用于自充气轮胎的紧凑型阀系统的制作方法
【专利摘要】公开了一种具有轮胎腔的轮胎，其中，所述轮胎具有包括泵通道的双向泵组件，该泵通道具有入口端和出口端，并且操作用于允许在轮胎底印附近的泵通道的一部分基本上打开和关闭泵通道。所述轮胎包括具有阀壳体的阀组件，其中，隔膜安装在形成内室的阀壳体中，并且其中，隔膜响应于轮胎腔的压力。内室具有与外部空气流体连通的入口以及与泵通道的入口和出口流体连通的出口。隔膜定位在出口上方并且操作以打开和关闭出口。弹性构件将隔膜偏置到打开位置中。
【专利说明】用于自充气轮胎的紧凑型阀系统
【技术领域】
[0001 ] 本发明大体上涉及自充气轮胎，并且更具体地涉及用于这种轮胎的泵机构。
【背景技术】
[0002]正常的空气扩散使轮胎压力随时间降低。轮胎的正常状态处于充气不足。相应地，驾驶员必须反复动作以维持轮胎压力，否则驾驶员将会看到降低的燃料经济性、轮胎寿命以及降低的车辆制动和操纵性能。已经提出轮胎压力监测系统以在轮胎压力显著低时警告驾驶员。然而，这样的系统仍然依赖于驾驶员在被警告时采取补救措施以将轮胎再充气到建议的压力。因此，期望在轮胎内并入将使轮胎自充气的自充气特征件，以便于在无需驾驶员干预的情况下补偿轮胎压力随时间的任何下降。
【发明内容】
[0003]本发明在第一方面中提供了一种具有泵和阀组件的轮胎。该轮胎具有轮胎腔、分别从第一轮胎卷边区域和第二轮胎卷边区域延伸到轮胎胎面区域的第一侧壁和第二侧壁。该阀组件具有阀壳体，该阀壳体具有内室，其中，隔膜安装在内室中，并且其中，隔膜具有与轮胎腔流体连通的第一侧面和与内室流体连通的第二侧面。泵具有泵通道，该泵通道具有第一和第二端，其中，泵通道定位在轮胎中以在轮胎旋转时打开和关闭。内室具有与外部空气流体连通的入口以及与泵通道的第一和第二端流体连通的出口。隔膜定位在出口上方并且操作以打开和关闭所述出口。弹簧定位在阀壳体的内室中，并且操作以将隔膜偏置在打开位置中，其中，泵的所述第二端与轮胎腔流体连通。
[0004]本发明在第二方面中提供了一种具有双向泵和阀组件的轮胎。该轮胎具有轮胎腔、分别从第一轮胎卷边区域和第二轮胎卷边区域延伸到轮胎胎面区域的第一侧壁和第二侧壁；
轮胎具有泵通道，所述泵通道具有第一端和第二端并且操作以便在轮胎在第一方向或与所述第一方向相对的第二方向上旋转时允许在轮胎底印附近的泵通道的一部分关闭和打开泵通道，
阀组件具有阀壳体和内室，其中，隔膜安装在内室中，并且其中，隔膜具有与轮胎腔的压力流体连通的第一侧面；
所述内室具有与外部空气流体连通的入口以及与第一室和第二室流体连通的出口 ； 其中，所述隔膜定位在出口上方并且操作以打开和关闭出口 ；
其中，弹性构件将隔膜偏置到打开位置中；
其中，所述第一室具有定位在其中的单向阀，并且所述第一室的出口与泵通道第一端流体连通；
其中，所述第二室具有定位在其中的单向阀，并且第二室的出口与泵通道第二端流体连通；
其中，阀壳体还包括第三室，其中，第三室与泵第一端和轮胎腔流体连通； 其中，单向阀定位在第三室中，其中，第三室位于泵第一端和轮胎腔之间。
[0005]定义
轮胎的“高宽比”表示其截面高度(SH)与其截面宽度(SW)的比率乘以百分之百来表示为百分比。“不对称胎面”表示具有关于轮胎的中心面或赤道平面EP不对称的胎面花纹的胎面。
[0006]“轴向的”和“轴向地”表示平行于轮胎的旋转轴线的线或方向。
[0007]“卷边包布”是围绕轮胎卷边外侧放置的窄带材料，用于保护帘布层免受磨损和被轮辋切割并且分散轮辋上方的挠曲。
[0008]“周向的”表示垂直于轴向、沿环形胎面表面的周边延伸的线或方向。
[0009]“赤道中心平面(CP) ”表示垂直于轮胎的旋转轴线并经过胎面中心的平面。
[0010]“底印(footprint)”表示轮胎胎面在零速度及标准负载和压力下与平坦表面的接地面积或接触面积。
[0011]“内侧面”表示当轮胎安装在车轮上并且车轮安装在车辆上时最靠近车辆的轮胎侧面。
