CN104709003A - 轮胎装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及轮胎装置。具体地，描述了用于将部件安装到轮胎中的轮胎支撑装置。轮胎支撑装置包括：用于将所述轮胎接纳在其上的支撑板；可选的可充气的内管以便插入到轮胎腔中；以及具有孔以便接纳支撑构件的上板，所述上板还包括具有内唇缘和径向外表面的环，所述内唇缘坐靠所述轮胎的胎圈区域，所述径向外表面坐靠所述轮胎T的下侧壁区域。

Description

轮胎装置
技术领域
本发明涉及制造领域，且更具体地涉及轮胎制造。
本发明是通过在由DOE授予的合同号DE-EE0005447的政府支持下做出的。政府在本发明中具有某些权利。
背景技术
正常的空气扩散随着时间的过去降低轮胎压力。轮胎的自然状态是充气不足的。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、轮胎寿命和降低的车辆制动与操纵性能。已提出轮胎压力监测系统，以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驾驶员当被警告要给轮胎重新充气至推荐压力时采取补救措施。因此，希望的是，将空气维持特征结合在轮胎内，该空气维持特征将在无需驾驶员干预的情况下维持轮胎内的适当的空气压力，以补偿轮胎压力随着时间的过去的任何降低。空气维持特征的部件必须被安装并稳固到轮胎。因此，需要能够允许将空气维持组件容易地安装到轮胎的轮胎装置。
发明内容
本发明在第一方面提供用于将部件安装到轮胎中的轮胎支撑装置，所述轮胎支撑装置包括：支撑板，用于将所述轮胎接纳在其上；可充气的内管；上板，具有用于接纳支撑构件的孔，所述上板还包括具有内唇缘和径向外表面的环，所述内唇缘坐靠所述轮胎的胎圈区域，所述径向外表面坐靠所述轮胎T的下侧壁区域。
本发明还提供如下方案：
1、一种用于将部件安装到轮胎中的轮胎支撑装置，其特征在于，所述轮胎支撑装置包括：
a. 用于将轮胎接纳在其上的支撑板；
b. 具有孔以便接纳支撑构件的上板，所述上板还包括具有内唇缘和径向外表面的环，所述内唇缘坐靠所述轮胎的胎圈区域，所述径向外表面坐靠所述轮胎T的下侧壁区域。
2、如方案1所述的轮胎支撑装置，其特征在于，所述环是受热的。
3、如方案1所述的轮胎支撑装置，其特征在于，还包括可充气的内管。
4、如方案1所述的轮胎支撑装置，其特征在于，还包括内支撑环。
5、如方案1所述的轮胎支撑装置，其特征在于，所述环具有沟槽，并且加热元件设置在所述沟槽中。
6、如方案1所述的轮胎支撑装置，其特征在于，还包括环形支撑轴环。
7、一种用于制造空气维护轮胎和泵组件的方法，其特征在于，包括步骤：
a. 提供轮胎，所述轮胎具有在所述轮胎的侧壁中的模制沟槽和在所述侧壁中的袋；
b. 将可充气管插在轮胎腔中；
c. 将所述轮胎和所述管置于支撑板上；
d. 将所述管充气，以打开所述侧壁中的模制沟槽，
e. 用粘合剂涂覆生橡胶修补片，并将所述生橡胶修补片插入到所述袋中；
f. 将过滤器壳底部附连到所述生橡胶修补片；
g. 用粘合剂涂覆所述模制沟槽，并将管插入到所述模制沟槽中；
h. 在所述管上方插入生覆盖带；
i. 将所述管组件放气；
j. 将上板置于所述轮胎上方，其中，所述上板具有环，所述环具有内唇缘和径向外表面，所述内唇缘坐靠所述轮胎的胎圈区域，所述径向外表面坐靠所述轮胎T的下侧壁区域；
k. 加热所述环。
8、如方案6所述的方法，其特征在于，所述轮胎是未固化的。
9、如方案6所述的方法，其特征在于，所述轮胎是固化的。
10、一种用于制造空气维护轮胎和泵组件的方法，其特征在于，包括步骤：
