CN104608566A - 空气维持轮胎及安全阀组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及空气维持轮胎及安全阀组件。空气维持轮胎及泵组件包括：轮胎，其具有轮胎空腔、分别从第一和第二轮胎胎圈区域延伸至轮胎胎面区域的第一和第二侧壁；包围在侧壁的弯曲区域内的细长的大致环形的空气通路，空气通路在侧壁的弯曲区域邻近滚动的轮胎印迹通过时操作地逐段关闭和打开以沿着空气通路泵送空气；空气入口端口组件，其耦连至空气通路并与空气通路气流连通，空气入口端口组件可操作以将入口空气从轮胎外侧引导到空气通路中，空气入口端口组件包括入口控制阀和用于使空气移入轮胎空腔而在空气通路中与入口控制阀180°相对定位的出口三通结构，入口控制阀包括用于确保气流仅进入并且不离开入口控制阀、空气通路、对应的简单三通入口结构和轮胎空腔的两个入口止回阀；以及压力安全阀，其用于使与空气通路的最末段体积加上出口三通结构的体积相等的体积卸压。

Description

空气维持轮胎及安全阀组件
技术领域
本发明大体上涉及空气维持轮胎，更具体地说涉及一种安全阀组件。
背景技术
正常的空气扩散随着时间的过去降低轮胎压力。轮胎的通常状态是充气不足的。因此，驾驶员必须重复地行动，以维持轮胎压力，或者他们将看到降低的燃料经济性、轮胎寿命和/或降低的车辆制动与操纵性能。已提出轮胎压力监测系统，以便当轮胎压力明显地低时警告驾驶员。然而，这样的系统仍依赖于当警告要给轮胎重新充气至推荐压力时驾驶员采取补救措施。因此，理想的是，将空气维持特征结合在轮胎内，从而保持轮胎内的适当空气压力而不需要驾驶员介入来补偿轮胎压力随着时间的过去的任何降低。
发明内容
一种空气维持轮胎及泵组件包括：轮胎，其具有轮胎空腔、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，其被包围在侧壁的弯曲区域内，空气通路在侧壁的弯曲区域邻近滚动的轮胎印迹通过时操作地逐段关闭和打开，以沿着所述空气通路泵送空气；空气入口端口组件，其耦连至空气通路并与空气通路气流连通，空气入口端口组件可操作以将入口空气从轮胎的外侧引导到空气通路中，空气入口端口组件包括入口控制阀和出口三通结构，所述出口三通结构在空气通路中定位成180°相反于入口控制阀以便将空气移动到轮胎空腔中，入口控制阀包括用于确保气流仅进入并且不离开入口控制阀、空气通路、对应的简单三通入口结构和轮胎空腔的两个入口止回阀；以及压力安全阀，其用于使与空气通路的最末段体积加上出口三通结构的体积相等的体积卸压。
根据组件的另一方面，入口止回阀为球形止回阀。
根据组件的又一方面，出口三通结构包括用于确保气流仅进入并且不离开轮胎空腔的两个出口止回阀。
根据组件的又一方面，出口止回阀为球形止回阀。
根据组件的又一方面，第一夹点由空气通路的邻近滚动的轮胎印迹的部分限定，使得第一夹点绕轮胎在顺时针方向上旋转。
根据组件的又一方面，当第一夹点在顺时针方向上旋转的时候，空气通路的两个180°的部分都将空气泵送到轮胎空腔中。
根据组件的又一方面，第二夹点由空气通路的邻近滚动的轮胎印迹的部分限定，使得第二夹点绕轮胎在逆时针方向上旋转。
根据组件的又一方面，当第二夹点在顺时针方向上旋转的时候，空气通路的两个180°的部分都将空气泵送到轮胎空腔中。
一种用于将空气泵送到轮胎的轮胎空腔中的方法包括步骤：当侧壁的弯曲区域邻近滚动的轮胎印迹通过的时候，操作地逐段关闭和打开轮胎的侧壁内的环形空气通路，以沿着空气通路泵送空气；在入口空气通路接头处使空气入口端口组件耦连至空气通路并与空气通路气流连通；通过空气入口端口组件将入口空气从轮胎的外侧引导到空气通路中，使得空气通路的夹点绕并沿着空气通路行进；以及由压力安全阀将与空气通路的最末段体积加上出口三通结构的体积相等的体积卸压。
根据方法的另一方面，方法还包括的步骤是，使夹点旋转至正好在出口三通结构右边的一点钟位置，使得夹点移动离开出口三通结构。
根据方法的又一方面，方法还包括的步骤是，使夹点相对于出口三通结构旋转至四点钟位置，使得夹点移动离开出口三通结构，使得空气被推到轮胎空腔中。
根据方法的又一方面，方法还包括的步骤是，使夹点相对于出口三通结构旋转至七点钟位置，使得夹点朝着出口三通结构移动。
根据方法的又一方面，方法还包括的步骤是，使夹点相对于出口三通结构旋转至九点钟位置，使得夹点朝着出口三通结构移动，使得继续迫使空气从九点钟位置流过空气通路到出口三通结构并进入轮胎空腔，并且同时，空气通路的后续部分中的真空迫使后续部分用通过入口控制阀的空气填充。
根据方法的又一方面，方法还包括的步骤是，使夹点相对于出口三通结构旋转至十一点钟位置，使得当继续迫使空气从十一点钟位置流过空气通路到出口三通结构并进入轮胎空腔的时候，夹点朝着出口三通结构移动，并且同时，后续部分中的真空继续用通过入口控制阀的空气填充。
