CN103568750A - 用于充气轮胎的过滤器 - Google Patents

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CN103568750A CN201310324442.7A CN201310324442A CN103568750A CN 103568750 A CN103568750 A CN 103568750A CN 201310324442 A CN201310324442 A CN 201310324442A CN 103568750 A CN103568750 A CN 103568750A
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Abstract

本发明涉及用于充气轮胎的过滤器。充气轮胎组件包括：轮胎；设置于充气空腔与大气之间的过滤元件。过滤元件具有用于固定至充气轮胎的螺纹。第一和第二侧壁分别从第一和第二轮胎胎圈区域向轮胎胎面区域延伸。第一侧壁具有在沿径向处于滚动轮胎印迹内时可操作地弯曲的弯曲区域。侧壁花纹沟限定出位于第一轮胎侧壁的弯曲区域内的花纹沟壁。侧壁花纹沟在沿径向处于滚动轮胎印迹内时响应于第一侧壁的弯曲区域的弯曲而变形。空气通路由侧壁花纹沟限定出，并在沿径向处于滚动轮胎印迹内时变形。

Description

用于充气轮胎的过滤器
技术领域
本发明总体涉及用于充气轮胎的过滤空气，更具体地说，涉及进入用于充气轮胎的泵送组件中的过滤空气。
背景技术
随着时间的推移，正常的空气扩散使轮胎压力降低。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，希望的是，在轮胎内并入空气维持特征，其将在轮胎内维持空气压力，从而不必驾驶员介入来补偿随着时间推移的任何轮胎压力下降。
发明内容
在本发明的一个形态中，一种充气轮胎组件包括：具有充气空腔的轮胎；过滤元件，所述过滤元件设置在充气空腔与大气之间，所述过滤元件由多孔性塑料构成，所述过滤元件具有用于将所述过滤元件固定至所述充气轮胎的螺纹；第一侧壁和第二侧壁，其分别从第一轮胎胎圈区域和第二轮胎胎圈区域向轮胎胎面区域延伸，所述第一侧壁具有至少一个弯曲区域，所述至少一个弯曲区域在沿径向处于滚动轮胎印迹内时可操作地弯曲；和侧壁花纹沟，所述侧壁花纹沟由位于第一轮胎侧壁的弯曲区域内的花纹沟壁限定出，所述侧壁花纹沟在沿径向处于滚动轮胎印迹内时响应于第一侧壁的弯曲区域的弯曲，在非变形状态与变形的收缩状态之间逐段变形。空气通路由所述侧壁花纹沟限定出，并在沿径向处于滚动轮胎印迹内时响应于所述侧壁花纹沟的相应逐段变形，在膨胀状态与至少部分地坍缩的状态之间逐段变形。
根据所述充气轮胎组件的另一方面，所述过滤元件由聚酰胺构成。
根据所述充气轮胎组件的又一方面，所述过滤元件进一步包括螺纹与所述过滤元件的螺纹相对应的连接器。
根据所述充气轮胎组件的再一方面，所述连接器在与所述螺纹分离的位置处固定至所述充气轮胎。
根据所述充气轮胎组件的又一方面，底层被施加至所述连接器的裸露表面。
根据所述充气轮胎组件的再一方面，面层被施加至所述连接器。
根据所述充气轮胎组件的又一方面，复合胶结剂被施加至所述连接器。
根据所述充气轮胎组件的再一方面，所述底层在180℃向所述连接器的裸露表面干燥8分钟。
根据所述充气轮胎组件的又一方面，所述连接器在180℃向所述连接器的底层干燥8分钟。
根据所述充气轮胎组件的再一方面，所述复合胶结剂从所述面层之上的溶剂中的均匀浆料制备而成。
在本发明的另一形态中，一种轮胎组件包括：具有充气空腔的轮胎；过滤元件，所述过滤元件设置在充气空腔与大气之间，所述过滤元件由多孔性塑料构成，所述过滤元件具有用于将所述过滤元件固定至所述充气轮胎的螺纹；第一侧壁和第二侧壁，其分别从第一轮胎胎圈区域和第二轮胎胎圈区域向轮胎胎面区域延伸，所述第一侧壁具有至少一个弯曲区域，所述至少一个弯曲区域在沿径向处于滚动轮胎印迹内时可操作地弯曲；和侧壁花纹沟，所述侧壁花纹沟由位于第一轮胎侧壁的弯曲区域内的花纹沟侧壁限定出，所述花纹沟响应于沿径向处于滚动轮胎印迹内的第一侧壁弯曲区域的弯曲，在非变形状态与变形的收缩状态之间逐段变形。空气通路由所述侧壁花纹沟限定出。所述空气通路在沿径向处于滚动轮胎印迹内时响应于所述花纹沟的相应逐段变形，在膨胀状态与至少部分地坍缩的状态之间逐段弹性地变形。
根据所述轮胎组件的另一方面，单独的管被设置于所述侧壁花纹沟内，所述单独的管限定出圆形空气通路，所述过滤元件在所述圆形空气通路内操作。
