專利名稱：空氣維持充氣組件及輪胎的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體涉及空氣維持輪胎，并且更具體地涉及空氣維持和輪胎充氣組件。
背景技術(shù)：
正常的空氣擴散隨時間降低輪胎壓力。輪胎的自然狀態(tài)處于充氣狀態(tài)。相應(yīng)地，駕駛員必須反復(fù)動作以維持輪胎壓力，否則駕駛員將會看到降低的燃料經(jīng)濟(jì)性、縮短的輪胎壽命以及降低的車輛制動和操作性能。輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)已經(jīng)被建議用以當(dāng)輪胎壓力顯著低時警告駕駛員。然而，這樣的系統(tǒng)依然依賴于當(dāng)被警告對輪胎再充氣到建議的壓力時采取補救動作的駕駛員。因此，期望在輪胎內(nèi)合并維持輪胎內(nèi)空氣壓力的空氣維持特征，以便于補償輪胎壓力隨時間的任何下降，而無需駕駛員的介入。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，由溝槽側(cè)壁限定的溝槽位于第一輪胎側(cè)壁的彎曲區(qū)域內(nèi)，該溝槽響應(yīng)于第一側(cè)壁彎曲區(qū)域在滾動輪胎印跡內(nèi)的彎曲，在非變形狀態(tài)和變形壓縮狀態(tài)之間逐段地變形。當(dāng)溝槽在滾動輪胎印跡內(nèi)逐段壓縮時，位于側(cè)壁溝槽內(nèi)的空氣管與溝槽側(cè)壁接觸接合并且逐段地彈性擠壓和坍縮。一系列相鄰?fù)怀黾箯臏喜蹅?cè)壁段延伸到溝槽空氣通道中，所述突出脊可操作地定位用以改變施加在空氣管上的壓力，當(dāng)空氣管通過輪胎印跡隨著輪胎逐段滾動時，所述突出脊增加空氣管通道內(nèi)的空氣壓力。在另一方面中，一系列突出脊沿著空氣管通道以預(yù)定的間隔頻率間隔開，其中突出脊的頻率沿空氣通道內(nèi)的空氣流動方向增加，因而脊起到對位于溝槽內(nèi)的具有均勻尺寸的空氣管施加可變的充氣壓力的作用。脊進(jìn)一步起到在運行期間保持管在溝槽內(nèi)處于其預(yù)期位置的作用。根據(jù)另一方面，出口裝置沿著空氣管定位，用于朝輪胎腔體引導(dǎo)來自空氣管的空氣，并且脊的間隔頻率在朝向出口裝置的方向上增加。在另一方面中，脊的幅度進(jìn)一步有差異，脊的頻率和幅度在朝向出口裝置的方向上都增加，用以改變施加到空氣管的壓力并且因此增加流經(jīng)管通道的空氣壓力。本發(fā)明提供以下技術(shù)方案
I. 一種輪胎組件，包括
輪胎，其具有輪胎腔體、第一側(cè)壁和第二側(cè)壁，所述第一側(cè)壁和第二側(cè)壁分別從第一輪胎胎圈區(qū)域和第二輪胎胎圈區(qū)域延伸到輪胎胎面區(qū)域；
所述第一側(cè)壁具有至少一個彎曲區(qū)域，所述至少一個彎曲區(qū)域在滾動輪胎印跡內(nèi)在操作上彎曲；
側(cè)壁溝槽，其由定位于所述第一輪胎側(cè)壁的所述彎曲區(qū)域內(nèi)的溝槽側(cè)壁限定，所述溝槽響應(yīng)于所述第一側(cè)壁彎曲區(qū)域在所述滾動輪胎印跡內(nèi)的彎曲，在非變形狀態(tài)和變形壓縮狀態(tài)之間逐段地變形；
空氣管，其定位于所述側(cè)壁溝槽內(nèi)與所述溝槽側(cè)壁接觸接合，所述空氣管具有軸向空氣通道，響應(yīng)于在滾動輪胎印跡內(nèi)通過溝槽側(cè)壁抵靠空氣管相應(yīng)的逐段接合，所述軸向空氣通道在膨脹截面構(gòu)造和至少部分壓扁截面構(gòu)造之間逐段地彈性變形；
至少一個突出脊，其從溝槽側(cè)壁段延伸到溝槽空氣通道中，所述一個突出脊可操作地定位用以，當(dāng)相對的空氣管段滾動通過輪胎印跡時，接合空氣管的相應(yīng)的相對段并且將延伸通過所述空氣管的相對段的所述空氣通道的相應(yīng)的相對段壓縮為相對較小的截面尺寸。2.根據(jù)方案I所述的輪胎組件，其中所述突出脊包括環(huán)形肋，所述環(huán)形肋與側(cè)壁一體化地形成并且沿著側(cè)壁溝槽邊緣的周邊延伸。3.根據(jù)方案2所述的輪胎組件，其中進(jìn)一步包括多個突出脊，所述多個突出脊沿著所述空氣管通道以預(yù)定的間隔頻率隔開。4.根據(jù)方案3所述的輪胎組件，其中所述多個突出脊的間隔頻率沿所述空氣通道內(nèi)的空氣流動方向增加。5.根據(jù)方案3所述的輪胎組件，其中相鄰?fù)怀黾怪g的間隔沿所述空氣通道內(nèi) 的空氣流動方向減少。6.根據(jù)方案5所述的輪胎組件，其中進(jìn)一步包括出口裝置，所述出口裝置沿著所述空氣管定位，用以將空氣從所述空氣管朝所述輪胎腔體引導(dǎo)，并且其中所述空氣流動方向在一個操作循環(huán)內(nèi)朝向所述出口裝置。7.根據(jù)方案3所述的輪胎組件，其中所述多個突出脊中的每一個具有進(jìn)入到所述空氣通道中的各自的突出幅度。8.根據(jù)方案7所述的輪胎組件，其中所述多個突出脊中的至少兩個突出脊的各自的突出幅度相互有差異。9.根據(jù)方案8所述的輪胎組件，其中所述多個突出脊沿所述空氣管內(nèi)的所述空氣流動方向各自的突出幅度增加。10.根據(jù)方案9所述的輪胎組件，其中所述突出脊的間隔頻率沿所述空氣通道內(nèi)的空氣流動方向增加。11.根據(jù)方案9所述的輪胎組件，其中相鄰?fù)怀黾怪g的間隔沿所述空氣通道內(nèi)的空氣流動方向減小。12.根據(jù)方案11所述的輪胎組件，其中進(jìn)一步包括出口裝置，所述出口裝置沿著所述空氣管定位，用以將空氣從所述空氣管朝所述輪胎腔體引導(dǎo)，并且其中所述空氣流動方向在一個操作循環(huán)內(nèi)朝向所述出口裝置。13.根據(jù)方案12所述的輪胎組件，其中所述空氣管包括環(huán)形體，所述環(huán)形體基本上沿著所述輪胎第一側(cè)壁的圓周延伸，并且所述側(cè)壁溝槽是環(huán)形的并且位于所述第一輪胎側(cè)壁的下區(qū)域內(nèi)。14.根據(jù)方案13所述的輪胎組件，其中整體所述空氣管基本上位于所述側(cè)壁溝槽內(nèi)。15. 一種輪胎組件，包括
