CN106427414A - 基于阀杆的空气保持轮胎和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及基于阀杆的空气保持轮胎和方法。一种空气保持轮胎组件包括：轮胎，其具有由延伸到轮胎胎面区域的第一侧壁和第二侧壁界定的轮胎腔；空气泵送装置，用于产生加压空气，以便保持所述轮胎腔内的气压处于预设压力水平；所述轮胎具有细长的阀杆，所述阀杆从所述轮胎腔向外突起，并且具有与所述轮胎腔连通且能够将加压空气引导至所述腔中的内部阀杆空气通路；以及阀壳体，其位于所述阀杆的向外端附近并且能够选择性地打开和关闭从所述阀杆内部通路流到所述轮胎腔中的加压空气流。
Description
技术领域
本发明总体涉及空气保持轮胎，并且更具体地，涉及用于保持轮胎气压的基于阀杆的空气保持轮胎。
背景技术
正常的空气扩散会随时间降低胎压。轮胎的自然状态是充气不足的。因此，驾驶员必须重复行动以保持胎压，否则其将体验到降低的燃料经济性、轮胎寿命和降低的车辆制动和操控性能。已经提出了胎压监控系统，用于在胎压足够低时警告驾驶员。但是，这类系统仍依赖于驾驶员在被警告时采取补救行动，以将轮胎重新充气至推荐压力。因此，期望的是，在轮胎内包括自己保持轮胎气压的空气保持特征，以便补偿随时间发生的胎压的任何降低，而不需要驾驶员干预。
发明内容
根据本发明的空气保持轮胎组件，包括：轮胎，所述轮胎具有由延伸到轮胎胎面区域的第一侧壁和第二侧壁界定的轮胎腔；用于产生加压空气的空气泵送装置，所述加压空气用于保持所述轮胎腔内的气压处于预设压力水平；所述轮胎具有细长的阀杆，所述阀杆从所述轮胎腔向外突起，并且具有内部阀杆空气通路，所述内部阀杆空气通路与所述轮胎腔连通且操作为将加压空气引导至所述腔中；以及阀壳体，所述阀壳体位于所述阀杆的向外端附近并且操作为选择性地打开和关闭从所述阀杆内部通路流到所述轮胎腔中的加压空气流。
根据空气保持轮胎组件的另一方面，所述阀壳体采用所述阀杆的止回阀，用于保持所述轮胎腔中的气压处于预设压力水平。
根据空气保持轮胎组件的又另一方面，所述阀壳体是圆柱形的。
根据空气保持轮胎组件的又另一方面，所述阀壳体还包括打开和关闭以使空气泵送装置位于“打开”和“关闭”状态的安全阀。
根据空气保持轮胎组件的又另一方面，所述空气泵送装置包括在第一轮胎侧壁内的管，所述轮胎在载荷下的旋转使得所述管递进地变平。
根据空气保持轮胎组件的又另一方面，所述阀壳体还包括位于所述阀壳体的外端处的手动填充组件。
根据空气保持轮胎组件的又另一方面，所述阀壳体的手动填充组件包括止回阀，从而使得可对所述轮胎腔以与直接通过所述阀杆手动加压同样的方式手动加压。
根据空气保持轮胎组件的又另一方面，随着所述轮胎在载荷下沿地面继续旋转，所述空气泵送装置的管的部分，当所述部分靠近轮胎印迹时，被按顺序挤压。
根据空气保持轮胎组件的又另一方面，所述空气泵送装置的部分一个区段接一个区段地顺序变平将空气引导至所述阀壳体和所述轮胎腔。
根据空气保持轮胎组件的又另一方面，当所述轮胎腔内的气压低于所述预设压力水平时，空气穿过所述阀壳体，穿过所述阀杆，并进入所述轮胎腔。
根据空气保持轮胎组件的又另一方面，当所述轮胎腔中的气压在所述预设压力水平时，空气通过安全阀被放出至大气。
根据本发明的方法保持轮胎内的预定气压。所述方法包括步骤：将细长的阀杆放置成从所述轮胎的轮胎腔向外突起，所述阀杆具有用于将加压空气传送到所述轮胎腔中的细长内部空气通路；将阀壳体放置到所述阀杆上；选择性地打开和关闭所述阀杆内部空气通路，以控制从所述阀杆内部通路流入所述轮胎腔的加压空气流；以及将空气泵送装置联接到所述阀壳体，使得加压空气被引导通过所述阀杆内部通路的向外端并被引导入所述轮胎腔。
根据所述方法的另一方面，所述方法还包括步骤：将所述轮胎支撑在轮辋上；使所述阀杆从所述轮胎延伸通过所述轮辋中的孔口；以及将所述阀壳体放置在所述轮胎腔外。
根据所述方法的又另一方面，所述阀杆包括止回阀，所述止回阀用于选择性地打开和关闭从所述阀杆通路到所述轮胎腔中的空气通道。
