空氣維持輪胎和閥組件的制作方法
【專利摘要】一種空氣維持輪胎和泵的組件包括：輪胎，具有輪胎腔體、分別從第一和第二胎圈區(qū)域延伸至胎面區(qū)域的第一和第二側(cè)壁；細長的基本上環(huán)形的空氣通路，被封閉在側(cè)壁的彎曲區(qū)域內(nèi)，在側(cè)壁的彎曲區(qū)域經(jīng)過滾動輪胎印跡附近時逐段操作地關(guān)閉和打開以沿著空氣通路泵送空氣；進氣端口組件，在進氣通路接合點處聯(lián)接至空氣通路并與空氣通路處于空氣流連通，進氣端口組件是可操作的以將來自輪胎外的進氣導(dǎo)入空氣通路中，進氣端口組件包括進氣控制閥和出氣T形結(jié)構(gòu)，其在空氣通路中定位成180°相反于進氣控制閥，以將空氣移動到輪胎腔體中，進氣控制閥包括兩個進氣止回閥用于確?？諝饬髦贿M入而不離開進氣控制閥、空氣通路、對應(yīng)的普通T形進氣結(jié)構(gòu)和輪胎腔體。
【專利說明】空氣維持輪胎和閥組件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體上涉及空氣維持輪胎，并且更具體地涉及控制閥組件。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著時間的推移，正常的空氣擴散使輪胎壓力降低。因此，輪胎的通常狀態(tài)是亞充氣。因此，駕駛員必須重復(fù)地動作以維持輪胎壓力，否則他們將看到降低的燃料經(jīng)濟性、輪胎壽命和/或降低的交通工具制動和操縱性能。已提出了輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)，以便當(dāng)輪胎壓力明顯低時警告駕駛員。然而，這些系統(tǒng)仍依賴于駕駛員在被警告時采取補救動作，以將輪胎重新充氣至推薦壓力。因此，希望的是:在充氣輪胎內(nèi)并入空氣維持特征，其將在不需要駕駛員介入的情況下，在輪胎內(nèi)維持正確的空氣壓力，以補償隨著時間推移的任何輪胎壓力下降。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]依據(jù)本發(fā)明的一種空氣維持輪胎和泵的組件包括:輪胎，其具有輪胎腔體、分別從第一和第二輪胎胎圈區(qū)域延伸至輪胎胎面區(qū)域的第一和第二側(cè)壁；細長的基本上環(huán)形的空氣通路，其被封閉在側(cè)壁的彎曲區(qū)域內(nèi)，所述空氣通路在所述側(cè)壁的彎曲區(qū)域經(jīng)過滾動輪胎印跡附近時，逐段操作地關(guān)閉和打開，以沿著所述空氣通路泵送空氣；進氣端口組件，其在進氣通路接合點處聯(lián)接至所述空氣通路，并與所述空氣通路處于空氣流連通，所述進氣端口組件是可操作的，以將來自輪胎外的進氣導(dǎo)入所述空氣通路中，所述進氣端口組件包括進氣控制閥和出氣T形結(jié)構(gòu)，所述出氣T形結(jié)構(gòu)在所述空氣通路中定位成180°相反于所述進氣控制閥，以將空氣移動到所述輪胎腔體中，所述進氣控制閥包括兩個進氣止回閥，用于確?？諝饬髦贿M入而不離開所述進氣控制閥、所述空氣通路、對應(yīng)的普通T形進氣結(jié)構(gòu)和所述輪胎腔體。
[0004]根據(jù)所述組件的另一方面，所述進氣止回閥是球形止回閥。
[0005]根據(jù)所述組件的又一方面，所述出氣T形結(jié)構(gòu)包括兩個出氣止回閥，用于確保空氣流只進入而不離開所述輪胎腔體。
[0006]根據(jù)所述組件的再一方面，所述出氣止回閥是球形止回閥。
[0007]根據(jù)所述組件的又一方面，第一夾點由所述空氣通路的與所述滾動輪胎印跡相鄰的部分限定出，使得所述第一夾點圍繞所述輪胎沿順時針方向旋轉(zhuǎn)。
[0008]根據(jù)所述組件的再一方面，隨著所述第一夾點沿順時針方向旋轉(zhuǎn)，所述空氣通路的兩個180°部分均泵送空氣進入所述輪胎腔體中。
[0009]根據(jù)所述組件的又一方面，第二夾點由所述空氣通路的與所述滾動輪胎印跡相鄰的部分限定出，使得所述第二夾點圍繞所述輪胎沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)。
[0010]根據(jù)所述組件的再一方面，隨著所述第二夾點沿順時針方向旋轉(zhuǎn)，所述空氣通路的所述兩個180°部分均泵送空氣進入所述輪胎腔體中。
[0011]一種依據(jù)本發(fā)明的方法包括以下步驟:在所述輪胎的側(cè)壁的彎曲區(qū)域經(jīng)過滾動輪胎印跡附近時，逐段操作地關(guān)閉和打開所述輪胎的側(cè)壁內(nèi)的環(huán)形空氣通路，以沿著所述空氣通路泵送空氣；在進氣通路接合點處將進氣端口組件聯(lián)接至所述空氣通路，并使之與所述空氣通路處于空氣流連通；以及將來自所述輪胎外的進氣穿過所述進氣端口組件導(dǎo)入所述空氣通路中，使得所述空氣通路的夾點圍繞并沿著所述空氣通路行進。
[0012]根據(jù)所述方法的另一方面，所述方法進一步包括以下步驟:將所述夾點旋轉(zhuǎn)至緊靠出氣T形結(jié)構(gòu)右側(cè)的一點鐘位置，使得所述夾點移動遠離所述出氣T形結(jié)構(gòu)。
[0013]根據(jù)所述方法的又一方面，所述方法進一步包括以下步驟:相對于所述出氣T形結(jié)構(gòu)將所述夾點旋轉(zhuǎn)至四點鐘位置，使得所述夾點移動遠離所述出氣T形結(jié)構(gòu)，使得空氣被迫使進入輪胎腔體中。
