胎側(cè)壁上。為了實(shí)現(xiàn)完全的貼靠，扁平的襯帶對應(yīng)于輪緣成型出異形截面，從而在徑向壓入時(shí)完全實(shí)現(xiàn)接觸。成型出異形截面的具有凸緣的襯帶必須在其輪廓方面很準(zhǔn)確地對應(yīng)于輪緣和輪輞的輪廓負(fù)面，而襯墊在裝配時(shí)同樣也必須很精確地對應(yīng)于名義位置，以便使襯帶的負(fù)輪廓能夠準(zhǔn)確地貼靠在輪緣和輪輞的正輪廓上。這意味著用于確保足夠密封性的無論是制造費(fèi)用還是裝配費(fèi)用都變得很大。
由DE 69401237T2已知一種車輪，它具有無內(nèi)胎的充氣輪胎，該充氣輪胎具有兩個設(shè)于其徑向內(nèi)側(cè)的輪胎圓緣，借助于該輪胎圓緣使無內(nèi)胎的充氣輪胎安裝在一個分成多個部分的輪輞的徑向外側(cè)面上，還具有一個裝在輪胎圓緣之間的同心密封圈，它使輪胎向著徑向內(nèi)部向著輪輞進(jìn)行密封。密封圈無論在其徑向外側(cè)面上還是在其徑向內(nèi)側(cè)面上都基本上設(shè)計(jì)成圓柱形的，并且在車輪已裝配好的狀態(tài)下在圓周方向上在輪輞的整個圓周上延伸。在軸向方向上密封圈設(shè)計(jì)得比裝配后車輪的所述兩個輪胎圓緣之間的距離更寬，因此密封圈在車輪裝配后的運(yùn)行狀態(tài)下與所述兩個輪胎圓緣處于緊密的軸向壓配合。為了實(shí)現(xiàn)一種沿著密封圈徑向長度從徑向內(nèi)部向徑向外部變化的、在密封圈和輪胎圓緣之間的壓配合，密封圈在其軸向端面上設(shè)計(jì)成成型截面。為此密封圈在其徑向內(nèi)側(cè)面上在軸向端面部位里設(shè)有錐形出口。軸向擠壓分力基本上通過軸向堅(jiān)實(shí)的、在輪胎圓緣之間延伸的密封圈材料塊來傳遞。徑向擠壓力分量的一大部分通過車輪里的過壓來施加。即使這樣雖然可以實(shí)現(xiàn)一種對于密封作用來說有利的壓配合變化，但這種具有基本為圓柱形橫截面的密封圈的可裝配性就變得困難了。為了進(jìn)行裝配，密封圈必須克服剛性的塊狀橫截面的高阻力圍繞其圓周軸線進(jìn)行彎曲，以便使密封圈在軸向上能夠完全裝入在輪胎圓緣之間。為此所需的、必須從外部消耗的大的力損害了配合裝入的精度。
本發(fā)明的任務(wù)是以簡單的方式在一種車輪上能夠?qū)崿F(xiàn)安全可靠的密封，這種車輪具有一種無內(nèi)胎的充氣輪胎，該充氣輪胎有兩個設(shè)置于其徑向內(nèi)側(cè)的輪胎圓緣，借助于此輪胎圓緣將所述無內(nèi)胎的充氣輪胎裝配在一個分成多個部分的輪輞的徑向外側(cè)面上，并且具有一個向著徑向內(nèi)部朝輪輞使充氣輪胎密封的、布置在輪輞的徑向外側(cè)面上的、在圓周方向上在輪輞圓周上延伸的并在軸向方向上在充氣輪胎的兩個輪胎圓緣之間延伸的密封圈。
此任務(wù)按照本發(fā)明通過按權(quán)利要求1的特征設(shè)計(jì)一種用于車輪的密封圈來解決，此車輪具有一個無內(nèi)胎的充氣輪胎，該輪胎具有兩個設(shè)于其徑向內(nèi)側(cè)的輪胎圓緣，借助于此輪胎圓緣將該無內(nèi)胎的充氣輪胎裝配在一個分成多個部分的輪輞的徑向外側(cè)面上，并且具有一個向著徑向內(nèi)部朝輪輞使充氣輪胎密封的、布置在輪輞徑向外側(cè)面上的、在圓周方向上在輪輞圓周上延伸的并在軸向方向上在所述充氣輪胎兩個輪胎圓緣之間延伸的密封圈，其中密封圈設(shè)具有圓柱形內(nèi)表面的中央環(huán)形體，用于裝配在輪輞外表面上、并在中央環(huán)形體的兩個軸向側(cè)面上分別設(shè)有一個同心的柔性的環(huán)形側(cè)腿，該側(cè)腿在軸向方向上從中央環(huán)形體向外傾斜地向著徑向外部延伸，而且其中在側(cè)腿的離開中央環(huán)形體的端部處、在環(huán)形側(cè)腿的指向徑向內(nèi)部的表面上設(shè)有在環(huán)形側(cè)腿圓周上延伸地形成的可變形的密封元件。
這種密封圈的柔性的環(huán)形側(cè)腿可以使其通過側(cè)腿的簡單柔性的傾翻經(jīng)過徑向外部向徑向內(nèi)部將密封圈定位在其位于輪胎圓緣之間的工作位置上。在此位置上堅(jiān)固的中央環(huán)形體在車輪的工作狀態(tài)下通過車輪里的過壓而可靠地座落在輪輞徑向外側(cè)的支承配合面上。側(cè)腿的復(fù)位力矩使帶有可變形密封元件的側(cè)腿在充分利用杠桿臂的情況下一直貼靠到各自配屬的輪胎圓緣上，以實(shí)現(xiàn)一種第一密封作用，它隨著車輪里內(nèi)壓的升高直至工作壓力由于側(cè)腿的變形而在整個側(cè)腿上可靠地繼續(xù)加強(qiáng)。