[0012]“横向的”表示轴向方向。
[0013]“横向边缘”表示在标准负载和轮胎充气情况下测量的、与轴向最外侧的胎面接地面积或底印相切的线，这些线平行于赤道中心平面。
[0014]“净接触面积”表示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的整个胎面的总面积。
[0015]“非定向胎面”表示这样一种胎面，其没有优选的向前行进方向并且也不要求定位在车辆上特定的一个或多个车轮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车轮定位的优选行进方向。
[0016]“外侧面”表示当轮胎安装在车轮上并且车轮安装于车辆上时最远离车辆的轮胎侧面。
[0017]“通道”表示在轮胎中一体化地形成的路径或在轮胎中插入的形成泵的离散管。
[0018]“蠕动的”表示通过沿通道推动诸如空气的内含物的波状收缩操作。
[0019]“径向的”和“径向地”表示在径向上朝着或远离轮胎的旋转轴线的方向。
[0020]“花纹条”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或横向边缘中任一个所限定，该条在横向上未被全深度花纹沟分开。
[0021]“花纹细缝”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狭槽，细缝通常在宽度上窄并且在轮胎底印内闭合，与轮胎底印中保持敞开的花纹沟相反。
[0022]“胎面元件”或“牵引元件”表示由具有形状相邻花纹沟限定的花纹条或块状元件。
[0023]“胎面弧宽”表示在胎面的横向边缘之间测量的胎面的弧长度。
[0024]本发明还包括如下方案:
1.一种具有泵和阀组件的轮胎，包括:
a.所述轮胎具有轮胎腔、以及分别从第一和第二轮胎卷边区域延伸到轮胎胎面区域的第一和第二侧壁；
b.所述阀组件具有阀壳体，所述阀壳体具有内室，其中，隔膜安装在所述内室中，并且其中，所述隔膜具有与所述轮胎腔流体连通的第一侧面和与所述内室流体连通的第二侧面；
C.所述泵具有泵通道，所述泵通道具有第一和第二端，其中，所述泵通道定位在所述轮胎中以在所述轮胎旋转时打开和关闭；
d.所述内室具有与外部空气流体连通的入口室以及与所述泵通道的所述第一和第二端流体连通的中心端口，
e.所述隔膜定位跨过所述中心端口且操作以打开和关闭所述中心端口；
f.其中，弹簧定位在所述阀壳体的所述内室中，并且操作以将所述隔膜偏置在打开位置中；
g.其中，所述泵与所述轮胎腔流体连通。
[0025]2.根据方案I所述的轮胎，其中，单向阀定位在所述中心端口的所述出口的下游和所述泵通道的所述第一端的上游。
[0026]3.根据方案I所述的轮胎，其中，单向阀定位在所述泵的第一端和所述轮胎腔之间。
[0027]4.根据方案I所述的轮胎，其中，单向阀定位在所述泵的第二端和所述轮胎腔之间。
[0028]5.根据方案I所述的轮胎，其中，单向阀定位在所述泵的第二端和所述中心端口的所述出口之间。
[0029]6.根据方案I所述的轮胎，其中，过滤器组件与所述阀组件的所述入口室流体连通。
[0030]7.根据方案I所述的轮胎，其中，具有上表面的控制板抵靠所述隔膜的所述第二侧面定位，并且其中，所述弹簧接合所述控制板。
[0031]8.一种具有双向泵和阀组件的轮胎，包括:
a.所述轮胎具有轮胎腔、分别从第一和第二轮胎卷边区域延伸到轮胎胎面区域的第一和第二侧壁；
b.所述轮胎具有泵通道，所述泵通道具有第一端和第二端并且操作以便在所述轮胎在第一方向或与所述第一方向相对的第二方向上旋转时允许所述泵通道在轮胎底印附近的部分基本上关闭和打开所述泵通道，
c.所述阀组件具有阀壳体和内室，其中，隔膜安装在所述内室中，并且其中，所述隔膜具有与所述轮胎腔的压力流体连通的第一侧面；
