CN108081881B - 用于空气维持轮胎的安装构件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于空气维持轮胎的安装构件。所述轮胎包括侧壁，所述侧壁形成有用于接收空气管的沟槽以及用于接收至少一个气动连接器的凹部，所述至少一个气动连接器与所述空气管流体连通。所述安装构件包括多个层，其中，所述层彼此堆叠对齐。所述多个层至少包括轴向外层和轴向内层。所述安装构件被接收在所述凹部中并且固定至所述轮胎侧壁，由此固定所述至少一个气动连接器的位置。本发明还提供了一种用于形成用于空气维持轮胎的安装构件的方法。

Description

用于空气维持轮胎的安装构件
技术领域
本发明涉及空气维持轮胎系统，该空气维持轮胎系统是在充气轮胎内维持适当气压的系统。更加具体地，本发明涉及基于阀杆的空气维持轮胎系统的气动连接器。本发明涉及用于气动连接器的安装构件，其形成有提供改进特性的分层结构，并且可选地在一个或多个层中包括导热材料。
背景技术
常规的充气轮胎被设计为进行相对较长时期的操作。在许多情况下，汽车轮胎现在预期具有30000英里、50000英里或者70000英里的有效使用寿命。然而，由于钉子和其它尖锐物体的穿刺、温度变化和/或空气通过轮胎本身的扩散，即使是较长寿命的充气轮胎也会经受气压损失。
由于随着时间的推移空气扩散会减小轮胎压力，所以充气轮胎可能会反复地变得充气不足。对应地，驾驶员必须进而反复地去维持车辆轮胎中的建议气压以便避免燃油经济性、轮胎寿命和/或车辆制动和操纵性能的降低。轮胎压力监测系统（TPMS）是已经提出的用于在车辆轮胎中的气压明显较低时提醒驾驶员的自动化系统。然而，这种系统仍依赖于驾驶员在收到提醒时采取补救措施，以便将轮胎再充气至建议压力。因此，在现有技术中令人期望的是在充气轮胎内加入空气维持特征，该空气维持特征能够在不需要驾驶员介入的情况下维持预定或者建议气压。
为此，已经研发出了空气维持轮胎（AMT）系统。AMT系统通常包括一个或多个泵或者泵送组件，该一个或多个泵或者泵送组件用于根据需要增加车辆轮胎中的气压。一个这种系统的示例是在美国专利申请序列号14/946,005中描述的基于阀杆的空气维持轮胎系统，该申请案由与本发明相同的受让人所拥有，即，The Goodyear Tire & Rubber Company公司。
在这种AMT系统中，并且特别是在基于阀杆的AMT系统中，环形空气管设置在轮胎的侧壁中并且在轮胎旋转时由轮胎印迹相继地变平或者被挤压，从而将空气引导至阀壳体。阀壳体设置在轮辋内并且流体地连接至轮胎阀杆，该轮胎阀杆进而与轮胎腔体流体连通。为了能够实现空气从环形空气管至阀壳体的流体连通，一个或多个连接管在环形空气管与阀壳体之间延伸。气动连接器将环形空气管流体地连接至连接管，并且被容置于固定至轮胎的侧壁的安装构件内以便提供牢固连接点。
安装构件通常被称为圆顶。圆顶是基于阀杆的AMT系统的一个重要部分，因为其提供稳定的平台并且保护环形空气管与连接管之间的流体连接。在现有技术中，通过切割单个弹性体复合物零件并且将该零件插入到模具中（然后对其加热）来形成该圆顶。这种结构可能不会总是能够一致地或者可重复地形成，和/或可能不会均匀地固化。此外，可能难以选择单个弹性体复合物来满足圆顶的多个期望的特征，诸如，高粘合性和耐磨性。
这样一来，在本领域中需要一种安装构件，该安装构件会提供一致的和可重复的成形、均匀的固化，并且能够满足多个期望的特性。
发明内容
