CN103568742B

CN103568742B - 旁通空气维持轮胎和泵的组件

Info

Publication number: CN103568742B
Application number: CN201310304819.2A
Authority: CN
Inventors: T.戈比纳思; 林正雄; R.L.贝內迪特; R.N.克拉诺; A.J.欧唐奈
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date: 2012-07-19
Filing date: 2013-07-19
Publication date: 2016-12-28
Anticipated expiration: 2033-07-19
Also published as: JP2014019440A; CN103568742A; JP6161449B2; US9108476B2; US20140020805A1; BR102013017718A2; EP2687384A1

Abstract

一种空气维持轮胎和泵的组件，包括：细长的环形空气通路，所述空气通路被封闭在轮胎的弯曲区域内，随着所述轮胎的弯曲区域穿过滚动的轮胎印迹，所述空气通路逐段可操作地关闭和打开，以沿着所述空气通路泵送空气。一对直列阀定位在进气交叉点的相反的相应侧，并沿相反方向将进气流引导到空气通路中；并且一对出气阀定位在相应直列阀的下游侧，并从相应直列阀的下游侧朝轮胎空腔引导进气流。进一步设置有旁通阀，所述旁通阀在所述直列阀的下游阀侧之间延伸，所述旁通阀可被操作，以在轮胎空腔压力大于预设压力水平的情况下打开并使穿过所述出气阀通向所述轮胎空腔的进气流绕道而行，并在轮胎空腔压力小于预设压力水平时关闭。

Description

旁通空气维持轮胎和泵的组件

技术领域

本发明总体涉及空气维持轮胎，更具体地说，本发明涉及轮胎和一体泵的组件。

背景技术

随着时间的推移，正常的空气扩散会使轮胎压力降低。轮胎的自然状态是充气不足。因此，驾驶员必须重复地动作以维持轮胎压力，否则他们将看到降低的燃料经济性、轮胎寿命和降低的运输工具制动和操纵性能。已提出了轮胎压力监测系统，以便当轮胎压力明显低时警告驾驶员。然而，这种系统仍依赖于驾驶员在被警告时采取补救动作，以将轮胎重新充气至推荐压力。因此，所希望的是，在轮胎内并入空气维持特征，其将在轮胎内维持恰当的空气压力，而不必驾驶员介入来补偿随着时间推移而产生的任何轮胎压力下降。

发明内容

根据本发明的一方面，提供了一种空气维持轮胎和泵的组件，所述泵组件包括：细长的环形空气通路，所述空气通路被封闭在轮胎的弯曲区域内，随着所述轮胎的弯曲区域穿过滚动的轮胎印迹，所述空气通路逐段可操作地关闭和打开，以沿着所述空气通路泵送空气。所述泵组件进一步包括：进气端口组件，该进气端口组件被联接来在进气交叉点(junction)处将外部空气导入空气通路中；一对直列阀，所述一对直列阀被设置来沿相反方向引导进气流进入空气通路中；和一对出气阀，每个出气阀定位在相应直列阀的下游侧，所述出气阀从相应直列阀的下游侧朝轮胎空腔引导双向的进气流。进一步设置有旁通阀，所述旁通阀在所述直列阀的下游阀侧之间延伸，所述旁通阀可被操作，以在轮胎空腔压力大于预设压力水平的情况下打开并使穿过所述出气阀通向所述轮胎空腔的进气流绕道而行(bypass)，并在轮胎空腔压力小于预设压力水平时关闭。

在另一方面中，所述旁通阀双向打开，以在所述旁通阀处于打开状态的情况下，允许旁通空气流沿相反方向进入所述空气通路中。

本发明在再一方面构造成其中所述旁通阀具有相对的旁通阀端部，所述相对的旁通阀端部分别在相应直列阀的下游侧与相应出气阀的上游侧之间连接至所述空气通路。

根据另一方面，在所述旁通阀处于打开状态的情况下穿过所述旁通阀的空气流的方向由所述轮胎的二选一的旋转方向决定。

再一方面是，直列阀和出气阀通过空气通路内的双向空气流选择性地打开，并且其中，双向空气流的方向由轮胎旋转的正向方向和逆向方向决定。

具体而言，本发明包括以下技术方案：

1. 一种空气维持轮胎和泵的组件，包括：

轮胎，所述轮胎具有轮胎空腔、分别从第一轮胎胎圈区域和第二轮胎胎圈区域延伸至轮胎胎面区域的第一侧壁和第二侧壁；

细长的大致环形的空气通路，所述空气通路被封闭在所述轮胎的弯曲区域内，随着所述轮胎的弯曲区域穿过滚动的轮胎印迹，所述空气通路逐段可操作地关闭和打开，以沿着所述空气通路泵送空气；

