CN100509453C - 用于充气轮胎的卸压装置 - Google Patents

Abstract

一种用于可充气轮胎的卸压装置(100；200，300；400；500)包括具有腔室(124；228；324；424；524)的本体(102；202；302；402；502)，并且本体内布置有充气气门。本体中的过压气门在腔室内的气压超过预定阈压力水平时释放空气。过压气门包括至少一个从所述腔室贯穿本体的空气导管(128；228；328；428；528)，以便形成通向周围环境的通道。环形弹性元件(130；230；330；420；530)收缩地安装在本体的外表面部分周围，以便将空气导管保持在常闭状态。弹性元件的性质和尺寸是这样的，使得当腔室内的气压超过预定压力水平时使其伸展，以便形成从导管到外部环境的空气通道。多个卸压装置可包括在一成套件内，其中该装置限定不同的预定压力水平。

Description

用于充气轮胎的卸压装置

技术领域

本发明涉及一种用于充气轮胎，尤其是车辆轮胎的卸压装置。该装置用来在轮胎中的压力超过某一阈值时从轮胎中释放空气或者用于防止在对轮胎充气时过量的空气被迫进入轮胎。

背景技术

现有技术中已经提出了用于可充气轮胎的各种卸压装置。美国专利No.3,830,249公开了一种装置，其中，卸压球被由压力弹簧所施加的力保持在固定位置，直到轮胎内的气压超过设定压力。当已超过设定压力时，卸压球便从本体上移位，而使多余的空气通过卸压装置从轮胎中排出。

美国专利No.4,660,590涉及一种充气压力调节器，其在调节器壳体内具有基本上无摩擦挠曲的密封装置，在轮胎内的压力达到预定水平时，该调节器给轮胎提供旁路。挠曲元件的密封部分通常由于弹簧/环组合对挠曲元件施加的力而被推动到与气门座表面密封接触。当轮胎已被充气到调节器的标定压力时，壳体内第一腔室中的压力将对挠曲元件的上表面施加足够的力，以致引起其一部分挠曲并随之发生密封段离开气门座表面的移动，从而使空气通过排气孔得以排出。

从美国专利No.6,125,694中得知另一种装置，该专利公开一种用于与轮胎上已有的气门芯杆相互作用的音响报告卸压、自动轮胎组件。

发明内容

本发明的卸压装置通常包括：

-其中具有腔室并且限定圆周外表面部分的本体；

-布置在本体中的充气气门；和

-布置在本体中的过压气门，用于在腔室内的气压超过第一预定压力水平时释放空气。

本发明优选实施例的一个目的是提供一种卸压装置，其能大量生产而阈压力(threshold pressure)却很少变化。本发明优选实施例的另一目的是提供一种紧凑的装置，与已知装置相比，其使安装有该装置的轮胎产生减小的惯性不平衡。本发明优选实施例的又一目的是提供一种抗磨损和抗撕裂的卸压装置。本发明优选实施例的再一目的是提供一种装置，其考虑到可变的阈压力水平，或者其各个实施例能以可变的阈压力制造，同时维持低的制造成本。

因此，本发明的装置的特征在于，过压气门包括：

-至少一个从所述腔室延伸穿过本体到达所述圆周外表面部分的空气导管；

-环形弹性元件，其收缩地安装在圆周外表面部分周围，以将空气导管保持在常闭状态；

弹性元件的性质和尺寸是这样的，使得当腔室内的气压超过第一预定阈压力水平时使其伸展，从而形成从导管到外部环境的空气通道。

应当明白，提供其性质和尺寸限定第一预定压力水平的环形弹性元件便于容易地改变第一预定压力水平，因为通过用另一弹性元件来代替该弹性元件可以改变阈压力水平。如果本发明装置的用户不希望将弹性元件更换为另一个，他/她可以用另一种方法将整个装置更换为另一个设有与根据用户选择的压力水平相适应的弹性元件的装置。由于环形弹性元件能以高的制造精度和低的成本大量生产，所以本发明的优选实施例便给已知装置提供了价廉又高效的替换产品。