a. 提供轮胎，所述轮胎具有在所述轮胎的侧壁中的模制沟槽；
b. 将可充气管组件插在轮胎腔中；
c. 将所述轮胎和管置于支撑板上；
d. 将所述可充气管组件充气，以打开所述侧壁中的模制沟槽，
e. 用粘合剂涂覆所述模制沟槽，并将管插入到所述模制沟槽中；
f. 在所述管上方插入生覆盖带；
g. 将所述可充气管组件放气；
h. 将上板置于所述轮胎上方，其中，所述上板具有环，所述环具有内唇缘和径向外表面，所述内唇缘坐靠所述轮胎的胎圈区域，所述径向外表面坐靠所述轮胎T的下侧壁区域；以及
i. 加热所述环。
11、如方案9所述的方法，其特征在于，所述轮胎是未固化的。
12、如方案6所述的方法，其特征在于，所述轮胎是固化的。
13、一种用于将部件安装到轮胎中的轮胎支撑装置，其特征在于，所述轮胎支撑装置包括：
a. 用于将所述轮胎接纳在其上的支撑板；
b. 具有受热环的上板，所述受热环具有内唇缘和径向外表面，所述内唇缘坐靠所述轮胎的胎圈区域，所述径向外表面坐靠所述轮胎T的下侧壁区域；
c. 其中，所述上板具有入口端口以便将加压流体提供到所述轮胎T。
14、一种用于制造空气维护轮胎和泵组件的方法，其特征在于，包括步骤：
a. 提供轮胎，所述轮胎具有在所述轮胎的侧壁中的模制沟槽；
b. 提供具有上密封环的上支撑板和具有下密封环的下支撑环，其中，所述上密封环具有用于加热所述轮胎的区域的环；
c. 将所述轮胎设置在所述上支撑板和所述下支撑板之间，以使各个上支撑板和下支撑板与相应的胎圈接合；
d. 将所述轮胎充气，以打开所述侧壁中的模制沟槽，
e. 用粘合剂涂覆所述模制沟槽，并将管插入到所述模制沟槽中；
f. 在所述管上方插入生覆盖带；
g. 从所述轮胎释放一些空气；以及
h. 加热所述环。
定义
“高宽比”表示轮胎的断面高度与其断面宽度的比。
“轴向的”和“轴向地”表示与轮胎的旋转轴线平行的线或方向。
“胎圈”或“胎圈芯”通常表示轮胎的包括环形抗拉构件的部分，径向内胎圈与轮胎到轮辋的保持相关联，其由帘布层帘线包绕并且成形为带有或不带其它增强元件如胎圈芯包布、胎跟加强层、三角胶芯或填料、护趾胶和胎圈包布。
“带束层结构”或“加强带束层”表示由平行帘线的至少两个环形层或帘布层，帘线经过编织或未经编织，位于胎面下方，非锚定于胎圈上，并且相对于轮胎的赤道面具有在17o至27o的范围内的左帘线角和右帘线角。
“斜交帘布层轮胎”表示在胎体帘布层中的加强帘线以相对于轮胎赤道面约25-65°角斜对角地穿过轮胎从胎圈至胎圈延伸，层帘线在交替的层内以相反的角度延伸。
“缓冲层”或“轮胎缓冲层”表示与带束层或带束层或加强带束层相同。
“胎体”表示切割成适合于拼接或已经拼接成柱形或环形形状的轮胎帘布层材料或其它轮胎部件的层压件。其它部件可以在其被固化以形成模制轮胎之前加入到胎体。
“周向”表示沿着与轴向方向垂直的环形胎面的表面的周长延伸的线或方向；它还可以指其半径限定胎面的轴向曲率的多组相邻圆形曲线的方向，如在断面图中所视。
“帘线”表示用于加强帘布层的包括纤维的加强线束之一。
“内衬”表示形成无内管轮胎的内表面的弹性体或其它材料的一层或多层，其含有轮胎内的充气流体。
“插入件”表示通常用于加强泄气型轮胎的侧壁的加强件；其还指位于胎面下方的弹性体插入件。
“帘布层”表示由涂覆有弹性体的径向配置或以其它方式平行的帘线构成的帘线加强层。
“径向的”和“径向地”表示在径向方向上朝着或远离轮胎的旋转轴线的方向。
“子午线帘布层结构”表示一个或多个胎体帘布层，或其至少一个帘布层具有相对于轮胎的赤道面定向在65°与90°之间的角度的加强帘线。
“子午线轮胎”表示带束或周向地限制的充气轮胎，其中，从胎圈延伸至胎圈的帘线相对于轮胎的赤道面位于65°与90°之间的帘线角处。