进气端口组件，所述进气端口组件在进气通路交叉点处联接至所述空气通路并与所述空气通路气流连通，所述进气端口组件是可操作的，以将进气从所述轮胎的外部导入所述空气通路中；

一对大致直列的直列阀，所述直列阀定位在与所述进气端口组件气流连通的进气通路交叉点的相反的相应侧，所述直列阀可被操作，以沿相应的相反方向选择性地打开，并使进气流从上游阀侧流至下游阀侧，从而进入所述空气通路中，

一对出气阀，每个出气阀定位成与相应的直列阀的下游侧气流连通，所述出气阀可被操作，以选择性地打开，并将进气流从相应直列阀的下游侧向所述轮胎空腔导引；和

旁通阀，所述旁通阀在所述直列阀的下游阀侧之间延伸，所述旁通阀可被操作，以在轮胎空腔压力大于预设压力水平的情况下打开并使穿过所述出气阀通向所述轮胎空腔的进气流绕道而行，并在轮胎空腔压力小于预设压力水平时关闭。

2. 如技术方案1所述的空气维持轮胎和泵的组件，其中，所述空气通路在轮胎侧壁内的大致周向封闭的位置内环形地延伸。

3. 如技术方案1所述的空气维持轮胎和泵的组件，其中，所述出气阀中的每一个定位成与相应直列阀的下游侧处于接近关系并相邻。

4. 如技术方案3所述的空气维持轮胎和泵的组件，其中，所述出气阀打开以沿大致径向方向将出气流导引至轮胎空腔。

5. 如技术方案4所述的空气维持轮胎和泵的组件，其中，所述旁通阀双向打开，以在所述旁通阀处于打开状态的情况下，允许旁通空气流沿相反方向进入所述空气通路中。

6. 如技术方案5所述的空气维持轮胎和泵的组件，其中，所述旁通阀具有相对的旁通阀端部，所述相对的旁通阀端部分别在相应直列阀的下游侧与相应出气阀的上游侧之间连接至所述空气通路。

7. 如技术方案6所述的空气维持轮胎和泵的组件，其中，在所述旁通阀处于打开状态的情况下穿过所述旁通阀的空气流的方向由所述轮胎的二选一的旋转方向决定。

8. 如技术方案7所述的空气维持轮胎和泵的组件，其中，所述出气阀响应于所述直列阀的相应下游侧的空气压力而打开和关闭。

9. 一种空气维持轮胎和泵的组件，包括：

进气端口组件，所述进气端口组件在进气交叉点处联接至所述空气通路，所述进气端口组件是可操作的，以将进气从所述轮胎的外部导入所述空气通路中；

一对大致直列的直列阀，所述直列阀定位在与所述进气端口组件气流连通的进气通路交叉点的相反的相应侧，所述直列阀可被操作，以沿相应的相反方向选择性地打开，并使进气流从上游阀侧流至下游阀侧，从而进入所述空气通路中，和

一对出气阀，每个出气阀定位成与相应的直列阀的下游侧气流连通，所述出气阀可被操作，以选择性地打开，并将进气流从相应直列阀的下游侧朝所述轮胎空腔导引；和

旁通阀，所述旁通阀在所述直列阀的下游阀侧之间延伸，所述旁通阀可被操作，以在轮胎空腔压力大于预设压力水平的情况下打开并使从所述空气通路穿过所述出气阀通向所述轮胎空腔的进气流绕道而行，并在轮胎空腔压力小于预设压力水平时关闭。

10. 如技术方案9所述的空气维持轮胎和泵的组件，其中，所述空气通路在轮胎侧壁内的大致周向封闭的位置内环形地延伸。

11. 如技术方案10所述的空气维持轮胎和泵的组件，其中，所述出气阀中的每一个定位成与相应直列阀的下游侧处于接近关系并相邻。

12. 如技术方案11所述的空气维持轮胎和泵的组件，其中，所述出气阀打开以沿大致径向方向将出气流导引至轮胎空腔。

13. 如技术方案12所述的空气维持轮胎和泵的组件，其中，所述旁通阀双向打开，以在所述旁通阀处于打开状态的情况下，允许旁通空气流沿相反方向进入所述空气通路中。

14. 如技术方案13所述的空气维持轮胎和泵的组件，其中，所述旁通阀具有相对的旁通阀端部，所述相对的旁通阀端部分别在相应直列阀的下游侧与相应出气阀的上游侧之间连接至所述空气通路。