[0014]根據(jù)所述方法的再一方面，所述方法進一步包括以下步驟:相對于所述出氣T形結(jié)構(gòu)將所述夾點旋轉(zhuǎn)至七點鐘位置，使得所述夾點移動趨向所述出氣T形結(jié)構(gòu)。
[0015]根據(jù)所述方法的又一方面，所述方法進一步包括以下步驟:相對于所述出氣T形結(jié)構(gòu)將所述夾點旋轉(zhuǎn)至九點鐘位置，使得所述夾點移動趨向所述出氣T形結(jié)構(gòu)，使得空氣繼續(xù)被迫使流動穿過所述空氣通路從九點鐘位置至出氣T形結(jié)構(gòu)并進入所述輪胎腔體中，并且同時，所述空氣通路的落后部分中的真空迫使所述落后部分被穿過所述進氣控制閥的空氣充注。
[0016]根據(jù)所述方法的再一方面，所述方法進一步包括以下步驟:相對于所述出氣T形結(jié)構(gòu)將所述夾點旋轉(zhuǎn)至十一點鐘位置，使得所述夾點移動趨向所述出氣T形結(jié)構(gòu)，這時空氣繼續(xù)被迫使流動穿過所述空氣通路從十一點鐘位置至出氣T形結(jié)構(gòu)并進入所述輪胎腔體中，并且同時，所述落后部分中的真空繼續(xù)被穿過所述進氣控制閥的空氣充注。
[0017]根據(jù)所述方法的又一方面，當(dāng)所述夾點沿順時針以及逆時針方向旋轉(zhuǎn)時均執(zhí)行所有前述步驟。
[0018]定義
輪胎的“高寬比”是指其斷面高度(SH)與其斷面寬度(SW)的比值，該比值乘以100%，以作為百分比來表達。
[0019]“不對稱胎面”是指具有關(guān)于輪胎的中心面或赤道面EP不對稱的胎面花紋的胎面。
[0020]“軸向”和“軸向地(沿軸向)”是指平行于輪胎旋轉(zhuǎn)軸線的線或方向。
[0021]“球形止回閥”是這樣的止回閥，其中關(guān)閉構(gòu)件即阻斷空氣流的可移動部分是圓球。在一些球形止回閥中，閥球被彈簧作用，以幫助保持它關(guān)閉，并需要作用于閥球的特定量值的上游壓力，來克服閥彈簧的偏置力以使閥打開。球形止回閥的主閥座的內(nèi)表面可以錐形地漸縮，以將閥球引導(dǎo)到閥座中，并在阻止逆流時形成正密封。
[0022]“胎圈包布”是圍繞輪胎胎圈的外側(cè)放置的窄材料帶，用以防止簾線層磨損和被輪輞切割，并將撓曲分布在輪輞上方。
[0023]“止回閥”是在本體中具有兩個開口的二端口閥，一個供空氣進入而另一個供空氣離開。
[0024]“周向”是指垂直于軸向方向沿環(huán)形胎面表面的周長延伸的線或方向。
[0025]“開啟壓力(cracking pressure) ”是在該壓力時閥將進行操作的最小上游壓力。通常，止回閥被設(shè)計為用于特定開啟壓力，并且因此可被規(guī)定為用于特定開啟壓力。
[0026]“下游”是遠離動力源的方向，即遠離空氣流源的方向。對閥而言，“下游”指的是“上游”空氣流在閥上施加足以打開閥的開啟壓力時閥的供空氣從閥流出的一側(cè)。
[0027]“赤道中心面(CP) ”是指垂直于輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線并穿過胎面中心的平面。
[0028]“印跡”是指在零速度時及在正常載荷和壓力下，輪胎胎面與平坦表面的接觸區(qū)塊或接觸區(qū)域。
[0029]“溝槽”是指側(cè)壁中的細長空隙區(qū)域，其可以按直的、彎曲的或Z字形的方式圍繞胎面周向地或橫向地延伸。周向地和橫向地延伸的溝槽有時具有共用的部分?！皽喜蹖挾取钡扔谟善鋵挾日挥懻摰臏喜刍驕喜鄄糠炙紦?jù)的表面面積除以這種溝槽或溝槽部分的長度；因此，溝槽寬度是其在其整個長度之上的平均寬度。溝槽可以在輪胎中具有變化的深度。溝槽的深度可以圍繞胎面的圓周變化，或者一個溝槽的深度可以是恒定的，但是不同于輪胎中的另一溝槽的深度。如果這種窄或?qū)挼臏喜叟c互相連接的寬的周向溝槽相比深度顯著減小，則認為它們形成了在所涉及的胎面區(qū)域中趨于維持肋狀特征的“補強橋(tiebar) ”。
[0030]“內(nèi)側(cè)面(inboard side) ”是指當(dāng)輪胎安裝在輪子上并且輪子安裝在交通工具上時輪胎的最靠近交通工具的側(cè)面。
[0031 ] “橫向”是指軸向方向。
[0032]“橫向邊緣”是指在正常載荷和輪胎充氣情況下測量的、與軸向最外側(cè)的胎面接觸區(qū)塊或印跡相切的線，所述線平行于赤道中心面。
[0033]“凈接觸面積”是指圍繞胎面的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全面積。
[0034]“非定向胎面”是指這樣一種胎面，其沒有優(yōu)選的向前行進方向也不要求定位在交通工具上特定的輪子位置或多個輪子位置來保證胎面花紋與優(yōu)選的行進方向?qū)R。相反地，定向胎面花紋具有需要特定輪子定位的優(yōu)選行進方向。
[0035]“外側(cè)面(outboard side) ”是指當(dāng)輪胎安裝在輪子上并且輪子安裝在交通工具上時最遠離交通工具的輪胎的側(cè)面。
[0036]“蠕動”是指通過沿管狀通道推動內(nèi)含物(例如空氣)的波狀收縮所進行的操作。
[0037]“徑向”和“徑向地(沿徑向)”是指沿徑向朝向或遠離輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線的方向。
