用于自充气轮胎的泵和致动器组件的制作方法
【专利摘要】本发明涉及用于自充气轮胎的泵和致动器组件。一种系统包括：轮胎，其具有轮胎腔体、分别从第一和第二轮胎胎圈延伸至公用轮胎胎面的第一和第二侧壁；和压缩致动器机构，其被安装至轮胎处于轮胎腔体内，用于将空气传递至轮胎腔体。所述压缩致动器机构包括由弹性的可变形材料形成并容纳一定量的不可压缩介质的中空容纳体。所述中空容纳体响应于旋转时的轮胎的变形和恢复在变形状态与非变形状态之间往复地变形或者变换。所述中空容纳体在变形状态中排走一定量的不可压缩介质用于产生压缩力，由所述压缩力将一定体积的空气传递至轮胎腔体。所述中空容纳体被成形为促进轮胎旋转期间的枢转。
【专利说明】用于自充气轮胎的泵和致动器组件
【技术领域】
[0001]本发明总体涉及自充气轮胎，并且更具体地涉及具有一体化的空气泵送系统的自充气轮胎。
【背景技术】
[0002]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、轮胎寿命和降低的交通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，期望的是在轮胎内合并自充气特征，其将对轮胎进行自充气。
【发明内容】
[0003]依据本发明的第一系统包括:轮胎，其具有轮胎腔体、分别从第一和第二轮胎胎圈延伸至公用轮胎胎面的第一和第二侧壁；和压缩致动器机构，其被安装至轮胎处于轮胎腔体内，用于将空气传递至轮胎腔体。所述压缩致动器机构包括由弹性的可变形材料形成并容纳一定量的不可压缩介质的中空容纳体。所述中空容纳体响应于旋转时的轮胎的变形和恢复在变形状态与非变形状态之间往复地变形或者变换。所述中空容纳体在变形状态中排走一定量的不可压缩介质用于产生压缩力，由所述压缩力将一定体积的空气传递至轮胎腔体。所述中空容纳体被成形为促进轮胎旋转期间的枢转。
[0004]根据第一系统的另一方面，所述中空容纳体在所述轮胎的一次旋转内在所述变形状态与所述非变形状态之间操作地经受一次循环变形。
[0005]根据第一系统的又一方面，所述中空容纳体的循环变形沿轮胎旋转的正向方向或者后向(rearward)方向发生。
[0006]根据第一系统的再一方面，泄压阀被安装至所述轮胎，用于在所述轮胎腔体的空气压力超过预设的轮胎充气压力的情况下，从所述轮胎腔体释放空气。
[0007]根据第一系统的又一方面，所述中空容纳体的变形由所述第一侧壁和第二侧壁中的一个的弯曲导致。
[0008]根据第一系统的再一方面，泵组件被附至所述第一侧壁和第二侧壁中的一个。所述泵组件包括压缩器体，其被附至所述中空容纳体并具有空气腔室。所述空气腔室具有用于容许空气进入所述空气腔室中的入口开口和用于将空气从所述空气腔室引导至所述轮胎腔体的出口开口。所述压缩器体进一步包括第一阀机构和第二阀机构，所述第一阀机构和第二阀机构处于所述压缩器体内，用于与所述中空容纳体的循环变形同步地分别往复地打开和关闭所述入口开口和所述出口开口。
[0009]根据第一系统的又一方面，泄压阀机构在所述轮胎腔体内的空气压力超过预定压力时从所述轮胎腔体释放空气。所述泄压阀机构被附至所述中空容纳体，并包括泄压阀和从所述泄压阀起的空气流动通路，其定位成使空气从所述轮胎腔体操作地逆向流动通过所述压缩器体，并离开所述中空容纳体的入口开口。
[0010]根据第一系统的再一方面，所述第一阀机构和第二阀机构分别作为定位在所述压缩器体的空气腔室中的单独部位处的第一单向阀和第二单向阀进行操作。
[0011]根据第一系统的又一方面，所述第一阀机构包括座置压缩器体的空气腔室内的活塞构件。所述活塞构件与所述中空容纳体的循环变形同步地在打开位置与关闭位置之间循环地移动。所述活塞构件操作地打开和阻塞所述压缩器体的入口开口。
[0012]根据第一系统的再一方面，所述中空容纳体具有都面向所述轮胎腔体的第一线性区和第二线性区。当所述侧壁邻近所述轮胎的印迹时，这两个线性区的联合促进所述中空容纳体的枢转和所述介质的压缩。
[0013]根据第一系统的又一方面，所述中空容纳体具有都面向所述轮胎腔体的第一弯曲区、第二切口区和第三线性区。当所述侧壁邻近所述轮胎的印迹时，所述第二切口区促进所述中空容纳体的枢转和所述介质的压缩。
[0014]根据第一系统的再一方面，所述中空容纳体具有内部切口区和外部切口区。当所述侧壁邻近所述轮胎的印迹时，所述内部切口区和外部切口区促进所述中空容纳体的枢转和所述介质的压缩。
[0015]依据本发明的第二系统包括:轮胎，其具有轮胎腔体，所述轮胎腔体由内衬、分别从第一轮胎胎圈和第二轮胎胎圈延伸至胎面的第一侧壁和第二侧壁限定出；压缩致动器机构，其被安装在所述轮胎腔体内用于将空气传递至所述轮胎腔体，所述压缩致动器机构包括容纳体，所述容纳体由弹性的可变形材料形成并容纳一定量的不可压缩介质，所述容纳体被附至所述第一侧壁和第二侧壁中的一个，并响应于旋转轮胎的轮胎侧壁的变形和恢复而与所述侧壁一起在变形状态与非变形状态之间往复地变形或者变换，所述容纳体在所述变形状态中排走不可压缩介质，由此产生将一定体积的空气传递至所述轮胎腔体的压缩力，所述容纳体响应于所述轮胎的旋转在所述变形状态与所述非变形状态之间操作地经受循环变形，所述容纳体被成形为促进所述轮胎的旋转期间的枢转；和泵组件，其被连接至所述容纳体，并被安装在所述轮胎腔体内。所述泵组件包括具有空气腔室的压缩器体。所述空气腔室具有用于容许空气进入所述空气腔室中的入口开口和用于将加压量的空气从所述空气腔室引导至所述轮胎腔体的出口开口。所述压缩器体从所述容纳体沿径向向内地附接至所述第一侧壁和第二侧壁中的一个。