輪胎，其具有輪胎腔體、第一側(cè)壁和第二側(cè)壁，所述第一側(cè)壁和第二側(cè)壁分別從第一輪胎胎圈區(qū)域和第二輪胎胎圈區(qū)域延伸到輪胎胎面區(qū)域；
所述第一側(cè)壁具有至少一個彎曲區(qū)域，所述至少一個彎曲區(qū)域在滾動輪胎印跡內(nèi)在操作上彎曲；側(cè)壁溝槽，其由定位于所述第一輪胎側(cè)壁的所述彎曲區(qū)域內(nèi)的溝槽側(cè)壁限定，所述溝槽響應(yīng)于所述第一側(cè)壁彎曲區(qū)域在所述滾動輪胎印跡內(nèi)的彎曲，在非變形狀態(tài)和變形壓縮狀態(tài)之間逐段地變形；
空氣管，其定位于所述側(cè)壁溝槽內(nèi)與所述溝槽側(cè)壁接觸接合，所述空氣管具有軸向空氣通道，響應(yīng)于在滾動輪胎印跡內(nèi)通過溝槽側(cè)壁抵靠空氣管的相應(yīng)的逐段接合，所述軸向空氣通道在膨脹截面構(gòu)造和至少部分壓縮截面構(gòu)造之間逐段地彈性變形；
多個相鄰?fù)怀黾梗鋸臏喜蹅?cè)壁段延伸到所述溝槽空氣通道中，所述突出脊可操作地定位用以，當(dāng)所述相對的空氣管段滾動通過輪胎印跡時，依次接合所述空氣管的相應(yīng)的相對段并且將延伸通過所述空氣管的相對段的所述空氣通道的相應(yīng)的相對段壓縮為相對較小的截面尺寸。16.根據(jù)方案15所述的輪胎組件，其中所述突出脊各自包括環(huán)形肋，所述環(huán)形肋與所述側(cè)壁一體化地形成并基本上沿著所述側(cè)壁溝槽的周邊延伸，并且所述多個突出脊沿著所述空氣管通道以預(yù)定的間隔頻率隔開。 17.根據(jù)方案16所述的輪胎組件，其中相鄰?fù)怀黾怪g的間隔在所述空氣通道內(nèi)的空氣流動方向上減小。18.根據(jù)方案17所述的輪胎組件，其中進(jìn)一步包括出口裝置，所述出口裝置沿著所述空氣管定位，用以將空氣從空氣管朝所述輪胎腔體引導(dǎo)，并且其中所述空氣流動方向在一個操作循環(huán)內(nèi)朝向所述出口裝置。19.根據(jù)方案15所述的輪胎組件，其中所述多個脊中的每一個均具有進(jìn)入所述空氣通道中的各自突出幅度，并且所述多個脊的所述突出幅度在所述空氣管內(nèi)的所述空氣流動方向上增加。20.根據(jù)方案19所述的輪胎組件，進(jìn)一步包括出口裝置，所述出口裝置沿著所述空氣管定位，用以將空氣從空氣管朝所述輪胎腔體引導(dǎo)，并且其中所述空氣流動方向在一個操作循環(huán)內(nèi)朝向所述出口裝置，并且其中所述相鄰?fù)怀黾怪g的所述間隔在所述空氣通道內(nèi)朝向所述出口裝置的空氣流動方向上減小。定義
輪胎的〃高寬比〃表示其截面高度(SH)與其截面寬度(SW)的比值乘以百分之百來表示為百分比?！ú粚ΨQ胎面〃表示具有關(guān)于輪胎的中心面或赤道平面EP不對稱的胎面花紋的胎面?！ㄝS向的〃和〃軸向地〃表示平行于輪胎旋轉(zhuǎn)軸線的線或方向。〃胎圈包布〃是放置在輪胎胎圈外側(cè)周圍的窄帶形材料，用于保護(hù)簾布層免受磨損和被輪輞切割并且分散輪輞上方的撓曲?！ㄖ芟虻摹ū硎敬怪庇谳S向沿環(huán)形胎面表面的周邊延伸的線或方向。〃赤道中心平面(CP) 〃表示垂直于輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線并經(jīng)過胎面中心的平面?！ㄓ≯E〃表示輪胎胎面在零速度及標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載和壓力下，與平坦表面的接地面積或接觸面積?！皽喜邸北硎据喬ブ械募?xì)長空隙區(qū)域，其尺寸和截面構(gòu)造適于將空氣管容納在其中。
〃內(nèi)側(cè)面〃表示當(dāng)輪胎安裝在車輪上并且車輪安裝在車輛上時最靠近車輛的輪胎側(cè)面?！M向〃表不軸向方向。"橫向邊緣"表示在標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載和輪胎充氣情況下測量的、與軸向最外側(cè)的胎面接地面積或印跡相切的線，這些線平行于赤道中心平面。"凈接觸面積"表示在圍繞胎面整個圓周的橫向邊緣之間的接地胎面元件的總面積除以橫向邊緣之間整個胎面的總面積。"非定向胎面"表示如下胎面，其沒有優(yōu)選的前進(jìn)行進(jìn)方向也不要求定位在車輛上特定的一個車輪位置或多個車輪位置來保證胎面花紋與優(yōu)選的行進(jìn)方向?qū)R。相反地，定向胎面花紋具有需要特定車輪定位的優(yōu)選行進(jìn)方向。