[0038]“肋”是指胎面上沿周向延伸的橡膠條，其由至少一個周向溝槽與第二個這樣的溝槽或橫向邊緣限定出，該條在橫向方向上未被全深度溝槽分割。
[0039]“細縫(Sipe) ”是指模制到輪胎的胎面元件中、細分胎面表面并改進牽引的小狹槽，細縫通常在寬度上窄并且在輪胎印跡內(nèi)閉合，這與在輪胎印跡中保持敞開的溝槽相反。
[0040]“胎面元件”或“牽引元件”是指通過鄰近溝槽的形狀限定出的肋或塊狀元件。
[0041]“胎面弧寬”是指如在胎面的橫向邊緣之間測得的胎面的弧長。
[0042]“上游”是趨向空氣流動力源的方向，即空氣從其流出或所來自的方向。對閥而言，“上游”指的是“上游”空氣流在閥上施加足以打開閥的開啟壓力時閥的供空氣流入其中的一側(cè)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0043]將通過示例并參考附圖描述本發(fā)明，附圖中:
圖1是具有用于本發(fā)明的示例蠕動泵和進氣閥的輪胎、輪輞和管道的等距視圖。
[0044]圖2A是在輪胎逆時針旋轉(zhuǎn)并且相對于地面建立印跡的情況下圖1的輪胎與示例蠕動泵組件的側(cè)視圖。
[0045]圖2B是在輪胎相對于地面順時針旋轉(zhuǎn)的情況下圖1的輪胎與示例螺動泵組件的側(cè)視圖。
[0046]圖3A是圖1的示例螺動泵的進氣端口的截面示意圖,所述示例螺動泵具有處于關(guān)閉位置的二端口進氣控制閥。
[0047]圖3B是圖1的示例螺動泵的進氣端口的截面示意圖,所述示例螺動泵具有處于打開位置的二端口進氣控制閥，其可操作以在輪胎沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)的情況下充注輪胎。
[0048]圖3C是圖1的示例螺動泵的進氣端口的截面示意圖，所述示例螺動泵具有雙向閥，所述雙向閥具有二端口進氣控制，其在輪胎沿順時針方向旋轉(zhuǎn)的情況下充注輪胎。
[0049]圖4A是圖1的示例螺動泵的進氣端口的截面示意圖,所述示例螺動泵具有處于關(guān)閉位置的替代地構(gòu)造的雙向五端口進氣控制閥。
[0050]圖4B是圖1的示例螺動泵的進氣端口的截面示意圖,所述示例螺動泵具有被示為處于打開位置的替代地構(gòu)造的雙向五端口進氣控制閥，其可操作以在輪胎沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)的情況下充注輪胎。
[0051]圖4C是圖1的示例螺動泵的進氣端口的截面示意圖，所述示例螺動泵具有雙向閥，所述雙向閥具有替代地構(gòu)造的五端口進氣控制，其在輪胎沿順時針輪胎旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)的情況下充注輪胎。
[0052]圖5A是在輪胎逆時針旋轉(zhuǎn)情況下充注輪胎的一替代示例蠕動泵雙向閥的進氣端口的截面示意圖，其中所述閥在其中包含有五端口調(diào)節(jié)器。
[0053]圖5B是在輪胎順時針旋轉(zhuǎn)情況下充注輪胎的圖5A的替代示例蠕動泵雙向閥的進氣端口的截面示意圖，并且示出了五端口調(diào)節(jié)器。
[0054]圖5C是圖5B的替代示例蠕動泵雙向閥的進氣端口的截面示意圖，其中輪胎順時針旋轉(zhuǎn)，并且閥處于旁路模式。
[0055]圖是圖5B的替代示例蠕動泵雙向閥的進氣端口的截面示意圖，其中輪胎逆時針旋轉(zhuǎn)，并且閥處于旁路模式。
[0056]圖6是依據(jù)本發(fā)明的蠕動泵和進氣閥組件的示意圖。
[0057]圖7是處于第一操作條件下的圖6的蠕動泵和進氣閥組件的操作位置的示意圖。
[0058]圖8是處于第一操作條件下的圖6的蠕動泵和進氣閥組件的操作位置的示意圖。

【具體實施方式】
[0059]參考圖1、2A和2B，充氣輪胎和泵的組件可以包括一對側(cè)壁12，其延伸至胎面14，并封閉由內(nèi)襯25限定出的輪胎空氣腔體26。蠕動泵組件16可以附接至側(cè)壁12中的一個或兩個，處于側(cè)壁的大體高彎曲區(qū)域中。蠕動泵組件16可以包括環(huán)形空氣通路20，其:I)呈獨立管的形式，與輪胎分別形成并在制造后工序中與輪胎組裝在一起；或2)為空氣通路，其在輪胎制造期間作為側(cè)壁12內(nèi)的一體化空隙形成。空氣通路20可以由側(cè)壁12封閉，并且可以圍繞側(cè)壁的隨著充氣輪胎在載荷下旋轉(zhuǎn)而經(jīng)受高撓曲或彎曲的區(qū)域沿著環(huán)形路徑延伸。如果呈獨立管的形式，則該管可以由能夠承受重復(fù)循環(huán)變形的比如塑料、橡膠和/或高分子化合物等回彈性柔性材料形成，且該管在受到載荷時變形成壓扁狀態(tài)，并在移除這種載荷后，恢復(fù)到截面大體為圓形的原始狀態(tài)。如果在側(cè)壁內(nèi)一體地形成空氣通路，則該空氣通路同樣隨著輪胎在載荷下旋轉(zhuǎn)而承受重復(fù)的循環(huán)變形以及恢復(fù)，并且操作地傳送一定體積的空氣，其足以達到本文描述的目的。蠕動泵中的空氣管的一般操作在通過引用并入本文的美國專利N0.8，113,254中有描述。