而且，本发明装置的优选实施例的实际尺寸，尤其是其纵向尺寸，即在该装置安装到轮胎的气门上时与轮胎圆周横向地延伸的尺寸，可以相对较小，因为无需布置一个或多个将释放元件保持在固定位置的纵向延伸的螺旋弹簧。与已知装置相比，这又使安装有该装置的轮胎产生减小的惯性不平衡。

弹性元件限定阈压力水平的那些尺寸和性质例如可以包括制造该元件的材料或结构的弹性、该元件的形变以及该元件的材料或结构的厚度。空气导管和环形弹性元件的相互定位也会影响阈压力水平，并且环形弹性元件的宽度以及空气导管的横截面面积也会影响阈压力水平。

应当懂得，空气导管和腔室可由相同部件构成，即由壳体中一个单空腔、孔径或切口构成。

为了保护弹簧元件免受灰尘和物理冲击，比如轴向力，弹性元件可以布置在外表面部分的缩径段。该缩径段还可以用来保证弹性元件一直安装在其正确位置或至少减少将弹性元件安装在错误位置的危险。空气导管优选地在缩径段贯穿本体。弹性元件和/或一部分本体的进一步保护可以通过用保护罩或帽至少盖住本体的顶部来实现。保护罩或帽也可以用来保护本体中的充气气门，从外面通过本体中的通道或开口可接近充气气门。优选地，罩可分离地连接到本体，以使其可以被拆下，以便给轮胎充气。

除了弹性元件，还在过压气门中设置另外的封闭机构，例如在封闭元件上施加封闭力的弹簧元件，例如布置在本体内居中的变形压缩弹簧，以使封闭元件在第二预定压力水平下打开。例如，封闭元件可以与本体中的内轴环部分相接触，使得空气不被允许流入壳体，除非轮胎内的气压超过第二预定压力水平。当气压超过第二预定压力水平时，弹簧被压缩，使封闭元件离开轴环，因而空气被允许流入腔室。在本发明的一些实施例中，封闭元件打开时的阈压力水平，即第二预定压力水平大于环形弹性元件的阈压力水平，即第一预定压力水平。这保证当封闭元件打开时空气立即可从装置流出到其周围。另一方面，封闭元件的阈压力水平小于弹性元件的阈压力水平，使得在打开封闭元件时通向外部环境的导管不会立即打开。还有另外的实施例中，两个阈压力水平基本上相等。弹性元件和所述另外的封闭机构保证，如果其中一个有故障，例如当弹簧或弹性元件断裂时，那么另一个仍将起作用。而且，两个封闭机构之一可布置成发出音响信号，例如当空气通过其中时发出哨音，而另一个可设置成实现所需打开/闭合功能。

如果过压气门出现故障，例如当弹性元件被阻塞时，最好该装置包括有故障保护机构，以确保空气可以排出该装置，从而防止装置中的压力升高而导致装置或正被充气的轮胎发生爆炸的危险。一个这样故障保护机构例如可以包括本体中的弱化段，其性能是这样，即在压力高于所述第一预定压力水平和第二预定压力水平至少其中之一时便破裂。例如，本体外壁的一段可以具有减小的厚度，使得该壁在某一压力下便破裂。

为了脱开轮胎气门芯杆，该装置优选地可包括销，该销被布置成可在本体中的第一通路内轴向地滑动，销的滑动由适当的轮胎充气装置，比如泵或压缩机产生。因而销可在其不能脱开轮胎气门芯杆的第一位置和其能脱开轮胎气门芯杆的第二位置之间滑动。例如在沿着销的外圆周延伸的环形通道中，空气可以经过销并进入轮胎。另一方面，本体可限定一旁通通路，在给轮胎充气期间，空气可经过所述旁通通路，旁通通路优选地与销偏置。在后一实施例中，制造容差的要求没有象空气沿着销的外圆周经过的实施例那样严格。销还可以用来密封装置的内部，以防止来自外部环境的灰尘。因此，销可以限定当装置安装到轮胎时装置远离轮胎的那端的头部，该头部这样布置，使得当销处于其第一位置时其紧靠本体的内轴环部分。