d.所述内室具有与外部空气流体连通的入口室以及与第一室和第二室流体连通的中心端口 ；
e.其中，所述隔膜定位在所述中心端口上方并且操作以打开和关闭所述中心端口；
f.其中，弹性构件将所述隔膜偏置到所述打开位置中；
g.其中，所述第一室具有定位在其中的单向阀，并且所述第一室的出口与所述泵通道的第一端流体连通；
h.其中，所述第二室具有定位在其中的单向阀，并且所述第二室的出口与所述泵通道的第二端流体连通；
1.其中，所述阀壳体还包括第三室，其中，所述第三室与所述泵的第一端和所述轮胎腔流体连通； J.其中，单向阀定位在所述第三室中，其中，所述第三室位于所述泵的第一端和所述轮胎腔之间。
[0032]9.根据方案8所述的轮胎，其中，所述阀壳体具有与泵通道的第一端流体连通的第四室，所述第四室具有定位在其中的单向阀，其中，所述第四室的出口与所述轮胎腔流体连通。
[0033]10.根据方案8所述的轮胎，其中，所述第一室的所述单向阀防止流进入所述内室。
[0034]11.根据方案8所述的轮胎，其中，所述第二室的所述单向阀防止流进入所述内室。
[0035]12.根据方案8所述的轮胎，其中，所述第三室的所述单向阀防止来自所述轮胎腔的流进入所述泵通道。
[0036]13.根据方案8所述的轮胎，其中，所述第四室的所述单向阀防止来自所述轮胎腔的流进入所述泵通道。
[0037]14.根据方案8所述的轮胎，其中，过滤器定位在所述外部空气和第三孔之间。
[0038]15.根据方案8所述的轮胎，其中，所述阀壳体具有环形通道，所述环形通道将来自所述第三室的出口的流导引至第四室的出口。
[0039]16.根据方案8所述的轮胎，其中，所述阀壳体具有半圆形通道，所述半圆形通道将来自所述中心端口的流导引至所述第一和第二室的所述入口。
[0040]17.根据方案8所述的轮胎，其中，所述阀壳体的底部具有多个凹槽。
[0041]18.根据方案8所述的轮胎，其中，所述阀壳体具有上板，并且所述壳体的底部具有一个或多个凹槽，其中，所述上板坐落跨过所述凹槽，形成将流从一个位置导引至另一位置的一个或多个通道。
【专利附图】
【附图说明】
[0042]将以举例方式并且参照附图描述本发明，在附图中:
图1是示出泵和阀组件的轮胎和车轮组件的前视图；
图2示出在轮胎旋转期间操作中的图1的轮胎和车轮组件；
图3是包括泵的轮胎的卷边区域的放大剖视图；
图4是示出泵被压缩在轮胎卷边区域中的放大剖视图；
图5A是显示具有本发明的紧凑型阀系统和过滤器组件的卷边区域的剖视图；
图5B是图5A的紧凑型阀系统在方向5B-5B上的放大视图；
图6是从轮胎内部观察的紧凑型阀系统的侧透视图；
图7是本发明的紧凑型阀系统和泵的示意图；
图8是显示将插件移除的紧凑型阀系统的侧透视图；
图9是固持器和上板的分解图；
图1OA是固持器的俯视图；
图1OB是在图1OA的方向10B-10B上的固持器的剖视图；
图1OC是在图1OA的方向10C-10C上的固持器的剖视图；
图1OD是在图1OA的方向10D-10D上的固持器的剖视图； 图1OE是在图1OD的方向10E-10E上的固持器的剖视图；
图11是紧凑型阀系统和过滤器组件的分解图；
图12a是流量控制器的俯视图；
图12b是在方向12b-12b上的流量控制器的剖视图；
图12c是在方向12c-12c上的流量控制器的剖视图；
图12d是在方向12d-12d上的流量控制器的剖视图；
图13A是入口控制阀的俯视图；
图13B是在图13A的方向13b-13b上的入口控制阀的剖视图；
图13C是在图13A的方向13c-13c上的入口控制阀的剖视图；
图13D是在图13B的方向13d-13d上的入口控制阀的剖视图；
图13E是在图13A的方向13e-13e上的入口控制阀的剖视图；
图13F是在图13A的方向13f-13f上的入口控制阀的剖视图；
图14A是显示不带有插件的紧凑型阀系统的俯视图；