根据方法的又一方面，所有前述步骤在夹点于顺时针和逆时针方向上旋转时进行。
本申请还包括如下方案：
1. 一种空气维持轮胎及泵组件，其特征在于，包括：
轮胎，其具有轮胎空腔、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，其被包围在所述侧壁的弯曲区域内，所述空气通路在所述侧壁的所述弯曲区域邻近滚动的轮胎印迹通过时操作地逐段关闭和打开，以沿着所述空气通路泵送空气；
空气入口端口组件，其耦连至所述空气通路并与所述空气通路气流连通，所述空气入口端口组件能够操作以将入口空气从所述轮胎的外侧引导到所述空气通路中，所述空气入口端口组件包括入口控制阀和出口三通结构，所述出口三通结构在所述空气通路中定位成与所述入口控制阀180°相反定位以便将空气移动到所述轮胎空腔中，所述入口控制阀包括两个入口止回阀，以便确保气流仅进入并且不离开所述入口控制阀、所述空气通路、对应的简单三通入口结构和所述轮胎空腔；以及
压力安全阀，其用于使与所述空气通路的最末段体积加上所述出口三通结构的体积相等的体积卸压。
2. 根据方案1所述的空气维持轮胎及泵组件，其特征在于，所述入口止回阀为球形止回阀。
3. 根据方案1所述的空气维持轮胎及泵组件，其特征在于，所述出口三通结构包括用于确保气流仅进入并且不离开所述轮胎空腔的两个出口止回阀。
4. 根据方案3所述的空气维持轮胎及泵组件，其特征在于，所述出口止回阀为球形止回阀。
5. 根据方案1所述的空气维持轮胎及泵组件，其特征在于，第一夹点由所述空气通路的邻近所述滚动的轮胎印迹的部分限定，使得所述第一夹点绕所述轮胎在顺时针方向上旋转。
6. 根据方案5所述的空气维持轮胎及泵组件，其特征在于，当所述第一夹点在所述顺时针方向上旋转的时候，所述空气通路的两个180°的部分都将空气泵送到所述轮胎空腔中。
7. 根据方案6所述的空气维持轮胎及泵组件，其特征在于，第二夹点由所述空气通路的邻近所述滚动的轮胎印迹的部分限定，使得所述第二夹点绕所述轮胎在逆时针方向上旋转。
8. 根据方案7所述的空气维持轮胎及泵组件，其特征在于，当所述第二夹点在所述顺时针方向上旋转的时候，所述空气通路的所述两个180°的部分都将空气泵送到所述轮胎空腔中。
9. 一种用于将空气泵送到轮胎的轮胎空腔中的方法，其特征在于，包括步骤：
当侧壁的弯曲区域邻近滚动的轮胎印迹通过的时候，操作地逐段关闭和打开所述轮胎的所述侧壁内的环形空气通路，以沿着所述空气通路泵送空气；
在入口空气通路接头处使空气入口端口组件耦连至所述空气通路并与所述空气通路气流连通；
通过所述空气入口端口组件将入口空气从所述轮胎的外侧引导到所述空气通路中，使得所述空气通路的夹点绕并沿着所述空气通路行进；以及
由压力安全阀使与所述空气通路的最末段体积加上所述出口三通结构的体积相等的体积卸压。
10. 根据方案9所述的方法，其特征在于，还包括步骤：使所述夹点旋转至正好在出口三通结构右边的一点钟位置，使得所述夹点离开所述出口三通结构移动。
11. 根据方案10所述的方法，其特征在于，还包括步骤：使所述夹点相对于所述出口三通结构旋转至四点钟位置，使得所述夹点离开所述出口三通结构移动，使得空气被迫入到轮胎空腔中。
12. 根据方案11所述的方法，其特征在于，还包括步骤：使所述夹点相对于所述出口三通结构旋转至七点钟位置，使得所述夹点朝着所述出口三通结构移动。
13. 根据方案12所述的方法，其特征在于，还包括步骤：使所述夹点相对于所述出口三通结构旋转至九点钟位置，使得所述夹点朝着所述出口三通结构移动，使得继续迫使空气从所述九点钟位置流过所述空气通路到所述出口三通结构并进入所述轮胎空腔，并且同时，所述空气通路的后续部分中的真空迫使所述后续部分用通过所述入口控制阀的空气。
14. 根据方案13所述的方法，其特征在于，还包括步骤：使所述夹点相对于所述出口三通结构旋转至十一点钟位置，使得当继续迫使空气从所述十一点钟位置流过所述空气通路到所述出口三通结构并进入所述轮胎空腔的时候，所述夹点朝着所述出口三通结构移动，并且同时，所述后续部分中的真空继续用通过所述入口控制阀的空气填充。
15. 根据方案14所述的方法，其特征在于，所述步骤在所述夹点于顺时针和逆时针方向上旋转时进行。
定义
轮胎的“扁平率”表示其截面高度(SH)与其截面宽度(SW)的比，其乘以100%以表示为百分比。
“不对称胎面”表示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。
“轴向的”和“轴向地”表示平行于轮胎的旋转轴线的线或方向。