〃外側(cè)面〃表示當(dāng)輪胎安裝在車輪上且車輪安裝于車輛上時最遠(yuǎn)離車輛的輪胎側(cè)面?！ㄈ鋭拥摹ū硎就ㄟ^沿管狀通道推動例如空氣的內(nèi)含物的波狀收縮進(jìn)行的操作?！◤较虻摹ê汀◤较虻亍ū硎驹趶较蚍较蛏铣蜻h(yuǎn)離輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線的方向?！ɡ摺ū硎咎ッ嫔蠄A周延伸的橡膠條，其由至少一個周向溝槽、以及第二個這樣的溝槽和橫向邊緣中任一個限定，該條在橫向方向上未被全深度溝槽分開。"花紋細(xì)縫"表示模制到輪胎胎面元件中、細(xì)分胎面表面并提高牽引力的小狹槽，細(xì)縫通常在寬度方向上窄并且在輪胎印跡內(nèi)閉合，與輪胎印跡中保持敞開的花紋溝相反?！ㄌッ嬖ɑ颉恳ū硎居删哂行螤罱唤绲幕y溝限定的肋或塊狀元件?！ㄌッ婊挕ū硎驹谔ッ鏅M向邊緣之間測量的胎面弧長度。


將以舉例方式并且參照附圖描述本發(fā)明，其中
圖I :輪胎及管組件的等軸測分解視圖。圖2 :輪胎/管組件的側(cè)視圖。圖3A-3C :出口連接器的細(xì)節(jié)。圖4A-4E :進(jìn)口(過濾器)連接器的細(xì)節(jié)。圖5A :輪胎隨著空氣運動(84)至腔體而旋轉(zhuǎn)的側(cè)視圖。圖5B :輪胎隨著空氣沖出過濾器而旋轉(zhuǎn)的側(cè)視圖。圖6A :從圖5A截取的截面圖。圖6B :從圖6A截取的側(cè)壁在非壓縮狀態(tài)下的管區(qū)域的放大細(xì)節(jié)。圖7A :從圖5A截取的截面視圖。圖7B :從圖7A截取的側(cè)壁在壓縮狀態(tài)下的管區(qū)域的放大細(xì)節(jié)。圖8A :從圖2截取的優(yōu)選管和溝槽的放大細(xì)節(jié)。圖SB :示出被壓縮并且插入到溝槽中的優(yōu)選管的細(xì)節(jié)。圖8C :示出在溝槽的帶肋區(qū)域處完全被插入溝槽的優(yōu)選管的細(xì)節(jié)。圖8D :被插入到帶肋溝槽中的分解分段視圖。圖9 :從圖2截取的放大細(xì)節(jié)，示出了位于出口至腔體連接器兩側(cè)的“第一”肋輪廓區(qū)域。
圖IOA :帶有“第一”肋輪廓的溝槽的放大細(xì)節(jié)。圖IOB :將管壓入到“第一”肋輪廓中的放大細(xì)節(jié)。圖11 :從圖2截取的放大細(xì)節(jié)，示出位于出口至腔體連接器兩側(cè)的“第二”肋輪廓區(qū)域。圖12A :帶有“第二”肋輪廓的溝槽的放大細(xì)節(jié)。圖12B :被壓入到“第二”肋輪廓中的管的放大細(xì)節(jié)。圖13A :管和溝槽細(xì)節(jié)的“第二”實施例的放大圖。圖13B :示出圖13A中的被壓縮并且插入到溝槽中的管的細(xì)節(jié)。
圖13C :示出圖13A中的完全插入到溝槽中的管的細(xì)節(jié)。圖14A :管和溝槽細(xì)節(jié)的“第三”實施例的放大圖。圖14B :示出圖14A中的被壓縮并且插入到溝槽中的管的細(xì)節(jié)。圖14C :示出圖14A中完全插入到溝槽中的管的細(xì)節(jié)。圖15A :管和溝槽細(xì)節(jié)的“第四”實施例的放大圖。圖15B :示出圖15A中的被壓縮并且插入到溝槽中的管的細(xì)節(jié)。圖15C :示出圖15A中的完全插入到溝槽中的管的細(xì)節(jié)。
具體實施例方式參照圖1、2和6A，輪胎組件10包括輪胎12、蠕動泵組件14和輪胎輪輞16。輪胎以傳統(tǒng)方式安裝到一對輪輞安裝表面18、20，該一對安裝表面與外側(cè)輪輞凸緣22、24相鄰。輪輞凸緣22、24均具有徑向向外面對的凸緣端26。輪輞體28支撐如所示出的輪胎組件。輪胎具有傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其具有一對側(cè)壁30、32，該一對側(cè)壁從相對的胎圈區(qū)域34、36延伸到胎冠或輪胎胎面區(qū)域38。輪胎和輪輞封閉輪胎腔體40。如從圖2和圖3A、圖3B、圖3C、圖6B以及圖8A所看到的，蠕動泵組件14包括環(huán)形空氣管42，該環(huán)形空氣管封閉環(huán)形通道43。管42由諸如能夠承受重復(fù)變形循環(huán)的塑料或橡膠復(fù)合物的彈性柔性材料形成，其中管經(jīng)受外力變形成壓扁狀態(tài)，一旦除去外力，管就恢復(fù)到大體上圓形截面的原始狀態(tài)。管的直徑足以可操作地傳遞對此處所描述的目的來說足夠的空氣體積，并且允許將管定位在如將被描述的輪胎組件內(nèi)的可操作的位置。在示出的構(gòu)造中，管42具有細(xì)長的大體上橢圓形狀的截面,具有相對的管側(cè)壁44、46，所述相對的管側(cè)壁從平坦的尾管端48延伸到弧形前導(dǎo)管端50。管42被構(gòu)造成具有一對縱向向外突出的鎖定制動肋52，所述制動肋具有大體半圓形截面，并且每個肋分別沿著側(cè)壁44、46的向外表面延伸。如參考圖8A，管42具有在優(yōu)選的3. 65mm到3. 8mm范圍內(nèi)的長度LI ；D1的優(yōu)選寬度在2. 2mm到3. 8mm的范圍內(nèi)；D3的尾端優(yōu)選寬度在0. 8mm到I. Omm范圍內(nèi)。突出的制動肋52、54均具有在0. 2mm到0. 5mm的優(yōu)選范圍內(nèi)的曲率半徑R2，并且每個肋位于如下位置處離尾管端48在I. 8mm到2. Omm的優(yōu)選范圍內(nèi)的距離L3。管42的前導(dǎo)端50具有在I. Imm至I. 9mm范圍內(nèi)的半徑Rl。