图14B是图14A的紧凑型阀系统在方向14b-14b上的剖视图；
图14C是图14A的紧凑型阀系统在方向14c-14c上的剖视图；
图14D是图14A的紧凑型阀系统在方向14d-14d上的剖视图；以及图14E是图14A的紧凑型阀系统在方向14e-14e上的剖视图。
【具体实施方式】
[0043]参看图1和3，轮胎组件10包括轮胎12、蠕动泵组件14和轮胎车轮16。轮胎以常规方式安装到车轮的轮辋，车轮具有邻近外轮辋凸缘22定位的轮辋安装表面18。外轮辋凸缘22具有外轮辋表面26。如图所示，环形轮辋主体28连接轮辋凸缘22并且支撑轮胎组件。轮胎具有常规构造，具有从相对的卷边区域34延伸至胎冠或轮胎卷边区域38的一对侧壁32。轮胎和轮辋包封内部轮胎腔40。
[0044]如图1所示，泵组件14包括泵通道42，其安装或定位在轮胎的侧壁区域中，优选地在卷边区域附近。泵通道42可由诸如塑料、弹性体或橡胶化合物的有回弹力的挠性材料制成的离散管形成，并且在管经受外力而变形到压扁状态和在移除这种力之后返回到初始状态时能够承受反复的变形循环。管的直径足以操作性地传递对本文所描述的目的来说足够的空气体积，并且允许将管定位在如将被描述的轮胎组件内的操作的位置。优选地，管具有椭圆形横截面形状，但可以利用诸如圆形的其它形状。
[0045]泵通道自身也可在硫化期间一体地形成到轮胎的侧壁中，从而消除对插入的管的需求。一体地形成的泵通道优选地通过将由线或硅树脂制成的可移除条内嵌于诸如卷边包布的选定的生轮胎部件中而制成。所述部件内嵌于轮胎中并且固化。然后在固化之后移除可移除条以形成模制的或一体地形成的泵空气通道。
[0046]在下文中，术语“泵通道”是指安装的管或一体地模制的通道。轮胎内选择用于空气通道的位置可以在驻留在轮胎的高挠曲区域内的轮胎部件内，足以当轮胎在负载下旋转时使内部中空空气通道逐渐地塌缩，从而沿着空气通道从入口向泵出口输送空气。
[0047]泵空气通道42具有由紧凑型阀系统200连接在一起的入口端42a和出口端42b。如图所示，入口端42a和出口端42b间隔开大约360度，形成环形泵组件。
[0048]紧凑型阀系统200
图5-14中示出紧凑型阀系统200的第一实施例。图11示出紧凑型阀系统200的分解图。紧凑型阀系统包括入口控制阀400，其起到调节和控制泵42的入口流量和出口流量的作用。从图的底部开始，紧凑型阀系统200包括可选的插件60、固持器80、流量控制器300、入口控制阀400和帽盖500、弹簧600、以及封盖700。可选的过滤器组件800连接到紧凑型阀系统200。
[0049]插件 60
如图5A所示，紧凑型阀系统包括插入到内嵌于轮胎中的底座64的可选的插件60。底座64是在轮胎内表面上形成的凸起的区域或隆起部并且可选地可包括螺纹式内孔，其中，隆起部使用诸如未固化的弹性体、生橡胶的材料的一系列同心层内嵌于轮胎侧壁中。也可使用橡胶或弹性体的一件式模制成型件来代替同心层。替代地，插件60可在硫化之前插入到底座中。外部插件可由生橡胶、弹性体、尼龙、超高分子量聚乙烯或诸如黄铜的金属制成。插件优选地涂有本领域技术人员已知的适当的粘合剂，例如间苯二酚甲醛乳胶(RFL)或通常称为“浸液”。插件的外表面可粗糙化并且涂有选定的RFL。插件的外表面还可包括除了选定的RFL之外的脊、凸缘、延伸部、螺纹或其它机械手段以将插件固持到轮胎侧壁的橡胶中。
[0050]如图5B所示，可选的插件60形状类似杯子并且具有由面对轮胎腔的开口端61、与开口端相对的底壁62和侧壁63形成的内部段。底壁具有从底壁延伸的两个阳型部65和67，它们对准泵通道42a、42b并连接到泵通道42a、42b以在插件60和泵42之间连通流体。每个阳型部具有贯穿其的孔以便将过滤后的空气连通到阀的内部。底部还具有两个相对的孔68、69以便对准泵通道42a、42b并且与泵通道42a、42b流体连通。可选的垫圈70定位在插件60的底壁62上。垫圈是圆形且平坦的，具有与插件60的孔68、69对准的孔。垫圈也可具有环绕这三个孔的突出边缘。如图5A所示，插件60的底壁62具有第三孔71以便接纳过滤器组件800的阳型部820。外部插件60还具有围绕侧壁63的带凸缘的边缘部分61，其带有相对的阴型凹槽。带有两个相对的U形连接器710的封盖700被接纳在相对的阴型凹槽内。