根据本发明的示例性实施例的一个方面，一种用于空气维持轮胎的安装构件被提供。该轮胎包括侧壁，该侧壁形成有用于接收空气管的沟槽以及用于接收至少一个气动连接器的凹部，该至少一个气动连接器与空气管流体连通。安装构件包括多个层，其中，各层彼此堆叠对齐。多个层至少包括轴向外层和轴向内层。安装构件被接收在凹部中并且固定至轮胎侧壁，由此固定至少一个气动连接器的位置。
根据本发明的另一示例性实施例的一个方面，一种用于形成用于空气维持轮胎的安装构件的方法被提供。该方法包括以下步骤：提供轮胎，该轮胎包括侧壁，该侧壁形成有用于接收空气管的沟槽以及用于接收至少一个气动连接器的凹部，该至少一个气动连接器与空气管流体连通。多个材料层被提供并且被彼此对齐地堆叠。各个层被放置到模具中并且模具被定位在轮胎侧壁中的凹部上方。加热模具并且固化各个层以便在凹部中形成安装构件，从而固定至少一个气动连接器的位置。
本发明包括以下方案：
方案1.一种用于空气维持轮胎的安装构件，所述轮胎包括侧壁，所述侧壁形成有用于接收空气管的沟槽以及用于接收至少一个气动连接器的凹部，所述至少一个气动连接器与所述空气管流体连通，其特征在于，所述安装构件包括：
多个层，所述多个层彼此堆叠对齐；
所述多个层至少包括轴向外层和轴向内层；以及
所述安装构件被接收在所述凹部中并且固定至所述轮胎侧壁，由此固定所述至少一个气动连接器的位置。
方案2.根据方案1所述的用于空气维持轮胎的安装构件，其特征在于，所述外层形成有至少一个开口以便接收所述至少一个气动连接器的外端。
方案3.根据方案1所述的用于空气维持轮胎的安装构件，其特征在于，所述外层由耐磨弹性体形成。
方案4.根据方案1所述的用于空气维持轮胎的安装构件，其特征在于，所述安装构件进一步包括设置在所述外层与所述内层之间的至少一个层。
方案5.根据方案4所述的用于空气维持轮胎的安装构件，其特征在于，所述安装构件包括设置在所述外层与所述内层之间的两个层。
方案6.根据方案4所述的用于空气维持轮胎的安装构件，其特征在于，所述内层以及设置在所述外层与所述内层之间的所述层中的至少一个形成有边缘，所述边缘与形成在所述轮胎侧壁中的特征接合。
方案7.根据方案1所述的用于空气维持轮胎的安装构件，其特征在于，所述内层由促进粘合的弹性体形成。
方案8.根据方案1所述的用于空气维持轮胎的安装构件，其特征在于，所述多个层通过模制和粘合中的至少一个形成整体单元。
方案9.根据方案1所述的用于空气维持轮胎的安装构件，其特征在于，所述多个层在被设置成堆叠对齐之前被预切割。
方案10.根据方案1所述的用于空气维持轮胎的安装构件，其特征在于，所述安装构件进一步包括设置在所述多个层中的导热材料。
方案11.根据方案10所述的用于空气维持轮胎的安装构件，其特征在于，所述导热材料被加入到所述多个层中的至少一个中。
方案12.根据方案10所述的用于空气维持轮胎的安装构件，其特征在于，所述导热材料包括导热网状件。
方案13.根据方案12所述的用于空气维持轮胎的安装构件，其特征在于，所述网状件形成有包括肋部和开口的网格状结构。
方案14.根据方案10所述的用于空气维持轮胎的安装构件，其特征在于，所述导热材料包括导热聚合物。
方案15.根据方案10所述的用于空气维持轮胎的安装构件，其特征在于，所述导热材料形成有至少一个开口以便开放从而与所述至少一个气动连接器接合。
方案16.一种用于形成用于空气维持轮胎的安装构件的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
提供轮胎，所述轮胎包括侧壁，所述侧壁形成有用于接收空气管的沟槽以及用于接收至少一个气动连接器的凹部，所述至少一个气动连接器与所述空气管流体连通；
提供多个材料层；
将所述层彼此对齐地堆叠；
将所述层放置在模具中；