[0016]根据第二系统的另一方面，所述容纳体在所述轮胎的一次旋转期间在所述变形状态与所述非变形状态之间操作地经受循环变形。
[0017]根据第二系统的又一方面，空气泵送机构在所述轮胎的旋转期间通过所述不可压缩介质的循环变形被操作地接合和致动。
[0018]根据第二系统的再一方面，所述容纳体具有从所述容纳体的径向外侧到所述容纳体的径向内侧与所述侧壁的曲率互补的曲率。
[0019]根据第二系统的又一方面，所述容纳体具有都面向所述轮胎腔体的第一线性区和第二线性区。当所述侧壁邻近所述轮胎的印迹时，这两个线性区的联合促进所述容纳体的枢转和所述介质的压缩。
[0020]根据第二系统的再一方面，所述容纳体具有都面向所述轮胎腔体的第一弯曲区、第二切口区和第三线性区。当所述侧壁邻近所述轮胎的印迹时，所述第二切口区促进所述容纳体的枢转和所述介质的压缩。
[0021]根据第二系统的又一方面，所述容纳体具有内部切口区和外部切口区。当所述侧壁邻近所述轮胎的印迹时，所述内部切口区和外部切口区促进所述容纳体的枢转和所述介质的压缩。
[0022]根据第一或第二系统的再一方面，当所述侧壁邻近所述轮胎的印迹时，夹紧构件(clamp member)促进所述容纳体的枢转和所述介质的压缩。
[0023]本发明还涉及以下技术方案:
1.一种系统，包括:
轮胎，其具有轮胎腔体、分别从第一轮胎胎圈和第二轮胎胎圈延伸至公用轮胎胎面的第一侧壁和第二侧壁；和
压缩致动器机构，其被安装至所述轮胎处于所述轮胎腔体内，用于将空气传递至所述轮胎腔体，所述压缩致动器机构包括中空容纳体，所述中空容纳体由弹性的可变形材料成分形成，并容纳一定量的不可压缩介质，所述中空容纳体响应于旋转时的轮胎的变形和恢复而在变形状态与非变形状态之间往复地变换，
所述中空容纳体在所述变形状态中排走一定量的不可压缩介质用于产生压缩力，由所述压缩力将一定体积的空气传递至所述轮胎腔体，所述中空容纳体被成形为促进轮胎旋转期间的枢转。
[0024]2.如技术方案I所述的系统，其中，所述中空容纳体在所述轮胎的一次旋转内在所述变形状态与所述非变形状态之间操作地经受一次循环变形。
[0025]3.如技术方案2所述的系统，其中，所述中空容纳体的循环变形沿轮胎旋转的正向方向或者后向方向发生。
[0026]4.如技术方案I所述的系统，进一步包括泄压阀，所述泄压阀被安装至所述轮胎，用于在所述轮胎腔体的空气压力超过预设的轮胎充气压力的情况下，从所述轮胎腔体释放空气。
[0027]5.如技术方案2所述的系统，其中，所述中空容纳体的变形由所述第一侧壁和第二侧壁中的一个的弯曲导致。
[0028]6.如技术方案I所述的系统，进一步包括泵组件，所述泵组件被附至所述第一侧壁和第二侧壁中的一个，所述泵组件包括:
压缩器体，其被附至所述中空容纳体并具有空气腔室，所述空气腔室具有用于容许空气进入所述空气腔室中的入口开口和用于将空气从所述空气腔室引导至所述轮胎腔体的出口开口，所述压缩器体进一步包括第一阀机构和第二阀机构，所述第一阀机构和第二阀机构处于所述压缩器体内，用于与所述中空容纳体的循环变形同步地分别往复地打开和关闭所述入口开口和所述出口开口。
[0029]7.如技术方案6所述的系统，进一步包括泄压阀机构，所述泄压阀机构用于在所述轮胎腔体内的空气压力超过预定压力时从所述轮胎腔体释放空气，所述泄压阀机构被附至所述压缩器体，并包括泄压阀和从所述泄压阀起的空气流动通路，所述空气流动通路定位成使空气从所述轮胎腔体操作地逆向流动通过所述压缩器体，并离开所述压缩器体的所述入口开口。[0030]8.如技术方案6所述的系统，其中，所述第一阀机构和第二阀机构分别作为定位在所述压缩器体的空气腔室中的单独部位处的第一单向阀和第二单向阀进行操作。
[0031]9.如技术方案6所述的系统，其中，所述第一阀机构包括座置在所述压缩器体的空气腔室内的活塞构件，所述活塞构件与所述中空容纳体的循环变形同步地在打开位置与关闭位置之间循环地移动，并且所述活塞构件操作地打开和阻塞所述压缩器体的入口开□。
[0032]10.如技术方案I所述的系统，其中，所述中空容纳体具有都面向所述轮胎腔体的第一线性区和第二线性区，当所述侧壁邻近所述轮胎的印迹时，这两个线性区的联合促进所述中空容纳体的枢转和所述介质的压缩。
[0033]11.如技术方案I所述的系统，其中，所述中空容纳体具有都面向所述轮胎腔体的第一弯曲区、第二切口区和第三线性区，当所述侧壁邻近所述轮胎的印迹时，所述第二切口区促进所述中空容纳体的枢转和所述介质的压缩。
[0034]12.如技术方案I所述的系统，其中，所述中空容纳体具有内部切口区和外部切口区，当所述侧壁邻近所述轮胎的印迹时，所述内部切口区和外部切口区促进所述中空容纳体的枢转和所述介质的压缩。
[0035]13.一种系统，包括:
轮胎，其包括轮胎腔体，所述轮胎腔体由内衬、分别从第一轮胎胎圈和第二轮胎胎圈延伸至胎面的第一侧壁和第二侧壁限定出；
压缩致动器机构，其被安装在所述轮胎腔体内用于将空气传递至所述轮胎腔体，所述压缩致动器机构包括容纳体，所述容纳体由弹性的可变形材料形成并容纳一定量的不可压缩介质，所述容纳体被附至所述第一侧壁和第二侧壁中的一个，并响应于旋转轮胎的轮胎侧壁的变形和恢复而与所述侧壁一起在变形状态与非变形状态之间往复地变换，所述容纳体在所述变形状态中排走不可压缩介质，由此产生将一定体积的空气传递至所述轮胎腔体的压缩力，所述容纳体响应于所述轮胎的旋转在所述变形状态与所述非变形状态之间操作地经受循环变形，所述容纳体被成形为促进所述轮胎的旋转期间的枢转；和
泵组件，其被连接至所述容纳体，并被安装在所述轮胎腔体内，所述泵组件包括具有空气腔室的压缩器体，所述空气腔室具有用于容许空气进入所述空气腔室中的入口开口和用于将加压量的空气从所述空气腔室引导至所述轮胎腔体的出口开口，所述压缩器体从所述容纳体沿径向向内地定位至所述第一侧壁和第二侧壁中的一个。