[0051]固持器80
可选的外部插件60容纳固持器80。固持器80在图8-9和图10A-E中示出。固持器80为大体上圆柱形的，具有从外表面伸出的一个或多个对准键82。对准键82座置成与在外部插件60的侧壁中形成的对准狭槽(未示出)匹配接合。对准键82确保固持器的底部表面上的狭槽83a、84a与插件的孔68、69对准。固持器的底部表面85还包括用于接收来自过滤器组件800的过滤空气的孔86。插件60是可以取消的可选部件，并且固持器80的外表面可以带螺纹以接纳到底座64中。
[0052]图9示出固持器80的分解图，其中，上板87定位在底部表面81上方，以使得对准舌片91被接纳在固持器80的对准键82中。图1OE示出固持器80的底部的剖视图。如图1OE所示，固持器的底部表面81具有形成于其中的凹槽，该凹槽与上板配合以形成通道83b、84b、85b和86b。来自泵的流体根据轮胎旋转方向而进入带狭槽的孔83a、84a中的一个内。来自带狭槽的孔83a、84a的流然后分别通过倾斜的通道83b、84b连通到位置83c、84c。如图1OB所示，来自位置83c、84c的流接着被导向通过上板87的相应的端口 89、90。如图1D所示，上板87具有相对的狭槽92、93，其定位成与狭槽83a、84a对准。如图1OB所示，来自过滤器的入口流通过孔86a进入固持器，然后被导引通过倾斜通槽86b进入位置86c，如图1OE所示。如图1OC所示，来自位置86c的流接着被通过上板87的孔88输出。
[0053]图1OD示出安装在上板87中的中心端口 94。中心端口 94与位置85a对准并且与通道85b流体连通。中心端口 94与来自入口控制阀400的流流体连通，并且将来自入口控制阀400的流通过中心端口 94、通过到位置85c的通道85b、通过端口 95并连通到流量控制器300中，如图1OC所示并且如下文更详细描述的。
[0054]流量控制器300
如图11所示，流量控制器300定位在上板87上方的固持器80内部。流量控制主体302具有定位成用于接纳在固持器的对准键82中的对准舌片304。如图12B所示，流量控制器300具有接纳在相应的室307、309中的方向控制阀306、308。方向控制阀306、308与来自入口控制阀的入口空气流流体连通。如图14B所示，室307、309与泵通道42a、42b流体连通。流量控制器还包括接纳在室311、313中的逆止阀310、312。如图14D所示，室311、313与逆止阀出口 310、312和轮胎腔流体连通，如下文更详细解释的。
[0055]入口控制阀
如图13a-13e所示，入口控制阀400定位在固持器80内部且邻近流量控制器300。入口控制阀400调节到泵系统的吸入流。如图13b所示，入口控制阀具有用于容纳圆形隔膜404的壳体402。壳体402具有第一通道426和第二通道428，它们由弯曲的狭槽429连接在一起。弯曲的狭槽429形成于壳体402的底部中，如图13d所示。第一通道426和第二通道428各自与方向控制阀306、308对准，方向控制阀306、308分别定位在流量控制器300的室307、309中，如图14B所示。如图13F所示，入口控制壳体402在垂直于第一方向的第二方向上还具有在底部表面上的两个对准的孔:第三通道430和第四通道432。如图13D所示，第三通道430和第四通道432通过在入口壳体402中形成的环形狭槽460流体连通。如图13F所示，环形狭槽460与出口通槽470流体连通，出口通道470通往轮胎腔以用泵送空气填充轮胎。环形狭槽与来自泵出口的通道430、432流体连通。