15. 如技术方案14所述的空气维持轮胎和泵的组件，其中，在所述旁通阀处于打开状态的情况下穿过所述旁通阀的空气流的方向由所述轮胎的二选一的旋转方向决定。

16. 如技术方案15所述的空气维持轮胎和泵的组件，其中，所述出气阀响应于所述直列阀的相应下游侧的空气压力而打开和关闭。

定义

轮胎的“高宽比”意味着其断面高度(SH)与其断面宽度(SW)的比值，该比值乘以100%，以作为百分比来表达。

“不对称胎面”意味着具有关于轮胎的中心面或赤道面EP不对称的胎面花纹的胎面。

“轴向”和“轴向地(沿轴向)”意味着平行于轮胎旋转轴线的线或方向。

“球形止回阀”是这样一种止回阀，其中关闭构件即阻断空气流的活动零件是圆球。在一些球形止回阀中，球是被弹簧加载的，以便于保持球关闭，并需要对球的指定大小的上游压力来克服阀弹簧的偏置以便阀打开。球形止回阀的主阀座的内表面可以是锥形地渐缩的，以将球引导到阀座中，并在停止逆流时形成可靠的密封。

“胎圈包布”是围绕轮胎胎圈的外侧放置的窄材料带，用以防止帘线帘布层磨损和被轮辋切割，并将挠曲分布在轮辋上方。

“止回阀”是在阀体中具有两个开口的二端口阀(二通阀)，一个供空气进入，而另一个供空气离开。

“周向”意味着垂直于轴向方向沿环形胎面表面的周长延伸的线或方向。

“开启压力”是阀将操作的最低上游压力。通常，止回阀设计成用于并因此能够被指定为用于特定的开启压力。

“下游”是离开动力源的方向，即离开空气流源的方向。对于阀而言，“下游”指的是当阀上的“上游”空气流施加足以打开阀的开启压力时阀的供空气从阀流出的一侧。

“赤道中心平面(CP)”意味着垂直于轮胎的旋转轴线并穿过胎面中心的平面。

“印迹”意味着在零速度时及在正常负载和压力下，轮胎胎面与平坦表面的接地面积或接触面积。

“沟槽”意味着侧壁中的细长空隙区域，其可以围绕胎面以直线、曲线或Z字形方式周向地或侧向地延伸。周向和侧向延伸的沟槽有时具有公共部分。“沟槽宽度”等于其宽度正被讨论的沟槽或沟槽部分所占据的表面积除以该沟槽或沟槽部分的长度；因此，沟槽宽度是沟槽在其整个长度上的平均宽度。沟槽在轮胎中可具有变化的深度。沟槽的深度可以围绕胎面的圆周变化，或者一个沟槽的深度可以是恒定的，但与轮胎中的另一沟槽的深度不同。如果这种窄的或宽的沟槽与互连的宽周向沟槽比较起来深度明显减小，则它们被认为形成了趋于在所涉及的胎面区域中维持肋样特性的"加强桥（tie bars）"。

“内侧面(inboard side)”意味着当轮胎安装在轮子上并且轮子安装在运输工具上时轮胎的最靠近运输工具的侧面。

“侧向”意味着轴向方向。

“侧向边缘”意味着在标准载荷和轮胎充气情况下测量的、与轴向最外侧的胎面接地面积或印迹相切的线，所述线平行于赤道中心平面。

“净接触面积”意味着围绕胎面的整个圆周的侧向边缘之间的接地胎面元件的总面积除以侧向边缘之间整个胎面的全面积。

“非定向胎面”意味着这样一种胎面，其没有优选的向前行进方向也不要求定位在运输工具上特定的轮子位置或多个轮子位置来保证胎面花纹与优选的行进方向对齐。相反地，定向胎面花纹具有需要特定车轮定位的优选行进方向。

“外侧面(outboard side)”意味着当轮胎安装在轮子上并且轮子安装在运输工具上时最远离运输工具的轮胎的侧面。

“蠕动的”意味着通过沿管状通道推动内含物（例如空气）的波状收缩所进行的操作。

“径向”和“径向地(沿径向)”意味着沿径向趋近或远离轮胎的旋转轴线的方向。

“肋”意味着胎面上沿周向延伸的橡胶条，其由至少一个周向沟槽与第二个这样的沟槽或侧向边缘限定出，该条在侧向方向上未被全深度沟槽分割。

“细缝(sipe)”意味着模制到轮胎的胎面元件中、细分胎面表面并改进牵引的小狭槽，细缝通常在宽度上窄并且在轮胎印迹内闭合，这与在轮胎印迹中保持敞开的沟槽相反。

“胎面元件”或“牵引元件”意味着通过具有邻近沟槽的形状限定出的肋或块状元件。

“胎面弧宽”意味着如在胎面的侧向边缘之间测得的胎面的弧长。

“上游”是趋向空气流动力源的方向，即空气所流出或所来源的方向。在阀的情况下，“上游”指的是当阀上的“上游”空气流施加足以打开阀的开启压力时阀的供空气流入其中的一侧。