管42內(nèi)的空氣通道43同樣地具有大體上橢圓截面，該截面具有在2. 2mm至2. 3mm的優(yōu)選范圍內(nèi)的長度L2 ；以及在0. 5mm至0. 9mm的范圍內(nèi)的優(yōu)選寬度D2。管42的輪廓和幾何構(gòu)造適于插入到溝槽56中。溝槽56具有細(xì)長的大體上橢圓構(gòu)造，其具有在3. 65mm至3. 8mm的優(yōu)選范圍內(nèi)的長度LI,與管42的橢圓形狀互補。溝槽56包括受限的較狹窄的入口通道58，該入口通道具有在0. 8mm至I. Omm的優(yōu)選范圍內(nèi)的標(biāo)稱截面寬度D3。一對具有半圓形構(gòu)造的溝槽的接納肋的軸向制動槽60、62形成在溝槽56的相對兩側(cè)內(nèi)，用于分別互補地接納管的鎖定肋52、54。槽60、62與溝槽入口通道58間隔約為在I. 8mm至2. Omm的范圍內(nèi)的距離L3。制動槽60、62均具有在0. 2mm至0. 5mm優(yōu)選范圍內(nèi)的曲率半徑R2。向內(nèi)制動溝槽部分64被形成為具有在I. Imm至I. 9mm的優(yōu)選范圍內(nèi)的曲率半徑Rl和在2. 2mm至3. 8mm優(yōu)選范圍內(nèi)的截面標(biāo)稱寬度Dl。如從圖8D、圖9、圖IOA和圖IOB最佳所示，輪胎進(jìn)一步形成用以提供一個或多個壓縮肋66，沿著溝槽56的周邊延伸并且突出到溝槽56中。如將被解釋的，肋66形成具有規(guī)定的節(jié)距、頻率和位置的肋花紋。為了解釋目的，七個壓縮肋在示出的第一肋輪廓花紋中大體上用數(shù)字66表示，并且具體地用肋標(biāo)號DO到D6表示。如將被解釋的，肋DO到D6以優(yōu)選序列和節(jié)距花紋形成，以便使通過管通道43的空氣泵送更有效。肋66在花紋內(nèi)均具有唯一且預(yù)定的高度和布置，并且如圖8D中所示，以在0. 95mm至I. 6mm的優(yōu)選范圍內(nèi)的半徑R3 (圖8A)向外伸入到溝槽56中。參照圖I、圖2、圖3A-3C、以及圖4A-E，蠕動泵組件14進(jìn)一步包括進(jìn)口裝置68和·出口裝置70，所述進(jìn)口裝置和出口裝置沿著圓周空氣管42在各自的位置處間隔開大約180度。出口裝置70具有T形構(gòu)造，其中，導(dǎo)管72、74將空氣引導(dǎo)至輪胎腔體40以及從輪胎腔體引出空氣。出口裝置殼體76包含導(dǎo)管臂78、80，所述導(dǎo)管臂從相應(yīng)的導(dǎo)管72、74整體地延伸。導(dǎo)管臂78、80中的每一個具有外聯(lián)接肋82、84，所述外聯(lián)接件用于保持處于已裝配條件下的空氣管42的斷開端內(nèi)的導(dǎo)管。殼體76形成為具有如下外部幾何形狀該幾何形狀與溝槽56互補并且包括平坦端86、大體上弧形橢圓形體88、以及向外突出的縱向制動肋90。如此構(gòu)造的殼體76在其預(yù)期位置處能夠緊密地被接納到溝槽56中，肋90在溝槽56內(nèi)對準(zhǔn)，如圖8A中所示。如在圖12、圖4A至圖4E中所看到的，進(jìn)口裝置68包括細(xì)長外套筒體94，該細(xì)長外套筒體在窄套筒頸98處連接到細(xì)長內(nèi)套筒體96。外套筒體的截面大體上為三角形。內(nèi)套筒體96具有與溝槽56互補的橢圓截面的外部幾何形狀，并且包括一對制動肋100，所述一對制動肋沿著體96縱向地延伸。細(xì)長空氣入口管101位于內(nèi)套筒體96內(nèi)并且包括相對的管端102和形成圖案的進(jìn)入孔104，該進(jìn)入孔延伸到中心管通道中。外肋106、108將管端102固定到空氣管42中，與出口裝置70相對。如從圖6A、圖6B、圖7A、圖7B、圖8A至圖8D所理解到的，泵組件14包括空氣管42、以及進(jìn)口裝置68和出口裝置70，所述進(jìn)口裝置和出口裝置在間隔180度的各自位置處同軸地附連到空氣管42，泵組件14插入到溝槽56中。溝槽56位于輪胎的下側(cè)壁區(qū)域處，并且當(dāng)將輪胎12安裝到輪輞16時，溝槽56將空氣管42定位在輪輞凸緣端26的上方。圖8B示出空氣管42直徑上受到擠壓并坍縮從而適應(yīng)插入到溝槽56中。一旦完全插入，如圖SC所示，肋52、54對準(zhǔn)在溝槽凹槽60、62內(nèi)，并且管42的平坦外端48大體上與輪胎12的側(cè)壁的外表面共面。一旦完全插入，管42的空氣通道43就會彈性地恢復(fù)到打開狀態(tài)，從而允許在充氣操作時空氣沿著管流動。參照圖I、圖2、圖5A、圖5B、圖6A、圖6B、圖7A、圖7B、圖8A至圖8D，進(jìn)口裝置68和出口裝置70位于環(huán)形空氣管42的圓周內(nèi)，大體上間隔180度。具有位于溝槽56內(nèi)的管42的輪胎12沿著旋轉(zhuǎn)方向110旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致印跡120抵靠地面118形成。壓縮力124從印跡120被引入到輪胎中，并且起到將空氣管通道43的與印跡120相對的一段壓扁的作用，所述一段如以數(shù)字122所示。使通道43的那段的壓扁迫使空氣從該段沿著管通道43以箭頭116所示的方向朝向出口裝置70。當(dāng)輪胎繼續(xù)沿著地面118在方向110上旋轉(zhuǎn)時，在與輪胎旋轉(zhuǎn)的方向110相反的方向上，管42將會逐段依次與輪胎印跡相對地被壓扁或被擠壓。