“球形止回阀”是其中要阻止气流的可动部分的关闭构件为球面球的止回阀。在有些球形止回阀中，球是弹簧加载的，以帮助其关闭，并需要对球上的特定大小的上游压力，以克服用于阀打开的阀弹簧的偏压。球形止回阀的主阀座的内表面可以是锥形渐缩的，以便当阻止反向流动时将球引导到阀座中并形成可靠密封。
“胎圈包布”是置于轮胎胎圈外侧的狭窄的带形材料，用于防止帘布层磨损和被轮辋切割并且分散轮辋上方的挠曲。
“止回阀”是在本体中具有两个开口的双端口阀，一个用于空气进入，并且另一个用于空气离开。
“周向的”表示沿着垂直于轴向方向的环形胎面的表面的周边延伸的线或方向。
“开启压力”是阀将操作的最低上游压力。典型地，止回阀设计用于并因此能指定用于特定的开启压力。
“下游”是离开功率源的方向，即离开气流源的方向。在阀的背景下，“下游”指的是当阀上的“上游”气流施加足以打开阀的开启压力时，空气从阀流出来的阀的一侧。
“赤道中心面(CP)”表示垂直于轮胎旋转轴线且穿过胎面中心的平面。
“印迹”表示在零速度下以及在标准载荷和压力下轮胎胎面与平坦表面的接地面积或接触区域。
“花纹沟”表示侧壁中的细长空隙区，其可以以直线、弯曲或之字形的方式绕胎面圆周或侧向地延伸。圆周和侧向延伸的花纹沟有时具有共同部分。“花纹沟宽度”等于被其宽度正被讨论的花纹沟或花纹沟部分占据的表面积除以这样的花纹沟或花纹沟部分的长度；因而，花纹沟宽度是花纹沟在其长度上的平均宽度。花纹沟在轮胎中可具有变化的深度。花纹沟的深度可围绕胎面的圆周改变，或者一个花纹沟的深度可以是恒定的，但与轮胎中的另一花纹沟的深度不同。如果这样的窄或宽的花纹沟同使它们互连的宽圆周花纹沟比较起来具有明显减小的深度，则它们被认为是形成倾向于维持所涉及的胎面区域中的花纹条状特性的“加强桥”。
“内侧面”表示轮胎安装在车轮上且车轮安装在车辆上时最靠近车辆的轮胎侧面。
“侧向的”表示轴向方向。
“侧向边缘”表示在标准载荷和轮胎充气情况下测量的、与轴向最外的胎面接地面积或印迹相切的线，这些线平行于赤道中心面。
“净接触区域”表示在围绕胎面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总面积。
“非定向胎面”表示如下胎面：没有优选的前进行进方向也不要求设置在车辆上特定的车轮位置从而确保胎面花纹与优选的行进方向对准。相反，定向胎面花纹具有要求特定车轮定位的优选行进方向。
“外侧面”表示轮胎安装在车轮上且车轮安装在车辆上时离车辆最远的轮胎侧面。
“蠕动的”表示通过波状收缩沿着管状通道推进诸如空气的内含物的方式操作。
“径向的”和“径向地”意味着径向地朝着或远离轮胎的旋转轴线的方向。
“肋”表示胎面上圆周延伸的橡胶条，其由至少一个周向沟槽以及第二个这样的沟槽或侧向边缘中任一个限定，该条在侧向方向上未被全深度沟槽分开。
“细缝”表示模制到轮胎胎面元件中、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关闭，这与轮胎印迹中保持敞开的花纹沟相反。
“胎面元件”或“牵引元件”表示由邻近沟槽的形状限定的肋或块元件。
“胎面弧宽”表示在胎面侧向边缘之间测量的胎面弧长。
“上游”是朝着气流功率源的方向，即空气从其流出或来自的方向。在阀的背景下，“上游”指的是当阀上的“上游”气流施加足以打开阀的开启压力时，空气流入的阀的一侧。
附图说明
将作为示例并参考附图描述本发明，其中：
图1是具有用于本发明的示例的蠕动泵和入口阀的轮胎、轮辋和管道的轴测图。
图2A是在轮胎靠着地面逆时针旋转并建立印迹的情况下的图1的轮胎及示例蠕动泵组件的侧视图。
图2B是在轮胎靠着地面顺时针旋转的情况下的图1的轮胎及示例蠕动泵组件的侧视图。
图3A是具有在关闭位置中的双端口入口控制阀的图1的示例蠕动泵的入口进口的横截面示意图。
图3B是在轮胎于逆时针方向上旋转的情况下、具有在可操作以填充轮胎的打开位置中的双端口入口控制阀的图1的示例蠕动泵的入口进口的横截面示意图。
图3C是在轮胎于顺时针方向上旋转的情况下、具有填充轮胎的双端口入口控制的双向阀的图1的示例蠕动泵的入口进口的横截面示意图。
图4A是具有在关闭位置中的替代性构成的双向五端口入口控制阀的图1的示例蠕动泵的入口进口的横截面示意图。
图4B是在轮胎于逆时针方向上旋转的情况下、具有在可操作以填充轮胎的打开位置中所示的替代性构成的双向五端口入口控制阀的图1的示例蠕动泵的入口进口的横截面示意图。
图4C是在轮胎于顺时针轮胎旋转中旋转的情况下、具有填充轮胎的替代性构成的五端口入口控制的双向阀的图1的示例蠕动泵的入口进口的横截面示意图。
图5A是在轮胎于逆时针旋转的情况下、其中阀已在其中结合五端口调节器的填充轮胎的替代性示例蠕动泵双向阀的入口进口的横截面示意图。
图5B是在轮胎于顺时针旋转的情况下并示出五端口调节器的填充轮胎的图5A的替代性示例蠕动泵双向阀的入口进口的横截面示意图。