附图说明

下面，将通过示例并参考附图描述本发明，附图中：

图1是具有蠕动泵和进气阀的轮胎、轮辋和管道系统的等距视图。

图2A是在轮胎逆时针旋转并且相对于地面形成印迹的情况下的轮胎与蠕动泵组件的侧视图。

图2B是在轮胎相对于地面顺时针旋转的情况下的轮胎与蠕动泵组件的侧视图。

图3A是蠕动泵的进气端口的截面示意图，其二端口进气控制阀处于关闭位置。

图3B是在蠕动泵的进气端口的截面示意图，其二端口进气控制阀处于打开位置，可操作以在轮胎沿逆时针方向旋转的情况下填充轮胎。

图3C是具有二端口进气控制的蠕动泵双向阀的进气端口的截面示意图，该蠕动泵双向阀在轮胎沿顺时针方向旋转的情况下填充轮胎。

图4A是蠕动泵的进气端口的截面示意图，其以另一可选方案构成的双向五端口进气控制阀处于关闭位置。

图4B是在蠕动泵的进气端口的截面示意图，其以另一可选方案构成的双向五端口进气控制阀显示为处于打开位置，可操作以在轮胎沿逆时针方向旋转的情况下填充轮胎。

图4C是具有以另一可选方案构成的五端口进气控制的蠕动泵双向阀的进气端口的截面示意图，该蠕动泵双向阀在轮胎沿顺时针轮胎方向旋转的情况下填充轮胎。

图5A是在轮胎沿逆时针旋转的情况下填充轮胎的另一可选方案的蠕动泵双向阀的进气端口的截面示意图，其中阀在其中合并有五端口调节器。

图5B是图5A的另一可选方案蠕动泵双向阀的进气端口的截面示意图，其在轮胎沿顺时针旋转的情况下填充轮胎，并示出了五端口调节器。

图5C是图5B的另一可选方案蠕动泵双向阀的进气端口的截面示意图，其中轮胎顺时针旋转，并且阀处于旁通模式。

图5D是图5B的另一可选方案蠕动泵双向阀的进气端口的截面示意图，其中轮胎逆时针旋转，并且阀处于旁通模式。

具体实施方式

参见图1、2A、2B和3A，轮胎和泵的组件包括具有常规构造的轮胎，该常规构造的轮胎具有一对侧壁12，所述一对侧壁12延伸至胎面14并封闭由轮胎内衬层25限定出的轮胎空气空腔26。蠕动泵组件16在侧壁的通常高弯的区域中附接至轮胎侧壁12中的一者或两者。蠕动泵组件16包括环形空气通路20，所述环形空气通路20呈与轮胎分开形成并在制造后的程序中组装至轮胎的独立管道的形式；或者是在轮胎制造期间形成为侧壁内的一体空隙的空气通路。空气通路20被侧壁封闭，并且沿着环形路径延伸，所述环形路径围绕侧壁的随着轮胎旋转而经历高挠曲或弯曲的区域。如果呈独立管道的形式，则空气通路管道由弹性柔性材料形成，比如能够承受反复变形循环的塑料或橡胶化合物等，在所述变形循环中，管道经受外力而变形成扁平状态，并且在这种作用力被去除时，恢复横截面大体上圆形的初始状态。如果空气通路一体地形成在侧壁内，则空气通路同样地必须随着轮胎的旋转而承受反复的变形与恢复循环，并具有足以可操作地通过一定体积的空气的直径，所述一定体积的空气足以达成本文所描述的目的。在美国专利No.8,113,254中描述了蠕动泵中的空气管道的一般操作，该美国专利通过引用并入本文。

空气通路的两相对端22、24终止于进气端口组件28。进气端口组件被固定，以便在轮胎相对于地面132旋转时随轮胎旋转。轮胎的旋转相对于地面132产生印迹134，所述地面进而将压缩力138引入轮胎中。压缩力138进而在140处被施加到空气通路20中，以随着轮胎旋转而引起通路的逐段塌陷（collapse）。不管轮胎是在图2A的逆时针方向136上旋转还是在图2B的顺时针方向133上旋转，都会发生空气通路的逐段塌陷。蠕动泵组件因此在操作中被认为是双向的或可逆的，以在整个360度的轮胎旋转中，连续地在空气流的正向或者逆向方向上将空气泵入轮胎空腔26中。