根据所述轮胎组件的又一方面，所述过滤元件进一步包括螺纹与所述过滤元件的螺纹相对应的连接器。
根据所述轮胎组件的再一方面，所述连接器在与所述螺纹分离的位置处固定至所述轮胎。
根据所述轮胎组件的又一方面，底层被施加至所述连接器的裸露表面。
根据所述轮胎组件的再一方面，面层被施加至所述连接器。
根据所述轮胎组件的又一方面，复合胶结剂被施加至所述连接器。
根据所述轮胎组件的再一方面，所述底层在180℃向所述连接器的裸露表面干燥8分钟。
根据所述轮胎组件的又一方面，所述连接器在180℃向所述连接器的底层干燥8分钟。
根据所述轮胎组件的再一方面，所述复合胶结剂从所述面层之上的溶剂中的均匀浆料制备而成。
本发明还提供了以下方案：
1. 一种充气轮胎组件，包括：
具有充气空腔的轮胎；
过滤元件，所述过滤元件设置在充气空腔与大气之间，所述过滤元件由多孔性塑料构成，所述过滤元件具有用于将所述过滤元件固定至所述充气轮胎的螺纹；
第一侧壁和第二侧壁，其分别从第一轮胎胎圈区域和第二轮胎胎圈区域向轮胎胎面区域延伸，所述第一侧壁具有至少一个弯曲区域，所述至少一个弯曲区域在沿径向处于滚动轮胎印迹内时可操作地弯曲；和
侧壁花纹沟，所述侧壁花纹沟由位于第一轮胎侧壁的弯曲区域内的花纹沟壁限定出，所述侧壁花纹沟在沿径向处于滚动轮胎印迹内时响应于第一侧壁的弯曲区域的弯曲，在非变形状态与变形的收缩状态之间逐段变形，
空气通路，由所述侧壁花纹沟限定出，并在沿径向处于滚动轮胎印迹内时响应于所述侧壁花纹沟的相应逐段变形，在膨胀状态与至少部分地坍缩的状态之间逐段变形。
2. 如方案1所述的充气轮胎组件，其中，所述过滤元件由聚酰胺构成。
3. 如方案1所述的充气轮胎组件，其中，所述过滤元件进一步包括连接器，其具有的螺纹与所述过滤元件的螺纹相对应。
4. 如方案3所述的充气轮胎组件，其中，所述连接器在与所述螺纹分离的位置处固定至所述充气轮胎。
5. 如方案1所述的充气轮胎组件，进一步包括施加至所述连接器的裸露表面的底层。
6. 如方案5所述的充气轮胎组件，进一步包括施加至所述连接器的面层。
7. 如方案6所述的充气轮胎组件，其中，复合胶结剂被施加至所述连接器。
8. 如方案7所述的充气轮胎组件，其中，所述底层在180℃向所述连接器的裸露表面上干燥8分钟。
9. 如方案8所述的充气轮胎组件，其中，所述连接器在180℃向所述连接器的底层上干燥8分钟。
10. 如方案9所述的充气轮胎组件，其中，所述复合胶结剂从所述面层之上的溶剂中的均匀浆料制备而成。
11. 一种轮胎组件，包括：
具有充气空腔的轮胎；
过滤元件，所述过滤元件设置在充气空腔与大气之间，所述过滤元件由多孔性塑料构成，所述过滤元件具有用于将所述过滤元件固定至所述充气轮胎的螺纹；
第一侧壁和第二侧壁，其分别从第一轮胎胎圈区域和第二轮胎胎圈区域向轮胎胎面区域延伸，所述第一侧壁具有至少一个弯曲区域，所述至少一个弯曲区域在沿径向处于滚动轮胎印迹内时可操作地弯曲；和
侧壁花纹沟，所述侧壁花纹沟由位于第一轮胎侧壁的弯曲区域内的花纹沟侧壁限定出，所述花纹沟响应于沿径向处于滚动轮胎印迹内的第一侧壁弯曲区域的弯曲，在非变形状态与变形的收缩状态之间逐段变形，
空气通路，由所述侧壁花纹沟限定出，所述空气通路在沿径向处于滚动轮胎印迹内时响应于所述花纹沟的相应逐段变形，在膨胀状态与至少部分地坍缩的状态之间逐段弹性地变形。
12. 如方案11所述的轮胎组件，进一步包括设置于所述侧壁花纹沟内的单独的管，所述单独的管限定出圆形空气通路，所述过滤元件在所述圆形空气通路内操作。
13. 如方案11所述的轮胎组件，其中，所述过滤元件进一步包括连接器，其具有的螺纹与所述过滤元件的螺纹相对应。
14. 如方案13所述的轮胎组件，其中，所述连接器在与所述螺纹分离的位置处固定至所述轮胎。
15. 如方案11所述的轮胎组件，进一步包括施加至所述连接器的裸露表面的底层。
16. 如方案15所述的轮胎组件，进一步包括施加至所述连接器的面层。
17. 如方案6所述的轮胎组件，其中，复合胶结剂被施加至所述连接器。
18. 如方案17所述的轮胎组件，其中，所述底层在180℃向所述连接器的裸露表面上干燥8分钟。
19. 如方案18所述的轮胎组件，其中，所述连接器在180℃向所述连接器的底层上干燥8分钟。
20. 如方案19所述的轮胎组件，其中，所述复合胶结剂从所述面层之上的溶剂中的均匀浆料制备而成。
定义
轮胎的“高宽比”意指其断面高度(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”意指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)”意指平行于轮胎旋转轴线的线或方向。