特別有利的是按照權(quán)利要求2的特征的結(jié)構(gòu)，此時(shí)在側(cè)腿的離開中央環(huán)形體的端部處徑向地在中央環(huán)形體之外在環(huán)形側(cè)腿的指向徑向內(nèi)部的表面上設(shè)有在環(huán)形側(cè)腿的圓周上延伸地設(shè)置的可變形的密封元件。因此可變形的密封元件徑向地在堅(jiān)固的中央環(huán)形體之外，因而其在各自所配置的輪胎圓緣上的接觸面為了裝配可以首先可靠地向軸向內(nèi)部經(jīng)過徑向外部翻倒，并接著通過側(cè)腿的長的杠桿臂在充分利用柔性杠桿臂的復(fù)位力的情況下、在引入工作壓力之前可以進(jìn)入到其名義位置上。因此就可以避免由于在裝配期間在輪胎圓緣和密封圈之間的高的軸向擠壓力而造成的可變形密封元件的所不希望的損傷。當(dāng)提高車輪里的內(nèi)壓時(shí)，使側(cè)腿進(jìn)一步傾倒在輪胎圓緣上、并使密封元件變形，用于提高密封效果。通過進(jìn)一步的提高車輪里的內(nèi)壓直至工作壓力，附加地使柔性側(cè)腿發(fā)生彎曲，從而使側(cè)腿利用其軸向外側(cè)面取決于壓力地壓緊在車輪側(cè)壁上，因而進(jìn)一步提高密封效果。
按權(quán)利要求3的特征的結(jié)構(gòu)方案是優(yōu)選的，其中密封元件是在圓周方向上對準(zhǔn)的、尤其是在密封圈整個圓周上延伸的密封唇。因此可以以簡單的方式在車輪的整個圓周上實(shí)現(xiàn)非?？煽康拿芊庑ЧＬ貏e有利的是按權(quán)利要求4的特征的結(jié)構(gòu)方案，其中所述密封元件是多個密封唇，尤其是3至6個在徑向方向上分布的、在圓周方向上對準(zhǔn)的、特別是在密封圈的整個圓周上延伸的密封唇。因此就可以實(shí)現(xiàn)在由于車輪里的壓力升高而彎曲側(cè)腿時(shí)使其它的密封唇都有密封作用，從而實(shí)現(xiàn)一種取決于壓力的密封效果。
特別有利的是按照權(quán)利要求5的特征的結(jié)構(gòu)方案，其中密封唇基本上垂直于側(cè)腿表面離開側(cè)腿地伸出。因此產(chǎn)生一種特別有利的、密封的變形。
按照權(quán)利要求6的特征的結(jié)構(gòu)方案，其中在中央環(huán)形體上在環(huán)形側(cè)腿之間設(shè)有用來加固環(huán)形體的機(jī)構(gòu)，這種方案可以使密封圈特別可靠地進(jìn)行裝配，密封圈由于其高的底部剛性可以特別可靠地定位在輪輞上。
因?yàn)橹圃旌芎唵危蛢?yōu)選了按權(quán)利要求7特征的設(shè)計(jì)方案，其中用于加固的機(jī)構(gòu)是一個或多個設(shè)置于環(huán)形體的徑向外側(cè)面上的徑向突起。
特別有利的是按照權(quán)利要求8的特征的設(shè)計(jì)方案，其中至少在一個徑向突起里設(shè)有一個中空腔。因此當(dāng)重量較小的情況下可以保證密封圈有高的底部剛性。
特別有利的是按權(quán)利要求9的特征的設(shè)計(jì)方案，其中在中央環(huán)形體的徑向外側(cè)面上在環(huán)形側(cè)腿之間設(shè)有一種在圓周方向上對準(zhǔn)的、尤其是在環(huán)形體的整個圓周上延伸的加強(qiáng)筋板。因此可以以簡單的方式?jīng)]有徑向跳動問題地實(shí)現(xiàn)密封圈的可靠加強(qiáng)。
另一種有利的設(shè)計(jì)方案包含有權(quán)利要求10，其中在對應(yīng)于側(cè)腿徑向內(nèi)部端部徑向位置的第一徑向位置上，在所述兩個側(cè)腿的軸向外側(cè)面之間的軸向距離小于輪胎圓緣在已裝配在輪輞上之后的運(yùn)行狀態(tài)下在該第一徑向位置上軸向的輪緣間距；其中在對應(yīng)于側(cè)腿徑向外部端部徑向位置的第二徑向位置上，在所述兩個側(cè)腿的軸向外側(cè)面之間的軸向距離大于輪胎圓緣已裝配在輪輞上之后的運(yùn)行狀態(tài)下在該第二徑向位置上的軸向輪緣間距；并且其中在所述兩個側(cè)腿的軸向外側(cè)面之間的軸向間距在密封元件部位里大于輪胎圓緣在已裝配在輪輞上的運(yùn)行狀態(tài)下在所述第一徑向位置上的軸向輪緣間距。由于在柔性側(cè)腿的徑向內(nèi)部端部上在密封圈和輪胎圓緣之間的軸向間隙可以使密封圈很可靠地定位在設(shè)于輪輞徑向外側(cè)上的配合面上，并接著在側(cè)腿的更位于外部的部位上實(shí)現(xiàn)密封。這可以特別可靠地通過按照權(quán)利要求11的特征的設(shè)計(jì)方案來實(shí)現(xiàn)，其中所述兩個側(cè)腿的軸向外側(cè)面之間的軸向間距在至少徑向更外部的、(尤其是所有)設(shè)于側(cè)腿上的密封元件的部位里要大于輪胎圓緣已裝配在輪輞上之后的工作狀態(tài)下在這個徑向位置上的各自的軸向輪緣間距。通過一種按照權(quán)利要求12的特征的設(shè)計(jì)方案可以很簡單地實(shí)現(xiàn)一種取決于內(nèi)部壓力的密封效果，其中在所述兩個側(cè)腿的軸向外側(cè)面之間的軸向間距減去輪胎圓緣在已裝配在輪輞上之后工作狀態(tài)下在所述各自配屬的徑向位置上的軸向輪緣間距之差在徑向方向上從一個密封元件向下一個密封元件而變小。