[0056]入口控制阀还包括隔膜404，隔膜404定位在壳体402的内部中，如图13B所示。隔膜与入口壳体一起形成内室403。室的内部包括中心孔405，并且隔膜定位在中心孔405上方。控制板480具有上环形表面482，其定位成邻近隔膜的内表面。控制板480的上环形表面482具有与中心孔403对准的中心孔483。如图13C所示，控制板具有两个腿部470、472，腿部470、472被接纳在入口控制壳体的底部表面的相应的孔440、438中。腿部470、472在流量控制器的通槽320、322内可滑动。弹簧475定位在中心孔405、483中。弹簧475定位在中心端口 94周围。如图13B所不,弹黃接合与隔I旲404接合的控制板的上环形表面482，并且将控制板和隔膜偏置到打开位置，从而使隔膜不闭合中心端口 94。如图14D所示，内帽盖500定位在入口控制阀上方并且固定到固持器80。内帽盖具有内孔502，以允许隔膜与轮胎的内腔流体连通。帽盖具有与通道470流体连通的第二孔504。封盖700被接纳在内帽盖500上方。弹簧600定位在封盖700和内帽盖500之间。内帽盖500具有中心支撑柱510，中心支撑柱510被接纳在外帽盖的中心孔702中。外帽盖具有对准孔704、706，对准孔704、706带有孔502、504。具有两个相对的U形连接器710的封盖700被接纳在外部插件60的相对的阴型狭槽内。
[0057]图7示出包括流量控制器的轮胎组件10的示意图以及其与泵42和入口控制阀400的关系。入口控制阀400控制是否允许外部过滤后的空气进入系统中。如果需要空气，入口控制阀400打开并允许空气进入方向控制器300。流体流过方向控制阀306。流接着进入泵入口 42a并且被泵送通过轮胎到泵出口 42b。逆止阀或止回阀308阻止泵送的流进入入口控制阀。泵送的空气被导引通过止回阀310并且然后进入轮胎腔。如果轮胎正在相反方向上旋转，则空气通过方向阀308进入泵端42b，被导入泵端42a且然后通过阀312进入轮胎腔中，其中逆止阀306防止泵送的空气回流到阀系统中。
[0058]过滤器组件
过滤器组件800被构造成安装在轮胎的外部上。过滤器组件显示具有圆形横截面形状，其带有显示安装在卷边附近的下侧壁区域中的硬塑料外部。过滤器组件800具有填充有适合过滤空气的多孔介质804的内部段802。过滤器组件800具有入口 810以接收环境空气。空气行进通过入口 810并进入内部段802，在这里，空气被多孔介质804过滤。空气离开内部段的出口 812并进入延伸穿过阳型配件816的通道814中。阳型配件816与固持器的对准孔86和插件的孔86a对准以连接。
[0059]系统操作
紧凑型阀系统200控制进入泵系统的空气的流动。如图6和14所示，轮胎腔压力经由孔704、502、408连通到隔膜404的外侧。如图14B所示，轮胎腔压力作用于隔膜404，其将隔膜抵靠中心端口 94座置，使得没有空气能进入紧凑型阀系统中。弹簧475反作用于轮胎腔压力，将隔膜和控制板偏置到打开位置。弹簧475被选择为具有设定的触发压力，使得当轮胎腔压力降至触发压力以下时，弹簧将隔膜远离中心端口 94偏置到打开位置中。过滤后的外部空气经由孔86a进入紧凑型阀系统200中，如图14D所示。
[0060]在空气经由孔86a进入紧凑型阀系统200之后，过滤后的空气被导引通过倾斜通槽86b进入固持器80的位置86c，如图1OE和1B所示。来自固持器的位置86c的流接着被导引至孔88且然后进入流量控制器300的室324中，如图14C所示。过滤后的空气接着被导引通过入口控制阀的端口 434并进入入口控制阀内室403中。当隔膜处于打开位置时，空气接着从内室403传递到中心端口 94中。接着，流被导引通过通道85a/b/c并且进入室326。室326将流导引至通道429，通道429与图13D的泵入口 426、428流体连通。如图14B所示，流通过端口 426离开入口控制阀通过方向控制阀306并进入室307。流离开固持器的孔83a并进入泵端42a。当轮胎在第一方向上旋转时，空气被泵送通过泵通道42。