将所述模具定位在所述轮胎侧壁中的所述凹部上方；
加热所述模具，由此使所述多个层被固化以便在所述凹部中形成所述安装构件，从而固定所述至少一个气动连接器的位置。
方案17.根据方案16所述的用于形成用于空气维持轮胎的安装构件的方法，其特征在于，所述多个层至少包括轴向外层和轴向内层。
方案18.根据方案17所述的用于形成用于空气维持轮胎的安装构件的方法，其特征在于，所述多个层进一步包括设置在所述外层与所述内层之间的至少一个层。
方案19.根据方案16所述的用于形成用于空气维持轮胎的安装构件的方法，其特征在于，所述方法进一步包括如下步骤：将导热材料设置在所述多个层中。
附图说明
将通过示例的方式并且参照附图对本发明进行描述，在附图中：
图1是轮胎的侧部的局部立视图，该轮胎包括基于阀杆的空气维持轮胎系统的部件以及本发明的安装构件的示例性实施例；
图2A是图1中示出的安装构件的部件的透视图；
图2B是图1中示出的空气维持轮胎的部件的透视图；
图2C是图1中示出的安装构件的另一部件的透视图；
图2D是图1中示出的安装构件的另一部件的透视图；
图2E是图1中示出的安装构件的另一部件的透视图；
图3是在形成本发明的用于空气维持轮胎的安装构件时采用的模具的透视图；
图4是如插入到图3中示出的模具中的在图2A至图2E中示出的部件的分解透视图；
图5是如插入到图3中示出的模具中的在图2A至图2E中示出的部件的透视图；
图6是图2A至图2E中示出的部件的组装透视图；
图7是轮胎侧壁的局部透视图，该轮胎侧壁包括形成在其中以用于接收安装构件的凹部以及泵送组件的部件；
图8是如置于图1中示出的轮胎上并且置于压机中的图5中示出的模具的局部透视图；
图9是本发明的用于空气维持轮胎的安装构件的示例性实施例的导热材料部件的透视图；
图10是图8中示出的部件的上表面或者顶表面的局部透视图，包括气动连接器；以及
图11是图10中示出的部件的下表面或者底表面的局部透视图。
在附图中，相同的附图标记表示相同的部件。
具体实施方式
要理解的是，术语“内部的”或者“内部地”在本文中表示与轮胎的轴向内表面或者轴向内侧相对应的方向，并且术语“外部的”或者“外部地”在本文中表示是与轮胎的轴向外表面或者轴向外侧相对应的方向。术语“轴向地向内”表示朝向轮胎的中心面的轴向方向，并且术语“轴向地向外”表示远离轮胎的中心面的轴向方向。术语“径向地向内”表示朝向轮胎的中心旋转轴线的径向方向，并且术语“径向地向外”表示远离轮胎的中心旋转轴线的径向方向。
转至图1，轮胎12按照本领域技术人员已知的常规方式安装在轮辋14上并且限定腔体（未示出）。示例性空气维持轮胎系统（诸如，基于阀杆的空气维持轮胎系统）被表示为16。空气维持轮胎系统16包括蠕动泵组件18。蠕动泵组件18包括环形空气管20，环形空气管20被接收在环形沟槽38中，环形沟槽38形成在轮胎12和/或轮辋14的侧壁34中，并且蠕动泵组件18进而围住环形通道（未示出）。
第一连接管22气动地连接至环形空气管20的第一端24并且将环形空气管的第一端流体地连接至泵组件18的阀壳体26。第二连接管28气动地连接至环形空气管20的第二端30并且将环形空气管的第二端流体地连接至阀壳体26。
当轮胎12在负载下沿着地表面旋转时，环形空气管20在轮胎印迹处相继地变平或被挤压。环形空气管20及其通道的一点一点的相继的变平将空气引导至阀壳体26。包括止回阀的轮胎阀杆（未示出）流体地连接至阀壳体26并且与轮胎腔体流体连通。当气压足以抵抗止回阀并且轮胎腔体内的气压低于设定压力水平时，空气进入轮胎腔体。当轮胎腔体内的气压水平处于或者高于设定压力时，止回阀关闭并且来自泵组件18的空气通过阀壳体26中的泄压阀被排放至大气。