根据所述方法的又另一方面，所述方法还包括步骤：将安全阀合并在所述阀壳体内。
根据所述方法的又另一方面，所述方法还包括步骤：联接所述阀壳体的内部室，以接纳所述空气泵送装置的加压空气；以及响应于所述内部室内的加压空气的存在和缺乏，选择性地打开和关闭所述阀杆的止回阀。
根据所述方法的又另一方面，所述方法还包括步骤：使所述阀杆从所述轮胎延伸通过孔口，所述孔口延伸通过支撑所述轮胎的轮辋；以及将所述阀壳体安装到所述阀杆。
根据所述方法的又另一方面，所述方法还包括步骤：将空气通路放置在第一轮胎侧壁内，所述空气通路被操作性地安置成，响应于从载荷下的旋转的轮胎引入所述第一侧壁中的弯曲张力，一个区段接一个区段地从扩张的直径收缩至显著减小的直径，由此一个区段接一个区段地沿侧壁空气通路迫使空气；以及将所述空气通路连接到所述阀杆的径向向外端，由此将加压空气引导至所述轮胎腔。
本申请还公开了如下技术方案：
技术方案1：一种空气保持轮胎组件，包括：
轮胎，所述轮胎具有由延伸到轮胎胎面区域的第一侧壁和第二侧壁界定的轮胎腔；
用于产生加压空气的空气泵送装置，所述加压空气用于保持所述轮胎腔内的气压处于预设压力水平；
所述轮胎具有细长的阀杆，所述阀杆从所述轮胎腔向外突起，并且具有内部阀杆空气通路，所述内部阀杆空气通路与所述轮胎腔连通且操作为将加压空气引导至所述腔中；以及
阀壳体，所述阀壳体位于所述阀杆的向外端附近并且操作为选择性地打开和关闭从所述阀杆内部通路流到所述轮胎腔中的加压空气流。
技术方案2：如技术方案1所述的空气保持轮胎组件，其中，所述阀壳体采用所述阀杆的止回阀，用于保持所述轮胎腔中的气压处于预设压力水平。
技术方案3：如技术方案1所述的空气保持轮胎组件，其中，所述阀壳体是圆柱形的。
技术方案4：如技术方案1所述的空气保持轮胎组件，其中，所述阀壳体还包括打开和关闭以使空气泵送装置位于“打开”和“关闭”状态的安全阀。
技术方案5：如技术方案1所述的空气保持轮胎组件，其中，所述空气泵送装置包括在第一轮胎侧壁内的管，所述轮胎在载荷下的旋转使得所述管递进地变平。
技术方案6：如技术方案1所述的空气保持轮胎组件，其中，所述阀壳体还包括位于所述阀壳体的外端处的手动填充组件。
技术方案7：如技术方案1所述的空气保持轮胎组件，其中，所述阀壳体的手动填充组件包括止回阀，从而使得可对所述轮胎腔以与直接通过所述阀杆手动加压同样的方式手动加压。
技术方案8：如技术方案1所述的空气保持轮胎组件，其中，随着所述轮胎在载荷下沿地面继续旋转，所述空气泵送装置的管的部分，当所述部分靠近轮胎印迹时，被按顺序挤压。
技术方案9：如技术方案1所述的空气保持轮胎组件，其中，所述空气泵送装置的部分一个区段接一个区段地顺序变平将空气引导至所述阀壳体和所述轮胎腔。
技术方案10：如技术方案1所述的空气保持轮胎组件，其中，当所述轮胎腔内的气压低于所述预定压力水平时，空气穿过所述阀壳体，穿过所述阀杆，并进入所述轮胎腔。
技术方案11：如技术方案1所述的空气保持轮胎组件，其中，当所述轮胎腔中的气压在所述预定压力水平时，空气通过安全阀被放出至大气。
技术方案12：一种保持轮胎内的预定气压的方法，包括步骤：
将细长的阀杆放置成从所述轮胎的轮胎腔向外突起，所述阀杆具有用于将加压空气传送到所述轮胎腔中的细长内部空气通路；
将阀壳体放置到所述阀杆上；
选择性地打开和关闭所述阀杆内部空气通路，以控制从所述阀杆内部通路流入所述轮胎腔的加压空气流；以及
将空气泵送装置联接到所述阀壳体，使得加压空气被引导通过所述阀杆内部通路的向外端并被引导入所述轮胎腔。
技术方案13：如技术方案12所述的方法，还包括步骤：
将所述轮胎支撑在轮辋上；
使所述阀杆从所述轮胎延伸通过所述轮辋中的孔口；以及
将所述阀壳体放置在所述轮胎腔外。
技术方案14：如技术方案12所述的方法，还包括所述阀杆中的止回阀，所述止回阀用于选择性地打开和关闭从所述阀杆通路到所述轮胎腔中的空气通道。
技术方案15：如技术方案14所述的方法，还包括步骤：