[0061]从图2可以理解，空气泵42显示为360度泵，其中入口 42a和出口 42b位置相同。当轮胎在方向109上旋转时，紧贴地面形成底印100。压缩力104从底印100导入轮胎中，并且用来压扁泵42的区段110，如在标记106处所示。泵42的区段110的压扁将位于压扁区段110和紧凑型阀系统200之间的空气的一部分朝紧凑型阀系统200施力。随着轮胎在方向108上沿地面98继续旋转，泵管42将在与轮胎旋转108相反的方向上按区段110、110’、110〃的顺序被依次压扁或挤压。泵管42的逐区段依次压扁使位于压扁的区段之间的空气柱被泵送至泵出口 42b。
[0062]从出口 42b泵送的空气经由狭槽84a进入紧凑型阀系统200，如图14b所示。止回阀308阻止流进入室309中。泵送的空气从狭槽84a通过通道84b行进到端口 84c，如图1OE所示。来自位置84c的泵送的空气流接着被导向通过上板87的端口 90，如图14D所示。如图14D所示，泵送的空气通过止回阀312流入室313中，然后经由连接到入口控制阀的出口 470的通道460离开入口控制阀，然后通过内帽盖的对准孔504和封盖的对准孔706进入轮胎腔中，如图14D所示。轮胎将被泵以来自泵和入口控制阀组件200的空气，直到轮胎压力超出触发压力。如果轮胎压力超出触发压力，隔膜将克服弹簧力并且坐落在中心端口 94上，并且阻止空气进入泵系统。
[0063]如果轮胎旋转方向颠倒，泵和入口控制阀系统将除了以下不同之外如上文所述那样双向工作。过滤后的空气将进入系统进入入口控制阀室403中。如果轮胎腔需要空气，隔膜将从中心端口 94离位。泵将从细长的狭槽429抽吸空气，然后通过止回阀308进入室309中，然后通过孔84a离开并进入泵42b中。泵送的空气将通过孔83a进入紧凑型阀系统200。止回阀306将阻止流进入室307中。固持器将把泵送的空气导引通过通槽83b进入孔83c中，如图1OE所示。如图14D所示，来自位置83c的泵送的空气穿过固持器的端口89，通过方向阀310进入室311并且进入入口控制壳体402的环形通道460中。来自环形通道460的流被导引至通槽470，如图14D所示。流经由470、504、706退出到腔中。
[0064]如上所述，泵组件可定位在轮胎侧壁中，在卷边包布120中的轮辋凸缘表面26的径向外侧。如此定位，空气管42在轮胎底印100的径向内侧并且因此定位成由从如上所述的轮胎底印引出的力压扁。与底印100相对的段将因来自底印100抵靠轮辋凸缘表面26挤压管段的压缩力106而压扁。虽然管42的定位特别地示出为在轮胎在卷边区域34处的卷边包布120和轮辋表面26之间，但是它并不限于此种定位，并且可位于经受压缩的任何区域，例如侧壁或胎面中的任何位置。
[0065]综上所述，应当理解，本发明可与常规构型的辅助轮胎压力监测系统(TPMS)(未示出)一起使用，所述TPMS充当系统故障检测器。TPMS可用来检测轮胎组件的自充气系统中的任何故障并且警告用户此类情况。
[0066]根据本文中所提供的对本发明的描述，本发明中的变型是可能的。虽然出于示出本发明的目的，已经示出某些代表性的实施例和细节，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的范围的情况下，能够在其中做出各种改变和修改。因此，应当理解，可在所描述的具体实施例中做出改变，这将在如下面所附的权利要求所限定的本发明的充分预期的范围内。
【权利要求】