[0036]14.如技术方案13所述的系统，其中，所述容纳体在所述轮胎的一次旋转期间在所述变形状态与所述非变形状态之间操作地经受循环变形。
[0037]15.如技术方案14所述的系统，进一步包括空气泵送机构，所述空气泵送机构在所述轮胎的旋转期间通过所述不可压缩介质的循环变形被操作地接合和致动。
[0038]16.如技术方案15所述的系统，其中，所述容纳体具有从所述容纳体的径向外侧到所述容纳体的径向内侧与所述侧壁的曲率互补的曲率。
[0039]17.如技术方案13所述的系统，其中，所述容纳体具有都面向所述轮胎腔体的第一线性区和第二线性区，当所述侧壁邻近所述轮胎的印迹时，这两个线性区的联合促进所述容纳体的枢转和所述介质的压缩。
[0040]18.如技术方案13所述的系统，其中，所述容纳体具有都面向所述轮胎腔体的第一弯曲区、第二切口区和第三线性区，当所述侧壁邻近所述轮胎的印迹时，所述第二切口区促进所述容纳体的枢转和所述介质的压缩。
[0041]19.如技术方案13所述的系统，其中，所述容纳体具有内部切口区和外部切口区，当所述侧壁邻近所述轮胎的印迹时，所述内部切口区和外部切口区促进所述容纳体的枢转和所述介质的压缩。
[0042]20.如技术方案I所述的系统，进一步包括夹紧构件，用于在所述侧壁邻近所述轮胎的印迹时，促进所述容纳体的枢转和所述介质的压缩。
[0043]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。
[0044]“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。
[0045]“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。
[0046]“胎圈包布”是围绕轮胎胎圈的外侧放置的窄材料条，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。
[0047]“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。
[0048]“赤道中心平面(CP) ”意指垂直于轮胎的旋转轴线并穿过胎面中心的平面。
[0049]“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。
[0050]“沟槽”意指轮胎壁中的细长空隙区域，其可以围绕轮胎壁周向地或横向地延伸。“沟槽宽度”等于在其整个长度之上的平均宽度。沟槽的尺寸做成适应如所描述的空气管。
[0051]“内侧面(inboard side) ”意指当轮胎安装在轮子上并且轮子安装在交通工具上时轮胎的最靠近交通工具的侧面。
[0052]“横向”意指轴向方向。
[0053]“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面。
[0054]“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。
[0055]“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交通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轮子定位的优选行进方向。
[0056]“外侧面(outboard side) ”意指当轮胎安装在轮子上并且轮子安装在交通工具上时最远离交通工具的轮胎的侧面。
[0057]“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。
[0058]“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。
[0059]“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。
[0060]“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。
[0061]“胎面元件”或“牵引元件”意指通过具有邻近沟槽的形状限定出的肋或块状元件。[0062]“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。
【专利附图】
【附图说明】
[0063]下面将通过示例并参考附图描述本发明，附图中:
图1是轮胎系统的示意性透视图，示出了依据本发明的泵部位。
[0064]图2是图1的轮胎系统的示意性截面图。
[0065]图3是在第一条件下通过图1中所示示例泵所取的示意性截面图。
[0066]图4是在第二条件下通过图1的示例泵所取的示意性截面图。
[0067]图5是依据本发明的另一示例泵的示意性透视图。
[0068]图6是在第一条件下的图5的示例泵的示意性截面图。
[0069]图7是在第二条件下的图5的示例泵的示意性截面图。
[0070]图8是依据本发明的又一示例泵的一部分的示意性侧视图。
[0071]图9是图8的示例部分的示意性前视图。
[0072]图10是依据本发明的再一示例泵的一部分的示意性侧视图。
[0073]图11是图10的示例部分的示意性前视图。
[0074]图12是依据本发明的又一示例泵的一部分的示意性侧视图。
[0075]图13是图12的示例部分的示意性前视图。
[0076]图14是在第一条件下的依据本发明的再一示例泵的一部分的示意性截面图。