将所述轮胎支撑在轮辋上；
使所述阀杆从所述轮胎延伸通过孔口，所述孔口延伸通过所述轮辋；以及
将所述阀壳体放置在所述轮胎腔外。
技术方案16：如技术方案12所述的方法，还包括步骤：将安全阀合并在所述阀壳体内。
技术方案17：如技术方案16所述的方法，还包括步骤：
联接所述阀壳体的内部室，以接纳所述空气泵送装置的加压空气；以及
响应于所述内部室内的加压空气的存在和缺乏，选择性地打开和关闭所述阀杆的止回阀。
技术方案18：如技术方案12所述的方法，还包括步骤：
使所述阀杆从所述轮胎延伸通过孔口，所述孔口延伸通过支撑所述轮胎的轮辋；以及
将所述阀壳体安装到所述阀杆。
技术方案19：如技术方案12所述的方法，还包括步骤：
将空气通路放置在第一轮胎侧壁内，所述空气通路被操作性地安置成，响应于从载荷下的旋转的轮胎引入所述第一侧壁中的弯曲应力，一个区段接一个区段地从扩张的直径收缩至显著减小的直径，由此一个区段接一个区段地沿侧壁空气通路迫使空气；以及
将所述空气通路连接到所述阀杆的径向向外端，由此将加压空气引导至所述轮胎腔。
定义
轮胎的“高宽比”表示其断面高度（SH）与其断面宽度（SW）的比乘以100%，以便用百分比表示。
“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”表示平行于轮胎旋转轴线的线或方向。
“胎圈包布”是置于轮胎胎圈外侧的狭窄的带形材料,用于保护帘布层防止磨损和被轮辋切割并且分散轮辋上方的挠曲。
“周向的”表示垂直于轴向方向且沿环形胎面的表面的周长延伸的线或方向。
“赤道中心面(CP)”表示垂直于轮胎旋转轴线且经过胎面中心的平面。
“印迹”表示在零速度下以及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”表示胎面中的细长空隙区域，其可以以直线状、曲线状、之字形方式在胎面附近周向或横向地延伸。有时周向延伸的花纹沟与横向延伸的花纹沟具有共同部分。“沟宽”等于花纹沟或花纹沟部分（其宽度正被谈论）所占据的胎面表面面积除以这种花纹沟或花纹沟部分的长度；因此沟宽是其长度上的平均宽度。轮胎中的花纹沟深度可以是变化的。花纹沟的深度可以围绕胎面圆周变化，或者一个花纹沟的深度可以是恒定的但与轮胎中另一个花纹沟的深度不同。如果这种窄或宽的花纹沟与相互连接的宽的周向花纹沟相比深度明显减小，这些花纹沟则被认为形成了有助于在所涉及的胎面区域保持肋样特性的“加强桥”。
“内侧面”表示把轮胎安装在车轮上且把车轮安装在车辆上时最靠近车辆的轮胎侧面。
“向内”在方向上表示朝向轮胎腔。
“横向的”表示轴向方向。
“横向边缘”表示在标准载荷和轮胎充气情况下测量的、与轴向最外层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。
“净接触面积”表示在围绕胎面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定位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”表示把轮胎安装在车轮上且把车轮安装在车辆上时离车辆最远的轮胎侧面。
“向外”在方向上表示沿背离轮胎腔的方向。
“蠕动的”表示通过波状收缩沿着管状通道推进内含物（例如空气）的方式进行操作。
“径向的”和“径向地”表示径向地朝向或者背离轮胎旋转轴线的方向。
“肋”表示在胎面上周向延伸的橡胶条，其被至少一个周向花纹沟以及第二个这种花纹沟和横向边缘中任一个所限定，该条在横向方向上未被大深度花纹沟分开。
“细缝”表示模制到轮胎胎面元件中、细分胎面表面并提高牵引力的小缝隙，细缝通常宽度较窄并且在轮胎印迹内闭合，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”表示被具有形状相邻花纹沟所限定的肋或块状元件。
“胎面弧宽”表示在胎面横向边缘之间所测量的胎面弧长度。
附图说明
将参照附图以举例方式描述本发明的实施例，在附图中：