[0060]空氣通路20的相對端部22、24可以終止于進氣端口組件28處。進氣端口組件28可以被附接成在輪胎相對于地面132旋轉(zhuǎn)時與輪胎一起旋轉(zhuǎn)。輪胎的旋轉(zhuǎn)靠著地面132形成印跡134，所述地面132進而向充氣輪胎中引入壓縮力138。壓縮力138進而可以在140處被施加到空氣通路20中，從而隨著輪胎在載荷下旋轉(zhuǎn)而引起通路的逐段癟縮。不管輪胎是沿圖2A中的逆時針方向136旋轉(zhuǎn)還是沿圖2B中的順時針方向133旋轉(zhuǎn)，都可以發(fā)生空氣通路20的逐段癟縮。蠕動泵組件16因此在操作上是雙向的或可逆的，以連續(xù)地貫穿360度輪胎旋轉(zhuǎn)沿空氣流的正向或逆向方向泵送空氣到輪胎腔體26中。
[0061]隨著輪胎分別沿圖2A或2B中的正向和后方方向136、133旋轉(zhuǎn)，空氣通路20都可以被逐段壓扁，而不管通路是呈分離的嵌入側(cè)壁的管的形式還是一體地形成的空隙。空氣通路20的逐段順次壓扁137可以沿與圖2A和/或2B中的輪胎旋轉(zhuǎn)方向相反的方向142移動。通路20的逐段順次壓扁137可以從壓扁節(jié)段排出空氣，以沿方向142泵送向進氣端口組件28，在這里空氣被引導(dǎo)至輪胎腔體26。輪胎腔體26內(nèi)的空氣壓力因此能夠被維持在所需的閾值壓力。由進氣端口組件28準(zhǔn)許進入空氣通路20的空氣可以補給被泵送到輪胎腔體26中或在不需要將輪胎壓力維持在所需水平時再循環(huán)離開泵組件16的空氣。
[0062]進氣端口組件28可以包括調(diào)節(jié)器閥組件30和過濾空氣入口端口 32。二端口雙向進氣控制組件28在圖3A-3C中示出。圖3A表示處于關(guān)閉位置的進氣控制；圖3B表示處于打開位置的進氣控制且空氣流逆時針移動而輪胎順時針旋轉(zhuǎn)；并且圖3C表示處于打開位置的進氣控制且空氣流順時針移動而輪胎逆時針旋轉(zhuǎn)。可以理解的是:所述系統(tǒng)是雙向的，其中空氣隨著輪胎在載荷下旋轉(zhuǎn)而沿一個和/或兩個方向在空氣通路20內(nèi)流動，且空氣在空氣通路20內(nèi)的流動方向由輪胎旋轉(zhuǎn)的正向或逆向方向確定。沿著空氣通路20的泵送可以沿任一方向發(fā)生，替代地，貫穿充氣輪胎在載荷下的整個360度旋轉(zhuǎn)。
[0063]過濾空氣入口端口 32可以定位在輪胎側(cè)壁12的外表面處，并且外部空氣可以被準(zhǔn)許穿過容納在圓筒形殼體36內(nèi)的蜂窩狀過濾器34進入入口端口中。圖3A示出了處于關(guān)閉狀態(tài)的組件28，其中來自輪胎外的空氣被阻止穿過入口端口 32 (例如，在輪胎腔體26內(nèi)的壓力處于或高于調(diào)節(jié)壓力閾值P.時發(fā)生的狀態(tài))?？諝馔穼?dǎo)管56可以從過濾器殼體36延伸至調(diào)節(jié)器閥組件30，并且可以將進氣傳導(dǎo)至閥組件。從調(diào)節(jié)器閥組件30，出氣導(dǎo)管54可以將空氣流攜帶至連接導(dǎo)管40，其將空氣傳導(dǎo)到相對地取向的閥62、64中，所述閥62、64定位成相鄰且位于進氣接合點38的相對側(cè)。如本文中所使用的進氣接合點”可以指空氣通路20中的這樣一個位置，其將來自組件28的進氣傳導(dǎo)至直列截止閥的上游側(cè)。系統(tǒng)16的替代示例在圖3A-3C、4A-4C和5A-5D中示出。
[0064]調(diào)節(jié)器閥組件30可以具有閥殼體42和居于缸體或殼體腔室46內(nèi)的閥活塞44。偏置機構(gòu)比如彈簧48可以在活塞44上施加偏置作用力(見圖3B、3C中的箭頭72)，將活塞向下在缸體46內(nèi)偏置到如圖3B和3C中指示的“打開”或“輪胎充注”位置。當(dāng)輪胎腔體26內(nèi)的壓力處于或大于壓力設(shè)定水平Pkeg時，壓力將克服彈簧48的偏置作用力，并迫使(見箭頭50)活塞44向上在缸體46內(nèi)移動到圖3A的“關(guān)閉”或“無充注”位置?；钊?4可以包括橫向地延伸的空氣導(dǎo)管52，其延伸穿越活塞44。在圖3A的“關(guān)閉”位置，導(dǎo)管52相對于空氣導(dǎo)管54、56錯位，從而空氣不能流動穿越活塞44至導(dǎo)管54、56，并從那里至進氣接合點38。因此，在“關(guān)閉”位置，空氣流被阻止到達進氣接合點38以及到達閥62、64的上游側(cè)。因此可以用處于圖3A的關(guān)閉位置的閥組件30來防止空氣流入通路20中。
[0065]圖3B示出了移動至“打開”位置的閥組件30。充氣輪胎可以沿順時針方向旋轉(zhuǎn)，使空氣在逆時針方向上沿著通路20被泵送。四個單向閥62、64、66、68的構(gòu)造可以定位成如圖3B中所示。兩個直列閥62、64可以沿著導(dǎo)管40定位在進氣接合點38的相對側(cè)。兩個直列閥62、64可以沿著導(dǎo)管40沿相反方向打開，并沿這種相應(yīng)方向?qū)⒖諝饬鱾鲗?dǎo)向處于打開狀態(tài)的兩個直列閥62、64。導(dǎo)管40可以在閥62、64的下游側(cè)與空氣通路20連接。從導(dǎo)管40與空氣通路20的接合處，沿徑向延伸的出氣導(dǎo)管通路58、60可以延伸至輪胎腔體26。沿著導(dǎo)管58、60定位的可以分別是兩個出氣單向閥66、68。閥66、68可以取向成沿朝向輪胎腔體26的方向打開，以容許空氣沿著導(dǎo)管58、60流動穿過閥66、68并進入輪胎腔體中。