“胎圈包布”是围绕轮胎胎圈的外侧放置的窄材料带，用以防止帘线层磨损和被轮辋切割，并将挠曲分布在轮辋上方。
“周向”意指垂直于轴向方向沿环形胎面表面的周长延伸的线或方向。
“赤道中心平面(CP)”意指垂直于轮胎的旋转轴线并穿过胎面中心的平面。
“印迹”意指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。
“花纹沟”意指轮胎中的细长空隙区域，其在截面上大小做成并且构造成在其中接收空气管。
“内侧面(inboard side)”意指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”意指轴向方向。
“侧向边缘”意指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”意指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”意指这样一种胎面，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)”意指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”意指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)”意指沿径向趋近或远离轮胎的旋转轴线的方向。
“花纹条”意指胎面上沿周向延伸的橡胶条，其由至少一个周向花纹沟与第二个这样的花纹沟或侧向边缘限定出，该条在侧向方向上未被全深度花纹沟分割。
“花纹细缝(sipe)”意指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，花纹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花纹沟相反。
“胎面元件”或“牵引元件”意指通过具有相邻花纹沟的形状限定出的花纹条或块状元件。
“胎面弧宽”意指如在胎面的侧向边缘之间测得的胎面的弧长。
附图说明
将通过示例并参考附图描述本发明，附图中：
图1是依据本发明的一示例过滤器的示意图。
图2是该示例轮胎/管组件的侧视图。
图3A～3C是一示例出气连接器的细节。
图4A～4E是一示例进气(过滤器)连接器的细节。
图5A是空气运动(84)至空腔地旋转的一示例轮胎的侧视图。
图5B是空气流出过滤器地旋转的该示例轮胎的侧视图。
图6A是从图5A所取的截面图。
图6B是从图6A所取的管区域的放大细节，侧壁处于非压缩状态。
图7A是从图5A所取的截面图。
图7B是从图7A所取的管区域的放大细节，侧壁处于压缩状态。
图8A是从图2所取的一示例管和花纹沟细节的放大细节。
图8B是示出正被压缩并插入花纹沟中的一示例管的细节图。
图8C是示出在花纹沟的带花纹条区域处完全插入花纹沟中的一示例管的细节图。
图8D是插入带花纹条花纹沟中的管的分解片断视图。
图9是从图2所取的放大细节，示出了位于空腔连接器的出口两侧的一示例花纹条轮廓区域。
图10A是带有该示例花纹条轮廓的花纹沟的放大细节。
图10B是被压入该示例花纹条轮廓中的管的放大细节。
图11是从图2所取的放大细节，示出了位于空腔连接器的出口两侧的另一示例花纹条轮廓区域。
图12A是带有该另一示例花纹条轮廓的花纹沟的放大细节。
图12B是被压入该另一示例花纹条轮廓中的管的放大细节。
图13A是另一示例管和花纹沟细节的放大视图。
图13B是示出正被压缩并插入花纹沟中的图13A的管的细节图。
图13C是示出已完全插入花纹沟中的图13A的管的细节图。
图14A是第三示例管和花纹沟细节的放大视图。
图14B是示出正被压缩并插入花纹沟中的图14A的管的细节图。
图14C是示出已完全插入花纹沟中的图14A的管的细节图。
图15A是第四示例管和花纹沟细节的放大视图。
图15B是示出正被压缩并插入花纹沟中的图15A的管的细节图。
图15C是示出已完全插入花纹沟中的图15A的管的细节图。
图16是一示例轮胎和管的组件的等距分解视图。
具体实施方式
参见图16、2和6A，一示例轮胎组件10可以包括轮胎12、蠕动泵组件14和轮胎轮辋16。轮胎可以通过常规方式安装至与外轮辋凸缘22、24相邻的一对轮辋安装表面18、20。轮辋凸缘22、24各自具有沿径向向外面对的凸缘端部26。轮辋体28可以如所示那样支承轮胎组件10。轮胎12可以为常规构造，具有从相反的胎圈区域34、36向胎冠或者轮胎胎面区域38延伸的一对侧壁30、32。轮胎12和轮辋16可以围出轮胎空腔40。