图5C是在顺时针轮胎旋转的情况下并且阀在旁路模式下的图5B的替代性示例蠕动泵双向阀的入口进口的横截面示意图。
图5D是在逆时针轮胎旋转的情况下并且阀在旁路模式下的图5B的替代性示例蠕动泵双向阀的入口进口的横截面示意图。
图6是用于本发明的示例的蠕动泵与入口阀组件的示意图。
图7是在第一操作状况下的图6的示例蠕动泵与入口阀组件的操作位置的示意图。
图8是在第一操作状况下的图6的示例蠕动泵与入口阀组件的操作位置的示意图。
图9是根据本发明的安全阀组件的示意图示。
图10是根据本发明的另一安全阀组件的示意图示。
图11是根据本发明的又一安全阀组件的示意图示。
图12是根据本发明的又一安全阀组件的示意图示。
具体实施方式
参考图1、2A和2B，充气轮胎及泵组件可包括延伸至胎面14并包围由内衬25限定的轮胎空气空腔26的一对侧壁12。蠕动泵组件16可在侧壁的大体上高度弯曲的区域中附接至侧壁12中的一个或两者。蠕动泵组件16可包括：1)以与轮胎独立形成并在制造后的程序中与轮胎装配到一起的独立导管的形式的环形空气通路20；或者2)在轮胎制造期间在侧壁12内形成为一体的空隙的空气通路。空气通路20可被侧壁12包围，并且可沿着绕侧壁的当充气轮胎在负载下旋转的时候经历高的挠曲或弯曲的区域的环形路径延伸。如果以独立导管的形式，则导管可由能够经得起重复的循环变形的诸如塑料、橡胶和/或聚合复合物的弹性柔性材料形成，其中，导管变形成经受负载的压扁状况，并且当去除这样的负载时回到横截面大体上圆形的初始状况。如果空气通路一体地形成在侧壁内，则当轮胎在负载下旋转并操作地使对于在此描述的目的来说足够的空气体积通过的时候，空气通路同样经得起重复的循环变形和恢复。在美国专利No.8,113,254中描述了蠕动泵中的空气导管的总体操作，该美国专利通过参考在此并入。
空气通路20的相反端22、24可终止于入口端口组件28。入口端口组件28可被帖附，以当轮胎靠着地面132旋转的时候与轮胎一起旋转。轮胎的旋转形成靠着地面132的印迹134，其继而将压缩力138引入充气轮胎。压缩力138继而可在140处应用到空气通路20中，以便当轮胎在负载下旋转的时候引起通路的逐段塌陷。不管轮胎在图2A中的逆时针方向136上还是在图2B中的顺时针方向133上旋转，都可出现空气通路20的逐段塌陷。蠕动泵组件16因而在操作中是双向的或可反向的，以贯穿360度的轮胎旋转在气流的前向方向或反向方向上将空气连续地泵送到轮胎空腔26中。
当轮胎分别在图2A或2B的前向方向136和后向方向133上旋转的时候，不管通路是以独立的侧壁嵌入导管的形式还是以一体形成的空隙的形式，空气通路20都可被逐段压扁。空气通路20的逐段顺序压扁137可在与图2A和/或2B中的轮胎旋转的方向相反的方向142上移动。通路20的逐段顺序压扁137可将在方向142上待被泵送的来自压扁段的空气朝着入口端口组件28排出，在该入口端口组件28的位置，空气被引导至轮胎空腔26。轮胎空腔26内的空气压力因而可维持在期望的阈值压力。被入口端口组件28允许进入空气通路20的空气可补充被泵送到轮胎空腔26中的空气，或者如果不需要将轮胎压力维持在期望的水平，则可重新循环离开泵组件16。
入口端口组件28可包括调节器阀组件30和过滤空气进气端口32。在图3A至3C中示出了双端口双向入口控制组件28。图3A代表在关闭位置中的入口控制；图3B代表在气流逆时针移动并且轮胎顺时针旋转的情况下在打开位置中的入口控制；并且图3C代表在气流顺时针移动并且轮胎逆时针旋转的情况下在打开位置中的入口控制。应意识到的是，系统是双向的，其中，当轮胎在负载下旋转的时候，空气通路20内的气流在一个和/或两个方向上，其中，空气通路20内的气流的方向由轮胎旋转的前向或反向方向决定。替代性地，沿着空气通路20的泵送可贯穿充气轮胎在负载下的整个360度的旋转出现在任一方向上。
过滤空气进气端口32可定位在轮胎侧壁12的外表面，并且外部空气可被允许通过容纳在圆柱形壳体36内的蜂窝过滤器34进入进气端口。图3A示出了在其中防止来自轮胎外的空气穿过进气端口32的关闭状况(例如，当轮胎空腔26内的压力处于或高于调节压力阈值PREG时出现的状况)下的组件28。空气通路导管56可从过滤器壳体36延伸至调节器阀组件30，并且可将入口空气引导至阀组件。出口导管54可将气流从调节器阀组件30运送至连接导管40，该连接导管40将空气引导到邻近入口接头38并在入口接头38的相反侧上定位的相反引导的阀62、64中。如在此所使用地，“入口接头”可指的是将入口空气从组件28引导至直列式（inline）停止阀的上游侧的在空气通路20中的位置。在图3A至3C、4A至4C和5A至5D中示出了系统16的替代性示例。