管通道43的逐段依次壓扁將會導(dǎo)致并使得來自壓扁段的排出空氣在管通道43內(nèi)沿方向116被抽到出口裝置70?？諝鈱⒘鹘?jīng)出口裝置70并且流到輪胎腔體，如在130所示。如箭頭130所表示，離開出口裝置的空氣被傳送到輪胎腔體40并用于重新對輪胎充氣至期望的壓力水平。在2010年5月7日提交的待審美國專利申請序列No. 12/775, 552中示出并且描述了一種閥門系統(tǒng)，該閥門系統(tǒng)用于當(dāng)腔體內(nèi)的空氣壓力降到預(yù)定的水平時調(diào)節(jié)流向腔體的空氣流動，并且以引用方式并入此處。隨著輪胎在方向110上的旋轉(zhuǎn)，壓扁的管段由沿著如圖5A所示的方向114流入到進(jìn)口裝置68中的空氣依次重新填充。流入到進(jìn)口裝置68中然后流入到管通道43中的空氣流入繼續(xù)，直至出口裝置70，隨著輪胎旋轉(zhuǎn)110如所示出的沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過輪胎印跡120。圖5B示出了在這樣的位置中的蠕動泵組件14的定向。在所示位置中，通過壓縮力124，管42繼續(xù)與輪胎印跡相對地依次逐段被壓扁?？諝庋仨槙r針方向116被抽到進(jìn)口裝置68，在該進(jìn)口裝置處，空氣被排泄或排出輪胎外側(cè)。來自進(jìn)口裝置68的如以128所示的排出空氣的通道通過過濾器套筒92，該套筒由微孔或多孔材料或復(fù)合材料形成。流經(jīng)套筒92并且流入到管101中的空氣流因此被去除了殘渣或顆粒。在空氣的排出或逆流方向128上，套筒92被除去了在多孔介質(zhì)內(nèi)捕集、累積的殘渣或顆粒。隨著抽吸的空氣排出入口裝置68，出口裝置處于關(guān)閉位置并且空氣不流向輪胎腔體。當(dāng)輪胎進(jìn)一步沿逆時針方向110旋轉(zhuǎn)直至進(jìn)口裝置44經(jīng)過輪胎印跡120 (如圖5A中所示)時，空氣流重新開始流向出口裝置并且使得抽吸的空氣流出和流進(jìn)輪胎腔體40。輪胎腔體內(nèi)的空氣壓力因此被維持在期望的水平。圖4B示出當(dāng)輪胎沿方向110旋轉(zhuǎn)時管42被逐段壓扁。壓扁段134從印跡開始旋轉(zhuǎn)時沿逆時針方向移動，同時相鄰段132移動到與與輪胎印跡相對并且被壓扁。因此，可以看出擠壓或壓扁管段的前進(jìn)使空氣朝出口裝置70 (圖5A)或進(jìn)口裝置68 (圖5B)移動，這取決于輪胎相對于這些裝置的旋轉(zhuǎn)位置。當(dāng)由于輪胎旋轉(zhuǎn)使每段移動離開印跡120時，輪胎內(nèi)的來自印跡區(qū)域的壓縮力被除去，并且當(dāng)該段用來自通道43的空氣重新填充時，則該段自由彈性地重構(gòu)到未壓扁狀態(tài)。圖7A和圖7B示出了處于壓扁狀態(tài)的管42的一段，而圖6A和圖6B則示出在離開與輪胎印跡相對的位置之前和之后處于膨脹的未壓平的構(gòu)造的管段。在原始的未壓扁構(gòu)造中，管段42的截面恢復(fù)大體上橢圓形狀。上述循環(huán)針對每次輪胎旋轉(zhuǎn)重復(fù)出現(xiàn)，每次旋轉(zhuǎn)一半導(dǎo)致抽吸的空氣進(jìn)入輪胎腔體，并且旋轉(zhuǎn)的一半將抽吸的空氣返回導(dǎo)出進(jìn)口裝置過濾器套筒92從而使過濾器自凈。應(yīng)理解，雖然輪胎12的旋轉(zhuǎn)方向110是如圖5A和5B所示的逆時針方向，但是主題輪胎組件及其蠕動泵組件14也將以相似的方式沿反向旋轉(zhuǎn)方向(順時針)工作。蠕動泵因此是雙向的并且當(dāng)輪胎組件沿向前旋轉(zhuǎn)方向或反向旋轉(zhuǎn)方向移動時同等地運行。空氣管組件14的優(yōu)選位置如圖5A、圖5B、圖6A、圖6B、圖7A和圖7B所示。管42位于輪胎12側(cè)壁30的下區(qū)域內(nèi)的溝槽56內(nèi)。如此定位的管42的通道43通過壓縮應(yīng)變關(guān)閉，使側(cè)壁溝槽56在滾動輪胎印跡內(nèi)彎曲，如上所述。管42在側(cè)壁30中的定位為用戶提供布置自由度并且避免管42和輪輞16之間的接觸。管42在側(cè)壁溝槽56中的較高布置利用了當(dāng)側(cè)壁經(jīng)過輪胎印跡以接近管時側(cè)壁的該區(qū)域的高變形特征。將參照圖8A至圖8D、圖9、圖IOA和圖IOB來解釋溝槽側(cè)壁的構(gòu)造和操作，特別是通過溝槽56內(nèi)的脊或壓縮肋66的操作的管42的可變壓力泵壓縮。在所示的實施例中，脊或肋大體上以數(shù)字66表示并且單獨以DO至D6表示。溝槽56優(yōu)選沿著輪胎側(cè)面在圓周方向具有均勻的寬度，模制到溝槽中的脊DO至D6形成為以預(yù)定的序列、模式或陣列伸入到溝槽56中。脊DO至D6起到保持管42在溝槽56內(nèi)在其優(yōu)選定向上并且還對管42施加可變的順序的壓縮力。如先前所解釋的，優(yōu)選地通過將溝槽56的入口通道機械地展開D3而開始的程序來將均勻尺寸的泵管42放置在溝槽56內(nèi)。然后，將管42插入到溝槽擴大的開口內(nèi)。其后，釋放溝槽56的開口以返回至接近原始間隔D3，并且因此將管42保持在溝槽的內(nèi)側(cè)。因此，縱向鎖定肋52、54被捕獲到縱向溝槽60、62中。