如在图1中看到的，泵组件18的阀壳体26设置在轮辋14内。连接管22和28穿过形成在轮辋14中的开口36并且延伸至空气管20。更加具体地，第一连接管22延伸至第一气动接头或者连接器40，该第一气动接头或者连接器40将第一连接管流体地连接至空气管20的第一端24。第二连接管28延伸至第二气动接头或者连接器42，第二气动接头或者连接器42将第二连接管流体地连接至空气管20的第二端30。
安装构件将第一连接器40和第二连接器42的位置固定在轮胎侧壁34处，并且因此固定连接管22和28至空气管20的流体连接。本发明的安装构件的示例性实施例被表示为50并且为了方便起见将称其为圆顶。圆顶50是相当刚性的弹性体或者聚合物安装构件并且被固定至轮胎12的侧壁34，如下文将更加详细地描述的。
圆顶50包括分层结构。更加具体地，现在转至图2A至图2E、图4和图6，圆顶50包括多于一个的层，在本文中称为多个层，其中，各层彼此堆叠对齐。例如，圆顶50优选地包括形成圆顶的外表面的轴向外层52，轴向外层52位于轮胎侧壁34的外表面处。外层52优选地形成有一对开口54，每个开口54接收且定位第一连接器40和第二连接器42的相应外端56。外层52还优选地由耐磨弹性体形成，由此为圆顶50提供保护以便免受道路危险和环境条件影响。
圆顶50还包括一个或多个中间层58和60。第一中间层58与外层相邻并且优选地形成有一对开口62，每个开口62包括槽64。开口62使得第一中间层58能够被定位在第一连接器40和第二连接器42周围，而槽64提供间隙，该间隙确保第一中间层容易地插入在连接器周围而不会干扰连接器至空气管20的气动连接。
第二中间层60与第一中间层58相邻并且优选地形成有一对开口66，每个开口66包括槽68。开口66使得第二中间层60能够被定位在第一连接器40和第二连接器42周围，而槽68提供间隙，该间隙确保第二中间层容易地插入在连接器周围而不会干扰连接器至空气管20的气动连接。第二中间层60还优选地形成有径向向内延伸的边缘70以及径向向外延伸的边缘72，径向向内延伸的边缘70和径向向外延伸的边缘72中的每一个延伸超出外层52和第一中间层58的相应径向边缘。第二中间层60的边缘70和72能够实现与形成在轮胎侧壁34中的特征的机械接合。
更加具体地，如图7中所示，凹部74形成在轮胎侧壁34中沿着环形沟槽38位于预定点处。第一连接器40和第二连接器42以及因此圆顶50均被接收在凹部74中。优选地，特征（诸如，底切76）形成在凹部74的径向内周界78和径向外周界80的周围以便能够实现第二中间层边缘70和72以及因此圆顶50与轮胎侧壁34的机械接合。以此方式，圆顶50位于凹部74中并且被固定至轮胎侧壁34。
现在参照图2E、图4和图6，圆顶50包括轴向内层82。内层82优选地没有形成开口以便能够在凹部74中实现与轮胎侧壁表面的最大表面接触，由此使得圆顶50能够最佳地附接至轮胎侧壁34。内层82优选地还包括径向向内延伸的边缘84和径向向外延伸的边缘86，径向向内延伸的边缘84和径向向外延伸的边缘86与第二中间层60的相应边缘70和72对齐以便提供圆顶50与凹部底切76在轮胎侧壁34中的进一步机械接合。此外，内层82优选地由促进高粘合的弹性体形成，由此提供圆顶50至轮胎侧壁34的进一步牢固安装。
要理解的是，在不影响本发明的整体概念或者操作的情况下，圆顶50可以包括两个、三个、四个或者更多个层。要进一步理解的是，圆顶50的每个层可以形成有特定结构或特征以便促进圆顶的期望特性，这取决于特定的设计考虑因素。