以下根據(jù)附

圖1至19中所示的具有在軸向方向上分開的輪輞的無內(nèi)胎工業(yè)輪胎的車輪的實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。附圖所示為圖1一種在工作狀態(tài)下的含有車輪軸線的車輪的橫截面，該車輪具有無內(nèi)胎的工業(yè)輪胎和軸向分成三個部分結(jié)構(gòu)的輪輞、具有密封圈并具有裝入的帶有閥門的閥體；圖2圖1所示的密封圈在裝入車輪之前、在包含了密封圈軸線的一個剖切平面里的截面圖；圖3a和3b車輪在裝配后狀態(tài)下的剖視圖，但沒有密封圈，以及在車輪之外的密封圈的剖視圖；圖4圖3a和3b疊加起來的視圖；圖5裝有密封圈并在輪胎里超壓為0巴時(shí)的車輪的視圖；圖6裝有密封圈并在工作狀態(tài)下輪胎里的超壓為10巴時(shí)的車輪視圖；圖7圖1所示閥體的剖視圖，不帶閥門；
圖8對應(yīng)于圖7中III-III視向的閥體視圖；圖9按照圖7中IV-IV視向的閥體俯視圖；圖10圖7所示閥體的可替換的實(shí)施方式；圖11在圖10的VI-VI剖視圖中的圖5的閥體；圖12圖1所示車輪的具有可替換的實(shí)施方式的一種包含了車輪軸的橫截面視圖；圖13圖12的閥體的立體視圖；圖14按照圖13的IX-IX視向的閥體視圖，圖15圖12至14所示閥體的可替換的實(shí)施方式；圖16按照圖1的XI-XI剖視圖的閥體和輪輞示圖，用于說明閥體的緊固；圖17閥體的另一種可替換的設(shè)計(jì)方案；圖18a和b對圖17閥體進(jìn)行裝配的說明；圖19在裝入車輪之前在一個包含有密封圈軸線的剖視平面里的對于圖2所示設(shè)計(jì)方案的另一種可替換的實(shí)施方式的圖1密封圈的橫截面圖。
圖1表示了一個具有工業(yè)輪胎的車輪的橫截面圖(正如它們例如使用于叉車、重載運(yùn)輸卡車或機(jī)場車輛那樣)，具有一種已知型式的無內(nèi)胎充氣輪胎，它在軸向方向上從一個第一輪胎圓緣6起，延伸經(jīng)過一個圖中左邊的側(cè)壁、一個胎面部位、一個圖中右側(cè)的側(cè)壁直至第二輪緣部位7。汽車充氣輪胎用其所述兩個輪緣6和7緊固在一個軸向分成四個部分的已知型式的輪輞2上。所述軸向分成四個部分的輪輞2由一個設(shè)有平底的輪輞體3(其在圖1中所示的軸向右側(cè)作成一個輪輞邊緣)以及一個輪輞凸緣4(它作成圖1左側(cè)的輪輞邊緣)構(gòu)成，設(shè)有一個在圓周方向上分開的傾斜鎖環(huán)5和一個在圓周方向上分開的已知型式的封閉環(huán)49。在裝配后的狀態(tài)下輪胎1用其輪緣6支承在分開的傾斜鎖環(huán)5的設(shè)計(jì)成支承配合面的徑向外表面上，而輪緣7支承在輪輞3的設(shè)計(jì)成支承配合面的徑向外表面上。向著軸向外側(cè)，該輪緣6支承在設(shè)計(jì)成輪輞邊緣的輪輞凸緣4上，而輪緣7則支承在輪輞體3的輪輞邊緣上。軸向在這兩個輪緣6和7之間并與該輪緣6和7緊密地軸向接觸地設(shè)有一個密封圈8，該密封圈在圓周方向上伸展經(jīng)過輪輞的整個圓周。密封圈8設(shè)計(jì)成一個整體并由密封的橡膠材料或類似于橡膠的塑料制成。可以考慮在密封圈8的橡膠材料里埋入已知型式的加強(qiáng)的強(qiáng)度支梁。
圖2示出密封圈8未裝入車輪里的狀態(tài)，該密封圈具有一個中央環(huán)形體30，該環(huán)形體具有基本為圓柱形的徑向內(nèi)部的和徑向外部表面，該中央環(huán)形體在其徑向內(nèi)部表面上在一個軸向?qū)挾萩上延伸。軸向連接于中央環(huán)形體30，該密封圈在兩個軸向側(cè)面上分別設(shè)有一個同心環(huán)形的側(cè)腿31或32，該側(cè)腿分別從中央環(huán)形體30出發(fā)向著軸向外部在徑向方向上向外升起地延伸。密封圈8具有中央環(huán)形體30和側(cè)腿31和32，它對于軸向中間平面是對稱的。因而在圖3至5中只表示出具有側(cè)腿31的右側(cè)，并且以下主要根據(jù)右側(cè)的側(cè)腿對此設(shè)計(jì)方案進(jìn)行說明。側(cè)腿31或者側(cè)腿32的徑向內(nèi)部表面由離開密封圈8的軸向中間平面的距離(c/2)處出發(fā)，向著軸向外部成一個上升角δ伸展，直至離開密封圈8的軸向中間平面的距離為(e/2)處。側(cè)腿31或32的徑向外部表面從離開密封圈8的軸向中間平面的距離b/2處出發(fā)，與軸線夾成一個升角為γ延伸，直到離開密封圈8的軸向中間平面的距離為d/2處。由離開密封圈8的軸向中間平面的距離d/2處出發(fā)向著軸向外部，側(cè)腿31或32的徑向外部表面直到一個離開密封圈8的軸向中間平面的距離為g/2處具有很大程度上軸向平行的輪廓，并因此幾乎是圓柱形的。側(cè)腿31或32的徑向的外部表面的這種幾乎是圓柱形的端部出口分別連有一個端面40，該端面一直伸展到側(cè)腿31或32的徑向內(nèi)部表面，并且?guī)缀跖c側(cè)腿31或32的徑向內(nèi)部表面相垂直。側(cè)腿31或32的材料厚度為m，它分別表示了從徑向內(nèi)部表面至徑向外部表面的垂直距離，它選得小于或等于幾乎是圓柱形的中央環(huán)形體30的徑向厚度s。