[0066]單向閥62、64、66、68可以是例如球形或隔膜式止回閥。當(dāng)閥62、64、66或68上游側(cè)處的壓力克服偏置彈簧并迫使閥球遠離其閥座時，閥62、64、66、68可以取向成沿所示方向打開。活塞44可以在由致動器彈簧48施加的偏置作用力作用下向下移動(如圖中所見)。當(dāng)輪胎腔體26內(nèi)的空氣壓力P.下降為低于所需壓力閾值極限時，活塞44的移動可以使穿越活塞44的空氣導(dǎo)管52與導(dǎo)管54、56對齊，由此允許來自進氣過濾器端口 32的進氣流動穿越活塞導(dǎo)管52至進氣控制接合點38并至連接導(dǎo)管40?？恐孛?32順時針旋轉(zhuǎn)的輪胎(見圖2B)可以與所形成的輪胎印跡134相對地使空氣通路20逐段癟縮。癟縮的節(jié)段可以形成真空，其進而可以被穿過進氣端口組件28吸入的沿著逆時針方向142處于空氣通路20內(nèi)的空氣流逐段重新充注。
[0067]輸入空氣的逆時針流動使單向閥64打開，允許空氣流動到通路20中并沿逆時針方向循環(huán)。當(dāng)空氣流到達導(dǎo)管40與徑向出氣導(dǎo)管60的接合點時，空氣不能流動穿過關(guān)閉的閥62，因此必須流動至出氣閥68?？諝饬髌仁钩鰵忾y68打開，并繼續(xù)允許空氣如箭頭70 (圖3B)所指示那樣進入輪胎腔體26中。當(dāng)輪胎腔體26內(nèi)的空氣壓力達到所需的預(yù)設(shè)定水平時，克服活塞44的輪胎壓力可以迫使活塞進入圖3A的關(guān)閉位置，并且去往輪胎腔體的空氣流可以被中斷(如以上描述的)。
[0068]蠕動泵組件16的該操作也可以沿逆轉(zhuǎn)的輪胎旋轉(zhuǎn)方向類似地操作，如從圖3C將明白的。在圖2A和3C中，在輪胎沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)的情況下，空氣可以沿順時針方向142被泵送。圖3C示出了處于這種狀態(tài)的進氣端口組件28和調(diào)節(jié)器閥組件30。如果輪胎腔體26內(nèi)的壓力低于預(yù)設(shè)定的P.，則活塞44被彈簧48偏置到打開位置?；钊麑?dǎo)管52可以與導(dǎo)管54、56對齊，并且空氣流可以被引導(dǎo)至接合點40。輪胎沿逆時針方向的旋轉(zhuǎn)可以使空氣隨著通路20的排空節(jié)段被重新充注而沿順時針方向74流動。沿順時針方向的空氣流使單向閥62打開，并允許空氣從導(dǎo)管40循環(huán)到通路20中。加壓空氣可以在通路20中循環(huán)，并進入導(dǎo)管58，在這里它被引導(dǎo)迎著出氣閥66，由此流動穿過出氣閥66至輪胎腔體26，如圖3C的箭頭70所示。如圖3C中，當(dāng)空氣流到達導(dǎo)管40與徑向出氣導(dǎo)管58的接合處時，空氣不能流動穿過關(guān)閉的閥64，并且可以流動至出氣閥66。迫使出氣閥66打開的空氣流可以繼續(xù)進入輪胎腔體26中，如箭頭70所指示的。當(dāng)輪胎腔體26內(nèi)的空氣壓力達到所需的預(yù)設(shè)定水平P.時，克服活塞44的面的輪胎壓力可以迫使活塞進入圖3A的關(guān)閉位置，并且去往輪胎腔體的空氣流可以被中斷，如以上說明的。
[0069]圖4A、4B和4C示出了替代方案的示例性實施例，其中調(diào)節(jié)器閥組件78可以為5端口進氣控制構(gòu)造。在圖4A中，閥組件處于關(guān)閉位置，其中空氣不被輸入輪胎腔體26中。圖4B示出了閥組件處于打開位置，其中輪胎旋轉(zhuǎn)方向為順時針并且空氣流處于逆時針方向。圖4C示出了閥處于打開位置，其間輪胎旋轉(zhuǎn)方向為逆時針并且空氣流處于順時針方向。在圖4A、4B和4C中示出的閥組件中，空氣可以穿過進氣端口組件76至調(diào)節(jié)器閥組件78而被準(zhǔn)許進入系統(tǒng)中。進氣端口組件76可以包括過濾器進氣端口 80和容納在過濾器殼體84內(nèi)的過濾器本體82。穿過過濾器本體82的空氣可以經(jīng)由進氣導(dǎo)管86被引導(dǎo)至橫向活塞導(dǎo)管88。由進氣導(dǎo)管86與活塞導(dǎo)管88的交接形成的接合點90也可以定位在活塞92內(nèi)。
[0070]活塞92可以被彈簧94偏置在由圖4B和4C表示的打開狀態(tài)，其中輪胎腔體26內(nèi)的空氣壓力小于預(yù)設(shè)定的P.水平。如果輪胎腔體26內(nèi)的空氣壓力處于或高于P.水平，腔體空氣壓力可以克服偏置彈簧94，并將活塞92向上在缸體98內(nèi)移動到圖4A的關(guān)閉位置。在關(guān)閉位置，沒有空氣被泵送到輪胎腔體26中。
[0071]活塞92的橫向?qū)Ч?8可以在圖4B和4C的開閥狀態(tài)與橋接導(dǎo)管100、102對齊，并且可以在閥如圖4A中所示那樣關(guān)閉時與橋接導(dǎo)管100、102錯開。四個單向閥106、108、110、112可以被定位為形成直列閥108、110和出氣閥106、112。直列閥108、110可以沿遠離接合點90的相反方向打開，并且出氣閥112、106可以沿徑向向內(nèi)朝輪胎腔體26打開。出氣閥106、112可以分別居于出氣導(dǎo)管103、101內(nèi)，所述出氣導(dǎo)管103、101聯(lián)接至通路20。導(dǎo)管103、101可以分別與橋接導(dǎo)管102、100相交和連接，并繼續(xù)沿徑向向內(nèi)超過出氣閥112、106，至輪胎腔體26處的出口端部22、24。