随着轮胎在图2A或2B的正向和逆向方向136、133上旋转，不管通路是呈分开的侧壁嵌入管道还是一体地形成的空隙的形式，空气通路20都逐段变平。空气通路的逐段137的顺次变平在与图2A和2B的轮胎旋转方向相反的方向142上移动。通路20的逐段顺次变平使来自变平段的排出空气在方向142上被泵送至进气端口组件28，在该进气端口组件28处，空气被引导至轮胎空腔。空腔26内的空气压力因此被维持在所需阈值压力。被进气端口组件28所接纳的空气被引入空气通路20，以补充被泵送到轮胎空腔中或者在不需要的情况下从泵组件再循环出来的空气，从而将轮胎压力维持在所需水平。

进气端口组件28包括调节阀组件30和过滤空气进入端口32。在图3A至3C中示出了二端口双向进气控制实施例。图3A表示处于关闭位置的进气控制；图3B示出了打开的进气控制，其中空气流逆时针移动而轮胎顺时针旋转；并且图3C示出了打开的进气控制，其中空气流顺时针移动而轮胎逆时针旋转。应理解的是，本系统是双向的，其中通路20内的空气流随着轮胎旋转而发生在两个方向上，并且其中通路20内的空气流的方向由在正向或逆向方向上旋转的轮胎决定。沿着通路20的泵送在轮胎的整个360度旋转中在两个方向上二选一地发生。

过滤空气进入端口32位于轮胎侧壁12的外表面处，并且外部空气穿过容纳在圆筒形壳体36内的蜂窝状过滤器34被准许进入到进入端口中。图3A示出了处于关闭状态的组件，其中来自轮胎外的空气被防止进入到进入端口32；即将在轮胎空腔26内的压力处于或高于所调节的压力阈值Preg时发生的状态。空气通路导管56从过滤器壳体36延伸至调节阀组件30，并将进入空气传到阀组件。从调节阀组件30，出气导管54将空气流携带至连接导管40，该连接导管40将空气流导引到相反地定向的阀62、64，所述阀62、64定位成相邻并定位在进气交叉点38的两相对侧。如本文所使用的，“进气交叉点(inlet junction)”指的是通路的使进气从组件28分流到直列(inline)截止阀的上游侧的位置。由图3A至3C、4A至4C和5A至5D示出了系统的可供选择的构造，其中，每种构造的进气交叉点将如对于不同的阀构造所说明那样地安置。

调节阀组件30提供阀壳体42和驻留在缸或容纳室46内的阀活塞44。比如弹簧48等偏置机构对活塞44施加偏置力(见图3B、3C中的箭头72)，将活塞在缸46内向下偏置到如图3B和图3C所示的“打开”或“轮胎填充”地点和位置。当空腔26内的压力处于或大于Preg压力设定水平时，压力将克服弹簧48的偏置力，并迫使(见箭头50)活塞在缸46内向上进入图3A的“关闭”或“不填充”地点和位置。活塞44设置有延伸横跨过活塞体的横向延伸的空气导管52。在图3A的“关闭”位置中，导管52相对于空气导管54、56错位，从而空气不能流动横跨过活塞至导管54、56，并从那里流至进气交叉点38。因此，在“关闭”位置中，空气流被防止到达进气控制交叉点38，从而被防止到达阀62、64的上游侧。因此，在阀组件30处于图3A的关闭位置的情况下，空气流被阻止进入通路20中。

图3B示出了移动至“打开”位置的阀组件30。在“打开”位置，轮胎在顺时针方向上旋转，使得空气在逆时针方向上沿着通路20被泵送。四个单向阀的构造被提供并如图所示地定位。两个直列阀62、64沿着导管40定位在进气交叉点38的相对侧。两个直列阀62、64沿着导管40在相反方向上打开，并在阀62、64处于打开状态的情况下在这样的相应方向上导引空气流。导管40在阀62、64的下游侧与空气通路20连接。从通路40与通路20的接合点，沿径向延伸的出气导管通路58、60如图所示地延伸至轮胎空腔26。沿着导管58、60分别定位有两个出气单向阀66、68。阀66、68取向成在朝着轮胎空腔的方向上打开，以允许空气流沿着导管58、60穿过阀66、68，并进入轮胎空腔26中。