如此選擇外形尺寸b，c，d，e，f和g，使b＜c＜d＜g＜e＜f。
角度δ和γ分別選擇在20°和35°之間，其中差值為|(γ-δ)|≤5°。在所示的實(shí)施例中這兩個角度如下選擇γ＝δ＝25°。這種情況下，在離開密封圈的軸向中間平面的軸向間距b/2和d/2之間、在徑向外部表面的整個延伸長度k上所述厚度m設(shè)計(jì)成恒定的。
在側(cè)腿31或32的徑向內(nèi)部表面上，分別從端面40出發(fā)在一個延伸長度q上，與密封圈8同心地設(shè)有在圓周方向上對準(zhǔn)的、并且在密封圈8的整個圓周上延伸的密封唇，在圖2所示的實(shí)施例中設(shè)有四個密封唇33，34，35和36。密封唇33，34，35和36分別垂直于各自側(cè)腿31或32的徑向內(nèi)部表面指向地在一個垂直于該內(nèi)部表面所測得的延伸長度p上延伸，其中0.5mm≤p≤5mm。延伸長度q的選定要使q≤(L/2)，其中L是密封圈8徑向內(nèi)部表面在離開密封圈8軸向中間平面的軸向距離c/2和e/2之間的長度在圖2的剖切平面上所示的尺寸。
從密封圈8的軸向中間平面至軸向最外部的密封唇33的最大軸向距離為f/2，其中f＞e。在所示的實(shí)施例中，密封唇33用其從密封圈8指向軸向外部的側(cè)面構(gòu)成了端面40的延長部分。在這種實(shí)施例中f也是密封圈8的最大軸向?qū)挾鹊某叨取?br> 如在圖3a和3b中所示那樣，未安裝的密封圈8的中央環(huán)形體30在其徑向內(nèi)部的表面上的軸向延伸長度c小于軸向距離t1，該軸向距離t1是裝在輪輞2上的輪胎1的兩個輪胎圓緣6和7的徑向內(nèi)端之間的軸向距離。距離e是未安裝的密封圈8的側(cè)腿31和32的端面40與徑向內(nèi)部表面的交截線之間的軸向距離，它大于軸向距離t2，該軸向距離t2在裝配后的輪胎1中處在對應(yīng)于密封圈8側(cè)腿31和32的端面40與徑向內(nèi)部表面的交截線的徑向位置上的輪緣之間。
這也可以在圖4中看到，在圖4中為了更加直觀清楚起見將圖3a和3b疊加表示出來。
在對應(yīng)于這兩個側(cè)腿31或32的各自軸向外側(cè)的徑向位置上，在這兩個側(cè)腿31或32的軸向外側(cè)之間的軸向間距減去在輪胎1裝配于輪輞2上的裝配后的工作狀態(tài)下輪胎圓緣6或7的軸向輪緣間距的差值在徑向方向上減少，即沿著徑向從軸向及徑向最外部的密封唇33至軸向及徑向向內(nèi)鄰接的密封元件34、從密封唇34至軸向及徑向向內(nèi)鄰接的密封元件35并且從密封唇35至軸向及徑向向內(nèi)鄰接的密封元件36方向而減小。
為了進(jìn)行裝配，首先以通常的方式使附圖中右側(cè)的輪胎圓緣與輪輞邊緣在其支承配合面上接觸地定位在輪輞的徑向外部表面上。為了裝配密封圈8，使該密封圈如在圖5中借助于箭頭所表示的那樣，用其右側(cè)側(cè)腿31克服該彈性柔性的環(huán)形側(cè)腿31的彈性復(fù)位力經(jīng)過徑向外部向徑向內(nèi)部圍繞其在中央環(huán)形體30上的連接位置擺動，使密封圈8用其中央環(huán)形體30可以在為此而設(shè)置的在輪輞2的徑向外側(cè)上的支承配合面上在所述兩個輪胎圓緣6和7之間推動并能在那里定位住。然后在左側(cè)側(cè)腿32克服該彈性柔性的環(huán)形側(cè)腿32的彈性復(fù)位力經(jīng)過徑向外部向徑向內(nèi)部圍繞其在中央環(huán)形體30上的連接位置擺動時(shí)，將左輪胎圓緣以通常的方式在其工作位置時(shí)與設(shè)計(jì)成左輪輞邊緣的側(cè)環(huán)4軸向接觸地安裝在輪輞2的傾斜鎖環(huán)5的支承配合面上，并借助于封閉環(huán)49固定住。圖5表示在車輪里沒有過壓時(shí)車輪里的密封圈8的安裝后的狀態(tài)。顯然可見，側(cè)腿31以及側(cè)腿32分別只是由于該已擺動的側(cè)腿31或32的彈性復(fù)位力用其軸向外部的密封唇33貼靠在已裝配的輪胎1的各自所配置的輪胎圓緣6或7上。