[0072]圖4A、4B和4C的五端口閥構(gòu)造的操作可以如以上關(guān)于圖3A、3B和3C的二端口閥所說明的那樣類似地操作。圖2B、4B示出了調(diào)節(jié)器閥在輪胎順時針旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下打開，并使空氣在通路20內(nèi)逆時針流動。穿過輸入閥組件76被準(zhǔn)入的空氣可以借助于導(dǎo)管86被引導(dǎo)至活塞92中的接合點90。在接合點90處，空氣流不能穿過關(guān)閉的閥108，從而可以打開閥110。空氣流可以在通路20內(nèi)沿方向114循環(huán)，以進入導(dǎo)管101?？諝饬髟趯?dǎo)管101與橋接導(dǎo)管100的接合點處不能穿過關(guān)閉的閥108，從而可以被引導(dǎo)至打開的閥106，從而允許被泵送的空氣流進入輪胎腔體26。
[0073]圖2A和4C示出了調(diào)節(jié)器閥在輪胎沿逆時針方向136旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的操作，以在通路20內(nèi)沿順時針充注方向118泵送空氣流。通路20中的空氣流118可以如所示那樣被引導(dǎo)至輪胎腔體26。圖2A和4C中的在該輪胎旋轉(zhuǎn)方向上的閥操作以及反向空氣流動方向可以如以上描述那樣進行。當(dāng)輪胎腔體26內(nèi)的空氣壓力達到所需的預(yù)設(shè)定水平P.時，克服活塞92的輪胎壓力可以迫使活塞進入圖3A的關(guān)閉(導(dǎo)管錯位)位置，并且去往輪胎腔體的空氣流可以被中斷。輪胎腔體26內(nèi)低于預(yù)設(shè)定的所需閾值水平P.的壓力可以使活塞92移動到圖4B和4C的打開位置，并使空氣沿如由輪胎旋轉(zhuǎn)方向決定的所示方向在通路20中流動?？諝獾谋盟涂梢岳^續(xù)貫穿輪胎的360度旋轉(zhuǎn)，并且如所示，不管輪胎(和交通工具)是沿正向還是逆向方向前進都可以發(fā)生。
[0074]圖5A、5B、5C和示出了由包括旁路閥120修改而來的調(diào)節(jié)器閥組件78的另一示例。旁路閥120可以是壓力控制閥，其連接來用以在輪胎腔體26內(nèi)的壓力超過Pset或Pkec值時繞過止回閥106、112的開口。旁路閥120可以確保:在腔體內(nèi)的空氣壓力處于或大于Pset或P.壓力閾值時，空氣不能被引入輪胎腔體26中。
[0075]旁路閥120可以在輪胎腔體26內(nèi)的壓力處于或大于Pset或Pkk值時沿任一方向傳導(dǎo)空氣，由此使去往出氣閥106、112的空氣繞道，并阻止向輪胎腔體中引入過多空氣。旁路閥120可以連接至導(dǎo)管120，其橫跨活塞92并在相對端部處連接至導(dǎo)管101、103。
[0076]圖5A示出了 5端口旁路調(diào)節(jié)器，其中腔體壓力低于閾值Pset或P.，輪胎沿順時針方向旋轉(zhuǎn)，并且充注空氣沿逆時針方向圍繞通路20旋轉(zhuǎn)。在圖5A、5B、5C和的旁路調(diào)節(jié)器中，活塞92可以不在相對于導(dǎo)管100、102對齊且打開的取向與關(guān)閉且錯位的取向之間移動，而是可以在所有充注模式中都保持處于對齊(例如，固定)。
[0077]參考圖5A，腔體壓力低于閾值Pset或PKEe，導(dǎo)致旁路閥120關(guān)閉。在旁路閥120關(guān)閉的狀態(tài)下，空氣通路20和調(diào)節(jié)器的操作如以上參考圖4B論述那樣進行。圖5A和圖4B均表示輪胎順時針旋轉(zhuǎn)、空氣穿過過濾器進氣端口 80流動到輪胎腔體26中(箭頭124)、并且空氣在通路20內(nèi)逆時針流動(箭頭126)。
[0078]在圖5B中，對于輪胎的逆時針旋轉(zhuǎn)以及順時針充注方向而言，只要腔體壓力保持低于閾值Pset或P.，則旁路閥120繼續(xù)保持關(guān)閉。沿著旁路導(dǎo)管的空氣流(箭頭128)由此被關(guān)閉的旁路閥120阻斷。圖5B中的空氣流和充注方向因此如以上相對于圖4B操作的相同類似狀態(tài)所說明那樣進行。在圖5B中沿順時針方向循環(huán)的空氣發(fā)揮作用以打開出氣閥112，并沿方向130將空氣傳送到輪胎腔體26中。
[0079]在圖5C中，在腔體壓力處于或大于Pset或Pkk的狀態(tài)下，空氣可以沿順時針方向循環(huán)，繞過出氣閥106、112，并代之而傳送穿過打開的旁路閥120。出氣閥106、112因此保持關(guān)閉，并且沒有任何循環(huán)空氣(箭頭126)將穿過出氣閥106、112并進入輪胎腔體26。圖示出了旁路調(diào)節(jié)器在輪胎相反沿順時針旋轉(zhuǎn)并且空氣流動路徑逆時針穿過空氣通路20期間的操作。如圖5C中所示，圖中的輪胎腔體壓力大于閾值Pset或P.，并且旁路閥126是打開的，并引導(dǎo)逆時針空氣流(方向箭頭126)穿過旁路導(dǎo)管，而不是穿過出氣閥106、112。因此防止了空氣流進入輪胎腔體26中。圖5A、5B、5C和的旁路調(diào)節(jié)器由此確保:當(dāng)腔體內(nèi)的壓力處于或大于設(shè)定閾值Pset或P.時，無論在何種情況下空氣都不會被迫使進入輪胎腔體26中。