单向阀62、64、66和68是市场上可买到的类型，诸如球形或隔膜止回阀或其他公知的阀构造。这些阀取向成当位于阀的上游侧的压力克服偏置弹簧并迫使球离开其阀座时沿所图示的方向打开。当空腔26内的空气压力Preg下降到低于所需压力阈值极限时，活塞44在由致动器弹簧48施加的偏置力作用下向下移动。活塞的移动使横跨活塞44的空气导管52与导管54、56对齐，以允许进入空气从进气过滤器端口32流动横跨过活塞导管52，至进气控制交叉点38并至连接导管40。抵靠地面132顺时针旋转(见图2B)的轮胎使通路20相反于所产生的轮胎印迹134逐段塌陷。塌陷段产生真空，该真空进而被穿过进气端口组件28吸入的在通路内沿逆时针方向142流动的空气流逐段再次填充。输入空气的逆时针流动迫使单向阀64打开，以允许空气在所示的逆时针方向上流入通路中。空气围绕通路20循环。当空气流到达导管40与径向出气导管60的接合点时，该空气流不能流过关闭的阀62，而是必须流至出气阀68。空气流迫使阀68打开并继续前进，以如箭头70所示地将空气输入轮胎空腔26中。当轮胎空腔26内的空气压力达到所需预定水平时，克服活塞44的轮胎压力迫使活塞进入图3A的关闭位置，并且向空腔的空气流如前面所说明地被中断。

如将从图3C所明白的，蠕动泵组件16的以上操作在逆向轮胎旋转方向上相同地操作。在图2A和3C中，在轮胎沿逆时针方向旋转的情况下，空气沿顺时针方向142被泵送。图3示出了处于这种状态的进气端口组件28和调节阀组件30。如果空腔26内的压力低于预设的Preg水平，则活塞44被弹簧48偏置到所示的打开位置。活塞导管52与导管54、56对齐，并且空气流被引导至交叉点40。随着通路20的排空段被再次填充，轮胎在逆时针方向上的旋转使空气的流动处于顺时针方向74上。沿顺时针方向的空气流打开单向阀62，并允许空气从导管40循环到通路20中。加压空气绕通路20流动并进入导管58，在这里，加压空气被引导去克服阀66，打开该阀，从而如图3C的箭头70所指示地穿过阀66至轮胎空腔26。与图3(译者注：应为图3B)的情况一样，当空气流到达导管40与径向出气导管58的接合点时，该空气流不能流过关闭的阀64，而是必须流动至出气阀66。迫使阀66打开的空气流如箭头70所指示地持续将空气输入到轮胎空腔26中。当轮胎空腔26内的空气压力达到所需预定水平时，克服活塞44的轮胎压力迫使活塞进入图3A的关闭位置，并且向空腔的空气流如前面所说明地被中断。

图4A至4C示出了一替代实施例，其中调节阀组件78为五端口进气控制构造。应理解的是，在本发明的实施中可以采用替代方案的阀构造，并且本系统不依赖于特定阀的使用。在图4A中，阀处于关闭位置，其中空气不输入到轮胎空腔26中。图4B示出了阀处于打开位置，其中轮胎处于顺时针旋转方向，而空气流处于逆时针方向。图4C示出了在逆时针轮胎旋转和顺时针空气流方向期间处于打开位置的阀。如应理解的，在图4A至4C所示的阀中，空气被准许经由进气端口组件76至调节阀组件78从而进入系统中。端口组件76包括过滤器进气端口80和容纳在过滤器壳体84内的过滤体82。穿过过滤器82的空气经由进气导管86被引导至横向活塞导管88。在该替代实施例中，由进气导管86与活塞导管88的交会所生成的交叉点90位于活塞92内。与第一实施例中一样，如果空腔26内的空气压力小于预设的Preg水平，则活塞92被弹簧94偏置到由图4B和4C所表示的打开状态中。如果空腔26内的空气压力处于或高于Preg水平，则空腔的空气压力克服偏置弹簧94，并使活塞92在缸98内向上移动到图4A的关闭位置。在关闭位置中，没有空气被泵送到空腔中。

活塞的横向导管88在图4B和4C的开阀状态下与桥接导管100、102对齐，并在阀如图4A所示关闭时与桥接导管100、102错开。设置有四个单向阀106、108、110和112，阀108和110表示直列阀，而阀112和106表示出气阀。直列阀108、110在离开交叉点90的相反方向上打开，而出气阀112、106朝着轮胎空腔26沿径向向内打开。出气阀112、106分别驻留在联接至通路20的出气导管103、101内。导管103、101分别与桥接导管102、100相交并连接，并继续沿径向向内超过出气阀112、106至位于轮胎空腔26处的出口端22、24。