隨著給輪胎1充氣而使內(nèi)壓提高(這在下面要進(jìn)一步說明)就使側(cè)腿31或32由于內(nèi)壓的提高而經(jīng)過徑向外部向軸向外部壓向輪胎圓緣6或7，因此在下一個軸向內(nèi)部的密封唇34與配屬的輪胎圓緣6或7接觸之前，首先使軸向外部的密封唇33變形以提高密封效果。當(dāng)進(jìn)一步提高內(nèi)壓時(shí)也使所述密封唇34在提高了密封效果的情況下變形，直至下一個軸向內(nèi)部的密封唇35與輪胎圓緣6或7相接觸。繼續(xù)提高內(nèi)壓時(shí)，也使所述密封唇35在提高了密封效果的情況下變形，直至下一個軸向內(nèi)部的密封唇36與所配屬的輪胎圓緣6或7相接觸。
當(dāng)繼續(xù)提高內(nèi)壓時(shí)也使該密封唇36變形。當(dāng)附帶提高內(nèi)壓時(shí)使側(cè)腿31或32向著軸向外部彎曲，因此它密封地貼靠著所配置的輪胎圓緣6或7以及輪輞2的徑向外側(cè)面。圖6表示了在車輪內(nèi)部工作壓力為10巴的過壓時(shí)的狀態(tài)。
在另一種實(shí)施方式中，在中央環(huán)形體30的徑向外部圓柱形外表面上設(shè)有一個加強(qiáng)的在圓周方向上的并且在密封圈的整個圓周上延伸的筋板37，此筋板在軸向方向上在寬度w上延伸。w的選擇應(yīng)使w≤b。例如如此選擇w，使w＝(b/2)。在圖2所示的實(shí)施例中筋板37設(shè)計(jì)在中間，并對稱于環(huán)形體8的軸向中間平面。
在另一個未示出的實(shí)施例中使筋板37軸向偏置地設(shè)計(jì)，因此它不再對稱于密封圈8的軸向中間平面地進(jìn)行布置。在另外一種于圖12中所表示的實(shí)施例中，在筋板37中設(shè)置一個在密封圈整個圓周上延伸的環(huán)形空腔38。
形成于密封圈8側(cè)腿上的密封唇在一種實(shí)施方式中、如圖2中根據(jù)四個密封唇33，34，35和36所表示的那樣設(shè)計(jì)成u形橫截面。在另一種實(shí)施方式中，設(shè)于密封圈側(cè)腿上的密封唇如在圖19中按照那里所示的四個密封唇33，34，35和36可見到的那樣設(shè)計(jì)成v形橫截面。在一種同樣也是在圖19中所示的實(shí)施方式中，所述每個密封唇的限定該密封唇邊界的側(cè)面分別夾一個角度為θ1，而兩個相鄰密封唇的相互指向的側(cè)面分別夾一個角度為θ2。
在一種實(shí)施方式中θ1+θ2＝180°。
在一種實(shí)施方式中θ1＝θ2。在圖19所示的實(shí)施方式中θ1＝θ2＝90°。
圖19表示了圖2所示密封圈8的另一種可替換的設(shè)計(jì)方案，它具有五個密封唇39，33，34，35和36。
在同樣也是圖19所示的實(shí)施方式中，設(shè)于側(cè)腿上在最遠(yuǎn)的外部的密封唇39并不用其從密封圈8沿軸向向外部指向的側(cè)面構(gòu)成端面40的延長部位，而是密封唇39與端面40間隔距離。
在另一種圖19所示的實(shí)施方式中，外部的密封唇39垂直于各自側(cè)腿31或32的徑向內(nèi)部表面指向地垂直于內(nèi)部表面地在一個比內(nèi)部的密封唇33，34，35和36更短的延伸長度p上延伸。
密封圈8在裝配后的圖1所示工作狀態(tài)下向著徑向內(nèi)部置于輪輞體3的徑向外部表面上。在密封圈8里設(shè)有一個在徑向方向上延伸的圓柱形通孔9，其直徑例如為1至10mm。通孔9例如設(shè)計(jì)成直徑為1，3或者6mm。
在輪輞體3中，如在圖16中所示那樣，設(shè)有一個槽形通孔10，它沿徑向方向穿過輪輞地延伸。槽形通孔10設(shè)計(jì)成在車輪的軸向方向A上具有其較長的主延伸段a’，在車輪的圓周方向U上具有其較短的主延伸段b’。如在圖1和11中所示的那樣，一個閥門管11穿過槽形通孔延伸，此管11在車輪之外半徑向地在輪輞之內(nèi)在圖1所示的工作狀態(tài)下向著軸向外部彎曲，并在其端部裝有一個已知型式的閥門12。在另一端處，在閥門管11上固定了一個垂直于閥門管軸線的密封板13，例如通過硬釬焊、電焊或者粘結(jié)進(jìn)行固定。
如在圖1，7，8，9和16中舉例表示了一種密封板，其底面的較長的主延伸段為a，較短的主延伸段為b，板在其離開閥門管11的并在車輪中在車輪的徑向方向上指向外部的側(cè)面上設(shè)置有一個平坦的表面，該表面構(gòu)成了板底14。在板底14的部位里在徑向方向上看板的厚度為h2。該板沿著其邊緣在徑向方向上設(shè)有一個加高的棱邊16。在該加高的棱邊16的部位里板厚為h1。在棱邊16的指向板底14的內(nèi)側(cè)面上設(shè)有在徑向方向上延伸的密封唇15。在密封唇15部位里具有密封唇15的板13的厚度為h3。對于尺寸h1，h2和h3來說滿足h3＞h1＞h2。
密封板的具有延伸段為a的主延伸方向與具有延伸長度為b的主延伸段的夾角為β。槽的具有延伸段為b’的第一主延伸方向與槽的具有延伸長度為a’的第二主延伸段的夾角為β。對于β來說滿足10°≤β≤90°。在附圖所示的實(shí)施例中，此時(shí)板具有一種矩形底面，β＝90°。