“侧壁”表示轮胎的在胎面与胎圈之间的部分。
附图说明
通过示例并参照附图来描述本发明，在附图中：
图1是安装在本发明的轮胎装置中的轮胎的透视图；
图2是图1的轮胎和轮胎装置的截切透视图；
图3是图1的轮胎和轮胎装置的截切透视图；
图4是图1的轮胎和轮胎装置的分解图；
图5是示出为不具有轮胎的轮胎装置的分解图；
图6是轮胎装置的侧视图；
图7是轮胎装置的剖面侧视图；
图7A是受热环组件的近视图。
图8是安装在装置中并被配置为安装泵的轮胎的剖面侧视图；
图9是轮胎胎圈区域的剖视图，示出沟槽中的所安装的泵管；
图10是用于安装到位于胎圈附近的轮胎侧壁区域中的示例性过滤器袋中的示例性过滤器组件的分解图。
图11是本发明的轮胎装置的第二实施例的剖视图。
具体实施方式
图1至图7示出了用于支撑轮胎并将一个或多个部件插入到轮胎中的轮胎装置100。轮胎优选地是固化的，但本发明可用于将部件插入到未固化的轮胎中。部件可以适用于自充气轮胎组件或可以适用于其它应用，例如轮胎压力监测系统。在将部件安装在轮胎中之后，轮胎装置100提供固化站，从而用生橡胶覆盖暴露的安装区域，然后使安装区域固化。
图1示出了具有安装在组件中的轮胎T的轮胎装置100。轮胎T接纳在第一板110和支撑板120之间。诸如螺栓的支撑构件130接纳在支撑板120和第一板110的相应的对准的孔122、112中。支撑构件130将支撑板120、载重轮胎T和上板稳固在一起。螺母132接纳在支撑构件130的端部上。
如图1-2中所示，轮胎T安装到支撑板120上。轮胎胎圈安装在隔开的多个可选的下胎圈支撑件142上。替代地，可选的下胎圈支撑件142可以是单个环形的环（未示出）。可选的环形支撑轴环140接纳在轮胎的内部内。可充气的内管150围绕支撑轴环140接纳。如图3中所示，可充气的内管150具有用于为内管充入空气的阀152。阀152设置在支撑轴环140的孔142中，从而便于接入以为内管150充气。可充气的内管150设置在轮胎腔内，从而内管的充气引起轮胎腔的充气。
图4示出了示为具有轮胎T的轮胎装置100的分解图。图5示出了示为不具有轮胎T的轮胎装置的分解图。如图4和图5中所示，轮胎装置100还包括受热环160。受热环160具有稳固到第一板110的下表面111的上面164。受热环160和第一板110可以整体地形成为单件单元。受热环具有与可选的支撑环115的外表面113配合的内径向表面166。可选的支撑环可以与第一板110整体地形成，或者可以栓接或稳固到第一板110。如图2中最好地示出，受热模制环160具有坐靠轮胎的胎圈区域的内唇缘161。径向外表面162坐靠轮胎T的下侧壁区域。优选地为环形形状的加热元件或管170接纳在模制环160中的环形沟槽171中。优选地，环形管170位于与径向外表面162相邻。替代地，径向外表面162具有用于将管接纳在其中（未示出）的环形道槽173。受热模制环用于固化所安装的泵管组件，如下所述。
如图8中所示，轮胎T可以包括优选地为环形沟槽的沟槽200。沟槽可以位于轮胎的侧壁区域中的任何位置，通常位于靠近胎圈区域的下侧壁区域中。沟槽适于接纳自充气轮胎部件，例如安装在沟槽中且可操作以泵送空气的泵管210。泵构造可以改变，并且例如可以为360度的泵，或两个180度的泵，或单个180度的泵。轮胎部件还可以包括阀或调节器机构和过滤器机构，它们可以是两个单独的部件或单件单元。还可以存在另外的部件，例如在阀和过滤器部件之间传输空气的通路管。
图9示出了轮胎的下侧壁部分的剖视图，以示出沟槽200和安装在沟槽200中的泵管210。图9是在施加生覆盖条之前且在使生覆盖条固化之前的轮胎的示图。