调节器阀组件30可具有阀壳体42和驻留在缸或壳体腔室46内的阀活塞44。诸如弹簧48的偏压机构可对活塞44施加偏压力(参见图3B、3C中的箭头72)，以在缸46内将活塞向下偏压到如图3B和3C所指示的“打开”或“轮胎填充”位置中。当轮胎空腔26内的压力处于或者高于压力设定水平PREG时，压力将克服弹簧48的偏压力，并在缸46内将活塞44向上推到(参见箭头50)图3A的“关闭”或“无填充”位置中。活塞44可包括横过活塞44延伸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，并且空气不能横过活塞44流到导管54、56并从那里流到入口接头38。因此，在“关闭”位置中，防止气流到达入口接头38和到达阀62、64的上游侧。因而可用在图3A的关闭位置中的阀组件30阻止进入通路20的气流。
图3B示出了移动到“打开”位置的阀组件30。充气轮胎可在顺时针方向上旋转，以使得在逆时针方向上沿着通路20泵送空气。四个单向阀62、64、66、68的构造可如图3B所示地设置。两个直列式阀62、64可在入口接头38的相反侧上沿着导管40定位。两个直列式阀62、64可沿着导管40在相反的方向上打开，并且在这样的朝着打开状况下的两个直列式阀62、64的相应方向上引导气流。导管40可在阀62、64的下游侧与空气通路20连接。径向延伸的出口导管通路58、60从导管40与空气通路20的接头可延伸至轮胎空腔26。沿着导管58、60定位的可分别是两个出口单向阀66、68。阀66、68可取向成在朝着轮胎空腔26的方向上打开，以允许空气沿着导管58、60通过阀66、68并进入轮胎空腔的流动。
例如，单向阀62、64、66、68可以是球形止回阀或隔膜止回阀。当在阀62、64、66或68的上游侧的压力克服偏压弹簧并迫使球离开其座时，阀62、64、66、68可取向成在所示的方向上打开。活塞44可在由致动器弹簧48施加的偏压力下向下移动(如在附图中所看到地)。当轮胎空腔26内的空气压力PREG降至低于期望的压力阈值极限时，活塞44的移动可使横过活塞44的空气导管52与导管54、56对准，从而允许来自入口过滤器端口32的入口空气横过活塞导管52流到入口控制接头38并流到连接导管40。在靠着地面132顺时针旋转中(参见图2B)，轮胎可使与形成的轮胎印迹134相对的空气通路20逐段坍塌。坍塌端可形成真空，该真空继而可被通过入口端口组件28吸入的在逆时针方向142上的在空气通路20内的空气的流动逐段重新填充。
输入空气的逆时针流动打开单向阀64，以允许空气流入通路20并在逆时针方向上循环。当气流到达导管40与径向出口导管60的接头时，空气不能流过关闭的阀62，并因此必须流到出口阀68。气流迫使出口阀68打开，并继续如由箭头70所指示地允许空气进入轮胎空腔26(图3B)。当轮胎空腔26内的空气压力达到期望的预设水平时，抵御活塞44的轮胎压力可将活塞推到图3A的关闭位置中，并且到轮胎空腔的气流可中断(如上所述)。
如将从图3C理解，蠕动泵组件16的该操作同样可在反向的轮胎旋转方向上相似地操作。在图2A和3C中，在轮胎于逆时针方向上旋转的情况下，可在顺时针方向142上泵送空气。图3C示出了在这样的状况下的入口端口组件28和调节器阀组件30。如果轮胎空腔26内的压力低于预设的PREG，则活塞44被弹簧48偏压到打开位置中。活塞导管52可与导管54、56对准，并且可将气流引导至接头40。当重新填充通路20的排空段的时候，轮胎在逆时针方向上的旋转可使空气在顺时针方向74上流动。在顺时针方向上的气流打开单向阀62，并允许空气从导管40循环到通路20中。加压空气可在通路20中循环，并进入导管58，在此其抵御出口阀66引导，从而如由图3C的箭头70所指示地通过出口阀66流到轮胎空腔26。与图3C中一样，当气流到达导管40与径向出口导管58的接头时，空气不能流过关闭的阀64，并可流到出口阀66。如由箭头70所指示，迫使出口阀66打开的气流可继续到轮胎空腔26中。如上所述，当轮胎空腔26内的空气压力达到期望的预设水平PREG时，抵靠活塞44的面的轮胎压力可将活塞推到图3A的关闭位置中，并且到轮胎空腔的气流可中断。
图4A、4B和4C示出了其中调节器阀组件78可以是五端口入口控制构造的替代性示例实施例。在图4A中，阀组件处在其中没有空气输入到轮胎空腔26中的关闭位置中。图4B示出了在顺时针轮胎旋转方向和在逆时针方向上的气流的情况下的在打开位置中的阀组件。图4C示出了在逆时针轮胎旋转方向期间和在顺时针方向上的气流的情况下的在打开位置中的阀。在图4A、4B和4C所示的阀组件中，空气可被允许通过入口端口组件76进入系统到调节器阀组件78。入口端口组件76可包括过滤器入口端口80和容纳在过滤器壳体84内的过滤器体82。穿过过滤器体82的空气可经由入口导管86被引导至横向活塞导管88。由入口导管86与活塞导管88的交点形成的接头90也可设置在活塞92内。