优选地，圆顶50的层52、58、60和82通过模制、粘合等方式形成整体单元。例如，现在转至图3至图6，模具88包括形成有腔体92的内表面90。第一开口94从腔体92延伸通过模具88并且接收第一连接器40，而第二开口96从腔体延伸通过模具并且接收第二连接器42。腔体92被成形为接收圆顶50的层52、58、60和82，第一连接器40和第二连接器42，以及空气管20的相应端24和30。
优选地，轴向外层52被插入到腔体92中，随后是连接器40和42。每个连接器40和42的外端56穿过形成在外层52中的一个相应开口54并且被固定在一个相应腔体开口94和96中。第一中间层58被插入到腔体92中，在连接器40和42之间及其周围抵靠外层，并且第二中间层60被插入到腔体中，在连接器之间及其周围抵靠第一中间层。然后轴向内层82被插入到腔体92中抵靠第二中间层60。
如在图8中所示，模具88定位在凹部74上方的轮胎侧壁34的表面上（图7）。模具88优选地通过机械装置（诸如，紧固件或者定位销）抵靠轮胎侧壁34固定就位。压板98被放置成与模具88接触以便向模具提供压力和/或热量从而在凹部74中固化圆顶50。
为了使得圆顶50能够一致地且可重复地形成，每个层52、58、60和82优选地是从合适的弹性体或者聚合物原料上预切割的。例如，每个层52、58、60和82可以从原料上模切。此外，每个预切层52、58、60和82可以如上文所描述的那样单独地插入到模具88中，或者其可以被组装并且然后作为一个整体插入到模具中。
现在转至图9至图11，圆顶50的一个或多个层可以是或者可以包括导热材料，诸如，网状件100。当圆顶50如上文所描述那样被固化时，期望的是促进圆顶层的均匀且一致的固化。由于连接器40和42优选地由刚性材料（诸如，黄铜、铜、钢或者其它金属）或者刚性高熔点塑料或者复合材料形成，所以来自模具88的热量可以容易被传导至邻近于连接器的圆顶50的区域。然而，在离连接器40和42和/或模具88的表面更远的圆顶50的区域中，热量可能不会传导得这么好。
为了提供期望的导热率，并且因此促进均匀且一致的固化，圆顶50的选择层可选地包括网状件100。例如，第一中间层58和第二中间层60中的一个（图6）可以由导热网状件100替代或者包括导热网状件100。网状件100由导热材料（诸如，导热聚合物）形成并且在圆顶50的横截面上延伸。
网状件100形成有一对开口102，每个开口102接收第一连接器40和第二连接器42中的相应的一个并且与其接合。网状件100与第一连接器40和第二连接器42的接合固定网状件在圆顶50内的位置并且促进在圆顶上从连接器进行的热量传递。优选地，网状件100的周长104的各部分被设置成抵靠或者邻近于模具88以便进一步促进在圆顶50上从模具进行的热量传递。
为了使得弹性体能够流到网状件100中并且流过网状件100，网状件优选地形成有包括肋部106和开口108的网格状结构。利用该结构，圆顶50中的热量分布得到改进，由此促进圆顶的均匀且一致的固化。
本发明的用于空气维持轮胎的圆顶或者安装构件50的上述分层结构提供一致且可重复的成形。该分层结构还使得圆顶或者安装构件50能够包括具有特定期望特性的不同材料，诸如，促进耐磨性的外层和促进粘合的内层。此外，圆顶50可选地包括导热材料以便促进均匀的固化。
本发明还包括一种用于形成空气维持轮胎中的安装构件50的方法。该方法包括根据上文呈现的描述以及在图1至图11中示出的步骤。
要理解的是，在不影响本发明的整体概念或者操作的情况下，可以对上文描述的用于空气维持轮胎的安装构件的结构进行更改或者重新设置，或者省略或添加本领域技术人员已知的部件或步骤。