對于密封板13和槽形通孔10的主延伸段a，b，a’，b’來說，它們滿足a＞b，a’＞b’，a’＞a＞b’＞b。
閥門管11的空氣通道17的通孔一直延伸到密封板13的板底14里。密封唇15沿著構(gòu)成密封板13邊緣的棱邊16圍繞著具有空氣通道17的底面14延伸。
在圖1所示的車輪中在工作狀態(tài)下在被輪胎1和密封圈8氣密地包圍的空氣腔室內(nèi)部的工作壓力為10巴，正如在圖16中可見到的那樣，密封板13以其較長的延伸段a與槽10的較長的主延伸段a’的夾角為α。α例如為60°≤α≤120°。在附圖所示的實(shí)施方式中α＝90°。
因此板13用其底面放在輪輞表面上在槽形通孔10以外，而密封唇15沿著其延伸段與密封圈8的徑向內(nèi)側(cè)面密封地接觸。密封圈8的通孔9在密封圈8的徑向內(nèi)側(cè)面上通入到在被密封唇15所圍住的范圍里。由于汽車輪胎的較高內(nèi)壓使密封圈8、密封板13和輪輞體3強(qiáng)烈地徑向相互擠壓，從而在密封唇15和密封圈8之間引起了一種可靠的密封的連接。
為了裝配車輪，首先如上所述以通常的方式使充氣輪胎1和密封圈8定位于輪輞體3上，并在其工作位置上固定住。然后將裝有閥門12的閥門管11用其固定在端部處的板13穿過槽形通孔10裝入在輪輞體3和密封圈8之間，直到密封唇15與密封圈8相接觸，對于板13來說，其中較長的延伸段a平行于槽形通孔10的較長的延伸段a’。然后使帶有密封板13的閥門管11圍繞閥門管11的軸線在槽形通孔10的范圍里旋轉(zhuǎn)角度β，從而保證了密封板13和槽形通孔10的嵌接并因此保證了閥門管11位置固定在車輪中。然后使車輪通過閥門12和閥門管11、由密封唇15圍住的在密封圈8和閥門管11之間的空腔以及通過通孔9用壓縮空氣填充到工作壓力。隨著壓力的升高，密封圈8在其軸向端部處就密封地壓向充氣輪胎1的輪緣6，7，而在其指向徑向內(nèi)部的一個側(cè)面處壓向板13的密封唇11。因此具有無內(nèi)胎的充氣輪胎1的車輪、密封圈8和在軸向方向上分成多個部分的輪輞向外完全地被密封住。
為了拆卸，只需通過閥門管11的閥門12使充氣輪胎1放氣，使閥門管11圍繞其軸線在槽形通孔10里可以返回地旋轉(zhuǎn)角度α，并將帶有密封板13的閥門管11從槽形通孔10里移去。
圖10和11表示了固定在閥門管11上的密封板13的另一種結(jié)構(gòu)形式。密封板13在其工作位置上在車輪工作狀態(tài)下圍繞車輪的軸線對應(yīng)于輪輞的輪廓彎曲，圍繞車輪軸線的曲率半徑為R1，其中R1相應(yīng)于在所述位置上時(shí)輪輞的外半徑。對應(yīng)于該曲率，棱邊16也沿著密封板較長的延伸段以及密封唇15的配置于棱邊16這個延伸段范圍的延伸段范圍作成彎曲的，其中棱邊曲率半徑R2相應(yīng)于密封圈8在這個位置中的內(nèi)半徑。
圖12表示具有一個密封板23和密封圈8的另一種可替換設(shè)計(jì)方案的車輪。在密封圈8的徑向內(nèi)側(cè)面上設(shè)有一個圓周槽18，它在密封圈8的圓周方向上在該密封圈8的整個圓周上延伸。圓周槽18在該實(shí)施例中具有一種u形橫截面輪廓。密封圈8的通孔9用其徑向內(nèi)側(cè)端部通到槽18的槽底里。對應(yīng)于槽輪廓，所述密封板23用其棱邊16在其指向具有較長主延伸段a的主延伸方向上的縱側(cè)面上設(shè)計(jì)成具有相同的厚度H1，并在其具有較短長度b的端面上設(shè)計(jì)成具有沿著其端面延長段變化的厚度H4，其中在裝入后的工作狀態(tài)下在車輪徑向方向上向外設(shè)置的輪廓設(shè)計(jì)成對應(yīng)于槽18的截面的u形輪廓。無終端地沿著棱邊16設(shè)計(jì)的密封唇也根據(jù)棱邊16的變化情況依照該輪廓而設(shè)計(jì)。
為了進(jìn)行裝配，將閥門管11用其密封板23作前導(dǎo)地對準(zhǔn)較長的主延伸段a平行于槽形通孔10的較長的主延伸段a’穿過輪輞體3的槽形通孔10推入在輪輞體3和密封圈8之間，并在那里轉(zhuǎn)動角度α，使密封板23用其較長的縱向主延伸段a在工作位置上對準(zhǔn)并同時(shí)形狀配合連接地嵌入圓周槽18里。由于通過閥門12、閥門管11、在密封圈8和密封板13的板底14之間被密封唇15包圍住的空腔、并通過密封圈8的通孔9在車輪里建立起了過壓，就使密封圈8緊密地用其軸向邊緣壓向輪胎圓緣6和7，并向著徑向內(nèi)部在圓周槽18里壓向密封板23的密封唇15。
在圖15中類似于圖10和11表示了圖12至14所示密封板23的另一種可替換的實(shí)施方式，其中密封板23根據(jù)其在車輪里的工作位置設(shè)計(jì)成圍繞車輪軸線而彎曲，其內(nèi)半徑為R1，外半徑為R2，所述內(nèi)半徑R1對應(yīng)于在密封板23的工作位置上輪輞的外半徑，所述外半徑R2對應(yīng)于在圓周槽18底部中的密封圈8的內(nèi)半徑。