[0077]图15是在第二条件下的图14的示例部分的示意性截面图。
【具体实施方式】
[0078]参见图1-15，依据本发明的示例性自充气轮胎系统10或者空气维持轮胎系统可以包括轮胎12，所述轮胎12具有胎体，所述胎体具有一对侧壁14、一对胎圈16和胎面18。系统10可以被构造成通过包括泵组件20和被联接的压缩致动器组件19来进行自充气，所述泵组件20和被联接的压缩致动器组件19两者都可以在固化后组装工序中被附接至轮胎12。如图1中所示，组件19可以通过如粘结剂区域21所示出的粘结剂的施加而被安装至一个侧壁14。轮胎12可以安装至轮辋(未示出)，所述轮辋具有轮胎安装表面和从轮胎安装表面延伸的外轮辋凸缘。轮胎12可以进一步包括限定出并封闭内部空气腔体30的内衬部件28。粘结剂可以被施加至如由粘结剂区域21绘出的内衬28的侧壁区。轮胎12可以进一步包括邻近轮胎的胎圈16的下侧壁区32。
[0079]系统10可以安装至交通工具并接合地表面34。轮胎12与地表面34之间的接触区域可以代表轮胎印迹(如以上定义的)。压缩致动器组件19可以安装至轮胎12的侧壁区42，该侧壁区在轮胎旋转并接触地表面34时具有相对较高的挠曲变形，如图2-4中所示。随着轮胎12旋转，压缩致动器组件19和泵组件20可以与轮胎一起旋转。当压缩致动器组件接近轮胎印迹时，压缩致动器组件19可以受到由挠曲和/或弯曲的侧壁14发生的压缩力，如以下所说明的。
[0080]图3示出了处于轮胎12的非压缩区域中的部位中的压缩致动器组件19和泵组件20，而图4示出了处于轮胎的压缩区域中的组件19、20。在图4的位置中，压缩致动器组件19可以受到由接触表面34在轮胎印迹内产生的压缩力。在交通工具和系统10的正常操作期间，轮胎12可以沿第一方向和沿相反的第二方向旋转。这样，被联接的组件19、20可以与轮胎12 —起沿两个方向旋转，并且可以受到沿第一和第二旋转方向在侧壁14内产生的压缩/弯曲力。
[0081]如图1-4中所示，压缩致动器组件19可以包括细长中空容纳体44，其由比如热塑性树脂和/或橡胶化合物等弹性的可变形材料成分形成。细长体44因此可以能够往复地且弹性地经受循环变形，在受到接触表面34的弯曲力时变形成变形状态(图4)，并恢复成原始的非变形状态(图3)。图1-4的细长体44可以定尺寸和定形状为跟随内衬28和轮胎侧壁14的内轮廓从胎面18附近到胎圈16附近。容纳体44的中空、细长形态可以在粘结剂区21处被附至轮胎12的内衬28或者进一步被改进以合并到轮胎侧壁14中，如以下所说明的。
[0082]容纳体44可以包括填充有一定体积的不可压缩介质48的被封闭中心贮存器腔体46(图3和4)。介质48可以呈泡沫和/或流体形态。介质48可以包括但并不局限于带有防冻添加剂的水。介质48可以被体44封闭在腔体46内，并且可以大体填满腔体。容纳体44可以包括出口导管50，其从容纳体大体轴向地延伸，并包含内出口导管孔51，介质48的排走量可以沿互逆方向行进通过该内出口导管孔51。管道50可以延伸至先导端60。
[0083]定位成如图2-4中所示，在侧壁的附接有容纳体的区经过轮胎印迹附近并被来自胎面18上的接触表面34的力压缩时，容纳体44可以受到来自轮胎侧壁14的弯曲力(图4)。被施加用以使侧壁区14弯曲的弯曲力可以引起介质48和容纳体44的相称弯曲变形，如图4中所示。通过在轮胎印迹附近使轮胎侧壁14弯曲而引入到容纳体44中的变形因此可以造成一定量的介质48沿着出口导管50朝先导端60排走。来自被排走介质48的压力可以作为对泵组件20的压力致动器进行作用，如以下所说明的。当附接有容纳体44的轮胎侧壁14旋转远离轮胎印迹比如在轮胎12的上部处的位置时，侧壁14中的压缩力因此可以被移除/减小，从而引起进入容纳体44中的弯曲力的相称移除/减小。弯曲力的移除允许容纳体44重新回到其原始的非变形状态(图3)，并且介质48沿远离先导端60的方向后退到管道50内。
[0084]在轮胎12沿正向或者逆向方向旋转并从沿着管道50排走的介质48产生循环压缩力时，侧壁弯曲和伸直的该周期可以转化成容纳体44的循环变形和恢复。来自被排走介质48的压缩力可以与由不可压缩介质沿被排走介质48的方向的排走量产生的压力成比例。
[0085]泵组件20可以例如相对于压缩致动组件沿向内径向方向在邻近压缩致动组件19的部位处被附至轮胎12的胎体。泵送组件20可以包括大体管状形态的中空压缩器体62，其具有内部的轴向地取向的空气腔室64(图3)，该空气腔室延伸至下腔室端65。通过在入口开口 67处与空气腔室相交的入口导管66，空气腔室64可以是可到达的。压缩器体62和入口导管66可以由比如金属或者塑料等刚性材料形成。入口导管66可以大体是细长和管状的，具有经由入口开口 67与空气腔室64连通的入口轴向通路68。在压缩器体62的相对侦牝大体管状形态的出口导管70可以具有轴向通路72，该轴向通路延伸穿过该出口导管，并在出口开口 73处与空气腔室64连通。入口导管66和出口导管70可以纵向地错位，且入口导管66最靠近致动组件19，而出口导管70更远离该致动组件。
[0086]第一圆柱形活塞构件74可以定尺寸为在压缩器体62的轴向空气腔室64的第一端/上端内滑动。活塞突部78可以纵向地延伸通过轴向空气腔室64，并远离管道50的先导端60。活塞突部78可以作为用于空气的收集器而发挥功能，所述空气可以从泵组件20被喷出。第一螺旋弹簧92可以环绕活塞突部78，并抵靠活塞74的下表面和围绕轴向空气腔室64的第一端/上端的壁的脊部，由此朝先导端60偏置活塞74。