如从图2和3A、3B、3C、6B和8A看出的，示例蠕动泵组件14可以包括围出环形通路43的环形空气管42。管42可以由弹性的柔性材料形成，所述弹性的柔性材料比如为塑料或者橡胶化合物，其能够承受重复变形周期的受到外力的压扁状态，并且在去除这种作用力后，恢复截面大体呈圆形的原始状态。管42可以具有一直径，该直径足以可操作地通过一定体积的空气以达到本文所描述的目的，并且允许管定位在轮胎组件10内的可操作位置，如下面将描述的。在所示示例构造中，管42在截面上可以是细长的大体椭圆形的形状，具有相反的管侧壁44、46，所述管侧壁44、46从平坦(闭合)的落后管端48向弧状(打开)的领先管端50延伸。管42可以具有沿纵向向外突出的一对锁定制动花纹条52，所述锁定制动花纹条呈大体半圆形的截面，并且每个花纹条分别沿侧壁44、46的外向表面延伸。
如图8A中标记的，管42可以具有：处于3.65mm～3.80mm范围内的长度L1；处于2.2mm～3.8mm范围内的宽度D1；处于0.8mm～1.0mm范围内的落后端宽度D3。突出的制动花纹条52、54可以各自具有处于0.2mm～0.5mm范围内的曲率半径R2，并且每个花纹条可以定位在与落后管端48的距离L3处于1.8mm～2.0mm范围内的位置。管42的领先端50可以具有处于1.1mm～1.9mm范围内的半径R1。管42内的空气通路43可以同样呈大体椭圆形，并具有处于2.2mm～2.3mm范围内的长度L2和处于0.5mm～0.9mm范围内的宽度D2。
管42可以被仿形加工并在几何学上构造成便于插入花纹沟56中。花纹沟56可以具有细长的大体椭圆形的构造，该构造具有处于3.65mm～3.80mm范围内的长度L1，与管42的椭圆形形状互补。花纹沟56可以包括受限的较窄入口58，该入口58具有处于0.8mm～1.0mm范围内的名义截面宽度D3。具有半圆形构造的一对花纹沟-花纹条接收轴向制动沟道60、62可以形成在花纹沟56的两相反侧内，以便分别相应地接收管锁定花纹条52、54。沟道60、62可以与花纹沟入口58大致分隔处于1.8mm～2.0mm范围内的距离L3。制动沟道60、62可以各自具有处于0.2mm～0.5mm范围内的曲率半径R2。内向制动花纹沟部64可以形成有处于1.1mm～1.9mm范围内的曲率半径R1和处于2.2mm～3.8mm范围内的截面名义宽度D1。
如从图8D、9、10A和10B最佳看出的，轮胎12可以进一步形成沿花纹沟56的周缘延伸并突出到花纹沟56中的一个或多个压缩花纹条66。如下所述，花纹条66可以形成具有指定节距、频率和位置的花纹条的图案构造。为了说明的目的，在示出的第一花纹条轮廓图案构造中可以用附图标记66，特别是用花纹条标号D0～D6，来整体指代七个压缩花纹条。花纹条D0～D6可以以一种顺序和节距图案构造来形成，以使穿过管通路43对空气的泵送最优化。花纹条66可以各自在图案构造内具有独特和预定的高度和布置，并如图8D所示，以处于0.95mm～1.60mm范围内的半径R3(图8A)向外突出到花纹沟56中。
参见图16、2、3A～3C和4A～4E，蠕动泵组件14可以进一步包括进气装置68和出气装置70，它们沿周向空气管42大致180度地分开在相应位置处。该示例出气装置70具有T形构造，其中导管72、74向轮胎空腔40并从轮胎空腔40引导空气。出气装置壳体76容纳导管臂78、80，所述导管臂78、80从相应导管72、74一体地延伸。导管臂78、80中的每一个具有外部联接花纹条82、84，用于在组装状态下将导管保持在空气管42的分离的端部内。壳体76形成为具有一种外部几何结构，该外部几何结构与花纹沟56互补，并包括平坦的端部86、弧状的大体椭圆的主体88和向外突出的纵向制动花纹条90。壳体76因此可以能够在其期望位置在花纹条90对准于如图8A所示的花纹沟56内的状态下被紧密接收到花纹沟56中。
如在图12、4A～4E中看出的，进气装置68可以包括细长的外向套筒体94，其在窄套筒颈部98处与细长的内向套筒体96连结。外向套筒体在截面上大体呈三角形。内向套筒体96具有与花纹沟56互补的椭圆形外部几何结构，并且包括沿内向套筒体在纵向上延伸的一对制动花纹条100。细长的空气进入管101定位在内向套筒体96内，并且包括相反的管端部102和延伸到中心管通路中的一定图案构造的进入孔104。外部花纹条106、108将管端部102固定在空气管42中，相反于出气装置70。