在轮胎空腔26内的空气压力低于预设PREG水平的情况下，活塞92可被弹簧94偏压在由图4B和4C所代表的打开状况。如果轮胎空腔26内的空气压力处于或者高于PREG水平，则空腔空气压力可克服偏压弹簧94，并使活塞92在缸98内向上移动进入图4A的关闭位置。在关闭位置中，没有空气被泵送到轮胎空腔26中。
活塞92的横向导管88在图4B和4C的阀打开的状况下可与桥接导管100、102对准，并且当阀如图4A所示关闭时可与桥接导管100、102错位。四个单向阀106、108、110、112可定位成形成直列式阀108、110和出口阀106、112。直列式阀108、110可在离开接头90的相反方向上打开，并且出口阀112、106可朝着轮胎空腔26径向向内打开。出口阀106、112可分别驻留在耦连至通路20的出口导管103、101内。导管103、101可分别与桥接导管102、100相交并连接，并且径向向内超出出口阀112、106延续至在轮胎空腔26处的出口端22、24。
图4A、4B和4C的五端口阀构造的操作可与以上关于图3A、3B和3C的双端口阀所述的类似地操作。图2B、4B示出了在轮胎顺时针旋转的情况下打开并引起空气在通路20内的逆时针流动的调节器阀。允许通过输入阀组件76的空气可借助于导管86被引导至活塞92中的接头90。在接头90处，气流不能穿过关闭的阀108，并从而可打开阀110。气流在通路20内可在方向114上循环，以进入导管101。在导管101与桥接导管100的接头处的气流不能穿过关闭的阀108，并因而可被引导至打开的阀106，以允许泵送的气流进入轮胎空腔26。
图2A和4C示出了在轮胎于逆时针方向136上旋转的情况下的调节器阀的操作，以在顺时针填充方向118上泵送通路20内的气流。通路20中的气流118可如所示被引导至轮胎空腔26。阀在图2A和4C中的该轮胎旋转方向和反向气流方向上的操作可如上所述进行。当轮胎空腔26内的空气压力达到期望的预设水平PREG时，抵御活塞92的轮胎压力可将活塞推到图3A的关闭(导管错位)位置中，并且到轮胎空腔的气流可中断。低于预设的期望阈值水平PREG的在轮胎空腔26内的压力可使活塞92移动进入图4B和4C的打开位置，并使空气在如由轮胎旋转的方向所规定地指示的方向上在通路20中流动。空气的泵送可延续贯穿轮胎的360度的旋转，并且如所示可不管轮胎(和车辆)在前向还是反向方向上前进而出现。
图5A、5B、5C和5D示出了通过包含旁路阀120而变型的调节器阀组件78的另一示例。旁路阀120可以是压力控制阀，其被连接成当轮胎空腔26内的压力超过PSET或PREG值时旁通过止回阀106、112的开口。旁路阀120可确保当空腔内的空气压力处于或高于PSET或PREG压力阈值时，空气不能被引导到轮胎空腔26中。
当轮胎空腔26内的压力处于或高于PSET或PREG值时，旁路阀120可在任一方向上引导空气，从而使空气旁通至出口阀106、112，并防止过量空气引入到轮胎空腔中。旁路阀120可连接至导管120，其横跨活塞92并在相反端处连接至导管101、103。
图5A示出了在空腔压力低于阈值PSET或PREG、轮胎在顺时针方向上旋转并且填充空气在逆时针方向上绕通路20旋转的情况下的五端口旁路调节器。在图5A、5B、5C和5D的旁路调节器中，活塞92不可在相对于导管100、102的对准的打开取向与关闭的错位取向之间移动，而是可在所有填充模式下保持对准(例如，固定)。
参考图5A，空腔压力低于阈值PSET或PREG，以使旁路阀120关闭。在旁路阀120关闭的情况下，调节器与空气通路20的操作如以上参考图4B所讨论地进行。图5A和图4B代表了轮胎的顺时针旋转、空气通过过滤器入口端口80进入轮胎空腔26的流动(箭头124)和空气在通路20内的逆时针流动(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，只要空腔压力保持低于阈值PSET或PREG，旁路阀120就继续保持关闭。沿着旁路导管的气流(箭头128)从而被关闭的旁路阀120阻止。图5B中的气流及填充方向因而如以上关于图4B的相同类似状况操作所述地前进。图5B中在顺时针方向上循环的空气用于打开出口阀112，并使空气在方向130上进入轮胎空腔26。
在图5C中，在空腔压力处于或高于PSET或PREG的情况下，空气可在顺时针方向上循环，以旁通出口阀106、112并改为穿过打开的旁路阀120。出口阀106、112因而保持关闭，并且没有循环空气(箭头126)将穿过出口106、112并进入轮胎空腔26。图5D示出了在轮胎的相反的顺时针旋转和通过空气通路20的逆时针气流路径期间的旁路调节器的操作。与图5C中一样，图5D中的轮胎空腔压力高于阈值PSET或PREG，并且旁路阀126打开并引导逆时针气流(方向箭头126)通过旁路导管，而不是通过出口阀106、112。因而阻止进入轮胎空腔26的气流。图5A、5B、5C和5D的旁路调节器从而确保当空腔内的压力处于或高于设定阈值PSET或PREG时，绝不会迫使空气到轮胎空腔26中。
