CN103722991B - 自充气轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自充气轮胎。一种自充气轮胎组件包括连接至轮胎并限定出空气通路的空气管，所述空气管由柔性材料构成，所述空气管可操作以允许与轮胎印迹相对的空气管部段变扁从而关闭通路，并弹性地恢复成原始构造。空气管沿与轮胎旋转方向相反的方向被轮胎印迹顺次地压扁，以沿通路将空气泵送至入口装置以从通路排气，或者泵送至出口装置以引入轮胎胎腔中。

Description

自充气轮胎

技术领域

本发明总体涉及自充气轮胎，更具体地涉及用于这种轮胎的泵机构。

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。轮胎的自然状态是处于充气状态。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自充气特征，其将使轮胎自充气，从而补偿随着时间推移的任何轮胎压力下降，而不需要驾驶员的介入。

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载荷和压力下，轮胎胎面与平坦表面的接触胎片或接触区域。

“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。

“横向”意指轴向方向。

“横向边缘”意指在正常载荷和轮胎充气情况下测量的、与轴向最外侧的胎面接触胎片或印迹相切的线，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横向边缘之间的接地胎面元件的总面积除以横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)”意指沿径向朝向或远离轮胎的旋转轴线的方向。

“肋”意指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横向边缘限定出，该条在横向方向上未被全深度沟槽分割。

“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，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”意指通过具有相邻沟槽的形状限定出的肋或块状元件。

“胎面弧宽”意指如在胎面的横向边缘之间测得的胎面的弧长。

发明内容

具体而言，本发明包括以下技术方案：

1. 一种自充气轮胎组件，包括：

轮胎，所述轮胎具有轮胎胎腔、分别从第一轮胎胎圈区和第二轮胎胎圈区延伸至轮胎胎面区的第一侧壁和第二侧壁；

位于所述轮胎中的通路，定位在所述通路中的泵，所述泵包括管，多个止回阀安装在所述管中并彼此间隔开并且形成多个管部段，所述管具有与大气流体连通的第一端和与所述轮胎胎腔流体连通的第二端。

2. 如技术方案1所述的自充气轮胎组件，其中，止回阀被定位在所述管的第一端。

3. 如技术方案1所述的自充气轮胎组件，其中，止回阀被定位在所述管的第二端。

4. 如技术方案1所述的自充气轮胎组件，其中，所述通路形成在所述侧壁中。

5. 如技术方案1所述的自充气轮胎组件，其中，所述通路是环形的。

6. 如技术方案1所述的自充气轮胎组件，其中，所述通路形成在所述胎面中。

7. 一种自充气轮胎组件，包括：

轮胎，所述轮胎具有轮胎胎腔、分别从第一轮胎胎圈区和第二轮胎胎圈区延伸至轮胎胎面区的第一侧壁和第二侧壁；

位于所述轮胎中的通路，定位在所述通路中的第一泵和第二泵，每个泵包括管，多个止回阀安装在所述管中并彼此间隔开并且形成多个管部段，所述管具有与大气流体连通的第一端和与所述轮胎胎腔流体连通的第二端；

其中，所述第一泵具有的止回阀沿第一流动方向取向，而所述第二泵具有的止回阀沿相反于所述第一流动方向的第二流动方向取向。

8. 如技术方案7所述的自充气轮胎组件，其中，所述第一泵和第二泵使它们相应的管入口共同设置。

9. 如技术方案1或7所述的自充气轮胎组件，提供泵送作用来关于轮胎安装和/或轮胎旋转方向对轮胎胎腔充气。

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是在其中安装有泵组件的轮胎的侧视图；

图2是图1的轮胎的胎圈区域的截面图；

图3是泵组件的第一实施例的截面图；

图4～6示出了泵组件的组装；

图7示出了当轮胎旋转时在泵向轮胎胎腔的操作期间的轮胎的侧视图；

图8是泵组件的第二实施例的截面图；

图9～12示出了泵组件的第三实施例。

具体实施方式

参见图1和2，本发明的轮胎组件10包括轮胎12和泵组件14。轮胎以常规方式安装至常规轮胎轮辋16。轮胎为常规构造，具有地面接合胎面区38和从胎面延伸至安装于轮辋16上的胎圈区域34的一对侧壁32。轮胎和轮辋封闭出用于保持压缩空气的轮胎胎腔30。