在另外一種在圖8，14和15中所示的實(shí)施方式中，密封板13或22在其徑向內(nèi)部側(cè)面上構(gòu)成為一個嵌接部分28，在其徑向延伸段上板在其較長的延伸段a的延伸方向上只在一個尺寸a”上延伸，其中a”小于槽形通孔10的較短的延伸段a’。因此在將板13或23通過槽形通孔10推入到輪輞和密封圈之間以后，在使帶有密封板13的閥門管11轉(zhuǎn)動α角之后，可以使該板用其嵌接部位28向著徑向內(nèi)部形狀配合連接地嵌入到槽形的通孔10里。
所述實(shí)施例中的具有密封唇15的密封板13或者23由橡膠、黃銅或密封的塑料材料整體制成。在一種特殊的實(shí)施方式中，密封板13或者23與閥門管11是一體的。
圖17和18表示了將閥門管11與一種密封板13、例如圖1，7，8和9所示的密封板13進(jìn)行安裝和固定的另一種可替換的實(shí)施方式。在該實(shí)施例中密封板13同樣也如同槽形通孔10那樣設(shè)計(jì)成矩形的，密封板13的主延伸段為a和b，槽形通孔10的主延伸段為a’和b’，其中在密封板13的縱向延伸段的兩端處橫交于其較長的延伸方向a在所述離開密封唇15指向的表面上分別設(shè)有一個舌片29，該舌片在橫交于縱向長度的方向上長度為b，并從密封板13的下側(cè)面起高度為h6，其中b＜b’＜b＜a＜a’。
為了進(jìn)行裝配，如圖18a所示那樣，使帶有密封板13的閥門管11用板的較長的主延伸段a平行于槽形通孔10的較長的主延伸段a’地側(cè)面圍繞較長的主延伸段a傾翻，使得密封板13在槽形通孔10上的垂直投影即使在其延伸段上橫交于較長的主延伸段a也小于槽形通孔10的較小的主延伸段b’。然后將密封板13通過槽形通孔10推入到輪輞體3和密封圈8之間，并接著反向于原始的傾翻方向又返回地傾翻，使密封板13用其兩側(cè)都超出較短的橫向延伸段的邊緣部位平行于槽形通孔10的較長的主延伸段a’置放在輪輞上，并用其舌片29形狀配合連接地嵌入到槽形通孔10里。為此b相對于b這樣來確定尺寸，使得在裝配后的密封板13和槽形通孔10之間只實(shí)現(xiàn)一種小的間隙配合。這表示于圖18b中。
因此板13用其底面置于輪輞表面上位于槽形通孔10之外，而且密封唇15沿著其延伸段與密封圈8的徑向內(nèi)側(cè)面緊密接觸。密封圈8的通孔9在密封圈8的徑向內(nèi)側(cè)面上通入到被密封唇15包圍起來的范圍中。由于車輪輪胎里高的內(nèi)壓使密封圈8、密封板13和輪輞體3強(qiáng)烈地徑向相互擠壓，從而在密封唇15和密封圈8之間產(chǎn)生一種可靠密封的連接。
在圖17和18中舉例表示了另外一種實(shí)施方式，其中槽形通孔10用其較長的主延伸段a’在車輪的圓周方向U上對準(zhǔn)。
附圖標(biāo)記列表1 充氣輪胎24 縱側(cè)面2 分成多個部分的輪輞 25 縱側(cè)面3 輪輞體 26 端面4 輪輞凸緣27 端面5 分開的斜銷環(huán)28 嵌接部分6 輪胎圓緣29 舌片7 輪胎圓緣30 中央環(huán)形體8 密封圈 31 環(huán)形側(cè)腿9 通孔32 環(huán)形側(cè)腿10 槽形通孔33 密封唇11 閥門管 34 密封唇12 閥門35 密封唇13 密封板 36 密封唇14 板底37 加強(qiáng)筋板15 密封唇 38 中空腔室16 棱邊39 密封唇17 空氣通道40 端面18 圓周槽 49 封閉環(huán)23 密封板
權(quán)利要求
1.具有一無內(nèi)胎的充氣輪胎(1)的車輪所用的密封圈(8)，所述輪胎具有兩個設(shè)于其徑向內(nèi)側(cè)的輪胎圓緣(6，7)，借助于該輪胎圓緣將所述無內(nèi)胎的充氣輪胎(1)裝配在一個分成多個部分的輪輞(2)的軸向外側(cè)面上，并且具有一個使充氣輪胎(1)向著徑向內(nèi)部朝向輪輞(2)密封的、布置在輪輞(2)的徑向外側(cè)上的、沿著圓周方向在輪輞的圓周上延伸的、并沿軸向方向位于充氣輪胎(1)的所述兩個輪胎圓緣之間的密封圈，其特征在于，該密封圈(8)具有一個中央環(huán)形體(30)，它具有圓柱形內(nèi)表面用于配合在輪輞外表面上，并在中央環(huán)形體(30)的兩個軸向側(cè)面上分別設(shè)有一個同中心的、柔性的環(huán)形側(cè)腿(31，33)，該側(cè)腿在軸向方向上從中央環(huán)形體(30)向著外部傾斜地向徑向外部延伸；在所述離開中央環(huán)形體(30)的側(cè)腿(31，32)端部上，在環(huán)形側(cè)腿(31，32)的指向徑向內(nèi)部的表面上設(shè)有在環(huán)形側(cè)腿(31，32)的圓周上延伸的可變形的密封元件。
2.按照權(quán)利要求1的特征的密封圈，其中在環(huán)形側(cè)腿(31，32)的離開中央環(huán)形體(30)的端部上，徑向位于中央環(huán)形體(30)之外，在環(huán)形側(cè)腿(31，32)的指向徑向內(nèi)部的表面上設(shè)有在環(huán)形側(cè)腿(31，32)的圓周上延伸的、可變形的密封元件。