[0080]從前述內(nèi)容，應(yīng)理解的是:蠕動泵和調(diào)節(jié)器系統(tǒng)提供手段來將輪胎腔體26內(nèi)的空氣壓力保持在所需的壓力水平Pset或P.，而不是大于所需壓力水平的壓力。泵組件16可以包括被封閉在輪胎的彎曲區(qū)域內(nèi)的細長環(huán)形空氣通路20?？諝馔?0可以在輪胎的彎曲區(qū)域經(jīng)過滾動輪胎印跡附近時，逐段操作地關(guān)閉和打開，以沿著空氣通路泵送空氣。泵組件16可以進一步包括進氣端口組件28，其定位成將外部空氣引入空氣通路20中處于進氣接合點(38或90)處。所述一對直列閥62、64(或108、110)可以沿相反方向?qū)⑦M氣引導(dǎo)到空氣通路20中。所述一對出氣閥66、68(或106、112)可以定位在相應(yīng)直列閥的下游側(cè)，且出氣閥將來自相應(yīng)直列閥下游側(cè)的雙向流引導(dǎo)穿過其中并趨向輪胎腔體26。
[0081]進氣端口組件28可以進一步將控制導(dǎo)管延伸到進氣流/進氣端口與進氣閥的上游側(cè)之間。當(dāng)輪胎腔體26內(nèi)的空氣壓力高于閾值空氣壓力水平Pset或Pkec時，活塞44可以在閥彈簧48的作用下進行操作，以中斷穿過控制接合點38去往進氣閥上游側(cè)的進氣。進氣和出氣閥可以選擇性地打開，且空氣通路20內(nèi)的雙向空氣流由輪胎的旋轉(zhuǎn)方向決定。
[0082]依據(jù)本發(fā)明，進氣控制閥601可以與類似于上述示例組件16的蠕動泵組件600一起使用。這種組件600可以是雙向的，并且可以同時采用全360°泵送長度的空氣通路20 (例如，不僅是一次180° )。組件600 (圖6-8)可以包括進氣控制閥601和出氣T形結(jié)構(gòu)612，其在空氣通路20中定位成180°相反于進氣控制閥，以將空氣移動到輪胎腔體26中。進氣控制閥601可以包括兩個進氣止回閥621、622，用于確?？諝饬髦贿M入而不離開進氣控制閥、空氣通路20、對應(yīng)的普通(plain)T形進氣結(jié)構(gòu)611和輪胎腔體26。進氣止回閥621、622可以是球形止回閥，如圖6中所示。出氣T形結(jié)構(gòu)612可以包括兩個出氣止回閥631、632，用于確?？諝饬髦贿M入而不離開輪胎腔體26。出氣止回閥631、632可以是球形止回閥，如圖6中所示。
[0083]圖7示意性地示出了在泵送周期(例如，一次輪胎旋轉(zhuǎn))的開始時對于輪胎印跡134順時針旋轉(zhuǎn)而言的組件600的操作。第一視圖示出了夾點(pinch point) 705 (例如，定位鄰近滾動輪胎印跡134的側(cè)壁12)，其處于一點鐘位置，剛在出氣T形結(jié)構(gòu)612的右側(cè)，移動遠離出氣T形結(jié)構(gòu)。
[0084]隨著夾點705旋轉(zhuǎn)至第二視圖的四點鐘位置，空氣被迫使從四點鐘位置流動穿過空氣通路20至出氣T形結(jié)構(gòu)612，并進入輪胎腔體26中。進氣止回閥622和出氣止回閥632分別阻斷空氣流進入進氣控制閥601中以及進入空氣通路20的落后部分(trailingport1n) 628 中。
[0085]隨著夾點705旋轉(zhuǎn)至第三視圖的七點鐘位置，空氣繼續(xù)被迫使從七點鐘位置流動穿過空氣通路20至出氣T形結(jié)構(gòu)612，并進入輪胎腔體26中。處于落后部分628、629中的真空現(xiàn)在可以接收來自進氣控制閥601的空氣。
[0086]隨著夾點705旋轉(zhuǎn)至第四視圖的九點鐘位置，剩余空氣繼續(xù)被迫使從九點鐘位置流動穿過空氣通路20至出氣T形結(jié)構(gòu)612，并進入輪胎腔體26中。同時，處于落后部分628,629中的真空可以繼續(xù)以穿過進氣控制閥601的空氣充注落后部分。
[0087]隨著夾點705旋轉(zhuǎn)至第五視圖的i^一點鐘位置，剩余空氣繼續(xù)被迫使從i^一點鐘位置流動穿過空氣通路20至出氣T形結(jié)構(gòu)612，并進入輪胎腔體26中。同時，處于落后部分628、629中的真空可以繼續(xù)以穿過進氣控制閥601的空氣充注。這對于該順時針旋轉(zhuǎn)方向而言結(jié)束了一個泵送周期。隨著夾點705旋轉(zhuǎn)回到第一視圖的一點鐘位置，可以對于空氣通路20的現(xiàn)在飽滿的落后部分628、629中的全360°體積的空氣開始新的泵送周期。
[0088]圖8示意性地示出了在泵送周期(例如，一次輪胎旋轉(zhuǎn))的開始時對于輪胎印跡134逆時針旋轉(zhuǎn)而言的組件600的操作。第一視圖示出了夾點805 (例如，定位鄰近滾動輪胎印跡134的側(cè)壁12)，其處于十一點鐘位置，剛在出氣T形結(jié)構(gòu)612的左側(cè)，移動遠離出氣T形結(jié)構(gòu)。
[0089]隨著夾點805旋轉(zhuǎn)至第二視圖的九點鐘位置，空氣被迫使從九點鐘位置流動穿過空氣通路20至出氣T形結(jié)構(gòu)612，并進入輪胎腔體26中。進氣止回閥622和出氣止回閥631分別阻斷空氣流進入進氣控制閥601中以及進入空氣通路20的落后部分628中。
[0090]隨著夾點805旋轉(zhuǎn)至第三視圖的五點鐘位置，空氣繼續(xù)被迫使從五點鐘位置流動穿過空氣通路20至出氣T形結(jié)構(gòu)612，并進入輪胎腔體26中。處于落后部分628、629中的真空現(xiàn)在可以接收來自進氣控制閥601的空氣。