图1是示意性立体图，示出所述组件、轮胎、管和泵的位置。
图2是图1的示意性侧视图。
图3是示意图，示出泵子组件，其中泵管连接到空气保持轮胎阀杆调节器。
图4是从图3截取的示意性放大局部图，示出泵管传递壳体和轮胎的空气保持轮胎阀杆调节器。
图5是示意图，示出从泵管周围的大气通过传递壳体进入空气保持轮胎阀杆调节器，然后离开至轮胎腔的空气流。
图6是示意图，其中轮胎腔处于压力下并且空气保持轮胎阀杆调节器关闭，迫使传递壳体中的空气退出到大气中。
图7是从图2截取的轮胎/轮辋/胎圈区域的示意性放大局部断面图，示出泵/管位置。
图8是位于花纹沟开口中的泵/管的示意性放大图。
图9是根据本发明的阀杆的示意性切割立体图。
具体实施方式
参照图1-4，根据本发明的轮胎组件10可包括轮胎12、蠕动泵组件14和轮胎轮辋16。轮胎12可按常规方式安装到轮辋16。轮胎12可具有常规构造，具有从相对的胎圈区域22、24（仅示出胎圈区域22）延伸到胎冠或轮胎胎面区域26的一对侧壁18、20（仅示出侧壁18）。轮胎12和轮辋16一起包围轮胎腔28（图8）。
如从图2和3可见的，蠕动泵组件14可包括包围环形通路32的环形空气管30。管30可由弹性、柔性材料形成，诸如能够承受住重复的变形循环的塑料或橡胶复合物。如此构造，在受到外力时管30可在轮胎12内变形为平坦状态，并且在移除这种力时，返回初始状态。在所示例子中，处于不受力状态的管30的横断面可以是大体圆形的，但是也可使用替代性的管的几何形状。管30的直径可足以操作性地使所需体积的空气通过，以便将空气泵送到轮胎腔28中，从而保持轮胎12处于优选充气压力。
美国专利No. 8,113,254中示出和描述了将可变形空气管合并在轮胎内的蠕动原理，该专利的全部通过引用合并于此。在此系统中，管被合并在形成在轮胎内靠近轮胎胎圈区域的环形轮胎通路内。当轮胎在载荷下在旋转时，允许轮胎外的空气进入管中，并且随着轮胎旋转，通过渐进挤压轮胎内的管沿空气管泵送所述空气。因此，迫使空气进入出口阀中，然后进入轮胎，以保持轮胎腔内的气压处于期望的压力水平。
管30可紧密地安装在轮胎12中的花纹沟32内，并且在轮胎旋转时顺序变平。管30的一个区段接一个区段的变平，轮胎12沿空气通路/花纹沟32将空气泵送到轮胎腔28中以保持气压。授权的美国专利No. 8,042,586示出了采用在侧壁花纹沟32内的管30的蠕动泵送系统14，该专利的全部通过引用合并于此。
参照图3、4和9，泵管30是大体环形的并且围绕靠近胎圈区域22的下部轮胎侧壁区域。但是，可想出管30的其他配置而不脱离本发明。管30的相反端部34、36连接到三通接头38。截断的圆锥形泵管端口40、42可沿远离三通接头38的方向逐渐变窄，每个端口具有内部轴向空气通路，该空气通路提供进入三通接头38的空气通道。如图4中可见的，管端口40、42可向内逐渐变窄至远端，并且可被接收在管30的端部34、36中，以将空气管30联接到三通接头38。三通接头38可限定内部室。
参照图3和4，泵管30可将相反端部34、36连接在三通接头38的管端口40、42之上。三通接头38的第三端口68可连接到细长连接管70的端部72。连接管70的相反端74附接到大体圆柱形的阀壳体101，阀壳体101螺纹地附接到轮胎/轮辋组件12、16的阀杆80。单向止回阀76可被置于阀杆80内，其打开和关闭以允许空气从管30进入轮胎腔28中。
图5和6分别示出“打开”状态和“关闭”位置的空气保持轮胎系统的绘图，在“打开”状态，空气被泵送到轮胎腔28中，在“关闭”位置，轮胎腔压力处于期望水平。阀壳体101可采用处于阀壳体的下端或向内端处的阀杆80的止回阀76作为调节器。阀壳体101还可具有安全阀105，其打开和关闭以使泵送组件14处于“打开”和“关闭”情况。空气可被允许进入阀壳体101并且可从管30被引导至轮胎腔28。如上所述，管30可被合并到轮胎侧壁内的花纹沟32中（见图7和8），并且可通过轮胎12在载荷下的旋转递进地变平。