1.一种具有泵和阀组件的轮胎，其特征在于包括: a.所述轮胎具有轮胎腔、以及分别从第一和第二轮胎卷边区域延伸到轮胎胎面区域的第一和第二侧壁； b.所述阀组件具有阀壳体，所述阀壳体具有内室，其特征在于，隔膜安装在所述内室中，并且其中，所述隔膜具有与所述轮胎腔流体连通的第一侧面和与所述内室流体连通的第二侧面； c.所述泵具有泵通道，所述泵通道具有第一和第二端，其特征在于，所述泵通道定位在所述轮胎中以在所述轮胎旋转时打开和关闭； d.所述内室具有与外部空气流体连通的内室以及与所述泵通道的所述第一和第二端流体连通的中心端口， e.所述隔膜定位跨过所述中心端口且操作以打开和关闭所述中心端口； f.其特征在于，弹簧定位在所述阀壳体的所述内室中，并且操作以将所述隔膜偏置在打开位置中； g.其特征在于，所述泵与所述轮胎腔流体连通。
2.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，单向阀定位在所述中心端口的所述出口的下游和所述泵通道的所述第一端的上游。
3.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，单向阀定位在所述泵的第一端和所述轮胎腔之间。
4.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，单向阀定位在所述泵的第二端和所述轮胎腔之间。
5.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，单向阀定位在所述泵的第二端和所述中心端口的所述出口之间。
6.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，过滤器组件与所述阀组件的所述入口室流体连通。
7.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，具有上表面的控制板抵靠所述隔膜的所述第二侧面定位，并且其中，所述弹簧接合所述控制板。
8.一种具有双向泵和阀组件的轮胎，其特征在于包括: a.所述轮胎具有轮胎腔、分别从第一和第二轮胎卷边区域延伸到轮胎胎面区域的第一和第二侧壁； b.所述轮胎具有泵通道，所述泵通道具有第一端和第二端并且操作以便在所述轮胎在第一方向或与所述第一方向相对的第二方向上旋转时允许所述泵通道在轮胎底印附近的部分基本上关闭和打开所述泵通道， c.所述阀组件具有阀壳体和内室，其特征在于，隔膜安装在所述内室中，并且其中，所述隔膜具有与所述轮胎腔的压力流体连通的第一侧面； d.所述内室具有与外部空气流体连通的内室以及与第一室和第二室流体连通的中心端口 ； e.其特征在于，所述隔膜定位在所述中心端口上方并且操作以打开和关闭所述中心端Π ； f.其特征在于，弹性构件将所述隔膜偏置到所述打开位置中； g.其特征在于，所述第一室具有定位在其中的单向阀，并且所述第一室的出口与所述泵通道的第一端流体连通； h.其特征在于，所述第二室具有定位在其中的单向阀，并且所述第二室的出口与所述泵通道的第二端流体连通； 1.其特征在于，所述阀壳体还包括第三室，其中，所述第三室与所述泵的第一端和所述轮胎腔流体连通； J.其特征在于，单向阀定位在所述第三室中，其中，所述第三室位于所述泵的第一端和所述轮胎腔之间。
9.根据权利要求8所述的轮胎，其特征在于，所述阀壳体具有与泵通道的第一端流体连通的第四室，所述第四室具有定位在其中的单向阀，其中，所述第四室的出口与所述轮胎腔流体连通。
10.根据权利要求8所述的轮胎，其特征在于，所述第一室的所述单向阀防止流进入所述内室。
【文档编号】B60C23/10GK104417296SQ201410433840
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年8月29日 优先权日:2013年8月29日
【发明者】D.P.L.M.欣克 申请人:固特异轮胎和橡胶公司