图4A至图4C的五端口阀构造的操作与前面关于图3A至3C的二端口阀所说明的操作类似地操作。图2B、4B示出了打开的调节器阀，其中轮胎顺时针旋转，并使通路20内的空气逆时针流动。穿过输入阀组件76所接纳的空气借助于导管86被引导至活塞92中的交叉点90。在交叉点90处，空气流被禁止穿过关闭的阀108，并打开阀110。空气流在通路20内沿方向114循环，以进入导管101中。处于导管101与桥接导管100的交叉点处的空气流不能穿过关闭的阀108，因此被引导而去打开阀106，以允许所泵送的空气流进入轮胎空腔26中。

图2A和4C示出了调节器阀的操作，其中轮胎沿逆时针方向136旋转，以沿顺时针填充方向118泵送通路20内的空气流。通路20中的空气流118如所示地被引导至轮胎空腔26。阀在图2A和4C中的轮胎旋转方向和逆空气流方向上的操作如以上所说明地进行。当轮胎空腔26内的空气压力达到所需预设水平时，克服活塞92的轮胎压力迫使活塞进入图3A的关闭(导管错位)位置，并且向空腔的空气流被中断。空腔26内低于预设所需阈值水平的压力使活塞92移动到图4B或4C的打开位置，并使空气在通路20中沿如轮胎旋转的方向所决定那样的所示方向流动。空气的泵送在轮胎的整个360度旋转中继续，并且如所示那样，不管轮胎(和运输工具)是在正向或逆向方向上运行都会发生。

图5A至5D示出了通过包含旁通阀120而变型的调节阀组件78的第三替代实施例。阀120是市场上可买到类型的压力控制阀，该阀120被连接成当轮胎空腔26内的压力超过Pset(预设)或Preg值时避免止回阀106、112的打开。旁通阀120旨在确保当空腔内的空气压力处于或大于Pset压力阈值时，空气不能被引入轮胎空腔26中。旁通阀120定位成使得当空腔26内的压力处于或大于Pset值时在任一方向上导引空气，由此使通向出气阀106、112的空气绕道而行，并防止向空腔中引入更多的空气。旁通阀120连接至跨越活塞92并在两相对端处连接至导管101、103的导管。图5A示出了五端口旁通调节器，其中腔压力低于Preg或Pset、轮胎在顺时针方向上旋转并且填充空气在逆时针方向上围绕通路20旋转。应指出的是，在图5A至5D的旁通调节器实施例中，活塞92不在与导管100、102对齐的打开取向与关闭的错位取向之间移动，而是在所有的填充模式中保持对齐。

参见图5A，空腔压力低于Pset，使旁通阀120关闭。在旁通阀120关闭的情况下，调节器和空气通路18的操作如以上在图4B的状态下参照第二实施例所说明那样地进行。图5A和图4B都表示轮胎顺时针旋转，空气经由过滤器进气端口80流入(箭头124)系统中，并且空气在通路20内逆时针流动(箭头126)。在图5B中，对于轮胎的逆时针旋转和顺时针填充方向来说，只要空腔压力保持低于Preg，旁通阀120就继续保持关闭。沿着旁通导管的空气流(箭头128)从而被关闭的阀120阻断。图5B中的空气流和填充方向因此如前面在图4的调节器操作的相同类似状态下所说明那样地进行。图5B中在顺时针方向上循环的空气发挥作用以打开出气阀112，并沿方向130使空气进入轮胎空腔中。在图5C中，在空腔压力处于或大于Preg阈值的情况下，沿顺时针方向循环的空气避开出气阀106、112，改为穿过打开的旁通阀120。阀106、112因此保持关闭，并且没有循环空气(箭头126)会穿过阀106、112并进入轮胎空腔。图5D示出了在轮胎的相反的顺时针旋转和逆时针空气流路期间的旁通调节器的操作。与图5C的情况一样，图5D中的轮胎空腔压力大于Preg，使旁通阀120打开，并引导逆时针空气流(方向箭头126)穿过旁通阀路径，而不是打开并移动穿过出气阀106、112。因此排除了通向轮胎空腔中的空气流。旁通调节器由此确保了当空腔内的压力处于或者调节器处于或大于Preg设定阈值时，无论在何种情况下都不会空气迫入轮胎空腔中。

从前述内容应该理解的是，蠕动泵与调节器系统提供措施来将轮胎空腔内的空气压力保持在所需压力水平而不是大于所需压力的压力。泵组件16包括被封闭在轮胎的弯曲区域内的细长环形空气通路20。空气通路20随着轮胎的弯曲区域穿过滚动的轮胎印迹而逐段可操作地(operatively)关闭和打开，以沿着空气通路泵送空气。泵组件还包括进气端口组件28，该进气端口组件28定位成在进气交叉点(38或90)处将外部空气导入空气通路20中。一对直列阀62、64(或108、110)定位成在相反方向上将进入空气流引导到空气通路20中。一对出气阀66、68(或106、112)各自定位在相应直列阀的下游侧，所述出气阀引导来自相应直列阀的下游侧的进入空气的双向流穿过其中，趋向并进入轮胎空腔中。