如图6A、6B、7A、7B、8A～8D所示，泵组件14可以包括空气管42和进气及出气装置68、70，所述进气及出气装置68、70在插入花纹沟56中时在相应的180度分开的位置处串联固定至空气管。花纹沟56可以位于轮胎12的下侧侧壁区域，其在轮胎被安装至轮辋16时，将空气管42定位在轮辋凸缘端部26上方。图8B示出了空气管42沿径向被挤压并坍缩以适应向花纹沟56中的插入。在完全插入后，如图8C所示，花纹条52、54可以对准于花纹沟的沟道60、62内，并且管42的平坦外端48可以与轮胎的侧壁的外表面大体共面。一旦完全插入后，管42的空气通路43可以将自身弹性地恢复成打开状态，以在泵的操作期间允许空气沿管的流动。
参见图16、2、5A、5B、6A、6B、7A、7B、8A～8D，进气装置68和出气装置70可以大体180度分开地定位在圆形空气管42的周缘内。管42已定位于花纹沟56内的轮胎12沿旋转方向110旋转，使印迹120相对于地面118形成。压缩作用力124被从印迹120引导到轮胎12中，并发生作用以使空气管通路43的与印迹120相对的部段(如在附图标记122处示出的)压扁。通路43的一部段的压扁迫使空气从该部段沿管通路43在箭头116示出的方向上趋向出气装置70。
随着轮胎12继续沿地面118在方向110上旋转，管42可以在与方向110相反的方向上逐段与轮胎印迹相对对被顺次地压扁或者挤压。管通路43的逐段的顺次压扁能够使从压扁部段排出的空气在管通路43内沿方向116被泵送向出气装置70。空气可以 流动穿过出气装置70，并通向轮胎空腔40，如在附图标记130处示出的。在附图标记130处，离开出气装置70的空气可以通向轮胎空腔40，并用于将轮胎12重新充气至所需压力水平。用于在空腔内的空气压力掉至指定水平时调节通向空腔40的空气流的阀系统在待审美国专利申请号No. 12/775,552中示出和描述，该美国专利申请提交于2010年5月7日，并通过引用并入本文。
在轮胎12沿方向110旋转的情况下，如图5A所示，压扁的管部段可以被沿方向114向进气装置68中流入的空气顺次地重新填充。空气向进气装置68中然后向管通路43中的流入可以继续，直到沿逆时针方向110旋转的出气装置70通过轮胎印迹120为止。图5B示出了蠕动泵组件14在这种位置中的取向。管42可以被压缩作用力124与轮胎印迹120相对地逐段顺次地压扁。空气可以沿顺时针方向116被泵送至进气装置68，并被排出或者排放到轮胎12外。如在附图标记128处示出的排放空气从进气装置68的通过可以穿过过滤器套筒92发生，所述过滤器套筒92示例性地由蜂窝状或者多孔材料或者复合物形成。空气穿过过滤器套筒92并向管101中的流动因此能够清除碎屑或者颗粒。在排放或者逆流的空气方向128上，过滤器套筒92能够清除在多孔性介质内滞留蓄积的碎屑或者颗粒。在泵送空气被排出进气装置68外的情况下，出气装置70可以处于关闭位置，以防止通向轮胎空腔40的空气流。当轮胎12进一步沿逆时针方向110旋转直到进气装置70通过轮胎印迹120(如图5A所示)时，空气流可以重新通向出气装置，并使泵送空气流出并进入轮胎空腔40中。轮胎空腔40内的空气压力因此能够被维持在所需水平。
图5B示出了随着轮胎12沿方向110旋转而使管42被逐段压扁。压扁的部段134随着其旋转离开轮胎印迹120而逆时针地移动，同时相邻部段132移动成与轮胎印迹相对并被压扁。因此，被挤压或者压扁的或者关闭的管部段的行进能够使空气朝出气装置70(图5A)或者进气装置68(图5B)移动，取决于轮胎12相对于这些装置的旋转位置。随着每个部段通过轮胎旋转而移动离开印迹120，来自于印迹区域的轮胎12内的压缩力能够被消除，并且随着部段被来自通路43的空气重新填充，部段可以弹性地重新构造成未被压扁或者打开的状态。图7A和7B示出了管42的处于压扁状态的部段，而图6A和6B示出了在移动离开与轮胎印迹120相对的位置之前和之后处于膨胀、未压扁或者打开构造的该部段。在原始的未压扁构造中，管42的部段可以呈所示例的细长的大体椭圆形的形状。
对于每次轮胎回转来说，上述周期可以重复，每次旋转的一半导致泵送空气移动至轮胎空腔40，并且每次旋转的一半导致泵送空气移动返回退出进气装置68的过滤器套筒92，以便自我净化过滤器。可以理解的是，虽然如图5A和5B所示的轮胎12的旋转方向110是逆时针，但是本轮胎组件10及其蠕动泵组件14也可以在相反(顺时针)的旋转方向上以相似方式起作用。蠕动泵组件14因此可以是双向的，并且在轮胎12和车辆沿正向或者逆向旋转方向以及车辆的正向或者逆向方向移动的情况下同等地起作用。