[0087]第二圆柱形活塞构件82可以定尺寸为在压缩器体62的轴向空气腔室64的第二端/下端内滑动。第二活塞构件82可以具有与轴向空气腔室64匹配的圆柱体。第二螺旋弹簧94可以被提供在压缩器体62内的轴向空气腔室64的下端65内。第二螺旋弹簧94可以抵靠轴向空气腔室64的第二端/下端和活塞构件82的下表面。活塞构件82在轴向空气腔室64内的纵向行进可以被刚好位于出口开口 73的另一侧的止挡表面限制。第二弹簧94由此可以偏置活塞构件82抵靠止挡表面，并从轴向空气腔室64将活塞构件偏置至关闭出口开口的位置。
[0088]从出口导管50延伸的可以是泄压阀进气通道(未示出)，其可以泄掉压缩器体62内的多余介质压力。压力调控泄压阀组件可以安装至该进气通道，并从压缩器体62延伸。
[0089]座置在入口轴向通路68内的可以是多孔性过滤部件117，其发挥功能用以过滤掉微粒以防进入入口轴向通路。如上所述，致动组件19可以被合并到轮胎12的侧壁14的在轮胎旋转时经受高弯曲载荷的区中。致动组件19可以被合并在侧壁14内或者通过粘结剂附至侧壁14，如附图标记21处所示。在图1中所示的外部安装组件途径中，容纳体44可以与它所附接至的侧壁区互补地成形和弯曲，并大体从邻近胎面区域18的径向外向端沿着侧壁附接区21沿径向向内延伸至邻近胎圈区的径向内向端。
[0090]泵送组件20可以通过粘结剂或者其它适当的附接手段附接至致动组件19的内向端。被联接的致动组件19和泵送组件20可以通过粘结剂附接方式安装至轮胎12的内衬28，且泵送组件20邻近胎体胎圈/下侧壁区32。如此定位后，入口通路68可以沿大体轴向方向突出通过轮胎侧壁14至外部空气可到达的外轮胎侧壁侧部位。入口通路68的位置可以在轮辋凸缘的径向外侧或者上方，使得轮辋凸缘不妨碍进入泵送组件20的入口通路的进气空气。
[0091]压缩组件19的出口导管50可以在出口导管密封地接合泵组件的上端时联接至泵组件20的上端。一旦组件19、20被附接至彼此后，它们可以被附接至轮胎侧壁14的区，如上所述。
[0092]图3和4绘出了按泵组件20和压缩致动器组件19的顺序的操作。图3示出了活塞74、82处于静置位置的泵组件20。所示的位置与安装至滚动轮胎的组件19、20处于与轮胎印迹相对的旋转位置处(例如，在旋转轮胎12的顶部处)的位置相关联。在与轮胎印迹相对时支承组件19、20的侧壁14的区域因此不从与地表面的接触发生挠曲或者弯曲。因此，压缩致动器体44没有与未弯曲压缩致动器体和未弯曲侧壁14的曲率大体相关联的弯曲变形。被封闭在体44内的介质48大体处于静置，并抵靠活塞74的上端接触导管50内的先导表面60。活塞74可以被第一弹簧92偏置抵靠先导表面60。
[0093]在图3的“静置”位置中，活塞突部78纵向地高于入口导管66的入口开口 67。作为结果，来自轮胎12外的空气可以被容许通过过滤器117并进入轴向空气腔室64中。活塞82可以通过弹簧94在轴向空气腔室64内被偏置在轴向地升高的位置，由此阻挡住出口导管70的出口开口 73。弹簧92、94处于被泵组件20的尺寸限制的延伸或者相对未受压缩的条件下。只要介质压力保持低于预定压力，则泄压阀组件可以大体处于关闭位置。
[0094]在侧壁14的承载组件19、20的区旋转进入邻近/接近轮胎印迹的位置中时，侧壁在载荷下挠曲和弯曲，从而引起压缩致动器体44的相称挠曲(图4)。不可压缩介质48即粘弹性材料响应于压缩致动器体44的弯曲，可以被强制向下流动到出口导管50内，并且可以在第一活塞74上施加向下的压力。介质48的先导端表面60可以抵靠第一活塞74的外向/上表面，并且可以通过压缩第一弹簧来克服第一弹簧92的阻力，由此允许第一活塞移动降低到轴向空气腔室64中。活塞突部78因此移动到阻挡通过入口开口 67进入轴向空气腔室64中的空气进气的位置，并压缩轴向空气腔室64内的空气的容积。轴向空气腔室64内的增加的压力可以强制第二活塞82在轴向空气腔室64内降低并压缩螺旋弹簧94。
[0095]当活塞82已在轴向空气腔室64内移动足够轴向距离时，出口开口 73可以不再被活塞82阻塞。来自轴向空气腔室64的加压空气因此可以被强制通过出口开口 73并进入轮胎腔体中。当空气的泵送完成并且轴向空气腔室64内抵靠第二活塞82的压力被中断(例如，通过轮胎12的进一步旋转)时，活塞82可以被强制轴向地朝上移动并返回到“静置”位置中(图3)。
[0096]一旦轴向空气腔室44内的加压空气量向轮胎腔体中的移除完成后，随着轮胎12的进一步旋转，组件19、20和侧壁14的附接区121离开邻近/接近轮胎印迹的高应力位置，并且轮胎侧壁区46可以重新回到未受应力的曲率(图3)。侦彳壁14远离轮胎印迹向原始曲率构造的恢复可以伴随着并同步于压缩致动器体44向未弯曲/未受应力构造的恢复。在压缩致动器体44重新回到其原始曲率、并且与泵送周期的结束并存时，第二活塞82在第二弹簧94的影响下轴向地向上移动，由此强制第二活塞74向上移动。粘弹性介质48可以后退到压缩致动器体44的原始容纳形态中，并且空气向轮胎腔体中的泵送可以被中断，直到组件19、20旋转回到对齐邻近/接近轮胎印迹。
[0097]随着轮胎12的每次回转，空气从轴向空气腔室64向轮胎腔体中的泵送可以以循环方式发生。应该理解的是，空气泵送作用的操作独立于轮胎回转的方向，并且可以随着正向或者逆向轮胎旋转而发生。