[0091]隨著夾點805旋轉(zhuǎn)至第四視圖的九點鐘位置，剩余空氣繼續(xù)被迫使從九點鐘位置流動穿過空氣通路20至出氣T形結(jié)構(gòu)612，并進入輪胎腔體26中。同時，處于落后部分628,629中的真空可以繼續(xù)以穿過進氣控制閥601的空氣充注落后部分。
[0092]隨著夾點805旋轉(zhuǎn)至第五視圖的一點鐘位置，剩余空氣繼續(xù)被迫使從一點鐘位置流動穿過空氣通路20至出氣T形結(jié)構(gòu)612，并進入輪胎腔體26中。同時，處于落后部分628,629中的真空可以繼續(xù)以穿過進氣控制閥601的空氣充注。這對于該逆時針旋轉(zhuǎn)方向而言結(jié)束了一個泵送周期。隨著夾點805旋轉(zhuǎn)回到第一視圖的十一點鐘位置，可以對于空氣通路20的現(xiàn)在飽滿的落后部分628、629中的全360°體積的空氣開始新的泵送周期。
[0093]鑒于本文提供的對本發(fā)明的描述，本發(fā)明的變型是有可能的。盡管為了說明本發(fā)明的目的而示出了某些代表性的示例和細節(jié)，但對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說顯而易見的是:在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，可以在其中做出各種變化和修改。因此，應(yīng)理解的是:可以在所描述的特定示例中做出變化，其將落于如后面所附權(quán)利要求書限定出的本發(fā)明的完整預(yù)期范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種空氣維持輪胎和泵的組件，其特征在于: 輪胎，其具有輪胎腔體、分別從第一輪胎胎圈區(qū)域和第二輪胎胎圈區(qū)域延伸至輪胎胎面區(qū)域的第一側(cè)壁和第二側(cè)壁； 細長的基本上環(huán)形的空氣通路，其被封閉在側(cè)壁的彎曲區(qū)域內(nèi)，所述空氣通路在所述側(cè)壁的彎曲區(qū)域經(jīng)過滾動輪胎印跡附近時，逐段操作地關(guān)閉和打開，以沿著所述空氣通路泵送空氣； 進氣端口組件，其在進氣通路接合點處聯(lián)接至所述空氣通路，并與所述空氣通路處于空氣流連通，所述進氣端口組件是可操作的，以將來自輪胎外的進氣導(dǎo)入所述空氣通路中，所述進氣端口組件包括進氣控制閥和出氣T形結(jié)構(gòu)，所述出氣T形結(jié)構(gòu)在所述空氣通路中定位成180°相反于所述進氣控制閥，以將空氣移動到所述輪胎腔體中，所述進氣控制閥包括兩個進氣止回閥，用于確保空氣流只進入而不離開所述進氣控制閥、所述空氣通路、對應(yīng)的普通T形進氣結(jié)構(gòu)和所述輪胎腔體。
2.如權(quán)利要求1所述的空氣維持輪胎和泵的組件，其中，所述進氣止回閥是球形止回閥。
3.如權(quán)利要求1所述的空氣維持輪胎和泵的組件，其中，所述出氣T形結(jié)構(gòu)包括兩個出氣止回閥，用于確保空氣流只進入而不離開所述輪胎腔體。
4.如權(quán)利要求3所述的空氣維持輪胎和泵的組件，其中，所述出氣止回閥是球形止回閥。
5.如權(quán)利要求1所述的空氣維持輪胎和泵的組件，其中，第一夾點由所述空氣通路的與所述滾動輪胎印跡相鄰的部分限定出，使得所述第一夾點圍繞所述輪胎沿順時針方向旋轉(zhuǎn)。
6.如權(quán)利要求5所述的空氣維持輪胎和泵的組件，其中，隨著所述第一夾點沿順時針方向旋轉(zhuǎn)，所述空氣通路的兩個180°部分均泵送空氣進入所述輪胎腔體中。
7.如權(quán)利要求6所述的空氣維持輪胎和泵的組件，其中，第二夾點由所述空氣通路的與所述滾動輪胎印跡相鄰的部分限定出，使得所述第二夾點圍繞所述輪胎沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)。
8.如權(quán)利要求7所述的空氣維持輪胎和泵的組件，其中，隨著所述第二夾點沿順時針方向旋轉(zhuǎn)，所述空氣通路的所述兩個180°部分均泵送空氣進入所述輪胎腔體中。
9.一種用于泵送空氣進入輪胎的輪胎腔體中的方法，其特征在于以下步驟: 在所述輪胎的側(cè)壁的彎曲區(qū)域經(jīng)過滾動輪胎印跡附近時，逐段操作地關(guān)閉和打開所述輪胎的側(cè)壁內(nèi)的環(huán)形空氣通路，以沿著所述空氣通路泵送空氣； 在進氣通路接合點處將進氣端口組件聯(lián)接至所述空氣通路，并使之與所述空氣通路處于空氣流連通；以及 將來自所述輪胎外的進氣穿過所述進氣端口組件導(dǎo)入所述空氣通路中，使得所述空氣通路的夾點圍繞并沿著所述空氣通路行進。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，進一步包括以下步驟:將所述夾點旋轉(zhuǎn)至緊靠出氣T形結(jié)構(gòu)右側(cè)的一點鐘位置，使得所述夾點移動遠離所述出氣T形結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】B60C23/12GK104369632SQ201410393557
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年8月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月12日
【發(fā)明者】林正雄 申請人:固特異輪胎和橡膠公司