3.按權(quán)利要求1或2的特征所述的密封圈，其中可變形的密封元件是在圓周方向上對準(zhǔn)的，尤其是在密封圈(8)的整個圓周上延伸的密封唇(33，34，35，36)。
4.按權(quán)利要求1，2或3的特征所述的密封圈，其中密封元件是多個、尤其是3至6個在徑向方向上分布的沿圓周方向上對準(zhǔn)的、尤其是在密封圈(8)的整個圓周上延伸的密封唇(33，34，35，36)。
5.按上述權(quán)利要求之一或多項(xiàng)的特征所述的密封圈，其中密封唇(33，34，35，36)基本上垂直于側(cè)腿(31，32)的表面離開側(cè)腿(31，32)地延伸。
6.按上述權(quán)利要求之一或多項(xiàng)特征所述的密封圈，其中在中央環(huán)形體(30)上在環(huán)形側(cè)腿(31，32)之間設(shè)有用于加強(qiáng)環(huán)形體的機(jī)構(gòu)。
7.按照權(quán)利要求6的特征所述的密封圈，其中用于加強(qiáng)的機(jī)構(gòu)是一個或多個設(shè)于環(huán)形體的徑向外側(cè)面上的徑向突起。
8.按照權(quán)利要求7的特征所述的密封圈，其中至少在一個徑向突起里設(shè)有一個中空腔室(38)。
9.按照權(quán)利要求6，7或8的特征所述的密封圈，其中在中央環(huán)形體(30)的徑向外側(cè)面上，在環(huán)形側(cè)腿(31，32)之間設(shè)有一個在圓周方向上對準(zhǔn)的、尤其是在環(huán)形體(30)的整個圓周上延伸的加強(qiáng)筋板(37)。
10.按照上述權(quán)利要求之一或多項(xiàng)的特征所述的密封圈，其中在相應(yīng)于側(cè)腿(31，32)徑向內(nèi)部端部的徑向位置的第一徑向位置上、在這兩個側(cè)腿(31，32)的軸向外側(cè)面之間的軸向間距c小于輪胎圓緣(6，7)在輪輞(2)上已裝配的工作狀態(tài)下在該第一徑向位置上的軸向輪緣間距t1；其中在相應(yīng)于側(cè)腿(31，32)徑向外部端部的徑向位置的第二徑向位置上、在這兩個側(cè)腿(31，32)的軸向外側(cè)面之間的軸向間距e大于輪胎圓緣(6，7)在輪輞(2)上已裝配的工作狀態(tài)下在該第二徑向位置上的軸向輪緣間距t2；而且其中在密封元件的部位里在這兩個側(cè)腿(31，32)的軸向外側(cè)面之間的軸向間距大于輪胎圓緣(6，7)在輪輞(2)上已裝配的工作狀態(tài)下在第一徑向位置上的軸向輪緣間距t1。
11.按權(quán)利要求10的特征所述的密封圈，其中在至少是徑向外部的、尤其是在所有設(shè)于側(cè)腿(31，32)上的密封元件的部位里，在這兩個側(cè)腿(31，32)的軸向外側(cè)面之間的軸向間距大于輪胎圓緣(6，7)在輪輞(2)上已裝配的工作狀態(tài)下在所述徑向位置上的各自的軸向輪緣間距。
12.按權(quán)利要求9或10的特征所述的密封圈，其中在所述兩個側(cè)腿(31，32)軸向外側(cè)面之間的軸向間距減去輪胎圓緣(6，7)在輪輞(2)上已裝配的工作狀態(tài)下在各自配屬的徑向位置上的軸向輪緣間距的差值在徑向方向上從一個密封元件向著下一個密封元件減小。
全文摘要
具有無內(nèi)胎的充氣輪胎(1)的車輪用的密封圈(8)，該充氣輪胎具有兩個設(shè)于其徑向側(cè)上的輪胎圓緣，其中無內(nèi)胎的充氣輪胎(1)借助于其輪胎圓緣安裝在一個分成多個部分的輪輞(2)的徑向外側(cè)面上，并且具有一個向著徑向內(nèi)側(cè)向著輪輞(2)使充氣輪胎(1)密封的、布置在輪輞(2)的徑向外側(cè)面上的、在圓周方向上在輪輞(2)的圓周上延伸的、并在軸向方向上在充氣輪胎(1)的兩個輪胎圓緣之間延伸的密封圈(8)，其特征在于，密封圈(8)具有一個中央環(huán)形體，該環(huán)形體有一個圓柱形內(nèi)表面用于配合在輪輞外面上，并且中央環(huán)形體的兩個軸向側(cè)面上分別設(shè)有一個同心的柔性的環(huán)形側(cè)腿，該側(cè)腿沿軸向方向從中央環(huán)形體向外傾斜地向著徑向外部延伸；在側(cè)腿的離開中央環(huán)形體的端部處、在環(huán)形側(cè)腿的指向徑向內(nèi)部的表面上設(shè)有在環(huán)形側(cè)腿圓周上延伸的可變形密封元件。
文檔編號B60C15/028GK1925995SQ200580006261
公開日2007年3月7日 申請日期2005年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月26日
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