[0098]参见图5-7，依据本发明的示例性自充气轮胎系统110或者空气维持轮胎系统可以包括轮胎112，所述轮胎112具有胎体、一对侧壁114、一对胎圈116和胎面118。系统110可以被构造成通过包括泵组件120和被联接至它的压缩致动器组件119来进行自充气，所述泵组件120和压缩致动器组件119两者都可以在固化后组装工序中被附接至轮胎112。如图5中所示，组件119可以通过将粘结剂施加至基垫121而被安装至一个侧壁114。基垫121可以然后被安装至侧壁114。轮胎112可以安装至轮辋(未示出)，所述轮辋具有轮胎安装表面和从轮胎安装表面延伸的外轮辋凸缘。轮胎112可以进一步包括限定出并封闭内部空气腔体130的内衬部件128。粘结剂可以被施加至如由基垫/粘结剂区域121绘出的内衬128的侧壁区。轮胎112可以进一步包括邻近轮胎的胎圈116的下侧壁区132。
[0099]系统110可以安装至交通工具并接合地表面134。轮胎112与地表面134之间的接触区域可以代表轮胎印迹(如以上定义的)。压缩致动器组件119可以安装至轮胎112的侧壁区142，该侧壁区在轮胎旋转并接触地表面134时具有相对较高的挠曲变形，如图6-7中所示。组件119可以被成形为促进轮胎112旋转期间的枢转。随着轮胎112旋转，压缩致动器组件119和泵组件120可以与轮胎一起旋转。当压缩致动器组件接近轮胎印迹时，压缩致动器组件119可以受到由挠曲和/或弯曲的侧壁114发生的压缩力，如以下所说明的。
[0100]图6示出了处于轮胎112的非压缩区域中的部位中的压缩致动器组件119和泵组件120，而图7示出了处于轮胎的压缩区域中的组件119、120。在图7的位置中，压缩致动器组件119可以受到由接触表面134在轮胎印迹内产生的压缩力。在交通工具和系统110的正常操作期间，轮胎112可以沿第一方向和沿相反的第二方向旋转。这样，被联接的组件119、120可以与轮胎112 —起沿两个方向旋转，并且可以受到沿第一和第二旋转方向在侧壁114内产生的压缩/弯曲力。
[0101]如图5-7中所示，压缩致动器组件119可以包括细长中空容纳体144，其由比如热塑性树脂和/或橡胶化合物等弹性的可变形材料成分形成。细长体144因此可以能够往复地且弹性地经受循环变形，在受到接触表面134的弯曲力时变形成变形状态(图7)，并恢复成原始的非变形状态(图6)。图5-7的细长体144可以定尺寸和定形状为跟随内衬128和轮胎侧壁114的内轮廓从胎面118附近到胎圈116附近。容纳体144的中空、细长形态可以在粘结剂区121处被附至轮胎112的内衬128或者进一步被改进以合并到轮胎侧壁114中，如以下所说明的。
[0102]替代地，系统110可以进一步包括夹紧构件191，用于调节/促进细长体144在系统的循环泵送操作期间的压缩(图6-7)。夹紧构件191可以是单部件结构，其由比如热塑性树脂和/或橡胶化合物等弹性的可变形材料成分形成。此外，夹紧构件191可以双部件结构，包括由第一材料形成的第一部件1911和由不同于第一材料的第二材料形成的第二部件1912。因此，夹紧构件191可以根据细长体144和/或夹紧构件191的所需弯曲特性而相应地得到调制/定制。
[0103]泪滴形容纳体144可以包括填充有一定体积的不可压缩介质148的被封闭中心贮存器腔体146(图6和7)。介质148可以呈泡沫和/或流体形态。介质148可以包括但并不局限于带有防冻添加剂的水。介质148可以被体144封闭在腔体146内，并且可以大体填满腔体。容纳体144可以包括出口导管150，其从容纳体大体轴向地延伸，并包含内出口导管孔151，介质148的排走量可以沿互逆方向行进通过该内出口导管孔51。管道150可以延伸至先导端160。
[0104]定位成如图6-7中所示，在侧壁的附接有容纳体的区经过轮胎印迹附近/近邻并被来自胎面118上的接触表面134的力压缩时，容纳体144可以受到来自轮胎侧壁114和夹紧构件191的弯曲力(图7)。被施加用以使侧壁区114和夹紧构件191弯曲的弯曲力可以引起介质148和容纳体144的相称弯曲变形，如图7中所示。通过在轮胎印迹附近使轮胎侧壁114弯曲而引入到容纳体144中的变形因此可以造成一定量的介质148沿着出口导管150朝先导端160排走。来自被排走介质148的压力可以作为对泵组件120的压力致动器进行作用，如以下所说明的。当附接有容纳体144的轮胎侧壁114旋转远离轮胎印迹比如在轮胎112的上部处的位置时，侧壁114和夹紧构件191中的压缩力因此可以被移除/减小，从而引起进入容纳体144中的弯曲力的相称移除/减小。弯曲力的移除允许容纳体144重新回到其原始/初始的非变形状态(图6)，并且介质148沿远离先导端160的方向后退到管道150内。
[0105]在轮胎112沿正向或者逆向方向旋转并从沿着管道150排走的介质148产生循环压缩力时，侧壁弯曲和伸直的该周期可以转化成容纳体144和夹紧构件191的循环变形和恢复。来自被排走介质148的压缩力可以与由不可压缩介质沿被排走介质148的方向的排走量产生的压力成比例。
[0106]泵组件120可以例如相对于压缩致动组件沿向内径向方向在邻近压缩致动组件119的部位处被附至基垫121或者轮胎112的胎体。泵送组件120可以包括大体管状形态的中空压缩器体162，其具有内部的轴向地取向的空气腔室164(图6)，该空气腔室延伸至下腔室端165。通过在入口开口 167处与空气腔室相交的入口导管166，空气腔室164可以是可到达的。压缩器体162和入口导管166可以由比如金属或者塑料等刚性材料形成。入口导管166可以大体是细长和管状的，具有经由入口开口 167与空气腔室164连通的入口轴向通路168。在压缩器体162的相对侧，大体管状形态的出口导管170可以具有轴向通路172，该轴向通路延伸穿过该出口导管，并在出口开口 173处与空气腔室164连通。入口导管166和出口导管170可以纵向地和/或径向地错位，且入口导管166最靠近致动组件119，而出口导管170更远离该致动组件。