图11示出了轮胎装置300的替换实施例，其中，已经去除轮胎管，并且支撑板320和第一板340用于密封轮胎。下板320不具有孔。环形支撑环322位于下板的上表面324上，以支撑轮胎胎圈。提供了第二板340，并且第二板340具有受热的外胎圈支撑环350。外胎圈支撑环350、环形支撑环322与支撑板320和第一板340一起提供密封腔360。密封腔360可以通过进入入口端口370的加压流体例如空气而充气或者放气。因此，可以去除可充气的管。
方法步骤：
为了将泵管210安装到轮胎T的沟槽200中，将轮胎置于支撑板120上，如图8中所示。轮胎T未安装在轮辋上。支撑轴环140置于将通常被轮辋占据的轮胎中心孔中。可充气的内管150绕着支撑轴环140而接纳。将内管150插入到轮胎腔中。内管是充气的直到轮胎沟槽打开，通常为大约5-15 psi。
当沟槽为打开时，沟槽备用成安装泵管210。沟槽可以可选地用有机溶剂进行清洁，或者可选地通过表面研磨或磨蚀进行清洁，以确保没有脱模剂污染沟槽内部。
接下来，将橡胶泥薄层施加到沟槽的壁。
接下来，可以可选地将过滤器组件500插入到被模制到轮胎的期望区域、通常靠近下侧壁胎圈区域的袋400中。为了将过滤器组件附连到轮胎，遵循下述步骤。首先，利用研磨材料诸如砂纸擦磨过滤器壳的底部和侧部。接下来，利用Chemlock或其它合适的粘合剂预处理过滤器壳的底部和侧部。优选地，过滤器壳被置于模具中，并且橡胶注模以用橡胶或弹性体包裹过滤器壳的壳底部和侧部。对于本领域技术人员而言，适合于使用的橡胶的类型为缓冲胶，然而任何类型的橡胶将发挥作用。橡胶涂层902可以被固化或者绕着壳部分地固化。
接下来，擦磨袋底表面401。如图10中所示，生橡胶修补片1000用于将过滤器壳稳固到轮胎袋底表面。在两侧上擦磨生橡胶修补片1000。然后，橡胶修补片1000在两侧上涂覆合适的粘合剂，并然后插入到袋底表面上。修补片1000优选地具有与袋的孔402对准的孔1002。一种合适的粘合剂是由Rubber Patch Company制造的快干自硫化胶泥（Fast Dry Self-vulcanizing Cement）。然后，过滤器壳500插入到橡胶修补片1000上，以确保孔1002、402对准。优选地，过滤器壳底部具有橡胶涂层，该橡胶涂层首先被擦磨并然后附连到橡胶修补片1000。替代地，可以用合适的粘合剂涂覆袋底表面401和过滤器壳底部，从而不需要用合适的粘合剂涂覆修补片的两侧。生的（未硫化的）橡胶环600具有绕过滤器组件500的外周设置的内孔，并且其中橡胶环的外部分在围绕袋的轮胎表面周围。生橡胶环600具有涂覆有合适的粘合剂的内侧，如下所述。
两个孔704、706相邻于袋，如图10中所示。孔704、706延伸穿过轮胎的侧壁，并与阀装置或调节器的对准孔（未示出）流体连通。阀连接器管702、704具有第一端部703、705，该第一端部703、705插入穿过孔704、706并在用粘合剂（未示出）涂覆之后插入到调节器或阀中。阀调节器管具有第二端部712、714，该第二端部712、714涂覆有粘合剂，并然后连接到泵端部202a、202b，然后插入到相邻于袋形成的沟槽716、718中。沟槽716、718连接到沟槽200。
在将泵通路连接到泵管的第二端部712、714之后，将泵管插入到沟槽200中，从而橡胶泥涂层与管和沟槽壁表面接触并位于管和沟槽壁表面之间（例如，按照使橡胶涂层与管和沟槽壁的表面接触并由此与管和沟槽壁的表面连通的方式）。
接下来，将粘合剂施加于生橡胶的覆盖带800的第一侧。然后，将覆盖带的涂覆粘合剂的一侧施加在沟槽上方。优选地，覆盖带800的边缘与围绕沟槽的轮胎表面配合，从而可以发生合适的粘附。