参照图4-6和9，手动填充组件200可位于阀壳体101的上端或外端处。手动填充组件200可包括止回阀202，使得可对轮胎腔28进行手动加压，这与同直接通过阀杆80手动加压相同。
替代性地，空气通路32可被直接封装在轮胎部件内，省略管30，而不脱离本发明。在这种组件（未示出）中，当轮胎12在载荷下旋转时，空气通路32将同样地，一个区段接一个区段地，泵送空气，并且空气通路将在相反端部34、36处直接联接到三通接头38。
当轮胎12在载荷在沿地面继续旋转时，管30可在靠近轮胎印迹时顺序变平或被挤压。图7和8描绘的管通路32的一个区段接一个区段的顺序变平，可将从变平区段排出的待沿图5和6所示的方向泵送的空气引导至三通接头38和阀壳体101。当空气流压力足以抵抗止回阀76时，空气可流过阀杆80并进入轮胎腔28（图5）。当轮胎腔28内的气压低于设定压力时，空气可从连接管70通过到阀壳体101，进入阀杆80和轮胎腔。当轮胎腔28内的气压等于或高于预定压力时（图6），止回阀76关闭并且空气不能从阀壳体101被泵送到阀杆80中。替代地，加压空气可被保留在阀壳体101内，直到通过安全阀105放出到大气。
阀杆80的止回阀76和手动填充组件200的止回阀202可包括常规阀杆芯和阀芯，阀杆芯用于轮胎的常规充气。阀芯可以是“Schrader Valve Core”，并且包括阀轴从中延伸通过的细长壳体。阀密封部件可置于细长壳体内并联接到阀轴。偏置弹簧可环绕阀轴，并且抵抗阀密封部件将细长壳体内的密封部件偏置在“上”或“关闭”位置。穿过阀芯的空气通路可被偏置在“关闭”状态，直到阀轴移动并且阀密封部件由此被移动到“下”或“打开”位置，由此容许环境大气进入空气通路并被引向轮胎腔28。
根据本文提供的本发明的描述，可对本发明进行改变。虽然为了说明本发明而示出了某些代表性实施例和细节，但是对于本领域技术人员来说显然的是，可对本发明进行各种改变和修改而不会脱离本发明的范围。因此，应该理解，可对所描述的特定实施例进行改变，这些改变将处于由所附权利要求限定的本发明的完整意图的范围内。
Claims (9)
1.一种空气保持轮胎组件，其特征在于：
轮胎，所述轮胎具有由延伸到轮胎胎面区域的第一侧壁和第二侧壁界定的轮胎腔；
用于产生加压空气的空气泵送装置，所述加压空气用于保持所述轮胎腔内的气压处于预设压力水平；
所述轮胎具有细长的阀杆，所述阀杆从所述轮胎腔向外突起，并且具有内部阀杆空气通路，所述内部阀杆空气通路与所述轮胎腔连通且操作为将加压空气引导至所述腔中；以及
阀壳体，所述阀壳体位于所述阀杆的向外端附近并且操作为选择性地打开和关闭从所述阀杆内部通路流到所述轮胎腔中的加压空气流。
2.如权利要求1所述的空气保持轮胎组件，其特征在于所述阀壳体采用所述阀杆的止回阀，用于保持所述轮胎腔中的气压处于预设压力水平。
3.如权利要求1所述的空气保持轮胎组件，其特征在于所述阀壳体是圆柱形的。
4.如权利要求1所述的空气保持轮胎组件，其特征在于所述阀壳体还包括打开和关闭以使空气泵送装置位于“打开”和“关闭”状态的安全阀。
5.如权利要求1所述的空气保持轮胎组件，其特征在于所述空气泵送装置包括在第一轮胎侧壁内的管，所述轮胎在载荷下的旋转使得所述管递进地变平。
6.如权利要求1所述的空气保持轮胎组件，其特征在于所述阀壳体还包括位于所述阀壳体的外端处的手动填充组件。
7.如权利要求1所述的空气保持轮胎组件，其特征在于所述阀壳体的手动填充组件包括止回阀，从而使得可对所述轮胎腔以与直接通过所述阀杆手动加压同样的方式手动加压。
8.如权利要求1所述的空气保持轮胎组件，其特征在于随着所述轮胎在载荷下沿地面继续旋转，所述空气泵送装置的管的部分，当所述部分靠近轮胎印迹时，被按顺序挤压。
9.如权利要求1所述的空气保持轮胎组件，其特征在于所述空气泵送装置的部分一个区段接一个区段地顺序变平将空气引导至所述阀壳体和所述轮胎腔。
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