本体的底部优选地限定一空腔，用于在本体内居中地容纳轮胎气门，空腔最优选地限定一螺纹部分，用于将该装置旋拧到轮胎气门的螺纹部分上。本体的顶部可适于将本体中的充气气门连接到充气装置上，比如充气喷嘴。为了保证装置较短的纵向尺寸，将空气导管优选地布置成在底部附近相对于所述空腔径向移位。

如上所述，通过将弹性元件更换为具有不同性质的另一弹性元件，可以改变装置的第一预定压力水平，即阈压力水平。然而，压力水平也可以由用来改变预定阈压力水平的压力调节系统，例如用来改变空气导管横截面面积的机构和/或用来改变弹性元件变形的机构来改变。

为了向用户通告在给轮胎充气期间什么时候已经达到或超过预定阈压力水平，可以设置在腔室内的气压已经达到或超过预定压力水平时用来发出音响信号的机构或用来发出光信号的机构。在一个实施例中，音响信号产生为由流过弹性元件的过量空气产生的哨音。一旦排出过量空气，过量空气将不再流过弹性元件，并且哨音将停止。另一种作法是，可以提供电子机构，例如其形式为结合到发光机构的电子压力传感器或电子控制声源。

本发明还提供一种包括多个卸压装置的成套件，其中该装置限定不同的预定压力水平。优选地，成套件中的每个装置可易于被用户识别，以便成套件中的每个单独装置都可与一特定的压力水平相关联。例如，成套件的每个单独装置的弹性元件限定着色的外表面部分，而装置的有关弹性元件的外表面部分具有不同的着色，并且成套件还可包括颜色和相应压力水平的明细表。可替换地或另外地，成套件的每个装置的预定阈压力水平可在装置的可见表面上示出。

在另一方面，提供了一种如本文所述的卸压装置和可充气轮胎的组合。卸压装置可永久地与轮胎成整体，例如与轮胎气门芯杆成整体，例如以形成一个整体单元，或者可以可分离地连接到轮胎气门芯杆上。本发明还提供一种用于可充气轮胎的轮辋，该轮辋包括根据本发明的卸压装置，该卸压装置可任选地结合一为轮胎充气的气门。而且，本发明还提供一种包括这种轮辋和一可充气轮胎的车轮。

附图说明

现参照附图进一步描述本发明，图中：

图1-3示出根据本发明的装置的第一实施例；

图4-6示出在安装到轮胎的充气气门时图1-3的实施例；

图7-9示出根据本发明的装置的第二实施例；

图10-12示出在安装到轮胎的充气门时图7-9的实施例；

图13-16示出根据本发明的装置的第三实施例；

图17-19示出根据本发明的装置的第四实施例；

图20-22示出根据本发明的装置的第五实施例。

具体实施方式

图1-6的卸压装置100包括本体102，该本体的上部中设有充气气门，该充气气门具有用于脱开轮胎气门芯杆(未示出)的销104。本体上部的外圆周表面部分106制有螺纹，以便于将充气装置连接到本体上。销104滑动地安装在套筒元件108中，该套筒元件设有向外延伸的凸起110(参见图3)，该凸起被挤压安装到本体上部中的通道112内。套筒元件108的外圆周表面与通道112的内圆周表面之间的间隙限定第一旁通通路114。本体的底部限定一空腔116，用于在本体内居中地容纳轮胎的气门132(参见图4-6)。插入元件118安装到本体的底部并由倒刺部122保持就位。插入元件限定用于将卸压装置连接到轮胎气门132的螺纹部分120。在插入元件118的上表面和外表面与本体的内表面之间设有限定腔室124的间隙，该腔室124经由流道126与空腔116连通。空气导管128设在本体下部的壁中，通常，空气导管被环形弹性元件130封闭/密封，该弹性元件在其缩径段紧密地安装在本体的圆周外表面部分周围。如图4和5所示，可设置帽134用来保护本体和本体中的气门系统。