[0107]类似于系统10，圆柱形活塞构件174可以定尺寸为在压缩器体162的轴向空气腔室164的第一端/上端内滑动。活塞突部178可以纵向地延伸通过轴向空气腔室164，并远离管道150的先导端160。活塞突部178可以作为用于空气的收集器而发挥功能，所述空气可以从泵组件120被喷出。螺旋弹簧192可以环绕活塞突部178，并抵靠活塞174的下表面和围绕轴向空气腔室164的第一端/上端的壁的脊部，由此朝先导端160偏置活塞174。
[0108]微型止回阀182可以定尺寸为可以被设置在压缩器体162的轴向空气腔室164的第二端/下端布置内。止回阀182可以由此只允许空气离开轴向空气腔室164。从出口导管150轴向地延伸的可以是泄压阀I (未示出)(图5)，其可以泄掉压缩器体162内的多余介质压力。
[0109]座置在入口轴向通路168内的可以是多孔性过滤部件(未示出)，其发挥功能用以过滤掉微粒以防进入入口轴向通路。如上所述，致动组件119可以被合并到轮胎112的侧壁114的在轮胎旋转时经受高弯曲载荷的区中。致动组件119可以被合并在侧壁114内或者通过粘结剂附至侧壁114，如附图标记121处所示。在图5中所示的外部安装组件途径中，容纳体144可以与它所附接至的侧壁区互补地成形和弯曲，并大体从邻近胎面区域118的径向外向端沿着侧壁附接区121沿径向向内延伸至邻近胎圈区的径向内向端。
[0110]泵送组件120和夹紧构件191可以通过粘结剂或者其它适当的附接手段附接至致动组件119的内向端。被联接的致动组件119、泵送组件20和夹紧构件191可以通过粘结剂附接方式安装至轮胎112的内衬128，且泵送组件20邻近胎体胎圈/下侧壁区132。如此定位后，入口通路168可以沿大体轴向方向突出通过轮胎侧壁114至外部空气可到达的外轮胎侧壁侧部位。入口通路168的位置可以在轮辋凸缘的径向外侧或者上方，使得轮辋凸缘不妨碍进入泵送组件120的入口通路的进气空气。
[0111]压缩组件119的出口导管150可以在出口导管密封地接合泵组件的上端时联接至泵组件120的上端。一旦组件119、120被附接至彼此后，它们以及夹紧构件191可以被附接至轮胎侧壁114的区，如上所述。
[0112]图6和7绘出了按泵组件120和压缩致动器组件119的顺序的操作。图3示出了活塞174处于“静置”位置的泵组件120。所示的位置与安装至滚动轮胎的组件119、120处于与轮胎印迹相对的旋转位置处(例如，在旋转轮胎112的顶部处)的位置相关联。在与轮胎印迹相对时支承组件119、120的侧壁114的区域因此不从与地表面的接触发生挠曲或者弯曲。因此，压缩致动器体144没有与未弯曲压缩致动器体和未弯曲侧壁114的曲率大体相关联的弯曲变形。被封闭在体144内的介质148大体处于静置，并抵靠活塞174的上端接触导管150内的先导表面160。活塞174可以被弹簧192偏置抵靠先导表面160。
[0113]在图6的“静置”位置中，活塞突部178纵向地高于入口导管166的入口开口 167。作为结果，来自轮胎112外的空气可以被容许通过入口导管166并进入轴向空气腔室164中。止回阀182可以被偏置克服空气通过出口导管170的出口开口 173的进入。弹簧192处于被泵组件120的尺寸限制的延伸或者相对未受压缩的条件下。只要介质压力保持低于预定压力，则泄压阀I可以大体处于关闭位置。
[0114]在侧壁114的承载组件119、120的区旋转进入邻近/接近轮胎印迹的位置中时，侧壁在载荷下挠曲和弯曲，从而引起压缩致动器体144的相称挠曲(图7)。不可压缩介质148即粘弹性材料响应于压缩致动器体144的弯曲，可以被强制向下流动到出口导管150内，并且可以在活塞174上施加向下的压力。介质148的先导端表面160可以抵靠活塞174的外向/上表面，并且可以通过压缩第一弹簧来克服弹簧192的阻力，由此允许活塞移动降低到轴向空气腔室164中。活塞突部178因此移动到阻挡通过入口开口 167进入轴向空气腔室164中的空气进气的位置，并压缩轴向空气腔室164内的空气的容积。轴向空气腔室164内的增加压力可以强制止回阀182进入打开/导出位置。
[0115]因此，出口开口 173可以不再被止回阀182阻塞。来自轴向空气腔室164的加压空气因此可以被强制通过出口开口 173并进入轮胎腔体130中。当空气的泵送完成并且轴向空气腔室164内克服止回阀182的压力被中断(例如，通过轮胎112的进一步旋转)时，止回阀可以恢复至其被偏置地关闭的或者“静置”的位置(图3)。
[0116]一旦轴向空气腔室144内的加压空气量向轮胎腔体130中的移除完成后，随着轮胎112的进一步旋转，组件119、120和侧壁114的附接区或者基垫121离开邻近/接近轮胎印迹的高应力位置，并且轮胎侧壁区可以重新回到未受应力的曲率(图3)。侧壁114远离轮胎印迹向原始曲率构造的恢复可以伴随着并同步于压缩致动器体144和夹紧构件191向未弯曲/未受应力构造的恢复。在压缩致动器体144重新回到其原始曲率、并与泵送周期的结束并存时，止回阀182封闭出口开口 173。粘弹性介质148可以后退到压缩致动器体144的原始容纳形态中，并且空气向轮胎腔体130中的泵送可以被中断，直到组件119、120旋转回到对齐邻近/接近轮胎印迹。
[0117]随着轮胎112的每次回转，空气从轴向空气腔室164向轮胎腔体130中的泵送可以以循环方式发生。应该理解的是，空气泵送作用的操作独立于轮胎回转的方向，并且可以随着正向或者逆向轮胎旋转而发生。