空气管/泵组件14可以如图5A、5B、6A、6B、7A和7B所示。管42可以位于轮胎12的侧壁30的下侧区域中的花纹沟56内。如以上所说明的，管42的通路43可以通过侧壁花纹沟56在滚动轮胎印迹120内的压缩应变弯曲而关闭。管42在侧壁30中的定位能够提供布置的自由度，由此避免管42与轮辋16之间的接触。管42在侧壁花纹沟56中的较高布置可以在侧壁通过轮胎印迹120时使用侧壁的该区域的高变形特性来关闭管42。
带花纹沟侧壁的构造和操作，特别是通过花纹沟56内的脊或者压缩花纹条66的操作实现的对管42的可变压力泵压缩在图8A～8D、9、10A和10B中示出。脊或者花纹条由附图标记66表示，并且单独地表示为D0～D6。花纹沟56可以沿模制脊D0～D6形成为以预选顺序、图案构造或者阵列突出到花纹沟56中的轮胎12的侧面在周向上是均匀宽度。脊D0～D6能够以预定取向将管42保持在花纹沟56内，并且还能够向管施加可变的顺次的收缩力。
均匀尺寸的泵管42可以如以上所说明的那样定位在花纹沟56内--由使花纹沟56的入口D3以机械方式伸展开发起的程序。然后可以将管42插入花纹沟56的扩大了的开口中。然后可以释放花纹沟56的开口，以使之恢复而关闭成原始的间隔D3，由此将管42捕获在花纹沟内。纵向锁定花纹条52、54因此可以被捕获/锁定到纵向花纹沟60、62中。锁定花纹条52、54因此进行操作以将管42锁定在花纹沟56内，并防止管在轮胎操作/旋转期间从花纹沟56弹出。
替代地，可以将管42按压插入花纹沟56中。具有均匀宽度尺寸和几何结构的管42可以被大量地制造。此外，均匀尺寸的泵管42能够降低整体组装时间、材料成本和管库存的不均匀性。从可靠性来看，这导致较少会报废。
突出到花纹沟56中的周向脊D0～D6可以朝由出气装置70表示的管42的进气通道在频率上(每轴向花纹沟长度单位的数量)增加。脊D0～D6中的每一个可以具有处于0.15mm～0.30mm范围内的同一半径尺寸R4。脊D0与D1之间的间隔可以最大，D1与D2之间的间隔其次，以此类推，直到脊D5与D6之间的间隔在名义上被消除。虽然示出了七个脊，但是可以沿花纹沟56以各种频率部署更多或者更少的脊。
脊以半径R4突出到花纹沟56中可以起到双重目的。首先，脊D0～D6可以与管42接合，并防止管在轮胎操作/旋转期间从管的期望位置沿花纹沟56移动或者“移行”。其次，如以上所说明的，当轮胎12旋转通过其旋转泵送周期时，脊D0～D6能够更大程度地压缩管42的与每个脊相对的部段。侧壁的弯曲可以显现通过每个脊D0～D6的压缩力，并且使与这种脊相对的管部段收缩的程度比在与花纹沟56的非脊状部分相对的管部段中发生的程度更大。如在图10A和10B中看出的，随着脊的频率在空气流的方向上增加，管通路43的夹紧可以渐渐发生，直到通路收缩成在附图标记136处示出的尺寸，从而逐渐降低空气体积并增加压力。作为结果，在存在脊的情况下，花纹沟56能够在构造成沿其长度具有均匀尺寸的管42内提供可变的泵送压力。这样，侧壁花纹沟56可以是发挥作用以向位于花纹沟内的管42施加可变压力的可变压力泵花纹沟。应该理解的是，泵送压力波动的程度可以由花纹沟56内的节距或者脊频率以及相对于管通路43的直径尺寸部署的脊的振幅来确定。相对于直径的脊振幅越大，则空气体积在与脊相对的管部段中可以降低得越多并且压力增加越大，反之亦然。图9示出了管42向出气装置70的附接以及在两侧向出气装置中流入的空气流的方向。
图11示出了位于出气装置70的出口两侧的第二可供选择的花纹条轮廓区域。图12A示出了具有可供选择的第二花纹条轮廓的花纹沟56的放大细节，而图12B示出了被按压到第二花纹条轮廓中的管42的放大细节。参见图11、12A、12B，该可供选择的方案中的脊或者花纹条D0～D6可以具有与以上参见图10A、10B所描述的频率图案构造类似的频率图案构造， 但是每个花纹条也具有独特的相应振幅。花纹条D0～D6中的每一个可以大体具有半圆形的截面，所述半圆形的截面分别具有相应的曲率半径R1～R7。脊D0～D6的曲率半径可以处于以下示例性范围内：Δ=0.020mm～0.036mm。
脊D0～D6的数量以及每个脊的相应半径可以构造成处于以上范围外，以适合其它尺寸或者应用。在空气流的方向上增加的曲率半径能够导致脊D0～D6以增加的振幅突出，并且朝出气装置70进入通路43中达增加的程度。这样，通路43朝出气装置70能够收缩成较窄区域138，并从空气体积的减小使空气压力相应地增加更多。这种构造的好处是，管42能够构造得比以其它方式所必需的用来实现所需空气流压力的尺寸小，所述所需空气流压力是沿通路43并从出气装置70进入轮胎空腔40中的空气流压力。较小尺寸的管42从经济上和功能上来说可能是令人想要的，以便在待使用的轮胎12内实现较小的花纹沟56，由此在轮胎侧壁中导致最低限度的结构不连续性。