如图1和2所示，泵组件14包括泵41，所述泵41被组装成使通路43被设置在轮胎的侧壁区域中，优选靠近胎圈区。虽然泵41的定位被具体图示为靠近胎圈区34和轮辋表面26，但是它并不局限于此，可以位于轮胎的任何区，比如经受压缩的侧壁或者胎面中的任何地方。

通路43形成于轮胎中，优选形成于轮胎的侧壁中，并且优选在形状上为环形。泵41在由比如塑料、硅树脂、弹性体或者橡胶化合物等弹性、柔性材料形成的轮胎中由管或者预先模制的管形制成，并且能够在管受到外力而变形成压扁状态和去除这种力后恢复成原始状态时经受反复的变形周期。管具有直径，该直径足以可操作地通过足以达到本文所描述的目的一定体积的空气，并允许管定位在轮胎组件内的可操作位置，如下面将描述的。优选地，管具有圆形截面形状，但是也可以采用比如椭圆形或者透镜形状等其它形状。

图4示出了泵是如何构造的。泵由管60形成，所述泵优选包括用于接收微型止回阀50的一个或多个可选的套状部(pockets)62。微型止回阀优选为鸭嘴止回阀，但是也可以采用其它类型的微型止回阀，比如伞阀或者球阀等。止回阀50被插入管60中。如果采用了套状部62，则止回阀被插入每个套状部62中，如图5所示。止回阀50彼此间隔所需距离L。L可以范围为大约12mm～大约150mm，而这取决于轮胎尺寸/负载能力和轮胎充气极限。止回阀沿同一方向排列。可以在图5的组件之上施加如图6所示的可选的橡胶覆盖条66。

图3示出了被配置到泵41中的管60。泵41具有入口端41a和出口端41b，而所述多个止回阀50被配置在管中并隔开距离L。入口端41a与大气流体连通。管的出口端与轮胎胎腔30流体连通。如图所示，入口端41a和出口端41b隔开在大约330～360度的范围内。可以采用其它变型，比如如图8所示的两个180度泵，或者其它角度变型，比如270度(未示出)等。泵的出口端41b延伸到轮胎胎腔中，以便它与轮胎胎腔流体连通。出口端可以进一步包括可选的止回阀45，用以防止空气从胎腔回流到泵41中。

如从图7和图3将理解的，随着轮胎沿旋转方向88旋转，相对于地面98形成印迹100。压缩力104从印迹100被引导入轮胎中，并发挥作用以压扁泵41的部段110。泵41的部段110的压扁迫使空气从压扁部段110沿箭头84所示方向流过止回阀50并进入相邻部段110’中。止回阀50防止空气在每个管部段中的逆流(逆时针)。

随着轮胎继续沿方向88旋转，泵管41被逐段110、110’、110''顺次地压扁或者受到挤压。泵管41的逐段顺次压扁使位于压扁部段之间的空气柱沿方向84被泵送至泵的出口然后进入轮胎胎腔中。被挤压或者压扁的管部段的行进可以看成沿顺时针方向移动，相反于沿方向88的轮胎旋转。随着部段110移动离开印迹100，来自印迹区的轮胎内的压缩力被消除，并且随着部段110被来自入口端的空气重新充注，部段110能自由地弹性重新构造成未被压扁的状态。然后对于每次轮胎回转重复上述循环，每次旋转导致被泵送的空气进入轮胎胎腔中。即使轮胎旋转方向88相同于方向84，泵41也将沿方向84产生相似的泵动作(通过止回阀控制流动方向来实现双向泵送)，但泵送效率略低。