[0118]图8示出了与图5-7的系统110 —起使用的依据本发明的另一压缩致动器体244的侧视图。压缩致动器体244具有第一线性区246和第二线性区248，两者都面向轮胎腔体130。当侧壁114邻近/接近轮胎112的印迹时,两个线性区246、248的联合(conjunction)促进压缩致动器体244的枢转和介质148的压缩。图9示出了图8的压缩致动器体244的矩形或者四边形形状的前视图。
[0119]图10示出了与图5-7的系统110 —起使用的依据本发明的另一压缩致动器体344的侧视图。压缩致动器体344具有第一线性区346和第二线性区348，两者都面向轮胎腔体130。当侧壁114邻近/接近轮胎112的印迹时，两个线性区346、348的联合促进压缩致动器体344的枢转和介质148的压缩。图11示出了图10的压缩致动器体344的八边形前视图。
[0120]图12示出了与图5-7的系统110 —起使用的依据本发明的另一压缩致动器体444的侧视图。压缩致动器体444具有第一弯曲区346、第二切口区348和第三线性区450，它们都面向轮胎腔体130。当侧壁114邻近/接近轮胎112的印迹时，第二切口区348促进压缩致动器体444的枢转和介质148的压缩。图13示出了图12的压缩致动器体444的八边形前视图。
[0121]图14示出了在未弯曲条件下与图5-7的系统110 —起使用的依据本发明的另一压缩致动器体544的示意性截面图。压缩致动器体544具有内部切口区546和外部切口区548。当侧壁114邻近/接近轮胎112的印迹时，内部切口区和外部切口区546、548两者促进压缩致动器体544的枢转和介质148的压缩。图15示出了在该弯曲条件下的压缩致动器体544。
[0122]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修改。因此，应该明白的是，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。
【权利要求】
1.一种系统，其特征在于: 轮胎，其具有轮胎腔体、分别从第一轮胎胎圈和第二轮胎胎圈延伸至公用轮胎胎面的第一侧壁和第二侧壁；和 压缩致动器机构，其被安装至所述轮胎处于所述轮胎腔体内，用于将空气传递至所述轮胎腔体，所述压缩致动器机构包括中空容纳体，所述中空容纳体由弹性的可变形材料成分形成，并容纳一定量的不可压缩介质，所述中空容纳体响应于旋转时的轮胎的变形和恢复而在变形状态与非变形状态之间往复地变换， 所述中空容纳体在所述变形状态中排走一定量的不可压缩介质用于产生压缩力，由所述压缩力将一定体积的空气传递至所述轮胎腔体，所述中空容纳体被成形为促进轮胎旋转期间的枢转。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述中空容纳体在所述轮胎的一次旋转内在所述变形状态与所述非变形状态之间操作地经受一次循环变形。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述中空容纳体的循环变形沿轮胎旋转的正向方向或者后向方向发生。
4.如权利要求1所述的系统，其特征进一步在于:泄压阀，所述泄压阀被安装至所述轮胎，用于在所述轮胎腔体的空气压力超过预设的轮胎充气压力的情况下，从所述轮胎腔体释放空气。
5.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述中空容纳体的变形由所述第一侧壁和第二侧壁中的一个的弯曲导致。
6.如权利要求1所述的系统，其特征进一步在于:泵组件，所述泵组件被附至所述第一侧壁和第二侧壁中的一个，所述泵组件包括: 压缩器体，其被附至所述中空容纳体并具有空气腔室，所述空气腔室具有用于容许空气进入所述空气腔室中的入口开口和用于将空气从所述空气腔室引导至所述轮胎腔体的出口开口，所述压缩器体进一步包括第一阀机构和第二阀机构，所述第一阀机构和第二阀机构处于所述压缩器体内，用于与所述中空容纳体的循环变形同步地分别往复地打开和关闭所述入口开口和所述出口开口。
7.如权利要求6所述的系统，其特征进一步在于:泄压阀机构，所述泄压阀机构用于在所述轮胎腔体内的空气压力超过预定压力时从所述轮胎腔体释放空气，所述泄压阀机构被附至所述压缩器体，并包括泄压阀和从所述泄压阀起的空气流动通路，所述空气流动通路定位成使空气从所述轮胎腔体操作地逆向流动通过所述压缩器体，并离开所述压缩器体的所述入口开口。
8.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第一阀机构和第二阀机构分别作为定位在所述压缩器体的空气腔室中的单独部位处的第一单向阀和第二单向阀进行操作。
9.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第一阀机构包括座置在所述压缩器体的空气腔室内的活塞构件，所述活塞构件与所述中空容纳体的循环变形同步地在打开位置与关闭位置之间循环地移动，并且所述活塞构件操作地打开和阻塞所述压缩器体的入口开口。
10.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述中空容纳体具有都面向所述轮胎腔体的第一线性区和第二线性区，当所述侧壁邻近所述轮胎的印迹时，这两个线性区的联合促进所述中空容纳体的枢转和所述介质的压缩。
【文档编号】B60C23/12GK103847443SQ201310619225
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年11月29日 优先权日:2012年11月30日
【发明者】K.库马, A.T.佩罗内-帕凯恩, E.迪伦伯格, D.P.L.M.欣克 申请人:固特异轮胎和橡胶公司