从前面应意识到的是，蠕动泵及调节器系统提供了用于将轮胎空腔26内的空气压力保持在期望的压力水平PSET或PREG、但处于不高于该期望压力水平的压力的手段。泵组件16可包括被包围在轮胎的弯曲区域内的细长的环形空气通路20。当轮胎的弯曲区域邻近滚动的轮胎印迹通过的时候，空气通路20可逐段操作地关闭和打开，以沿着空气通路泵送空气。泵组件16还可包括定位成在入口接头(38或90)处将外部空气引导到空气通路20中的空气入口端口组件28。一对直列式阀62、64(或108、110)可在相反的方向上将入口空气引导到空气通路20中。一对出口阀66、68(或106、112)可定位在相应直列式阀的下游侧，其中，出口阀将来自相应直列式阀的下游侧的双向流动引导从其通过并朝着轮胎空腔26。
入口端口组件28还可延伸在入口气流/空气入口进口与入口阀的上游侧之间的控制导管。活塞44可在阀弹簧48的影响下操作，以当轮胎空腔26内的空气压力高于阈值空气压力水平PSET或PREG时，中断通过控制接头38到入口阀的上游侧的入口空气。入口阀和出口阀可选择性地打开，其中在空气通路20内的双向气流由轮胎旋转的方向规定。
另一示例入口控制阀601可被用于与上述示例组件16相似的示例蠕动泵组件600。这样的组件600可以是双向的，并且可同时利用空气通路20的完全360°泵送长度(例如，一次不止180°)。示例组件600(图6-8)可包括入口控制阀601和出口三通结构612，该出口三通结构612定位成在空气通路20中与入口控制阀180°相对定位以便使空气移入轮胎空腔26中。入口控制阀601可包括两个入口止回阀621、622，用于确保气流仅进入并且不离开入口控制阀、空气通路20、对应的简单（plain）三通入口结构611和轮胎空腔26。如图6所示，入口止回阀621、622可以是球形止回阀。出口三通结构612可包括用于确保气流仅进入并且不离开轮胎空腔26的两个出口止回阀631、632。如图6所示，出口止回阀631、632可以是球形止回阀。
图7示意性地示出了在泵送循环的开始对于轮胎印迹134的顺时针旋转的示例组件600的操作(例如，一个轮胎旋转)。第一视图示出了正好在出口三通结构612右边的一点钟位置的夹点705(例如，邻近滚动的轮胎印迹134的侧壁12)，以离开出口三通结构移动。
当夹点705旋转至第二视图的四点钟位置的时候，迫使空气从四点钟位置流过空气通路20到出口三通结构612并进入轮胎空腔26。入口止回阀622和出口止回阀632分别阻止气流进入入口控制阀601和进入空气通路20的后续部分628。
当夹点705旋转至第三视图的七点钟位置的时候，继续迫使空气从七点钟位置流过空气通路20到出口三通结构612并进入轮胎空腔26。后续部分628、629中的真空现在可从入口控制阀601接收空气。
当夹点705旋转至第四视图的九点钟位置的时候，继续迫使剩余空气从九点钟位置流过空气通路20到出口三通结构612并进入轮胎空腔26。同时，后续部分628、629中的真空可继续用通过入口控制阀601的空气填充后续部分。
当夹点705旋转至第五视图的十一点钟位置的时候，继续迫使剩余空气从十一点钟位置流过空气通路20到出口三通结构612并进入轮胎空腔26。同时，后续部分628、629中的真空可继续用通过入口控制阀601的空气填充。这达成对于该顺时针旋转方向的一个泵送循环。当夹点705旋转回第一视图的一点钟位置的时候，新的泵送循环可对空气通路20的现在整个后续部分628、629中的整个306°的空气体积开始。
图8示意性地示出了在泵送循环的开始对于轮胎印迹134的逆时针旋转的示例组件600的操作(例如，一个轮胎旋转)。第一视图示出了正好在出口三通结构612左边的十一点钟位置的夹点805(例如，邻近滚动的轮胎印迹134的侧壁12)，以离开出口三通结构移动。
当夹点805旋转至第二视图的九点钟位置的时候，迫使空气从九点钟位置流过空气通路20到出口三通结构612并进入轮胎空腔26。入口止回阀622和出口止回阀631分别阻止气流进入入口控制阀601和进入空气通路20的后续部分628。
当夹点805旋转至第三视图的五点钟位置的时候，继续迫使空气从五点钟位置流过空气通路20到出口三通结构612并进入轮胎空腔26。后续部分628、629中的真空现在可从入口控制阀601接收空气。
当夹点805旋转至第四视图的九点钟位置的时候，继续迫使剩余空气从九点钟位置流过空气通路20到出口三通结构612并进入轮胎空腔26。同时，后续部分628、629中的真空可继续用通过入口控制阀601的空气填充后续部分。