图13A～13C示出了另一管42和花纹沟56的细节，其中作为花纹条和花纹沟变型的结果，图8A～8C的制动花纹条90被消除。该管42可以具有所示尺寸处于按如下方式指定的范围内的外部几何结构和通路构造：
D1=2.2～3.8mm；
D2=0.5～0.9mm；
D3=0.8～1.0mm；
R4=0.15～0.30mm；
L1=3.65～3.8mm；
L2=2.2～2.3mm；
L3=1.8～2.0mm。
以上范围可以被修改以适合特定尺寸偏好、轮胎几何结构或者轮胎应用。管42的外部构造可以包括：与端面48邻接的斜切表面138、140；分别与斜切表面邻接的平行且相对的直的中间表面142、144；和与中间表面142、144邻接的弧状鼻部或者正向表面146。如从图13B和13C看出的，管42可以被压缩，以便按压插入花纹沟56中，并在完全插入后膨胀。位于侧壁表面处的花纹沟56的收缩开口能够将管42牢固地保持在花纹沟56内。
图14A～14C示出了另一管42和花纹沟56的构造。图14A是放大视图，而图14B是示出管42被压缩并插入花纹沟56中的详细视图。图14C是示出管42被完全插入花纹沟56中的详细视图。管42在向相似构造的花纹沟56中插入的截面上可以大体是椭圆形的。花纹沟56可以在相对的平行表面148、150之间形成有窄的入口。在图14A～14C中，管42被构造成具有尺寸处于按如下方式指定的范围内的外部几何结构和通路构造：
D1=2.2～3.8mm；
D2=0.5～0.9mm；
D3=0.8～1.0mm；
R4=0.15～0.30mm；
L1=3.65～3.8mm；
L2=2.2～2.3mm；
L3=1.8～2.0mm。
以上范围可以被修改以适合特定尺寸偏好、轮胎几何结构或者轮胎应用。图15A～15C示出了另一管42和花纹沟56的构造。图15A是放大视图，而图15B是示出管42被压缩并插入花纹沟56中的详细视图。图15C是示出管42被完全插入花纹沟56中的详细视图。管42可以大体具有用于插入相似构造的花纹沟56中的抛物线截面。花纹沟56可以具有尺寸做成在其中紧密地接受管42的入口。一旦插入花纹沟56中后，脊66可以与管42接合。在图15A～15C中，管42具有尺寸处于按如下方式指定的范围内的外部几何结构和通路构造：
D1=2.2～3.8mm；
D2=0.5～0.9mm；
D3=2.5～4.1mm；
L1=3.65～3.8mm；
L2=2.2～2.3mm；
L3= 1.8～2.0mm。
必要时，以上范围可以被修改以适合特定尺寸偏好、轮胎几何结构或者轮胎应用。
从前述内容，应该理解的是，本发明可以包括双向蠕动泵组件14，以便轮胎12的空气维持。圆形空气管42可以在轮胎印迹100中被逐段压扁并关闭。进气装置68可以包括由多孔性蜂窝状材料形成的外侧过滤器套筒92，由此使进气装置68自我净化。出气装置70可以采用阀单元(见共同在审美国专利申请No. 12/775,552，提交于2010年5月7日，通过引用并入本文)。蠕动泵组件14可以经由轮胎12沿任一方向的旋转来泵送空气，一半回转泵送空气至轮胎空腔40，而另一半回转泵送空气返回到进气装置68外。蠕动泵组件14可以与可以用作系统故障检测器的次级轮胎压力监测系统(TPMS)(未示出)一起使用。TPMS可以用于检测轮胎组件10的自我充气系统中的任意故障，并提醒用户这种状态。
轮胎空气维持系统10可以进一步包含可变压力泵花纹沟56，所述可变压力泵花纹沟56具有一个或多个向内定向的脊或者花纹条66，所述脊或者花纹条66接合并压缩空气管42的与这种花纹条相对的部段。花纹条的节距或者频率可以朝出气装置70增加，以便通过压缩管42来逐渐减小通路43内的空气体积。空气体积的减小能够使通路43内的空气压力增加，由此促进空气流从管42更有效地流入轮胎空腔40中。管压力的增加可以通过花纹沟56的花纹条66与沿管长度具有均匀尺寸的管42的接合来实现。管42因此能够由均匀的尺度以及相对较小的尺寸制成，而不会使流向轮胎空腔40的用于维持空气压力的空气的流动压力打折。脊66的节距和振幅都可以改变，以更好地实现通路43内的所需压力增加。