卸压装置的操作如下：利用插入元件118的螺纹部分120，将装置旋拧到轮胎气门132的外表面部分上，因此轮胎气门132被装在空腔116中。连接到压力源的充气装置，比如空气软管喷嘴随后安装到本体102的上部，而充气装置(未示出)的杆接触销104。销104从而被下压，直到其凸缘部分105紧靠本体102的壁的表面103(参见图2)。销104的下端因此接触与轮胎相联系的气门芯杆(未示出)的上端。空气从压力源经由旁通通路114和流道126流到轮胎的内部。空腔116、腔室124和空气导管128中的气压将基本上等于轮胎压力。空气导管128内的压力对环形弹性元件130施加朝向外面的力。当空气导管128内的压力并且因此轮胎内的压力达到某一阈值水平时，环形弹簧元件便向外伸展，由此空气导管128被置于与周围大气连通。阈压力水平由环形弹性元件的性质，比如弹性和形变来确定。

图7-12示出根据本发明的卸压装置200的第二实施例，其包括本体202，该本体的上部中设有充气气门，该充气气门包括用于脱开轮胎气门芯杆(未示出)的销204。本体上部的外圆周表面部分206制有螺纹，以便于将充气装置连接到本体上。销204滑动地安装在套筒元件208中，该套筒元件设有向外延伸的凸起210(参见图9)，该凸起被挤压安装到本体上部中的通道212内。套筒元件208的外圆周表面与通道212的内圆周表面之间的间隙限定旁通通路214。本体的底部限定一空腔216，用于在本体内居中地容纳轮胎气门132(参见图4-6)。本体下部的内圆周表面限定用于将卸压装置连接到轮胎气门132的螺纹部分220。设在本体的壁中的组合空气导管和腔室228经由流道226与空腔216连通。通常，空气导管228被环形弹性元件230封闭/密封，该弹性元件在其缩径段紧密地安装在本体的圆周外表面部分周围。如图10和11所示，可设置帽234用来保护本体和本体中的气门系统。

卸压装置的操作如下：利用螺纹部分220，将装置旋拧到轮胎气门132的外表面部分上，因此轮胎气门132被装在空腔216中。充气装置、比如连接到压力源的空气软管喷嘴随后安装到本体202的上部，并使充气装置(未示出)的杆接触销204。销204从而被下压，直到其凸缘部分205紧靠本体202的壁的表面203(参见图8)。销204的下端由此接触与轮胎相关联的气门芯杆(未示出)的上端。空气从压力源经由旁通通路214和流道226流到轮胎的内部。空腔216和空气导管228中的气压将基本上等于轮胎压力。空气导管228内的压力对环形弹性元件230施加朝向外面的力。当空气导管228内的压力并且因此轮胎内的压力达到某一阈值水平时，环形弹簧元件便向外伸展，由此空气导管228被置于与周围大气连通。如同第一实施例那样，阈压力水平由环形弹性元件的性质，比如弹性和形变来确定。

在图1-12的实施例中，螺纹部分120和220可用非螺纹部分替代。在所述部分没有螺纹的实施例中，本体由足够软以使用户能将装置旋拧到轮胎气门的外螺纹部分上的材料制成。如果希望一旦装置已经装到轮胎气门就防止其再使用，例如为了将限定不适当的阈压力的装置安装到指定轮胎的危险降至最低程度，这后一实施例是有利的。