接下来，将具有所附连的受热模制环的上板置于轮胎上，以使模制环的内唇缘与沟槽和生覆盖带、以及过滤器生橡胶环接触。接下来，用支撑螺栓稳固上板。然后，将内管充气到在5-10 psi的范围内的压力或者足以确保在模制环与覆盖带和生橡胶环之间的足够接触的压力。然后，将受热模制环加热到期望的温度，从而将过滤器壳、管210、阀连接器管、生橡胶环和覆盖带热固化达用于使覆盖带和生橡胶环固化所需的必需时间。
在轮胎组件固化之后，将上板开锁，并从组件移除轮胎。
根据在此提供的对本发明的描述，本发明的变形是可能的。虽然为了示出本发明的目的已经示出某些典型实施例和细节，但是对于本领域技术人员来说将明显的是，在不脱离本发明范围的情况下，可以在此进行各种变化和改进。因此，应理解的是，可以在所述的具体实施例中做出改变，具体实施例将在如以下所附权利要求限定的本发明的全部预期范围内。

Claims (10)

1. 一种用于将部件安装到轮胎中的轮胎支撑装置，其特征在于，所述轮胎支撑装置包括：
a. 用于将轮胎接纳在其上的支撑板；
b. 具有孔以便接纳支撑构件的上板，所述上板还包括具有内唇缘和径向外表面的环，所述内唇缘坐靠所述轮胎的胎圈区域，所述径向外表面坐靠所述轮胎T的下侧壁区域。
2. 如权利要求1所述的轮胎支撑装置，其特征在于，所述环是受热的。
3. 如权利要求1所述的轮胎支撑装置，其特征在于，还包括可充气的内管。
4. 如权利要求1所述的轮胎支撑装置，其特征在于，还包括内支撑环。
5. 如权利要求1所述的轮胎支撑装置，其特征在于，所述环具有沟槽，并且加热元件设置在所述沟槽中。
6. 如权利要求1所述的轮胎支撑装置，其特征在于，还包括环形支撑轴环。
7. 一种用于制造空气维护轮胎和泵组件的方法，其特征在于，包括步骤：
a. 提供轮胎，所述轮胎具有在所述轮胎的侧壁中的模制沟槽和在所述侧壁中的袋；
b. 将可充气管插在轮胎腔中；
c. 将所述轮胎和所述管置于支撑板上；
d. 将所述管充气，以打开所述侧壁中的模制沟槽，
e. 用粘合剂涂覆生橡胶修补片，并将所述生橡胶修补片插入到所述袋中；
f. 将过滤器壳底部附连到所述生橡胶修补片；
g. 用粘合剂涂覆所述模制沟槽，并将管插入到所述模制沟槽中；
h. 在所述管上方插入生覆盖带；
i. 将所述管组件放气；
j. 将上板置于所述轮胎上方，其中，所述上板具有环，所述环具有内唇缘和径向外表面，所述内唇缘坐靠所述轮胎的胎圈区域，所述径向外表面坐靠所述轮胎T的下侧壁区域；
k. 加热所述环。
8. 如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述轮胎是未固化的。
9. 如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述轮胎是固化的。
10. 一种用于制造空气维护轮胎和泵组件的方法，其特征在于，包括步骤：
a. 提供轮胎，所述轮胎具有在所述轮胎的侧壁中的模制沟槽；
b. 将可充气管组件插在轮胎腔中；
c. 将所述轮胎和管置于支撑板上；
d. 将所述可充气管组件充气，以打开所述侧壁中的模制沟槽，
e. 用粘合剂涂覆所述模制沟槽，并将管插入到所述模制沟槽中；
f. 在所述管上方插入生覆盖带；
g. 将所述可充气管组件放气；
h. 将上板置于所述轮胎上方，其中，所述上板具有环，所述环具有内唇缘和径向外表面，所述内唇缘坐靠所述轮胎的胎圈区域，所述径向外表面坐靠所述轮胎T的下侧壁区域；以及
i. 加热所述环。
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