充气轮胎中的结构可能需要将某些刚性零部件、功能装置和/或连接器嵌入粘合到轮胎的橡胶上。例如，以上描述的示例空气维持轮胎10的结构14、42、68、70、101、202等可能需要嵌入/粘合。这种结构14、42、68、70、101、202等在轮胎10的操作状态期间通常会遇到高应力。因此，需要这种结构14、42、68、70、101、202等的强力结合，因为在结构14、42、68、70、101、202等的表面处的结合破坏可能会导致组件14和/或轮胎10作为整体的完整性的破坏。
例如，聚酰胺肘形结构70可以被结合至轮胎10，以限定出内置的管状空腔(图3C)。该结构70从而能够允许压缩空气重新通向泵组件14并从这里进入轮胎空腔40中，以及与外部形成连接以向泵组件提供新鲜的非受压的空气。
以上描述的自我充气轮胎技术(SIT/AMT)的建立可能需要依据本发明的过滤器200作为这种充气轮胎12的一部分，以在空气进入轮胎空腔40中之前过滤空气。过滤器200可能需要充分高的空气渗透性，以及可接受的成本、化学和机械耐久性、留住水的能力和/或复杂性。过滤器200因此可以由多孔性塑料构成。
通常，多孔性塑料(例如，聚丙烯、聚乙烯、特氟隆(聚四氟乙稀)等)被提供来作为用于若干应用的空气过滤材料。这些多孔性塑料将形状上的柔性、化学耐久性、留住水的潜力、低复杂性和低制造成本组合起来，以展示一种对于比如充气轮胎12等SIT/AMT轮胎来说新颖且极其有用的过滤材料。空气渗透性、化学耐久性和水分离潜力这些性能可以被降低至与孔径分布和聚合物类型有关的仅仅材料性能。作为一个示例，螺丝可以由多孔性塑料制成，从而不需要将材料嵌入金属或者塑料框架材料中(例如，螺纹以机械方式将过滤器200固定至充气轮胎12)。这能够使复杂性降低至可能的最低水平，并相应地使过滤器200和/或过滤器组件的制造成本最低化。
如图1所示，可以将由多孔性塑料材料形成的平头螺丝200拧入已嵌入充气式自我充气轮胎12的侧壁30、32中的连接器202中，从而过滤与大气之间的空气流，穿过过滤器200，进入轮胎空腔40中。这种过滤器200也可以作为旋转并受到载荷的充气轮胎12的一部分而良好地保持。此外，这种过滤器200包括超过常规编织金属过滤器的改进，因为腐蚀被消除、留住水的能力得到增强、并且成本和复杂性得到降低。
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示例和细节，但对本领域的技术人员来说显而易见的是，在不背离本发明的范围的情况下，可以在其中做出各种变化和变型。因此，应理解的是，可以在所描述的特定示例中做出变化，其将落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 (10)

1. 一种充气轮胎组件，其特征在于：
具有充气空腔的轮胎；
过滤元件，所述过滤元件设置在充气空腔与大气之间，所述过滤元件由多孔性塑料构成，所述过滤元件具有用于将所述过滤元件固定至所述充气轮胎的螺纹；
第一侧壁和第二侧壁，其分别从第一轮胎胎圈区域和第二轮胎胎圈区域向轮胎胎面区域延伸，所述第一侧壁具有至少一个弯曲区域，所述至少一个弯曲区域在沿径向处于滚动轮胎印迹内时可操作地弯曲；和
侧壁花纹沟，所述侧壁花纹沟由位于第一轮胎侧壁的弯曲区域内的花纹沟壁限定出，所述侧壁花纹沟在沿径向处于滚动轮胎印迹内时响应于第一侧壁的弯曲区域的弯曲，在非变形状态与变形的收缩状态之间逐段变形，
空气通路，由所述侧壁花纹沟限定出，并在沿径向处于滚动轮胎印迹内时响应于所述侧壁花纹沟的相应逐段变形，在膨胀状态与至少部分地坍缩的状态之间逐段变形。
2. 如权利要求1所述的充气轮胎组件，其特征在于，所述过滤元件由聚酰胺构成。
3. 如权利要求1所述的充气轮胎组件，其特征在于，所述过滤元件进一步包括连接器，其具有的螺纹与所述过滤元件的螺纹相对应。
4. 如权利要求3所述的充气轮胎组件，其特征在于，所述连接器在与所述螺纹分离的位置处固定至所述充气轮胎。
5. 如权利要求1所述的充气轮胎组件，进一步包括施加至所述连接器的裸露表面的底层。
6. 如权利要求5所述的充气轮胎组件，进一步包括施加至所述连接器的面层。
7. 如权利要求6所述的充气轮胎组件，其特征在于，复合胶结剂被施加至所述连接器。
8. 如权利要求7所述的充气轮胎组件，其特征在于，所述底层在180℃向所述连接器的裸露表面上干燥8分钟。
9. 如权利要求8所述的充气轮胎组件，其特征在于，所述连接器在180℃向所述连接器的底层上干燥8分钟。
10. 如权利要求9所述的充气轮胎组件，其特征在于，所述复合胶结剂从所述面层之上的溶剂中的均匀浆料制备而成。
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