进气端口组件28还包括控制导管，所述控制导管在空气进入端口与直列阀的上游侧之间延伸，并在空气进入端口与直列阀的上游侧之间导引进入空气流。当轮胎空腔内的空气压力高于阈值空气压力水平时，活塞44在阀弹簧致动器48的作用下操作，以截断穿过控制交叉点38并通向直列阀的上游侧的进入空气流。直列阀和出气阀通过空气通路内的由轮胎旋转的正向和逆向方向决定的双向空气流得以选择性地打开。

虽然本发明的以上描述如在图3A至3C、图4A至4C和图5A至5D中示出的，但本发明并不局限于所示实施例。用于方向性的四个止回阀可以在轮胎泵送通道20中位于任何地方，可附接至轮胎内衬表面25、可附接至调节器壳体的表面、或者如所示那样完全一体成型到调节器中。这样的变型在本领域的普通技术人员的知识内。类似地，虽然所示实施例描述了二端口和五端口调节器构造，但其他的实施例可在不偏离本发明的范围的情况下被用来作为替代。必要时，三端口和四端口调节器可被用来作为替代。应该进一步指出的是，在所示调节器实施例中，调节器内的空气流方向必须总是穿过进气过滤器34进来，并且总是与调节器外的轮胎旋转相反地沿行。应该进一步明白的是，在旁通调节器实施例中，旁通导管连接将高压压缩空气送入轮胎中的两个止回阀即出气阀106、112。在填充模式期间，只要轮胎空腔内的空气压力小于Preg，就不允许空气流过旁通通路。空气因此被引导，以强迫打开出气止回阀并将空气送入轮胎中。当轮胎达到所需压力时，空气被允许流过旁通阀。空气因此围绕通路20循环并穿过调节器旁通通路，而且不被压缩。因此，防止了轮胎空腔的过充。因此，定位于直列阀与输出阀之间的旁通阀在轮胎空腔压力大于Pset时提供旁路，而在轮胎空腔压力小于Pset时，向空腔中引入空气。由此，防止了轮胎由于系统中的故障而被继续地充气。

可逆蠕动的轮胎和泵的组件对于任何构造的空气泵通路来说，以及对于相对于轮胎达360度环形圆周的通路角度来说，都将起作用。本系统对于内置空气通路或者硬化后附接的基于管道的通路来说都发挥功能。直列阀和出气止回阀可以一体成型到调节器壳体设计中。旁通(第三实施例)和进气控制(第一和第二实施例)调节器都是有可能的。此外，在空气流路的中间不会形成空气的死区(dead volume)。相反，空气流路是对称的，入口与出口可以互换，而不会使功能打折。

根据本文提供的对本发明的描述，本发明的变型是有可能的。尽管为了说明本发明已示出了某些代表性的实施例和细节，但对本领域的技术人员来说显而易见的是，在不偏离本发明的范围的情况下，能够在其中做出各种变化和变型。因此，应理解的是，能够在所描述的具体实施例中做出变化，其将处于如后面所附权利要求书限定出的本发明的完整预期范围内。

Claims

1.一种空气维持轮胎和泵的组件，包括：

其特征在于，

2.如权利要求1所述的空气维持轮胎和泵的组件，其中，所述空气通路在轮胎侧壁内的大致周向封闭的位置内环形地延伸。

3.如权利要求1所述的空气维持轮胎和泵的组件，其中，所述出气阀中的每一个定位成与相应直列阀的下游侧处于接近关系并相邻。

4.如权利要求3所述的空气维持轮胎和泵的组件，其中，所述出气阀打开以沿大致径向方向将出气流导引至轮胎空腔。

5.如权利要求4所述的空气维持轮胎和泵的组件，其中，所述旁通阀双向打开，以在所述旁通阀处于打开状态的情况下，允许旁通空气流沿相反方向进入所述空气通路中。

6.如权利要求5所述的空气维持轮胎和泵的组件，其中，所述旁通阀具有相对的旁通阀端部，所述相对的旁通阀端部分别在相应直列阀的下游侧与相应出气阀的上游侧之间连接至所述空气通路。

7.如权利要求6所述的空气维持轮胎和泵的组件，其中，在所述旁通阀处于打开状态的情况下穿过所述旁通阀的空气流的方向由所述轮胎的二选一的旋转方向决定。

8.如权利要求7所述的空气维持轮胎和泵的组件，其中，所述出气阀响应于所述直列阀的相应下游侧的空气压力而打开和关闭。