图13-15的装置300包括本体302、用于脱开轮胎气门芯杆的销304、用于连接充气装置或保护帽的外螺纹部分306、以及用于销304的套筒元件308，该套筒元件与本体302成整体。本体的上部限定经由通路314与用于容纳轮胎气门的空腔316连通的通道312，通路相对于销304偏心地延伸(还参见图15)。布置腔室324、导管328和弹性元件330以装备过压气门。如图16所示，多个腔室，例如6个腔室可圆周地布置在本体中。本体在空腔316区域中的内壁可有螺纹或者没有螺纹。

类似于前述实施例，图16-18的装置400包括本体402、以及用于脱开轮胎气门芯杆的销404。本体限定用于销404的套筒。本体的上部限定经由旁通通路与用于容纳气门的空腔316连通的通道412，通路与其外周边周围的销404同轴地布置，即位于销与由本体402限定的套筒的内壁之间。布置腔室(一个或多个)424、导管428和弹性元件430以装备过压气门，并且设置螺纹部分420以便于将装置安装到轮胎气门上。另一种作法是，如上所述，可省略螺纹部分420。如同图13-16中的实施例那样，多个腔室424可圆周地布置在本体中。在438处，销404的头部紧靠壳体的内轴环部分，以便在装置的上端处形成密封。本体具有弱化部分436，其形式为具有减小厚度的壁部，参见图18的细节。厚度未减小的壁部与厚度减小的壁部之间的过渡段可以是突变的或是不连续的并可限定切口437，以进一步弱化材料。如果空腔432和腔室424内的压力升高到轮胎或本体有发生爆炸危险的程度，例如一个缺陷或外部环境阻止弹性元件430挠曲，则本体在弱化部分436会破裂。最后，销404限定用于限制销的轴向运动的外轴环。

还有另一实施例在图20-22中示出，装置500包括本体502、以及用于脱开轮胎气门芯杆的销504。本体502限定用于销504的套筒部分。本体的上部限定经由通路与用于容纳轮胎的气门的空腔516连通的通道512，通路与其外周边周围的销504同轴地布置。布置一个或多个腔室524、导管528和弹性元件530以装备过压气门，并且设置螺纹部分520以便于将装置安装到轮胎气门上。另一种作法是，如上所述，可省略螺纹部分520。如同图13-19中的实施例那样，多个腔室524可圆周地布置在本体中。在538处，销504的头部紧靠壳体的内轴环部分，以便在装置的上端处形成密封。过压气门还包括盘簧540，其布置以向封闭元件542提供向下的封闭力，该封闭元件又紧靠旋拧到空腔516的螺纹部分520上的邻接元件544。使盘簧540变形，这样在空腔516内需要某一预定的压力，以便将封闭元件542顶离其在邻接元件544处的气门座。封闭元件顶离邻接元件544的下限值压力水平可以大于环形弹性元件530的阈压力水平，以保证空气在封闭元件打开时立即从装置流出到其周围。然而，在替换实施例中，封闭元件540的阈压力水平小于弹性元件530的阈压力水平，以使在打开封闭元件时，导管528不能立即与外部环境连通。

根据本发明的装置的任何实施例的本体都可以比如通过模制完全地由塑料制造，或者由任何适合的金属或金属合金，比如黄铜、钢或不锈钢、或铝制造，并可选择地给材料提供表面涂层。一次性使用的实施例优选地由塑料制成，例如硬度足够低以保证螺纹部分120、220、420和520在一次或很少几次使用之后就损坏的材料。这保证装置只能使用一次或几次，以使弹性元件130、230、330、430、530不会被磨损到如此的程度以致于阈压力明显地受到弹性元件上磨损的影响。

Claims (20)