当夹点805旋转至第五视图的一点钟位置的时候，继续迫使剩余空气从一点钟位置流过空气通路20到出口三通结构612并进入轮胎空腔26。同时，后续部分628、629中的真空可继续用通过入口控制阀601的空气填充。这达成对于该逆时针旋转方向的一个泵送循环。当夹点805旋转回第一视图的十一点钟位置的时候，新的泵送循环可对空气通路20的现在整个后续部分628、629中的整个306°的空气体积开始。
根据本发明的组件900甚至在过压空气进入轮胎空腔26之前可管理卸压(图9)。因此，卸压体积可等于最末段体积910+三通体积920，而不是整个轮胎空腔体积。三通920中的压力可从未超过预定的卸压压力(Prel)，并且轮胎空腔26中的压力可从未超过Prel。如果轮胎空腔压力低于Prel，则加压空气可从最末段910被送入轮胎空腔26。安装在轮胎外的安全阀930可完全排除调节器，从而减少对轮胎作出的孔/变型的数量。图10示出了具有组件900的2×180°泵送构造。图11示出了具有组件900的单180°泵送构造。图12示出了具有组件900的360°泵送构造。可对期望的性能调整轮胎内的控制阀的开启压力和/或卸压压力Prel(PSET=Prel-Pcrack)。
根据在此提供的本发明的说明，可能有本发明的变化。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显而易见的是，在不偏离本发明的范围的情况下可在其中做出各种变化和变型。因此，应理解的是，可在描述的如由所附权利要求所限定的本发明的完整预期范围内的特定示例中做出变化。

Claims (10)

1. 一种空气维持轮胎及泵组件，其特征在于，包括：
轮胎，其具有轮胎空腔、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，其被包围在所述侧壁的弯曲区域内，所述空气通路在所述侧壁的所述弯曲区域邻近滚动的轮胎印迹通过时操作地逐段关闭和打开，以沿着所述空气通路泵送空气；
空气入口端口组件，其耦连至所述空气通路并与所述空气通路气流连通，所述空气入口端口组件能够操作以将入口空气从所述轮胎的外侧引导到所述空气通路中，所述空气入口端口组件包括入口控制阀和出口三通结构，所述出口三通结构在所述空气通路中定位成与所述入口控制阀180°相反定位以便将空气移动到所述轮胎空腔中，所述入口控制阀包括两个入口止回阀，以便确保气流仅进入并且不离开所述入口控制阀、所述空气通路、对应的简单三通入口结构和所述轮胎空腔；以及
压力安全阀，其用于使与所述空气通路的最末段体积加上所述出口三通结构的体积相等的体积卸压。
2. 根据权利要求1所述的空气维持轮胎及泵组件，其特征在于，所述入口止回阀为球形止回阀。
3. 根据权利要求1所述的空气维持轮胎及泵组件，其特征在于，所述出口三通结构包括用于确保气流仅进入并且不离开所述轮胎空腔的两个出口止回阀。
4. 根据权利要求3所述的空气维持轮胎及泵组件，其特征在于，所述出口止回阀为球形止回阀。
5. 根据权利要求1所述的空气维持轮胎及泵组件，其特征在于，第一夹点由所述空气通路的邻近所述滚动的轮胎印迹的部分限定，使得所述第一夹点绕所述轮胎在顺时针方向上旋转。
6. 根据权利要求5所述的空气维持轮胎及泵组件，其特征在于，当所述第一夹点在所述顺时针方向上旋转的时候，所述空气通路的两个180°的部分都将空气泵送到所述轮胎空腔中。
7. 根据权利要求6所述的空气维持轮胎及泵组件，其特征在于，第二夹点由所述空气通路的邻近所述滚动的轮胎印迹的部分限定，使得所述第二夹点绕所述轮胎在逆时针方向上旋转。
8. 根据权利要求7所述的空气维持轮胎及泵组件，其特征在于，当所述第二夹点在所述顺时针方向上旋转的时候，所述空气通路的所述两个180°的部分都将空气泵送到所述轮胎空腔中。
9. 一种用于将空气泵送到轮胎的轮胎空腔中的方法，其特征在于，包括步骤：
当侧壁的弯曲区域邻近滚动的轮胎印迹通过的时候，操作地逐段关闭和打开所述轮胎的所述侧壁内的环形空气通路，以沿着所述空气通路泵送空气；
在入口空气通路接头处使空气入口端口组件耦连至所述空气通路并与所述空气通路气流连通；
通过所述空气入口端口组件将入口空气从所述轮胎的外侧引导到所述空气通路中，使得所述空气通路的夹点绕并沿着所述空气通路行进；以及
由压力安全阀使与所述空气通路的最末段体积加上所述出口三通结构的体积相等的体积卸压。
10. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括步骤：使所述夹点旋转至正好在出口三通结构右边的一点钟位置，使得所述夹点离开所述出口三通结构移动。
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