結(jié)果，鎖定肋52、54工作從而將管42鎖定在溝槽56的內(nèi)側(cè)，且防止在輪胎運行期間管從溝槽的不期望的脫出。可替代地，如果期望如此，可將管42擠壓插入到溝槽56中。泵管42，具有均勻的寬度尺寸和幾何形狀，能夠大量制造。此外，均勻尺寸的泵管42縮短總裝配時間、降低材料成本以及管庫存的復(fù)雜性。從可靠性方面看，這帶來較少的錯誤機會。伸入到溝槽56中的周邊的突出脊DO至D6朝向由出口裝置70表示的管42的進(jìn)口通道端在頻率上(每軸向溝槽單位長度的脊的數(shù)量)增加。每個脊DO至D6具有在0. 15mm至0. 30mm的優(yōu)選范圍內(nèi)的共同的半徑尺寸R4。脊DO和Dl之間的間距最大，其次最大的是Dl和D2之間的間距，諸如此類，直到脊D5和D6之間的間距在名義上完全消除為止。雖然示出了七個脊，但是如果需要，則可以沿著溝槽以各種不同頻率布置更多或較少的脊。以半徑R4伸入到溝槽56中的脊用于雙重目的。第一，脊DO至D6接合管42并且防止管42在輪胎運行期間沿著溝槽56從管的預(yù)期位置遷移或“走動”。第二，如上所解釋的，當(dāng)輪胎通過其旋轉(zhuǎn)充氣循環(huán)旋轉(zhuǎn)時，脊DO至D6起到更大程度地壓縮管42的與每個脊相對的那一段的作用。側(cè)壁的撓曲顯示壓縮力通過每個脊DO至D6，并且與將在與溝槽56的非脊部分相對的管段中發(fā)生情況相比，將更大程度地收縮與這樣的脊相對的管段。如圖IOA和圖IOB中所示，當(dāng)脊的頻率在空氣流動方向上增加時，管通道43的收縮逐漸發(fā)生，直到通道收縮到以數(shù)字136表示的尺寸為止，逐漸減少空氣體積并且增加壓力。因此，在脊存在的情況下，管溝槽56提供了在構(gòu)造成沿管具有均勻尺寸的泵管42內(nèi)可變的泵送壓力。因此，側(cè)壁溝槽56可以被說成構(gòu)成可變壓力泵溝槽，其起到對位于溝槽內(nèi)的管施加可變壓力的作用。應(yīng)理解，泵送壓力變化的程度將由溝槽56內(nèi)的節(jié)距或脊頻率以及相對于管通道43的直徑尺寸所展開的脊的幅度來確定。脊幅度相對于管通道直徑越大，在與脊相對的管段中空氣體積減少更多，并且壓力增大越多，反之亦然。圖9描繪管42附接到出口裝置70以及兩側(cè)上的空氣流入裝置70的方向。圖11示出第二替代肋輪廓區(qū)域，該區(qū)域位于出口至腔體連接器裝置70的兩側(cè)。圖12A示出具有替代第二肋輪廓的溝槽56的放大細(xì)節(jié)，并且圖12B示出管42壓入到第二肋輪廓中的放大細(xì)節(jié)。參照圖11、圖12A、圖12B，替代實施例中的脊或肋DO至D6的頻率模式類似于以上參考圖10AU0B所描述的頻率模式，但是每個肋還形成為具有獨特的各自的幅度。每個肋DO至D6具有大體上半圓形截面，所述半圓形截面分別具有各自的曲率半徑Rl至R7。脊或肋DO至D6的曲率半徑的變化在優(yōu)選示例性范圍內(nèi)A =0. 02至0. 036mm。脊的數(shù)量以及每個脊的各自半徑可被構(gòu)造成在以上優(yōu)選范圍之外，以在必要時適應(yīng)特殊尺寸偏好或應(yīng)用。曲率半徑在空氣流動方向上的增加導(dǎo)致肋DO至D6以漸增的幅度和漸增的程度朝出口裝置70伸入到管通道43中。因此，通道43將朝出口裝置收縮到較窄的區(qū)域138，并且由于空氣體積的減小使得空氣壓力相應(yīng)地增加更多。這樣的構(gòu)造的益處在于，管42可構(gòu)造成比為了實現(xiàn)沿著通道以及從出口裝置70進(jìn)入到輪胎腔體中的優(yōu)選期望空氣流壓力所需的管更小。更小尺寸的管42，允許在輪胎內(nèi)使用更小的溝槽56，在經(jīng)濟(jì)上和功能上是合乎需要的，從而在輪胎側(cè)壁內(nèi)產(chǎn)生最小的結(jié)構(gòu)不連續(xù)性。圖13A至圖13C示出管42和溝槽56的第二實施例細(xì)節(jié)，其中在圖8A至圖8C實施例中的制動肋90由于肋和溝槽的修改而被消除。在圖13A至圖13C的第二實施例中，管42被構(gòu)造成具有如下外部幾何形狀和通道構(gòu)造，其具有在如下規(guī)定的優(yōu)選范圍內(nèi)的標(biāo)注尺寸 Dl=2. 2mm 至 3. 8mm;
D2=0. 5mm 至 0. 9mm;
D3=0. 8mm 至 I. 0mm;
R4=0. 15mm 至 0. 30mm;
Ll=3. 65mm 至 3. 8mm;
L2=2. 2mm 至 2. 3mm;
L3=l. 8mm 至 2. Omnin以上范圍是優(yōu)選示例性值，如果需要，則這些值可以被修改以適應(yīng)具體尺寸偏好、輪胎幾何形狀、或輪胎應(yīng)用。如圖所示，管42的外部構(gòu)造包括鄰接端表面48的斜表面138、140 ;分別鄰接斜表面138、140的平行并且相對的直中間表面142、144 ;以及鄰接中間表面的圓弧前端或前表面146。如圖13B和圖13C所見，管42被壓縮用于擠壓插入到溝槽56中，并且一旦完全插入，就會膨脹。位于側(cè)壁表面處的溝槽56的收縮開口起到將管42牢固地保持在溝槽56內(nèi)的作用。圖14A至圖14C示出管42和溝槽56的構(gòu)造的第三替代實施例。圖14A是第三實施例細(xì)節(jié)的放大圖；圖14B示出第三實施例的管42被壓縮并且插入到溝槽56中的細(xì)節(jié)視圖；而圖14C示出管42完全插入到溝槽56中的細(xì)節(jié)視圖。管42具有大體橢圓截面，插入到類似構(gòu)造的溝槽56中。溝槽56形成為具有形成在相對的平行表面148、150之間的窄入口通道。在圖14A至圖14C的第三實施例中，管42被構(gòu)造成具有如下外部幾何形狀和通道構(gòu)造，其具有在如下規(guī)定的優(yōu)選范圍內(nèi)的標(biāo)注尺寸