已经参照优选实施例对本发明进行了描述。在阅读和理解了本说明书后，其他人将想到可能的改进例和更改例。要理解的是，所有这些改进例和更改例均包括在如所附权利要求书或其等同物中阐释的本发明的范围内。

Claims (17)

1.一种用于空气维持轮胎的安装构件，所述轮胎包括侧壁，所述侧壁形成有用于接收空气管的沟槽以及用于接收至少一个气动连接器的凹部，所述至少一个气动连接器与所述空气管流体连通，其特征在于，所述安装构件包括：
多个层，所述多个层彼此堆叠对齐；
所述多个层至少包括轴向外层和轴向内层；以及
所述安装构件被接收在所述凹部中并且固定至所述轮胎侧壁，由此固定所述至少一个气动连接器的位置，
其中，所述安装构件进一步包括设置在所述外层与所述内层之间的至少一个层，
其中，所述安装构件进一步包括设置在所述多个层中的导热材料。
2.根据权利要求1所述的用于空气维持轮胎的安装构件，其特征在于，所述外层形成有至少一个开口以便接收所述至少一个气动连接器的外端。
3.根据权利要求1所述的用于空气维持轮胎的安装构件，其特征在于，所述外层由耐磨弹性体形成。
4.根据权利要求1所述的用于空气维持轮胎的安装构件，其特征在于，所述内层以及设置在所述外层与所述内层之间的所述层中的至少一个形成有边缘，所述边缘与形成在所述轮胎侧壁中的特征接合。
5.根据权利要求1所述的用于空气维持轮胎的安装构件，其特征在于，所述内层由促进粘合的弹性体形成。
6.根据权利要求1所述的用于空气维持轮胎的安装构件，其特征在于，所述多个层通过模制和粘合中的至少一个形成整体单元。
7.根据权利要求1所述的用于空气维持轮胎的安装构件，其特征在于，所述多个层在被设置成堆叠对齐之前被预切割。
8.根据权利要求1所述的用于空气维持轮胎的安装构件，其特征在于，所述导热材料被加入到所述多个层中的至少一个中。
9.根据权利要求1所述的用于空气维持轮胎的安装构件，其特征在于，所述导热材料包括导热网状件。
10.根据权利要求9所述的用于空气维持轮胎的安装构件，其特征在于，所述网状件形成有包括肋部和开口的网格状结构。
11.根据权利要求1所述的用于空气维持轮胎的安装构件，其特征在于，所述导热材料包括导热聚合物。
12.根据权利要求1所述的用于空气维持轮胎的安装构件，其特征在于，所述导热材料形成有至少一个开口以便开放从而与所述至少一个气动连接器接合。
13.根据权利要求1所述的用于空气维持轮胎的安装构件，其特征在于，所述安装构件包括设置在所述外层与所述内层之间的两个层。
14.一种用于形成用于空气维持轮胎的安装构件的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
提供轮胎，所述轮胎包括侧壁，所述侧壁形成有用于接收空气管的沟槽以及用于接收至少一个气动连接器的凹部，所述至少一个气动连接器与所述空气管流体连通；
提供多个材料层；
将所述层彼此对齐地堆叠；
将所述层放置在模具中；
将所述模具定位在所述轮胎侧壁中的所述凹部上方；
加热所述模具，由此使所述多个层被固化以便在所述凹部中形成所述安装构件，从而固定所述至少一个气动连接器的位置。
15.根据权利要求14所述的用于形成用于空气维持轮胎的安装构件的方法，其特征在于，所述多个层至少包括轴向外层和轴向内层。
16.根据权利要求15所述的用于形成用于空气维持轮胎的安装构件的方法，其特征在于，所述多个层进一步包括设置在所述外层与所述内层之间的至少一个层。
17.根据权利要求14所述的用于形成用于空气维持轮胎的安装构件的方法，其特征在于，所述方法进一步包括如下步骤：将导热材料设置在所述多个层中。
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