图8分别地示出了第二实施例的第一和第二泵组件100、110。第一和第二泵组件被构造成两个180度泵100、110。每个泵100,110包括在其中安装有多个止回阀50的管60。泵100使所述多个止回阀取向成允许流体沿顺时针方向流动，该方向相反于轮胎旋转。止回阀防止流体沿轮胎旋转的方向流动。泵110使其入口端110a取向成相邻于泵100的入口端100a。入口端100a、110a各自与大气流体连通。泵110使其止回阀50取向成允许流体沿逆时针方向流动，该方向相同于轮胎旋转方向。优选地，止回阀50被设置在管的入口端100a、110a处和出口端100b、110b处。止回阀50防止从轮胎胎腔回流到管100,110中。管的出口端100b,110b优选被共同设置(co-located)，并且各自与轮胎胎腔30流体连通。

第二实施例的第一和第二泵组件100,110操作上类似于以上描述的泵41。随着轮胎沿逆时针方向旋转，泵100中的空气从在印迹下方挤压管的轮胎沿顺时针方向被挤压。空气被迫使从一个部段120流过止回阀50然后进入相邻部段中。随着轮胎继续旋转，空气被渠化引导流过止回阀50和部段20直到空气到达管的出口。空气被迫使进入轮胎胎腔中，从而充注轮胎。随着轮胎旋转成与第二泵110接触，泵送将继续进行，但泵送效率略低，如段落[0028](本段往上数第二段)中所描述的。不管轮胎旋转/安装方向如何，这种形式的组件都提供相同的泵送效率。

第三实施例的泵组件300在图9～12中示出。泵组件300包括多个管段310。介于管段之间的是多个基底320。每个基底320在截面上是实心的，但除了至少两个孔322、324，优选为三个孔322、324、326。止回阀340的阀杆342被插入孔324中。止回阀340具有圆形部分344，所述圆形部分344定位以覆盖孔322、326。管部段通过容纳止回阀的基底320被连结在一起，从而使得止回阀均沿同一方向排列，如图11所示。可以如图12所示在管、基底和止回阀组件之上施加可选的覆盖条。

鉴于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的目的而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，在不背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，能够在所描述的特定实施例中做出变化，其将落入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 (8)

1.一种自充气轮胎组件，其特征在于：

轮胎，所述轮胎具有轮胎胎腔、分别从第一轮胎胎圈区和第二轮胎胎圈区延伸至轮胎胎面区的第一侧壁和第二侧壁；

位于所述轮胎中的通路，定位在所述通路中的泵，所述泵包括管，多个止回阀安装在所述管中并彼此间隔开并且形成多个管部段，所述管具有与大气流体连通的第一端和与所述轮胎胎腔流体连通的第二端，其中第一端和第二端隔开330～360度，

其中，多个基底介于多个管部段之间，多个管部段通过容纳止回阀的基底被连结在一起，从而使得止回阀均沿同一方向排列。

2.如权利要求1所述的自充气轮胎组件，其特征在于，止回阀被定位在所述管的第一端。

3.如权利要求1所述的自充气轮胎组件，其特征在于，止回阀被定位在所述管的第二端。

4.如权利要求1所述的自充气轮胎组件，其特征在于，所述通路形成在所述侧壁中。

5.如权利要求1所述的自充气轮胎组件，其特征在于，所述通路是环形的。

6.如权利要求1所述的自充气轮胎组件，其特征在于，所述通路形成在所述胎面中。

7.一种自充气轮胎组件，其特征在于：

轮胎，所述轮胎具有轮胎胎腔、分别从第一轮胎胎圈区和第二轮胎胎圈区延伸至轮胎胎面区的第一侧壁和第二侧壁；

位于所述轮胎中的通路，定位在所述通路中的第一泵和第二泵，每个泵包括管，多个止回阀安装在所述管中并彼此间隔开并且形成多个管部段，所述管具有与大气流体连通的第一端和与所述轮胎胎腔流体连通的第二端，其中第一端和第二端隔开330～360度；

其中，所述第一泵具有的止回阀沿第一流动方向取向，而所述第二泵具有的止回阀沿相反于所述第一流动方向的第二流动方向取向，

其中，多个基底介于多个管部段之间，多个管部段通过容纳止回阀的基底被连结在一起，从而使得止回阀均沿同一方向排列。

8.如权利要求7所述的自充气轮胎组件，其特征在于，所述第一泵和第二泵使它们相应的管入口共同设置。