Dl=2. 2mm 至 3. 8mm;
D2=0. 5mm 至 0. 9mm;
D3=0. 8mm 至 I. 0mm;
R4=0. 15mm 至 0. 30mm;
Ll=3. 65mm 至 3. 8mm;
L2=2. 2mm 至 2. 3mm;
L3=l. 8mm 至 2. Omnin
以上范圍是優(yōu)選示例性值，如果需要，則可以修改以適應(yīng)具體尺寸偏好、輪胎幾何形狀、或輪胎應(yīng)用。圖15A至圖15C示出管42和溝槽56的構(gòu)造的第四替代實施例。圖15A是第四實施例細(xì)節(jié)的放大圖；圖15B示出第四實施例的管42被壓縮并且插入到溝槽56中的細(xì)節(jié)視圖；而圖15C示出管42完全插入到溝槽56中的細(xì)節(jié)視圖。管42具有大體上拋物線截面，插入到類似構(gòu)造的溝槽56中。溝槽56形成為具有如下入口通道該入口通道的尺寸適于將管42緊密接納在其中。脊66 —旦管被插入到溝槽56中就與管42接合。在圖15A至圖15C的第四實施例中，管42被構(gòu)造成具有如下外部幾何形狀和通道構(gòu)造，其具有在如下規(guī)定的優(yōu)選范圍內(nèi)的標(biāo)注尺寸
Dl=2. 2mm 至 3. 8mm;
D2=0. 5mm 至 0. 9mm;
D3=2. 5mm 至 4. 1mm;
Ll=3. 65mm 至 3. 8mm;
L2=2. 2mm 至 2. 3mm;
L3=l. 8mm 至 2. Omnin以上范圍是優(yōu)選示例性值，如果需要，則可以修改以適應(yīng)具體尺寸偏好、輪胎幾何形狀、或輪胎應(yīng)用。綜上所述，應(yīng)理解，本發(fā)明提供了用于輪胎空氣維持的雙向蠕動泵。環(huán)形空氣管42逐段壓扁并且在輪胎印跡100中閉合?？諝膺M(jìn)口裝置68可包括外過濾器套筒92，該套筒由多孔材料形成并且因此以自凈式提供裝置68。出口裝置70采用閥門單元(參見2010年5月7日提交的共同待審的美國專利申請序列No. 12/775，552，該美國專利以引用方式并入此處)。蠕動泵組件14在輪胎沿任意方向的旋轉(zhuǎn)下泵送空氣，旋轉(zhuǎn)的一半泵送空氣至輪胎腔體40，并且旋轉(zhuǎn)的另一半將空氣返回泵出進(jìn)口裝置68。蠕動泵組件14可結(jié)合具有傳統(tǒng)構(gòu)造的二級輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)(TPMS)(未示出)使用，所述TPMS用作系統(tǒng)故障檢測器。TPMS可用來檢測輪胎組件的自充氣系統(tǒng)中的任何故障并且警告用戶此類情況。輪胎空氣維持系統(tǒng)進(jìn)一步包含可變壓力泵溝槽56，該可變壓力泵溝槽被構(gòu)造成具有一個或多個向內(nèi)定向的脊或肋，所述脊或肋接合并且壓縮與這一段(或多段)肋相對的空氣管42的一段。肋系列的節(jié)距或頻率優(yōu)選朝出口裝置70增加，從而通過壓縮管42逐漸減少通道43內(nèi)的空氣體積?？諝怏w積的減少增加了管通道43內(nèi)的空氣壓力，并且因此有利于空氣更加有效地從管流進(jìn)輪胎腔體。管壓力的增加通過溝槽56的肋66與管42接合而實現(xiàn)，并且管42沿著管長度具有均勻的尺寸。因此，管42可由均勻尺寸和相對較小的尺寸制成，而不會對維持輪胎空氣壓力所需的流向輪胎腔體的空氣的流動壓力造成折衷。脊66的節(jié)距和幅度均可以變化從而更好地實現(xiàn)在管通道內(nèi)的想要的壓力增加。根據(jù)此處所提供的對本發(fā)明的描述，本發(fā)明中的變型是可能的。雖然出于示出本發(fā)明的目的，已經(jīng)示出了某些典型實施例和細(xì)節(jié)，但是對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，顯而易見的是，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，能夠在其中作出各種改變和修改。因此，應(yīng)理解，可在所描述的具體實施例中作出改變，這將在如下面所附的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的全部想要的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種輪胎組件，其特征在于包括 輪胎，其具有輪胎腔體、第一側(cè)壁和第二側(cè)壁，所述第一側(cè)壁和第二側(cè)壁分別從第一輪胎胎圈區(qū)域和第二輪胎胎圈區(qū)域延伸到輪胎胎面區(qū)域； 所述第一側(cè)壁具有至少一個彎曲區(qū)域，所述至少一個彎曲區(qū)域在滾動輪胎印跡內(nèi)在操作上彎曲； 側(cè)壁溝槽，其由定位于所述第一輪胎側(cè)壁的所述彎曲區(qū)域內(nèi)的溝槽側(cè)壁限定，所述溝槽響應(yīng)于所述第一側(cè)壁彎曲區(qū)域在所述滾動輪胎印跡內(nèi)的彎曲，在非變形狀態(tài)和變形壓縮狀態(tài)之間逐段地變形； 空氣管，其定位于所述側(cè)壁溝槽內(nèi)與所述溝槽側(cè)壁接觸接合，所述空氣管具有軸向空氣通道，響應(yīng)于在滾動輪胎印跡內(nèi)通過溝槽側(cè)壁抵靠空氣管的相應(yīng)的逐段接合，所述軸向空氣通道在膨脹截面構(gòu)造和至少部分壓扁截面構(gòu)造之間逐段地彈性變形； 至少一個突出脊，其從溝槽側(cè)壁段延伸到溝槽空氣通道中，所述一個突出脊可操作地定位用以，當(dāng)相對的空氣管段滾動通過輪胎印跡時，接合空氣管的相應(yīng)的相對段并且將延伸通過所述空氣管的相對段的所述空氣通道的相應(yīng)的相對段壓縮為相對較小的截面尺寸。