1.一种用于可充气轮胎的卸压装置，该装置包括：

-其内部具有腔室并且限定圆周外表面部分的本体；

-布置在本体中的充气气门；

-布置在本体中的过压气门，用于在腔室内的气压超过第一预定压力水平时释放空气，所述过压气门包括：

-至少一个从所述腔室贯穿本体到达所述圆周外表面部分的空气导管；

-环形弹性元件，其收缩地安装在圆周外表面部分周围，以便将空气导管保持在常闭状态；

弹性元件的性质和尺寸使得该弹性元件在腔室内的气压超过第一预定压力水平时伸展，以便形成从导管到外部环境的空气通道，

其特征在于，本体的底部限定一空腔，用于在本体内居中地容纳轮胎气门，该空腔限定一螺纹部分，用于将该装置旋拧到轮胎气门的螺纹部分上。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，弹性元件布置在外表面部分的缩径段中。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，过压气门还包括布置在壳体中的弹簧元件，该弹簧元件向封闭元件上施加封闭力，使得该封闭元件在第二预定压力水平时打开。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，本体包括弱化段，该弱化段的性质使得其在压力高于所述第一预定压力水平和第二预定压力水平至少其中之一时破裂。

5.根据权利要求1所述的装置，该装置还包括用于脱开轮胎气门芯杆的销，该销布置成能在本体中的第一通路内轴向地在其不能脱开轮胎气门芯杆的第一位置与其能脱开轮胎气门芯杆的第二位置之间滑动，本体还限定一旁通通路，在轮胎充气期间，空气可通过所述旁通通路。

6.根据权利要求1所述的装置，该装置还包括用于脱开轮胎气门芯杆的销，该销布置成能在本体中的第一通路内轴向地在其不能脱开轮胎气门芯杆的第一位置与其能脱开轮胎气门芯杆的第二位置之间滑动，该销具有当装置安装到轮胎时在装置远离轮胎的那端的头部，该头部布置成使得当销处于其第一位置时紧靠本体的内轴环部分。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，本体的底部限定一空腔，用于在本体内中心容纳轮胎气门，并且其中，本体的顶部适于连接到充气装置，空气导管布置成在底部附近相对于所述空腔径向移位。

8.根据权利要求1所述的装置，该装置还包括用于至少盖住本体顶部的保护罩，该罩可分离地连接到本体。

9.根据权利要求1所述的装置，该装置还包括用于改变第一预定压力水平和第二预定压力水平至少其中之一的压力调节系统。

10.根据权利要求9所述的装置，其中，压力调节系统包括用于改变空气导管横截面面积的机构。

11.根据权利要求9所述的装置，其中，压力调节系统包括用于改变弹性元件变形的机构。

12.根据权利要求1所述的装置，该装置还包括用于在腔室内的气压超过第一预定压力水平和第二预定压力水平至少其中之一时发出音响信号的机构。

13.根据权利要求1所述的装置，该装置还包括用于在腔室内的气压超过第一预定压力水平和第二预定压力水平至少其中之一时发出光信号的机构。

14.一种成套件，其包括多个根据前述权利要求中任一所述的卸压装置，其中，该装置限定不同的第一预定压力水平和/或第二预定压力水平。

15.根据权利要求14所述的成套件，其中，每个弹性元件限定着色的外表面部分，并且其中，装置的有关弹性元件的外表面部分具有不同的着色，该成套件还包括颜色和相应压力水平的列表。

16.一种根据权利要求1-12中任一所述的卸压装置和可充气轮胎的组合。

17.一种用于给轮胎充气的气门，该气门与根据权利要求1-12中任一所述的卸压装置成整体，使得气门和卸压装置形成一个整体单元。

18.一种用于可充气轮胎的轮辋，该轮辋包括根据权利要求1-12中任一所述的卸压装置。

19.根据权利要求18所述的轮辋，该轮辋还包括用于给轮胎充气的气门，该气门与卸压装置成整体，使得气门和卸压装置形成一个整体单元。

20.一种包括根据权利要求18或19所述的轮辋和一可充气轮胎的车轮。

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