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的輪胎組件，其特征在于所述突出脊包括環(huán)形肋，所述環(huán)形肋與側(cè)壁一體化地形成并且沿著側(cè)壁溝槽邊緣的周邊延伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輪胎組件，其特征在于進(jìn)一步包括多個突出脊，所述多個突出脊沿著所述空氣管通道以預(yù)定的間隔頻率隔開。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輪胎組件，其特征在于所述多個突出脊的間隔頻率沿所述空氣通道內(nèi)的空氣流動方向增加。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輪胎組件，其特征在于相鄰?fù)怀黾怪g的間隔沿所述空氣通道內(nèi)的空氣流動方向減少。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輪胎組件，其特征在于所述多個脊中的每一個具有進(jìn)入到所述空氣通道中的各自的突出幅度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的輪胎組件，其特征在于所述多個脊中的至少兩個脊的各自的突出幅度相互有差異。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的輪胎組件，其特征在于所述多個突出脊沿所述空氣管內(nèi)的所述空氣流動方向各自的突出幅度增加，所述突出脊的間隔頻率沿所述空氣通道內(nèi)的空氣流動方向增加，并且相鄰?fù)怀黾怪g的間隔沿所述空氣通道內(nèi)的空氣流動方向減小。
9.一種輪胎組件，其特征在于包括 輪胎，其具有輪胎腔體、第一側(cè)壁和第二側(cè)壁，所述第一側(cè)壁和第二側(cè)壁分別從第一輪胎胎圈區(qū)域和第二輪胎胎圈區(qū)域延伸到輪胎胎面區(qū)域； 所述第一側(cè)壁具有至少一個彎曲區(qū)域，所述至少一個彎曲區(qū)域在滾動輪胎印跡內(nèi)在操作上彎曲； 側(cè)壁溝槽，其由定位于所述第一輪胎側(cè)壁的所述彎曲區(qū)域內(nèi)的溝槽側(cè)壁限定，所述溝槽響應(yīng)于所述第一側(cè)壁彎曲區(qū)域在所述滾動輪胎印跡內(nèi)的彎曲，在非變形狀態(tài)和變形壓縮狀態(tài)之間逐段地變形； 空氣管，其定位于所述側(cè)壁溝槽內(nèi)與所述溝槽側(cè)壁接觸接合，所述空氣管具有軸向空氣通道，響應(yīng)于在滾動輪胎印跡內(nèi)通過溝槽側(cè)壁抵靠空氣管的相應(yīng)的逐段接合，所述軸向空氣通道在膨脹截面構(gòu)造和至少部分壓縮截面構(gòu)造之間逐段地彈性變形； 多個相鄰?fù)怀黾梗鋸臏喜蹅?cè)壁段延伸到所述溝槽空氣通道中，所述突出脊可操作地定位用以，當(dāng)相對的空氣管段滾動通過輪胎印跡時，依次接合所述空氣管的相應(yīng)的相對段并且將延伸通過所述空氣管的相對段的所述空氣通道的相應(yīng)的相對段壓縮為相對較小的截面尺寸。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的輪胎組件，其特征在于所述突出脊各自包括環(huán)形肋，所述環(huán)形肋與所述側(cè)壁一體化地形成并基本上沿著所述側(cè)壁溝槽的周邊延伸，并且所述多個突出脊沿著所述空氣管通道以預(yù)定的間隔頻率隔開并且相鄰?fù)怀黾怪g的間隔在所述空氣通道內(nèi)的空氣流動方向上減小。
全文摘要
本發(fā)明涉及空氣維持充氣組件及輪胎。溝槽位于第一輪胎側(cè)壁的彎曲區(qū)域內(nèi)并且在滾動輪胎印跡內(nèi)逐段變形。當(dāng)溝槽在滾動輪胎印跡內(nèi)逐段壓縮時，位于側(cè)壁溝槽內(nèi)的空氣管與溝槽側(cè)壁接觸接合并且逐段地彈性擠壓和坍縮。一系列相鄰的突出脊從溝槽側(cè)壁段延伸到溝槽空氣通道中，所述突出脊可操作地定位用以改變施加在空氣管上的壓力，當(dāng)空氣管隨著輪胎逐段滾動通過輪胎印跡時，所述突出脊增加空氣管通道內(nèi)的空氣壓力。所述一系列的突出脊被構(gòu)造成在空氣通道內(nèi)的空氣流動方向上具有可變的幅度和/或間隔頻率，以增加施加到空氣管上的壓力以及經(jīng)流通過管通道的空氣的空氣壓力。
文檔編號B60C11/00GK102862446SQ20121023316
公開日2013年1月9日 申請日期2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月8日
發(fā)明者A.I.德爾加多 申請人:固特異輪胎和橡膠公司